模具造型设计论文范文

模具造型设计论文范文第1篇

摘 要：模具是工业行业的一个重大组成部分，在悠久的工业历史中占据有非常重要的地位，为模具行业发展到今天，已经不再拘泥于传统的设计制造方式，对于传统的那种设计图纸，制作样模的方式已经不再适应现代模具制造业的发展，因此，模具虚拟设计就由此产生并蓬勃发展，到今天已经成为模具行业不可或缺的组成部分。它可以节约工时，形象展示模具设计效果和使用效果，节约材料等等，那么，什么是虚拟设计。我们在这里对其做一个简单的介绍。

关键词：虚拟设计；模具；proe软件

一、模具发展现状

20世纪以来，我国模具得到了高速发展，它在汽车、电子电器、仪器仪表、通信等产品中得到了非常广泛的应用，在这些行业的产品里面，占了百分之六十到八十的零部件都需要依靠制作模具来进行成形（型）。模具的应用越来越受到人们的重视和关注，而用模具生产出来的产品所具备的精度高、一致性好、复杂程度高、生产率高和损耗低的特点，也是其它的各种制造方法加工出来的产品所不能相比的。

二、虚拟设计简介

虚拟设计技术是多门学科的先进知识所形成的一种综合性的系统技术，而其本质就是以计算机仿真技术做为前提，首先就在产品设计的阶段，通过计算机来模拟出产品开发的全过程以及仿真出加工、使用等过程中对产品设计的影响，用计算机系统来预测产品的性能、计算产品制造所需要的成本、产品的可制造性有多强、产品的可维护性和可拆卸性等等各方面的因素，最终达到提高产品设计的一次成功率。同时，它对于更有效、经济、灵活地组织制造生产过程，使工厂和车间的设计与布局更合理化、有效化非常有利，最终以达到最小化产品的开发周期成本、最优化产品设计质量、最高化生产效率。整体来说，虚拟设计技术是多个“虚拟”的产品开发活动来组合而成的，其过程由“虚拟”的产品开发组织来进行实施，通过分析“虚拟”的产品信息和产品开发过程中的信息来获得对开发的“虚拟产品”的开发时间、开发成本、和开发质量以及风险等方面的评估，从而最终作出开发“虚拟产品”的相关系统和综合的建议。

三、现代模具的设计

对于传统的模具生产，制造周期长，生产成本高，质量不能得到保证。而现代的模具CAD/CAE/CAM技术将传统的模具生产方式进行了改革，可以非常显著的缩短模具设计与制造的周期，将生产成本降低，并大大的提高产品的质量。

在整个设计过程中，我们可以通过系统来进行图纸的各项编辑。利用三维设计软件将模具的各个零部件设计完成，并通过三维的虚拟空间来将其显示出来。再检查制作好的模型设计是否正确，有没有需要进行优化处理地方。之后，我们还可以借助各种软件的系统功能来对模型进行强度、模温、塑料流动状态、成型效果等方面的模拟测试。通过测试结果，针对发现的问题和缺陷再来对设计进行重新修改和设计。

四、虚拟设计在模具行业中的地位

在传统的模具生产过程中，人们需要经过设计图纸，按图设计工艺，再人工加工出模具制件，按图装配，最后再通过制作的模具试制产品，最终检测产品的各项性能是否符合要求。这种传统的设计制作方法耗时、耗材、效率低下，成本高，且制作周期长。在计算机技术得到高速发展的今天，这种落后的方式已经得到了完全的改善，人们利用计算机系统进行模具的图纸绘制，再依据图纸进行产品的虚拟建模，再虚拟装配，最后，还可以根据做好的虚拟模具来制作虚拟产品，在这个过程中，通过CAD/CAM/CAE技术得到各组相关数据，再根据这些数据来进行虚拟空间的修改，甚至还可以通过计算机系统进行虚拟加工的过程中来设计安排加工工艺过程。

虚拟设计能够减少模具设计制作的人工，材料耗费，缩短研制周期，节约材料，且大大降低成本，提高技术含量，已经在当今世界的模具行业中占据了非常重要的地位，其重要的位置是不可动摇的

五、常用虚拟设计工具

在社会的各个行业，虚拟设计都得到了广泛的应用。他们涵盖了社会的机械、电子、建筑、工艺、生活、医药等等各个行业。这里简单介绍几个常用的。

如：电子方面的有做电路设计的Protel以及西门子的仿真软件S7-200 microwin软件。

而建筑方面就更多了，如基本设计软件autoCAD，天正建筑CAD，以及更深一步的装饰、渲染等等效果的3dmax，photoshop，等软件，还有仿真力学使用的ansys等软件。其他还包括一些专业应用的建筑方面软件，如百科幕墙BKCADPM2004集成系统FOR R14，铝合金门窗设计系统XF，等。

而在机械、电子等方面，则包含了常用的二维三维软件，动画仿真软件以及虚拟仿真软件。如2维的平面软件就包括常用的autocad 以及其他一些国内的二次开发cad：清华天河、中望、开目等等。而3维软件则包括Pro/E ，solidworks，ug，catia等。特别是其中的UG和Pro/E在不管在机械还是电子类的产品中应用都是比较多的，比如苹果的产品，一般都用UG来进行设计的。而Catia这个软件现在主要应用在航空领域，比如飞机的设计. 而针对仿真分析软件，ANSYS同样是一个不错的选择。而如果是使用在SolidWorks的基础上的话，又有COSMOSWORKS软件可以进行力学，热，运动学等的分析。

