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一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領域使用了錯誤的材料。因此，設計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細測試這些材料，研究其與各種因素對成型加工制品性能的影響。本文只就傳統的熱塑性材料進行分析以說明問題。在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結晶性塑料。這兩類材料在分子結構和受結晶化影響的性能上有明顯不同。一般來說，半結晶性熱塑性塑料主要用于機械強度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲，則常被應用于外殼。這是材料選用的大框，其次，還要根據填料和增強材料繼續選擇。
（一）根據填料和增強材料進行選擇的分析
熱塑性塑料可分為未增強、玻璃纖維增強、礦物及玻璃體填充等種類產品。玻璃纖維主要用于增加強度、堅固度和提高應用溫度；礦物和玻纖則具較低的增強效果，主要用于減少翹曲。玻璃纖維會影響到成型加工，尤其會對部件產生收縮和翹曲性。所以，玻璃纖維增強材料不能被未增強熱塑性塑料或低含量增強材料來替代，而不會有尺寸改變。玻璃纖維的取向由流動方向決定，這將引起部件機械強度的變化。試驗（從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條，并在同一個拉力測試儀上對它們的機械性能進行了比較）表明，對添加了30％玻璃纖維增強的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強度比縱向（流動方向）低了32％，撓曲模量和沖擊強度分別減少了43％和53％。
在綜合考慮安全因素的強度計算中，應注意到這些損失。
在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強材料、填料和改性劑來改變它們的性質。由這些添加劑產生的性能變化必須認真地從手冊或數據庫中查閱，更好的是聽取原材料制造廠家的專家的技術建議。以選用最為合適的材料。
（二）考慮濕度對材料性能影響
一些熱塑性材料，特別是PA6和PA66，吸濕性很強。這可能會對它們的機械性能和尺寸穩定性產生較大的影響。在進行設計時，應特別注意這種性能，考慮其對產品性能的影響。
模具材料的選用取決于制品材料，細致分析制品材料后，才能在模具設計時選用最為合適的模具材料。
（三）塑料制品模具材料選用
細致分析塑料制品使用的材料后，選取最為合適的模具材料。目前我國市場常見的、適合熱縮性材料的模具材料有：非合金型塑料模具鋼（即碳素鋼）、滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、耐腐蝕型塑料模具鋼幾種。在模具材料選取時，根據制品材料是否改性和增加填充劑，添加何種添加劑來選取適合的模具材料。例如：制作形狀復雜的大、中型精密塑料制品時，其模具材料可選用預硬型塑料模具鋼；制造復雜、精密且生產時間較長，需要高壽命模具時刻采用時效硬化型塑料模具鋼。具體選用時主要還是要針對塑料制品的材料和模具預計使用情況選取。適宜的材料加上合理的設計將極大的提高模具使用周期，同時也可以提高產品質量。
二、壁厚及相關注意事項對產品性能的影響
在工程塑料零件的設計中，還有一些設計要點要經?？紤]，其中對于壁厚的設計尤為重要，壁厚設計的合理與否對產品影響極大，改變一個零件的壁厚，對以下主要性能將有顯著影響：零件重量、在模塑中可得到的流動長度、零件的生產周期、模塑零件的剛性、公差、零件質量，如表面光潔度、翹曲和空隙等。
（一）塑料模具設計工藝中的基礎要求
在設計的最初階段，有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。流程與壁厚比率對注塑工藝中模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中，要得到流程長、而薄，則聚合物應具有相當的低熔融粘度（易于流動熔解）是非常必要的。為了深入了解聚合物熔化時的流動性能，可以使用一種特殊的模具來測定流程。
增加壁厚不僅決定了機械性能，還將決定成品的質量。在塑料零件的設計中，很重要的一點是盡量使均勻。同一種零件壁厚不同可引起零件的不同收縮性，根據零件剛性不同，這將導致嚴重的翹曲和尺寸精度問題。為取得均勻的，模制品的厚壁部分應設置模心。此舉可防止形成空隙，并減少內部壓力，從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔，將使橫截面變窄，內應力升高，有時還存在切口效應，從而大大降低其機械性能。不同壁厚塑料制品的模具設計時，模腔的要求也不同，根據制品的要求，設計模具的模腔及脫模斜度，斜度要與塑膠制品在成型的分?；蚍帜Ｃ嫦噙m應；是否會影響外觀和壁厚尺寸的精度。
