塑料模具设计范文

关键词：UG软件；塑料模具；应用设计；有效策略

中图分类号：TQ320.52文献标识码：A文章编号：1006-8937（2015）24-0048-02

随着我国社会主义市场经济的快速发展，我国工业化水平和质量也不断提高，塑料模具作为工业加工和生产的重要组成部分，它设计的好坏直接影响了塑料产品加工质量的优劣，同时也能够反映出设计水平的高低，可见，塑料模具设计对于整个工业制作的必要性和重要性。由于UG软件具有辅助功能和设计功能，将UG软件在复杂塑料模具设计中的应用，能够有效提高塑料模具的性能，而且UG软件经过多年的发展和版本更新之后，设计越来越趋于便捷化和人性化，因此在软件中，UG软件倍受模具设计人员的喜爱，得以在复杂塑料模具中广泛应用。

1UG软件的具体内涵及其特点

1.1UG软件的界定

UG软件英文全名为Unigraphics，它是由西门子软件服务的商家研究开发的，UG软件的主要功能就是可以为塑料模具提供一个很好的虚拟设计制造环节，而且还能在UG软件内部对塑料模具的设计进行检测。UG软件的具体内涵就是一个利用计算机进行辅助制造和设计的一种软件，在20世纪70年代左右，UG软件第一次被应用在制造业设计中，当时由于计算机并未得到广泛的普及，UG软件的应用范围相对而言也受到一定的制约，随着全球科学信息的快速发展，计算机的性能和功能都得到了极大的发展，UG软件也逐渐得到了推广和应用，如今UG软件已经更新换代到第八个版本，在各种制造业中都得到了良好的应用。

1.2UG软件的特点

UG软件在塑料模式设计的应用只是其应用的一个方面，UG软件内部设置了很多模具制造的模板，设计人员可以根据这些模板的功能，充分详细的了解塑料模具的设计情况，它作为大型CAD/CAE/CAM其中的软件之一，能够全面实现模具设计、装配、辅助模具制造、绘图等，还能够设计比较繁琐复杂的塑料模具。

2目前UG软件在塑料模具设计中的应用方法

现阶段UG软件在塑料模具设计中的应用主要包括以下几个内容：脱模方向的设计、塑料模具的具体布局、开口及孔的修补设计、分型线和分型面的设计、镶块及侧轴芯的设计、以及型芯和型腔镶块的设计。

塑料模具是塑料制品生产的基础，随着塑料制品的广泛应用，其重要性和可靠性被越来越多的专家和学者所认可，UG软件为此也单独开创了一个塑料模型导向板块，这个板块是专门根据塑料模具的需要设计的，应用UG软件在塑料模具开发的专业的板块，这里集合了场合塑料的零件以及框架，很多塑料制品的零件和框架都可以在这个软件中找到，塑料模具设计人员在实际操作和设计中都可以找到，如果没有完全一样的零件，也能找到替代或者相似的零件，UG软件会根据塑料零件的参数进行微调整，然后完成塑料模具的整个设计，除此之外，UG软件模块还能根据塑料模具的设计流程进行更改和优化。由此可见，UG软件不仅能够提高塑料制品设计人员的自身水平和专业技术素养，即便没有经过过多的技术培训，也能设计出复杂的塑料模具，而且UG软件还能够缩短塑料模具的设计时间，这些都是UG软件在塑料模具设计广泛应用的重要原因。

3现阶段UG软件在塑料模具设计中的应用探究

3.1UG软件在塑料模具设计中的观念

UG软件在塑料模具设计的应用过程中，应该首先理顺塑料模具设计的目标，先要对塑料模具的总体设计进行深入的探究和分析，然后再利用UG软件计算出或者绘制出塑料模具的形态，然后利用UG软件中内置的塑料模具导向板块，对整个塑料模具的结构进行设计。在进行塑料模具加工的过程中，也要利用UG软件进行必要的计算机辅助制造功能，对整个输出的塑料模具的加工制作参数，实现塑料模具设计生产。