六、CAD/CAE/CAM软件在模具行业中的虚拟应用

pro/e这个软件在全世界是最普及的3D CAD/CAM系统.它被广泛的应用在电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、家电、玩具等各种行业.整体上来说，PRO/E软件是一个全方面的三维产品开发软件，在这个软件中，它整合了包括零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、板金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、应力分析、产品数据库管理等功能于一体的各个强大功能。在模具虚拟设计中，它包括模具设计的各个流程、如模具建模、分型面设计、模具体积快设计，成型件结构设计，侧抽机构设计，浇道系统设计、拆模技巧、开模模拟、以及吹塑模、压铸模、冲压模等模具的设计。最后还可以进行模具设计之后的虚拟预处理，以避免分模失败和增加可模塑性。

同时，还有很多CAD/CAE/CAM也可以达到同样的目的。具体选用什么软件，则看实际的情况进行选用则可以了。

作者简介：

陈楠，女，（1982～），讲师，工学硕士，机械方向。

模具造型设计论文范文第2篇

摘要：对于脱扣板级进模具的设计分析研究，其主要目的在于了解脱扣板级进模具的加工设计分析以及相关零部件的分析，为日后提高脱扣板级进模具的设计水平提供宝贵建议。随着社会经济文化的不断进步与繁荣，科学技术的迅猛发展，各种建筑工艺以及相应的技术都取得了良好的发展。本篇文章主要对脱扣板级进模具的加工工艺进行概括，同时对脱扣板级进模具的冲裁设计进行分析，最后对脱扣板级进模具的零部件设计进行研究。

关键词：级进模具；设计分析；加工工艺

前言

随着社会经济文化的不断进步与科学技术的迅猛发展，在信息化网络时代的新形势下，脱扣板级进模具也在社会各领域中得到广泛的应用，并逐渐在建筑工艺中占有十分重要的地位。本次研究设计的主要零部件为脱扣板级进模具，选该模具的主要原因在于其材料的刚厚度能够在一定程度上保证制件的刚度和厚度，同时此模具的外形比较简单，能够在使用过后合理对样本编排样式，减少废料的污染。脱扣板级进模具在冲裁件加工工艺方面的应用具有较高的弹性，本文对于脱扣板级进模具的设计分析研究具有重要现实意义。

1脱扣板级进模具的加工工艺分析

脱扣板级进模具的加工工艺分析主要是对冲裁件的工艺进行分析，从冲压工艺理论方面的分析，对其工艺的合理性进行衡量。在模具的加工工件以及冲裁件的工艺满足相应的要求时，其工件能够在最为便捷和最为经济的前提下被制作出来，则能够在一定程度上说明该模具的冲压性能和加工工艺较为良好，若相反，则说明其冲压性和加工工艺相对较差。在脱扣板级进模具的加工工艺分析过程中，工艺性能的好坏并非是绝对的，其工艺性能的好坏，直接受到模具工厂冲压技术以及相应设备的影响，通过对脱扣板制件的探讨和分析，可知该制件适用于冲裁加工；而同时虽然级进模具的结构相对较复杂，但是该模具有自动出件的装置，因此在综合考虑下，最终明确采用脱扣板级进模具工艺方案[1]。

2脱扣板级进模具的冲裁设计分析

对于脱扣板制件而言，主要的工艺制作问题体现在浮料装置的设计方面以及弯曲工序的设计和选择方面。通过对脱扣板级进模具的冲裁设计进行分析，在冲裁设计过程中，通常情况下应先冲脱扣板的孔后弯曲，而由于实际的脱扣板制件厚度和刚度较强，致使其孔的周围边距较小，因此在冲裁的过程中便需要充外形后冲孔，由此以避免其孔发生变形和扭曲等现象；同时对脱扣板的冲位应设置在冲裁工序进行之前，若将脱扣板的冲位设置在相应工序之后，则会引起脱扣板制件的变形，从而导致制件与工艺制件产生误差[2]。

3脱扣板级进模具的零部件设计分析

3.1脱扣板级进模具中模柄的设计分析

脱扣板级进模具在模柄设计过程中有其独特的设计优势，通常情况下脱扣板级进模具的模柄就是模具的安装柄，主要应用于脱扣板级进模具在冲裁床上的装卡。一般所设计的模具柄多用于小型的脱扣板级进模具，而对于相对较大的脱扣板级进模具由于受重力等原因无法保障点卡的精度，因此设计大型的脱扣板级进模具模柄需要在其周边设计卡点，以方便其均匀受力。在现代化社会中比较常用的脱扣板级进模具模柄有浮动式模柄、压入式模柄以及旋入式模柄等，根据对脱扣板级进模具与模柄的样式进行比较后发现，压入式模柄比较适合脱扣板级进模具的工艺要求[3]。

3.2脱扣板级进模具的构架和导向设计分析

脱扣板级进模具的构架主要是上脱扣板级进模座、下脱扣板级进模座、相应的模柄以及导向装置构成，对于脱扣板级进模具模架的要求主要包含其一是脱扣板用具有足够的厚度与强度，其二是脱扣板应具有相应的精准度，其三是脱扣板级进模具的上下模之间导向必须精准。脱扣板级进模具的导向装置在模具工艺构造中具有十分重要的作用，通过脱扣板级进模具的导向装置，能够脱扣板级进模具上下模在运动中围绕相同的方向运动，从而使其在运动中达到相对精密冲压的目的。

