塑料模具设计问题探讨

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摘要：随着经济的不断发展以及人们审美意识的提高，塑料制品的市场越来越大，而且其塑料制品的外观以及形状也有很大的进展。为了迎合市场的变化，塑料模具的设计也日益复杂化，这对设计者来说既是机会也是挑战。为了设计出高质量的塑料模具，设计者就要不断的在模具的使用性能和使用寿命方面做出努力。因此，在制作模具的整个过程中，设计师都要严格的按照科学方式进行设计、研究，并且要高度关注设计中的重点和难点问题，以便降低模具失效的机率，从而保证其质量。

关键词：塑料模具；设计；问题

0引言

随着社会的进步，在现在的生产生活中，各种塑料制品的形状以及结构都比较复杂。单纯的依靠图纸已经不能准确的展现产品的形状与结构，因此模具设计者在设计模具时不仅要准确的掌握产品的形状、大小以及原料的特性等，还要使用计算机这个辅助设备。某些产品还需要提供实物或者模具。为了更好的满足社会需要，设计出性价比高的塑料模具，设计人员设计模具时不仅要掌握其设计的标准及尺寸，还要关注设计成本。因此，设计者必须积极探索设计理念以及设计方法。鉴于此，本文主要从塑料模具的设计现状、在设计中存在的问题以及解决措施等方面展开讨论。

1塑料模具设计的发展现状

为了更好的解决塑料模具设计中常见的问题，笔者认为有必要让读者了解一下当前塑料模具设计的发展现状。

1.1塑料模具设计的内容

塑料模具的设计总是在不断变化和更新的。它主要从以下四方面更新变化。它们分别是：①工业产品的形状与外观；②产品尺寸的精确度；③设计模具的工艺程序；④模具的质量要求。在设计每个模具的过程中，设计者都要不断的进行创新。模具尺寸的大小、部件的组成部分、工艺设计以及力学的计算等都是模具设计的主要内容。模具的设计主要经历四个阶段，它们分别是：①在设计前要对产品进行分析；②对部件进行设计；③设计总体方案；④进行结构和施工图的设计。

1.2现代塑料模具的设计

设计者将客户的计算机资料输入电脑，在计算机辅助系统以及CAD/CAE技术的帮助下，可进行仿真实验。在此过程中，系统能进行图形处理。特别是对于那些包含三维曲面的图纸，系统能够进一步修正和编辑。例如，曲面的结合、截面圆角以及曲面的融合等。设计好的零部件在电脑系统的帮助下，可将其实体显示出来。这样，设计者就能很直观的观察其设计的正确性。设计者还可以借助系统功能对强度、塑料流动状态以及模温等进行模拟测试。一旦发现设计中存在误差就能及时修改，这在很大程度上降低了塑料模具的设计成本。

1.3在塑料模具设计中CAD/CAE技术的应用

当前在塑料模具的设计中，主要应用的技术就是CAD/CAE技术。CAD/CAE技术主要包括概念设计、有限元分析、优化设计、计算机仿真、绘图以及辅助设计过程管理等。产品的大体结构是通过CAD技术设计出来的。设计者在设计出大体结构后再利用CAE技术进行结构分析和评估。在模具 C A D / C A E 集成技术的帮助下，制件不需要原型试验。通过几何造型技术，制件就能准确而生动的展示在计算机上。当需要进行力学检测时，可采用有限元分析技术。此外，计算机还能帮助设计者进行快速分析、自动绘图和自动检索，这不但能减轻设计者的工作压力，还能让他们把更多的精力放在模具设计的难点、重点上。在正式使用模具之前，CAD软件能够对模具的参数进行正确性预测。例如，在考察熔体在模腔中的流动状况时，可采用流动模拟软件来进行，以便改进浇注系统的设计，从而更大的提高模具的成功率。当需要考察熔体的凝固和模温的变化时可采用保压和冷却分析软件，通过软件的分析结果来改进冷却系统。此外，为了事前了解塑料模具出模后的翘曲以及变形情况，可应用应力分析软件。随着技术的进步，当前的概念设计已经不仅仅是外观和结构上的设计，它已经扩展到模具结构分析的领域。当用CAD技术设计出塑料模具后，可采用CAE软件对其进行刚度、强度、跌落试验模拟以及散热能力等分析。通过这些分析，可以对前面的概念性结构进行合理性检验。当发现不合理时，可采用CAD软件进行修改。通过以上的介绍可以看出CAD/CAE技术在塑料模具设计中发挥着巨大的作用。

1.4塑料模具设计中的常见问题

从当前的社会发展状况来看，大多数工艺制品对其尺寸和形状的要求都很高。因此，这也要求模具设计者在设计模具时要对其进行严格设计和分析，以便达到工业制品的要求。尽管模具设计者在工作中非常严谨，但是也经常会出现一些问题。例如，

