塑胶模具设计概论

2017-04-06

福建质量管理 2017年12期

(广东富源科技股份有限公司广东梅州 514000)

塑胶模具设计概论

杨昌锋

(广东富源科技股份有限公司广东梅州514000)

随着现代塑胶制品的结构越来越复杂,对塑胶模具的设计与加工要求也越来越高。本文以塑胶模具为例，重点介绍了模具设计过程中应予以重点考虑的关键因素和设计过程。简要介绍了相关的模具设计软件，同时分析了我国模具行业的现状以及今后的发展方向以及长远愿景。

塑胶模具设计；塑胶种类；Pro-e/UG/Solid-work

模具是现代工业生产的重要基础和装备之一，模具工业也是高新技术产业的重要组成部分。虽然绝大多少人很少或者终生都不会直接接触到模具本身，但是由模具制造出来的产品，几乎天天都会被亿万人使用，最常见的产品如手机、电脑、电视以及各种塑胶、五金类产品。作为基础的生产设备，和其他生产方式相比，它具有高复杂程度，高度一致性，高精确度，高生产效率，较短的设计和制造周期以及低投入成本的优势。某种意义上说，衡量一个国家的工业水平高低，模具设计与加工能力是其中重要的一个因素。早期模具设计与加工的核心技术掌握在日本、韩国以及部分欧美国家，但是随着国家对工业制造技术的不断重视和长期投入，加上国内制造厂家的长期学习以及不断摸索，现如今国内也出现了世界一流的模具制造和生产厂家，像大家熟知的富士康、比亚迪、劲胜、捷荣等。

大家都知道一个好的产品，首先要有好的产品设计，如精致的外观和手感。而把好的产品设计转化成好的产品就需要好的模具来完成。模具行业在我国初步划分为10个大种类和46个小种类，其中塑胶类模具市场占有率55%，五金类模具市场占有率35%，铸造模具市场占有率5%，其他如压铸、锻造、陶瓷等模具占有率为5%左右。本人从事塑胶模具设计与制造已有十余年以上，现将自己的经验和心得与大家分享如下。

一、模具设计阶段的注意事项

1、接收产品图纸进行模具设计与加工前，首先要明确产品的技术要求，如公差配合要求、表面是否进行二次加工(喷涂、电镀等)以及使用何种塑胶原料。生活中常用的塑胶原料有ABS、PC、PE、PP、PVC和PS等，例如手机外壳、电脑外壳以及汽车的一些内饰件等，都是由ABS和PC原料生产的，它们都是由一种或者几种单体在一定条件下聚合而成的高分子材料。这些材料的物理性能不同，使用领域也有所差异。故在模具设计前必须要明确这些基础事项。

2、收集和了解模具加工设备以及成型加工设备，正所谓工欲善其事必先利其器，好的加工设备才能确保设计精度得到实现和满足，否则再好的设计也只是空中楼阁，不能落地。如注塑机型号的选择，作为一个设计者必须了解机器的注射容量，注射压力、锁摸压力、喷嘴直径，浇口套定位圈的尺寸以及可开合的模具最大和最小厚度以及模板行程等关键参数。

3、确定具体设计方案，首先要设计好模腔布置图，一般对于注塑行业来说，产品精度要求在3级和3a级且重量在5g左右时，模腔数为4～6穴；精度要求在4～5级时，模腔数为16～20穴；产品重量在12～18g时，模腔数为8～12穴，重量超过20g以上时，模腔数最好不要超过8穴。当然实际的模腔数要结合产品的难易度以及使用的材料才可以最终确定。模腔数确定好以后，下一步就是选定分型面，分型面选择的第一要素就是要确保产品的表面质量，其次要有利于模具加工、脱模、排气和成型等。第三，确定流道方式，即主流道、分流道以及流道的形状、位置和大小以及排气方式。第四、确定顶出方式，如推板顶出、顶针顶出、顶管顶出还是组合式顶出。第五、确定模具产品的加热、冷却方式，如热流道加热方式，机械油冷却还是水冷却。第六、根据产品的生产数量选定模具钢材，不同的钢材由于硬度不同，模具的使用寿命也会不同，特别是一些主要成型零件，如滑块、斜顶等，材料选择上要特别慎重。以上六点都需要经过详细研究以后才可以开始绘制模具设计图。2000年以前模具的设计软件主要是2D的Auto-cad/CAM，如今主要采用的是3D软件，如Pro-e、UG、Solid-work等，相比2D软件，3D软件具有更快速、更直观也更容易纠错等明显的优势。

4、设计图纸的校对和审核。一个产品的模具设计图纸一般有单体零件图、装配图等很多套，如何确保这些设计图纸没有差错，校对和审核的工作必不可少，此时发现问题还可以及时修正，不会造成经济和时间损失，一旦图纸下发到加工部门，再发现问题时，势必会造成直接的经济损失以及生产周期的延后。笔者曾经就遇到过此类事情，一个小零件的设计错误，由于赶工期，没有进行校对和核准，本来半个小时可以完成的工作，结果导致整个项目延后一周，给公司也带来了不小的损失。所以在此想重点提醒各位设计同仁，千忙万忙这个过程也绝不可以省略。