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塑料模具設(shè)計(jì)探究
摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，塑料在電子、電器中的應(yīng)用日益廣泛，發(fā)展方向逐漸趨向以塑代木和以塑代鋼。塑料的主要裝備就是模具，它的功能是塑造塑料成型，是塑料工藝品更新的重要生產(chǎn)手段。文章結(jié)合塑料的概念成分，闡述了Pro/e與反求工程在塑料模具中的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和西門(mén)子電機(jī)模具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：塑料模具 設(shè)計(jì) 研究 計(jì)算機(jī) 西門(mén)子電機(jī)
前言：塑料的成分主要有樹(shù)脂、填充劑、增塑劑、著色劑和穩(wěn)定劑等，在現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用非常普及，比如：電視機(jī)、洗衣機(jī)、塑料袋、計(jì)算機(jī)、西門(mén)子電機(jī)等。制造出這些塑料工藝品的主要設(shè)備就是塑料模具，模具的設(shè)計(jì)主要是模具的設(shè)計(jì)方案構(gòu)思。關(guān)于模具的設(shè)計(jì)，目前有很多方法，塑料模具廠商最經(jīng)常用的是經(jīng)驗(yàn)試模定工藝方法，但是這種方法也已經(jīng)陳舊。
1 Pro/e與反求工程在塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
Pro/e具有強(qiáng)大的造型功能，而反求工程是至今為止產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種新方法，在很多領(lǐng)域中具有不可估量的前景。
1.1 Pro/e和反求工程中的逆向工具
當(dāng)前，絕大多數(shù)反求工程的研究和應(yīng)用都集中在重建產(chǎn)品實(shí)物的CAD模型和產(chǎn)品制造上，這種行為就叫做實(shí)物反求工程。反求工程要最終形成CAD模型的工序很復(fù)雜，他要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集、點(diǎn)云模型預(yù)處理、曲線或曲面的重構(gòu)等許多復(fù)雜的環(huán)節(jié)。Pro/e也要經(jīng)過(guò)輸入點(diǎn)集、創(chuàng)建包絡(luò)、創(chuàng)建小平面和曲面四個(gè)環(huán)節(jié)才能形成處理逆向的一個(gè)完整流程。Pro/e完整的逆向解決方案有兩個(gè)特征，一個(gè)是重新造型特征，另一個(gè)是野火版的小平面特征。
1.2 應(yīng)用Pro/e和反求工程在塑料模具設(shè)計(jì)中的流程
軟件系統(tǒng)的模塊是模具設(shè)計(jì)的主要手段，它幾乎提供了模具設(shè)計(jì)所需要的所有功能。模具設(shè)計(jì)的流程是先利用軟件系統(tǒng)的模塊建立出塑料產(chǎn)品模具的三維模型，第二步是利用型腔模塊設(shè)計(jì)模具的構(gòu)建，第三步也是最后一步，是設(shè)計(jì)模具的模架。塑料模具設(shè)計(jì)好之后就可以按照模具設(shè)計(jì)進(jìn)行模具裝配和模具組建了。其中PTC公司推出Pro/e軟件所具有的一系列功能是設(shè)計(jì)模具最方便的裝備，它幾乎囊過(guò)了模具設(shè)計(jì)所需要的所有功能包括模具的零件裝配和模具開(kāi)發(fā)。
1.3 計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)主要探討的是塑料注射成型的塑料產(chǎn)品中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要工藝參數(shù)，并用鮮明的例子說(shuō)明了計(jì)算機(jī)輔助流動(dòng)模擬技術(shù)在塑料模具設(shè)計(jì)中的引導(dǎo)作用。
1.4 計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)的主要工藝參數(shù)
