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塑料模具设计问题及对策

论文编号: 所属栏目:工业设计 发布日期:2020年06月01日 论文作者:知乎者也论文网

  很多工业产品的设计和生产都依赖于模具的设计,模具的设计对后续的生产至关重要,本文主要探讨塑料模具设计问题及对策。

  《》杂志是经国家新闻出版总署批准、由中国商办工业杂志社主管主办,湖北省商业经济学会、武汉大学地方政府管理与公共事务研究中心协办,国内外公开发行的国家级大型政策指导与理论研究的综合性学术期刊,是中国经济管理类核心期刊。

  制造业一直是我国经济发展的重要支撑行业,随着科学技术水平的发展以及消费者需求的多元化,制造业领域也掀起一股科学技术改革的浪潮,手工业制造的产品科技含量越来越高,这就对各零部件模具的设计与制作提出了更高的要求。塑料产品一直是全球需求量最为旺盛的产品之一,能否在激烈的竞争中提高生产效率,制造物美价廉的塑料产生成为检验一个工厂生产水平的标准。本文从生产实践出发,探讨我国塑料模具生产过程中存在的问题,为模具技术的改进提供参考。

  塑料模具的设计是设计人员根据产品要求的性状及尺度进行设计的活动,模具的设计流程主要包括模具的大小、尺寸,模具的整体造型设计、模具的受力状况等,针对客户的不同需求,塑料模具的设计也不尽相同,但模具设计应当秉持着严格按照客户需求及生产需求的前提下,做到经济效益与成本控制的结合。在工业化程度极为先进的今天,塑料产品的产量多少关键在于塑料模具设计是否科学,是否更能经得起实践的检验。对比制造业更为先进的其他国家和地区的做法,笔者认为,我国塑料模具设计中存在着几个比较突出的普遍性问题,阻碍着塑料模具设计的科学化,影响产品产量,必须尽快加以解决。

  一、塑料模具设计中常见的问题

  塑料模具的设计中首先要关注精确度的问题,现代工业已经已经从粗放型大型机械向精细化的微型产品方向发展,这就要求工业零件在设计和制造时注重模型尺寸的大小,减少制作误差,注重公差标注。公差标注是模型设计过程中极为重要的一环,在确定产品要求的精度方面,公差标注较低意味着这一产品的模具要求的精确度不高,不必采用严格的工序进行设计,而与此相反的是,公差标注较高则意味着产品精确度要求很高,需要进行严格的设计程序和校对程序,确保模具的设计符合产品的要求。在我国当前的塑料模具设计与制作中,存在着忽视公差标注的现象,由于相应技术人员的短缺及日常工作的不重视,许多塑料模具在设计时不能与产品的要求相匹配,导致有的公差标注较实际需求虚高,投入的设计成本高于预期成本,影响企业的生产利润;有的公差标注又比实际需求更低,导致设计出来的模具以及制造的产品不能满足客户的需求,降低企业现有利润和名声,对企业的长远发展更是产生不利影响。模具的公差标注问题已经成为塑料模具设计中应当注重的首要环节,但是我国相关企业在这一方面还没有投入足够的重视,值得警惕。另一个在模具设计中值得注意的问题就是材料的热膨胀系数的问题,热膨胀系数是物体由于温度的改变而产生的缩胀现象,不同材料由于其成分的不同,受温度影响而产生的变化性状也不同,在不同温度下产生的变化也不尽相同,热膨胀系数直接影响到模具冷却后的定型尺寸、形状,因此在模具设计的时候尤为要关注塑料模具的热膨胀系数,依据材料的不同,事先模拟好特定温度下材料的热膨胀情况,模拟过程中注意记录相关的数据,方便在模具制作的时候进行参考。当前我国许多塑料产品工厂的设计师在进行模具设计时,没有将热膨胀系数作为一个重要的参考系数,导致产品在理论上的设计和实际上产出来之后的情况大相径庭,造成批量损失,这种现象在一线生产部门并不少见,甚至有的工厂在设计出问题后进行排查时,都没能找到这个原因。究其原因则是设计者在进行模具设计时,没有依照严格的设计流程,未能充分考虑各个因素对材料的影响,失之毫厘,谬之千里。

