塑料模具范文

导语：如何才能写好一篇塑料模具，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】 塑料模具 设计 研究 计算机 西门子电机

前言：塑料的成分主要有树脂、填充剂、增塑剂、着色剂和稳定剂等，在现实生活的应用非常普及，比如：电视机、洗衣机、塑料袋、计算机、西门子电机等。制造出这些塑料工艺品的主要设备就是塑料模具，模具的设计主要是模具的设计方案构思。关于模具的设计，目前有很多方法，塑料模具厂商最经常用的是经验试模定工艺方法，但是这种方法也已经陈旧。

1 Pro/e与反求工程在塑料模具设计中的应用

Pro/e具有强大的造型功能，而反求工程是至今为止产品设计的一种新方法，在很多领域中具有不可估量的前景。

1.1 Pro/e和反求工程中的逆向工具

当前，绝大多数反求工程的研究和应用都集中在重建产品实物的CAD模型和产品制造上，这种行为就叫做实物反求工程。反求工程要最终形成CAD模型的工序很复杂，他要经过数据采集、点云模型预处理、曲线或曲面的重构等许多复杂的环节。Pro/e也要经过输入点集、创建包络、创建小平面和曲面四个环节才能形成处理逆向的一个完整流程。Pro/e完整的逆向解决方案有两个特征，一个是重新造型特征，另一个是野火版的小平面特征。

1.2 应用Pro/e和反求工程在塑料模具设计中的流程

软件系统的模块是模具设计的主要手段，它几乎提供了模具设计所需要的所有功能。模具设计的流程是先利用软件系统的模块建立出塑料产品模具的三维模型，第二步是利用型腔模块设计模具的构建，第三步也是最后一步，是设计模具的模架。塑料模具设计好之后就可以按照模具设计进行模具装配和模具组建了。其中PTC公司推出Pro/e软件所具有的一系列功能是设计模具最方便的装备，它几乎囊过了模具设计所需要的所有功能包括模具的零件装配和模具开发。

1.3 计算机辅助模具设计

计算机辅助模具设计主要探讨的是塑料注射成型的塑料产品中，影响产品质量的主要工艺参数，并用鲜明的例子说明了计算机辅助流动模拟技术在塑料模具设计中的引导作用。

1.4 计算机辅助模具设计的主要工艺参数

模具设计出来后，在注射过程中影响塑料工艺品的因素有很多，C-MOLD[1]经过长时间的研究，终于研究出影响塑料工艺品注射成型品质的一些工艺参数，它们分别是注射温度、注射压力、设置螺杆行程转换的开关位置和设置的注射速度和排气等方面。在塑料工艺注型过程中，冷却介质的温度一般小于型腔表面的温度，通常比型腔表面的温度低10-20摄氏度。如果模具温度大于或等于40摄氏度了，需在模具固定板和模具两者之间增加一个隔热的装置。注射温度是模具注射的主要技术参数，而注射压力是主要的工艺参数，在塑料模具注射成型中受到普遍的关注。

2 塑料模具设计实例

塑料模具设计实例运用的是C-MOLD的软件系统对XX家电产品的模拟[2]。在模具设计构思阶段，采用流动模拟的方法寻找结构参数的设计是提高模具设计品质的有效手段，也是一次性试模成功的好方法。

3 西门子电机塑料模具设计

西门子公司是大型的电机的著名制造厂，它在电机模具设计和制造方面有许多先进的技术。其中包括典型的结构图、绘图法、模具制造工艺等诸多方面，都有自己的独特特点。模具设计和制造的独特之处如下：

（1）典型的结构图。在设计图结构要素基础上对冲膜相应地方进行独特化设计的方法就是典型结构设计。以西门子磁极冲片来举例说明，西门子公司在设计磁极冲片时，先把磁极冲片所需的结构和各种零件先固定下来，然后画出新模具的平面图，这样的方法只需绘制一张模具设计图就可以了。绘制模具图采用平面绘图的方法主要有两个好处，一是作为绘制模具的图纸，二是用于模具各种板块和零件的确定，作为生产模具的一个样板。这样，就不再需要画模具的各种零件图了，省时又省力。

（2）电机模具的制造工艺。西门子公司在制造模具时，模块全部用线切割来加工的方法，粗切、精切都有适度的尺寸和公差。用淬火前铰孔、淬火后磨孔来固定模块。这种工艺法不仅能使电机模具的制造简单化还可以降低成本，一举两得为西门子公司的发展做出了巨大贡献。

（3）模具模块的毛坯和磁轭冲模。大多数模块的毛坯都是购买材料公司的，但是购买回来的模块毛坯粗糙，需要进行精加工才能用来制作模具。磁轭冲片的特点是材料厚、形状千奇百怪而且尺寸大。它的设计制造都很复杂而且成本高昂，西门子的狄纳莫厂抛弃常用的多极复合冲模，改为单极冲模，不但节省了工序还为公司降低了成本。

4 结语

随着塑料在世界各国的普及，塑料行业的发展越来越迅速。依附于塑料的模具设计行业也因塑料行业的发展而快速发展，文章先阐述了Pro/e与反求工程在塑料模具中的应用，然后探讨了提高模具注射成型塑料工艺品的质量的主要注射温度、注射压力等参数，最后阐述了西门子电机模具的设计，从三个方面着手探讨了塑料模具的设计。

参考文献：

[1]C - MO LD D esi gn G u i de[M].AC Tec hnol ogy， N EW Y OR K， U. S . A， 1997 .

[2]项辉宇.计算机辅助塑料模具设计和工艺改进[J].山东工业大学机械学院，CAD中心200072-73

[3]李钟猛.塑料模具设计与制造_第一讲塑料概论[J].成都无线电机械学校，38-45

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【关键词】　模具；失效分析

一、塑料模具失效因素分析

（1）一般模具失效因素分析

一般模具制造中包括模具设计、选用材料、热处理机械加工、调试与安装等过程。根据调查表明：模具失效的因素中，模具所使用的材料与热处理是影响使用寿命的主要因素（详见表1），其比例约占70%，国内外的有关资料也表明了相同的结果。从全面质量管理的角度出发，不能把影响模具使用寿命的诸因素作为多项式之和来衡量，而应该是多因素的乘积，这样模具材料与热处理的优劣在整个模具制造过程中就显得特别重要。

（2）塑料模具失效因素分析

塑料模具的重要失效形式为磨损失效，局部塑性变形失效和断裂失效。

①当塑料模具使用的材料与热处理不合理，塑料模具的型腔表面硬度低，而耐磨性差，其表现为，型腔面因磨损及变形引起的尺寸超差；粗糙度值因拉毛而变高，表面质量恶化。尤其是当使用固态物料进入塑模型腔，它会加剧型腔面的磨损，故塑料模产生了磨损失效。加之，塑料加工时含有氯、氟等成份受热分解出腐蚀性气体HCl、HF，使塑料模具型腔面产生腐蚀磨损，形成侵蚀失效。