4结语

脱扣板级进模具以其良好的塑性和较高弹性的特点在冲裁件加工工艺方面具有十分重要的作用，并在建筑工艺领域方面占有十分重要的地位。本文对于脱扣板级进模具的设计分析，首先主要对脱扣板级进模具的加工工艺进行阐述，同时从脱扣板级进模具的工位设计对其冲裁设计进行分析，最后从脱扣板级进模具中模柄的设计分析和脱扣板级进模具的构架和导向设计分析对脱扣板级进模具的零部件设计进行研究，并具有实际参考价值。

参考文献：

[1]王培剑，焦国昌，徐凯宏.塑料异型材挤出模具设计分析[J].机电产品开发与创新，2011，05（01）:56-58.

[2]姜雪燕，王衍凤，康立业，等.盒盖零件冲压方案分析及冲压模具设计[J].煤矿机械，2011，02（08）:110-112.

[3]方军，龚燕萍，魏斯亮，等.基于Pro/E塑料顾问分析的塑料盒盖注射模具设计[J].华东交通大学学报，2013，03（01）:87-90.

模具造型设计论文范文第3篇

摘要：针对本公司生产的模具1025-02，简介了其结构特点，分析了该模具出现问题的根源，并采取了可行的改进方案，最终使模具调试成功。

关键词：美国原设计结构；侧向力；支撑块

文献标识码：A

1模具基本信息

1025—02是2008年我公司生产的模具。使用厂家：美国通用公司；模具名称：多工位模具；自动上料退料.制件名称：前梁上/下片；料厚：2.2mm；冲裁间隙：0.22m。该系列模具共分四序，出问题的是前梁上片，第二序。

2简介模具结构特点

冲裁工艺的基本运动是压料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，压料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。压料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。

此套模具结构比较复杂。它是8个工位，上、下片各用4个工位。其间都是斜楔修边，结构相当紧凑，修理、拆装几乎是牵一发动全身，改造空间几乎没有。由于制件板料太厚，冲裁力很大，还是侧修边，侧向力很大。

斜楔修边就是模具凸模刃凸模刃口和凹模刃口与冲床运动方向成90度。当模具工作时，上底板下行一段距离后，压料板压住制件，上模的驱动块把下底板上的斜楔块驱动，最终使修边的凹模镶块水平移动，与凸模刃口进行冲裁。这时下

底板的反侧块就将侧向力传到上底板的反侧块上，达到抵消力的作用。

2.1斜楔修边正常工作的基本条件

（1）斜楔滑块导向平稳，间隙在0.05mm。

（2）斜楔滑块下边的导板分布要尽量靠近最终工作位置。

（3）凸模刃口与凹模刃口间隙是0.22mm。

（4）所有镶块与固定板上的销子间隙合理。

（5）为了减少所有镶块的位移，必须要有键，并且它们间隙必须是0.1mm。

（6）凸模本体刚性必须要好。

2.2出现问题

此套模具试冲时，第1序成型；第2序修左边；制件在间隙合理的情况下，理应顺利取下。但现在制件的边就像翻边一样，包在凸模刃口上，得连別带撬花上一小时才能拿下来，造成模具不能正常工作。当时美国专家都在，一汽模具公司制造的模具，使用时不是自动的而是完全手动的。我们很尴尬。

2.3原因分析，更改经过

2.3.1查找原因

（1）们首先按照通常惯例，检查斜楔滑块导向是否平稳。用塞尺检查斜楔滑块两侧的L形导滑原件间隙良好，完全保证在0.05mm间隙范围里。斜楔滑块的结构。斜楔滑块的结构设计除应保证行程关系外，为使斜楔滑块工作可靠，应设置复位机构，一般采用弹簧，有时也用气缸等装置。此外，还应设置后挡块均衡侧向力和进行滑块后退限位，大型模具上也可把后挡块与模座铸成一体。

（2）凹模装配是否有误，只有经过检验。过模具结构太紧凑，检验一次工作部分间隙就得半天。把斜契回程氮气缸撤下之后，人工把斜契推进凸模，用塞尺检查间隙都在020mm左右，证实合理范围。确定满足斜楔正常工作基本条件的第三条。起初我们分析不到问题根本原因，就只能想到从间隙上想办法，尽量减小到0.05mm左右。试试看能否补偿变形量。结果是镶块又烧焊又加垫，但这一切只是实验，由于镶块是合金钢，将来必须重新更换，可试冲结果凸模还包件。第一次实验失败。

（3）检查凹模镶块，发现镶块下边有2.5mm的间隙，我们就加了2.5mm的垫，试冲结果照样凸模包件。第二次实验失败。

（4）现在实行的是无图纸的技术文件。通过电脑，就可以观察斜楔滑块下边的导板分布是否靠近最终工作位置。确定满足斜楔正常工作基本条件的第二条，这样尽可能的减少由于凹模在工作位置下方悬空，下边又没有支撑块，造成冲裁间隙变大。

以上更改完善工作，前后一共十多次，基本都是完善机加和装配对模具工作零件的稳定性的影响，没有任何本质改善。最终分析只有一个原因，那就是凸模本体刚性是否能满足冲裁要求，因为原设计有反侧块，他的作用就是抵消凸模的侧向力，从这个思路往下走只有两个方向，一个是减少冲裁力，一个就是提高凸模本体的刚性。