（二）熱塑性塑料設計中的指標分析
熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，不需要像具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指定嚴格的范圍。設計者在決定熱塑性塑料模具制品的成本方面起了關鍵作用，合理且不影響產品性能的、縮小公差，較少成本是可以實現的。一般商業上可接受的產品與標準尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但這還需要與應用時的具體要求相結合來判斷。精確的模具可以有效的縮小制品公差，從而降低制品成本。因此，模具精密度對制品生產廠家具有重要意義。
三、塑料模具設計時對收縮值的考慮
為了不對塑料部件制定過分嚴格的范圍，必須要注意一些影響塑料制品尺寸準確性的因素。模具制造的標準必須嚴格遵守，同時要特別注意脫模斜度的重要性，因為它決定了脫模容易與否及防翹曲性能。
還有一個與產品設計相關的重要問題是，當成型品是由不同材料或不同壁厚制成時，其模后收縮值與方向和厚度相關如果復雜的成型對加工的要求非常嚴格，必須要獲得模具原型有關收縮值和翹曲行為的準確數據玻璃增強材料的這一性質最為明顯。玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向產生具有顯著性差異的收縮，從而導致尺寸不準確。塑料制品的幾何形狀對收縮也有影響，進而影響到產品的性能，這也是設計者值得關注的一點。因此在此類制品模具設計時要注意制品脫模收縮后的尺寸是否為產品要求尺寸，否則因制品模后收縮值的影響，極有可能導致產品尺寸不符合標準。
結論：
與產品模后性能相關問題還有許多，設計人員可以參考手冊進行設計。總之，在塑料制品模具設計時要充分考慮可能影響制品尺寸、性能、外觀等多方面因素，綜合利弊，選用適合的材料，合理的設計，才能保證產品的性能。
參考文獻
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首先，根據型材截面質心確定擠壓中心。根據金屬流動特性，選擇扇形分流孔、四孔布置，橋寬20mm，上模高100mm，下模80mm，經理論計算驗證分流橋強度合理。其次，根據擠壓筒規格選擇焊合室深度為20mm，底部圓角8mm，焊合角25°。第三，重點在?？坠ぷ鲙^段的劃分，因型材結構特殊性，保證擠壓中心與型材質心重合［2］;以金屬均勻流動為前提，根據工程經驗進行區段劃分和工作的長度計算［3］，型材模孔工作帶長度分布如圖2所示。
2擠壓過程模擬
2.1模擬模型建立
將上述設計的擠壓模具結構導入鋁型材專用擠壓模擬軟件hy-erxtrude中，對其擠壓過程進行模擬。根據擠壓過程中金屬變形程度及流經的區域建立模擬模型，按照不同區域劃分網格。工作帶部分網格最小0.4mm，擠壓坯料最大網格尺寸6mm，這樣避免了擠壓過程中金屬流動而造成的網格畸變和重劃［4］。擠壓工藝參數設計:擠壓筒直徑140mm，擠壓速度1mm/s，坯料預熱溫度480℃，模具預熱溫度460℃，擠壓比27.45，得出型材出口金屬流速結果如圖4所示。
2.2模擬結果分析
從型材出口金屬流速分布可知，T形懸臂部分的金屬流速慢僅15.58mm/s，而矩形空心的左上角流速過大達到37.76mm/s，速度相差過大，造成型材出口流速不均勻，使得型材扭曲變形，產品不合格。
3模具結構優化及結果驗證
3.1模具結構優化
(1)從工作帶的長度方面，根據型材出口的金屬流速分布情況，因T形懸臂部分的型材厚度為3.2mm，而其他部分為2.8mm，而且懸臂部分遠離擠壓中心，金屬流速必然不均勻。因此調整工作帶長度，微調懸臂橫梁部分的工作帶長度到10mm，懸臂豎直部分中間工作帶長度從8.7mm向兩側逐漸減小到6.8mm。優化后的模孔工作帶如圖5所示。(2)采用分流孔來調整金屬流速［5］，將兩個分流橋分別向左上方，左下方平移2mm，使得橋中心向左平移，與擠壓中心更接近，這樣有利于金屬的均勻流動，型材矩形部分的變形更均勻。同時，平移后右邊分流孔變大，懸臂T形部分不受分流橋的遮擋，金屬流動更趨于均勻。優化后的分流橋結構如圖6所示。
3.2模具結構優化模擬結果
保持擠壓工藝參數不變，根據反復的擠壓過程模擬和結構參數優化，最后得到如圖7所示的型材金屬流速分布圖。從模擬結果可以看出型材流速得到很大的改善，很接近理論平均擠壓速度27.45mm/s，金屬流動均勻，保證了產品質量。
4結論