②局部塑性变形失效。塑料模具所采用的材料强度与韧性不足，变形抗力低；当填充的物料进入塑模型腔内，有超载、持续受热，周期受压，而应力分布不均匀，以及塑模型腔面硬化层过薄，从而使塑模产生局部的塑性变形而引起的表面皱纹、凹陷、麻点、棱角堆塌，超过要求限度而造成失效以及回火不充分等因素使塑料模具寿命缩短，过早的失效。

③断裂失效。塑料模具形状复杂，多棱角薄边，应力严重集中在韧性不足之外。同时，塑料模采用合金工具钢回火不充分，而发生断裂失效。从塑料模三种失效形式可知：选用合理的塑料模具材料与热处理，对它的使用寿命至关重要。故此，塑料模具材料的选用与热处理应满足下列要求：

A较高的硬度、良好的耐磨性、型腔硬度要求在HRC30～60，淬火硬度大于HRC55，并且有足够的硬化深度，心部有足够的强韧性，以免脆断，塑性变形。

B一定的抗热性，在150～250℃长期工作，不氧化、不变形，尺寸稳定性好。

C注射时，有腐蚀介质析出，要求有一定的耐蚀性。

D热处理变形小，对精密模具来说，要求变形小于0105%，并且有足够的淬透性。

E切削加工性能好，具有优良的抛光，耐磨性能，镜面抛光可达Ra011μm以下。

F焊接性，锻造工艺性能良好。

二、塑料模具合理选材与热处理的基准

随着对塑料模具的要求的提高，对模具钢材也提出了更多的要求。即希望提供更多、更好的具有高硬度镜面加工性能好，耐磨性能强的淬火，回火类新钢材。但是，还要根据塑料的类型以及对被成型的塑料制品的尺寸、精度、质量、数量不同的要求，并考虑已有制造模具的条件，来选用不同类型的塑料模具钢及其热处理。

（1）塑料模具钢的热处理

塑料模具如果采用常规的热处理质量无法保证，模具使用寿命短，材料的利用率仅为60%，为此，对塑料模具中所使用的钢材，应采用特别的热处理，以延长塑模使用寿命。

对于要求心部具有高的强韧性和表面层的耐磨性的塑料模具，可通过表面强化处理技术，提高耐磨性和使用寿命。然而表面强化技术，它不仅能提高塑模型腔表面的耐磨性，而且能使塑模内部保持足够的强韧性，这对于改善塑料模的综合性能，节约合金元素，大幅度降低成本，充分发挥材料的潜力，以及更好地利用新材料，都是十分有效的，实践证明：表面强化技术是提高塑模质量和延长其使用寿命的主要途径。其余塑料模具材料的热处理，由于篇幅有限本文不一一叙述。

采用电火花表面强化技术，它是通过火花放电作用，把一种导电材料（YT15、YT30）涂敷及渗透到另一种导电钢制模（45钢）的表面上，构成合金化的表面层，从而改变模具工作面的物理和化学性能的一种工艺方法。为了使被强化的45钢制模具的基体表面光洁，事先必须将模具基体（45钢）的工作面和电极表面清洗干净，然后手握D9110强化机将电极（YT15、YT30）沿模具（45钢制作）工作面移动，并保持一定的压力，使火花放电均匀连续。经电火化强化之后，被强化表层（显微）硬度可达HV1100～1400，甚至更高。其强化层与结合牢固，耐冲击、不剥落。强化处理时，工件处于冷态，且放电点极小，时间短，没有退火变形等现象，这大大提高模具型腔面的耐热性、耐磨性、热硬性和耐蚀性，生产实践证明，经电火花表面强化后，挤出塑料模使用寿命可提高1倍以上，强化层在使用过程中磨损后，还可以重新进行强化。

三、塑料模选用材料的发展方向

塑料模具对钢材的质量和性能有一些特殊要求。例如：热处理变形小，研磨与抛光性能好，光洁度高，有较强的花纹刻蚀性，尺寸稳定，有别于其他模具材料，尤其是型腔复杂，高精度的塑料模具对模具的选材有更高的要求，但模具钢直接影响模具的寿命。现有的国产传统的模具钢从品种质量、性能等方面都不能满足现代化的生产需求，于是国内又开发与研制了一些新型的塑料模具钢，以供选用。

（1）5CrMnMoVSCo（5NiSCo）高韧性易切削塑料、模具钢，这种钢材在国内是首创，其切削加工性、等向性、韧性和可锻性均好。5NiMoSCo—预处理采用调质工艺，其淬火温度为890～900℃，油淬之后，硬度在HRC60以上，650℃回火后，予处理硬度为HRC35，其切削加工性同退火状态的45钢，可顺利地进行多种切削加工。

（2）SM1和SM2塑料模具钢

它属于硫系易切削模具钢，用于要求高的注射模、压铸模，效果良好。两种模具钢中的元素，S以MnS型微粒夹杂存在，可以起到减少切削力和易于断屑的作用。SM1锻轧之后，迅速退火，而SM2则不用退火，直接经时效和预硬化处理可使用。二种钢经570℃氮化后，心部基体强度不变，表面硬度可达HV1100。SM2可氮化与时效同时进行。

四、结语

在选用塑料模具材料时，必须充分地把握住所使用材料的热处理特性，弄清楚材料方向对尺寸变化的关系及回火温度对硬度的关系非常重要。特别要重视材料的方向对尺寸变化量的影响，在取材的方向上应与热处理后尺寸变化的方向相同，不然会影响制件的形状和精度，严重时会使模具不符合质量要求，对于精密塑料模具在进行热处理时不应出现氧化和脱碳等缺陷，应在无氧化的环境中加热，即进行真空热处理。

参考文献

[1]　高为国，胡凤兰，董丽君，全艳丽.T10A钢成型模具的失效分析及热处理工艺的改进[J].湖南工程学院学报（自然科学版）.2006（02）

[2]　李智博，张贺宗，郭健.浅谈失效成因及其预防与改进[J].中国冶金.2006（09）

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关键词 塑料模具；设计问题；设计策略

中图分类号TG7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0136-02

塑料模具设计人员在设计塑料模具过程中，不仅需要注意设计标准、尺寸等问题，同时还要注意设计成本，这样设计出塑料模具的性价比才较高，才能更好地满足社会需求。因此，塑料模具设计人员必须积极探索新型的设计理念与设计方法，对设计中常见的问题进行详细的分析，并提出相关的防治措施，以有效避免问题，提高塑料模具的设计效率，进而提高设计的经济效益。

1 塑料模具设计中常见的问题

在很多的工业制品中，对产品的尺寸、形状等的要求都比较高，因此需要塑料模具设计者利用塑料进行合理的模具设计，以达到提高工业制品制作效率。但是在塑料模具设计者设计相应的模具过程中，常常存在着一些问题，如塑料模具的公差标注不一、收缩率不一、冷却程度不一等问题，严重影响塑料模具设计的效率。