（5）冲裁力把凹模镶块增加波浪，试冲结果还是不行尽量减小侧向力由于侧向力是与冲裁力成正比的，因此，可以通过适当增大冲裁间隙或采用斜刃口等方法减小冲裁力，进而达到减小侧向力的目的。

（6）制造的凸模本体，由原来的铸铁改成现在的铸钢，这项更改周期最长，最麻烦。试冲结果也是失败。

事已至此，在场的包括美方专家，我公司现场工程师，项目经理，设计员好几个人，都呆在那里束手无策。交模的时间已经不多了，大家都很着急。

2.3.2根本原因

到底是什么原因呢？我就分析，此模具虽说有抵抗侧向力的反侧块，但是它是不是不能起到原有的作用呢？我仔细观察在前一序成形以后，制件侧壁高度30mm，而反侧区域与凸模之间有一段空开，深度50mm左右。这个空开是为了躲避制件的，这样比制件还深20 mm的空开是极无意义，势必造成凸模刚性受损。下底板的反侧块，就不能将侧向力传到上底板的反侧块上，达到抵消力的作用。在所有非封闭冲裁过程中，模具都有侧向力产生。即使是封闭冲裁，由冲裁间隙、材料内部组织存在不均等问题，也会使凸模受力不均而产生侧向力。

2.4改进方案

（1）将斜楔滑块与凸模本体加装导柱导套，以此减小凸模本体变形的可能。

（2）在空开处加上支撑块，这样作用在凸模本体上的侧向力，就会被传导道上底板上。并被彻底抵消。

第1个方案不可行理由是：模具修理拆装原来就麻烦，要是改了就更烦琐了。所有镶块的螺钉，销钉太多了，密密麻麻的，根本没有加导柱导套的地方。制造周期也很长。此方案不能考虑。

我认为第2个方案可行，理由：（1）改动量降至最低，成本也就最低，周期也短。（2）模具工作时凸模所受到的强大的侧向力，会被新增加的支撑块抵消的，从而使斜楔与本体一直保持相对位置稳定。最终保证了冲裁间隙0.22mm。

2.5用事实与美国专家沟通

现在终于找到根本原因了，看来美国通用公司原设计结构存在一定问题。因为这个项目是美国通用公司自己的设计草稿和意图，一汽模具制造公司设计员才作的图，并且图纸是双方汇签过的。我们对模具的任何修改都得经过美方的同意，我们无权私下改动。于是我就把这个情况反映给当时负责的监制人——美国通用公司专家，但他的第一反应就是对我的分析持怀疑态度。在他眼里这样小的空开不至于影响到凸模刚性，这简直是不能理解的。所以态度非常强硬，坚决表示原设计结构绝对不可能存在问题。并再次要求我们仔细查找模具制造、装配或其他原因。我就跟他说：“在这之前我们按照您的意见已经做了大量工作，可没有进展，现在已经走到死角，不妨按我的想法试试。”于是我就把第二个方案跟美方专家讲了，还把有空档的地方临时加了两个小铁块。试冲结果很好。他们一看就明白了，当即就决定了采用此方案。至此一直困扰我们的问题终于解决了。

2.6最终模具调试成功

经过3天时间，改进了模具结构。一个原本不能正常生产的模具一次试模成功，达到了合格模具的要求。如期完成模具制造工作。

3结论

设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需要的.直接影响到冲压件的品质，凸模强度较弱的情况下，很小的侧向力都可能使凸模弯曲或折断。因此，在模具设计中应充分考虑可能产生的侧向力，采取必要的结构或方法加以减小或消除。不管问题产生的原因多细小，多不可思议。都要坚持科学分析、调查论证，以实事求是的态度解决问题。

参考文献

[1]中国机床工具工业协会 行业发展部.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场，2001，（3）：1820.

模具造型设计论文范文第4篇

摘 要： 我国现代塑料模工业在注塑模具设计制造技术、成型工艺、成型材料及行业标准方面都取得巨大发展，注塑模具制造趋势逐年上升，塑料模具工业主要发展方向适应国情实际需求，注塑模具应用创新技术，推广热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。

关键词： 注塑模具；注塑成型；模具设计制造

我国现代塑料模工业工程从起步到现在历经半个世纪，目前已有巨大发展，模具水平有质的飞跃和提高，在大型模具方面已经能生产大尺寸电视塑胶壳注射模具、6.5公斤超大容量洗衣机整套塑料模具和汽车整体中控台各类仪器仪表等塑模模具；精密塑料模具方面，也能生产密集型腔小模具、精密微模具，例如数码相机塑件、小模数齿轮塑件和塑封模。最主要应用了最新的齿轮设计软件，纠正了由于微成型收缩造成的齿形精度误差，在标准渐开线齿形要求下达到了标准，同时生产出厚度仅为0.08mm的双腔同模航空杯模具及高难度挤出模塑料件门窗。其应用新技术使得注塑模具型腔制造精度可达0.02mm，表面粗糙度Ra0.2μm，使得模具质量和寿命明显延长，淬火钢模使用次数达到1000万次，非淬火钢模达到30万次，与世界同类模具逐步接近。

注塑模具成型工艺方面，多材质塑料PVC成型模、镶件互换结构和抽芯脱模机构及高效多色注射模不断创新不断发展。气体辅助注射成型技术趋于成熟广泛使用，运用气体辅助注射成型技术与气体辅助注射成型软件C-MOLD在电视机外壳及厚壁零件的模具上，获得优良效果。

