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摘要:针对塑料制品而言,其具有成本低、可靠性高等特点,已被广泛的应用到了各行业中,且发挥的作用愈加明显,故强化塑料制品质量就显得尤为重要,是确保顺利投入使用的关键,而模具设计作为塑料制造中最为关键的关键,其直接影响着产品的生产效率及性能。基于此,本文主要就塑料模具设计中常见的问题进行了分析,并提出了针对性的改进方法,以期能够最大化的提高塑料制品的实用性。
关键词:塑料制品;模具设计;问题;改进方法
近些年来,塑料制品在各行各业中的参与度愈加明显,这就在一定程度上提高了其功能及质量要求,在进行模具设计时,应精确的设计塑料外观、形状等,综合考虑各因素,合理的优化设计方案,以不断促进塑料制品质量及可靠性的提高,有利于企业实现最大化的经济效益。
1、塑料模具设计的发展现状
通常情况下,在进行产品设计时,首要内容就是对外观进行设计,之后对产品的精确度进行明确,包括产品的尺寸、角度等,在基于工艺程序的前提下,展开对产品的制造,但值得注意的是,在落实制造程序前,需进行科学的计划,同时对模具的质量要求进行明确,以确保制造的成品能够满足相应标准。总之,在设计塑料模具的过程中,模具的尺寸、零件设计及工艺程序计划等都是需要充分考虑的因素。
(1)现代塑料模具设计
针对显得模具设计而言,其主要是在基于计算机技术辅助前提下完成新设计方案,设计人员可采用CAD等技术落实仿真实验,从而合理的评估设计效果,对于不合理的地方进行修改,特别是三维设计,其可实现对产品的进一步修正、编辑。针对设计完成还未组装的零部件,可利用电脑技术以图纸的形式呈现,促使产品需求者在不接触真实产品的前提下,体验设计者提供的产品服务,这可在一定程度上避免原材料浪费问题的出现,有利于及时发现问题及时纠正,促使产品能够符合需求者的要求。
(2)CAD、CAE技术
在开展塑料模具设计工作时,CAD、CAE技术是较为常用的技术,功能较多,包括概念设计、计算机仿真等,其中CAD技术主要被应用在产品大体结构的设计中,而CAE技术主要发挥着对CAD设计出的模型结构予以分析、评估的作用,两种技术的联合的使用,有利于设计人员可在不需要原材料支撑的前提下落实原型试验,之后以计算机画面的形式呈现出产品的整体外形及结构。值得注意的是,有限元技术还可以对力学的分析,设计人员能够快速的进行分析,并完成自动绘图、搜索,这不仅在在一定程度上减轻了设计人员的工作压力,且还促进了工作效率的提高,可确保后续工作的顺利进行[1]。
2、塑料模具设计中常见的问题
(1)公差标注存在差异
在塑料模具的设计过程中,公差标注差异是较为常见的难题,这主要是因为各制品的模具各不相同,公差较高,就会提高模具制造工艺的复杂性,而过低则会降低工艺的精确度,故严格控制公差就显得极为关键。就现阶段而言,一些工作人员在对公差进行标注时,往往是凭自身经验进行,而就会造成不同产品出现较大差异,影响模具的外观、尺寸,造成模具参考价值失效。
(2)收缩率不一致
针对塑料模具而言,其制造时高温、高压是必备条件,先对塑料进行溶解,之后在模具中注入溶解完成的液体,待模具成型后就可使用,但在此过程中,由于塑料特性因素的影响,其本身具备一定收缩,在设计时不可忽略对收缩性的考虑,一些实际人员则没有引起重视,往往会出现不同塑料模具按照相同收缩率进行计算的现象,这就直接导致模具尺寸出现差异[2]。
(3)热膨胀系数方面
在实际的设计过程中,热膨胀系数是影响模具质量的关键因素,受形式、大小差异的影响,塑料材料的热膨胀系数要求各不相同,热膨胀系数与模具成型的大小、尺寸有直接联系。
