注塑模具范文

注塑模具范文第1篇

关键词：汽车 铸塑 模具设计 塑料制品

中图分类号：TG76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0075-01

在我国工业制造上，塑料件的应用是不可避免的，甚至可以塑料件目前在工业制造行业上的应用程度甚至超过的钢铁，随着我国经济发展与科学技术都取得了进一步发展，塑料制品在质量上大胜从前，无论其使用寿命还是质量或是精度，都取得了较高的突破，但是由于塑料件的成型质量完全受到模具的牵制，而对模具的认知面少，应用技术欠缺等一些情况，导致了模具在成产成本上出现了赤字。我们都知道汽车对塑料件的应用是非常依赖的，同时汽车产品再也更新换代，只有掌握模具生产塑料件的重点难点，才能使模具生产满足汽车行业的发展需求。

1 注塑模具设计上的基础

1.1 塑料制品设计是重点

塑料制品绝对是注塑模具设计上的一个重点环节，对塑料制品的设计，其要求无非就是尽可能的使塑料制品模型简化，尤其是凹陷起伏的设计最好不要出现在塑料制品的设计方案中。塑料制品在设计上对简易的要求是一个大体方向，因为塑料制品设计中有非常多的细小环节，简易化设计是对塑料制品每一个细化环节提出的要求，在该要求的基础上满足各个环节的基本要求，比如铸塑模具的薄厚设计上，就要在进化的同时尽可能使模具的壁厚达到均匀，避免不限薄厚不均的胶位。在刚度和硬度上也需要符合标准，这是保障塑料件质量的一个重点环节。

1.2 塑料制品在结构设计上的分类

塑料制品的内外两面要具有符合脱模标准的脱模斜度，这样更利于脱模。为了使其外表圆滑，脱模不受摩擦而出现阻碍，塑料制品尽可能在弧度以及质地上做到流线与光滑。塑料制品有着尖锐的边角，这些边角都是圆角，针对弧度问题在塑料制品的内外两侧的周边转角，弧度的张力应该大一些，这是非常必要的。

2 一个成型模具对零件的基本要求

在强度与硬度上要达到一定标准，不然经受不住摩擦，会影响施工质量，硬度要求最低不能低于HRC35，极个别特殊要求的在硬度上要求50～52HRC以上，产品在成型后要使其表面有光泽，可以通过抛光来实现，另外需要抛光的还有型腔部分，产品的样本不能偏离产品要求，然后通过管理和施工技术在提升生产效率，节约成本。

3 清晰型腔数量

确定型腔数量的方法可以利用全部注射机器，然后通过注射量的多少和注射机的额定锁模力来确认其数量的多少。在进行型号腔数量的过程中还需要结合其他因素来完成，比如：成型工艺、精度和保养以及经济性等。

4 认准分形线与模具分型面

分形线的确定方法可以根据零件的形状来确定，分形线的作用无非就是使制品分成两个部分，分界线一样的存在。分成的两个部分一处位于定模成型，动模成型的就是另外一部分。要获取模具的分型面就可以利用分形线，用分形线在两处模的四周扫描就可以确定模具的分型面。

4.1 分型面设计注意事项

台阶分型面，在面对台阶分型面一般需要有3～5度的插穿倾斜角，角度不能低于1.5度。有时候一个分型面中会同时出现多个台阶面，在这种情况下，用同一角度来作用角度A，这让能够使加工变得更为简单便捷。模具的分型面有一处需要特别注意，就是要保障每一个同曲面都有密封距离，同时还需要保障该距离的有效性，这样能够在注射过程中使塑料熔体不轻易外流，封料距离这个名称就是因为这个效能而对应的，可以把料封锁住。在分型面的创建过程中，如果遇见曲面或者斜面以及台阶等高度差异比较大的分型面时，不管是一个还是多个，必须对其设定基准平面，这样可以便于加工和测量。

4.2 分型面设计基础原则

成型塑料在开模后需要在半模上保留，当然这是在有推出机构作为前提的情况下，一般出现推出机构半模都是动模，只有极个别特殊情况下出现的推出机构半模才在定模上。有些塑料制品会附带金属嵌件，由于嵌件不具备收缩包裹凸模的功能，外形型腔设计通常在动模侧，如果不这样设置的话，开模后就会使塑料制品在定模区域，一旦发生这样的情况，脱模会变的非常困难。在同轴度结构都在动模或者定模内部，如果在两个模型的两侧成型，同轴度就难以保证其准确度，这种情况多是由于制造上的误差和装配上的误差所导致的。模具的锁紧是有一定要求的，该要求必须给予满足，为了满足该要求一般在地动定量模的合模处放置塑料制品，放置方向选择投影面积较小的方向，投影面积大的方向放用于侧向分形面。这样可以大幅度的降低锁紧力度，另外，分模面有时会出现曲面，当这种现象出现时一定要对加定位机构，在分型面的选择上尽可能不要在对塑料制品外形构成影响的部位选择，如果塑料制品在其外形有菱线和切线的情况下，也不适于分型面的选择。选择分型面一定要选择比较平滑且没有明显的尖角处，这样分割不会对质量以及外形造成影响，虽然不是绝对的，但是发生几率还是偏大。一定要合理安排内模镶件的大小和数量。

5 结语

虽然我国处于发展中的国家，但是我国经济建设发展的步伐却非常之快，汽车对我国经济发展建设有着巨大的推动作用，促进汽车行业发展无疑是使我国经济发展建设又了更一层的保障，然而汽车行业要想取得发展就需要塑料制品来给予支撑，因为文中也提及过无论是汽车行业还是工业生产行业，对塑料件应用的范围是非常广泛的，这也无形的对我国塑料制品质量提出高要求，为了满足发展需要，塑料制品必须在质量以及生产效率上有所加强，决定塑料制品质量的就是生产模具，所以本文对生产模具在模型设计上提出了较多的观点，总而言之，无论是做汽车产品还是其他类别的产品，经验的积累是没理由停歇的，一定要将模具的设计想系统化和标准化发展，只有这样才能促进开发进程走向捷径，在最短的时间内，创造出更多的经济效益和社会效益，实现我国经济发展建设的最终目标。

参考文献

[1] 孙德智.汽车注塑模具设计分析[J].科技创业家，2012（12）：167.

[2] 杨晓志.做世界一流的模具供应商[J].数控机床市场，2005（8）：34-36.

[3] 余天天.汽车注塑模具狭窄空间的冷却系统设计[J].企业科技与发展，2014（5）：21-22.

注塑模具范文第2篇

关键词：锁紧螺母 工作过程 改造 制造要点

塑料制件中，很多工业产品均存在内外螺纹结构的设计，脱螺纹机构复杂，机构动转换效率较低，容易磨损且时常发生卡滞现象。解决塑件脱模一直是一道难题。一般来讲，塑件上的螺纹分外螺纹和内螺纹两种。外螺纹成形比较容易，通常是由滑块来成形，成形后打开滑块，即可取出塑件。也可以采用活动型环来成形外螺纹，成形后塑件与活动型环一起从模具内取出，然后在模外旋转脱下活动型环，得到带外螺纹的塑件。塑件上的内螺纹成形时，受到模具空间的限制。因此其脱模方式较为复杂，常见的形式有活动型芯模外脱螺纹、强制脱螺纹、内侧抽脱螺纹、模内旋转脱螺纹等。活动型芯模外脱螺纹生产效率低，但模具结构简单，适应小批量生产；自动脱螺纹效率高，质量稳定，适应大批量生产。在自动旋转脱螺纹模具结构中，必须解决结构设计的可靠性、稳定性及实用性等问题。

一、塑件分析

笔者所在学校外接锁紧螺母产品，如图1所示。制品的原材料为ABS工程塑料。ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，并有较好的成型工艺性，材料的收缩率为0.5。该产品无特殊要求，外观表面不得有缩水、气泡、流痕及拉伤等缺陷。根据塑件分析及用户产量的要求，模具结构采用一模两腔的设计，但原先所设计的模具结构一直存在着成型后的产品难以取出的问题。

