隨著塑料模具行業(yè)的快速發(fā)展、塑料模具制造精度的提高以及模具行業(yè)的激烈競爭，使得消費者對塑料模具設(shè)計的要求越來越高，必須同時考慮設(shè)計精度和設(shè)計周期的影響。目前，大部分塑料模具設(shè)計都是在三維軟件中進行分模設(shè)計，在二維中進行排位的設(shè)計。這種方式，由于三維軟件和二維軟件分別獨立，缺乏關(guān)聯(lián)，存在著一些弊病，很容易出現(xiàn)設(shè)計的錯誤。另外三維與二維的“拼湊式”設(shè)計，也嚴重影響了塑料模具設(shè)計的精度。

　　下面以一個實例，來介紹Inventor Mold的設(shè)計流程。塑料產(chǎn)品如圖1所示。該產(chǎn)品的特點是需要修補孔，要做抽芯機構(gòu)。

　　1.新建模具設(shè)計

　　打開Inventor Mold后，新建一塑料模具設(shè)計，進入到Inventor Mold塑料模具設(shè)計的環(huán)境下，在未導(dǎo)入塑料產(chǎn)品之前，其中很多的指令都處于不可用狀態(tài)，如圖2所示。

　　2.導(dǎo)入塑膠產(chǎn)品

　　執(zhí)行“塑料零件”指令，選擇塑件產(chǎn)品，將塑件產(chǎn)品導(dǎo)入到塑料模具設(shè)計環(huán)境中，如圖3所示。此時可看到菜單都已經(jīng)被激活，如圖4所示。

　　3.調(diào)整出模方向

　　此步驟是用來調(diào)整塑件產(chǎn)品的出模方向，當塑件導(dǎo)入模具設(shè)計環(huán)境后，會有一個默認的方向，但是默認的方向有可能不是正確的模具出模方向，所以必須進行調(diào)整。如圖5所示，這里調(diào)整出模方向非常重要，因為Inventor Mold自動補孔(自動修補破孔)方式會根據(jù)出模的方向來定。

　　4.選擇材料

　　材料庫是Inventor Mold的一大特色，Inventor Mold基本上含有模具行業(yè)常用的材料，共有七千多種塑料材料，且每種材料都有其屬性，包括廠商以及牌號，當然還包括收縮率。之所以Inventor Mold含有如此豐富的材料庫，那是因為Inventor Mold中含有Mold Flow的功能，在進行模流分析時，必須先定義具體的材料，才可以進行工藝的設(shè)定和模流的分析。

　　需要特別注意的是，如果沒有選定材料，后面的模流分析將不能進行，收縮率也將沒有參考值，如圖6所示。

　　5.設(shè)置收縮率

　　此命令是用來設(shè)置塑料材料的收縮率，當上一步驟中選擇好材料后，便有了一個范圍值，也可輸入具體的數(shù)值，如圖7 所示。

　　6.定義毛坯工件

　　此步驟是用來定義毛坯的大小，即模芯的大小。它的原理是根據(jù)塑件產(chǎn)品的最大輪廓尺寸加上塑件最大輪廓到毛坯邊緣的距離值，自動計算得到一個尺寸，因此不用擔心計算的尺寸會小于塑件產(chǎn)品的最大輪廓值，如圖8所示。

　　7.補孔

　　修補產(chǎn)品上的破孔，這是分模設(shè)計必須的、且工作量較大的工作。目前大部分的軟件，都是通過創(chuàng)建曲面的方式去修補產(chǎn)品上的破孔。所以，只要軟件能提供更多方便的創(chuàng)建曲面方法，則能輕松完成補孔的操作。這也是目前類似于Pro/ENGINEER和NX等軟件的強項。

　　通常創(chuàng)建曲面方式的工具都必須一個曲面接著一個曲面去做，如果軟件能夠自動去創(chuàng)建曲面，這將大大提高分模的效率。在Inventor Mold中，一般都可以使用軟件的自動補孔功能去補塑件產(chǎn)品的孔，對于在自動補孔操作中未能完成的，則可以通過其他方法進行。所以，補孔這一工作在Inventor Mold中可以分成兩種方式來進行。以下是實際操作情況。

　　(1)自動補孔執(zhí)行自動補孔命令后，軟件會去識別塑件產(chǎn)品的孔并進行修補，但是并不是所有的孔都能正確識別和修補，需要后續(xù)手動更改、添加，如圖9所示。

　　(2)添加需要修補的孔軟件未識別的孔，需要在對話框中單擊添加，選擇塑件產(chǎn)品破孔的邊界，依次選擇邊界即可，如圖10所示。 經(jīng)過以上步驟，若還沒有將塑件產(chǎn)品的孔完全修補好，則必須通過Inventor軟件的創(chuàng)建曲面工具來修補了，操作就類似于其他軟件修補曲面的方法。

　　8.創(chuàng)建分型面

　　當塑件產(chǎn)品的破孔修補好后，接下來就是要創(chuàng)建出整個分型面。通常做法，先找到塑件產(chǎn)品的分型線，然后根據(jù)分型線去創(chuàng)建曲面，最后合并成一張完整的曲面。

