现代注塑模具制造方法

注塑模具制造

摘要：文章主要介绍注塑模具的发展方向，以及传统注塑模具设计过程并与Pro/Engineer环境下设计注塑模具、基于并行设计的注塑工艺、模具计算机集成的实施方案等作比较，突出新技术方法及设计系统的优点及必要。

关键词：注塑模具、Pro/Engineer模具设计、Pro/Engineer运行硬件要求、并行设计、ＣＡＥ

一、注塑模具发展

1. 模具工业的发展：

近年来，模具的发展越来越多的被人们所重视，它凝聚了各类高新技术，能快速精密地直接把材料成型、焊接、装配成零部件、组件或产品，其效率、精度、流线、超微型化、节能、环保，以及产品的性能、外观等，都是传统工艺方法所望尘莫及的。

2. 当前注塑模具技术发展现状:

随着国民经济的发展，人们对塑料制品的需求日益提高，作为塑料制品成型加工中最为普遍的注塑成型工艺技术，在不断注入高新技术的基础上，近年来获得了长足的进步，如热流道技术、自干扰流动等，塑料注塑制品已成为国民经济建设、国防建设和人们日常生活中不可短缺的用品，且对其需求程度越来越大。

国外技术先进的国家，模具制作已实行“无纸化”，模具师靠电脑设计，产品加工也就是向电脑输入数据，进行模具开发。我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大发展，但与国民经济发展需求和世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具已供过于求，市场竞争激烈；一些技术含量不太高的中档塑料模具也有一些趋向于供过于求。国内模具制造企业相比外资模具企业的优势主要还是体现在成本优势上，但这种优势会越来越不明显。国内模具企业的劣势主要体现在管理水平的落后、技术水平的落后、生产设备的落后、人才培训机制的落后等。

由于我国塑料工业的快速发展，特别是工程塑料的高速发展，我国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度。在生产量高速增长的情况

下，中国塑料模具水平也有很大提高。国内目前已能生产单套重量达60吨的大型模具、型腔精度达0.5μm的精密模具、一模7800腔的多腔模具及4m／min 以上挤出速度的高速模具。模具寿命也有很大提高，己可以达到100万模次以上。

3. 注塑模具技术的发展趋势

大型化、高精密度、多功能复合型将是未来模具的发展方向，热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高，并且随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将随之发展。其中精密、大型、复杂、长寿命模具等高档塑料模具应加大研制与开发。

发展趋势为：

（1）模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；模具生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展；模具企业将向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。

（2）模具企业及其模具生产正在向信息化方面迅速发展，这也是一种趋向。

21世纪，信息越来越多，信息技术越来越先进发达，信息已与人们的生产和生活休戚相关。在目前的信息社会中，高水平的模具，现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技术及其他许多先进制造技术和虚拟网络技术等都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已被行业所共认。

（3）高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将不断得到发展。

（4）随着人类社会的不断进步，模具必然会向着更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇，开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含量模具的企业日子普遍好过，任务忙不过来，利润水平和职工收入都很好，日子红红火火。因此，模具企业应把握这个趋向，使自己生产的模具向高水平发展，不断提高自己的综合素质和整体实力及进入国际市场的竞争力。

二、传统注塑模具设计过程

1. 塑件的工艺性分析

1.1塑件的原材料分析

1.2零件的尺寸精度分析

1.3表面质量分析

1.4外壳结构工艺性分析

2. 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制

2.1计算塑件的体积与质量

2.2选用注塑机

2.3塑件注射成型工艺参数

3. 注塑模结构设计

3.1分型面选择

3.2流道设计

3.3浇口设计

3.4模架的选择

4. 推出机构

4.1 导柱、导套

4.2 推管、复位杆等

5.制件体积的计算

6.射机校核

6.1最大注射量的校核

6.2锁模力的校核

6.3最大注射压力的校核

7.模具工程图与零件制造工艺

7.1总装配图

7.2型芯零件图及工艺

三、Pro/Engineer环境下设计注塑模具

1.设计过程

典型的注塑模设计过程在Pro/ENGINEER环境下，注塑模设计过程包含以下步骤：

1.1创建塑料件模型（也称为三维造型）；

1.2创建毛坯，用来定义所有模具元件的体积；

1.3根据不同的收缩率、脱模斜度和塑件模型构建型腔、型芯的特征和尺寸；

1.4加进模具装配特征形成浇注系统，定义分模面及模块；

1.5定义模具开启的步骤及检查干涉；

1.6依需要装配模座，完成冷却系统设计；

1.7完成所有零件的零件图；

1.8根据加工需要，天生零件的NC代码。

2.模具型腔和型芯的设计

在设计过程中，首先通过对塑料件模型的不同部位尺寸设定收缩率、构建设计模型、产生型腔及型芯特征尺寸，然后使设计模型与型腔或型芯毛坯重叠，经过一系列面的天生、延伸及融合等操纵形成分模面，最后从毛坯中挖往设计模型，并从分模面切割产生型腔和型芯。

3.模具零件加工

在Pro/ENGINEER的NC模块下，根据加工需要，可天生数控车削、数控铣削及电火花线切割的NC代码，具体过程如图所示。

模具零件加工流程