摘 要： 研究了基于CAD技術(shù)的注塑模具設(shè)計流程，并對模具的工藝參數(shù)進行了分析和優(yōu)化，具體采用 CAD注塑模集成系統(tǒng)實現(xiàn)。完成了最優(yōu)工藝參數(shù)方案的確定，通過UG的CAE 分析模塊的應(yīng)用并以模擬結(jié)果為依據(jù)完成了對注塑件應(yīng)力應(yīng)變分布情況的分析，應(yīng)力最大值及位置通過實驗對比完成確定，為模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案提供參考。最佳注塑制品工藝參數(shù)通過分析相關(guān)工藝參數(shù)獲取，并以音箱零件為例，對注塑模具型腔設(shè)計方法進行了探討。

　　關(guān)鍵詞： 注塑模具; CAD/CAE; 工藝參數(shù); 燕秀工具箱

　　0 引言

　　在模具制造中注塑模具占比較大，注塑模具設(shè)計過程通常大多提供UG、Pro/E等軟件的使用實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的細化(包括澆注、冷卻、頂出系統(tǒng)、設(shè)計分型面及型腔布局等)，二維圖在完成設(shè)計后即可直接導出，生產(chǎn)制造中心據(jù)此完成相應(yīng)模具的加工加工，軟件三維模具(包括UG等)雖具有較全的設(shè)計功能但導出的二維圖清晰度欠佳，而在由UG軟件完成分型的設(shè)計、型芯及型腔二維圖的導出后，結(jié)合使用CAD完成模具系統(tǒng)設(shè)計，在確保圖樣同模型具備較高關(guān)聯(lián)性的同時提高了出圖速度，并簡化了模具生產(chǎn)的后期修改流程。

　　本文以音箱零件為例，對快速設(shè)計模具型腔及系統(tǒng)的實現(xiàn)、二維圖的導出的方法及過程進行了分析，提高模具設(shè)計質(zhì)量及出圖效率[1]。

　　1 基于CAD的注塑模具設(shè)計流程

　　注塑成型制品在加工性能、強度、抗腐蝕性等方面具備較強的優(yōu)勢，已在眾多行業(yè)取代木和金屬制品，作為最常見的塑料成型方式注塑成型具有簡單易操作、自動化程度較高效率高等優(yōu)勢，塑料制品在未來市場中仍然有較大的發(fā)展空間，由于塑料熔體的流動模式及塑性變形會受到塑料制品結(jié)構(gòu)、熱流變特性直接影響，在設(shè)計注塑模具結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)時需對諸多因素進行綜合考慮(包括產(chǎn)品、模具、材料、成型工藝等)，模具系統(tǒng)通過CAD/CAM模擬軟件的使用實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計過程，這已成為模具行業(yè)提高效率和生產(chǎn)質(zhì)量的有效途徑。

　　設(shè)計注塑模具制品主要由初步分設(shè)計、模擬仿真優(yōu)化、定型設(shè)計等環(huán)節(jié)構(gòu)成，設(shè)計人員分析產(chǎn)品進行初步設(shè)計需以塑料制品多方面的參數(shù)(包括結(jié)構(gòu)、用途、質(zhì)量等)為依據(jù)，完成塑料材料及模具的的確定(包括型腔及分型面結(jié)構(gòu)、澆注及冷卻系統(tǒng)、脫模方式等)，據(jù)此實現(xiàn)模具初步設(shè)計方案的獲取;然后將方案進行模擬仿真優(yōu)化分析，據(jù)此對優(yōu)化和改進模具零件結(jié)構(gòu)提供指導完成模具定型設(shè)計方案的獲取。結(jié)合注塑模具(通常包括模具型腔凹模、凸模型芯、兩模具的分型面及接觸面)的使用完成注塑模具制品的加工生產(chǎn)過程，以注塑模具結(jié)構(gòu)及應(yīng)用要求為重點考慮對象完成其分型面的確定，在此基礎(chǔ)上完成凸、凹模的結(jié)構(gòu)和形狀的確定。

　　成型零件的形狀復(fù)雜且要求高精度(對表面粗糙度要求較低)時，通常采用工具鋼(經(jīng)熱處理后)完成模具材料的制造;當需確保凹、凸模的同軸度配合時，為使塑件的質(zhì)量得以有效提高，應(yīng)采用配合零件(即強度足夠的導套與導柱)。

　　除了塑料制品的材料、形狀外，選擇注塑模具的澆注系統(tǒng)還取決于注塑設(shè)備性能參數(shù)，設(shè)計澆注系統(tǒng)(通常可劃分為無流道和普通流道)時以塑件工藝性、模具性能等作為重點考慮對象，以流道形式、澆口數(shù)量和位置等作為主要設(shè)計參數(shù)，流道可細分為主流道(主要包括弧形、雙傾斜式、傾斜式、垂直式等)和分流道(主要包括有圓形、矩形、梯形和U形等)，主流道負責完成注塑模具同機料筒噴嘴的連接，從主流道在型腔注入熔料前以分流道作為過渡部位，澆注過程可通過循環(huán)操作以有效滿足實際需要。設(shè)置澆口，澆口主要功能在于連接分流道和型腔，具體以實際構(gòu)件的特征為依據(jù)完成相關(guān)設(shè)計，塑件制品質(zhì)量會受到澆口位置的直接影響，選擇澆口位置使需有助于充模、排氣和補縮過程。

　　設(shè)計冷卻系統(tǒng)時需以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、效果、均勻性作為重點考慮因素(可視產(chǎn)品的尺寸大小靈活設(shè)計)，為使冷卻效果均勻，冷卻結(jié)構(gòu)需確保冷卻水道的截面尺寸較大且分布均勻，加強冷卻較厚的澆口和模具部位，冷卻水道需盡可能充足并且出水口和進水口溫度相同，控制溫差以提高冷卻效果[2]。

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