第一，公差标注不一。对于不同的制品，需要不同比例的塑料模具，公差标注低则塑料模具的精度不高，公差标注高则塑料模具加工工艺相对繁杂，因此，在设计者设计塑料模具过程中，首要考虑的即是塑料模具公差标注问题。但是在实际设计过程中，依然有一些设计人员按照经验选择公差标注，致使塑料模具的尺寸、形状等出现误差，影响塑料模具设计的质量与参考的价值；第二，收缩率不一。在制作塑料模具过程中，需要在高温或者高压条件下，将塑料融解成液体，在注入对应的模腔中。在液体塑料定型过程中，受到塑料本身特性的影响，其塑料模具的大小会比模腔稍小，这种情况即为收缩。在设计者设计塑料模具过程中，必须将收缩情况考虑在内，但是一些设计者并没有意识到不同类型的塑料，其收缩率是不同的，不能应用统一标准进行收缩率的计算。一旦对收缩率计算失误，那么塑料模具的尺寸也将受到影响；

第三，热膨胀系数不一。不同的塑料材料具有不同的热膨胀系数，这种热膨胀系数直接影响塑料冷却之后的形状、尺寸。因此，在塑料模具设计时，设计者必须将热膨胀系数也考率在内，并根据实际情况，适当调整塑料模具的设计尺寸。但是一些设计者并没有严格遵守设计流程，忽视了热膨胀系数的利用，导致冷却后的塑料模具与实际需求的塑料模具之间有一定的差异，进而影响塑料模具的设计效率。

2 提高塑料模具设计效率的策略

为了提高塑料模具设计的效率，设计人员不断地创新设计观念与设计方法，并全方面地考虑影响设计效果的因素，针对设计中常见的问题进行思考、分析与探索，积极提出科学、合理的防治策略，以进一步提高塑料模具设计的效率，保证塑料模具的质量，为相关企业提供合格、高质的塑料模具。

第一，做好设计前的材料收集工作。在塑料模具设计、制作之前，设计人员必须详细了解与塑料模具相关的数据、信息，这就需要设计人员做好设计前期的材料收集工作。比如影响塑料模具设计的因素、注塑机的操作技巧、设计过程的注意事项、模腔的大小尺寸等，这些都将影响塑料模具最终的成型，需要设计人员全面而周密地考虑以上因素，并尽量避免常见设计问题，以最大化地降低误差、提高塑料模具的设计效率；

第二，根据实际情况选择公差标注。不同的公差标注对塑料模具的影响是不同的，对于那些需要高精度的塑料模具，则需要选择高标准的公差标注，虽然工艺复杂，但是能够有效地保证塑料模具的尺寸，使其达到客户要求的标准。对于精度要求不高的塑料模具，则可以使用相对较低标准的公差标注，这样设计出的塑料模具尺寸保持在允许的误差之内，同样能够满足会计的需求。另外，在设计过程中，还必须全面考虑收缩率与热膨胀系数问题，并针对不同材质的塑料模具给出不同的设计方案，以提高设计效率，保证塑料模具的质量与精准度；

第三，有效利用相关程序与设备。随着科技的进步，很多设计都可以在计算机网络上完成，因此，为了提高塑料模具设计的效率，设计人员也可以合理选择相关的程序与设备，如CAD这种专业的设计系统，设计人员可以通过CAD系统计算出准确的模腔的尺寸，缩短设计的计算时间，进而提高设计效率。另外，专业的设计系统还可以有效地帮助设计人员修改设计图纸中不合标准的数据信息等，并依据提供的收缩率、热膨胀系数等给出相应的计算数据；

第四，全面考虑塑料模具失效形式的保护问题。在塑料模具设计过程中，也需要考虑塑料模具的失效问题，如塑料模具的磨损、腐蚀、变形等。因此，在塑料模具设计过程中，设计人员可以制定相应的防治方案，并根据经济、技术条件等选择抗腐蚀性、抗磨损性、抗压性都较好的材料制作塑料模具，这样不仅提高了设计效率，同时也保证了塑料模具的使用效率。

3 结论

总而言之，由于塑料模具设计涉及到多方面的知识与技术，一些设计人员并不能很好地将这些设计知识与技术有机地融合在一起，致使设计常见问题依然存在，影响着塑料模具设计效率以及塑料模具质量的提高。随着我国塑料模具设计人员对设计中常见问题研究的不断深入，设计人员对设计观念与设计方法也不断地创新，并针对问题提出有效的防治措施，必将有效地控制设计常见问题，提高塑料模具设计效率，更大程度上社会的需求。

参考文献

[1]商玉林.塑料成型模设计中应注意的若干问题[J].西安工程科技学院学报，2002，16(3).

[2]张伟，张海波.塑料模具浇注系统的设计浅析[J].机电信息，2011(18).

[3]李光耀.浅谈现代塑料模具的设计与制造[J].橡塑技术与装备，2006(3).

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关键词：塑料 模具 分类 发展

一、塑料模具的分类

下面就最为常见的塑料制品成型加工中所用不同类型的模具作一介绍。

塑料最常见的成型方法一般分为熔体成型和固相成型两大类： 熔体成型是把塑料回热 至熔点以上，使之处于熔融态进行成型加工的方式，属于此种成型方法 的模塑工艺主要 有注射成型、压塑（缩）成型、挤出成型等；固相成型是指塑料在熔融温度以下保持固态 下的一类成型方法，如一些塑料包装容器生产的真空成型， 压缩空气成型和吹塑成型等。 此外还有液态成型方式，如铸塑成型、搪塑和蘸浸成型法等。

按照上述成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型，主要有注射成型模具、挤出成型模具、吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。 塑料注射（塑）模具：注射模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔 化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇系统进入模具型腔内，塑料 在其中固化成型；塑料压塑模具：包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热 固性塑料的一类模具，其所对应的设备是压力成型机；塑料挤出模具： 是用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具，其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔 融，塑化，通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相 同的连续塑料制品；塑料吹塑模具：是用来成型塑料容器类中空制品（如饮料瓶、日化用品等各种包装容 器）的一种模具；塑料吸塑模具：是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具，其原 理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片，在 加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品；高发泡聚苯乙烯成型模具：是应用可发性聚苯乙烯（由聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状 料）原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。

二、我国塑料模具的现状

在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的1/3～1/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。

我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量沿不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化沿待规模化；CAD、CAE＼FlowCool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合沿无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。

三、我国塑料模具的发展

随着中国当前的经济形势的日趋好转， 在 “实现中华民族的伟大复兴” 口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之 一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引 起了各国的高度重视和赞赏。 而且近年来， 塑料模具的产量和水平发展十分迅速， 高效率、 自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。塑料模具具有很多重要的功能，首先，模具腔形状、流产尺寸、表面粗糙、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模具结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模具外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。

