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[摘要]以喷油嘴保护套为研究对象，介绍了运用CAD/CAE进行注塑的工艺设计过程。利用软件的分析及造型技术，对注塑模浇注系统进行了模拟填充过程分析，并进行模具了结构设计，保证了模具开发的质量，缩短了开发周期，节约了试模成本，提高了生产效率。
[关键词]注塑 模流分析 模具 成本
一、引言
在传统生产中，注塑模具按照“注塑工艺设计→模具初步设计→试模生产→模具修改等”的思路进行，不仅设计周期长，而且模具开发费用数倍增加。CAD/CAM技术的应用可以大幅提高模具设计的合理性和准确性，有效缩短产品开发周期，节约生产成本，提高生产效率[1]。
二、塑件喷油嘴保护套结构分析
喷油嘴保护套注塑件平面图与三维结构如图1图2所示，材料为高压聚乙烯，塑件不允许出现气孔、缩孔等现象，生产方式为大批量生产。塑件壁厚均匀且最大壁厚为2，圆角为2，长径比也符合要求，因此适合注塑生产。
浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内在质量与外在质量及模具的结构、塑料的利用率等都有很大影响[2]。因此用PROE的模流分析对浇注系统进行分析，然后进行模具设计与制造。
图1：注塑件二维图
三、工艺方案CAD设计
（一）分型面确定
根据塑件的结构及注塑的工艺特点，将塑件的上端面作为分型面，如图2所示。
图2：分型面
（二）浇注系统设计
根据塑件质量与注塑机型号，确定型腔数为一模八腔，浇口类型为侧浇口，型腔分布如图3所示。
图3：型腔分布图
参照文献[2]，经过计算与调整，确定主流道长33mm，入口直径为φ4mm，出口直径为φ8mm，分流道为U型，一级分流道宽度8mm，深度4mm，二级分流道宽6mm深3mm。此浇注系统三维模型如图4所示。
图4：浇注系统三维模型
（三）三维实体模型的分析
在注塑及浇注系统三维图的基础上，利用Pro/E软件中的模流分析模块完成模具型腔初步分模，以便于后续的CAE分析工作。当塑件、浇注系统和铸模等按尺寸正确装配后，最后需要在同一坐标系下将各组成零件转化为STL格式的文件保存，至此就完成了分析模型所有几何部分的三维实体造型工作。图5为整个分析模型在初步设计的注塑工艺方案下的三维模具结构装配图。
图5：模具装配图
（四）模具CAM加工
模具设计完成后，将需要数控加工的模具零件在Pro/E平台下导入Cimatron/NC，编制数控加工刀路，再输出成为特定数控系统的NC代码后直接加工，大大节约了模具开发时间，保证了模具开发的质量，缩短了开发周期，节约了试模成本，提高了生产效率。
五、结论
模具试制后进行首次注模，共试制10次80个件。经过技术员检测后的结论是：壁厚均匀，组织致密，表面光滑，无缩孔缩松，与喷油嘴密合性良好，符合加工要求。
[参考文献]
[1]张光明，王泽忠，吴代建，基于CAD/CAE的铝合金框架低压铸造工艺设计[J].热加工工艺，2012，41（17）：76-77
[2]屈华昌，塑料成型工艺与模具设计，高等教育出版社，2007.08
（作者单位：1.烟台南山学院 山东龙口，2.庆云县渤海中学 山东庆云）
[关键词]注塑 模流分析 模具 成本
一、引言
在传统生产中，注塑模具按照“注塑工艺设计→模具初步设计→试模生产→模具修改等”的思路进行，不仅设计周期长，而且模具开发费用数倍增加。CAD/CAM技术的应用可以大幅提高模具设计的合理性和准确性，有效缩短产品开发周期，节约生产成本，提高生产效率[1]。
二、塑件喷油嘴保护套结构分析
喷油嘴保护套注塑件平面图与三维结构如图1图2所示，材料为高压聚乙烯，塑件不允许出现气孔、缩孔等现象，生产方式为大批量生产。塑件壁厚均匀且最大壁厚为2，圆角为2，长径比也符合要求，因此适合注塑生产。
浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内在质量与外在质量及模具的结构、塑料的利用率等都有很大影响[2]。因此用PROE的模流分析对浇注系统进行分析，然后进行模具设计与制造。
图1：注塑件二维图
三、工艺方案CAD设计
（一）分型面确定
根据塑件的结构及注塑的工艺特点，将塑件的上端面作为分型面，如图2所示。
图2：分型面
（二）浇注系统设计
根据塑件质量与注塑机型号，确定型腔数为一模八腔，浇口类型为侧浇口，型腔分布如图3所示。
图3：型腔分布图
参照文献[2]，经过计算与调整，确定主流道长33mm，入口直径为φ4mm，出口直径为φ8mm，分流道为U型，一级分流道宽度8mm，深度4mm，二级分流道宽6mm深3mm。此浇注系统三维模型如图4所示。
图4：浇注系统三维模型
（三）三维实体模型的分析
在注塑及浇注系统三维图的基础上，利用Pro/E软件中的模流分析模块完成模具型腔初步分模，以便于后续的CAE分析工作。当塑件、浇注系统和铸模等按尺寸正确装配后，最后需要在同一坐标系下将各组成零件转化为STL格式的文件保存，至此就完成了分析模型所有几何部分的三维实体造型工作。图5为整个分析模型在初步设计的注塑工艺方案下的三维模具结构装配图。
图5：模具装配图
（四）模具CAM加工
模具设计完成后，将需要数控加工的模具零件在Pro/E平台下导入Cimatron/NC，编制数控加工刀路，再输出成为特定数控系统的NC代码后直接加工，大大节约了模具开发时间，保证了模具开发的质量，缩短了开发周期，节约了试模成本，提高了生产效率。
五、结论
模具试制后进行首次注模，共试制10次80个件。经过技术员检测后的结论是：壁厚均匀，组织致密，表面光滑，无缩孔缩松，与喷油嘴密合性良好，符合加工要求。
[参考文献]
[1]张光明，王泽忠，吴代建，基于CAD/CAE的铝合金框架低压铸造工艺设计[J].热加工工艺，2012，41（17）：76-77
[2]屈华昌，塑料成型工艺与模具设计，高等教育出版社，2007.08
（作者单位：1.烟台南山学院 山东龙口，2.庆云县渤海中学 山东庆云）