手機翻蓋通過轉軸實現，轉軸孔與模具的脫模方向垂直，其成型必須進行側面抽芯，由于此處位置狹小，結構上受到種種限制，脫模較為困難。合理的側抽芯機構設計應在使轉軸孔可以順利抽芯脫出并保證塑件成型生產效率的前提下，盡量簡化模具結構，降低加工難度，便于日后的注射生產和模具維護脫模［4］。在總結同類產品模具設計經驗的基礎上，考慮采用斜導柱驅動的定模滑塊內側抽芯機構來成型轉軸孔并完成脫模，由2個滑塊分別成型相對的轉軸孔，中間共用1個楔緊塊，如圖3所示。開模時，由于橡膠型面分型，楔緊塊21由2個M6×12的沉頭螺釘固定在面板上，而滑塊6、滑塊18和壓條33、34隨A板19往動模側移動，開模力通過斜導柱4作用在滑塊上，迫使滑塊6、滑塊18分別沿著楔緊塊的2個斜面以及壓條和模板形成的導滑槽往內往下運動，直到小拉桿23限位A板，從而完成轉軸孔的側抽芯過程。
2搭扣的側抽芯設計
該手機外殼共有7個內扣，采用斜頂機構成型并脫模。斜頂也叫斜銷、斜方，是利用頂針板頂出的垂直運動轉換成水平運動以處理制品內部倒扣的機構，主要由斜頂本體和固定部分組成。斜頂角度、針板頂出行程和倒扣水平脫模距離之間的關系如圖4所示。斜頂角度和頂針板頂出行程的確定應以保證倒扣水平脫模為依據。模具成型零部件結構如圖5所示，其中內凹搭扣的斜頂1如圖6所示。由于斜頂較小，斜頂單邊開槽單邊導滑。手機外殼共有外側搭扣5個，加上外側轉軸孔均須滑塊外側抽芯機構成型。搭扣的側抽芯排布如圖7所示，共設有3個動?；瑝K機構。由于扣位尺寸較小，采用滑塊鑲針成型方便加工和維修，用螺釘將滑塊鑲針固定在滑塊上。
3頂針和模仁設計
手機外殼底面筋位骨位窄細并縱橫交錯，適合用扁頂針。頂針和斜頂的分布集中于手機外殼邊緣處，為了便于型芯模仁的加工、裝配與維修，采用鑲塊式的組合式型芯模仁，如圖8所示。這樣既能簡化加工過程，縮短加工時間，又有利于排氣。
4模具整體設計
手機外殼模具整體成型零部件結構如圖5所示，2D總裝圖如圖3(a)所示。高溫熔體注射入型腔后，經過保壓冷卻，模具首先在A分型面分模，取出澆注系統廢料并完成2個內側轉軸孔定?；瑝K的側抽芯，由圖3(a)中小拉桿23限制分模距離。接著模具在B分型面分模，完成圖5中滑塊3、滑塊4、滑塊5動?；瑝K的側抽芯，由圖3(a)中固定在面板上的限位板32和限位螺釘31控制分型距離后，頂出機構頂針和斜頂開始動作，完成內扣的側抽芯并將產品推離型芯完成脫模過程。合模時，頂出機構由復位桿10和彈簧復位。
5結語
1制件分析
卡箍制件要求成形加工后表面平整、光滑、無皺折、無壓痕及劃傷等現象。在該制件的制造過程中，成形工序是工藝流程中的重要工序，正確的成形工藝方法、模具結構設計合理與否是加工出合格制件、提高生產效率的關鍵。該卡箍制件結構分析無特殊的裝配和使用要求。彎曲件外形簡單，精度要求不高，工件厚度1mm，定位較為容易，且定位精度易保證，該類似結構的制件較多，材料不同，有不銹鋼、高溫合金、鋁合金、20鋼、銅合金等，根據不同環境選擇不同材料的卡箍制件，以下選擇其中的一種規格來進行分析。沖壓技術要求：材料：LY12-M；材料厚度：1mm；生產批量：大批量；未注公差：按GB/T1804-m級確定。
2工藝存在的問題
原工藝流程為：落料、手工整形、成形（彎曲）。存在的問題：由于操作工人手工整形時手工控制，半成品制件無法達到一致性，造成預彎時尺寸和外觀不一致，壓痕、劃傷，表面不平整、不光滑、圓度差等質量問題，并且工作效率很低，給后續工序帶來很大困難，造成最后一道成形工序后的制件外觀不一致，穩定性不好、質量差、安全性較差。目前簡易彎曲模具如圖2所示，要想解決目前存在的這些問題，必須摸索更合理、高效率、高質量的成形工藝方法，設計合理的模具結構，提高加工質量和效益。
二工藝優化成形方法和模具設計必須著重考慮
通過該工件的工藝性分析可知，卡箍是典型的彎曲件。針對上述存在的問題，提出初步的改進方案，確定用2次成形單工序來代替一次成形來完成。如圖3所示。將工藝流程初步改為：落料、預成形（第一次成形）、成形（第二次成形）。
三模具結構改進根據工藝初步方案，確定為二次成形，即預成形和成形，每次成形由模具來保證。
1預彎模裝配圖結構
自動完成制件的預成形。模具工作過程：毛坯件放在凹模2上，用定位板13定位，上下模分別設置壓料桿6和頂料桿15，可避免彎曲過程中毛坯件竄動。當上模下壓時，壓料桿和頂料桿起定位作用，毛坯逐漸受力向下彎曲，直到凸模、坯料和凹模三者完全壓合，彎曲過程結束。當上?；厣龝r，彈簧回復，頂料桿頂出工序件。
2二次成形模
（卷圓模）裝配圖結構完成成形工序，考慮要卸模和取件方便，用連桿機構來完成這個動作?？ü烤韴A模的工作過程：預成形件放在凹模1上，用定位銷6和定位塊7定位，當上模下壓時，連桿機構帶動推件塊以凸模本身作為滑動軌跡向后移動，凸模逐漸向下壓工序件，直到凸模、坯料和凹模完全壓合，彎曲過程結束。當上模回升時，連桿機構的帶動推件塊向前移動，從而推出工件。
四結束語
