Inventor软件在模具结构教学中的应用

周灿

（广东省国防科技技师学院）

摘要：在当前技工学校模具中技班的专业理论教学中，《模具结构》是门非常重要的专业课，学好这门专业课对学生后面的实操学习以及今后更好地从事模具方面的工作有很重要的意义。但在中技教学过程中，发现了课程理论性太强，学生初学时难以接受的特点。虽然书本上也配了彩图，但还是缺乏学生对模具从整体上和系统上的理解。而且在实际工作中，设计模具结构一定是从三维设计软件出发，从产品设计开始一步步地进行模具的设计工作，最后完成模具整体设计，并出图纸的。所以如果在教学中采用工作中实际的模具设计流程对每种不同类型的模具进行设计过程的讲述，不仅能够让学生更好的理解模具结构，也能让他们了解实际工作中的具体工作流程。因此本文针对注射成型塑料模具结构的有关内容，讲述如何在教学中应用inventor软件。

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关键词 ：inventor,注射成型，模具结构，分模

一、软件在直接开模塑料模具结构中的应用

现在市场上使用的三维设计软件很多，有PRO/E，UG等，每种软件都有自身的特点，这里强调的并不是使用哪种软件，而是使用软件来辅助教学。

直接能开模的塑件整体没有扣位，不需要做镶件或者是抽芯机构，是所有塑料产品中最简单的一种类型。

以下用一个手机外壳零件为例，通过对此产品的模具设计让学生了解该类零件的基本模具结构和设计流程。

（1）放置塑料零件

把零件调入至软件分模模块中，如图1-1所示。

（2）生成型芯型腔

在调整完零件方向，选取材料（如图1-2），定义完毛坯（如图1-3），做完缩水后，设计零件的分型面（如图1-4）。

在这几步操作过程中，可以让学生了解零件适合分模的结构特征，边操边讲解，为什么零件可以直接开模，常用材料的种类，各种材料的主要区别，使用的领域和推荐工艺（如推荐的模具表面温度，熔体温度，模具温度范围，最大剪切应力，最大剪切速率等）。学生即可以直观地看到模具设计的步骤，又可以了解到为什么要这样设计的原因，自然就会产生学习的兴趣。

之后就可以利用做好的分型面来分割型芯和型腔。（如图1-5所示）这个环节可以讲解分型面的设计和型芯型腔的关系，让学生清楚型芯型腔内的空腔就是产品成型的位置。

（3）创建浇口和流道

在创建浇口前首先要讲解浇口位置的设计方法，不同的位置对产品质量的影响，浇口的类型和各种类型的应用场合，讲解完成后针对上述产品选择浇口位置和浇口类型，并绘制出来。

然后讲解流道设计问题，流道的不同截面形状，平衡式和非衡式流道设计方法和对产品的影响。然后针对上述产品设计出适合的流道类型。完成后如图1-6所示。

（4）创建模架

这个环节中向学生介绍主要模架生产厂家和标准，主要类型有DME、HASCO、Futaba、以及LKM。讲解不同模架的主要规格和区别，然后针对产品选取适合的模架。最后选择为模架厂商和类型为FutabaSA-S，尺寸为250mmX250mm。模架设计完成后如图1-7所示。

（5）设计顶出机构

常用的顶出机构为顶针或推板顶出，首先跟学生讲解各种顶出机构的功能，如何选取适合产品类型的顶出机构，之后进行实际产品的顶出机构设计，如图1-8所示。

（6）设计浇口套、定位环以及冷却水道主流道是在浇口套中设计出来的，所以首先跟学生讲解主流道的结构尺寸，为了提高模具生产的效率需要设计冷却系统，以加速塑料的冷却。还要向学生说明冷却系统开设的位置，类型，流程长度，流速，进出水口温度等问题。完成后的模具图如图1-9所示。

二、其他类型注射成型塑料模具结构

（1）一模多件模具结构

为了提高生产效率，在模具结构尺寸允许的前提下，需要一模出多件。教学中还是可以沿用上面的例子，但是需要改变毛坯，模架类型模具尺寸，浇口流道的排布方式等方面。

以上内容也可以根据手机外壳的模具设计流程去跟学生讲解。让学生更直观地了解当模具型腔数量增多时，需要在模具结构中做哪些方面的改变。

在讲解过程中可以把上例改为一出多的情况，在一个模具装配文件中调入多个外壳零件，排列后分别做分型面，分割型芯型腔后用阵列的方式进行排位，选择合理的浇口和流道形式，完成后如图2-1所示。

调入模架后的效果如图2-2。

其他的部分如做顶针，浇口套，定位环，冷却机构等均和上面的例子方法一致，这里就不再阐述。

（2）带镶件、侧抽芯机构、斜顶的模具结构带有外侧抽芯和内侧抽芯的注射模具是教学中的重点和难点。如果只用语言来跟学生表达，很难达到良好的学习效果。这时候用模具设计软件，分解设计步骤，用图形直观地去表达就会有事半功倍的效果。可以把上面的零件图做些修改，在外部和内部局部位置增加扣位，设计成需要内外抽芯的结构形式，如图2-3，2-4所示。

对于外侧抽芯的部分，设计成镶件和斜导柱的形式，如图2-5所示。内侧抽芯的部分设计成斜顶的结构，如图2-6所示。

调入模架零件后完成该模具结构设计流程，如图2-7所示。经过这些教学过程和环节能够让学生更清楚的了解到模具结构如何和产品外形特征相统一。建立起模具是为产品服务的观念，通过产品来理解模具结构的学习方法。

三、总结

这种教学模式具备一体化教学和项目式教学的特点，能够把模具结构的学习转化成完成一项具体模具设计任务的学习过程。通过这种教学方法，能够做到图文并茂，生动有趣，学生能够很直观地了解到各种不同模具结构的特点。能够获得较好的教学效果。