塑料模具设计普遍对外形有很高的几何要求，随着我国加工制造业的精细化程度的不断提高，使得塑料模具的繁琐复杂程度也逐渐增多，UG软件也从很大程度上提高了塑料模具的设计复杂性，设计人员可以通过UG软件内置板块简化塑料模具的整体设计过程，而且还可以根据塑料模具的不同设计的需求，在UG软件中设计一个三维立体模型，根据UG软件的内部导向，制定一个合理的塑料模具设计方案，建立生成一个完整的塑料模具。

3.2UG软件在塑料模具设计过程中应注意的问题

针对复杂塑料模型设计，在分型线确定以后，首先要考虑塑料加工工序、电极的制作过程，其次还要考虑塑料模具中谁能够当做定模、谁能够当做动模，最后还要考虑塑料模型加工的外观情况，使得塑料模具制作后能够顺利脱模。这些都是UG软件在塑料模具设计过程中应该注意的问题，塑料模具型芯作动模、内表面的塑料模具脱模方法，确保塑料模具能够光滑而且不留任何痕迹。在塑料模具设计过程中尤其应该注重抽芯、镶块等问题，镶块应该留在塑料模具的动模上，必须结合动膜二者紧密结合，才能防止在塑料制品的成品上残留痕迹。

3.3UG软件在塑料模型设计中的具体操作

传统的UG软件的应用板块是根据塑料模具设计的实际形态，操作人员画出一个三维立体的方案图，塑料模具设计的首要环节就是绘图，根据UG软件内部的零件，挑选出一些塑料模具成品，针对其进行一定的调整和修改，再根据塑料模具零件进行合理的重组，然后得到塑料模具的三维立体模型。

绘图环节完成之后，再利用UG软件内置的塑料模型导向板块，对塑料模具的规格进行必要的分析和选择，在规格设计的过程中，还要考虑塑料模具的具体尺寸和模具的坐标，还要考虑塑料模具的自身的特定，进行必要的设计。

例如：电熨斗塑料壳设计，首先应该注意的问题就是脱模方向，根据手握塑料造型的内外大小，决定脱模的方向设计，同时还要考虑脱模角度的大小设计。又如，UG软件设计的彩色塑料制品，一般收缩率设计成为1.005左右。

此外，塑料模具的收缩设计也是至关重要的，收缩设计还要根据塑料模具的具体实际情况而设置，当所有塑料模具参数都设定成功之后，就直接进入塑料模具的处理分析阶段，对于塑料模具的分析处理，UG软件中也有一个单独的操作板块，就是注塑模具分析处理板块，通过对不同塑料模具进行压力等多种状态测量分析，就能得到模拟生产的塑料和有效资料，然后进行塑料模具的模拟生产和分析，这样能够及时发现塑料模具设计过程中存在的问题和不足，积极寻找有效的解决方法，从而确保塑料模具能够一次完全生产成功。

3.4以电熨斗塑料壳体为例分析UG软件在塑料模具的应用

近年来，由于塑料制品具有质量较轻、手感较好、价格低廉、生产简单方便等优势，已经在社会中的各个领域中广泛应用，尤其是家用电器产品居多，下面就以电熨斗的塑料壳体为例进行分析。

电熨斗塑料壳体造型复杂、奇特、而且曲面较多，将塑料模具转化为实际应用产品过程比较复杂。电熨斗壳体设计首先要利用UG软件分析其脱模方向，然后调整其收缩率，根据电熨斗壳体曲面的整体结构比较复杂，对于分型界面和分型线的设计和确定有一定的难度，基本上利用UG软件采用修补分模法或者分模修补法。

当修补工作完成后，利用UG软件中PartingLines命令来进行分型界面和分析线的设计，按照步骤，UG软件会自动保存设备和电极之间的数据，然后自动按照提示一步一步的操作下去，直到最终完成。在电熨斗壳体凹处还要加入侧抽芯设计机构，将动模板与固定的板块二者相连接，当侧抽芯抽出以后，镶块也会随着顶针一起被顶出，这样电熨斗的壳体模具自然而然就会脱落，然后利用UG软件进行开模工作。