從幾類膠塞的結構及用途可以看出，膠塞生產具有批量大、尺寸要求嚴格及有潔凈和生物安全性要求的特點，針對這幾個特點，在膠塞模具設計時必須考慮以下幾點：（1）膠塞屬于大批量生產的模型制品，因為多腔模具生產效率高且能滿足生產需求，所以，模具設計時必須是多腔模具，設計模具時盡量占滿整個熱板。模具型腔之間的間距一般與產品尺寸保持+3.5～4mm，型腔呈交錯排列。（2）膠塞尺寸要求嚴格，模具型腔及模具大板必須采用精密的加工技術才能滿足尺寸精度要求。模具型腔芯（簡稱模芯）與模具大板分別加工，然后鑲嵌在一起。（3）膠塞有潔凈和生物安全要求，硫化完成后的膠片，不宜采用撕邊和冷凍除邊工藝，否則剩余膠絲和膠粉末會因清洗困難而影響生物安全性。目前，通常采用連片硫化生產（分模邊厚度0.6～1.2mm）進而采用冷沖切工藝，一次性切除分模邊，不留膠絲毛刺。（4）膠塞為含膠率高的純膠制品，所用膠料鹵化丁基膠及其他膠種必須采用抽真空平板硫化機或注射抽真空硫化機來生產，對硫化設備要求高，且必須為抽真空設備。（5）由于膠塞尺寸的嚴格性，化膠塞的面壓大于普通的橡膠制品，一般在100kg/cm2以上（普通橡膠制品為50kg/cm2左右）。（6）硫化模具除采用多腔設計外，由于沖切工藝的限制，多腔排布需要再分割沖切分區。（7）硫化前的半成品采用薄膠片進行整模具覆蓋，對半成品尺寸及重量要求嚴格（長寬尺寸誤差±1mm，厚度誤差±0.1mm，重量誤差±5g）。（8）由于采用連片生產，半成品膠片精度高，一般只在模具大板周邊設計溢膠槽。（9）膠料的收縮率通常根據膠種不同、含膠率不同、配方不同、硫化條件不同，將根據實驗實際測定后確定，經驗值一般在1.8%～2.8%之間。（10）模具定位通常采用4個定位銷定位，模具固定在硫化機熱板上，硫化機采用大開檔結構，便于放入和取出膠片。（11）為了提高效率，硫化機熱板盡量采用大臺面、大噸位的平板硫化機。硫化模具尺寸變大，模具加工困難也相應增大。目前我公司的膠塞模具尺寸達到1300mm×600mm×100mm的模腔數量多達2352腔/模。
2膠塞模具的結構組成及加工方法
根據以上膠塞模具的特點進而可以設計出膠塞模具的結構，通常膠塞模具均采用二開模、多腔鑲芯技術。模具由上模具大板、上模芯、下模具大板、下模芯、定位銷及定位套組成。
2.1上模具大板與下模具大板上模具大板的典型結構如圖8所示，下模具大板的典型結構如圖9所示。上模具大板與下模具大板的主要功用是固定和連接上模芯與下模芯，它們與上下模芯之間通常采用H6/k5配合。上模具大板通常設分區線，目的是便于硫化后分片和沖切。下模具大板內腔設預留分模邊，分模邊的厚薄將根據膠料硫化時的流動特性來確定，通常為0.5～1mm。下模具大板周邊設溢膠槽，滿足半成品重量誤差需求，生產合格產品。上模具大板與下模具大板將根據不同直徑形狀及厚度的產品，選用不同排布形式與厚度，排布形式有直排型和交錯排列型，在同樣模板面積上，交錯排列型的生產效率比直排型提高7.5%，因此只要結構允許，應盡量采用交錯排列形式。上下模具大板的加工通常采用坐標鏜床或加工中心一次完成上下模具大板坐標孔的加工。
2.2上模芯與下模芯上模芯典型結構如圖10所示，下模芯結構如圖11所示。上下模芯是膠塞硫化成型最關鍵的部件，它的加工質量直接影響到產品質量。膠塞模具是多腔模具，模芯數量巨大，目前我公司腔數最多的可達2352腔/模，因此模芯的一致性要求很高，對于簡單型腔的產品，一般采用數控車床生產，而對于復雜型腔的產品除采用數控車床加工外，還必須輔以電火花等加工方法來完成其加工，還有個別型腔復雜的產品采用鑲嵌法生產，但質量和一致性很難保證。
2.3定位銷與定位套定位銷與定位套的結構如圖12所示，由于多腔模具的特殊性，通常1套模具一般只有4對定位銷與定位套對上下模具進行定位，上下大板的定位套與定位銷孔通常在坐標鏜床或加工中心與模芯孔一次加工完成，定位銷、定位套與大板采用H7/n6配合，銷與套之間采用H7/g6配合。
3膠塞模具裝配與使用過程的常見問題與處理方法
膠塞模具零件加工完成后，就可進行模具裝配工作，膠塞模具的裝配有其特殊性，主要應注意以下幾個方面的問題。
3.1模具大板與模芯的裝配精度問題由于膠塞模具是多腔鑲芯模具，模芯與大板裝配配合精度要一致，盡管圖紙標注尺寸是一致的，但實際加工過程會出現一些偏差，這些偏差就會造成模板與模芯配合尺寸不一致。配合過緊會使得模板變形，進而影響硫化產品的精度；配合過松會導致模芯與模板之間積膠，進而使硫化產品產生毛邊。為了解決模板變形問題，一般采用加厚模具大板的辦法來解決，但過厚的模板會給更換模具和抽真空帶來困難。
3.2模芯加工的一致性問題模芯內腔加工的不一致會造成膠塞產品不一致，而不一致的膠塞會造成藥品自動分裝生產線運轉不暢，導致膠塞大批退貨。因此，膠塞模芯內腔尺寸的一致性是膠塞模具最關鍵的一環。通常通過模芯加工后的尺寸檢查和硫化膠塞產品尺寸檢查環節來控制產品尺寸。
3.3預留分模邊與最終硫化產品分模邊的關系由于多腔膠塞模具設計屬于半開放模具，盡管半成品尺寸及重量控制嚴格，但最終硫化的膠片還會出現多余膠料溢出現象，正是這些膠料的溢出造成了預留分模邊與最終硫化產品分模邊存在差異，這些因素在模具設計時必須考慮，按經驗值一般在0.15～0.20mm之間。
