浅谈塑料模具的设计与创新应用

浅谈塑料模具的设计与创新应用

黎波

广东美的制冷设备有限公司广东佛山528311

摘要：塑料模具在现代生活中涉及到各个领域，为了提高塑料模具的应用效果，需要我们对于塑料模具的设计进行研究，本文将对塑料模具的设计，应用与创新进行全方位的分析。

关键词：现代塑料模具；设计与创新；应用

前言

为了做好塑料模具的创新设计与研究，从工程思维的角度来看，我们需要研究和分析塑料模具设计的方法和意义。首先，建立一个科学合理的设计程序，科学的设计过程可以有力地保证高数量和高质量模具的设计和制造，无论是简单的模具还是复杂的模具都必须根据此设计流程进行设计和制造。塑料模具在设计过程各种涉及到方方面面的内容，我们将在下文进行详细分析。

1.塑料模具设计浅析

1.1塑料模具设计的具体步骤

塑料模具在设计过程中需要遵从一定的步骤，一般来说需要按照“五步走”的战略，第一步先要明确塑料零件的技术质量要求和结构特点，根据实际情况看是否能够成功实现模具的设计和制造，并确保其有效工作。因此，设计者有必要明确塑料件的生产批量成型方法和技术经济目标，在满足塑件性能要求，保证产品质量的前提下，按照最经济的原则选择塑料模具成型方法。第二步就是在确定成型方法后，收集同类型塑件的型号信息，工艺数据及相关标准，设计手册等类型设计资料，以备塑料模具的下一步设计。第三步要根据塑料模具的分型面、型腔布局、浇注系统，加热与冷却系统以及抽芯方式等，初步拟定模具设计方案。第四步要根据模具设计的各种相关数据进行正规设计，根据需要设计和计算夹紧力，脱模力，抽芯力，抽芯机构安装，浇注系统，模具温度控制系统等相关工作要点，在生产过程中要按照设计方案进行，必要时可以进行临时数据的更改。最后一步就是对试模进行加工制造，试模工作的主要目的就是检查模具是否能够运转平稳，达到生产要求。因此，设计师需要收集试模的信息并及时更换模具“测试模式”，确保模具设计和制造方案可用于模具的正常生产，严格按照相关程序进行试模工作非常重要，塑料模具的质量好坏与该步骤息息相关。

1.2造成塑料模具失效的原因以及防护设计方案

当塑料模具正在被加工时，它需要承受模具表面塑料中的硬质颗粒的侵蚀和磨损，而且由塑料分解出来的腐蚀性气体能够腐蚀模具，造成以上现象的原因是塑料模具难以承受更强的成型压力和高温。因此，塑料模具的失效模式主要有很多种，对这些失效机制的分析有助于设计相应的预防措施。塑料通常含有一定量的固体填料，因为对塑料模具加热软化后，固体颗粒变成相对硬的颗粒，一旦塑料熔入模具腔体时，熔体与模腔表面发生相互碰撞，不仅塑料的表面受到磨损，粗糙度增加，而且塑料模具加工腔的表面也会有一定程度的磨损和伤害。如果塑料中的腐蚀性气体逸出，空腔表面也会腐蚀。此时，由于颗粒磨损，腐蚀，高温综合效应而发生严重腐蚀的磨损，所以塑料加工模具老化在所难免，因此，设计模具时需要选择耐摩擦磨损和腐蚀的材料，并且腔的表面需要经过适当的表面处理，确保能够有效延长塑料模具的加工寿命。其次，塑料模具有时还会存在工作部分的整体强度不足或者模腔的整体硬化层太薄，导致整个塑性变形的过程中由于强大的应力导致模具的破坏。或者由于作用在模具加工部分上的“切削力”在模具体内产生“残余内应力”，使模具在加工过程中内应力逐渐松弛，应力重新分布，导致模具逐渐塑性变形。因此，在模具设计中，必须对模具工作部件的强度进行设计和检查，选择合理的热处理工艺以确保模腔的硬化层厚度，以及内部应力的大小和方向，还可以充分考虑加工可能在模具上的位置。