现代工业的飞速发展为素有“工业之母”美誉的模具工业带来前所未有的发展机遇， 而模具材料的应用在模具制造中起举足轻重的作用。塑料，作为重要的模具材料之一，随 着家电、汽车、电子、电器、通讯产品的迅猛发展而得到更为广泛的应用。而且发达国家 将塑料模具向我国转移的趋势进一步明朗化。由于模具行业是一个技术、资金、劳动力和 都相对密集的产业，我国的平均劳动力成本仅是美国的1/40-1/30。随着我国经济的快速 发展，我国技术人才的水平也逐步提高，而工业发达国家塑料模具发展逐渐萎缩的趋势， 也加速了这些国家把本国模具工业向工业和技术基础较好的国家转移。 相信在不久的将来 我们中国的塑料模具业必在世界同行业中大放光彩。

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塑料模具设计课程设计一般都是安排在塑料模具设计理论教学结束以后一周到二周内进行的。这段时间学生既要进行课程设计又要就要面临期末考试，所以学习压力比较大，没有足够的时间进行查阅收集处理相关设计资料，设计总是匆匆结束，使得学生不能充分发挥学生的设计能力和创新能力，设计效果不理想。另外就是当学生在设计中运到所学的理论知识的时候，发现已经忘了，所以就要花费大量时间和精力重新复习和学习。

学生根据制件的结构和任务书的要求进行讨论分析，设计计算，确定设计方案，与绘图等，最终完成编写课程设计设计说明书及模具装配图的绘制(手绘)和模具成型零部件的零件图绘制(手绘)。这个环节中的的主要问题是模具装配图和模具成型零部件图的绘制一般都是采用手绘，学生们是第一次设计模具，对模具结构认识不够深刻，加上工程制图课程知识的遗忘和绘图能力的欠佳，所以在绘制过程中的图纸的修改量很大，图纸混乱不清，规范性、标准性差，甚至有的学生要重复绘制，加大了工作量，很难在规定时间完成作业。

最后就是考核。一般老师都是根据学生在设计过程中的任务量、图纸、说明书和平时表现给出成绩，老师一般都是根据学生印象给出成绩，缺乏标准性和透明性，造成学生所得的成绩不公平，助长了懒惰学生的气焰，打压了真正设计学生的积极性，不能很好的区分在设计过程中贡献大的，具有较强分析解决问题能力和创新精神的学生，造成学生心理上的不公平。如此多的问题，如何提高学生设计模具能力与实践动手能力？如何培养出与时俱进的应用型工程技术人员？所以塑料模具设计课程设计教学改革势在必行。

2塑料模具设计课程设计教学改革的探索

2.1课程设计题目改革

课程设计题目改革主要就是将老师提供塑料制件的方式改为学生自由选择塑料制件和老师提供塑料制件相结合的办法。把选择权利还给学生，会给学生一个更大的选择空间，老师根据学生的制件结构提出设计要求。这样学生在选择制件的过程中就会大量分析制件结构对模具结构的影响，从而提高学生对模具整体结构的认识，并能根据老师的要求分析讨论设计方案，再由学生自己根据设计方案进行计算、分析、比较,最后形成设计文件及设计图纸。同时也避免了老师们使用陈旧的设计题目,变学生们的被动设计为主动设计和创新设计，激发学生的设计兴趣。另外在同组内每个学生的设计要求也要区别，这样就可以保证同组不同题目。但组内成员设计模具的结构类似，既避免学生之间的抄袭现象，又利于组内讨论和学习，通过课程设计每个学生的设计水平都会上一个新的台阶。

2.2课程设计开设时间的改革

改革后我们将课程设计贯穿于整个塑料模具设计的教学中来。塑料模具设计理论课是将模具拆开一个系统一个系统的讲解，课程设计也要求学生们先设计模具的各个系统，这样我们把理论教学和实践教学结合起来，让学生带着设计中的问题,有针对性的听课，这样学生就可以在学习中尽可能积累设计中所需的资料，二者同步进行，有助于学生通过教学过程中模具的动画演示资料加深对模具结构的感性认识，为确定课程设计的设计方案创造了良好的条件。另外我们将课程设计延长为一个学期，学生能够充分的利用课外时间思考自己的课程设计中的问题，也有充足的时间和同学以及老师进行交流、讨论和优化所设计的模具结构，提高设计效果和学生的创新能力，也避免了学生的抄袭。这样使学生通过课程设计这个主线把所学知识有机的串起来，感受本课程各部分内容的有机联系，同时将学生的被动学习变为主动学习，既有利于学生深刻理解课程内容，又有利于培养学生的理论联系实际的能力，充分调动学生的积极性、兴趣，大幅度提高了课堂教学质量。通过对课程设计时间的改革，学生的作业都能按时圆满完成，拖拖拉拉现象。

2.3课程设计手段的改革

改革后我们要求学生先手工绘制装配草图和各个非标准零件草图，经反复修改结构合理后，再运用所学CAD软件绘制正式的模具装配图及零部件图。这样对于那些绘图能力不高的学生来说，大大降低了在正式图纸上的修改量，保证了图面整洁性和规范性。当然对个别CAD软件应用有难度的学生也允许用手工绘图。目前各个企业要求模具设计人员具有熟练操作CAD、UG、Pro/e等等软件的能力。所以对那些能够熟练运用这些三维造型软件的学生也提倡使用某一种软件进行三维塑料模具设计。因其整个设计过程处于三维空间,与真实模具结构吻合,所以三维实体造型法具有快捷、直观、生动和有效的特点，可以让学生直观了解各个零件之间的装配位置关系，深刻理解模具结构，能为学生创新潜力的发挥提供广阔的活动空间，激发了学生进行创新设计的兴趣。通过二者比较,发现采用三维设计软件设计时间短、出错少和答辩从容,比采用传统手段效果好。

2.4课程设计考核方式的改革

改革以后我们将课程设计的成绩分成图纸和说明书成绩50%，平时成绩20%，答辩成绩30%。其中平时成绩主要根据学生出勤，提出问题、看图改图等量化评定，同时降低平时成绩的分值，降低老师的主观性对学生成绩的影响。另外加大答辩成绩分值，老师根据讲解情况、理论知识、回答问题等给出成绩，尽量避免抄袭的学生以次充好。同时答辩要贯穿整个设计过程，老师根据设计内容随时提出问题，要学生回答，作为过程考核，这样在设计过程中老师就能利用闲暇时间了解学生掌握知识的程度，学生也能通过问题弄清设计过程中要注意的一些细节及必须掌握的知识，避免在答辩中发现的一些问题,学生没弄清，答辩后可能也不会再去深究，达到课程设计的目的。当然老师也可以对平时表现突出的优秀学生，给予加分；对品行不端者，酌情减分；对严重违纪受到行政处分的学生，其最终成绩评定为不合格，要求其重修。