图1 锁紧螺母

二、模具的结构分析

1.原来的模具结构的分析及工作过程

根据图2所示的模具结构，模架采用标准BI型。产品的分模面在台阶处，成形螺纹塑件时，先将活动型芯放入模内，成形后将塑件与活动型芯一起从模内取出，再旋转脱出活动型芯，得到带内螺纹的塑件。这种脱模方式结构简单，但生产效率低，操作工人劳动强度大，只适用于小批量生产。该模具在生产过程中，不能利用模具直接顶出，必须通过操作人员用手工的方法将产品取出，这样对产品的外观要求难以保证，主要的是生产效率较低，从而增加了生产的成本。通过对模具结构和产品结构的分析，依客户对该产品的要求，结合加工的实际情况，我们对该模具结构作了改造。

图2 原模具结构图

1-定位圈 2-浇口套 3-紧固螺钉 4-定模座板 5-定模板

6-螺纹活动型芯 7-动模板 8-顶杆 9-支承块 10-顶针固定板

11-顶针底板 12-垃圾钉 13-动模座板

2.改造后的模具结构及工作原理

改造后的模具与原来设计的模具结构大致相同，其主要区别在模具的顶出结构作了较大的改动。原来成形螺纹塑件的模具，先将活动型芯放入模内，成形后将塑件与活动型芯一起从模内取出，再旋转脱出活动型芯，得到带内螺纹的塑件，改造成依靠用马达带动齿轮，齿轮再带动螺纹型芯，通过齿轮使螺纹型芯旋转，实现内螺纹自动脱螺纹机构模具。对于内螺纹脱模机构，塑件外表面或端面必须设计止转结构。使用旋转方式脱螺纹，塑件与螺纹型芯或型环之间除了要有相对转动以外，还必须有轴向的移动。如果螺纹型芯或型环在转动时，塑件也随着一起转动，则塑件就无法从螺纹型芯或型环上脱出。为此，在塑件设计时应特别注意，塑件上必须带有止转的结构。

3.模具的制造要点（如图3所示）

（1）模具在工作中由于塑料的填充和流动要承受较大的压应力和摩擦力，模具型腔用钢的基本性能要求足够的表面硬度和耐磨性。

（2）螺纹型芯及传动轴，应选用强度刚性较好和良好的热稳定性的材料（如42CrMo）。

（3）螺纹型芯旋进的限位应选用台阶端面，而不可用锥面限位。

（4）螺纹型芯与螺母镶件的螺纹配合部分，其旋向应与成型产品一致，螺距相等，并且保证有足够的长度。

（5）脱螺纹机构的传动顺畅，齿轮的材料应有较好的强度和耐磨性，齿轮与传动轴的配合良好。

（6）为使传动平稳，在满足齿轮强度条件下，尽量取较多的齿数和较小的模数。

三、模具工作过程

模具合模后安装在卧式注塑机上，在一定的注塑压力的作用下，通过喷嘴将塑料熔体沿浇注系统均匀地注塑到模具的型腔中，并将型腔中的气体从分型面上所开设的排气槽以及定模镶件的间隙中排出，完成注塑过程。在循环冷却系统的作用下，熔体在型腔中冷却成型。开模时，定模部分固定在注塑机的定模连接板上不动，注塑完成后，保压、冷却后开模，动模部分向后移动时，模具首先在推板5与推板6处分型，开模过程完成后，注塑机顶杆顶出，推板6向前移动，同时油压马达带动链轮链条传动机构带动螺纹型芯，顶出机构将推板6向外推出，使塑件脱开螺纹并完全脱离螺纹型芯7，完成脱模动作。然后合模，注塑开始，进入下一个工作循环。

四、注意事项

在开模之前，必须严格控制时间，让螺纹型芯和斜抽芯完全脱离塑件。

在确定齿轮齿数时，相互啮合的齿轮其齿数应为质数关系，以避免因频繁接触、摩擦、撞击而导致的失效集中在几个齿轮上。

为了提高模具的劳动生产率，防止因摩擦发热而发生故障，齿轮和链条都必须及时加油。

对模具采用油压马达带动链轮链条传动机构实现塑件成型后的自动脱螺纹过程无疑是一种比较先进的、安全的和稳定的机构。对此结构自动脱螺纹塑件的注塑模具的设计，模具自放产以来动作稳定可靠，制品脱模安全顺利，塑件质量符合质量要求，大大提高了生产效率和产品质量稳定性，达到了预期的效果。

参考文献：

[1]宋玉恒.塑料注射模具设计实用手册[M].北京：航空工业出版社，2003.

[2]李学峰.塑料模具设计及制造[M].北京：机械工业出版社，1998.

[3]阎亚林.塑料模具图册[M].北京：高等教育出版社， 2004.

[4]王孝培.塑料成型工艺及模具[M].北京：机械工业出版社，2001.

[5]张维合.注塑模具设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2007.

注塑模具范文第3篇

塑料熔体在成型过程中会经历非常复杂的流动过程和传热过程，如果在注塑模具设计中引入CAE技术，采用分析和模拟模拟设计方案取代之前的实际试模，以便提前发现存在的技术缺陷，并对此做出及时修改。本文主要对注塑模内流动与传热数值分析理论进行了简要阐述，并通过实例阐述了如何在注塑模具设计中利用CAE技术以及如何利用该技术解决出现的问题。

关键词：

注塑成型；CAE；技术；模具设计

注射模CAE技术指的是通过利用塑料加工流变学基本理论以及传热学理论，构建塑料熔体在模具内部流动和传导的模型，通过计算得出其中的求解方法，并通过计算机图形学技术，将熔体的填充过程、冷却过程生动、直观地呈现在计算机屏幕上，并确定整个成型过程的具体参数。在模具制造过程中应用注射模CAE技术，利用计算机技术分析模具设计方案，并模拟成型过程，取代实际试模过程，以便提前知晓可能存在的缺陷，并制定出改进措施。这种方式摆脱了反复试模、修模的限制，便于设计人员对模具做出修改和调整。CAE技术在注塑模具设计中的应用，不仅节省了时间成本和人力成本，减少了修模次数，提高了模具合格率，减少了模具设计制造成本。

一、流动分析及其在模具设计中的应用

之所以进行流动分析，主要是对熔体流经流道以及浇口填充型腔的过程进行预测，这样一来，设计者确定的流道和浇口会更加合理，通过对锁模力和注射压力进行预测，从而更好地发现其中的缺陷，以便及时做出修改和调整，优化产品设计，提高产品质量。从当前来看，Hele-Shaw流动模型在流动分析实际过程中应用最广泛，该模型通过使用控制体积法对熔体前沿进行跟踪，以便采用动态化模拟法来模拟注射模的填充过程。经过流动分析，我们可以获得更准确的设计数据，如熔接线位置、气穴位置、充模模式、锁模力大小、注射压力大小等，与此同时，我们还可以更确切地了解到不同时间点下的不同位置下的模具内的物理量分布情况和变化情况，它包括温度、剪切速率以及压力等物理量。流动分析结果可以帮助设计人员及时对模具设计进行修改，有利于模具设计工艺的提高。流动分析需要用到包括材料的物理性质、流变性质、成型工艺参数、浇口和型腔的参数等在内的数据，经过流动分析，我们可以获得更准确的设计数据，如熔接线位置、气穴位置、充模模式、锁模力大小、注射压力大小等，与此同时，我们还可以更确切地了解到不同时间点下的不同位置下的模具内的物理量分布情况和变化情况，它包括温度、剪切速率以及压力等物理量。

