1.1 论文背景及意义

市场竞争的日趋激烈，使得产品的功能日趋多元化，产品的生命周期不断缩短，塑料

产品结构日趋多样化和复杂化，客户对产品质量的要求也越来越高。这在一定程度上决定了
模具设计和注射成型过程的复杂性，有些注射成型问题连有经验的模具设计师和注射工艺
师都很难把握。而传统的注射模设计首先考虑的是模具结构本身的需要，之后考虑的才是注
射制品的需要。例如，常规的注射模设计通常是根据经验确定浇注系统和冷却系统，而不是
根据流动分析来确定，最后在试模过程中通过反复的调整模具的浇注系统和冷却系统参数
来勉强达到产品的质量要求。模具试模周期过长、试模成本过高严重影响了企业的竞争力。因
此，对塑料熔体的注射成型过程的计算机模拟对优化产品结构设计、模具设计以及注射成型
工艺具有非常重要的指导意义

[1][2][3]。

1.2  本论文及相关领域的国内外现状及发展

1.2.1 塑料模功能

分子材料加工领域中，用于塑料制品成形的模具，称为塑料成形模具，简

称塑料模。塑料模优化设计，是当前高分子材料加工领域中的重大课题。

在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模设计对制品质量与产量

就具有决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、浇注与排
气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品尺寸精度和形状精度以
及塑件的物理力学性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的
影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具
有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模具外，一
般说来制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。

现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效率的设备和先进的模具，被誉

为塑料制品成形技术的

“三大支柱”。尤其是塑料模对实现塑件加工工艺要求、塑

件使用要求和塑件外观造型要求起着无可代替的作用。高效全自动化设备，也只
有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与产品更
新均以模具制造和更新为前提。

1.2.2 国内外塑料模现状

我国塑料模的发展极其迅速。塑料模的设计技术、制造技术、

CAD 技术 、

CAPP 技术，以有相当规模的开发和应用。我国在塑料模设计技术上，与发达国
家和地区的差距，参见表

1.1

[5]

。在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格

不全，质量尚不稳定。

表

1.1 塑料模设计技术

II