3.4預留分模邊內槽尺寸與模芯最小距離的問題在多腔模具的邊緣經常會出現硫化后的膠塞變形或尺寸不合格的問題，造成這種問題的主要原因是分模邊內槽邊緣與模芯距離過近造成，適當加大該尺寸就能解決這個問題，因此膠塞模具設計時應特別注意這個問題。
3.5硫化機面壓與熱板精度的影響由于膠塞尺寸的嚴格性，硫化機面壓必須足夠大，才能硫化出合格產品，面壓一般在100kg/cm2以上比較合適，低于此數據會造成合格率降低、膠塞厚度不均等問題。熱板精度低的硫化機，不僅不能生產出合格的膠塞產品，還會對模具造成永久傷害，嚴重者會造成模具報廢。因此，膠塞生產盡量采用高精度、高壓力的硫化機。
3.6形狀復雜的非回轉體產品上下模芯定位及對正問題由于多腔膠塞模具的模芯外形一般為回轉圓柱體，當膠塞本身結構為回轉體時，上下模芯可以隨意安裝，而對于形狀復雜的非回轉體膠塞來說，上下模芯必須按一定的方向排列固定，才能生產出合格的膠塞產品，這種情況下，一般要對加工模芯做好定位，否則會給后期裝配和生產帶來很多困難。
3.7溢膠槽、定位銷、定位套、模具與熱板固定螺孔尺寸的位置干涉問題膠塞多腔模具的設計原則是盡量讓模具占滿整個熱板，但必須留足溢膠槽、定位銷、定位套、模具與熱板固定螺孔的位置，這些功能部件必須獨立，不得互相干涉，否則會導致產品質量不穩定，甚至會造成模具報廢。
3.8膠塞偏心問題多腔模具最容易出現和最難解決的問題就是產品偏心，一般加工精度和裝配方法都會影響產品的同心度，這兩點尤其要注意。
4結語
它能制得外形比較復雜，尺寸比較精確，并且能帶有金屬嵌件的產品，對各種聚合物加工的適應性也強，比較易于實現自動化生產加工。模具是現代工業生產的重要工藝裝備之一，它具有節能節材、生產成本底、生產效率高及產品的一致性好等顯著的特點。因而掌握注塑模具的設計方法具有重要的現實意義。在注塑過程中，塑件收縮率的波動及模具制造誤差是影響塑件尺寸精度的主要因素。我們知道，任何一種塑件都會或多或少的要有一定的強度和剛度，為了達到其自身要求的強度和剛度，這就需要塑件要有一定的壁厚。對于同一個塑件，我們設計時，應盡可能設計出相同的壁厚，因為不同的壁厚，它們會因冷卻或固化速度的不同而產生附加應力。熱塑性塑料會在后壁處產生氣泡、縮孔等。誠然，要做到塑件的每一處壁厚都百分百的一樣也是不現實的，但是我們要盡可能做到壁厚大致相同。在注塑過程中，塑料由于熱脹冷縮的緣故，冷卻后會產生收縮而包在型芯上，或由于其粘附的作用，塑件會緊粘在型腔上，從而不便進行脫模。所以，我們要設計出合理的脫模斜度以便于脫模，并且防止在脫模時劃傷、擦毛塑件表面。注射模最終是要安裝在注射機上進行注射成型生產的，所以我們還要處理好注射模與注射機之間的關系。這就要求我們模具設計人員在設計模具之前，不但要知曉注射成型工藝規格，也應知曉注射機的技術規范和使用性能，這樣才能使設計出來的注射模能在注射機上正確安裝和使用。模具型腔是成型塑件外表面的模具零件，在生產時，熔體能否充滿模具型腔與注射機的最大注射量是直接相關的，我們在設計模具時應保證注射模內所許熔體總量小于注射機實際的最大注射量。
二在注射成型時
當原料以高壓注進型腔內時，型腔內熔體對模具還具有漲開力，會對模具產生一個撐開的力量，注塑機為了克服這種張開力，會施加給模具一個鎖緊力，這個鎖緊力稱為鎖模力。影響鎖模力的因素主要有兩個。其一是模腔沿模具分型面上的最大投影面積，如果投影面積超過了注射距的允許使用的最大成型面積，則成型過成中將會出現漲模、溢料現象。另一個因素是模腔壓力，模腔的壓力來自熔體流動的阻力，一般來說，模腔壓力在注射壓力的0.4—0.6倍之間。分型面是動模和定模在閉合時接觸的部分，分型面的設計是模具設計成敗的關鍵因素之一，對于分型面的選擇，我們遵循五個利于：利于脫模、利于簡化模具結構、利于排氣、利于產品質量、利于加工。模具的澆注系統是模具設計工作者十分重視的技術問題，澆注系統的設計直接影響著塑料產品的外觀、性能及成型效率。主流道應設計成圓錐形，便于流道凝料的脫出。但錐角要合理，錐角過大會產生湍流或渦流，卷入空氣，反之會使凝料脫模困難。
三設計分流道時
CAE軟件實現了計算機與設計人員相互作用，計算機技術發揮其高效率的特長，設計人員發揮其靈活性特點，這樣就使模具的制作流程更加靈活，并且提高了模具的生產效率。CAE軟件采用計算機技術把設計方案優化，使模具在制作過程中結構合理，工藝參數精確。CAE軟件可以提高企業的生產率，節省時間。CAE軟件實現了設計計算的自動化和圖樣繪制的精確化，這樣就大大節省了設計人員的時間，而且使設計的精確度提高。CAE的使用使設計到制作的時間減少，從而降低了勞動力和材料的成本。計算機的運轉提高了繪圖的效率，計算機進行設計的優化時考慮到原材料的使用問題，確保原材料得到充分利用，節省了企業成本，提高了企業的經濟效益。
2散熱器罩的工藝分析
2．1覆蓋件沖壓工藝的主要特征