3结束语

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关键词：塑料制品；模具设计；常见问题

中图分类号：O652 文献标识码：A

随着塑料制品在各行业中的参与程度加大，对塑料制品能够实现的功能要求也在增加，对其使用质量提出了更高的要求，塑料模具设计是实现塑料制造的关键步骤，设计人员应该对塑料的外观、形状、相关尺寸等进行精确的设计，同时要综合考虑在制造过程中可能出现的问题，对设计方案进行改进，在提高塑料制品质量的同时，要保证塑料制造企业的经济效益，降低制造成本，提高模具制造的成功率。因此，要提高塑料模具设计水平，对塑料制造行业的可持续发展具有重要的意义，要采取有效的手段提高模具设计的科学性和高效性，解决容易出现的问题，提高塑料制品的使用可靠性。

1.塑料模具设计中常见的问题分析

1.1 制作材料不同，收缩率不同

塑料模具设计是一项专业性要求高的设计技术，设计人员的专业技能和设计经验很大程度上决定着塑料模具设计效果是否满足要求，能否达到预计的形状，实现理想的功能。模具设计人员应该不断地进行学习，提高自我，对模具设计中常见的问题积极进行解决，提高模具设计水平。通过对模具设计过程的深入分析，将设计方案与根据模具制造出的塑料制品之间进行对比比较，可以发现，存在着塑料制品的尺寸、形状等于设计理想状态存在一定的区别。塑料制造是一项严谨、精度要求高的专业制造行业，不管是尺寸还是形状，有一丝一毫的差别都会导致塑料制品的质量受到影响，对其可靠性、安全性造成影响，如果将形状和尺寸不满足要求的塑料制品应用到其他行业的制造中，会影响这个生产产品的质量，对制造行业的影响是十分不利的。由于塑料制品种类繁多，实现的功能也各不相同，在选取制造原材料时也会选用不同种类的材料进行搭配生产，不同的材料在高温加工冷却过程中具有不同的收缩方向和收缩率，导致加工成型的塑料制品与设计模具之间有一定的差别。实际的生产过程中，设计人员没有充分的重视材料的收缩率不同带来的影响，造成塑料制品的精确度受到一定的影响，会使得制造误差加大，不利于塑料制品投入到高精度制造行业的应用中。

1.2 设计标准制定不完善，塑料模具设计不规范

塑料制品的应用范围不断扩大，应用于不同的场合对于塑料制品的制造精度要求也各有不同。制作精度要求高的塑料，进行模具设计时进行尺寸和形状的设置时要求的精度会更高，对设计人员的技术有较高的要求，设计模具必须要满足使用精度，设计难度加大，耗费时间长，导致企业投入的成本会加大，会对企业的经济效益有所影响。对于应用于精度要求不高的场合，塑料制品的精度要求较为宽泛，进行这类塑料模具的设计时，可以降低对尺寸和形状的要求，能够有效地提高设计效率，降低设计成本，有利于提高企业的生产效益。由此可见，掌握塑料制品的应用场合，对制造精度的高低进行准确的把握对塑料制造企业的可持续发展具有重要的影响，决定着制造成本的高低和生产效率的快慢。然而，在模具设计过程中，对模具设计制造流程的规定不够完善，对设计人员的操作没有进行明确的规定，导致不同的设计人员设计水平良莠不齐，模具设计质量不符合要求，造成使用模具制成的塑料制品高于或者低于要求精度，会影响生产效率和投入成本，均不利于企业的可持续发展，阻碍塑料制造行业的发展。

1.3 塑料材料热膨胀系数不同带来的影响

在塑料制品的加工过程中，存在着多种多样的因素可能会对塑料制品的制造精度产生影响，进而会导致最终的形状和功能等受到影响，对促进塑料制品投入到其他行业的生产中有一定的制约性。由于高温加工是塑料制造成型过程中不可或缺的一部分，材料会受到高温的影响，不同的材料膨胀系数会有差异，导致在高温下产生不同程度的膨胀，会造成塑料在模具中有相应的变形，对冷却后塑料制品的尺寸和形状会造成影响。模具设计人员在进行模具设计时，没有充分地认识到膨胀率不同对制成产品的质量造成的影响，因此，在尺寸和形状的设定时，没有进行充分地调整，导致使用塑料模具生产出的塑料不符合要求，降低消费者的消费满意度。要对不同材料的热膨胀系数进行充分地了解和把握，在模具设计时考虑到热膨胀系数造成的影响，对尺寸、形状进行合理地调整，利用热膨胀系数对塑料产生的变化，提高塑料制品的生产制造质量。

2.采取有效措施提高塑料模具的设计水平

2.1 明确材料性质，考虑收缩率变化带来的影响

模具设计技术人员在确定塑料制造的材料种类时，应该对各种材料的相关性质进行充分地了解和掌握，明确材料在制造加工过程中会产生的变化，预测尺寸和形状的变化规律，提前对模具设计进行尺寸和形状上的调整，能够抵消制造中产生的变化，使得最终制造完成的塑料制品满足理想的尺寸，能够提高塑料的制造有效率，促进塑料能够更加高效地投入使用。同时，为了减少材料收缩率对制造精度产生的影响，可以在制造过程中加入抗高温和抗压添加剂，减少塑料的收缩变形，降低模具设计的难度，使生产的产品能够在复杂的工作状况下更加可靠的投入使用。

2.2 完善设计标准，统一公差标注

提高设计人员技术水平，对设计过程中的重点环节进行明确的规定，规范设计流程和设计步骤，统一公差的标注标准，从而能够对塑料设计精度进行准确地把握，对塑料的设计效率会产生影响。为了更准确的标准塑料的制造公差，在进行模具设计时，要对塑料的应用场合进行研究和调研，收集相关数据，从而能够确定模具的应用精度，并将其标准在设计方案中，便于制造人T能够更直观地了解到塑料的制造精度。采取科学的检测方法对塑料制品的精度进行检测，判断制造的产品精度和形状是否满足要求，保证塑料制品能够可靠的使用。

2.3 创新制作方法，提高塑料制品质量

随着塑料的利用率逐渐加大，对塑料制品的精度和质量要求不断提高，要积极创新塑料制造方法，选用更加高效率、高质量的制造方法，能够促进塑料制造行业的进一步发展。传统的浇注塑料模具生产方法，对塑料的制造精度有一定的局限性，且制造效率较低，受人为操作影响较大，可以加大高新技术在塑料生产中的应用程度，将传统的塑料制造手段与数字程控操作相结合，能提高塑料制造的自动化程度，有效的提高生产效率，提高塑料的质量和制造水平。

结语

塑料制品在我们日常生活中的应用越来越广泛，对我国经济的发展发挥着重要的作用。塑料模具设计水平高低决定着塑料制品行业的发展方向和发展前景，要提高塑料模具设计水平，规范模具设计标准，提高设计人员的专业技能，解决模具设计中经常会出现的问题，充分考虑到材料的收缩率和热膨胀系数对塑料制造可能造成的影响，提高塑料制造的精度和质量，促进塑料制造行业的发展。

参考文献

[1]张伟，张海波.塑料模具浇铸系统的设计浅析[J].机电信息，2011（18）.