当需要合模的时候，UG软件会操控镶块和顶针使二者在回拉的作用下，进行复位操作，进而侧抽芯进行二次复位，最终完成合模的所有工作，进行下一次的注塑工作。

4结语

综上所述，现阶段工业制造生产过程中，塑料制品等相关产品的应用十分广泛，随着我国塑料行业自身的不断向前发展，塑料制品的应用范围还在逐渐扩大，塑料模具作为塑料加工过程中的基础环节，在塑料制品加工过程中发挥了重要的作用。

随着新型计算机设备的出现和实用，传统的塑料模具设计方法已经不能满足现代塑造制造业的需要，因此越来越多的新型模具设计软件被研制出来。

在众多软件中，UG软件成为一枝独秀，由于在UG平台上能够顺利进行结构、造型复杂繁琐、满足外观要求很高的需求，根据其制造出塑料模具，而且操作方法较为便捷，具有制作周期短、快捷、方便、高效等优点，对整个塑料模具的设计和制作过程起到了重要的作用，值得推广使用。

参考文献：

[1]潘春荣，罗庆生.基于UG软件CAD/CAM功能的应用研究[J].机械设计与制造，2010，（1）.

[2]陆劲昆，初利宝.UGNX1.0注塑模具设计[M].北京：大学出版社，2002.

[3]许发樾.模具制造工艺与装备[M].北京：机械工业出版社，2003.

[4]盛永华，唐小琦.UG在铸造模具设计中的应用[J].模具技术，2006，（3）.

[5]张桂侠.基于UG的注射模CAD系统研发与应用[J].模具工业，2009，（4）.

塑料模具设计范文

长江大学化学与环境工程学院，湖北基金项目：湖北省高等学校教学研究项目(2008203)。

【摘要】

系统研究了《塑料成型模具设计》课程体系教学模式，从工业发展、人才需求、教学方法、实践教学、考核方式等方面阐述了该课程存在的问题，并提出了改革措施。

【关键词】

模具设计；教学模式；教学改革

1.引言

《塑料成型模具设计》是高等学校高分子材料与工程专业的专业课程之一，其课程体系包含《高分子物理》、《塑料成型加工原理》、《聚合物流变学》、《专业实习》、《专业实验》和《塑料成型模具课程设计》等课程。其教学内容繁杂多样，理论内容更显枯燥乏味，如果采用传统的教学模式进行讲解，学生难于理解不易接受。由于课程的内容信息量大而且抽象，模具图形多而且结构复杂，很难与实际联系起来，在进行模具设计时易思维混乱[1]。这些情况对国内各高校的高分子材料与工程专业教学和人才培养工作产生了深刻的影响。湖南工业大学、上海工程技术大学、常州轻工职业技术学院等高校都建设了《塑料成型模具设计》精品课程[2]。本文系统研究了《塑料成型模具设计》课程体系传统教学模式，从工业发展、人才需求、教学方法、教学手段、实践教学、考核方式等阐述了该课程存在的问题，并提出改革措施，以期在一定程度上促进该专业课的教学。

2.传统教学模式现状分析

2.1课程内容滞后于工业发展和人才需求

《塑料成型模具设计》课程对学生的理论基础和应用设计能力具有较高要求。随着塑料制品的广泛使用和科学技术的进步在不停发展，工业发展和新技术的应用对设计人员提出了更高的要求[3]。传统的《塑料成型模具设计》课程偏重理论教学，对实践教学重视程度不高。课程内容更是局限于教材知识，完全跟不上工业技术的发展和人才需要。目前，该课程急需在原有基础上丰富和完善教学内容，将前沿工业技术和相关科研成果引入到课堂教学中，使教学内容能与工业发展同步，突出课程的实用性和先进性。同时，需要优化课程结构，加强实验课和实践课，增强学生对模具的认知能力和设计的动手操作能力，提高学生的自主学习能力和创新能力，使学生能满足市场需求。

