淺談塑料模具設(shè)計(jì)流程

袁 荃，楊 杰

（太原市塑料研究所，山西 太原 030024）

人們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼，小到一個(gè)胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。模具從設(shè)計(jì)到制造涉及諸多因素，因此,一套完整規(guī)范的模具設(shè)計(jì)流程是保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)先進(jìn)合理的注射模具結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)。模具設(shè)計(jì)一般包含以下流程：

1 接受任務(wù)書

一般情況下，成型塑料制件的任務(wù)書通常由產(chǎn)品設(shè)計(jì)者提出，具體有完整的設(shè)計(jì)要求，所用材料的材質(zhì)、塑料產(chǎn)品說明書或技術(shù)要求等內(nèi)容。

2 收集、分析、消化原始資料

收集有關(guān)制件成型工藝、成型設(shè)備、特殊加工等資料。

（1）消化塑料制件圖。了解產(chǎn)品的用途，分析產(chǎn)品的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求。比如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠連接、鉆孔等后期加工工藝。并對(duì)精度最高的塑料零件尺寸進(jìn)行分析，以及成型工藝參數(shù)等。

（2）確定成型方法。采用直壓法、鑄壓法還是注射法。

（3）選擇成型設(shè)備。根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具加工，例如對(duì)于注射機(jī)來說，應(yīng)當(dāng)了解注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等。

（4）型腔布置。根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求、批量規(guī)模、模具制造難易程度、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。

（5）澆注系統(tǒng)要考慮主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大??；排氣系統(tǒng)要選擇排氣槽位置、大小等。

（6）根據(jù)對(duì)頂桿、頂管、推板、組合式頂出等要素考慮，確定頂出方式，選擇側(cè)凹處理方法及抽芯方式。

（7）一般采用油浴加熱及水冷卻方式，并確定加熱冷卻溝槽的形狀、位置及安裝部位。

（8）根據(jù)模具材料、強(qiáng)度計(jì)算以及經(jīng)驗(yàn)，確定模具外形尺寸零件、外形結(jié)構(gòu)。

（9）確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。

（10）考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸。

3 繪制模具圖

按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪制，無國家規(guī)定的可結(jié)合本部門習(xí)慣畫法，需給出總裝圖及全部零件圖以及技術(shù)要求。

3.1 總裝結(jié)構(gòu)圖

繪制總裝圖盡量采用1∶1的比例，應(yīng)同時(shí)給出主視圖及其他視圖，確保數(shù)據(jù)的冗余性?？傃b圖還需包含以下內(nèi)容：

（1）模具成型部分結(jié)構(gòu)。

（2）表明澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。

（3）表明外形結(jié)構(gòu)及所有連接件、定位、導(dǎo)向件的位置。

（4）按順序編寫零件序號(hào)，填寫明細(xì)表。

（5）總裝圖要注明模具使用、裝拆方法、保管及試模方面的要求。

3.2 零件圖

根據(jù)模具總裝圖、零件圖，應(yīng)先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。

（1）原則上要按比例畫。局部剖面圖允許放大或縮小。視圖選擇合理。為了便于裝配，圖號(hào)應(yīng)與總裝圖一致。

（2）尺寸標(biāo)注要統(tǒng)一、集中、有序、完整。對(duì)主要零部件圖來說，標(biāo)注時(shí)注意先標(biāo)主要零件尺寸，再標(biāo)注配合尺寸，最后標(biāo)注整體尺寸；非主要零件圖上要先標(biāo)注配合尺寸，后標(biāo)注全部尺寸。

（3）注意事項(xiàng)可填寫零件名稱、模具圖號(hào)、材料材質(zhì)、熱處理和硬度等要求。

4 校對(duì)、審圖

（1）模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系。模具及模具零件的材質(zhì)、硬度、尺寸精度、結(jié)構(gòu)等是否符合產(chǎn)品圖紙的要求。

（2）塑料制件方面。重點(diǎn)考慮塑料物料的流動(dòng)、縮孔、熔接痕、裂口，脫模方式是否會(huì)影響塑料產(chǎn)品的使用性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等方面的要求，是否會(huì)擦傷零件表面。

（3）成型設(shè)備方面。如選擇注塑模具需考慮注射量、注射壓力、鎖模力等，確定模具安裝、脫模有無問題，反之選擇擠出模具則考慮模具的。

（4）主要考慮加工是否簡單，成型材料的收縮率選用是否正確。

（5）圖紙校對(duì)完，按程序?qū)徟?，出正式加工圖紙。

5 模具加工

由制造單位技術(shù)人員分析總裝圖及零件圖要求，編寫制造工藝卡片，準(zhǔn)備所需材料，最終加工制造模具。

試模及修模，雖然成型模具是在選定成型材料及成型設(shè)備，在預(yù)定的工藝條件下進(jìn)行，甚至經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬成型，但是現(xiàn)實(shí)中總有一些因素?zé)o法模擬，必須在模具加工完成后進(jìn)行試模，最終才能看成型產(chǎn)品的質(zhì)量如何，如有缺陷時(shí)，要進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模工作。

6 整理資料進(jìn)行歸檔

將此期間所形成的技術(shù)資料，包括任務(wù)書、產(chǎn)品說明書、總裝圖、全部零件圖藍(lán)圖或CAD格式圖紙等，分門別類加以整理、編號(hào)并及時(shí)歸檔。模具經(jīng)試驗(yàn)后，交付用戶，若暫不使用，則應(yīng)該及時(shí)清理渣滓、灰塵、油污等，內(nèi)、外、表面完全擦除脫模劑，涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，交庫房保管。

7 結(jié)論

文章結(jié)合國內(nèi)管理程序，系統(tǒng)地介紹了模具設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)的一般流程化管理程序，能夠幫助技術(shù)人員分析工藝方案、模具設(shè)計(jì)、加工的合理性和正確性，能提高模具開發(fā)的一次成功率，有效縮短模具設(shè)計(jì)和制造周期，同時(shí)也能保證提高模具的加工質(zhì)量，這將有助于提高企業(yè)的市場競爭力。