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关键词：塑料模具 浇注系统 迷你小音箱

注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，浇注系统的布置和安排直接影响着加工难易程度和塑件的表面质量，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。本文就以迷你小音箱的注塑模为例浅述浇注系统的设计。

1 塑件的结构分析

针对以上塑件的结构，采用一模两腔，可以在一次注射动作下得到一个完整的产品，从而保证了前、后盖的成型工艺条件相同，在色泽、形状上均匀一致，具有较高的配合度。为了使型腔均匀进料和达到同时充满型腔，型腔布置采用平衡式布置，从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状与尺寸均对应相同。

2 主流道的设计

主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。

3 分流道的设计

在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道。分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段，因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并使流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。

3.1 分流道的截面尺寸

分流道截面形状及尺寸应根据塑料制件的结构（大小和壁厚），所用塑料的工艺特性，成型工艺条件及分流道的长度等因素来确定。断面过小，会降低单位时间内输送的塑料量，并使填充时间延长，塑件常出现缺料、波纹等缺陷；断面过大，不仅积存空气增多，塑件容易产生气泡，而且增大塑料耗量，延长冷却时间。本设计采用梯形截面，能满足良好的压力传递和保证合理的填充时间，而且梯形截面分流道容易加工，塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大，而圆形截面的加工工艺性不佳，在生产实际中不常使用。分流道截面形状如图3所示，分流道断面尺寸推荐值如表1所示。

4 浇口的设计

根据塑件成型要求及型腔的排列方式，本文模具采用侧浇口，其具有以下特性：

①形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；

②试模时如发现不当，容易及时修改；

③能相对独立地控制填充速度及封闭时间；

④对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。

5 冷料穴和拉料杆的设计

6 总结

本文以迷你小音箱塑件为例简述了浇注系统设计的整个过程，在设计的整个过程中遵循以下几个原则：

①充分考虑塑料熔体的流动性和塑件结构工艺性；

②热量和压力损失要小；

③确保进料均衡；

④排气性好；

⑤塑料耗量要少。

遵循这几个原则对塑料熔体能否填满型腔获得外形清晰，尺寸稳定、无气泡、无缩孔、无内应力、无凹陷的制件有重要的意义。

参考文献：

[1]于保敏.塑料模具设计与制造[M].电子工业出版社，2012年.

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具的工艺参数。提出了几种基于再制造技术的模具结构设计的方法。

关键词：塑料模具；失效机理；熔覆再制造技术

1.塑料模具的主要失效形式

塑料模具随着现代工业的快速发展得到了广泛应用，导致模具失效问题越来越普遍，造成大量的模具报废，严重影响了塑料制品的质量，模具的失效已成为制约塑料模具行业使用和发展的重要问题。

（1）表面磨损和腐蚀

塑料熔化后塑料颗粒以一定压力和速度在模具型腔内流动，以及冷却凝固后的塑料制品从模腔内中脱出，这都会使塑料件和模具型腔表面产生摩擦，并且塑料中含有较硬的固体填料如硅砂、云母粉、钛白粉、玻璃纤维等，则使磨损更为剧烈。

加之，一些塑料熔化后，其中含有氯、氟等成分的物质受热分解后会释放出氯化氢、氟化氢等腐蚀性气体，会使模具型腔表面产生腐蚀。这些因素的影响达到一定程度后就引起型腔表面粗糙度升高，最终导致模具尺寸超差而失效，从而造成塑料制品质量不合格。

（2）断裂

形状结构复杂的塑料模具会存在棱角和薄壁部位，这些部位会使应力集中。当该应力超出了材料的强度极限时就产生了微裂纹，随着集中应力的不断增加，微裂纹也会不断地扩大，最终导致模具断裂。断裂失效是常见的危害严重的失效形式，约占总失效形式的三到四成。分型面棱角的断裂就会造成塑料制品的飞边，对这类失效一般是用激光熔覆修复，然后进行打磨、抛光处理。

（3）变形

塑料模具在制造和使用过程中，由于模具材料本身承载能力不足以抵抗外加载荷，从而引起表面皱纹、凹陷、棱角堆塌、麻点等局部的塑性变形，超出了模具要求的尺寸范围，造成了模具失效，在失效比例中约占一到两成。局部的塑性变形一般都可以用氩弧焊、激光、等离子熔覆修复。

2.塑料模具失效机理及预防措施、修理方法

2.1塑料模具表面磨损和腐蚀失效

表面磨损和腐蚀在失效形式中约占四到五成，是塑料模具失效的主要形式。塑料模具在使用过程中表面磨损和腐蚀使型腔表面粗糙度变大、模具尺寸超差，造成塑料制品质量不合格。模具的表面磨损和腐蚀其主要原因是模具在使用过程中其表面在高温腐蚀性塑料固体颗粒冲刷作用下，使模具表面产生氧化-冲蚀的失效现象。

2.2塑料模具表面氧化-冲蚀的物理模型

（1）表面氧化模型

塑料模具在使用中造成表面粗糙度值提高和尺寸超差主要是由于氧化-冲蚀磨损造成的，从而造成模具的失效。模具材料、表面氧化物、磨粒的性能及磨粒冲击角等是研究塑料模具表面磨损和腐蚀失效机理的重要内容。一般塑料模具的材料具有良好的延展性，而塑料模具表面氧化物则表现出脆性。

（2）塑脆流失模型

在低温状态下，模具型腔表面的氧化膜薄与基体结合牢固且具有韧性，当模具表面氧化膜在塑料粒子冲击下开始塑性变形，但并没有发生开裂或剥落现象，这样就产生了金属冲蚀，模具表面质量流失表现出塑性材料的特性。当氧化膜足够厚且与表面结合强度高的情况下，其冲蚀行为表现出脆性破坏特性。当表面氧化物膜足够厚，且在冲蚀下发生开裂但还没大片剥落情况下，这时高温塑料粒子会被压入塑料模具表面内，此时氧化膜下的金属会被挤压出氧化膜的裂缝，出现一层含有金属和氧化物的复合层，在这复合层上将发生冲蚀行为，产生氧化影响冲蚀。这时模具表面复合层的冲蚀行为表现出即是塑性又是脆性的，复合层的冲蚀行为的脆塑性表现与该层中的氧化物含量有关。如果氧化膜是脆性且与模具表面结合不牢固，就会产生剥落式和连续式两种氧化控制冲蚀情况。

