基于CAD/CAE技術輔助塑膠產品模具優化設計

劉森林

（深圳市冠旭電子股份有限公司，廣東 深圳518000）

1 塑膠產品造型及材料

在塑膠模具產品造型設計與生產中應用Pro/E對產品實物進行3D圖像模型繪制。為確保塑膠模型設計的有效性，應用CAD軟件中的模型轉化功能將繪制出的圖像裝換為STL格式，然后應用模流分析軟件使該設計網格實體化。以某鼠標設計為例來看，在該次設計中，鼠標模具的整體尺寸大小為：105 mm×55 mm×33 mm（長×寬×高），設計其外殼厚度為1.6 mm，底板厚度為1.4 mm，根據產品設計要求，產品的外殼采用三曲面樣式的輪廓，表面為流線狀弧面結構，進行該產品設計時充分考慮人體力學設計要求，在產品表面、表面過渡段都是采取曲面形式。要求該鼠標產品設計生產后表面平滑，使用者握感舒適，使用中不會出現任何的印跡。為了保證該產品的正常運行，滿足安裝需求，在鼠標外殼設計階段還專門設置了裝配孔和卡扣，兩處設計和各自匹配的底蓋必須要互相配合，但是對其裝配結構并未做出特殊設置。為滿足本次塑膠模具設計的成品流線型設計與脫模需求，在本次塑膠模具的在產品轉角位置采用了圓角設計形式。本次塑膠模具設計生產所使用的材料為Stron686E級PS材料，該材料在經過高溫加熱處理之后黏性較高，不用再進行高溫處理就可以準確成型，且應用該材料最顯著的特征就是加工相對比較簡單，還以在設計與生產中使用混練的方式，從而提升產品的抗沖擊、抗腐蝕能力，提升產品的整體性能。本次設計中的塑膠模具的模型如圖1。

圖1 塑膠Pro/E模型

2 應用CAD/CAE技術優化塑膠模具設計

2.1 應用CAD/CAE技術優化塑膠模具設計的優勢

在塑膠模具設計中，正確的選擇分模面對保證塑膠模具設計的合理性具有重要意義。在對分模面進行設計的時候在關照模具本身結構的基礎上，還要看該模具設計生產后投入使用后塑膠模具安裝與修配時的各類具體要求，在設計的時候要盡可能的避免因為分模面設計不合理導致塑膠模具成型難問題。該鼠標的塑膠模具設計來看，該設計模具的尺寸相對較小，且該模具是一個封閉的殼形，因此在設計中將其內部設計為一模兩腔布局形式，在兩端處都設置了裝配用的卡扣，并對朝向位置進行區別設計。為了能夠保證塑膠，模具設計卡扣順利脫模，還需要在設計中設計出內側抽芯，設計人員一般會應用形成相對偏短的側滑塊抽芯分型構件完成卡扣分型設計，這樣不僅可以滿足靠口分型設計，還能有效的控制與減少生產設計成本。為了使設計結構更加簡化，就可以使用斜頂抽芯分型構件。因為斜頂抽芯分型構件通常是順著開模方向垂直頂出發生斜向運動的，在塑膠模具的頂出階段要將該模具倒扣在木板上，并使其處于松動狀態，這樣才能保證該鼠標能夠從模具上脫離下來。在該次塑膠設計中應用頂出設計形式，這樣在塑膠模具設卡扣脫離模具時不會在成損傷，在頂上距離保持在合理范圍時，在沒有阻力的情況下也可以較好的脫離模型，卡扣組間性能也不會對塑膠模具產生負面影響。在模具頂出之后就通過模具制作中的斜頂與彈簧實現復位，這樣模具結構就會更加簡單，加工處理就會更加方便與快捷。

2.2 應用CAD/CAE技術優化塑膠模具設計需要注意的問題

但是在塑膠模具設計中應用CAD/CAE技術優化塑膠模具設計還需要注意以下幾個問題：首先，在模具的生產中，因為斜頂和公模仁間存在一定的間隔空隙，在注塑成作業的壓力影響下，就會出現飛邊的可能性，但是該可能性并不會對卡口的應用產生影響。且該變化發生于模具結構內部，因此不會對模具的外觀產生影響。其次，在塑膠產品正式成型之前就要通過應用四支導柱來確定位置，但是如果生產中模具底座偏大之時，就會導致導柱之間的公差被擴大，也會導致定位的精準性到影響。如果此時塑膠模具生產的注射壓力偏大，就很有可能導致該產品出現壁厚不對稱的情況，嚴重影響產品的質量。針對該問題，就可以在其設計中再增設斜角面，從而保證該模具的公母模仁在閉合之時能夠憑借此斜面貼緊，可以抵御生產中來自模具上方的受力，從而有效的提升產品的質量。

3 結 語

總而言之，在信息技術高速發展的當今社會，塑膠模具設計與生產對智能化、數字化技術的應用越來越廣泛。在塑膠模具優化設計中應用CAD/CAE技術，不僅可以促進塑膠模具結構優化改進，還可以提升產品質量與使用價值。