老工程师多年注塑模具设计的经验总结！

刘栋

传统的注塑模具设计,主要为二维和经验设计,单使用二维工程图纸已很难正确和详尽地表达产品的形状和结构,且无法直接应用于数控加工,设计过程中分析、计算周期长,准确性差。

随着CAD/CAE/CAM技术的发展,现代注塑模具设计方法是设计者在电脑上直接建立产品的三维模型,根据产品三维模型进行模具结构设计及优化设计,再根据模具结构设计三维模型进行NC编程。这种方法使产品模型设计、模具结构设计、加工编程及工艺设计都以3D数据为基础,实现数据共享,不仅能快速提高设计效率,而且能保证质量,降低成本。

注塑模具的设计是一个经验性很强的题目,由于设计经验有限,很难一次性应用三维造型软件UG/MoldWizard直接进行设计。
主要特点

注塑模具设计一、注塑模具加工（Rotational Mold） 　　

滚塑成型工艺的方法是先将塑料加入模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，模内的塑料在重力和热能的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，给冷却定型而制得。 　　

二、 滚塑成型工艺与传统的吹塑、注塑工艺相比有以下优势： 　

1、成本优势：滚塑成型工艺中只要求机架的强度足以支承物料、模具及机架自身的重量，以防止物料泄漏的闭模力；并且物料在整个成型过程中，除自然重力的作用外，几乎不受任何外力的作用，从而完全具备了机模加工制造的方便，周期短，成本低的优势。 　　

2、质量优势。滚塑工艺的产品在整个制作过程中，由于无内应力产生，产品质量和结构更加稳定。 　　

3、灵活多变优势。滚塑工艺的机模制造方便，价格低廉，故特别适用于新产品开发中的多品种、小批量的生产。 　　

4、个性化设计优势。滚塑成型工艺中的产品极易变换颜色，并可以做到中空（无缝无焊），在产品表面处理上可以做到花纹、木质、石质及金属的效果，满足现代社会消费者对商品的个性化需求。

三、采用该工艺生产的产品范围 　　

采用该工艺生产的产品有：油箱、水箱、机械外壳、挡泥板等。主要替代对象是金属件及玻璃钢制品。

四、 注塑 　　

注塑是一种工艺，是基于比如LIGA的微制造技术开发出来的，当然还有很多其他方法。而LIGA工艺就是先生产出一个注塑所需要的模型，也就是俗称的"模子"，然后将液态塑料灌注在模具中，最后在分离出来，形成最终所需要的产品。比如一些塑料玩具，产品太多了。

背景介绍

注塑模具设计随着我国制造业的国际地位的不断提高,模具工业获得了飞速的发展,模具的需求量也成倍增加,其生产周期愈来愈。而模具生产是多品种小批量生产,乃至单件生产。其特点为:品种多样化;生产过程多样化;生产能力复杂化。为解决这一问题,首先要普及CAD 技术,利用现代的CAD/CAM/CAE 技术,才是经济、快捷的模具开发设计制造手段,也是其今后的发展方向。

CATIA是目前最具影响力的CAD系统软件之一,它已在不同的领域被普及,被众多的用户所青睐。

CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子/电器、消费品行业,它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域,其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。

CATIA在塑料模具设计和分析阶段充分应用了参数化特征造型技术和数据库技术以及自由形式特征技术,为模具设计提供了强有力的工具。塑料模具中的标准件,如标准模具架、顶出机构、浇注系统、冷却系统等都采用基于数据库管理的参数化特征造型设计方法进行设计或建立标准件库以实现数据共享,同时满足用户对设计的随时修改,使模具的设计分析快速、准确、高效。

参数化特征造型不仅可以完整地描述产品的几何图形信息,而且可以获得产品的精度、材料及装配等信息,其所建立的产品模型是一种易于处理、能反映设计意图和加工特征的模型。CATIA模具设计模块的主要功能是注塑模具设计。

工作流程

注塑模具设计

① 建立塑料制品的三维模型; 　

② 根据所设计产品进行拔模分析与分型面设计; 　　

③ 建立工程、加载产品、创建调用模架;

④ 设计导向系统、浇注系统、顶出机构、流道与冷却等辅助部分。 　　

模块介绍

注塑模具设计① Part Design、Generative Shape Design:这两个模块主要用于完成三维模型的建立,其中Part Design是零件设计模块,Generative Shape Design是创成式外形设计模块。

② Core & Cavity Design:该模块用于构建分型面、型腔表面、型芯表面以及定义主开模方向和滑块方向,即型芯型腔设计模块。 　　

③ Mold Tooling Design:该模块用于调用模架,设计导向系统、浇注系统、顶出机构、流道与冷却等辅助部分,即模具设计模块。

CATIA V5是IBM/Dassault System开发的个人计算机版本的高端CAD/CAE软件,其型芯型腔设计和模具设计模块是专为注塑模具设计的,功能强大且使用方便。

本书按照循序渐进的方式,从型芯型腔设计、分型面设计、模具架设计、组件设计、注塑模具实体建模到三维图形至二维图形的转换,通过详细的实例讲解了各种功能,可以使初学者在短时间内就能够进行注塑模具的三维设计。

驰骋纵横

刘栋 发表于 2016-5-7 12:15
传统的注塑模具设计,主要为二维和经验设计,单使用二维工程图纸已很难正确和详尽地表达产品的形状和结构, ...

姜，还是老的辣。很好！