塑料模具設計與制造的工藝原理解析

涂霞 王龍英

重慶海德世拉索系統(tǒng)（集團）有限公司 重慶 401120

1 塑料模具設計中的幾個問題

1.1 排汽槽設計中存在的問題

而在對一些模具的外形或尺寸進行嚴格審查時，設計師往往會忽略有關(guān)模具的形狀或尺寸問題，尤其是通過計算機對模具的形狀和尺寸進行合理的選擇。如果排氣槽設計合理，可以避免模具內(nèi)出現(xiàn)高溫現(xiàn)象或氣體過多導致產(chǎn)品燒焦的可能性。因此，相關(guān)設計人員應注意排氣槽的設計。在設計中，對于形狀復雜或投影面積大的產(chǎn)品，相關(guān)人員可采用頂針或分段抽芯進行排氣。如果設計精良的產(chǎn)品還存在排氣困難的現(xiàn)象，可以鑲嵌模具型腔，但最重要的一點是不要影響產(chǎn)品的外觀和精度。采用這種方法不僅可以簡化處理，而且便于后期維護[1]。

1.2 不同的材料導致不同的收縮

對于塑料模具的設計，對設計者的要求很高。要想使塑料模具設計達到或超過預期效果，就要求塑料模具設計師具有特別豐富的工作經(jīng)驗。對于模具設計師來說，在自己的工作中學習新知識，從而提高設計的整體水平，并在面對問題時能很好的解決。在設計之前，設計師要先研究模具，分析設計過程中可能出現(xiàn)的問題，然后將設計方案與設計產(chǎn)品進行比較，這樣我們就可以看出區(qū)別在哪里，主要是從形狀或尺寸的比較上，使模型和產(chǎn)品保持一致。一般來說，塑料模型產(chǎn)品精度高，生產(chǎn)工藝也非常嚴格，所以尺寸和形狀沒有差別。如果存在差異，將影響塑料制品的整體質(zhì)量，降低后期使用的安全性能。如果企業(yè)將不合格塑料產(chǎn)品投放市場，將給產(chǎn)品或企業(yè)帶來不良后果。在實際生產(chǎn)生活中，塑料制品種類繁多，不同種類的塑料制品的功能也不同。因此，相關(guān)人員在進行生產(chǎn)配置時，應根據(jù)不同的原材料進行選擇，因為原材料不同，而且在加工過程中的收縮率也不一樣，所以生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也會有所不同。如果在生產(chǎn)過程中，設計師不注意材料的收縮，那么會影響塑料制品的精度，會出現(xiàn)尺寸誤差，不利于整個企業(yè)的發(fā)展[2]。

2 塑料模具設計工藝流程

考慮模具設計過程中理論值與實際值存在的差異性，每一項工作步驟必須遵循相應的數(shù)據(jù)基準，保證整個生產(chǎn)加工體系可滿足實際設計需求，降低誤差性，提高生產(chǎn)質(zhì)量。上文中提到的實際案例，是對整個工藝原理進行分析，從多個方面解析出當前系統(tǒng)設定過程中，各個環(huán)節(jié)存在的偏差性問題，以及在實際工作過程中，各項組件、工藝運行中存在的聯(lián)動影響。目前，多數(shù)塑料模件的設計與生產(chǎn)，整體工作流程如下[3]。

2.1 產(chǎn)品外形、性能

模具設計人員依據(jù)產(chǎn)品外形、性能等，對產(chǎn)品進行模型數(shù)據(jù)的確認，以此來得到與模型成對等關(guān)系的數(shù)據(jù)參數(shù)，然后結(jié)合塑料模具的結(jié)構(gòu)特性，例如，曲面、凹曲面、板面等，通過待加工模型的確認，選取適應的加工方式，以保證整個制造生產(chǎn)過程具有穩(wěn)定性。

2.2 三維模型

當模具設計人員設定好三維模型以后，通過計算機軟件設備將三維模型轉(zhuǎn)變?yōu)槎S平面模型，通過平面數(shù)據(jù)參數(shù)的核對，將整個數(shù)據(jù)進行有序羅列。對模具的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點或者是主承接構(gòu)件進行分析，然后對后續(xù)加工生產(chǎn)過程中的材料消耗總成進行測定，計算出每一項加工環(huán)節(jié)的材料消耗比，如果是批量生產(chǎn)，還應考慮到整個系統(tǒng)運行過程中的損耗度，即為產(chǎn)品在實際生產(chǎn)過程中因非人為性誤差所導致的不合格產(chǎn)品，進而得出較為全面的數(shù)據(jù)。

2.3 模具工序圖的測定

由上文中提到的案例可知，產(chǎn)品在加工過程中，工序圖作為圖紙文件，其類似于建筑工程中的規(guī)劃圖紙，是整個生產(chǎn)過程中的基準。為此，要想保證模具設計與生產(chǎn)之間所產(chǎn)生的參數(shù)信息達成一致，必須對模型架構(gòu)進行精準測量，分析出模型與工序圖之間的參數(shù)關(guān)系，并依據(jù)參數(shù)的溢出現(xiàn)象制定材料超預定方案，以保證整個工序執(zhí)行的完整性。在進行零件加工時，工序以及工藝的選取必須遵循零部件的各項組成參數(shù)，通過二維視圖、三維視圖的組合，保證機床設備或其它設備可按照指令需求進行工作，例如，切割程序、鑲件程序等，通過有序性的組合排列，令設備完成復雜化的操作，以對各種結(jié)構(gòu)復雜的機械部件進行加工。

2.4 指令參數(shù)

在進行電極加工時，模型設定必須嚴格遵循機械加工方法所設定的相關(guān)指令參數(shù)。且電極圖形中的三維圖示決定著電極的材料屬性，在利用電火花進行加工時，為保證整個加工的精度，模具人員需對三維圖示以及二維圖示進行分析，從整體布局來決定各類加工工藝施行的方式，并應對各類數(shù)據(jù)信息進行存檔處理。

2.5 零部件加工

當對模具的零部件進行加工時，必須保證零部件上的打碼編號與主框架上的編號相一致，這樣才不會造成在組裝時產(chǎn)生框架與部件不匹配的問題。在對靜態(tài)模板、動態(tài)模板進行加工時，需針對零部件所呈現(xiàn)出的物理屬性以及各類參數(shù)，選取與之對應的銑削、切削、磨削等工藝，如部件表面所要求的精度較高時，需先進行粗加工，然后再逐步進行精細化加工，以保證零部件在加工過程中可保持一定的連續(xù)性。如待加工模具屬于螺栓類部件時，則應對螺紋孔的直徑以及螺紋之間的間隙進行參數(shù)設定，合理使用水道、推桿與套孔設備等，以保證靜態(tài)模板、動態(tài)模板在實際加工過程中，部件銜接處的位置相對不變，進而提高整體加工精度。

3 結(jié)語

塑料模具設計是構(gòu)件生產(chǎn)制造的前提，在確定好構(gòu)件之后，設計人員依據(jù)待加工產(chǎn)品特性，利用軟件設計好相應的參數(shù)模型，確保構(gòu)件的生產(chǎn)制造可滿足實際使用需求。從模具設計制造發(fā)展形勢來看，我國與國外仍存在一定的差距，為此，科研人員應針對各類工藝原理進行分析，加大制造理念、模型設定等之間的研究力度，降低模具設計與制造之間存在的誤差，縮減模具成型時間，以提高模具生產(chǎn)質(zhì)量。