在進行覆蓋件的沖壓過程中，盡量運用一道工序就可以完成任務，使覆蓋件的輪廓清晰，如果覆蓋件在兩次工藝才成形的話，會導致成形不完整的問題，使覆蓋件的質量降低。當覆蓋件的形狀確定后，盡可能使覆蓋件表面平滑均勻，使各個部位的變形程度能夠達成統一，在不同的工序完成時，能夠確保各個工序能夠相互調整，使工序的狀態良好。覆蓋件上的孔是在各個工藝完成后再制作，以免在孔的形成過程中產生畸變問題。當覆蓋件成型以后，就可以進行翻遍等工作，先確定好工料的形狀和尺寸，然后對成形的工藝進行分析，對模具的結構進行分析，然后分析在模具成形過程中需要的零部件。
2．2散熱器罩沖壓工藝分析
2．2.1結構工藝介紹
散熱器罩在形狀設計的過程中是對稱的，在覆蓋件的制作中，在水平面上形成X和Y兩個方向，這兩個方向在制作的過程中設計的深度是不一樣的，這就導致了在設計覆蓋件的時候，確定形狀會存在很多的問題，按照覆蓋件制作的特點，為了能夠提高制作的效率，就要減少相關的工序，可以將沖孔與兩邊的工藝在統一的模具中完成，運用水平修邊的方法，使修邊與側壁的沖孔工藝同步進行。散熱器罩是沿著Y方向對稱的，而且其頂部形成一個較為平緩的面，在沖壓的時候可以運用正裝的方式，這樣就不會出現凸模的死角，使模具的形狀可以順利地形成，X邊的深度比較大，在制作的過程中需要進行壓邊操作。
2．2.2沖壓方案的確定
在進行沖壓的過程中，一般都會經過成形、修邊這兩個步驟，在成形的過程中，在X方向因為深度比較大，因此要采用拉伸的方式，在修邊的過程中一般會采用單工序的方式，在拉伸成形的時候，在覆蓋件的制作中一定要注意，一定要在一副磨具中完成，這樣才能夠確保拉伸的質量。
3散熱器罩拉伸成形的CAE分析
3．1CAE仿真分析的功能
在對汽車的覆蓋件進行設計時，運用CAE軟件，實現了軟件的制作的仿真，在運用CAE軟件進行仿真的過程中，首先要運用三維建模的方法，建立一個曲面的模型，然后將零部件的模型放到仿真軟件中，分析二者是否可以匹配。按照沖壓設備在設計中拉伸的效果，從而對接觸的方式進行確定。在模具沖壓的過程中，可以在參考力學模型的基礎上，運用有限元的相關知識，建立有限元的模型，加入零部件的曲面模型中沒有確定補充面，這時，就要運用CAE軟件進行模型表面的設計，從而能夠運用軟件自動生成補充面。在CAE軟件中，由于網格的自動劃分功能并不能很好地實現求解器的需求，當網格被劃分完成后，就可以運用CAE對網格進行檢測，將那些不合格的網格檢查出來。通過對模具的類型進行分析，從而建立分析模型。通過對零部件的分析，從而能夠計算出毛坯的尺寸，運用CAE軟件對毛坯的尺寸進行進一步的計算，從而確定毛坯的形狀，運用CAE軟件分析毛坯的主要輪廓，從而能夠制作出毛坯的主要模型。在對拉伸筋進行定義的過程中，可以分析出金屬的流動狀況，能夠在制作模具的時候防止起皺問題的發生，從而能夠制作出更加平整的模具，運用拉伸筋能夠將成形的數據進行模擬和分析，運用拉伸筋建立幾何模型，這種方法在計算數據時精確度比較高，但是，這種方法在建立拉伸筋模型時需要耗費很多時間，而且在建立拉伸筋模型的過程中容易出錯。也可以運用建立等效的拉伸筋模型的方法，這種方法能夠按照尺寸建立出等效的模型，比較靈活，能夠對數據進行準確地分析，被廣泛地應用。
3．2散熱器罩的CAE仿真分析
在散熱器罩的CAE仿真分析的過程中，在對單元進行劃分的時候一定要格外注意，一般都是運用四邊形單元，而且要根據模型，設計合理的劃分方法，在對自動的網格進行劃分后，其中四邊形單元占單元總數的大部分。在分析沖壓方向的時候，一般都會運用CAE來確定，確保沒有死區的產生，而且盡量可以使拉伸的深度減小。為了能夠使拉伸成形更加得成功，就必須要對模具的工藝進行完善，要對補充面進行設計，并且要分析壓料面的問題，在對壓料面進行設計的時候，不能出現凹凸不平的問題，要使壓料面保持平整，而且要盡量簡化壓料面制作的流程。對壓料面的工藝進行完善，要確定好壓料面的拉伸方向和位置，從而能夠使壓料面的各個部位都能夠均勻分布。在進行壓邊設計后，確定了拉伸筋的結構后，運用CAE的分析，對模具的起皺問題進行考量，模具的內部如果出現了起皺的問題，可以發現，模具出現起皺的部分幾乎都在模具的中心部分，在模具的中間部分，在壓邊的過程中由于受力不足，而且，在拉伸筋設計的環節存在一定的問題，因此，在解決這種問題的時候，可以運用強化壓邊力度，或者是增加拉伸筋的數量，對拉伸筋的位置進行調整，將拉伸筋調整到模具的中間部位，也可以通過使用劑，從而能夠減小摩擦系數。在對模具進行計算的過程中，一般來說，模具的厚度在0.8毫米的時候，能夠形成一個較大的節點，這時不會發生模具起皺的問題，而且不會影響模具的美觀度，也不會出現模具出現局部開裂，給汽車帶來安全隱患的問題。
4結語
隨著手機行業發展的變遷，中國早已成為世界手機塑料制件的生產基地。盡管我國的注塑模設計在近幾年得到了快速的發展，但是我國注塑模具在設計制造水平等方面要比德、美、日、法等工業發達國家還是要落后許多，主要表現在以下的幾個方面。
（1）供給和需求不平衡