模具設(shè)計(jì)出來(lái)后，在注射過(guò)程中影響塑料工藝品的因素有很多，C-MOLD[1]經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究，終于研究出影響塑料工藝品注射成型品質(zhì)的一些工藝參數(shù)，它們分別是注射溫度、注射壓力、設(shè)置螺桿行程轉(zhuǎn)換的開(kāi)關(guān)位置和設(shè)置的注射速度和排氣等方面。在塑料工藝注型過(guò)程中，冷卻介質(zhì)的溫度一般小于型腔表面的溫度，通常比型腔表面的溫度低10-20攝氏度。如果模具溫度大于或等于40攝氏度了，需在模具固定板和模具兩者之間增加一個(gè)隔熱的裝置。注射溫度是模具注射的主要技術(shù)參數(shù)，而注射壓力是主要的工藝參數(shù)，在塑料模具注射成型中受到普遍的關(guān)注。
2 塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)例
塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)例運(yùn)用的是C-MOLD的軟件系統(tǒng)對(duì)XX家電產(chǎn)品的模擬[2]。在模具設(shè)計(jì)構(gòu)思階段，采用流動(dòng)模擬的方法尋找結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)是提高模具設(shè)計(jì)品質(zhì)的有效手段，也是一次性試模成功的好方法。
3 西門(mén)子電機(jī)塑料模具設(shè)計(jì)
西門(mén)子公司是大型的電機(jī)的著名制造廠，它在電機(jī)模具設(shè)計(jì)和制造方面有許多先進(jìn)的技術(shù)。其中包括典型的結(jié)構(gòu)圖、繪圖法、模具制造工藝等諸多方面，都有自己的獨(dú)特特點(diǎn)。模具設(shè)計(jì)和制造的獨(dú)特之處如下：
(1)典型的結(jié)構(gòu)圖。在設(shè)計(jì)圖結(jié)構(gòu)要素基礎(chǔ)上對(duì)沖膜相應(yīng)地方進(jìn)行獨(dú)特化設(shè)計(jì)的方法就是典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以西門(mén)子磁極沖片來(lái)舉例說(shuō)明，西門(mén)子公司在設(shè)計(jì)磁極沖片時(shí)，先把磁極沖片所需的結(jié)構(gòu)和各種零件先固定下來(lái)，然后畫(huà)出新模具的平面圖，這樣的方法只需繪制一張模具設(shè)計(jì)圖就可以了。繪制模具圖采用平面繪圖的方法主要有兩個(gè)好處，一是作為繪制模具的圖紙，二是用于模具各種板塊和零件的確定，作為生產(chǎn)模具的一個(gè)樣板。這樣，就不再需要畫(huà)模具的各種零件圖了，省時(shí)又省力。
(2)電機(jī)模具的制造工藝。西門(mén)子公司在制造模具時(shí)，模塊全部用線切割來(lái)加工的方法，粗切、精切都有適度的尺寸和公差。用淬火前鉸孔、淬火后磨孔來(lái)固定模塊。這種工藝法不僅能使電機(jī)模具的制造簡(jiǎn)單化還可以降低成本，一舉兩得為西門(mén)子公司的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
(3)模具模塊的毛坯和磁軛沖模。大多數(shù)模塊的毛坯都是購(gòu)買(mǎi)材料公司的，但是購(gòu)買(mǎi)回來(lái)的模塊毛坯粗糙，需要進(jìn)行精加工才能用來(lái)制作模具。磁軛沖片的特點(diǎn)是材料厚、形狀千奇百怪而且尺寸大。它的設(shè)計(jì)制造都很復(fù)雜而且成本高昂，西門(mén)子的狄納莫廠拋棄常用的多極復(fù)合沖模，改為單極沖模，不但節(jié)省了工序還為公司降低了成本。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著塑料在世界各國(guó)的普及，塑料行業(yè)的發(fā)展越來(lái)越迅速。依附于塑料的模具設(shè)計(jì)行業(yè)也因塑料行業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)展，文章先闡述了Pro/e與反求工程在塑料模具中的應(yīng)用，然后探討了提高模具注射成型塑料工藝品的質(zhì)量的主要注射溫度、注射壓力等參數(shù)，最后闡述了西門(mén)子電機(jī)模具的設(shè)計(jì)，從三個(gè)方面著手探討了塑料模具的設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)：
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