塑料模具设计探究
摘 要：随着我国工业的发展，塑料在电子、电器中的应用日益广泛，发展方向逐渐趋向以塑代木和以塑代钢。塑料的主要装备就是模具，它的功能是塑造塑料成型，是塑料工艺品更新的重要生产手段。文章结合塑料的概念成分，阐述了Pro/e与反求工程在塑料模具中的应用、计算机辅助模具设计和西门子电机模具设计。
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
[4]刘国良.模具先进制造技术在塑料成型模具设计方法中的应用研究[J].北京电子科技职业学院，201141-47.
[5]吴文旭.西门子电机模具设计制造特点[J].哈尔滨电机有限责任公司.
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