當今國內自配率不足，可以看到低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60%。盡管中國模具工業發展迅速，但與需求相比，供不應求的問題還是比較突出的，其主要缺口集中于精密、長壽命、大型、復雜模具領域。因為在模具壽命、精度、制造周期及生產能力等各個方面，我國與國際平均水平和發達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。
（2）人才與科技發展不相適應
模具行業不同于其他的一般行業，是一種技術密集，資金密集的產業之一。盡管我國在模具設計中已經使用CAE模擬分析，但是我國人才的發展速度跟不上行業的發展速度，現在缺乏各種能把握運用新技術或者高級模具鉗工等高技術人才。同時，由于基礎差、投入少，缺乏一種長期可持續發展的觀念導致我國模具產品及其生產工藝，工具（硬件和軟件），裝備的設計，研發（包括軟件二次開發）和自主創新能力的薄弱。跟發達國家比起來，我國模具CAD/CAE/CAM的技術水平還很低，主要表現在軟件開發的進度和水平低，CAE/CAM發展跟不上CAD，整體應用水平低，缺乏CAD/CAE/CAM知識的集成。
（3）標準化的程度低
長期以來，我國的注塑模設計受到了“大而全”、“小而全”的影響，模具行業的觀念落后，難以完成較大規模的模具成套訂單，與國際水平相差很遠。雖然有的企業引起了國外的先進加工設備，但是總的裝備水平與國外企業相比，依然是望塵莫及，設備控制率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外的企業低很多，CAE、CAPP的普及率就更加低了。另外，模具標準化水平低，沒有針對同一領域的產品建立針對的數據庫，標準件的品種規格少且應用水平低，高品質的都依賴進口，設計現狀如下表所示。這些都影響和制約著我國模具發展和質量的提高。
（4）材料等相關技術落后
模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
（5）企業管理落后與技術的進步
我國模具企業的管理落后主要體現在生產組織方式及信息化采用等方面。以模具為核心的產業鏈各個環節的協同發展不足，尤其是材料的發展明顯滯后，國內模具材料在品種、質量和數量上都不能滿足模具生產的需要，高檔模具和出口模具的材料基本上都是靠進口的。模具上游的各種裝備（機床、工夾量刃具、檢測、熱處理和處理設備等）和生產手段（軟件、輔料、損耗件等）以及下游的成形材料（各種塑料、橡膠、板材、金屬與非金屬及復合材料等）和成形裝備（橡塑成形設備、沖壓設備、鑄鍛設備等），甚至包括影響模具發展的物流及金融等產業鏈的各個環節大都分屬于各有關行業，大都聯系不夠密切，配合不夠默契，協同程度較差，這就造成了對模具工業發展的制約。
2影響我國手機注塑模模具設計效率的因素
（1）模具設計工程師流動較大
在當前的模具行業中，模具設計人員的流動是非常大的，每個公司的設計思路又不盡相同，這就直接會影響到模具設計的效率。因為在模具設計人員流動的過程會使得模具設計人員的素質總體偏低，因此在控制模具設計效率的問題上會缺乏準確性。此外，人員的經常變動必將使得模具設計的完成水平處于良莠不齊的狀態，這就必將影響到模具設計的效率。
（2）模具設計師的主動性不夠。
因為模具設計的設計師對工作的熱情不夠，每天都只是按要求完成任務，所以也就很難創造性的設計出高質量的模具。同時，熱情的不夠也會使設計人員設計的結構過于固定而缺乏一定的變通和創新，必將嚴重影響到模具設計的效率以及質量。
（3）設計師的設計水平普遍不高
在當前的模具設計崗位上，很多的設計師是通過專科院校專門培訓出來的，對軟件的操作非常熟悉，但是對設計的思想理論沒有自己的把握和見解。因為，由于他們對模具設計核心技術的不熟練也將導致模具設計的時間過長，而且設計的方案也可能會有各種各樣的問題，這就有可能在主管檢查過后還要進行不斷的修改，從而嚴重影響到模具設計的總體效率。
（4）公司模具設計沒有標準化
如今，由于快速發展的手機市場導致手機生產商對產品需求的多樣性不斷的增加，因此模具的更新換代也在不斷的加快。各個手機制造商和模具設計公司承擔著繁重的模具設計任務，對于手機這一類產品經常有很多相似的結構，但因公司沒有把類似產品進行標準化分類建庫，在設計過程中有很多重復的而且緩慢的人工設計部分耗時太多，耗時結構如表1所示。這也使得設計師在模具設計的過程中不得不做很多重復性的工作，降低了模具設計效率。
（5）設計軟件的不足
現在公司進行模具設計的輔助軟件大部分用的是SiemensPLMSoftware公司出品的UG，盡管該軟件已經做到非常完善了，但是在公司具體的應用過程中依然有很多的不足，工程師在設計的過程中有很多設計要經過繁瑣的操作而不是一蹴而就的快捷，這就導致模具設計的效率不得不有所降低。
3提高我國手機注塑模設計開發效率的探討