二、冷却分析在注射成型及模具设计中的应用

熔剂在冷却过程中会受到模壁温度以及温度均匀性的影响，而这两种因素会对塑件质量以及生产效率产生直接影响。在多种因素的影响下，注射模的温度状态会发生变化，冷却系统主要对注射模的温度进行控制和调节，冷却系统如果效率高，却温度控制均衡，注射模的冷却时间便可以大大缩短，同时塑件的残余应力能够减少，成型效率提高，从而生产出更高质量的塑件。注塑模的冷却过程涉及到热的传导，是一个不稳定的过程，冷却系统中的各个物理参数和几何参数会直接影响到模具内温度和热流，因此必须采用三维热扩散方程求解。可三维热扩散方程的计算过程十分复杂，导致它的实际应用性较差。由于模具运转稳定之后，模具内温度在一定周期内随着时间变化的程度不大，因此可以利用稳态冷却过程将之前的瞬态过程取而代之。模具的三维温度场计算演变为对Laplace方程的求解。边界元法离不开区域边界，可以应用于分析模具温度场领域。从模具的结构特征出发，将中缅模型与线单元分别应用于型腔以及冷却管道，这样一来，冷却过程分析结果的精确度以及稳定性不仅能够得到有效保证，而且也能减少繁琐的计算量。冷却模拟所需要的数据包括：型腔的大小、形状、冷却孔的位置、大小以及连接关系等；塑料材料、模具材料以及冷却液的比热、密度，此外还有冷却液的粘度等；脱模、冷却液以及塑料熔体的温度、冷却液流量等。设计人员利用冷却分析结果可以对冷却截止的流动状态、雷诺数分布、冷却液流量、模壁温度、冷却时间等做出准确预测，从而帮助设计人员优化模具设计方案，提高模具生产质量。

三、结语

在注塑模具设计中引入CAE技术之后，传统的注塑模具生产开始迈入现代化发展阶段，传统的注射模生产方式被先进的生产工艺所取代，可是CAE技术在当前还不能将人的工作完全取代，它充其量是一种帮助人判断设计方案是否可行的工具，并不能为人类提供行之有效的改进方案。因此，设计人员需要反复分析、反复修改，这样才能优化模具设计方案，显然，设计人员自身经验以及设计水平对设计方案具有很大影响。如今，CAE技术不断提高，人们开始将CAE技术与模具优化设计技术相结合，目的是提高模具产品质量。

作者：艾勇 单位：邵阳学院机械系

参考文献：

[1]任玉珠.基于CAE技术的注塑模具高效率设计方法[J].制造业自动化,2011(05).

[2]刘世豪,郭志忠,李粤.基于CAE技术的注塑模具设计及其成形工艺分析[J].航空制造技术,2014(09).

[3]袁国定,胡曙光,韩阳飞.基于CAE技术的注塑模浇口优化设计[J].江苏大学学报(自然科学版),2004(06).

注塑模具范文第4篇

关键词 UG 注塑模具设计 模具配作

中图分类号：TG76 文献标识码：A

Design And Assemble of Food Spoon's Injection Mold

YANG Hongbai， LI Zhanwei， ZHAO Yanyu

（Shanghai Open University， College of Information and Engineering， Shanghai， 200433）

Abstract Using UGCAD and UG Mold Wizard According， food spoon is profiled and its injection mould is designed. Then， after components' making， the mould is assembled which use much experience and intelligence of worker. In the end， some advices are proposed.

Key words UG； Injection mould design； Mould Assemble

本文就食品调羹模具的全过程：从设计、制作到调试整个过程。本文就此过程作一个详细的介绍，对其中的重要工作进行了讨论，并给出了感想和建议。

1 基于UG的产品造型和注塑模具设计

UG是世界知名的大型三维软件。它具有多种功能强大的应用模块，如常用的UGCAD，UGCAM 等模块，还有 UG MoldWizard是其中的一个独立的智能化设计注射模具的模块。可以利用UGCAD功能进行建模，再应用UG MoldWizard的功能，进行注塑模具设计。本文以食品调羹为例，介绍了基于UG的注塑模具的设计过程。

1.1 创建塑件三维模型

根据提供的二维图纸，在UG 产品造型模块下灵活运用各种建模命令，创建调羹的三维模型，如图1所示。

1.2 应用注塑模向导模块设计注塑模

产品造型结束后，可利用UG软件中的MoldWizard模块进行模具结构设计。

1.2.1 创建型芯和型腔

首先进行项目初始化，把产品造型调入注塑模向导模块，为模具设计做准备；接着设置产品的坐标系和材料的收缩率。确定好镶块尺寸的大小，设定毛坯尺寸；考虑到注射压力的平衡性，采用一模两腔对称分布设计；利用分型功能识别分型线，创建分型面，创建出型腔和型芯如图2所示。

1.2.2 模架的调入

结合制件的分型情况和实际的加工，从模架库中选择FUTUBA-S模架，根据型芯和型腔，以及推杆行程确定各模板的尺寸，并根据布局旋转模架，如图3所示。

1.2.3 浇口与流道设计

在MoldWizard中，浇口与流道操作可以很方便地创建常见的浇口和流道形式，设计时可直接利用已有的浇口，也可以自己定义和创建浇口。

UG将浇口和流道当作一个零件来管理，可根据实际情况对浇口的参数进行修改，本设计采用如图4所示的流道和浇口形式。

1.2.4 标准件添加

利用标准件功能，选择标准零件的规格，包括螺栓、定位环、浇口套、拉料钉、销钉、复位杆等，确定定位点进行初步定位，然后测量出具体的尺寸，进行移动。添加标准零件后，需要进行创建型腔，型腔设计是MoldWizard分模中一个很方便的功能，利用该功能可以创建标准件在模架上的腔体（包括自动创建出螺纹孔等）。模具设计完成后的总体结构如5所示。

2 模具配作

为了提高加工效率和节省成本，定模型腔和动模型芯均采用整体嵌入和局部镶拼相结合的结构。采用标准化的模架，模具的加工主要是针对动模型芯、定模型腔的加工。模具零件采用数控铣床、数控线切割等进行加工。

对于模具而言，零件的加工精度固然重要，配作更是决定模具是否成功的重要因素。所谓的配作，就是为了达到装配的整体效果，而做的一系列加工、修正和装配的工作。

为了要使得上、下模具分型面配合齐整，不会错位。在模具配作之前，要确定一个基准角，并做上记号。一般来说，模架买来后，都有一个基准角，如果没有，需要在磨床上磨出一个基准角。在型腔镶块加工时，也相应地加工并标记基准，这样在装配时，上下模腔向一个基准楔进，就不会出现错位现象。

另外为了不要混淆模具部件，避免装配错误，在模架买来后，在部件相同的侧面，敲上钢印，进行编号，方便以后的加工和再装配。

为了做好配作，需要一些现场的智慧和经验。比如，模具的型腔在铣床加工完后，表面粗糙度没有达到标准，会造成脱模难，因而要进行手工研磨。需要根据经验预留余量，并要巧制工具（螺钉外包沙皮自制一个磨头）从而保质保率地完成工作。

还有就是冷却水管的布置。设计图纸上，没有考虑动定模镶块的横向紧固，实际制作时，采用两个楔块进行楔紧。这样就破坏了原来的冷却水布置位置。而且原来的冷却水要在侧面通过模板和镶块，据师傅经验，这样容易漏水，造成次品。考虑再三，舍弃看似简单方便的方案，采用镶块底部与模板相通（中间加上密封圈）方案从而避免了此问题。另在钻深孔时，自制深孔钻。在整个模具制作过程中，随时随处体现师傅的巧思。

最后到注塑机上进行试模，根据试制注塑件的形状、尺寸、外观来判定模具的优缺点，进行局部配作，使得制品达到用户要求。模具调整一次， 不一定能够解决所有的问题，有时需要重复上述过程几次，直到产品达到最终的质量要求。本产品经过了浇口修正等几次反复，终于制出了合格的制品。

3 感言及建议

经过此模具的设计、制作和装配流程，感触、收获颇多。总结起来，主要有以下几点：（1）面向装配的设计尤为重要。在设计时，没有考虑到镶块的紧固，到制作时，凭师傅经验临时修改设计，从而造成冷却水管等部分重新设计。如若在设计时，就能够对本单位的制造水平、工艺特点、制作等全过程有比较全面的认识，就可以避免设计的返工。（2）面向调试的设计。模具全部制作完，去调试，在调试的过程中，出现了充填不畅等等问题，最后进行浇口改造，把以前的直浇口改为斜浇口。而且模具调试工作繁杂，要求调试者经验丰富。作者建议，采用模流MOLDFLOW仿真分析，评估设计，从而在最短时间内修改设计，避免制造后，进行修改。（3）经验成文非常重要。在文献中，很少提到模具装配中的技巧和经验，但是往往是这些东西，决定了一副模具的制作水平。非常有必要把师傅们的经验和技巧记录成册，以备后用。

参考文献

[1] 黎文峰，苗玉慧.基于UG和Moldflow的熟料模具设计.常州工学院学报，2007.10.20（5）.