2.塑料模具设计创新设计要求

2.1模具的导向与定位，确保模具的精度

塑料制造成型的方法很多，但各种模具的结构和形状差别很大，直接利用模具制造出来的塑料零件称为成型体。由于成型体是直接成型的塑料部件，其工作尺寸和公差直接影响塑料部件的形状和精度，因此尺寸和公差是模具设计中的重要设计目标。根据塑料成型体的标准尺寸和公差，计算加工模具的工作尺寸和公差，而且要注意在设计时应考虑塑性收缩及其变化，模制磨损量对于公差的影响。考虑到收缩因素，在设计小零件时，提高模具制造精度和减少磨损量是非常重要的。对于精密成型来说，还需要考虑因工艺因素造成的变化。模具的修理方面，合理设计模具的凹凸部分的尺寸和公差也是非常重要的。为了提高塑料的加工精度，模具的导向和定位装置需要高度重视起来，可移动模具在工作过程中具有非常准确的位置以保持模具的精确度，确保模具能够成功地将塑料加工部件夹紧，同时还需要提供适当的侧压力，例如可移动的铸模和固定的铸造导柱的设计。

2.2利用抽芯机构抽芯

在塑料部件加工器具有侧孔槽结构的情况下，释放塑料器件期间必须进行抽芯，并且抽芯机构的设计是非常重要的，因为它涉及到是否能够成功的脱模，影响到产品质量以及模具寿命和生产效率的提高。所以我们应该合理设计抽芯机构，确保抽芯机构运转高效快捷。抽芯方式有直抽和斜抽两种，抽芯机构应尽量简单可靠直接利用脱模力通过斜导柱或斜滑块抽芯，必要时也可设计气动或液压直抽芯。

2.3顶出以及浇注

在模制过程中，塑料部件通常紧紧地缠绕在芯部周围或嵌入腔体中，要想让塑料脱模，就必须有顶出机构的帮助。顶出机构的设计必须计算顶力的中心，所以顶杆的受力布局应该平衡，确保合力的中心与顶出力的中心重合，以避免由于不均匀的力导致顶出板倾斜，甚至会引起顶出导向，避免因力量不均而顶死。此外，应在塑料部件的比较隐秘部分选择弹出位置，以防止影响到塑料的美观。对于浇筑系统来说，浇注系统的设计主要包括浇口的形式，位置及其分布，首先需要熟悉塑料工艺，浇注系统的性能，因为这些可能会影响熔体的流动。其次，可以分析浇筑口的位置和分布对塑料部件变形的影响，最后，应精心设计一个浇筑系统以尽可能短的通道填充模腔，这样压力损失小，排气容易，塑料成型也就更加容易。如果条件允许，则需要使用特殊软件进行流量模拟和压力模拟分析，以确定合理的浇注系统，保障工艺参数的优化。

3.塑料模具的创新应用简介

塑料模具是指在工业生产中，通过对于塑料给予一定的压力之后生产所需形状的部件或产品的一种设备。模具是生产塑料制品的工具，它由几组内部具有模腔的部件组成。在注塑过程中，将模具夹紧在注塑机上，将熔融塑料注入模腔并冷却并固定在模腔中。接着，分离上模和下模，将产品从模腔通过顶出系统挤出到模具外部，最后再次关闭模具以进行下一次注射。整个注塑过程是循环进行的。塑料模具的应用极为广泛，近年来，随着塑料工业的快速发展和通用及工程塑料的强度和精度的不断提高，塑料制品的应用范围不断扩大。例如：在家电，仪器仪表，建筑设备，汽车行业，日用五金等众多领域，塑料制品的比例正在迅速增加。精心设计的塑料部件可以取代许多传统的金属部件，并且塑料制成的工业产品和家用产品的增长趋势越来越快，成为新时代一个重要的材料。

4.结语

塑料模具设计的内容涉及很多方面，在模具设计过程中，要根据具体情况考虑具体情况，突出重点，只有按照科学合理的模具设计程序和设计方法进行设计”才能够设计和制造高水平的高品质模具，提高塑料产业的经济地位。

参考文献：

[1]张鲁阳.以工程思维为主线组织教学内容.再谈模具专业材料学课程改革[J].机械工业高教研究2001，75，48~51.

[2]蒋美丽.合理选用塑料模具的材料与热处理.提高模具使用寿命[J].机床与液压2004，142~143.