注塑模具制造技术方面，在Catia、UG、ProE、CAM工程软件的应用水平上达到了空前程度，民用家用电器产品制造为代表经过几年长足发展，在企业与高校陆续引进了法国达索公司的Catia、美国EDS的UG工程软件、美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer、以色列的Cimatron、美国CV公司的CADS5、英国Deltacan公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、美国AC-Tech公司的C-mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件。外国模具工程设计软件和系统的引进在短时间内是我国模具行业实现了CAD/CAM集成，并能支持CAE技术对成型过程例如充模和冷凝等的计算机有限元模拟分析，取得化技术为经济的实体效益，进一步促进和推动我国模具CAD/CAM集成技术发展。近段时间，我国自主研发注射塑料模具CAD/CAM系统具有质的飞跃，主要有华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统、北京航空航天大学华政软件工程研究所开发的CAXA系统，自主研发软件具有适应国内模具实际情况、应用于微机、采购价格低的符合我国实际的特点，为进一步普及模具先进设计技术创造了良好的软环境。

注塑模具成型材料及标准方面，国内已广泛应用新材料塑料模具钢：P20、PMS、SMⅠ、SMⅡ、3Cr2Mo等，对模具质量和模具使用寿命产生直接的重大影响，但总体使用量仍处中等。塑料模具标准模架、标准推杆、标准弹簧等，符合国家ISO标准正在越来越广泛的得到应用，热流道系统已经可以国产标准化商品化元件，但本土模具标准化程度和商品化程度与欧美先进工业国家相对比仍有30％差距。

注塑模具制造趋势及市场占据模具市场总体50％以上，趋势逐渐平稳向上。塑料注射模具的发展在未来模具市场中将远高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业领域不断拓宽，会对塑料模具提出越来越高、越来越复杂的要求。精密、超大型、复杂、长寿命、超高使用频率的塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时从减少进口依赖、提高本土化角度出发，高档模具在国内市场份额会逐步提升。建筑业的迅猛发展使异型材挤出模具、塑料管材模具、塑料管接头模具成为模具市场新增经济点；汽车产量提高、轮胎制造业的高要求使得子午线橡胶轮胎模具需求剧增；特别是活络模具将高速发展；在汽车制造业用塑料模具代替金属模具、木料模具有了巨大的舞台；民生家用电器行业如电冰箱、微波炉、空调等零配件更是塑料模具的巨大市场；而塑料模具在通讯和微电子行业，如手机、随身易携通信网络产品、笔记本电脑等都具有无限的市场。

塑料模具工业主要发展方向应根据国情实际需求。面对塑料模成型的制件精度要求越来越高、制件大型化和复杂化以及高生产率要求一模多腔，首先要提高精密、复杂、超大型、长使用寿命、超高使用频率的模具设计制造产量；其次，在塑料模具设计制造中应用先进共性技术CAM/CAE，由早期模具CAD/CAM集成系统升级为网络CAD/CAM/CAE一体化系统结构，可解决传统混合型系统无法解决的实际生产过程中分工协作要求的高难度问题，采用云概念增加网络CAD/CAM/CAE智能化程度，在全国高等院校和模具相关企业普及塑料制件及模具的分析和3D设计与成型过程。同时开发新的塑料成型工艺和经济快速的模具。以适应我国现有市场多品种、少批量的生产方式。

注塑模具设计制造应用创新技术，推广热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。热流道技术可提高制件的生产率与质量，并节省塑料制件原材料、节约能源，发展热流道技术关键是制定热流道元件行业标准，生产高质量低价格的元器件，推动热流道技术长足发展；气体辅助注射成型技术应用于较复杂的大型制件、模具设计和控制难度较高的制件，需要更多的工艺参数确定和控制，在汽车与民用家电行业广泛应用，应积极开发气体辅助注射成型气动分析软件。同时为保证塑料制件精度要发展高压注射成型工艺与模具及注射压缩成型工艺与模具。

注射模及塑料膜标准化水平与标准件使用率需不断提高。为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件必须强制推广，制定国家行业标准，严格控制生产符合标准，逐步形成规模化生产，提高商品化程度，提高标准件质量、减低制造成本，逐步丰富标准件品种与规格。应用优质模具材料和先进表面处理技术来延长模具寿命；研究应用模具逆向工程技术，实现CAD/CAM模具三坐标测量与扫描仪逆向工程，不断改良完善、创新塑料模具行业，提高注塑模具行业发展。

参考文献：

[1]付宏生，《塑料成型模具》，北京：化学工业出版社，2006.

[2]陈志刚，《塑料模具设计》，北京：机械工业出版社，2009.

[3]刘朝福，《塑料模具设计》，北京：清华大学出版社，2010.