隨著科技的發展和技術的進步，模具早已經是制造業的重要工藝裝備。在競爭激烈的手機市場中，誰能提高自己的生產設計效率，誰就能第一時間的占領市場，因此手機模具的設計速度是所有公司追逐的目標。我國模具技術已經得到了很大的發展，但總體來說與國際先進水平相比尚有10年以上的差距，設計的速度也比先進國家也慢了很多。由于模具技術的落后必將使得手機的生產和上市受到影響，所以我國手機注塑模具設計技術的發展是手機模具行業的當務之急。注塑模具種類繁多，不同種類的技術要求也是不一樣的，經過調查總結，我國注塑模具模未來必將朝著下列方向不斷發展進步。
（1）手機注塑模模具設計特點
隨著電子行業的快速發展，手機已經成為一個快消品。因此其在當今市場更新換代的速度非?？欤a品的快速更換對模具行業的發展也是一個很大的機遇和挑戰。因此手機注塑模就進入了多品種小批量生產時代，人們要求模具的生產周期越短越好，由此可以看出快速經濟模具將有廣闊的發展前景。
（2）熱流道、氣輔模具技術的發展
今天的模具行業里面采用熱流道技術無疑是提高塑料制件生產率和質量有效途徑，而且相比于傳統模具，熱流道還能大幅度節約原材料。熱流道技術在國外的塑料模具中占了50%，有的國家已經達到了80%以上，都得到了良好的效果。另外，氣體輔助注射成型也具有很大的優點，如：注射壓力低，制品翹曲變形小，表面的質量較好且易于注塑出壁厚跨度比較大的制件。所以它不但可以降低成本，最重要的是可以保證產品的質量。因此，手機外殼模具采用熱流道或者氣輔模具，將可以在低成本的情況下得到高質量的產品。
（3）提高手機注塑模模具設計的效率方法
1.開發理實一體化教學項目
為了推進本課程理實一體化教學，我們采用任務驅動、項目導向式的教學。圍繞工作項目來組織教學，打亂原有的章節順序，邊學邊做，邊做邊學，將所學理論與實踐完全融合起來。讓學生在操作過程中掌握理論知識，并學會如何運用專業知識去分析問題和解決問題?！皼_壓工藝與模具設計”教學內容主要涉及沖裁模具、彎曲模具、拉深模具設計等內容。分析企業的工作情境與工作流程，構建6個典型項目，每個項目包括若干模塊。
2.實施理實一體化教學
在教學項目的基礎上，進行課程理實一體化教學的實施。本文以項目二沖裁模的設計教學過程實施為典型案例，介紹理實一體化教學模式實施過程。
3.創新理實一體化教學考核評價方法
實施理實一體化教學，必須創新考核評價方法。本課程的考核內容主要是對學生的專業知識、應用能力、動手能力、團結協作能力、職業素養等進行考核。首先，將教學項目實施過程中各模塊的理論知識學習效果納入考核成績，如教師布置的工藝分析、工藝計算、模具零部件設計計算等完成質量；其次，將項目實施過程各模塊的實踐操作納入考核成績，如模具拆裝，模具零部件加工，模具裝配，調試等完成情況；第三，將模具零件加工工藝編制，圖紙完成質量和答辯成績納入考核成績；第四，將學生的學習態度和工作狀況，學習紀律、與同學之間的交流合作等方面納入考核成績。考核過程中采取多元化的評價主體和評價方法，將學生自評、學生互評、教師評價按比例計入成績，這樣既調動了學生學習的積極性，也保證了成績的客觀公正。
二、課程理實一體化教學模式實踐的幾點體會
1.需要高素質的教師團隊
要完成理實一體化教學，必須要有一支精通模具專業理論知識，而且具有豐富模具制造經驗的“雙師型”教師團隊作為保障。首先，要求教師深入模具生產一線鍛煉，積累模具制造經驗，了解行業先進技術及信息；其次，要求教師具有跨學科綜合教學能力。模具設計教學項目的完成涉及多學科教學內容，是以學生對“機械制圖”“公差測量”“模具材料”“模具制造”等課程的掌握為基礎的，這要求教師不僅熟悉本學科和本專業知識，還要了解相鄰學科或專業領域的發展狀況。本課程在理實一體教學實施過程中，采取一名專業教師與兩名實訓教師的組合授課方式。專業教師負責教學項目中理論知識的講授，并指導學生完成模具設計和圖紙繪制；實訓教師指導學生完成模具零件加工，裝配與調試。整個教學過程使專業教師與實訓教師優勢互補，發揮教師團隊的作用。
2.需要突出學生職業能力和職業素養的培養
理實一體化教學實施過程中，需要加強學生職業能力和職業素養的培養，為以后進入模具企業快速適應崗位要求打下良好基礎。本課程在理實一體化教學實施過程中，教師加強了學生模具零件加工工藝編制能力的訓練，根據教學項目結合現有加工設備條件，指導學生制定出合理的加工工藝流程。在模具零件生產過程中，教師嚴格要求學生按模具零件圖和加工工藝流程加工模具零件，確保模具零件的加工精度。整個教學過程與企業生產過程緊密結合，并將教學目標與企業對人才的需求相統一。
3.需要科學的管理方法
理實一體化教學實踐表明，這種教學模式更能激發學生的潛能，使學生快速融入教、學、做的過程中，但課堂管理難度較大。在課程實踐操作環節，教師需要投入更大的精力，科學管理課堂。首先，確保學生的操作安全問題，操作前對設備線路進行檢查；其次，操作過程的管理，如果學生動手操作加工模具零件，教師指導不及時，可能出現零件加工不合格而報廢，不僅浪費了耗材，也達不到教學目標。此外，應根據學生的實際能力和個性發展，因材施教，合理施加壓力，進行適當的引導和督促。
三、結語