[2] 崔鸿斌.手机注塑模具冷却系统设计.塑料加工，2007（3）.

[3] 胡海青，李伟，刘光烨.注塑模具的调试.塑胶工业，2006（1）.

注塑模具范文第5篇

[关键词] 注塑模具 产出效率 相关成本 投资决策

模具是工业生产中使用极为广泛的一种工艺装备，现代工业的发展和技术水平的提高都离不开模具。据统计，工业零件粗加工的75%，精加工的50%都由模具成型来完成。模具按其种类可分为：冷冲模具、注塑模具、压铸模具、橡胶模具等。本文以注塑模具为研究对象，探讨站在模具使用方，如何用现代管理会计方法对模具投资进行决策，并为模具的生产企业提供模具开发和定价的决策参考。

一、注塑模具简介及问题的提出

注塑模具适用于热塑性塑料如ABS、PP、PC、POM等的注塑加工，广泛应用于汽车、电子、家电、医疗器械、药品包装等国民经济各个领域，是现代工业的重要组成部分。注塑模具按照结构可以分为二板模和三板模，通常来讲，三板模的成本高于二板模，售价相应较高，站在模具使用方的角度来看，也就是模具投资成本较高；注塑模具按照水口可以分为大水口、点水口和热水口三种，三种水口依次减少，水口大小直接影响加工原料的一次成型率和材料的使用率，在加工材料可以重复注塑使用领域，水口大小主要影响水口再加工过程中水、电、人工消耗等再加工成本支出，在加工材料不能重复注塑使用领域（如医疗器械），水口大小主要影响材料的使用率。

由于注塑模具在现代加工工业中越来越重要，模具占制造成本的比重越来越大，而在理论和实务上并没有可靠的决策模型为依托，并没有充分研究模具的寿命周期内的各种成本，导致模具使用方仅考虑模具的价格，没有考虑模具的使用成本等后续成本支出，只看到了模具的产出效率，而忽视了模具的成本效率等等问题出现，影响了使用方的科学投资，并由于使用方仅关注模具的价格，影响了模具行业新技术的应用，影响了模具加工行业的发展和现代工业技术创新的步伐。因此，站在使用方的角度研究模具的投资决策模型，不仅可以提升模具使用方的投资效率，更可以促进模具制造业的技术创新和提升，提升我国现代工业制造的整体水平。

二、模具产出效率评价的主要参数

一般来说，站在使用方的角度来看，模具投资是生产领域决策的重要类型，其投资是为了生产准备，因此，模具投资属于生产资料投资范畴，而产出效率是首要的分析指标。模具产出效率评价主要用产出参数来衡量，产出参数越优，模具的价格越高。模具主要的产出参数包括：

1.开模速度：即在单位时间内模具的开模次数，或者每次开模所需要的时间。每次开模时间越短，模具的使用效率越高，产出越高。我们用每次开模所需要的时间来定义开模速度，用f表示。模具在使用过程中会产生水、电、汽、人工支出，也就是产生模具使用成本，该参数越小，开模速度越快，模具在寿命期内的使用成本越低，通常来讲模具价格越高。

2.腔数：即每次开模出产的产品数量，该参数越高，模具的生产效率越高，反之反然。我们将该参数用q表示。腔数越多，要求的模具加工精度、模材性能、组装难度越高，模具价格也相应越高。

3.寿命期：不同的模具，其设计寿命不同，价格也不同。一般来讲，寿命期越长，模具价格越高。模具寿命期可以用总有效注塑次数或者可使用时间来确定，通常来讲，模具使用方更愿意接受用总有效注塑次数表示模具寿命。在本文中，总有效注塑次数用Q来表示。

因此，模具设计寿命期内的总产出R可以表述为：R＝Q・q

三、模具投资决策的相关成本释义

在模具使用方进行投资决策时，除了工艺和技术要求之外，往往存在在工艺和技术要求都能满足的情况下，可以有不同的模具投资方案可以选择。因此，有必要研究并考虑模具寿命周期内的各项成本，以便于决策。一般来说，站在使用方的角度来看，在模具的寿命期内，模具投资的初始投资和使用成本主要包括如下几项：

1.模具的初始投资成本：即模具的购买价格，也就是卖方的售价，用C0表示。在不考虑技术进步和价格变化的情况下，该成本同样是模具的重置成本。一般来说，模具寿命期结束，会有一定的残值，假定残值率用r表示。在不考虑货币的时间价值的情况下，模具的净投资额通常可以表示为：C0・（1-r）。

2.模具的单次使用成本和寿命期内总使用成本：模具每次加工需要消耗水、电、汽、油、人工等成本，由于不同结构，不同材料模具的热塑成型时间不同，冷却和脱模的加工成本也不同，模具使用成本是模具使用方投资决策必须考虑的消耗参数。我们用c1表示公司模具加工的标准费用率，即单位小时的水、电、汽、油、人工等消耗成本，则每次加工的成本为c1・f。考虑到不同模具的开模频率不同，在模具的寿命周期内总产出所需要的总加工时间为T，则T=Q・f。因此，模具寿命周期内总使用成本C1可以表述为：C1=c1・f・Q

3.水口导致的废料成本：我们把一次注塑成型中产生的水口导致的废料成本计为c2，它包括扣除废料变现价值后的直接废料净损失和废料粉碎用于再加工所发生的水、电、汽、人工等加工成本两部分。通常在加工材料不可重复使用领域，其主要成本为直接废料净损失，即由水口重量和材料价格决定的废料总价值减去废料的变现价值后的净额；在加工材料可以重复使用领域，其主要成本支出为废料粉碎用于再加工所导致的水、电、汽、人工等加工成本支出。在模具寿命周期内总产出所导致的废料成本总额C2可以计为，C2=c2・Q。

4.模具的维护成本：模具在使用过程中需要定期维护和保养，而不同结构和材料的模具其使用过程中的保养和维护支出不同，具体表现为在模具的设计寿命过程中，需要定期或者非定期的保养和维修，不同的模具在寿命周期内需要的保养维修次数和单次的保养和维修成本也不同，而由于模具结构和维修难度的差距，不同模具在单次维修和保养过程中所需要的时间不同，维修成本不同，这会导致模具使用方两项成本：其中一项是直接维修成本，包括维修人人员的工资、材料消耗、动力成本等；另一项是停工损失，包括停工过程和再开机过程中产生的废料支出、模具在停机和再开机过程中发生的动力损耗支出和其他因停工导致的机会成本，如停工期间员工的工资福利支出等。为了便于模具使用方计算成本，我们仅考虑停工损失的直接部分，而不考虑由于停工维修期间发生的潜在机会成本，如延迟订单交付的违约金、客户流失等机会成本。这样界定后，停工损失仅由废料支出和停工时间决定。我们把每次维修保养所导致的直接维修成本和停工损失计为c3，模具寿命期内所需要的维修保养次数可以用保养周期来计量，即在模具每使用多少次注塑后需要进行保养，我们把该变量用λ来表示。这样，模具寿命期内的预计维护总成本用C3表示，则有：C3=c3・Q/λ。

四、模具投资决策模型

对于模具投资方来讲，模具投资的相关成本都会转化到总产出所对应的产品成本中，由于不同模具的使用时间长短不同，有的模具使用时间较短，比如说一年以内，而有的模具要使用几年，因此，作为科学投资决策在模具使用时间长达几年的情况下，还需要考虑货币时间价值和风险价值问题。借鉴现代管理会计的投资决策分析方法，在动态环境和静态环境下分别有两种模型可以用于投资决策：

