摘 要： 研究了基于CAD技術的注塑模具設計流程，并對模具的工藝參數進行了分析和優化，具體采用 CAD注塑模集成系統實現。完成了最優工藝參數方案的確定，通過UG的CAE 分析模塊的應用并以模擬結果為依據完成了對注塑件應力應變分布情況的分析，應力最大值及位置通過實驗對比完成確定，為模具結構的優化方案提供參考。最佳注塑制品工藝參數通過分析相關工藝參數獲取，并以音箱零件為例，對注塑模具型腔設計方法進行了探討。

　　關鍵詞： 注塑模具; CAD/CAE; 工藝參數; 燕秀工具箱

　　0 引言

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

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

　　1 基于CAD的注塑模具設計流程

　　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勢，已在眾多行業取代木和金屬制品，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勢，塑料制品在未來市場中仍然有較大的發展空間，由于塑料熔體的流動模式及塑性變形會受到塑料制品結構、熱流變特性直接影響，在設計注塑模具結構及工藝參數時需對諸多因素進行綜合考慮(包括產品、模具、材料、成型工藝等)，模具系統通過CAD/CAM模擬軟件的使用實現優化設計過程，這已成為模具行業提高效率和生產質量的有效途徑。

　　設計注塑模具制品主要由初步分設計、模擬仿真優化、定型設計等環節構成，設計人員分析產品進行初步設計需以塑料制品多方面的參數(包括結構、用途、質量等)為依據，完成塑料材料及模具的的確定(包括型腔及分型面結構、澆注及冷卻系統、脫模方式等)，據此實現模具初步設計方案的獲取;然后將方案進行模擬仿真優化分析，據此對優化和改進模具零件結構提供指導完成模具定型設計方案的獲取。結合注塑模具(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過程，以注塑模具結構及應用要求為重點考慮對象完成其分型面的確定，在此基礎上完成凸、凹模的結構和形狀的確定。

　　成型零件的形狀復雜且要求高精度(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，為使塑件的質量得以有效提高，應采用配合零件(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還取決于注塑設備性能參數，設計澆注系統(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、澆口數量和位置等作為主要設計參數，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操作以有效滿足實際需要。設置澆口，澆口主要功能在于連接分流道和型腔，具體以實際構件的特征為依據完成相關設計，塑件制品質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。

　　設計冷卻系統時需以系統結構、效果、均勻性作為重點考慮因素(可視產品的尺寸大小靈活設計)，為使冷卻效果均勻，冷卻結構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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