周思亮 卓建業(yè) 敖展

摘 要：在當前模具行業(yè)發(fā)展過程中，面向制造的設計技術（DFM）的合理應用可以使產(chǎn)品生產(chǎn)朝著低成本、高效率的方向發(fā)展，本文介紹了在當前的注塑模具結構設計工作中，應用DFM技術的意義、流程、實例、不足及其優(yōu)化措施，以期進一步提升注塑模具結構設計、產(chǎn)品生產(chǎn)的質量，希望能夠給制造業(yè)的發(fā)展提供參考。

關鍵詞：面向制造的設計技術;注塑模具;結構設計

引言

傳統(tǒng)的注塑模具設計、生產(chǎn)工作更多的是依賴設計人員與工藝人員的經(jīng)驗，在模具設計時，往往需要對產(chǎn)品進行反復的試模調整，這不僅在一定程度上延長了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，還大大增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本?，F(xiàn)階段，為切實解決上述問題，將DFM技術應用到當前的注塑模具結構設計中，成為了一項極為必要的工作。

一、將DFM應用到注塑模具結構設計中的意義

在并行工程研究過程中，DFM是一種在并行工程思想指導下，將產(chǎn)品設計與制造集成到一起的技術方法，這一方法在實際應用過程中，拋棄了過去產(chǎn)品設計過程中的“隔墻”設計，即在產(chǎn)品設計階段，就對可能限制產(chǎn)品生產(chǎn)的因素進行思考，并且通過對產(chǎn)品設計情況進行全面分析的方式，在產(chǎn)品正式生產(chǎn)前，盡可能找出設計中存在的與產(chǎn)品生產(chǎn)制造相關的問題，并對其進行優(yōu)化，保證產(chǎn)品設計與制造能夠一次成型，在降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的基礎上，提高產(chǎn)品質量，為產(chǎn)品生產(chǎn)周期的縮短、產(chǎn)品效益的提升提供有效的支持。

二、將DFM應用到注塑模具結構設計中的流程

第一，在確定注塑模具初始型腔時，可以借助DFM技術對模具設計方案中的初始型腔數(shù)目進行確認，為模具結構設計實現(xiàn)創(chuàng)造良好的條件;第二，在確定注塑模具成型材料時，可以借助DFM技術對模具的塑材制品物理性質、力學性能、電性能等情況進行分析，并且在對各種塑材性能品質進行綜合分析的基礎上，選擇最合適的成型材料;第三，在確定澆口形式時，可以借助DFM技術對模具澆口去除、加工、塑件外形等工作可行性進行分析，確定最為合適的澆口形式，為后續(xù)零部件的順利生產(chǎn)打下良好的基礎;第四，在選擇模具形式時，可以借助DFM技術對模具的形狀、注塑澆口、塑材等使用情況進行分析，選擇最適合的模具形式;第五，在選擇注塑機機型時，可以借助DFM技術對注塑機占用空間、操作便利性、注射量、注射壓力等信息進行分析，選擇最合適的注塑機，并對選擇結果的合理性加以評價;第六，在評價模具結構方案時，可以借助DFM技術對注塑模具設計的合理性進行分析，并為設計優(yōu)化工作的開展提供意見與建議[1]。