1.静态环境下的投资决策模型。在模具使用时间较短，不超过一年的情况下，一般不需要考虑货币时间价值。假设模具投资决策不影响产出产品的市场需求量和市场价格，那么在决策过程中只须计算其静态单位产出平均模具成本即可以。静态单位产出平均模具成本是指在模具寿命周期内的总成本与总产出之比，在市场价格不变的情况下，该比率越低，该模具投资方案越优。静态单位产出平均模具成本用AC表示。公式为：

该决策指标是在不考虑货币时间价值情况下的决策指标，适用于模具使用时间不超过一年、初始投资成本较低情况下的模具投资决策。

2.动态环境下的成本决策模型。当模具初始投资成本较高，使用周期长，一般可用很多年的时候，就要考虑货币时间价值和投资的风险价值因素进行决策。假设不同的模具投资方案不影响产品的市场需求量和市场价格，年均产销量为D。由于在不同的模具方案中，使用寿命不同，产出效率不同，模具投资和使用过程中现金流量的产生时点也不同，我们可以借鉴管理会计学中年均成本的概念，构筑该投资决策指标。在年均收入不变时，年均成本越低，收益越高。动态年均模具成本用UAC表示，用公式表述为：

上式中：K：企业投资的资金成本率；

(P/A, K ,n) ：普通年金现值系数，即当利率为K，期数为n的普通年金现值系数；

D：预计的平均年产销量；

n：模具使用年限，可以用设计寿命周期总产出Q.q除以预计的平均年产量（D）来计算。

年均成本指标是考虑货币时间价值和风险价值因素后的动态评价指标，该指标适用于模具初始投资成本较高，使用年限较长，一般超过一年的模具投资决策。

五、结束语

现代工业加工中模具的重要性日益突出，本文站在模具的使用方，对模具寿命周期内的产出和全部成本进行了分析和定义，在综合考虑不同模具投资方案的产出和全部成本后，兼顾货币时间价值的情况下，利用现代管理会计的决策方法，构造了静态单位产出平均模具成本含量和动态年均模具成本两个指标用于不同情况下的模具投资决策。该模型可以作为使用方模具投资决策依据，也可以作为模具生产方在模具设计、开发、生产和定价中的决策参考。同时，该模型以注塑模具为分析对象，该分析框架和模型同样可以适用于冷冲模具、压铸模具、橡胶模具等的投资决策和开发决策。

参考文献：

[1]孙茂竹 文光伟 杨万贵:管理会计学.中国人民大学出版社，2005.7

[2]李巍毅 张 云 周华民:基于IGES接口的注射成型CAE流道建模方法研究.模具工业，2007.01

注塑模具范文第6篇

【关键词】模具、塑料注塑模具

一、前言

模具是利用其特定的形状尺寸而形成的制品工具，制品的不同而采用的原材料也不同，成型的方法也不同，模具分为压铸模具、玻璃模具、金属冲压模具、塑料模具等。注塑制品占整个塑料制品的20--30%，在工程塑料中80%以上是注塑成型加工的。

塑料制品在日常生活上、包括工业、农业、 得到广泛的应用，除简易模具外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此，生产这些模具必须设计相应的塑料模具，塑料模具的设计包括模具腔的形状、表面的粗糙程度、分型面、对于制品的型材尺寸的精确度、它的物理性能，内应的大小，近浇与排气位置的选择等，起着十分重要的影响，在加工过程中，对操作的易难度，模具设计产品的质量、包括塑件成本，也有很大的影响。因此，塑料模具优化设计，是当代高分子材料加工领域中的重大课题。

二、加工技术前瞻

在塑料产品的生产过程中，塑料模具的应用及其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。而注塑模具已经成为制造塑料制造品的主要手段之一，具有极为广阔的发展前景。近年来我国的模具技术有了很大的发展，在大型模具方面，已能生产洗衣机全套塑料模具以及整体仪表板和电视注塑模具等，在机密的模具方面已经能够生产的有相机的塑料模件和多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。

工艺方面，多种工艺的多色、多材质塑料成型模具、镶件互换结构和抽芯脱模结构的创新业取得了较大进展，气体辅助注射的成形技术的使用更趋成熟的阶段，热流道具也正在开始广泛推广，处世界先进水平的高难度针阀式热流道模具也被一些单位使用。

当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种：

（一）热流道技术系统是模具生产中的重要部分，工作原理是在注射模具里装上分流板和热嘴，温度的控制要合理，流道部分始终要保持熔融状态，系统一般由如下几大部分组成：1.热流道板（MANIFOLD）；2.喷嘴（NOZZLE）；3.温度控制器；4.辅助零件。

（二）气体辅助注射成形技术它是向模腔中注入经准确计量的塑料熔体，在通过特殊的喷嘴向熔体中注入压缩气体，气体在熔体内沿阻力最小的方向前进，推动熔体充满型腔并对熔体进行保压，当气体的压力、注射时间合适的时候，则塑料会被压力气体压在型腔壁上，形成一个中空、完整的塑件，待塑料熔体冷却凝固后排去熔体内的气体，开模退出制品。气体辅助注射成形技术的关键就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的时间与充人气体的时间的配合。气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。气体辅助成形周期可分为如下六个阶段：塑料熔体填充阶段、切换延迟时间、气体注射阶段、保压阶段、气体释放阶段、推出阶段。

（三）注射成形技术它是使用两个或者两个以上注射系统的注塑机，将不同品种或者不同色泽的塑料同时或者先后注射进入同一模具内的成形方法。国内使用的多为双色注塑机。采用共注射成形方法生产塑料制品时，最重要的工艺参数是注射量、注射速度和模具温度[1]。

（四）反应注射成形技术它是将两种或者两种以上既有化学反应活性的液态塑料（单体）同时以一定压力输入到混合器内进行混合，在将均匀混合的液体迅速注入闭合的模具中，使其在型腔内发生聚合反应而固化，成为具有一定形状和尺寸的塑料制品通常这种成形过程称之为RIM。

三、行业发展方向

在制造方面，CAD/CAM/CAE技术的应用上了一个新台阶，一些企业引进CAD/CAM系统，并能支持CAE技术对成形过程进行分析。我国在自主开发的塑料模CAD/CAM系统有很大的进展，北航华正软件工程研发的CAXA系统，华中理工大学研发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高模具成型和模具标准化水平，包括提高模具在制造过程中的精准度和质量，模具的表面的研磨以及抛光作业量等等来提高模具的使用性能，为适应市场快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成塑料注塑模，缩短产品试制周期，这些是未来几年注塑模具生产技术的总体发展趋势，具体表现在几个方面：（一）塑料模具制品的制品范围逐渐变大精度也提高、形状复杂以及生产率要求越来越高，所以需要提高大型、精度高、比较复杂以及寿命较长的模具的设计方法和水平。（二）CAD/CAM/CAE技术要在模具设计中大范围推广。塑料制件及模具的3D设计，CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（三）热流道技术、气体辅注射成型技术和高压注射成型技术的推广应用，热流道技术在实践中表明，不但在制件生产效率和质量上都可以得到很大的提高，而且还能在能源节约上得到节省，原材料上降低成本，所以说这项技术得到广泛的应用时塑料模具的一个重要突破，热流道元器件国家标准的制订，生产价廉物美的元器件，使得热流道模具的发展得到提高。气体辅助注射成型技术，可以一方面保证产品质量，同时还能大幅度降低成本。传统的普通注射工艺需要确定和控制的工艺参数相对较少，气体注射成型多用于形状复杂的大型制品，相应的模具设计和控制也比较困难，所以，相应的软件开发显得很重要。另外，进一步研究和开发高压注射成型工艺及其模具，可以确保塑料件的精确度。（四）应当加快快速经济模具和新的成型工艺的开发，以便于使多品种、少批量的生产方式得到适应。（五）高品质的材料和先进的制作技术对于提高模具寿命十分重要。

参考文献：

[1]杨化林.基于知识的注塑模具设计若干技术研究，浙江大学学位论文.