2.2陈旧的教学方法不利于学生对知识的接受

教学是教师教”与学生学”的互动过程，教学过程中的教学方法直接影响学的生学习主动性和对知识的接受。《塑料成型模具设计》课程的基础是建立在空间几何和机械自动化基础上的，如果学生这方面的基础不好，对于复杂结构模具识别和运行动作分析就难于进行，更谈不上灵活应用和独立设计。教师应充分利用多媒体课件，详细展示与讲解模具结构及模具运行过程，使学生易于接受。同时，对传统的填鸭式”教学方法进行改革，广泛采用讲练式”、现场讨论式”、启发式”等主动式的教学方法[4]，近来发展起来的案例教学法”、小组讨论法”和项目化教学”等教学方法更有利于学生对知识的接受，并培养学生的独立设计能力和创新能力。

2.3薄弱的实践教学阻碍了学生的创新能力培养

实践课程是培养学生动手能力和创新能力的主要方式，对课程教学质量优劣起着直接作用。实践教学主要包括实验、实习和课程设计，传统教学中，此类实践教学往往重视程度不高，且流于形式，不注重结果。实际上，实验课能是培养学生动手操作能力的主要方式，实习课程有利于学生接触生产和形成感观认知，而课程设计则培养了学生的独立设计能力和创新能力。忽视实践教学会导致学生缺乏主动思考能力和主观能动性，并使学生的学习兴趣下降。实践课程与理论课程是相辅相成的，理论课程指导实践课程，实践课程反过来支持理论课程，只有这二者相互融汇贯通才能培养起学生学习的兴趣，调动学生的学习主动性和创新能力。

2.4传统考核方式削弱了学生独立设计能力

《塑料成型模具设计》建立在工程制图、塑料配方、成型工艺、机械结构、聚合物性能的基础上，在模具设计过程中，学生必须能将基础理论知识灵活运用到生产实际中，从而解决工程问题。塑料成型模具具有高度的复杂性，初步设计完成的模具通常会存在这样或那样的问题，这些问题常常很难通过理论设计解决。模具结构参数的调节要结合生产工艺参数，往往要经多次现场试模和修模、改模才能最终确定一套合理的参数组合。传统的笔试考核方式注重理论设计而忽略了课程实践，使用学生的知识水平停留在纸上谈兵阶段，而对实际动手设计和生产问题则束手无策。

3.教学模式改革结果分析

《塑料成型模具设计》课程体系庞大，相关课程较多，需要的理论基础涵盖多学科领域，传统教学模式需要从教学方法、教学内容、实践教学和考核方式等方面进行全面改革和实践，以适应工业技术发展和市场人才需求。

作者：曲宝龙秦少雄颜学敏肖围单位：长江大学文理学院

参考文献：

[1]徐帆颖,徐承意.《塑料成型工艺及模具设计》教学模式探索[J].商情,2013:(49),79.

[2]曲宝龙,秦少雄,廖海星.高分子材料与工程专业《塑料成型模具设计》课程教学改革探讨[J].甘肃科技,2010:26(2),185-187.

塑料模具设计范文篇3

在打印机塑料零件的模具设计时，要对塑料零件的形状、尺寸及其精度要求以及注射成型工艺进行分析，从而确定模具分型面、型腔数目、浇口形式等。

关键词：

模具设计；塑料零件；注塑成型

1注塑件的工艺分析

塑料注射成形是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将粒状或粉状的塑料加入到注塑机的料斗，由螺杆带动塑料前行进入料筒，由料筒壁的加热器及螺杆的摩擦作用使塑料在料筒内加热至熔融状态，在螺杆的高压推动下，以一定的速度和压力经浇注系统进入闭合模具中，经过保压冷却凝固成形后开模，模具推出机构推出制件，从而获得具有一定形状和尺寸的塑料制件。模具设计应根据塑件的使用要求及相应的技术指标，选择合理的工艺方案。