模具造型设计论文范文第5篇

摘要：利用热流道技术，可以实现大型隔膜零件的高效生产及实现高成品率，将隔膜片原来使用压缩模具改变为注塑模具。文章对高压隔膜片注塑模具进行了介绍，并以注塑模具的基本型设计和结构设计为主要内容，对隔膜注塑模具设计中可能出现的问题提出了相应的措施，提高了隔膜片生产制造设备的整体效率及成品率。

关键词：高压隔膜片；注塑模具；隔膜模具；模具设计；生产制造设备 文献标识码：A

隨着社会经济的快速发展，环保科技的发展对于高压压滤机膜片的使用量和需求量越来越大，在这种情况下，普通采用压缩模具的生产膜片的方法，已经不能满足市场的需求，故如何提高产量、优化和创新隔膜片生产成为关键，提高隔膜片产量成为我司及同行的发展重点。本文主要对能够提高隔膜片生产量和高压隔膜片质量的注塑模具设计进行简要的分析。

1 高压隔膜片注塑模具基本概型设计

隔膜属于薄壁浅腔或者是片状零件，所需要的锁模力和成型面积都很大，但最后的开模行程、注塑量和容模厚度却需要的很少，甚至经常不到设备总行程的20%，例如一件隔膜片直径1200mm其厚度只用25mm，其所要的脫模行程是很短的。隔膜片模具设计时，必须考虑采用热流道以及多个浇口布置，使得入料均衡。分型面必须设计在背面平整的位置。采用单层型腔模具设计，若条件允许也可采用双层型腔模具那样在相同设备、压力条件下效率提高1倍。

2 高压隔膜片注塑模具结构设计

通过以上分析了解到，腔隔膜片注塑模具设计中需要严格遵循相关原则，并根据隔膜片产品的实际要求来制定相应的注塑模具设计方案以及注塑方案，才能保证隔膜片生产的合理性，因此首要考虑隔膜片产品的结构特点进而去思考注塑模具的结构设计，以下主要从几方结构设计展开分析：产品特点分析、浇注系统、冷却系统等，每一项技术是否合理是直接影响到隔膜片注塑件的质量，具体分析研究如下。

2.1 产品特点分析

产品外形如图1和图2所示：

通过三维建模，分析该零件重量10kg，面积大，且结构有一定的复杂性，沟槽多，厚度不均性大，对平面度要求极高，表面粗糙度要求高。故而在模具设计时对于收缩率控制严格，应该在模具设计时考虑收缩对精度的影响，特别在冷却和保温系统做到均匀收缩。

2.2 浇注系统

普通注塑模具的浇注系统在运行时，不仅需要对模具进行浇口流道分布等设计，而且对设计人员设计经验要求高，在运行投产时更需要大量的脱流道凝料，故而本设计采用开放式热流道的浇注系统，不仅节约了大量的脱流道凝料，还大大提高产品的稳定性、成品率，确保模具高效运作，为我司节省大笔资金。除此开放式热流道之外还考虑了针阀式热流道，虽然针阀式在此产品应用上有更好的效果，但是考虑到后者价格贵是前者价格的5倍，综合产品生产的经济性，最终选定前者作为本模具的浇注系统。

根据产品特点浇口成星型布置，使得产品融合好，收缩时能够很好的补料，在喷嘴的选择上考虑内热式和外热式两种喷嘴，最终选择外热式，这种对压降损失小，特别是注塑后期补压时能够较好地进行补压。

注意，外热式喷嘴的喷嘴运作效果会受到外界因素的干扰，一旦被干扰，便会出现浇注不顺利的问题，进而出现众多制件的残废品，有甚者出现浇注系统损坏的情况，造成原料的浪费。因此，在模具浇注系统运作和制件成型时，都要确保热喷嘴处于半绝热的状态，避免受到外界的干扰和影响，确保浇注系统的注塑顺利。

2.3 冷却系统

高压隔膜片注塑模具设计需要考虑到冷却系统设计，冷却系统设计得是否合理直接影响到隔膜片的生产效益，甚至会影响到生产机械的散热而引发故障等，因此在高压隔膜片注塑模具设计的过程中，必须要注重冷却系统的设计。在设计完浇注系统后，便是隔膜片模具成型冷却系统的设计。一般的单层中小型注塑模具或原来生产隔膜的压缩模具并不需要特别的冷却系统，因此多采用自然冷却。但是，此零件较为大型且薄厚严重分布不均，且根据该产品结构所设计出来的注塑模具所具有特点是模具板面多、板厚、冷却效果差，所以在该模具的型芯和型腔板等多处位置都设计了冷却回路，不仅确保了模具的均匀冷却，还提高了冷却系统运作的

效率。

此外，在冷却回路的设计中，先是在型芯上开设环形冷却沟槽，为避免液体露出，沟槽间还要设置环形密封圈，让冷却水从冷却回路中最内圈的沟槽缓慢通入，最后从最外圈流出，而在底型芯上设计螺旋形循环水道；为方便生产加工制作多以直通式的冷却水道，但要注意水道要有一定宽度，若是水道宽度过窄，不仅会影响冷水在整体冷却回路中的水流速度，还会由于制件温度过高而造成水道内蒸汽过满、压力过大，进而影响机械设备的运作。

2.4 脱模机构和分型机构的设计

脱模机构和顺序分型机构是高压的隔膜片注塑模具设计中机械联合性动作较强的部分，面积大，在脱模时需要使得产品受力均匀的脱出，否则在产品脱出时将会损坏产品的密封面以及产品外观，此机构也是决定隔膜片最后成型的关键。

（1）脱模机构，为了塑件脱模和简化模具结构，所以将公模跟产品接触的是一个平面，那么首先需要将产品留在公模上面，然后采用平行的多组顶杆将产品顶出；（2）分型面的设计是至关重要的，本着分型面应尽可能选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边易于消除或修整的原则，此产品的分型面放在平面处，分型面的排气至关重要，设置多组排气，并且将排气位置设计在料的终端，否则如此大的零件又在快速注塑的条件下，排气不畅通势必会造成废品，轻则影响产品各个方面的质量。