  材料的物理属性和化学属性直接影响材料的热膨胀系数的大小,并且这两个属性对材料的影响还存在着较大差异,不同材料在温度变化的情况下其特性变化不一样,应当关注塑料模具的设计材料以及成品产品的材料。塑料模具设计中还存在另外一个突出问题,就是模型与实际产品的收缩率问题。这一问题产生的原因是在现有塑料模型制作过程中,大部分厂家都是在高温、高压等情况下进行模具生产操作流程的,通过高温环境将塑料材质的原材料溶解成液体状态,然后将已经融化的液体材料倒入做好的固体模具中,由于塑料材质本身特有的性质,在液体材质注入后进行冷却的过程中,塑料模具往往容易受影响而变得比固定的模腔更小,这种情况下模型与产品容易产生收缩问题,造成尺寸与设计之初的不符,影响品产的实际良品率。因此,塑料模具的实际设计应当考虑到材料收缩的情形,减少材料模具制作过程中的误差。有的设计者虽然注意到了这个问题,但是由于没有注意到不同材料之间的收缩率问题,仍然容易造成模型设计与实际产品之间存在较大误差,影响最后产品的交工与客户的满意度。

  二、塑料模具设计问题的解决对策

  以上提出的三个问题是存在于我国塑料模具设计中的主要问题,严重阻碍塑料模具设计技术的进步和工厂生产效率的提高,要解决以上问题,必须经过不断地尝试,通过理论和实践的创新,控制影响生产过程中可能影响生产技术的因素,提出合理的、科学的解决方法,从而提高模具设计效率和产品生产效率。1.重视产品精确度要求。首先就要树立精确度为主的设计目标,现代模具设计早已进入微观时代,任何细小的误差都有可能导致设计失败,进而影响产品的生产流程,因此首先要树立起精益求精的“匠人”精神,对待任何有可能出现误差的地方都要格外小心。在实际设计操作中,首先需要做好材料的收集和准备工作,详细了解产品需要的材质和相关材质的数据,合理做出公差标注,既不能针对要求不太严的产品做出高标准,也不能针对精细产品做出低标准,要严格审查产品的标准,一个良好的、合适的公差标注可以帮助工程师合理设定零件公差、判断零件的可装配性,进而减少零件在制造过程中的制造成本,帮助工厂生产出符合客户需求的产品。精准的公差标注不仅需要工作时间和经验上的积累,更需要设计师在塑料模具设计过程中注意每一个细节和每一个数据,在制作模具前将有可能产生影响的每一个数据和因素都考虑进去,才能避免在设计和生产环节出现纰漏,影响工厂的流水线生产作业。

  2.注重不同材料的性质。在热膨胀系数和收缩率的事项方面,应当坚持具体问题具体分析的方法,结合不同材料的特性和制造间的温度情况,在制造塑料模具时将热膨胀和收缩的问题考虑进去,充分考虑其他有可能影响模具设计和产品制造中可能产生的其他因素,例如模型的精确大小、注塑机的适用方式、模腔的大小和尺寸等问题,避免在因疏漏而导致的数据误差,提高塑料模具设计技术的水平和设计质量,充分利用模具设计的预测作用,减少实际流水线生产过程中的误差,降低劣质产品带来的损失,提高企业竞争力。科学技术的进步对塑料模具设计领域的冲击是深刻而广泛的,现代工厂之间竞争的核心就是比拼互相之间的生产技术,谁越能将先进的生产技术转化为生产力,谁就能更快地提高生产效率,其产品也会获得更大的竞争优势。我国正处于手工业制造大国向高科技制造强国转变的关键时间,只有不断提高产品科技含量,注意产品细节,才能在世界各国产品竞争中脱颖而出,创造外汇收入,保障企业利润,形成一个良好的生产循环系统。


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