[2]王殿君.基于Unigraphics软件的汽车内饰件塑料模具设计，哈尔滨理工大学学位论文.

注塑模具范文第7篇

关键词:注塑成型;模具;维护

模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成,这个组合内有成型模腔。注塑时,模具装夹在注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内,并在腔内冷却定型,然后上下模分开,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具,最后模具再闭合进行下一次注塑,整个注塑过程是循环进行的。

一、模具的构成与分类

(一)模具的构成

注塑模具是由若干块钢板配合各种零件组成的,基本分为: A成型装置(凹模,凸模);B定位装置(导柱,导套);C固定装置(工字板,码模坑);D 冷却系统(运水孔);E 恒温系统(加热管,发热线);F 流道系统(唧咀孔,流道槽,流道孔);G 顶出系统(顶针,顶棍)。

(二)模具的一般分类

1.非塑胶模具有:铸造模、锻造模、冲压模、压铸模等。 A.铸造模--水龙头、生铁平台;B.锻造模--汽车身;C.冲压模--计算机面板;D.压铸模--超合金,汽缸体

2.塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为: A.注射成型模--电视机外壳、键盘按钮(应用最普遍);B.吹气模--饮料瓶;C.压缩成型模--电木开关、科学瓷碗碟;D.转移成型模--集成电路制品;E.挤压成型模--胶水管、塑胶袋;F.热成型模--透明成型包装外壳;G.旋转成型模--软胶洋娃娃玩具。

(三)根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类

1.大水口模具:流道及浇口在分模线上,与产品在开模时一起脱模,设计最简单,容易加工,成本较低,所以较多人采用大水口系统作业。

2.细水口模具:流道及浇口不在分模线上,一般直接在产品上,所以要设计多一组水口分模线,设计较为复杂,加工较困难,一般要视产品要求而选用细水口系统。

3.热流道模具:此类模具结构与细水口大体相同,其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里,无冷料脱模,流道及浇口直接在产品上,所以流道不需要脱模,此系统又称为无水口系统,可节省原材料,适用于原材料较贵、制品要求较高的情况,设计及加工困难,模具成本较高。

二、注塑模具维护

注塑模具作为注塑制品加工最重要的成型设备,其质量优劣直接关系到制品质量优劣。而且,由于模具在注塑加工企业生产成本中占据较大的比例,其使用寿命直接左右注塑制品成本。注塑制品加工企业由于产品品种多,模具更换较频繁,在完成一个生产周期后,模具一般入库保存直到下一生产周期来临时再拿出使用。但一些加工企业对模具保存不够重视,使模具在保存期内发生锈蚀、表面光洁度下降等现象,造成产品质量下降、废品率高,有些模具甚至难以再用,需重新投入大量资金另置新模,造成极大浪费。资料显示,使用与保养在模具使用寿命影响因素中占15%～20%,注塑模具使用寿命一般能达到80万次,国外一些保养完好的模具甚至能再延长2～3倍。但国内企业由于忽视保养,注塑模具使用寿命比较短,仅相当于国外的1/5～1/3。由于模具使用寿命短而造成钢材加工工时和能源浪费,以及对产品质量影响所带来的损失每年达数十亿元。因此,对注塑模具的维护非常重要,具体如下

(一)加工企业的模具配备资料。首先应给每副模具配备履历卡,详细记载、统计其使用、护理(、清洗、防锈)及损坏情况,据此可发现哪些部件、组件已损坏,磨损程度大小,以提供发现和解决问题的信息资料,以及该模具的成型工艺参数、产品所用材料,以缩短模具的试车时间,提高生产效率。

(二)加工企业应在注塑机。模具正常运转情况下,测试模具各种性能,并将最后成型的塑件尺寸测量出来,通过这些信息可确定模具的现有状态,找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在,根据塑件提供的信息,即可判断模具的损坏状态以及维修措施。

(三)要对模具几个重要零部件进行重点跟踪检测。顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出,若其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产,故应经常保持模具顶针、导柱的(要选用最适合的剂),并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤,一经发现,要及时更换;完成一个生产周期之后,要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力强度的保护,以确保其始终处于最佳工作状态;随着生产时间持续,冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等,使冷却流道截面变小,冷却通道变窄,大大降低冷却液与模具之间的热交换率,增加企业生产成本,因此对流道的清理应引起重视;对于热流道模具而言,加热及控制系统的保养有利于防止生产故障的发生,故而尤为重要。因此,每个生产周期结束后都应对模具上的带式加热器、棒式加热器、加热探针以及热电偶等用欧姆表进行测量,如有损坏,要及时更换,并与模具履历表进行比较,做好记录,以便适时发现问题,采取应对措施。

(四)要重视模具的表面保养。表面保养直接影响产品的表面质量,重点是防止锈蚀,因此,选用一种适合、优质、专业的防锈油就尤为重要。当模具完成生产任务后,应根据不同注塑采取不同方法仔细清除残余注塑,可用铜棒、铜丝及专业模具清洗剂清除模具内残余注塑及其他沉积物,然后风干。禁用铁丝、钢条等坚硬物件清理,以免划伤表面。若有腐蚀性注塑引起的锈点,要使用研磨机研磨抛光,并喷上专业的防锈油,然后将模具置于干燥、阴凉、无粉尘处储存。

一副经过良好保养与维护的模具,可以缩短模具装配、试车时间,减少生产故障,使生产运行平稳,确保产品质量、减少废品损失,并降低企业的运营成本和固定资产投入,当下一个生产周期开始时,企业能够顺利生产出质量合格的产品。

三、结束语

模具制造的重现性是受到制约的,模具的保养对于注塑企业来说,有时比模具的制造更为重要。因此,在企业正常生产过程中,必须高度重视模具的维护,以保证产品的产、质量。

注塑模具范文第8篇

Abstract： This paper introduces the design of the return spring in the injection mold through concrete examples， including design requirements， calculations and CAD drawing process， and clarifies the whole process of the return spring design.

关键词： 注塑模具；复位弹簧；压缩比；自由长度；载荷；预压量

Key words： injection mold；return spring；deflection；free length；load；preload

中图分类号：TQ330.4+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0028-02

0 引言

注塑模具是目前市面上用量最大、最具市场前景的模具之一，主要利用注塑机进行合模、注塑、保压、冷却、开模、顶出取件等工作。在其模具设计过程中，应充分考虑塑料原材料的特性、塑件结构工艺性，保证与注塑机之间的匹配性。

弹簧作为弹力元件，在注塑模具中起着相当重要的作用，在合理位置为模具提供必要的动力来源，如当推出机构完成一次塑料制件的推出运动后，可采用弹簧迫使推出机构回到原位以确保工作过程的顺利进行，即所谓的复位弹簧。不同的结构位置，为了满足作用，弹簧具有不同的设计要求。

注塑模具中常用矩形截面弹簧，在相同的安装空间内与圆形截面弹簧相比，其承载能力约大45%左右，变形量大13%～14%。弹簧的合理设计有利于简化模具结构，减少模具维修成本，保证生产的正常进行。本文通过具体实例介绍推出机构中复位弹簧的设计选用。

1 复位弹簧的设计要求

如图1所示，为某注塑模具推出机构设计复位弹簧，其中模架尺寸为330×350，产品推出行程为40mm，推杆固定板尺寸为210×350×20，推板尺寸为210×350×25，复位杆直径Φ25mm。