但就现阶段而言,一些设计人员在展开塑料模具设计工作时,没有重视热膨胀系数问题,设计水平有限,影响了塑料模具质量。
3、塑料模具设计中常见问题的改进方法
(1)严格把控塑料材料质量
在开展塑料模具设计及制作工作前,相关设计人员需进一步的了解塑料模具相关信息,落实对材料的收集工作,充分考虑模腔大小、设计等因素,这主要是因为此类因素直接影响着模具的质量,及时准确的排除影响因素,尽可能的降低模具生产误差,以不断提高模具生产效率,确保模具质量。
(2)科学标注公差
在对塑料模具进行设计时,不可只凭经验的对公差进行标注,因为各公差标注形成的影响也存在较大差异,需合理的对标准公差,之后通过复杂的工艺流程实现塑料模具精确度的提高,以满足客户对相关要求。同时,对于精度要求不高的模具,可采用低标准公差标准的方法进行,允许所产出的模具制品有误差。此外,还需加大对收缩率、热膨胀系数等相关因素的考虑,确保不同塑料模具其设计方案存在一定差异,以促进塑料模具效率的持续提高,避免或降低塑料模具出现精度,亦或是质量问题[3]。
(3)充分利用相关程序、设备
近些年来,随着科学技术的高速发展,计算机技术得到了广泛的应用,在各行业中获取了一定的成效,将其应用到塑料模具的设计中,可起到较强的辅助作用,故相关设计人员应积极应用相关设备,亦或是程序,以达到促进设计效率提高的目的。例如,通过对CAD技术的合理应用,可对模腔尺寸的精确性进行确保,最大化的缩短模具设计时间,在确保质量的同时,也可提升效率。另外,在应用专业设计软件的过程中,设计人员还可充分利用软件技术进行对图纸的修改,在基于计算机技术的前提下对收缩率进行明确,并对热膨胀系数等对塑料模具质量的影响进行分析,以不断促进塑料模具可靠性的提高,预防质量问题的出现。
(4)重视对塑料模具失效形式保护问题的考量
在实际的设计中,对于出现变形、磨损等问题的塑料模具,设计人员应在基于实际情况下,制定针对性的预防方案,并充分考虑模具生产成本、使用标准等因素,在严格控制成本的前提下,优先选择抗磨损、抗压性等各方面突出优势材料,并严格检测材料质量,这不仅可强化设计人员的设计视频,且还可降低因材料问题而导致的模具质量不达标等问题的出现[4]。
(5)创新制作方法
在塑料利用率逐渐提高的背景下,就对塑料制品提出了更高的要求,即高质量、高精度,对此除了要合理的设计塑料模具外,重视对塑料制作方法的创新也极为关键,不断优化制造工艺,以提高制品的质量,为塑料制作业的健康、可持续性发展奠定扎实的基础。就以往传统生产方法而言,大多采用的是浇注模具生产,此方法会在一定程度上限制制造精度,且制造效率往往难以达到理想化,加之人为操作因素的影响,就难以达到相关质量标准,对此就可在塑料生产中映入高新技术,将传统制造和数字程序操控进行有机结合,不断强化塑料制造的自动化水平,以在保证制品质量的前提下,促进生产效率的提高。
4、结语
综上,在人们的日常生活中,塑料制品发挥着关键性的作用,而塑料模具设计水平直接影响着塑料制品质量,如若模具设计出现问题,就会影响制品的投入使用。因此,塑料制造企业应进一步对模具设计问题进行分析,并明确问题产生的原因,制定针对性的改进方法,以促进塑料模具精度的提高,确保塑料制品质量。
参考文献
[1]张伟,张海波.塑料模具浇铸系统的设计浅析[J].机电信息,2018(18):97-98.
[2]赵小尊.关于CAE技术的注塑模具高效率设计方法[J].黑龙江科学,2018(5):15.
[3]胡石玉.流变学原理是设计注塑模浇注系统的依据[J].南京理工大学学报,2019(12):30.
[4]董海涛.浅谈塑料模具设计与制造的工艺流程[J].现代制造技术与装备,2018(4):77-79.