对塑料模具表面氧化-冲蚀的研究显示，模具表面高温氧化-冲蚀现象存在四种机制，四种机制分别为冲蚀为主、氧化促进冲蚀、氧化抑制冲蚀和氧化为主的4种机制。当温度从环境温度升高到T1，这时是以冲蚀为主的区段，模具表面质量损失随温度的升高而增加，当温度从T1升高到T2，这个区段为氧化促进冲蚀，模具表面质量损失随温度的升高而增加。当表面氧化层温度升高到T2后的一个较窄的T2~T3温度区间，形成氧化抑制冲蚀区域，并起到抗冲蚀的作用。曲线在高温区段时塑料模具表层质量损失随温度升高再度升高。如果温度继续升高，氧化变得越来越严重而冲蚀作用相对降低，模具表层质量流失将上升。研究表明，温度高低、塑料粒子的冲击速度快慢和冲击角度的大小以及模具材料性能优劣直接影响塑料模具表面高温氧化-冲蚀程度。

3.再制造技术的概述

再制造技术是对局部损伤的零件采用先进的表面工程技术，通过再制造修复后继续使用，对已经损坏的部件进行整体更换处理。并针对不同的失效原因采取相应的修复措施使产品的使用寿命延长，挖掘废旧产品中的潜在附加值是再制造技术的宗旨。

再制造技术不仅仅是维修，它属于绿色制造，具有自身独立的学科方向。再制造技术的理论基础是产品的再制造性评价、失效分析和寿命预测。其内容包括：再制造性评价与设计、产品失效机理分析、产品剩余寿命评估、再制造加工技术。

塑料模具再制造技术的内容（1）在塑料模具的设计阶段，要考虑模具的再制造性设计；

（2）在塑料模具的服役至报废阶段，要考虑模具的全寿命周期信息跟踪；（3）在塑料模具的报废阶段，要考虑对模具的非破坏性拆解、低排放式物理清洗；（4）要进行塑料模具的失效分析及剩余寿命演变规律的探索；（5）要完成塑料模具失效部位的具有高结合强度和良好力学性能的表面覆层的设计，以及在修复后模具尺寸超差部位的机械加工及质量控制等。

在塑料模具设计阶段应考虑再制造性。型腔用于成型塑料制品外表面，其结构分为整体式、局部镶嵌式、大面积或四壁拼合的组合式。如图所示为整体式型腔结构。整体式型腔由整块材料加工而成，使用中刚性好，一般不会产生变形，生产的塑料制品表面质量好，无拼接线。但整体式型腔结构加工困难、热处理不便、特别是维修困难，因此只适用于形状简单的中小型模具。从再制造的角度出发一般采用如下几种型腔结构。

斜面对合导向结构。使用导柱、导套导向，虽然对中性好，但毕竟由于导柱和导套之间有配合间隙，导向精度相对难以达到极高的标准，因此有采用直接在模板上开设出定位斜面或者采用斜面定位镶块，并在定位斜面上镶嵌上耐磨的淬火镶块，如图所示。这样就能提高使用寿命，不需要经常拆卸更换，且便于调节精度。

4.参考文献

[1] 肖文军，等．我国塑料模具钢发展前景及应用状况[J]．南方金属，2006，(149)：2

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（武汉船舶职业技术学院机械工程系，武汉 430050）

摘要： 随着生产节奏的加快，标准件软件结合其他绘图工具，被广泛运用到模具设计、电子电路、机械设计、土木建筑等诸多领域。本文以浇口套设计为例，试探讨PRO/E结合MISUMI软件在《塑料模具课程设计》这门课中的作用，并将其与传统手工绘图方法进行比较，阐述MISUMI软件在《塑料模具课程设计》教学中的应用。

关键词 ： 标准件；PRO/E；塑料模具课程设计

中图分类号：TG76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）23-0152-03

基金项目：湖北省教育科学“十二五”规划2014年度立项课题（编号：2014B458）阶段性研究成果。

作者简介：田甜（1982-），女，湖北武汉人，讲师，主要从事模具设计与制造方面教学与科研工作。

0 引言

随着我国军工、装备制造业的高速发展，对工业产品设计、成型、加工等提出了更高的要求。相比金属材料，高分子材料在力学性能、物理性能、化学性能上有很多相似之处，因而塑料产品在机械、电子、航空航天、家用电器、通信等众多领域的需求量在逐年增加，并且受到越来越广泛的重视和应用。[1]由于塑料制品种类繁多、结构复杂、推陈出新速度很快以及设计人员的经验有限，因此设计人员很难又快又好的设计出一套既能减低成本、节约时间、提高产品质量，又能保证合格率的模具。经常是由产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，在实际生产中，不断设计、修改、再设计等一系列反复优化。[2]而在国外，其塑料模具制造业中的模具标准化程度达到70％~80％，大大缩短塑料模具设计、制造周期，降低生产成本，提高产品质量及生产效率，最大限度地提高模具制造业的竞争力。[3-4]

武汉船舶职业技术学院在《塑料模具课程设计》这门实践教学中，除采用传统的手工绘图方法、二维的AUTOCAD绘图软件、三维的PRO/E设计软件外，将MISUMI标准件软件也结合起来，应用于整套模具的设计过程之中。

1 塑料模具中的标准件

PRO/E软件能够根据产品的尺寸形成三维模型，以自动的方式生成二维工程样图，以此使设计人员脱离繁琐、漫长的手工绘图，能够有更多的精力进行其他工作之中，诸如产品的方案设计、结构优化等。但是，一套模具，大到模座，小到弹簧，如果每个零件都要画出三维图，再生成二维图，最后去制造装配，所耗时间也很长。标准化的普及，促使了标准件的出现。

2 MISUMI软件中标准件实例

在一套模具中，除了为数不多几个跟产品尺寸相关的零件外，其他的固定、导向、装配等零件都可以看做标准件。由特定的厂家生产，其尺寸、性能都能满足设计、使用需求。MISUMI软件中的零件就能满足模具设计速度、制造质量等一些跟成本相关的要求，如图1所示。在MISUMI塑料模具设计辅助软件中，有30种不同分类的标准件。以浇口套为例，看看标准件在模具设计中的效果。

2.1 标准件类型可选

生产不同产品的塑料模具类型也大有不同。有的产品尺寸较大，适合一模一腔，一般采用直浇道；有的产品尺寸较小，适合一模几腔，一般采用侧浇口或者点浇口。不同的浇注类型，不仅决定了模具长、宽、闭合高度的尺寸，还决定了整个模具结构，比如点浇口的浇注系统，整个模具将会多一个流道板。而安装在模具上的标准件也会有很大区别。以浇口套为例，在MISUMI软件中，类型有4种，见图2。

①浇口套-高效型。这种类型的浇口套其安装直径适中，统一Φ40mm，之所以是高效型，因为其流道的外尺寸为8~20mm，内部流道尺寸较长，尺寸范围在0~200mm可选。可根据每次注射容量选择合适的浇口套，以满足零件所需材料。

