塑料模具设计的内涵与方法

谭焓

摘 要：随着社会经济的发展，塑料的应用领域越来越广泛。在塑料模具的设计方面，其牵涉到方方面面，设计塑料模具应按一定的设计程序进行，同时对几个设计要点必须予以足够重视，这样才能保证模具的设计与制造质量。塑料模具设计不仅仅是结构设计，还包括模具材料及其热处理选择，因为选择会对模具的使用性能及其寿命将产生重大影响。模具设计与模具失效紧密联系着，为了尽量避免模具失效，应充分研究分析塑料模具的失效机制并在模具设计上采取相应的防范措施。

关键词：塑料模具；设计内涵；方法

1 塑料模具设计的内容和现状

1.1 塑料模具设计的内容

塑料模具设计是随着在工业产品的零件尺寸、形状、尺寸精确度、程序工艺条件以及表面质量等变化而变化的[1]。每一副塑料模具，设计人员都会进行科学有效的创造性设计。在通常情况下，塑料模具设计的内容主要包括：尺寸、尺寸精度的确定及设计，产品零件或产品制作的成型工艺设计以及物理力学的计算等，所以，塑料模具的设计过程往往分为四个阶段，也就是：塑料产品的制作工艺分析与设计；塑料模具的总体方案设计；总体结构的设计；施工图设计。

1.2 塑料模具设计的发展现状

随着社会经济的不断发展和需要，工程产品中对公差要求严格的制品越拉越多，比如：计算机产品、电视产品、电子元件等。这就要求技术人员运用高模具模腔加工精确度和严格的限制模腔特定尺寸的公差等方法处理这些问题。技术人员在处理这些问题时，往往会出现这样的情况：（1）虽能生产出合格的塑料制品，但其成本投入过高，超出生产预算，同时会降低模具的使用寿命；（2）即使技术人员按要求采取了相应的方法进行处理，也会生产出不合格的制品。对于模具使用寿命和不能生产出合格的产品的原因进行分析，发现有很多因素会产生影响[2]。

2 塑料模具设计的具体程序

2.1 明确设计任务及技术经济的目标

塑料模具设计的第一步必须对塑件的技术质量要求与结构特点进行充分的掌握。首先，应该时时与塑件设计着协商，对塑件设计进行调整和修改，确保模具的设计制造稳妥的进行，并要确保工作的高效率；其次，要掌握明確塑件的生产批量、成型方法以及技术经济目标，实现塑件的实用性和经济效益性。

2.2 调查收集相关设计资料

确定塑料模具的成型方法后，应该对同类的模具资料、工艺资料、相关标准及设计手册等模具设计的资料进行全面的收集，为新模具的设计做好充分的准备。

2.3 熟悉生产条件

了解和掌握相应的成型设备的操作技术规范，是确保模具设计与成型设备合理匹配的前提。与此同时，还需要对生产现场工艺水平及操作人员的技能素质进行了解，确保设计的模具可以在现场顺利的使用。

2.4 拟定模具的结构设计方案

在对模具设计的资料全面掌握后，就应该对模具结构的方案进行设计。根据生产的批量、塑件结构特点及设备的吨位等初步确定模具设计的方案。同时，要对模具的结构及系统的设计进行计算，包括领模力、脱模力、型芯轴拔力、浇注系统等结构和系统的计算，对初定的方案进行及时的调整和修改[3]。

2.5 模具总装配图与模具零件图的设计

在对模具的结构和系统设计的调整和修改后，可以进行模具总装配图的绘制，确定各个部分之间的装配关系，同时进行各部分零件的设计图绘制；对重要的零部件或者系统设计进行校核，检查是否符合设计的要求和目标。

2.6 加工与试模

根据模具设计的要求、生产批量以及加工条件，制定科学合理的模具制造工艺，确保模具制造质量完成符合设计要求；再对加工制造好的模具进行试模工作，检验模具是否可以顺利的工作，是否符合生产要求等，发现模具出现问题，及时调整修改，必须严格做好试模的相关程序工作。

3 塑料模具的设计要点

一套完整的塑料模具的顺利生产，是有诸多因素决定的。主要包括：（1）成型体的尺寸与公差；（2）模具的导向与定位装置；（3）抽芯机构；（4）顶出机构。（5）灌注系统；（6）模具加热与冷却处理，不同的塑料有不同的特性，因而温度的处理是非常重要的[1]。

4 塑料模具的选材与热处理及失效形式与保护

塑料模具的选材包括：（1）明确模具材料的性能要求，包括硬度、磨损抵抗、强度、腐蚀性等；（2）材料的选择方法，可用于制造模具的塑料种类繁多，应该确定相对应的材料；之后，进行模具的热处理。塑料模具主要存在：（1）磨损与腐蚀，塑料是一种特殊的材料，在进行熔融塑料是，会与模具型腔发生摩擦，发生磨损。与腐蚀性物质接触，会导致塑料模具的损害，故必须做好防磨损和防腐蚀的处理；（2）塑性的变形，包括因模具工作零件整体强度不够，或者模具型腔表表面硬化层不够厚；另外，就是加工过程中受切割压力的影响[4]。

[参考文献]

[1]李国峰，塑料模具设计的内涵与方法[J]，机械设计与方法，2011，23，（6）：212-213.

[2]曾宪荣，等.基于CAE技术的塑料模具设计方法研究[J].机电信息.2011，12，（21）：112-114.

[3]胡业安.塑料模具设计中常见的问题[J].科技传播.2010，25，（13）：65-67.

[4]郭幼丹.基于协同设计的塑料模具设计[J].龙岩学院学报.2011，36，（6）：124-126.