计算机在注塑模中的应用与设计

沈彬

摘 要 模具工业不断发展的今天，计算机技术以其先进的设计方式已经逐渐成为模具设计的主流方式，其在生产制造中使用得最为广泛。本文主要讲述了计算机技术在注塑模具的制造应用与设计。

关键词 计算机 注塑模 应用与设计

中图分类号：TQ320.662 文献标识码：A

作为高分子材料之一的塑料，集原料丰富、制造方便、加工容易、质地优良、轻巧耐用、用途广泛和投资效益显著等众多优点于一身，在人们的日常生活中及现代工业生产领域中占有很重要的地位。因此，在机电、仪表、化工、汽车和航天航空等领域，塑料已成为金属的良好代用材料并得到了广泛的应用，出现了金属材料料化的趋势。作为最有效的塑料成型方法之一的注射成型技术具有可以一次成型各种结构复杂和尺寸精密的塑件。成型周期短、生产率高、大批生产时成本低廉、易于实现自动化或自动化生产等优点，因此，世界塑料成型模具产量中约半数以上是注射模具。

1计算机技术在注射模中的应用领域

塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等几个工要方面。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。计算机技术在注射模中的应用主要表现在以下几个方面：

（1）塑料制品的设计：基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台，而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了良妤的基础。

（2）结构分析：利用有限元分析软件可以对制品的强度、应力等进行分析，改善制品的结构设计。

（3）模具结构设计：根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择，计算公式以及标准模架等，最后给出全套模几结构设计图。

（4）模具开合模运动仿真：运用CAD技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正，以减少修模时间。

（5）注射过程数值分析：采用CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程，其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义，同时还可检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷却过程等。

（6）数控加工：利用数控编程软件可模拟刀具在三维曲面上的实时加工过程并显示有关曲面的形状数据，同时还可自动生成数控线切割指令、曲面的三轴，五轴数控铣削刀具轨迹等。

2计算机技术在塑料模具中的设计

2.1 塑料模具设计的四个阶段

一般，在了解CAD如何辅助塑料模具设计之前，应该首要了解塑料模具的设计工作，通常情况下，塑料模具设计可以分为以下四个阶段：（1）构思过程，该阶段主要构思的部分有塑料模具的几何外形、设计尺寸，有塑料所选用的材料以及一些制品的机械和物理性能要求，还有塑料成型设备和市场规划等情况的反复分析、反复比较，从而确定出初步的设计方案；（2）该阶段主要的任务是通过综合分析各种方案后，制定出最终的设计方案；（3）绘制装料总图和零件图；（4）将上述三个阶段的内容汇总，并且存入档案。

2.2 CAD辅助设计者完成工作

CAD辅助设计者所完成的工作有三类：（1）信息存储与数据库，其可以辅助设计者的记忆扩展，并且可以提供许多设计的资料和一些数据的存储，设计者也可以在任意时刻应用这些数据。（2）可以提高设计者的逻辑思维能力和分析能力，利用计算机来模拟实际模具的生产过程，求出模具生产过程中各种参数的变化趋势来优化塑料磨具的设计，大大的提高了模具设计的可靠性。（3）其不仅可以辅助设计者建立模具的零件几何图形，将设计的的图形通过计算机屏幕显示出来，而且还可以利用绘图机输出零件的图纸。

2.3 计算机绘图

计算机绘图有着十分重要的地位，其不仅可以辅助设计者将设计的零件的几何形状和尺寸直观的表示出来，还能解决人绘图速度慢得问题，同时也提高了绘图的质量。计算机绘图不仅缩短了绘图时间又提高了设计效率，还可以辅助设计元解决一些比较复杂的几何形状的零件，并且还可以数字化的方式将其存人到数据库中。这种运用可以将一些比较精细的部位准确清晰地呈现在计算机的屏幕，设计者可以随时随地的对其做出命令。

总而言之，随着CAD/CAM技术在塑料模具中的应用，模具的设计与制造过程联合成为了一个整体，使得塑料的模具设计的科学化与制造的自动化又迈进了一大步。目前，在国际中已经有许多国家采用的计算机辅助设计与制造的设计，大大的提高了经济效益，因此，当前我国也一定要高度重视和研究该种技术，使其在我国的塑料工业领域中得到广泛的发展与应用。

参考文献

[1] 王刚，单岩.MOLDFLOW 模具分析应用实例[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2] 张红英，阳益贵.塑料模具钢材料的应用及发展[J].模具技术，2010.