模具专业项目教学的探索与应用

　　——名片盒注塑模具设计与制造

　　摘要：笔者在模具制造专业学生实习期间，开发设计了一款带有学校标志的名片盒，并按计划高质量地完成了该模具的制作，顺利通过了试模。

　　关键词：名片盒 注塑模具设计与制造 项目教学

　　一、研制背景及意义

　　1.研制背景

　　笔者经过市场调查发现，目前市面上流通的名片盒有塑料制品和金属制品两种。塑料名片盒上下抽取的款式较多，造价较低，但体积较大、造型单一，盒盖扣不紧容易散开；金属名片盒小巧紧凑，携带方便，但工艺复杂、零件较多、造价较贵，而且造型和颜色比较单调。综合以上两种名片盒的优点，笔者开发设计了一款带有学校风格、又有所创新的名片盒。

　　这款名片盒结构小巧玲珑、携带方便、装配容易，且造价低廉。在造型上改变了金属名片盒比较呆板的模式，采用圆角和弧线设计使名片盒外形美观大方，圆点图案增加了产品的美感。按照人体工学原理设计了两个适合手指形状的弧形，打开、关闭名片盒感觉非常方便舒服。由于是塑料制件，因此很容易搭配不同颜色，满足不同的审美需求。

　　2.意义

　　这一项目优化了模具制造专业学生实习内容，增强了模具制造实习的真实性，仿真了工厂生产模具的过程，使学生了解到工厂模具制造的实际情况，并在有限的实习时间内接受到了更多的训练，提高了查阅相关资料、计算机绘图、生产制造等综合能力。

　　二、设计方案

　　1.产品设计方案的确定

　　名片盒由上盖和下盖组成，上盖选用乳白色ABS塑料，下盖选用天蓝色透明AS塑料，它们在工程塑料材料中价格处于中位。制作名片盒上、下盖的模具都采用AI型工字标准模架，属于二板式单分型面注塑模，采用718#钢材制作模仁。上盖模具使用侧浇口进料、扁顶杆推出结构、自行回程自动脱模。下盖模具采用潜伏式浇口进料、四面抽芯、滑块结构、机械手取件。

　　2.上盖模具设计方案的确定

　　名片盒上盖模具的主要结构包括一模二腔、侧浇口、自行回程、自动脱模。在这里，特别介绍的是使用扁顶杆顶出结构。一般模具都是采用圆顶杆，笔者针对这个产品选用了扁顶杆，这样能够使产品造型美观、完整。

　　3.下盖模具设计方案的确定

　　名片盒下盖模具的主要结构包括一模二腔、潜伏式浇口、自动回程、四面抽芯、滑块结构。同样，在这里特别介绍一下两个长方向的滑块结：开合距离较长，单边行程为75mm；增设了两件滑块导板，大大降低了模架成本。

　　三、模具零件的制造与装配

　　在指导老师对传统机加工（包括钳工、车工、铣工、磨工等）和特种加工（包括电火花、线切割）的基本操作技能及相关知识讲解后，经过学生和指导老师的思考与讨论，编写了每个零件的加工工艺卡，学生按照工艺卡上的内容按工序、高质量地完成零件的制造。

　　模具制作有以下几个难点：如何保证上、下模产品外框对称而不错位；如何保证上、下盖安装配合形状吻合、动作顺畅；如何保证塑件顺畅脱模；如何保证产品顶出位外观平整。

　　学生的解决方法是：线切割同向基准割通框及割配大小模仁，采用CNC同向基准加工型腔、镶件及型芯； CNC加工、基准合理、余量合理，铜电极CNC加工及余量合理，然后采用EDM加工并设置合理参数；用T8料，硬度52～56HRC标准顶杆割出合理的扁形顶杆，控制顶出行程；安装复位弹簧、型芯槽位与扁顶杆割配合理，扁顶杆修配好后，高度留余量0.3～0.5mm；模具装配好后，用整体成型铜电极EDM精加工。

　　四、试模与修整

　　虽然是在选定成型材料、成型设备后，在预想的工艺条件下进行模具设计，但这往往是不够的。我们必须在模具加工完成以后，进行试模检验，看成型的制件质量如何，发现问题后排除错误，进行修模。

　　塑件不良现象的形式很多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有成型工艺条件方面的原因，二者往往交织在一起。在修模前，教师让学生根据塑件出现的不良现象进行细致的分析、研究，找出造成塑件缺陷的原因后，提出补救方法并确定最终修模的方案。由于成型条件容易改变，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。

　　此次实习完毕后，笔者进行了反思。学生虽然在规定的模具制造实习时间内完成了这一项目，但在加工过程中有些零件出现了超时完成和加工不合格的现象。针对此情况，我们仍需要寻找问题出现的原因，并及时查看相关的资料，采用最佳的解决方法，力求以最短的时间加工出高质量的工件。

　　文/萧锦岳