（1）注塑件的结构形状分析。该塑件是打印机上一个部件，受到振动、摩擦等情况比较多，制件材料要求韧性好，表面粗糙度低。制件结构简单，形状规则，大批量生产。采用单分型面注塑模有利于降低模具复杂程度，有利于模具加工制造。

（2）注塑件的性能指标及成型特性分析。工件材料为HIPS，是PS的改性材料，分子中含有5%~15%橡胶成份，韧性好、冲击强度高，成型加工性能好、着色力强。HIPS制品不透明，吸水性低，可不需预先干燥。主要性能指标：弯曲强度13.8~55.1MPa；拉伸强度13.8~41.4MPa；断裂伸长率为15%~75％；维卡软化点185°~220°F。

（3）注塑成型工艺参数分析。根据经验数据和推荐值，初步确定成型工艺参数选择往复螺杆式注塑机，由公称注射量选定注射机。打印机零件的注塑模采用单分型面注塑模，一模四腔。产品材料HIPS，其密度为1.035~1.04g/cm3，收缩率为0.3~0.8，计算其平均密度设为1.04g/cm3，平均收缩率为0.5%。计算后并据现有设备选择为德国产注射机Demag/50T注塑机。

2注塑件模具设计

（1）分型面的确定。结合该产品的结构,分型面在塑件的最大投影面积上，中间线处即为分型面。

（2）型腔数目的确定。型腔数目的确定主要考虑塑件的尺寸、模具制造成本、注塑成型的效益、模具制造难度等因素，初定为一模四腔，经济合理，采用平衡式排布。

（3）模架选择。现有的模具模架已经标准化，选择模仁的材料是H13，经计算模具尺寸为300mm×350mm，经经验计算后取型芯板厚度80mm，型腔板厚度90mm，垫板厚度90mm，为避免干涉，型芯板和型腔板之间取1mm间隙。

（4）浇注系统设计。注射模的浇注系统是是为填充型腔而开设于模具中的一系列通道，由主流道、分流道、冷料穴（或冷料井）和浇口组成。主流道：主流道主要参数：锥角=1.2°；内表面粗糙度Ra=0.8μm；小端直径D=4mm；浇口套圆弧半径R=13mm；材料S50C；浇口套与定位圈配合采用H9/f9的配合，浇口套与模板之间配合采用H7/m6的配合。①分流道：圆形断面形状，直径为4mm，分流道长度L=25mm，面粗糙度值选为0.16，采用平衡式布置形式。②冷料穴（或冷料井）和拉料杆：冷料穴位于分流道末，分流道加工时直接将冷料穴加工出来，截面与分流道相同；拉料杆选用前面带锥度的，材料为SKH51，硬度为56~60HRC，固定在底针板上。③浇口：采用潜伏式浇口。

（5）导向与定位机构。注射模的导向机构选择导柱导套导向（导柱上有开设油槽）：①导柱：材料：GCr15轴承钢HRC60左右；长度：210mm；直径：ф30mm；ф35mm。②导套：材料：GCr15轴承钢HRC60左右；长度：87mm；内直径：ф30mm，外直径：ф42mm，下端直径：ф47mm；壁厚：6mm。

（6）顶出系统设计。使用顶针脱模，采用的是DME标准件，使用的是默认材质即：SKD61。

（7）成型零件工作尺寸计算。成型零件的工作尺寸计算是指计算凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模的尺寸精度直接影响塑件的尺寸精度。本设计采用的是镶拼式型腔，如果是利用计算公式计算型腔壁厚的话比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据经验值来取。此设计取模具型腔凹模壁厚为25mm，模套壁厚取90mm。

（8）排气设计。此模具不额外设计排气系统，直接利用排气槽、分型面排气，同时还可利用顶针，推杆等的间隙排气。（9）温度调节系统设计。HIPS材料成形条件比较好，不需要加热系统。冷却水路的布局方式及冷却水孔的直径大小据经验设置。

3模具工作行程