　　在Inventor Mold的分型設(shè)計中，有個“創(chuàng)建分型面”的工具，只要創(chuàng)建了工件(工件是軟件判定分型面大小的依據(jù))，則能自動產(chǎn)生分型面，如圖11所示。雖然自動創(chuàng)建分型面的功能不錯，但是目前Inventor Mold并不能非常完美地創(chuàng)建分型面，必須進行一些更改，如刪除、添加某邊。而且也可能出現(xiàn)自動創(chuàng)建分型面不能完成的時候，此時還必須通過創(chuàng)建曲面的方法去創(chuàng)建分型面。

　　9.分型面檢測

　　當分型面創(chuàng)建好后，最值得期待的就是將前后模分開了。但是在設(shè)計中，經(jīng)常出現(xiàn)分不開的情況，也就是說分型面創(chuàng)建有問題。此時需要去查找分型面的錯誤。在Inventor Mold里提供了分型診斷的工具，可以檢查其錯誤。如圖12所示，軟件能模擬分型面的拉開狀態(tài)。

　　10.型芯/型腔

　　分型面創(chuàng)建好并且檢測無誤后，便可將毛坯進行分割。這里僅僅是一個分割的執(zhí)行，軟件可以自動判斷分型面、補孔面，如果補孔不全，或者分型面創(chuàng)建有誤，這里的執(zhí)行將出現(xiàn)失敗，結(jié)果如圖13所示。

　　11.加載標準模架

　　如果一直是從事二維軟件模架設(shè)計的人員，可能看到Inventor Mold設(shè)計流程的加載模架，會有些驚訝，這是Inventor Mold中的一大特色，它里面含有很多豐富的標準件庫，如圖14所示。

　　12.創(chuàng)建行位

　　Inventor Mold的行位設(shè)計，可以在分模前進行，也可以在分模后進行。通過采用單獨創(chuàng)建行位的方法，結(jié)果如圖15所示。

　　13.放置滑塊

　　創(chuàng)建完鑲件后，調(diào)用標準的滑塊機構(gòu)，在Inventor Mold中，滑塊機構(gòu)有個標準件庫，如圖16所示。將滑塊機構(gòu)與側(cè)鑲件連接在一起就組成了行位的抽芯機構(gòu)，如圖17所示。

　　14.澆注系統(tǒng)設(shè)計

　　在進行澆注系統(tǒng)設(shè)計之前，先進行澆口位置的分析。應(yīng)用Inventor Mold集成的Mold Flow功能，分析結(jié)果采用云圖的顯示方式，同時，會有個流阻指示器，可查看塑件各個地方的阻力情況，如圖18所示。

　　根據(jù)軟件的分析結(jié)果，就可以設(shè)計澆注系統(tǒng)了，這包括澆注系統(tǒng)的主流道、分流道、冷料井和澆口等。在Inventor Mold 中提供澆注系統(tǒng)各部分的設(shè)計工具，結(jié)果如圖19所示。同時，可加載澆注系統(tǒng)的標準件，如澆口套、定位環(huán)等，如圖20所示。

　　15.頂出系統(tǒng)設(shè)計

　　放置頂針，通常是在二維排位設(shè)計的時候完成，這樣不容易發(fā)現(xiàn)干涉問題，在Inventor Mold中可以利用其標準件庫進行頂出系統(tǒng)的設(shè)計，如圖21所示。

　　16.模流分析

　　Inventor Mold的另一個特色便是能進行模流分析，它集成的Mold Flow功能，現(xiàn)在能做注塑工藝的分析、填充分析和澆口位置分析。模具工藝分析，包括模具溫度、熔體溫度、注射壓力、合模時間和注射時間。填充分析，包括有塑料流體、填充狀況、質(zhì)量預(yù)測、氣穴和熔接痕等，可以查看填充時間。

　　17.工程圖樣設(shè)計

　　當模具設(shè)計好后就必須進行工程圖的設(shè)計了，這個步驟也就是出圖工作。Inventor Mold在進行模具設(shè)計的時候，會自動管理各部分組件，因此其出圖可達到自動的效果，執(zhí)行命令后便列出了所有的組件，如圖23所示。接下來就是不斷完善圖樣，如添加尺寸和標準公差等。

　　18.小結(jié)

　　Inventor Mold基本上是采取自動的方式來提高設(shè)計的效率，從自動補孔、自動分型面、載入三維模架等步驟都可以看出。為了減少設(shè)計的錯誤，添加了很多標準件以滿足在三維軟件里完成所有設(shè)計，如頂針、滑塊、澆口套等，特別是加入了工程師需要分析功能。

　　從流程上來看，這是符合塑料模具發(fā)展方向的。不過，畢竟它是剛剛起步，也存在一些不足之處，如創(chuàng)建曲面的方式少等。工程圖出來后，在線型方面還是需要達到工程圖的效果。 期待有更完善的工具來優(yōu)化塑料模具設(shè)計。