为了满足复位弹簧的工作要求，复位弹簧在设计时应考虑一些问题：

1.1 选择合理的压缩比 压缩比是弹簧压缩状态长度L1和自由长度L之比，其值直接影响着弹簧的寿命和工作载荷，如图2所示。

作为弹性元件，弹簧的失效是其使用上的一大缺陷，弹簧在工作中变形量越大，压缩比越大，其使用寿命越低；压缩比过小，则弹簧提供的复位力不足，难以完成复位工作。

模具弹簧根据载荷大小主要分为TF、TL、TM、TH以及TB系列，不同色别代表不同种类，不同种类的弹簧其寿命及压缩比不同，如表1所示。

1.2 保证弹簧运动过程中的稳定性 主要通过设计合理的安装孔及芯轴尺寸，对弹簧起导向作用，限制弹簧的变形，如图3示。

但是过小的安装孔尺寸也会导致对弹簧的过分约束，同时芯轴的尺寸也影响着弹簧的内径尺寸。由于矩形弹簧的内径较小，因此弹簧外径尺寸的选择应尽量偏大。

1.3 设置合理的预压量 预压量也称为预压长度，复位弹簧处于预压状态下，能有效保证弹簧在工作过程中处于稳定状态，防止弹簧的疲劳损坏，延长弹簧的使用寿命。采用弹簧复位时，可取10～15mm的预压量。

2 复位弹簧的设计过程

2.1 弹簧的压缩比选择 考虑到模具的使用寿命以及推小推出行程，通常复位弹簧的压缩比取30%～40%，其值导致复位弹簧种类选取时采用轻载荷的蓝色（TL系列）弹簧。

2.2 弹簧的外径尺寸 弹簧外径尺寸是弹簧规格的主要技术参数，其值通常受模具大小及安装芯棒尺寸的影响，模具尺寸越大其弹簧外径越大，其常见参考参数如表2示。

本例中弹簧安装在复位杆上，为保证有效安装，弹簧内径应大于复位杆直径。复位杆直径为Φ25mm，则最终确定弹簧外径尺寸为Φ50mm。

同时为保证运动过程中的平稳性，选取4根弹簧分别安装在复位杆上。

2.3 弹簧的自由长度 弹簧的自由长度是弹簧规格选取的基本参数之一，同一外径尺寸的弹簧可具有不同的自由长度。弹簧自由长度受产品推出行程影响，至少要大于推出机构的推出行程，否则弹簧无法进行工作，因此复位弹簧的压缩量至少应为推出行程与预压量之和，其具体数据可根据下列公式进行计算：

L1/ L=（E+P）/L=S（1）

L=（E+P）/S（2）

其中：

L1—弹簧的压缩量长度，（mm）；

L—弹簧的自由长度，（mm）；

E—推出机构的行程，（mm）；

P—弹簧的预压量，（mm）；

S—弹簧的压缩比。

根据本例参数可知E=40mm，P=10mm，S=40%，代入公式最后可获得弹簧的自由长度L=125。查阅弹簧相关技术参数，则弹簧的型号为TL50×125。

2.4 弹簧受力载荷校核 为了保证弹簧的有效使用应使其所受载荷必须在极限范围内，可通过下列公式进行校核：

nF≥1.5F受（3）

其中：

F—单个弹簧压缩状态载荷，可查阅弹簧相关技术资料，（kg）；

n—弹簧根数；

F受—弹簧所受载荷，（kg）。作为复位弹簧，其所受载荷主要来源于退杆固定板及推板的自重。

推杆固定板和推板自重可通过下列公式分别进行计算后叠加在一起：

F1=（L×B×H）×ρ（4）

其中：

L—推板长度，（mm）；

B—推板宽度，（mm）；

H—推板厚度，（mm）；

ρ—密度，通常取7.8kg/m3。

通过计算获得推杆固定板以及推板的自重约为11kg和14kg，查阅相关资料，TL50×125弹簧的压缩状态载荷约为338kg，1.5×（11+14）

2.5 弹簧的绘制 利用CAD二次开发软件选择标准件对弹簧进行绘制，如图4示。按照所设计的内容逐一进行选择：

①选择轻载荷的蓝色弹簧；

②弹簧规格为TL 50×25×125，其中50为外径，25为内径，125为自由长度；

③处于预压状态下，预压长度为10mm；

③弹簧行程为推出行程40mm；

④安装孔尺寸根据弹簧外径确定为54mm。

3 结束语

随着计算机辅助技术以及标准件的大力发展，弹簧的绘制简单快速。为了确保模具设计的合理有效，设计者必须充分了解其具体规格及各参数意义，进行必要的参数计算，灵活选用弹簧。

参考文献：

[1]唐志玉.塑料模具设计师指南.国防工业出版社，1996.6.

[2]覃鹏翱.图表详解塑料模具设计技巧[M].电子工业出版社， 2010.1.

注塑模具范文第9篇

关键词：手机 注塑模具 CAE 优化设计

在国内外塑料加工行业中约有95%的制品靠模具生产，其中注塑模具的产量占塑料成型模具总产量的50%以上。新产品的开发也都是以模具的更新和工艺的改进为前提。因此，应用CAD/CAE软件设计模具已成为提高模具企业竞争力的有力武器。

一、工艺分析

（一）塑件使用材料及工艺特性分析

使用材料为透明的pc和bbs按一定比例混合使之达到要求的一种材料，属于热塑性塑料，成型性能较好（收缩率为0.5%～0.7%），流动性好，比热容较低，在料筒中塑化效率高，成型周期短，精度等级高，耐冲击，可以进行UV处理，有很高的着色性。

（二）结构工艺性分析

精度要求高，尺寸不大，外形对称，一个侧抽芯。

（三）模流分析

对于任何注塑成型来说，最重要的是控制塑料在模具中的流动方式。制品的许多缺陷，如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等，都与树脂在模具中的流动方式有关。利用模流分析软件MOLDFLOW通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟，可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式填充过程中的压力和温度变化、流动时间、气穴和熔接痕的位置等，帮助设计人员就如何改变壁厚、制件形状、浇口位置和材料选择来提高制件工艺性，帮助工艺人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测，找出缺陷产生的原因并加以改进，提高一次试模的成功率。

二、手机外壳注塑模具设计

（一）创建模具模型

模具模型包括参照模型和工件，参照模型是设计模具的参照，工件是表示直接参与溶料成型的模具元件的总体积。对于多型腔模具，由于型腔的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合考虑，型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充满每一个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。多型腔模的型腔布置有平衡式和非平衡式排布两种。对于手机外壳，根据市场的需求一般要大批量生产，所以采用一模四腔的平衡式型腔布置。

（二）设计浇口和流道

采用侧浇口，2点进浇，可减少熔料在模腔内流动的距离，便于注射成型。采用圆形断面分流道，散热量小，充模阻力小，浇口冻结时间长，可提高制件成型质量。具体设计步骤如下：用旋转切除材料的方法完成主流道的设计，分流道单击特征y型腔组件y流道y导圆角，草绘流道线路即可。

（三）翘曲分析及其优化设计

翘曲变形是指注塑制品形状偏离了型腔形状，从而影响产品的尺寸精度和形状精度。翘曲分析的目的是预测产品在成型后的翘曲程度、分析翘曲产生的原因，最后对其进行优化。引起翘曲变形的三种主要原因：1）流动取向导致收缩率的差异；2）型腔压力差异导致沿流动方向收缩的差异；3）不均匀冷却导致收缩的差异。

（1）首次基本分析

在首次分析时，选用系统默认的条件进行，其中模具表面温度为80℃，熔体温度为260℃，开模时间为5s，注射+保压+冷却时间为30s等。为了能够更准确的做出翘曲变形预测，我们选用Cool+Fill+Pack+Wrap分析序列进行翘曲分析。由分析结果我们可以看出，在冷却系统作用下，制品在填充结束时制品总体温度为271.5℃，成型结束时制品最高温度为44.17℃，这说明冷却系统的效果明显，不需要进一步进行修正。由于手机外壳底面需要与其他零件装配，应满足配合公差及平面度要求，所以我们主要考虑各平面的翘曲变量，是否满足制品的设计要求。查看翘曲变形结果，所示为比例因子为20时，制品在所有方向上的翘曲结果云图，其中所有方向上的翘曲变量为0.323mm，不能满足对制件精度要求。我们可以得出引起翘曲变形的主要分量在Y方向上，Y方向上的翘曲变量为0.6925mm。为了能过找出引起翘曲的具体原因，修改工艺条件选项。