2.5 模具总装图

模具总装图如下：

3 高压隔膜片注塑模具的工作流程设计

简单的说，工作流程就是高压隔膜片注塑模具的注塑生产工艺，由于产品形状、结构的不同，因此工作流程也有着一定的差异，而且高压隔膜片注塑模具生产方式与其他隔膜片模具生产方式也有着很大的差异，因此，需要结合高压隔膜片注塑模具的具体施工条件以及施工要求进行工作流程的设计。

3.1 模具工作流程

依据上文高压的隔膜片注塑模具的结构设计，下面将模具的工作流程设计分为两部分：（1）第一步，包括浇注系统和冷却系统两部分，首先是启动冷却系统，引入冷水从型芯、型腔板二个位置的内部水道进入，充满直到螺旋式循环冷却回路都有冷水流动为止；等待冷水充满冷却回路后，启动浇注系统，外热式噴嘴调制半绝热状态，进行初期的制件浇制，并运向冷却回路，使得初期制件基本成型，注塑完毕后进行一定时间的保压；（2）第二步。在第一步完成制件的成型，第二步是制件的“出模”。模具开启，靠分型机构的作用，使得模具先拉出零件将零件留在动模上进行有效分型，等待达到预定距离后，注射机顶杆顶动出板，进而将隔膜顶离型芯，几十个均匀分布的顶出杆顶出，使得制品脱离型芯，至此，制件的完成品被完全脱离。

3.2 工作流程设计中应注意的问题

（1）浇注系统。在高压注塑模具中，浇注系统运用的是外热式喷嘴，且结合热流道技术的结构特点，使得使用外热式喷嘴时，不仅要考虑外热式喷嘴运行的半绝热状态，还要考虑热流道的温度控制，这也是热流道技术运用的难点之一，是工作流程设计最应当注意的问题。对物料配方确定后经过反复试模记录下最好的控制温度，模具选用闭环控制的热流道系统，此外，若改变了制件的物料配方，还要根据制件的塑料性能、成型温度和制品要求，重新设定适合的温控数值和精度。（2）冷却系统。冷却系统是一个承接系统，其不仅决定着浇注系统最后的成品，还影响着后续脱模机构及顺序分型机构是否能够继续运作。然而，冷却系统很容易受到外界和内部的影响和干扰。例如：冷却系统需要大量的冷水，一般厂家会选择循环水系统，然而一旦循环系统出现阻塞等现象，冷水供应不足，便会造成初品冷却失败，有甚者，冷却水管开裂，则如何确保冷却系统的冷水回路正常流通应当成为在模具设计中重点关注的问题。

4 结语

高压的隔膜片注塑模具和现有的压缩模具相比，产品生产效率提高了一倍，在资源有限的情况下，能够直接降低公司制件的生产成本，滿足节能减排的发展要求。并且，注塑件比压缩件产品致密度更高，大大提高了制件的寿命，真正地做到了节约投资、科技环保和提高生产效率，增强了商家的经济实力，实现了真正服务于客户，促进了国民经济的进一步发展。

参考文献

[1] 俞芙芳.塑料成形工艺与模具设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2007.

[2] 彭满华，刘斌，邹仕放.叠层式注塑模具设计与应用现状分析[J].塑料科技，2009，（11）.

[3] 王振保，李辉，方少明.叠层式注塑模具的研究[J].橡塑技术与装备，2006，（1）.

[4] 郭幼丹，吴春笃，程晓农.超薄塑料隔膜片注塑模具设计与注塑过程控制[J].包装与食品机械，2011，（4）.

（责任编辑：黄银芳）

模具造型设计论文范文第6篇

摘 要：UG一些常用的特征在模具设计中有独特的效果，灵活应用UG拔模、拔模体、边倒圆、面倒圆特征在模具设计尤为重要。模具采用WAVE全方位关联起来，全参数设计流程，这样模具设计可避免出错，为后期模具修理通过方便。

关键词：常用的特征；拔模体、边倒圆、面倒圆；全参数化； WAVE关联

1引言

随着CAD 技术的发展和应用，现代模具设计的效率和精度都有了极大的提高。UG软件以其优异的CAD和CAM功能在模具设计制造领域占有一定的份额，UG一些常用的特征在模具设计中有独特的效果，本文将以某汽车转向泵为例，探讨UG/CAD常用特征在汽车转向泵模具设计中的应用。

2设计流程

转向泵模具设计中应用的UG命令特征主要有草图、拉伸、旋转、凸台、偏置面、管道、拔模、拔模体、边倒圆、面倒圆等，草图、拉伸、旋转、凸台、管道、偏置面特征机械零件三维设计经常用到，拔模、拔模体、边倒圆、面倒圆特征则在模具设计大量使用。汽车助力转向泵流量特性要求连续平滑、走向正常，铸件流量阀槽尺寸精度±0.2mm，再加外观要求圆滑美观，灵活应用UG拔模、拔模体、边倒圆、面倒圆特征能达到上述效果。

3模具设计

模具CAD/CAM一体化都是基于零件的三维模型，而厂家提供的零件图都是二维的，这就需要对零件进行三维设计。图1-1是轿车转向泵的零件图。

从图1可以看出泵体的分型面应该阀孔和泵体中心连线平面，由于汽车转向泵泵体结构特殊性，分型面基本上都如图所示，因此泵体进出油口通常为马蹄状（与出模方向一致），下面具体探讨一下设计过程。

