1、 1 前言 随着各种性能优越的工程塑料不断的开发，注塑工艺越来越被各个领域用来成型各 种性能的制品。要保证在高质量以及考虑经济的条件下生产出制品，必须综合考虑材 料、注塑模具以及注射机等问题。注射模具的设计质量直接影响着制品的生产成本、成 产效率以及质量。 注射模具在注射制品成型过程中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成 型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何 高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大 注塑制品的首要问题。 传统的注塑模具设计，主要是依赖设计人员的经验，设计的速度、质量及可靠性的 程度，因设计人
2、员的经验而异。又因模具是单品或极少批量的产品，采用传统设计方 法，每一张图纸都需要手工绘制，设计人员的工作强度大，设计工作难以达到规范化、 标准化。目前世界上工业发达的国家和地区都已相继采用计算机技术进行注塑模具设 计，其主要是采用计算机辅助设计即 CAD 及计算机辅助工程 CAE。 模具 CAD/CAM 是在模具 CAD 和模具 CAM 分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技 术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具 CAD/CAM 是改造传统模具生产方式的关键 技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有 效的辅助工具，使技术人员能借助于计算机对产品、模
3、具结构、成形工艺、数控加工及 成本等进行设计和优化。模具 CAD/CAM 技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善， 为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来 了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。 我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有 了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新 台阶。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具 CAD/CAM/CAE 技术相当 广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具 CAD/CAE 软件。塑料模是应用最广泛的一类 模
4、具。近年来，我国塑料模有长足的进步。在制造技术方面，首先是采用 CAD/CAM 技术， 用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE 软件也得到应用。 滚轮注塑模具的设计 2 1. 注塑模具概述 1.1 注射成型模塑原理及设计特点 1.1.1 注塑成型原理 注塑成型即将粒状或者粉状的的塑料加入到注射机的料斗，在注射机内受到热熔融并 使之成为流动状态，然后在一定压力作用下，经由注射剂的喷嘴，模具的浇注系统，注入 闭合的模具中，经冷却定型后，熔融的塑料就冷却定型固化成为所需要的塑件。 1.1.2 模具设计特点 注塑模具因其可一次成形多个结构复杂、尺寸精密、内在质量好的塑件，在塑料制 品生
5、产中获得了广泛的应用。在注塑件生产中，通常以最终塑料制品的质量来评价模具 的设计和制造质量。 注塑件质量包括表现质量和内在质量。表现质量的衡量标准为塑件的形状和尺寸精 度，包括注塑件的表面粗糙度和表现缺陷状况。常见的表现缺陷有凹陷、气孔、无光 泽、发白、银纹、剥皮、暗斑纹、烧焦、裂纹、翘曲、溢料飞边或可见熔合缝等。内在 质量也就是性质质量，包括熔合缝强度、残余应力、密度和收缩等。 先进的模具必须在使用寿命期限内保证制品质量，并需要具备良好的技术经济指 标。这就要求模具动作可靠，自动化程度高，热交换效率好，成型周期短。其次，合理 选用模具材料，恰当确定模具制造精度，简化模具加工工艺，降低模具的制
6、造成本亦十 分重要。 但注塑模具的设计制造过程很复杂，影响因素也很多。浇注系统是注塑模具结构设 计中的一个重要组成部分，也是塑料熔体进入模具型腔的唯一通道，它的几何形状及结 构尺寸设计的合理与否，直接影响到聚合物熔体在模具通道中的流变特性及填充效果， 最终影响到塑件的成型质量。生产实践表明：塑件成型过程中的许多缺陷, 如喷射流、翘 曲变形、熔接痕及欠注等现象的产生，都与浇注系统设计密不可分的关系。 然而在注塑模的具设计中，大多都是凭借模具设计人员的知识和经验积累， 确定浇注系统的类型 和结构，设计的合理与否只能根据试模结果进行评价。目前，虽有部分企业采用了 CAE 分析工具对浇 注系统设计进行了流动模拟， 但由于塑件结构与材料的多样性及浇注系统与塑件材料流变性能匹配的复 杂性，设计时要快速找出适应特定塑件结构及材料流变特性的最佳浇注系统参数，仍需做大量工作。 3 2.塑料工艺分析与模具方案确定 2.1 制件的分析 如下图所示，制件为滚轮，材料为 ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物） 图 1-1 滚轮塑件示意图 Fig. 1-1 Roller plastic parts diagra
