沈彬

摘 要 模具工業(yè)不斷發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)以其先進(jìn)的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)逐漸成為模具設(shè)計(jì)的主流方式，其在生產(chǎn)制造中使用得最為廣泛。本文主要講述了計(jì)算機(jī)技術(shù)在注塑模具的制造應(yīng)用與設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī) 注塑模 應(yīng)用與設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TQ320.662 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作為高分子材料之一的塑料，集原料豐富、制造方便、加工容易、質(zhì)地優(yōu)良、輕巧耐用、用途廣泛和投資效益顯著等眾多優(yōu)點(diǎn)于一身，在人們的日常生活中及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有很重要的地位。因此，在機(jī)電、儀表、化工、汽車和航天航空等領(lǐng)域，塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)了金屬材料料化的趨勢(shì)。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術(shù)具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時(shí)成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注射模具。

1計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用領(lǐng)域

塑料產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，它包括塑料制品設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等幾個(gè)工要方面。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）塑料制品的設(shè)計(jì)：基于特征的三維造型軟件為設(shè)計(jì)者提供了方便的設(shè)計(jì)平臺(tái)，而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)為后續(xù)的模具設(shè)計(jì)和分析打下了良妤的基礎(chǔ)。

（2）結(jié)構(gòu)分析：利用有限元分析軟件可以對(duì)制品的強(qiáng)度、應(yīng)力等進(jìn)行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（3）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，模具設(shè)計(jì)軟件會(huì)提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟、參數(shù)選擇，計(jì)算公式以及標(biāo)準(zhǔn)模架等，最后給出全套模幾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

（4）模具開合模運(yùn)動(dòng)仿真：運(yùn)用CAD技術(shù)可對(duì)模具開模、合模以及制品被推出的全過(guò)程進(jìn)行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理處，并及時(shí)更正，以減少修模時(shí)間。

（5）注射過(guò)程數(shù)值分析：采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動(dòng)與保壓過(guò)程，其結(jié)果對(duì)改進(jìn)模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)還可檢驗(yàn)?zāi)＞叩膭偠群蛷?qiáng)度、制品的翹曲性、模壁的冷卻過(guò)程等。

（6）數(shù)控加工：利用數(shù)控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實(shí)時(shí)加工過(guò)程并顯示有關(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，同時(shí)還可自動(dòng)生成數(shù)控線切割指令、曲面的三軸，五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等。

2計(jì)算機(jī)技術(shù)在塑料模具中的設(shè)計(jì)

2.1 塑料模具設(shè)計(jì)的四個(gè)階段

一般，在了解CAD如何輔助塑料模具設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該首要了解塑料模具的設(shè)計(jì)工作，通常情況下，塑料模具設(shè)計(jì)可以分為以下四個(gè)階段：（1）構(gòu)思過(guò)程，該階段主要構(gòu)思的部分有塑料模具的幾何外形、設(shè)計(jì)尺寸，有塑料所選用的材料以及一些制品的機(jī)械和物理性能要求，還有塑料成型設(shè)備和市場(chǎng)規(guī)劃等情況的反復(fù)分析、反復(fù)比較，從而確定出初步的設(shè)計(jì)方案；（2）該階段主要的任務(wù)是通過(guò)綜合分析各種方案后，制定出最終的設(shè)計(jì)方案；（3）繪制裝料總圖和零件圖；（4）將上述三個(gè)階段的內(nèi)容匯總，并且存入檔案。

2.2 CAD輔助設(shè)計(jì)者完成工作

CAD輔助設(shè)計(jì)者所完成的工作有三類：（1）信息存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)庫(kù)，其可以輔助設(shè)計(jì)者的記憶擴(kuò)展，并且可以提供許多設(shè)計(jì)的資料和一些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)者也可以在任意時(shí)刻應(yīng)用這些數(shù)據(jù)。（2）可以提高設(shè)計(jì)者的邏輯思維能力和分析能力，利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬實(shí)際模具的生產(chǎn)過(guò)程，求出模具生產(chǎn)過(guò)程中各種參數(shù)的變化趨勢(shì)來(lái)優(yōu)化塑料磨具的設(shè)計(jì)，大大的提高了模具設(shè)計(jì)的可靠性。（3）其不僅可以輔助設(shè)計(jì)者建立模具的零件幾何圖形，將設(shè)計(jì)的的圖形通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕顯示出來(lái)，而且還可以利用繪圖機(jī)輸出零件的圖紙。

2.3 計(jì)算機(jī)繪圖

計(jì)算機(jī)繪圖有著十分重要的地位，其不僅可以輔助設(shè)計(jì)者將設(shè)計(jì)的零件的幾何形狀和尺寸直觀的表示出來(lái)，還能解決人繪圖速度慢得問(wèn)題，同時(shí)也提高了繪圖的質(zhì)量。計(jì)算機(jī)繪圖不僅縮短了繪圖時(shí)間又提高了設(shè)計(jì)效率，還可以輔助設(shè)計(jì)元解決一些比較復(fù)雜的幾何形狀的零件，并且還可以數(shù)字化的方式將其存人到數(shù)據(jù)庫(kù)中。這種運(yùn)用可以將一些比較精細(xì)的部位準(zhǔn)確清晰地呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的屏幕，設(shè)計(jì)者可以隨時(shí)隨地的對(duì)其做出命令。

總而言之，隨著CAD/CAM技術(shù)在塑料模具中的應(yīng)用，模具的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程聯(lián)合成為了一個(gè)整體，使得塑料的模具設(shè)計(jì)的科學(xué)化與制造的自動(dòng)化又邁進(jìn)了一大步。目前，在國(guó)際中已經(jīng)有許多國(guó)家采用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的設(shè)計(jì)，大大的提高了經(jīng)濟(jì)效益，因此，當(dāng)前我國(guó)也一定要高度重視和研究該種技術(shù)，使其在我國(guó)的塑料工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。

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