②浇口套-螺栓型。这种类型的浇口套其安装直径较小，统一Φ30mm，而且其流道的外尺寸仅为8~10mm，流道长度范围在0~80mm可选，适合小型模具。

③浇口套-带肩型。这种类型的浇口套与螺栓型相似，但是其流道的外尺寸稍大一点，为8~25mm，流道长度范围在0~150mm可选，适合中型模具。

④浇口套-短流道型。这种类型的浇口套其安装直径较大，统一Φ60mm，其流道的外尺寸可选范围较小，为10~20mm，之所以是短流道型，因为其流道长度很短，范围在25~65mm可选。

2.2 标准件尺寸可选

标准件的类型确定好后，可根据具体情况选择所需尺寸。在MISUMI软件中，已经罗列出该类型零件的尺寸规格，为方便设计人员查看，不仅2D视图（见图3）已标注好尺寸、粗糙度要求，而且还有3D视图（见图4），可以进行放大、缩小、旋转等操作，让设计人员更清楚所选的标准件形状。对于特殊用途的标准件，可以按照设计人员的要求，对尺寸进行编辑，MISUMI公司在后台看到订单后，会进行单独制作。

3 标准件在塑料模具设计中的应用

模具行业非常看重制造周期，除了生产标准模架的模具厂外，一般的模具厂生产塑料注射模具通常采用订购模架和推杆等标准件，回来再加工模具型腔、推杆孔等相关成型零件，最后装配成模具。[5]但是为了有效地反映各部件之间的关系，仍需要绘制模具装配图。塑料模具课程设计中，老师应该培养刚涉足模具设计的学生首先学会如何按照国家标准表达图形，以及后期加工制造所需要说明公差配合代号在内的技术要求，养成良好的设计习惯，能够快速、准确的进行产品塑料模具设计。

在已经安装PRO/E和AUTOCAD的前提下，再安装MISUMI软件。打开三维PRO/E软件，会发现与普通安装的界面有所不同，标准件插件——MISUMI-Mold Ex-Press（Mold）已经显示在标题栏里（见图5）。在后面的模具设计中，只要指定坐标，凡是标准件均可直接在MISUMI插件中直接选取调用，装配在模具中。生产塑料件，首先是通过浇注系统进行充填，而塑料模具中浇注系统中的主流道是在浇口套里形成的，根据注射成型设备型号的不同，其喷嘴的尺寸也不一样，并且根据模具设计的相关性，喷嘴尺寸决定了模具中浇口套的相关尺寸。下面以浇口套、定位圈为例，对比不同的塑料模具设计过程。

3.1 传统的塑料模具设计

按照传统的塑料模具设计步骤，一般的企业在设计时，通常以组件的方法进行整套模具装配图设计。每个单独的零件在零件模块内进行三维绘图。在图6中所示的装配中，其绘制顺序应该是先按照尺寸要求绘制浇口套和螺栓（大红色零件），再根据相对位置、尺寸要求绘制定位圈（玫红色零件）和定位螺栓（黑色零件），再绘制定模座板毛坯，最后绘制定模套板毛坯。对于定模座板中需要紧固的部位，则在画出的定模座板上通过曲面剪切实现定位螺栓孔的设计。对于定模座板上其他诸如导套孔等尺寸，因为是一个个零件单独绘制，也要先查出导套的尺寸，进行绘制，然后再将曲面复制到定模座板上进行打孔制作，并且确定孔位置尺寸，相当耗时。

3.2 改进后的塑料模具设计

将PRO/E软件与MISUMI软件结合后，在绘制装配图时有很大变化。同样在图6中所示的装配中，在确定好基准后，其绘制顺序则是先绘制定模座板，再从MISUMI软件中调出组件——浇口套和螺栓（大红色零件），再调出组件——定位圈（玫红色零件）和定位螺栓（黑色零件），最后绘制定模套板。在整个绘制中，调出的组件都是标准件，无需花时间、精力绘制，而且还能在设计装配时自动对定模板进行打孔（见图7），孔的尺寸、位置都直接完成，节省设计时间。

4 结束语

塑料模具设计课程设计一般都是安排在塑料模具设计理论教学结束以后进行二周的综合实践。该课程的重点是了解塑料模具的结构，清楚各零件的相对位置，能对中等复杂零件进行模具设计，对零件图进行正确的标注。在短短的二周内，既要做设计说明书，手绘装配图和成型零件图，又要画出3D图，并出CAD图。时间紧迫，将MISUMI软件融入到PRO/E软件后，不仅能让学生加深标准件的概念，还能节省大量绘制时间，把精力放在塑料模具结构的设计上。

参考文献：

[1]李和平，肖根福.模具技术现状与发展趋势综迷[J].井冈山学院学报，2006，27（2）：46-49.

[2]周应国.工艺参数对注塑制品翘曲影响的CAE分析[J].工程塑料应用，2006，34（11）：28-31.

[3]NAGAOKA S C，HIROTA T，TOGAWA Y.New method of designing runner system for injection mold using CAO technique[J].Annual Technical Conference ANTEC，Conference Proceedings，2004：3438-3442.

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第1章 绪论

1.1CAD技术概述模具CAD技术是指在CAD系统软、硬件支持下辅助设计者完成模具设计的全部过程，最后输出符合设计要求的设计结果和产品图样。采用模具CAD技术可实现由经验设计向优化设计过渡。CAD技术是主要用于研究如何使用计算机、外围设备、图形输入输出设备和相应的软件，实现工程产品设计的技术。CAD系统是1个人与计算机软硬件相结合的系统，能够帮助从事设计、制造和生产的工程技术人员提高工作效率，扩展工作能力，逐步将传统的分散、重复和串行的作业方式集成起来，实现分布式并行作业。要达到此目的，CAD系统必须具备这样1些功能：快速数字计算及图形处理能力，大量数据、知识的存储及快速检索、操作能力，人机交互通信的功能，输入输出信息及图形的能力[10]。

1.2 模具CAD技术发展趋势

目前常用的几何造型方法，包括线框模型、表面模型和实体模型，各有其优缺点和1定的适用范围。为了使模具CAD中描述塑件形状更加容易，人们1直在不断研究几何造型方法和设计技术。

1.塑件特征造型技术 基于特征的技术是实现复杂型腔注塑模集成制造的关键技术。特征既反映塑件的图形信息，同时又反映塑件的加工工艺特征信息，为系统的集成提供了条件。近期的研究目标是对塑件如何抽取出合理的形状特征、精度特征和材料特征，并建立统1的数据库。

2.尺寸驱动的参数化设计和约束管理 在设计过程中，用户可以有选择地定义约束模型形状的尺寸作为控制尺寸，这样通过修改模型的尺寸值来改变模型的几何形状。例如，利用塑件模型尺寸，通过收缩率计算得出型腔模型尺寸，尺寸驱动参数化设计，可得到型腔的几何模型。

参数化设计使得用户可以在若干几何形体之间建立起1些复杂的关系，以满足设计的