①在塑料模具设计中存在收缩率方面的问题。在制备塑料模具时，往往需要高温和高压的环境。塑料在高温的条件下溶解为液体，然后在将其注入模腔中。由于塑料本身的特性使其对液体塑料的定型产生了影响。和固定的模腔相比，塑料模具变小了。在此种情况下就发生了收缩。这要求设计者在制备塑料模具前必须考虑到此方面的问题，以便尽量减少误差。但在真正的设计中，虽然设计者考虑了此问题，但是却忽略了不同类型的塑料其收缩率也不同这一点。因此也会影响模具尺寸的大小；

②在塑料模具设计中存在公差标注不一的问题。众所周知，根据制品的不同，其塑料模具的比例也是不一样的。因此，对于模具设计者来说，在设计模具时要着重考虑公差标注问题。一旦发生公差标注低的情况就会降低塑料模具的精确度，反之就会造成精度较高，模具复杂。此外，在设计模具时，设计者因忽略了公差标注问题而采用自己的经验进行盲目选择时，会导致模具在尺寸和形状上出现问题。从而降低了塑料模具的质量和价值；

③在塑料模具设计中存在热膨胀系数问题。热膨胀系数是另一个影响塑料模具形状和尺寸的问题。热膨胀系数随着塑料模具材料的不同而不同。正是这种热膨胀系数对塑料模具冷却后的形状和大小产生作用。由此可见，热膨胀系数在设计塑料模具中占据重要作用。但是，在实际工作中，总有一些设计者不严格遵守设计流程，缺少对它的利用，从而导致塑料模具设计的成功率降低。

2关于塑料模具设计中常见问题的解决措施

在设计模具时，设计者为了提高塑料模具的设计效率，就需要不断的进行理论及实践上的创新，谨慎分析各种问题，寻找出影响塑料模具成功率的关键因素，并思考这些因素可能导致的问题，从而采取有效的防范措施。这不仅对提高模具的效率以及质量具有重要意义，也对能生产出更加满意的产品具有重要意义。下面笔者针对上面所提到的问题，提出几点解决措施。

2.1设计者要注意设计前的准备工作

在进入设计模具之前，设计者一定要事先做好材料收集工作。此外，相关工作人员也要掌握模具的相关数据以及有用的信息。由此可见，塑料模具设计的前期准备工作非常重要。例如，模具的精确尺寸、注塑机的操作方法以及操作技巧、影响设计模具的因素等都需要考虑到。因为这些因素对塑料模具的最终成型都能产生很大的影响，因此设计者在设计模具的过程中要谨慎、认真的分析这些问题，尽量避免出现差错，以便更大程度的提高塑料模具的设计效率。

2.2在设计塑料模具中，设计者要全面考虑塑料模具失效形式的保护问题

在设计塑料模具中，设计者还要对塑料模具失效问题进行考虑。例如，塑料模具的变形、腐蚀以及磨损等都属于塑料模具的失效问题。因此，为了很好的解决这个问题，设计者可制定出有效的解决方案。而且，设计者要根据实际情况选择抗磨损性、抗腐蚀性以及抗压性都好的材料。这不仅有利于设计效率的提高，也有利于提高塑料模具的使用寿命。

2.3模具设计者要根据实际情况选择公差标注

众所周知，不同的公差标注会对塑料模具产生不同的影响。因此在设计塑料模具时要根据具体情况具体分析。例如，对于高精度的模具，就要选择高标准的公差标注。虽然这样使制备工艺变得复杂化，但是却能够有效保证塑料模具尺寸的精确度，从而达到了顾客的要求。反之，对于那些对精密度要求不高的塑料模具，可采用相对较低的标准进行公差标注。这样，设计出的塑料模具不仅在误差准许范围之内，还能简化了设计工艺，并且也达到了顾客的要求，可谓益处很多。

2.4模具设计者要有效利用相关程序和设备

随着信息技术的不断进步，计算机可以帮助设计者完成很多塑料模具中的设计工作。因此，为了有效的提高塑料模具的设计效率，设计者可合理的选择相关程序和设备。例如，设计者可利用CAD软件对模腔体积进行计算。在一定程度上它减少了计算的时间，从而对设计效率也有所提高。并且，一些专业的设计软件还还能帮助设计者修改图纸中不合理的数据等。此外，这些专业的软件还能根据所提供的收缩率以及热膨胀系数等给出相应计算。

3总结

随着经济的发展以及社会的进步，消费者对塑料模具的要求越来越高。这不仅要求设计人员要不断的提出科学、合理、创新的设计方案，还要求他们把理论知识与实践经验进行完美的结合，从而提高塑料模具的设计效率。本文首先讲述了塑料模具设计的发展现状，其次针对塑料模具设计中所存在的问题提出了相应的解决策略，希望对塑料模具设计的发展尽微薄之力。而且，笔者相信随着模具设计人员的不断努力，塑料模具的设计工作会越做越好。

参考文献：

[1]于力伟.塑料模具设计中常见的问题[J].现代经济信息,2015(07):415.

[23]王军替.塑料模具设计中常见的问题[J].中国科技纵横,2015(17):51

作者：卢玮 单位：九江职业大学