基于Solidworks的散热盖注塑模具设计关键技术研究

1 引言

    作为第一个完全基于Windows的三维CAD软件，具有优异的三维造型能力，简洁友好的操作界面，并利用参数化和特征化建模技术，从而极大地提高了模具的设计效率。近年来我国注塑模具发展迅速，塑料制件的应用日渐广泛，为注塑模具提供了非常广阔的市场。一副好的注塑模具不仅要求结构最优效率最高，而且生产出制件也必须符合标准。因而注塑模设计的关键技术主要集中在提高制件的效率和质量，而冷却则是此二者决定因素。

2 设计流程

    本身内嵌一系列控制模具生成过程的集成工具来生成模具。可以使用这些模具工具来分析并纠正塑料模型的不足。模具工具覆盖了初始分析直到生成切削分割的整个过程。切削分割的结果是一个多实体零件，包含模具零件、型芯、型腔，以及侧型芯等其他可选的独立实体。这样基于多实体零件的文件保存方式可以方便地维持设计者的设计意图。基于的注塑模具设计一般流程图，如图1所示。

    图1 基于的注塑模具设计流程

    由图1可知，注塑模具的设计主要包含四方面内容：制件分析；开模设计；顶出、浇注、冷却、排气系统设计；模架设计及总装。其中顶出、浇注、冷却、排气系统设计是注塑模具设计的关键技术，直接影响模具整体的质量，产品的生产效率及塑料制件的质量。也将重点研究。

3 模具设计

    基于设计散热盖注塑模具，如图2所示。采用中心点浇口，一模一腔。当然可以同时利用/IMOLD插件选择标准模架和开槽。

    图2 散热盖制件

    3.1 散热盖制件分析

    首先对制件分析，包括：外形和尺寸分析，材料分析，公差及其对应的成型零件的参数等。该制件材料为ABS，根据聚合物流变学确定该材料可以采用注塑成型，而且可以添加必要的添加剂。其表面公差等级一般为6级，整体尺寸(24～30)mm，故公差数值为0.48mm。制件主表面为一个R≈1000的弧面，是成型成功的关键，所以冷却系统的设计尤为重要。采用中心点浇口时，四个边角厚度较大，必须保证注塑阶段结束时塑料能完全充满模腔，所以排气也很重要。为完成两个卡扣的成型，必须设计相应的侧型芯。

    3.2 开模设计

    开模通过设定的形状和尺寸来创建用于制作型芯和型腔的原始模坯。该散热盖经拔模分析，同时对已设置了收缩率的制件三维CAD模型进行搜索分型线、分型面，ABS收缩率较小为(0.005～0.007)。采用底部轮廓线作为分型线，选择底面轮廓为分型面，并自动搜寻型芯和型腔表面的破孔、通孔进行修补。将分型面延伸后，设计模具型腔、型芯外形尺寸，关闭曲面后。最后经过切削分割，将型芯镶块和型腔镶块分离，得到所需的型芯和型腔，从而完成了主体分模。此阶段还要完成侧型芯的设计。结合该制件的结构要求，手动定义侧型芯面，由此可以制作出滑块头，在实际应用时可以选择相应采用的滑块标准组件。得到一个多实体零件，包含模具零件、型芯、型腔，以及侧型芯等其他可选的独立实体。最后开模设计完成结果，如图3所示。