分型面确定以后模具基准面随即确定，从图2部件导航器可以浏览模样设计全过程。由于转向泵基体属于回转体，主要运用拉伸、旋转，管道，求和等命令，建模过程不太复杂我们在这里就不具体阐述了，现就模样设计一些细节阐述一下：

（1）管道命令特征应用：转向泵进出油口轴线是一条三维空间线，我们可以提高拉伸、旋转等命令特征来完成建模，但过程比较麻烦，需要建立空间基准面，对于初学UG设计者来说难度有点大，用管道特征就比较简单，我们只需要平移基准面，然后草图画一条角度线，最后用管道命令特征生成油口形状。

（2）拔模体、偏置命令特征应用：通过管道形成的进出油口下半部分不能脱模，可以设计活块，但不利于批量造型。转向泵进出油口形状与厂家发动机连接位置比较远，形状无干涉，可以把油口下半部分向分型面拉伸，然后把两半圆面径向部分连起来，最后拔模，设计过程比较复杂。应用拔模体可以巧妙地一次性完成（油口成马蹄状），但油口端面经过加工后出现不规则扁圆，为了弥补这一不足，在油口拔模前长度缩短2.5mm～3mm（加工量），然后拔模后偏置2.5mm～3mm，加工后油口呈圆状。

（3）拔模体、边倒圆命令特征应用：为了保证上下模样分型面形状高度吻合，转向泵模样采用拔模体特征完成拔模角设计。如果上下模样有高度差，会出现错边，可用偏置来对齐。模样拔模后铸造圆角通过边倒圆命特征完成。边倒圆不能盲目应用，讲究先后顺序，独立特征体单独倒圆角，尽可能把泵体轴向或径向圆角一次性倒完，这样可以减少边倒圆命特征，达到事半功倍的效果。

（4）模板设计：模样设计完成后通过修剪体命令把模样分为上、下模样。模板分上下模板，上模板由上模样、上底板、浇冒口、直浇道、横浇道以及气针等部件组成，下模板由下模样、下底板、浇口座、内浇道、冒口座等部件组成。如图3所示除上、下模样，其它部件可以标准化，预先设计好，通过装配形成部件。此外为了存放个别散落的砂粒，大大加快下芯速度设计集砂槽R2；为了防止掉砂缺陷，设计防压环5X1mm；为了合箱后把砂芯压紧，避免液体金属沿间隙进入芯头，堵塞通气道，在芯头端设计压环，同时要考虑铸件的凝固收缩率、拔模斜度、铸件的浇注位置。

4芯盒设计

芯盒的结构可以根据砂芯的结构按一般的模具设计方法来确定，转向泵芯盒阀孔油道要求光滑，尺寸公差±0.2mm，芯盒的结构设计不考虑砂芯成型时的收缩，如图4所示为提高生产效率，综合考虑射砂机、模具的芯盒采用顶杆和减重装置。芯盒设计注意以下几点：

（1）创建分型线应选择产品最大轮廓，有利于脱模，转向泵芯盒也采取整体设计最后分型，应用拔模体和偏置命令使上下型吻合。

（2）射砂口应选择在芯头处或是砂芯的大端，以確保砂流畅通地进入芯盒而不产生涡流，转向泵在阀孔芯头处增加了辅助射砂口，同时增加了排气钉。

（3）为了节省砂子，同时保证覆膜砂强度，芯盒增加了减重块。

（4）本文采用德国进口射芯机，射砂、抽芯、顶芯数控系统控制，所以增加了顶杆装置，效率大大提高。

5参数化设计

为了后续修改方便，所有的特征都按照全参数化设计的特点来设计，甚至是一些标准特征如圆孔、圆台等也尽可能采用SKETCH 生成各个截面，通过拉伸或扫描形成。在完成了模具的三维参数化设计后，可以采用WAVE 技术来完成铸件模具的三维设计。利用UG的WAVE 功能对铸件模具三维进行设计的步骤如下：

（1）在UG中打开零件三维，进入Modeling功能，并激活Application→Assemblies。

（2）利用命令Assemblies→Components→Create New加入一个名为cast的新组件，组件为空，并指定一个新层来存放新组件。

（3）在Assembly Navigator中将cast组件设为Work Part。

（4）利用命令Assemblies→WAVE GeometryLinker 在cast 组件中加入参数化零件实体。

模具模块的设计是基于铸件模样和砂芯的，在设计过程中可以将模样和砂芯当成一个整体来设计。模具的设计同样采用WAVE功能来实现参数化。采用WAVE GeometryLinker将铸件和砂芯都作为关联对象，同时模板中模样、底板、浇冒口、浇道系统以及芯盒中型体、顶杆、复位杆、顶板等等都可以采用WAVE关联起来，这样模具全方位关联，可避免设计出错，为后期模具修理通过方便。

6结论

灵活应用UG拔模、拔模体、边倒圆、面倒圆特征在模具设计效果能够满足转向泵性能要求，在设计中充分利用UG软件的WAVE功能，使整个模具模板和芯盒的设计都在参数化下进行，提高了模具设计的柔性，方便了以后的修改。

参考文献：

[1]王延涛.车用转向泵电机控制系统研究[J].科学技术与工程.2014（2）：11-12