（2）熔接痕

塑料制品结构本身的特别设计使熔接痕不可避免。但熔接痕熔合不良将导致表面裂纹、取向不良，力学性能下降。浇口位置调整后熔接痕的分布，可看出，浇口位置调整后熔接痕的位置有了很大的改善，基本上偏离了了结构上最薄弱的环节，而且数量有所减少，这说明设计方案的调整是有效的。

（3）填充时间

影响制品翘曲变形的一个重要因素是充模阶段熔体流动不平衡。非平衡的填充过程往往造成型腔内局部过保压，使制品各部分收缩不均，产生较大的内应力，从而发生翘曲变形。熔体到达型腔末端所需最长与最短时间之差反映了熔体在型腔中流动的不平衡程度，应将这个时间差最小化，使熔体流动过程尽可能平衡。图10为填充时间模拟结果，熔体末端充满的时间为0.85～1.05s，相差只有0.2s，填充基本平衡。

（4）保压后的体积收缩率

保压补缩阶段，塑料熔体因冷却发生收缩。为了对型腔内的塑料熔体进行压实及维持向模内补充料流，需要合理的保压压力及保压时间。现采用80%注塑压力的保压力进行恒定保压，保压时间6s；然后在6s内将保压压力线性减小为0。保压模拟结果见图11。保压结束后的体积收缩率为-2.7%～2.0%

三、结语

应用CAD/CAE软件进行制品的开发和注塑模具的优化设计不仅大大缩短了制品的开发周期，而且提高了模具设计的效率，优化了模具的结构。这对于提高制品的生产效率和质量及降低模具制造成本都具有重要的指导意义，可以提高企业的市场竞争力。

参考文献：

[1]彭满华，刘斌. Moldflow软件在无绳电话机底盖模具设计中的应用[J]. 塑料科技. 2009（02）

[2]张琦，王强. Moldflow软件在手机外壳注塑模具设计中的应用[J]. 模具技术. 2011（04）

[3]李澍，孔啸，黄宏辉，黄金申，任世益，丁俊佶. 注塑模具CAE公共技术服务平台与应用[J]. 模具技术. 2011（03）

[4]刘赣华，陈乐芙. Moldflow在无绳电话电池盖注塑成型中的应用[J]. 塑料. 2009（03）

注塑模具范文第10篇

关键词：注塑 流程 流道平衡 浇口冻结

中图分类号：TQ320 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0037-02

1 模具空运行

模具安装到匹配的机台后，需要进行空运行，验证模具机械动作是否正常、无异响。检查的内容包括（1）模具定位环与注塑机喷嘴配合是否正常，无缝隙。（2）冷却系统检查，模具各组水路的流量是否达到设计要求，并联水路的水流量，水压是否一致。（3）绞牙类模具传动部件是否安b动作正常，能按照正常绞牙方面转动。（4）点浇口模具检查流道脱料板的动作能否开模能正常弹开。（5）模具导柱与定位块是否合模正常，开模检查导柱，定位块没有擦伤或磨损。（6）抽芯装置/顶出装置是否动作正常，无卡死或者有异响。（7）型腔表面无碰伤。（8）辅助系统液压油缸/限位开关到位后信号能反馈到模具或者能够机台；热流道系统各区能按照设定温度加热；辅助吹气系统：阀针类模具浇口位置气阀是否能正常控制阀针开启，顶出动作需要辅助吹气的模具是否能在顶出时正常吹气[1]。只有模具空运行检查结果通过，才能进行下一步测试，否则需要调整模具或机台后重测试。

2 稳定性测试

通过调整注塑速度、保压压力、冷却时间等参数探索工艺参数范围，同时评估产品与模具，如：产品是否有披锋、拉伤、缩水、气泡、烧焦等。模具各步动作是否正常、是否漏水、是否有排气问题等。若有问题则需要进行模具调整后再次进行稳定性测试。

3 量具重复性与重复能力测试

此测试的目的是评估仪器重复性以及不同人员测量同一尺寸的重复性，只有仪器重复性以及人员重复性R&R结果小于20%，才能确保后面测量数据的准确定。

若R&R结果测试结果大于20%，则需要检查是仪器结果超标还是人员测试结果超标，若是仪器，则需要校准仪器后重测量；若是人员，则需要重新培训后重测量。

4 粘度测试

粘度测试的主要目的是确定最佳注塑速度范围。注塑速度越快，注塑时间越短，周期越快；反之，注塑速度越慢，注塑时间越长，周期越慢。注塑速度对材料熔体的粘度影响比较大，在一定的速度范围内，随着速度增加，速度跟粘度的变化时线性关系，粘度测试的目的是找出这种线性的对应关系。当速度过大，熔体变稀后，塑料材料性能将急剧下降，速度跟粘度不再是线性变化，不能使用此时速度来成型制品[2]。

5 流道平衡测试

流道平衡的主要目的是确认多型腔的模具各腔产品完成注塑时间的一致性。通常以平均不平衡度小于或等于5%，最大不平衡度小于或等于10%来判定流道平衡性。流道平衡测试，保压时间为零，每腔均缺料，按照最重1腔重量为90%产品单重进行测试。

流道平衡的主要影响因素。（1）流道以及流道拐角设计的尺寸。（2）入胶口尺寸。（3）带铰链的产品铰链尺寸。（4）热流道模具感温线安装高度。只有流道平衡，才能确保一整模产品中各腔都是饱模无披锋的，才能确保工艺方面能统一调整，对后续生产产品质量以及工艺范围影响很大。

6 浇口冻结

浇口冻结的主要目的是确定最佳的保压时间，同时确定最佳的产品单重。制品越饱满，制品的后收缩就越小。为确保产品外观饱满无缩水现场，需通过调整保压时间来补充物料压实制品内部。除了阀针式的浇口外，其他类型浇口的制品都是刚开始随着保压时间增加，整模产品重量增加；当保压时间增大到一定范围后，整模产品重量不再变化，此时浇口冻结。若浇口不能冻结，则浇口设计不合理影响产品的冷却、脱模、外观等。需要调整模具，但这种情况比较少见。

7 多型腔分析

多腔模具的产品，通过上面的基本测试确定工艺后运行1～2小时，收集样品测量数据，通过数据以及X-chart，R-chart图表分析来判定腔与腔之前的平衡性；对于新产品，也可以通过X-chart来确定公差。

8 DOX测试

当通过以上所有测试确定工艺进行MCA运行，有些项目数据结果跟预期的标准结果有差异时，需要通过DOX运行确定最佳工艺。即通常选出3～4个关键工艺参数，每次只变化一个工艺，通过排列组合的形式确定工艺组合。按照工艺组合中的每组工艺进行运行取样品测试尺寸，从尺寸与标准相符合性的角度确定出最佳工艺。

9 过程能力确认

过程能力运行确认，通常运行24 h，在24 h内按照均衡时间取出不少于30组的样品，通过样品测试，计算出CPK值，Cr值，Tz值来判定过程能力的可靠性。CPK越高，过程的稳定性、可靠性就越高。在日化包装行业，关键项目通常要求CPK>1.33。Cr也是过程可靠率的一个指标，通常

10 30天运行验证

通过以上测试预计验证，模具能投入批量生产后，还需要通过30天的运行验证模具内部的各运动部位的材质、结构、动作是否无异常。若模具设计或选材料有问题，则会出现丝筒磨损、油缸磨损或推板卡死、顶针断等问题，所以在日化行业通常还有通过30天的运行来才能验收模具。（如图1）

以产品为导向，按照确认流程进行确认，若达不到要求，则需要返回检查后重运行通过才可以到下一步，以上所有步骤中，只有比较简单的产品在MCA结果数据跟标准相符性比较佳，不需要进行DOX测试外，其他步骤均需要进行。以上是笔者10多年在日化包装注塑模具确认的经验总结。

参考文献

[1] 范鹏.海拉车灯注塑模具供应商选择与管理研究[D].吉林大学，2014.

[2] 孙传亭.基于WEB的注塑模知识库系统的建立[D].大连理工大学，2004.