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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT （PLASTICS）

（接上期） 体结构方案设计和零部件设计、数控仿真和数控程序

注塑模 CAD 技术始于 20 世纪 60 年代，蓬勃发 生成、模具装配模拟、零件图和装配图的生成与绘制
展于 20 世纪 80、90 年代。进人 21 世纪后，该技术 等方面。
得到了进一步发展及完善。 注塑模 CAD 系统一般都需要建立塑料和模具材
7.1 概述 料的性能参数数据库、注塑机规范数据库及标准模架
7.1.1 注塑模 CAD 的特点 和模具标准件等的图形库和数据库，要求实现模具的
注塑成型方法能对形状复杂的塑料产品一次成 标准化和系列化。
型，是一种高效率、 大批量的生产方式。现在，用这 注塑模 CAD/CAM 一体化系统，一般具有五个相
种方式生产的塑料产品在整个塑料产品中占有很大的 互独立又相互联系的部分，即 ：
比重。注塑成型模具是这种生产方式中的关键工艺装 a. 产品图输入或产品造型。
备。由于塑料注射成型工艺十分复杂，设计模具时要 b. 模具总体设计方案的确定。
考虑的因素比较多，因此传统的手工设计方法对模具 c. 模具结构设计和零件设计。
设计人员的知识、经验和技术要求很高。 d. 模具强度分析和注塑成型过程中的流动分析模
注塑模设计的主要特点如下所述 : 拟和冷却分析模拟。
（1）外部约束条件多 要选择适合的塑料并对所 e. 与 CAM 系统的接口（数控仿真和数控加工程
选塑料的性能参数及工艺条件进行认真考虑，要考虑 序生成）。
注塑机的注塑量、注射压力、锁模力、机架尺寸和刚 这种系统的机构框图如图 366 所示。
度等条件，还要充分考虑塑料产品的形状结构、 尺寸
大小及其使用场合和生产批量等需求。
（2）结构复杂且灵活多变 注塑模具包含模架、
成型零部件、浇注系统、冷却系统、 脱膜机构等部分。
成型零部件一般由凸模、凹模和侧向抽芯机构等部分
组成。 浇注系统包括主流道、分流道和浇口等部分。
冷却系统一般包括定模水道、动模水道和型芯中的冷
却芯等部分。结构的复杂性由此可见一斑。无论是模
图 366 注塑模 CAD/CAM 系统结构框图
具整体结构还是某些零部件的结构，在设计实现时大
都没有固定不变的准则可循，不同的设计师往往设计 7.1.2 注塑模 CAD 技术
出不完全相同的可行结构方案，灵活性很大。 随着工业，尤其是塑料工业的飞速发展，塑料制
（3）经验性与试探性强 注塑成型工艺过程难以 件的更新速度加快，注塑产品对模具的要求也越来越
用定量关系来描述，并存在许多不确定的因素。因此， 严格，传统的注塑模设计制造方法已无法适应现代工
注塑模具设计离不开设计师的经验，而且设计出来的 业发展的需要。这些因素使工程技术人员更加清晰地
模具一般都要经过反复的试模与修模过程。 认识到，注塑模计算机辅助设计技术是提高注塑模设
上述这些特点反映到注塑模 CAD 系统的开发方 计与制造效率的有效途径。
面，要求系统具有功能丰富、流程复杂、交互性强、用 注塑模计算机辅助设计技术，是模具设计工程师
户界面友好等特点。此外，一般的注塑模 CAD 系统对 和模具制造工程师在 CAD 系统的辅助下，根据注塑
操作人员的领域知识和设计决策能力要求比较高 。 产品的综合特性（几何特性和非几何特性）进行模具
注塑模 CAD 技术主要从两个方面对模具设计人 设计和制造的一项先进技术。模具设计工程师根据注
员提供强有力的帮助 : 一是 CAE，二是结构 CAD。 塑产品的综合特性进行模具结构方案设计，经过初步
注塑模 CAE（Computer Aided Engineering，计 分析和论证，在满足特定技术条件后进行模具结构的
算机辅助工程）是指使用计算机对模具进行有限元结 详细设计，同时进行详细的工艺和力学分析，最终输
构力学分析、流动分析模拟和冷却分析模拟等。 出相关技术文档。而模具制造工程师则根据 CAD 过
注塑模结构 CAD 包括塑料产品的建模、模具总 程所提供的设计信息，进行模具零件的制造工艺设计

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