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浅谈注塑模具的计算

浅谈注塑模具的计算

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1.引言

工业设计的目的，就是通过对产品的合理规划，而使人们能更方

便地使用它们，使其更好地发挥效力。在研究产品性能的基础上，工

业设计还通过合理的造型手段，使产品能够具备富有时代精神，符合

产品性能、与环境协调的产品形态，使人们得到美的享受。工业设计

强调技术与艺术相结合，所以它是现代科学技术与现代文化艺术融合

的产物。它不仅研究产品的形态美学问题，而且研究产品的实用性能

和产品所引起的环境效应，使它们得到协调和统一，更好地发挥其效

用。丛林法则(thelawofthejungle)是自然界里生物学方面的物竞天

择、适者生存、优胜劣汰、弱肉强食的规律法则。激烈的市场竞争让

塑料制品在利用工业设计的同时，不得不引入丛林法则，正是工业设

计和丛林法则促使塑料制品的外观造型越来越复杂，而电脑技术的发

展，特别是计算机辅助设计和制造使这一切复杂的设计造型都有了实

现的可能性。

塑料制品的成型，绝大多数都离不开模具。近年来，计算机辅助

设计和制造的发展，对塑料制品的设计和模具制造带来了翻天覆地的

变化。模具制造的技术已经由过去的以钳工手工为主发展到以数控机

床加工为主，塑料产品的设计也从手工制图发展到完全利用电脑绘图，

产品制图的表现手法也由过去2D图纸转向3D数据为主，产品的造型

也从过去的方形、三角形和圆形等规则形状变化为复杂的空间曲面造

型，这些变化都使得产品的外观形状越来越复杂，也给模具设计和制

造带来了极大的挑战。因此要求我们的模具设计必须适应这种挑战，

与时俱进。

对于注塑模具的计算，模具专业教科书、技术资料、论文和设计

手册已经有很多公式和资料，在过去几十年的岁月里，这些公式在模

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具行业得到广泛的应用，现在利用计算机辅助设计与制造的情况下，

这些公式的局限性也凸显出来，因而有些传统的模具设计计算公式在

实际中已经失去使用价值，继续使用某些公式可能会给模具设计专业

的新生带来困扰，本文旨在探讨在模具设计的实践中哪些内容需要计

算，哪些内容不需要计算，如何选择计算公式等问题。

2、注塑模具型腔尺寸的计算

2.1型腔尺寸计算的误区

塑料被溶化后注入型腔，冷却后脱模其尺寸会缩小，因此在模具

设计时会考虑到收缩因素，加大型腔尺寸从而使塑料制品冷却后能获

得我们所需要的尺寸。公式，把计算方式归纳为平均尺寸法和极限尺

寸法两类。事实上，上述的公式在实际的模具设计中根本无法使用，

这些公式只能应用在图1所示的形状单纯的简单制品。因为现实的很

多塑料制品是由多个复杂曲面组成的不规则的3D模型，在这些不规则

制品中，很难找到尺寸并套用公式。另一方面，经过多年的发展，模

具加工机床的精度、刀具材料等都发生了很大的变化，数控技术得到

广泛的应用，现代的CNC机床、慢走丝线切割和精密电火花加工机床

的加工精度已经达到微米级，在欧洲的模具设计资料中，取消类似的

计算公式已经有20多年了，因此我们也要与时俱进。对于模具型腔的

磨损，在现代模具设计中，不作为考虑的因素了。

如果型腔过度磨损，产品尺寸超出公差要求，则更换模仁或者重

新设计制造模具。过去使用这些公式的背景是机床精度不高或者加工

不到位，一部分加工