基于CAD/CAE技术辅助塑胶产品模具优化设计

刘森林

（深圳市冠旭电子股份有限公司，广东 深圳518000）

1 塑胶产品造型及材料

在塑胶模具产品造型设计与生产中应用Pro/E对产品实物进行3D图像模型绘制。为确保塑胶模型设计的有效性，应用CAD软件中的模型转化功能将绘制出的图像装换为STL格式，然后应用模流分析软件使该设计网格实体化。以某鼠标设计为例来看，在该次设计中，鼠标模具的整体尺寸大小为：105 mm×55 mm×33 mm（长×宽×高），设计其外壳厚度为1.6 mm，底板厚度为1.4 mm，根据产品设计要求，产品的外壳采用三曲面样式的轮廓，表面为流线状弧面结构，进行该产品设计时充分考虑人体力学设计要求，在产品表面、表面过渡段都是采取曲面形式。要求该鼠标产品设计生产后表面平滑，使用者握感舒适，使用中不会出现任何的印迹。为了保证该产品的正常运行，满足安装需求，在鼠标外壳设计阶段还专门设置了装配孔和卡扣，两处设计和各自匹配的底盖必须要互相配合，但是对其装配结构并未做出特殊设置。为满足本次塑胶模具设计的成品流线型设计与脱模需求，在本次塑胶模具的在产品转角位置采用了圆角设计形式。本次塑胶模具设计生产所使用的材料为Stron686E级PS材料，该材料在经过高温加热处理之后黏性较高，不用再进行高温处理就可以准确成型，且应用该材料最显著的特征就是加工相对比较简单，还以在设计与生产中使用混练的方式，从而提升产品的抗冲击、抗腐蚀能力，提升产品的整体性能。本次设计中的塑胶模具的模型如图1。

图1 塑胶Pro/E模型

2 应用CAD/CAE技术优化塑胶模具设计

2.1 应用CAD/CAE技术优化塑胶模具设计的优势

在塑胶模具设计中，正确的选择分模面对保证塑胶模具设计的合理性具有重要意义。在对分模面进行设计的时候在关照模具本身结构的基础上，还要看该模具设计生产后投入使用后塑胶模具安装与修配时的各类具体要求，在设计的时候要尽可能的避免因为分模面设计不合理导致塑胶模具成型难问题。该鼠标的塑胶模具设计来看，该设计模具的尺寸相对较小，且该模具是一个封闭的壳形，因此在设计中将其内部设计为一模两腔布局形式，在两端处都设置了装配用的卡扣，并对朝向位置进行区别设计。为了能够保证塑胶，模具设计卡扣顺利脱模，还需要在设计中设计出内侧抽芯，设计人员一般会应用形成相对偏短的侧滑块抽芯分型构件完成卡扣分型设计，这样不仅可以满足靠口分型设计，还能有效的控制与减少生产设计成本。为了使设计结构更加简化，就可以使用斜顶抽芯分型构件。因为斜顶抽芯分型构件通常是顺着开模方向垂直顶出发生斜向运动的，在塑胶模具的顶出阶段要将该模具倒扣在木板上，并使其处于松动状态，这样才能保证该鼠标能够从模具上脱离下来。在该次塑胶设计中应用顶出设计形式，这样在塑胶模具设卡扣脱离模具时不会在成损伤，在顶上距离保持在合理范围时，在没有阻力的情况下也可以较好的脱离模型，卡扣组间性能也不会对塑胶模具产生负面影响。在模具顶出之后就通过模具制作中的斜顶与弹簧实现复位，这样模具结构就会更加简单，加工处理就会更加方便与快捷。

2.2 应用CAD/CAE技术优化塑胶模具设计需要注意的问题

但是在塑胶模具设计中应用CAD/CAE技术优化塑胶模具设计还需要注意以下几个问题：首先，在模具的生产中，因为斜顶和公模仁间存在一定的间隔空隙，在注塑成作业的压力影响下，就会出现飞边的可能性，但是该可能性并不会对卡口的应用产生影响。且该变化发生于模具结构内部，因此不会对模具的外观产生影响。其次，在塑胶产品正式成型之前就要通过应用四支导柱来确定位置，但是如果生产中模具底座偏大之时，就会导致导柱之间的公差被扩大，也会导致定位的精准性到影响。如果此时塑胶模具生产的注射压力偏大，就很有可能导致该产品出现壁厚不对称的情况，严重影响产品的质量。针对该问题，就可以在其设计中再增设斜角面，从而保证该模具的公母模仁在闭合之时能够凭借此斜面贴紧，可以抵御生产中来自模具上方的受力，从而有效的提升产品的质量。

3 结 语

总而言之，在信息技术高速发展的当今社会，塑胶模具设计与生产对智能化、数字化技术的应用越来越广泛。在塑胶模具优化设计中应用CAD/CAE技术，不仅可以促进塑胶模具结构优化改进，还可以提升产品质量与使用价值。