三、將DFM應用到注塑模具結構設計中的實例

由于當前儀表盤的罩蓋體積較大，并且總體結構較為復雜，為提升這一產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，節(jié)約產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，可以通過注塑模具澆筑塑材的方式，完成罩蓋的生產(chǎn)。具體來說，某款儀表盤罩蓋外部結構尺寸為960320230mm，厚度僅為3mm，并且罩蓋內存在著大量螺絲孔、加強筋等不規(guī)則形狀部件，這使得罩蓋模具設計難度大幅度上漲，現(xiàn)階段，為切實提升罩蓋模具設計工作的可靠性，可以將DFM技術應用到罩蓋注塑模具設計工作中。首先，由于該款罩蓋注塑模具生產(chǎn)前，罩蓋需求廠家已經(jīng)明確了罩蓋使用的素材，因此本次罩蓋注塑模具設計核心在于確定罩蓋澆注口的數(shù)量與澆筑管道的布局，為切實提升設計工作的可行性，可以將DFM技術應用到澆注口、澆筑管道布局設計工作中，并對不同的設計方案進行比對，從中選擇最佳的方案，最終決定蓋罩蓋注塑模具的澆注口有4個。其次，在罩蓋注塑模具澆注口數(shù)量確定后，還需要應用DFM技術對注塑模具四個澆注口澆筑塑材時的壓力、流量、澆筑時間等因素進行分析，通過盡量提升澆筑壓力均衡性、流量均等性并且控制時間盡量接近性的方式，降低后續(xù)罩蓋注塑生產(chǎn)的難度。最后，由于罩蓋生產(chǎn)過程中，超過80%的時間消耗在罩蓋冷卻環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段，為盡量提升罩蓋生產(chǎn)效率，可以通過DFM技術對罩蓋冷卻方式進行分析，找出最合適的罩蓋冷卻系統(tǒng)布局方式，在提升注塑模具實用性的基礎上，為后續(xù)罩蓋生產(chǎn)活動的順利開展創(chuàng)造良好的條件[2]。

四、將DFM應用到注塑模具結構設計中的不足與優(yōu)化措施

盡管在當前的注塑模具設計生產(chǎn)過程中，DFM技術得到了廣泛的應用，但對當前DFM技術應用情況進行分析后可以了解到，在注塑模具設計過程中，DFM技術應用有著專業(yè)化水平偏低、前期信息準確率不高、項目總結反饋機制不夠健全等問題，現(xiàn)階段，為切實提升這一技術方式應用的可靠性，首先，面對這一技術專業(yè)化程度不夠高的情況，可以通過培養(yǎng)專門的DFM技術人員，在DFM技術應用過程中不僅可以明確客戶提供產(chǎn)品參數(shù)、驗收標準等信息，并且在注塑模型設計過程中，能夠合理利用DFM技術對模型的塑膠特性、模具結構等信息進行分析，從而切實提升注塑模具后續(xù)設計生產(chǎn)工作的可行性。其次，由于DFM技術在前期應用過程中往往需要對客戶提供的數(shù)據(jù)參數(shù)進行分析，受各種因素的影響，部分信息不夠完整，甚至可能存在一定的錯誤，這使得DFM的可行性分析結果存在一定的偏差，需要注塑模具在后續(xù)設計生產(chǎn)過程中不斷對自身的結構、素材等條件進行優(yōu)化調整，這不僅提升了DFM技術應用的工作壓力，還增加了注塑模具生產(chǎn)的成本?，F(xiàn)階段，為切實解決上述問題，在使用DFM技術對注塑模具進行可行性分析前，可以通過對其進行預設計與CAE分析的方式，為后續(xù)DFM分析準確性與完整性的提升提供支持。同時，為解決因信息參數(shù)不夠準確所導致DFM工作量增加的問題，在實際工作過程中，可以通過在注塑模型設計工作開展前，對各種影響因素進行分析審查，降低數(shù)據(jù)參數(shù)的錯誤率，提升DFM技術應用質量。最后，在DFM技術應用過程中，往往存在著部分問題分析后，無法及時將其反饋給模型設計人員，導致在設計優(yōu)化時無法對其進行處理的情況，這一情況的存在不僅增加了DFM工作量，還會增加注塑模型的生產(chǎn)成本，現(xiàn)階段，為切實解決上述問題，構建科學的項目反饋機制，將DFM技術應用過程中發(fā)現(xiàn)的問題，及時傳達給目標人員，及時解決工作失誤，成為了一項極為必要的舉措。

結語

面對當前人們對零件加工制造精密度要求不斷提升的情況，在DFM技術應用到注塑模具結構設計工作中，可以有效降低一些大型、精密度較高、較為復雜的模具生產(chǎn)成本，縮短模具的生產(chǎn)周期，在滿足人們對模具實際需要的基礎上，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，為企業(yè)經(jīng)濟效益與市場競爭力的提升，打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]龐有強.注塑模具電火花加工電極設計及工時預估關鍵技術研究[D].南京航空航天大學，2018.

[2]羅云中.注塑模具零件三維工序模型的生成方法研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D].武漢理工大學，2020.