機(jī)械制造模具成型設(shè)計要點探析

易湘波

摘 要：模具成型設(shè)計要在國家及國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求上來提升技術(shù)精度。本文著重結(jié)合模具成型設(shè)計要點展開探討，為提升模具成型水平提供一些參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造 模具成型 設(shè)計要點

機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，對模具成型設(shè)計提出更高要求。與國際模具成型技術(shù)相比，我國模具成型設(shè)計還處于發(fā)展階段，特別是在線測量、質(zhì)量管理方面還有較大差距，使用壽命和設(shè)計精度整體水平較低。本文著重從設(shè)計任務(wù)、設(shè)計圖紙、原材料篩選、參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、成型結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計等方面，探析機(jī)械制造模具成型設(shè)計相關(guān)問題。

一、模具成型設(shè)計的幾個重點環(huán)節(jié)

對于模具成型設(shè)計任務(wù)，需要繪制設(shè)計圖紙，并結(jié)合成型設(shè)計質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來選擇原材料，確保模具成型達(dá)到相應(yīng)設(shè)計指標(biāo)要求?？偟膩碚f，需要考慮三大問題。一是嚴(yán)格選擇塑料，針對不同機(jī)械制造模具成型規(guī)格、要求，確定塑料牌號、透明度，以及冷卻過程的收與補問題；二是確定模具澆口與分型面的參數(shù)，要處理好機(jī)械制造過程中冷卻、加熱變化對模具結(jié)構(gòu)的影響；三是結(jié)合成型結(jié)構(gòu)、最大注射量、鎖模力、模具尺寸等參數(shù)來確定相應(yīng)的注射機(jī)，確保模具成型的精度、表面粗糙度和剛度符合設(shè)計目標(biāo)。

二、細(xì)化模具成型設(shè)計的具體步驟及任務(wù)

在完成模具成型設(shè)計時，需要做好以下工作。

1.塑件的分析處理

塑件是模具成型設(shè)計的目標(biāo)，主要任務(wù)有塑件設(shè)計要求和塑件生產(chǎn)批量。具體要求包括塑件零件圖、成型工藝及設(shè)計目標(biāo)，滿足相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、表面粗糙度等指標(biāo)。生產(chǎn)批量主要是結(jié)合模具成型要求確定相應(yīng)的成本。比如，批量少則可以考慮簡單型模具來降低成本；批量大則在保障塑件質(zhì)量基礎(chǔ)上，選用一模多腔或自動化生產(chǎn)模式；另外，還要對塑件體積、質(zhì)量及模具型腔等結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，做好前期準(zhǔn)備工作。

2.選擇注塑機(jī)

結(jié)合塑件任務(wù)、成型設(shè)計參數(shù)指標(biāo)，選擇合適的注塑機(jī)。比如，對注塑壓力、最大注塑量、螺孔位置、模板面積、定位圈、噴嘴等參數(shù)進(jìn)行明確，確保成型設(shè)計滿足模具要求。

3.成型設(shè)計相關(guān)的計算

指對模具體凹凸模尺寸、成型型腔壁厚、底板厚度的計算，以及加熱、冷卻帶來的余量設(shè)計等。

4.成型結(jié)構(gòu)的設(shè)計

成型結(jié)構(gòu)包括塑件的成型及各成型面的關(guān)系，模具型腔的排列關(guān)系、數(shù)量，與模具相關(guān)聯(lián)的其他零件結(jié)合點，頂出機(jī)構(gòu)及排氣方式，以及模具總體尺寸及模架設(shè)計，這些將為后期繪制模具成型結(jié)構(gòu)圖提供相應(yīng)技術(shù)參考。

5.繪制成型結(jié)構(gòu)圖紙

繪制模具成型總裝圖、零件工作圖，要依照國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范，嚴(yán)格遵循設(shè)計目標(biāo)繪制。比如，需要明確成型形狀、澆口位置，在總裝圖標(biāo)注俯視圖，保留相應(yīng)動模位置，明確模具外形尺寸、裝配尺寸、極限尺寸及技術(shù)條件等明細(xì)參數(shù)信息。

三、對模具成型設(shè)計軟件的選擇

模具成型設(shè)計中常用的軟件有CAD/CAM輔助設(shè)計軟件，該軟件可以實現(xiàn)與數(shù)字、數(shù)控等技術(shù)的有效關(guān)聯(lián)，且在設(shè)計實踐中，能夠?qū)λ璧膮?shù)進(jìn)行定量表達(dá)、存儲和控制，確保模具成型設(shè)計的系統(tǒng)性優(yōu)化與運算。同時，利用數(shù)字建模、仿真軟件與CAD/CAM軟件進(jìn)行動態(tài)設(shè)計，可以降低設(shè)計成本，提升模具成型設(shè)計效率。比如，利用Power SolutionCAD/CAM軟件，可以實現(xiàn)幾何建模、工業(yè)設(shè)計、制圖、數(shù)字仿真、數(shù)控編程、測量分析等集成化功能設(shè)計，各功能模塊相對獨立，以數(shù)據(jù)接口進(jìn)行聯(lián)用運行，提升了軟件應(yīng)用的兼容性、開放性水平。在三維模具成型設(shè)計軟件中，以立體化設(shè)計來實現(xiàn)3D型腔、型芯結(jié)構(gòu)、模架配置和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。比如，Pro/E和CATIA軟件，Moldflow Advisers三維真實感流動模擬軟件，以及3D Quickfill、Z-mold等三維設(shè)計軟件。

四、模具成型設(shè)計的其他相關(guān)技術(shù)要點

針對模具成型設(shè)計，隨著機(jī)械加工精度、技術(shù)指標(biāo)要求的提升，也需要引入先進(jìn)制造技術(shù)來滿足成型設(shè)計任務(wù)。比如，電火花加工技術(shù)利用電火花進(jìn)行高溫瞬蝕來完成模具成型，電火花穿孔成型技術(shù)以型腔模具加工為主，電火花線切割以注射模、壓鑄模、熱鍛模為主。還有高速切削技術(shù)，利用該技術(shù)來實現(xiàn)對高硬度、耐磨性模具材料進(jìn)行成型加工，其特點是加工速度快，表面處理質(zhì)量高。

（作者單位：湖南兵器工業(yè)高級技工學(xué)校）endprint