模具设计十篇

模具设计篇1

模具设计是指从事企业模具的数字化设计，包括型腔模与冷冲模，在传统模具设计的基础上，充分应用数字化设计工具，提高模具设计质量，缩短模具设计周期的人员。

模具设计人员就业前景有：

1、模具加工方向：模具加工生产组织，模具数控编程加工，模具三维设计，产品开发三维设计。

2、其他技术类方向：生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师等。

（来源：文章屋网 ）

模具设计篇2

塑件用途：拼装玩具。塑件结构分析：产品平均厚度1.5mm个体尺寸较小，由于是拼装玩具既作为成型系统也作为支撑系统所以要求既节约材料又充分成型。3模穴及其排列模穴的确定是由产品的投影面积、形状、精度、产量及效益来确定。各方面互相协调制约，多方面考虑来达到一最佳组合，并确定模胚和标准件，针对本次模具设计采用一模一腔，中心分布。

2浇注系统设计

浇注系统需要根据不同塑胶产品进行浇注系统设计。一般由：主流道、分流道、冷料井、进料口等几部分组成。应遵循以下几个方面来完成。主流道：可以把它理解成由注塑机喷嘴开始到分流道上的熔融塑料的流动通道。分流道：是连接主流道末端和浇口之间的一段流道。多型腔模具结构当中必不可少，单型腔结构中有时可以忽略。一般来说分流道的截面积最好要略小于主流道截面积这样可以有效的避免流动过程中的压力损失。冷料井：又称冷料穴，是在塑料模具注射成型过程中储存注射间隔期间产生的冷料或废料，防止冷料残渣进入型腔而影响塑料产品表面质量。进料口：也称浇口，是分流道和型腔间的狭小的通道，也是整个浇注系统最为短小的部分。作用在于利用紧缩流动面而使进料达到加速的效果，可使进料流动性良好；浇口的种类繁多有直浇口，潜伏式浇口，点浇口等。因需求而异，设计浇口应注意是否有外观要求及流动、平衡、溶解纹的要求。浇道方式——绝热浇道、热浇道、无浇道、直接进胶，间接进胶及其他有效方式。排气——对保证产品品质至关重要，利用多种形式进行排气，注意防止产品真空吸附及模具拉不开。

3冷却系统的设计

冷却对模具生产影响很大，冷却系统的设计即要保证冷却有效还要保证加工简单，结合本套模具特点冷却系统设计为直流冷却。结构简单，冷却可靠，方便加工及安装操作。

模具设计完成以后，必须对模具的整体进行复核。可以组织相关部门对模具的结构设计，加工难度，注塑特点进行讨论和审核。如遇到产品改动问题需要通知客户进行复审。以对总体结构，加工可行性及绘图过程中的疏漏作一次全面的检查，对改动部位做出标示，避免因设计失误造成模具的相关问题。减少不必要的浪费。

5结语

模具设计篇3

关键词:模具;设计;试模

一、模具的设计

模具的设计应考虑以下因素

(一)制品的原料

设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解,塑料的主要成分是聚合物。聚合物的分子一般呈链状结构,线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料,可反复加热冷却加工;而经过加热多个分子发生交联反应,连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性的,不能重复注射加工,也就是所说的热固性塑料。既然是链状结构,那塑料的在加工时收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关,在流动方向上的收缩要比其垂直方向上的收缩多。

(二)制品的形状及工艺

产品收缩也同制品的形状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩率范围较广,在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构及确定注塑时温度压力的大小和取向性。一般产品如果没有芯子支撑,收缩相应要大些。塑料注塑模具基本分为静模和动模。在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模,静模一般有浇口套、靠板、模板组成,简单模具(特别是静模没有芯子的模具)也可以不使用靠板,直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件,除非特殊原因,不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便,不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模具必须静模脱模时,还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。脱模机构中除了脱料杆,还有回位杆,部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然,斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。

(三)模具的寿命

现在的模具基本上要进行热处理,加高模具的硬度,提高模具使用寿命。在热处理前,先对模板进行初步加工:钻好导柱孔、回位孔(动模)、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔(静模)、拉料孔(动模)、冷却水孔等,铣好流道、型腔,有些模具还应铣好斜导盒等。现在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些专业模具钢,Cr12等硬度不能太高,在HRC60度时经常开裂,模板的常用硬度一般为HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料为3Cr2W8v,制造后再氮化处理表面硬度,硬度应为HRC58以上,氮化层应越厚越好。浇口直接关系到塑件的美观,浇口设计不好的话,容易产生缺陷。在没有任何阻挡的情况下很容易产生蛇型流。对于要求高的产品,还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶杆,不要在模板上留有溢流飞边,才不至于影响模具寿命。

二、试模

模具设计不当往往会造成最终产品出现这样或那样的缺陷。所以,在对模具进行修改之前,通常要先进行试模和评估,优化模具设计和工艺参数,这样才能避免不必要的误差,达到事半功倍的效果,同时满足批量生产的高质量要求。

(一)设置料桶的温度

初始的料桶温度设置必须依据材料供应商的推荐,并使用探测器测量熔体的实际温度。因为我们所设定的料桶温度往往由于环境、温度传感器的型号和位置深度不同等原因,并不能保证与熔体温度100%的一致。有时由于油污的存在或其他原因,熔体的实际温度和料桶的设置温度差别很大。

(二)设置模具的温度

初始的模具温度设置也必须根据材料供应商提供的推荐值。需要注意的是,我们所说的模具温度指的是模腔表面的温度,而不是模温控制器上显示的温度。很多时候,由于环境以及模温控制器的功率选择不当等原因,模温控制器上显示的温度与模腔表面的温度并不一致。因此,在正式试模之前,必须对模腔表面的温度进行测量和记录。同时,还应当对模具型腔内的不同位置进行测量,查看各点的温度是否平衡,并记录相应的结果,以为后续的模具优化提供参考数据。

(三)根据经验,初步设定塑化量、注射压力的限定值、注射速度、冷却时间以及螺杆转速等参数,并对其进行适当的优化。

(四)进行填充试验,找出转换点

转换点是指从注射阶段到保压阶段的切换点,它可以是螺杆位置、填充时间和填充压力等。这是注塑过程中最重要和最基本的参数之一。在实际的填充试验中,需要遵循以下几点:

1.试验时的保压压力和保压时间通常设定为零;

2.产品一般填充至90%~98%,具体情况取决于壁厚和模具的结构设计;

3.由于注射速度会影响转压点的位置,因此,在每次改变注射速度的同时,必须重新确认转压点。

通过填充试验,可以看到材料在模腔里的流动路径,从而判断出模具在哪些地方容易困气,或者哪些地方需要改善排气等。

(五)找出注射压力的限定值

在此过程中,应当注意注射压力与注射速度的关系。对于液压系统,压力和速度是相互关联的。因此,无法同时设定这两个参数,使其同时满足所需的条件。

在屏幕上设定的注射压力是实际注射压力的限定值,因此,应当将注射压力的限定值设定为始终大于实际的注射压力。如果注射压力限定过低,使得实际注射压力接近或超过注射压力的限定值,那么,实际的注射速度就会因为受到动力限制而自动下降,从而影响注射时间和成型周期。

(六)找出优化的注射速度

这里所指的注射速度,是同时满足使填充时间尽量短,同时填充压力尽量小的注射速度。在这一过程中,需要注意以下几点:

1.大部分产品的表面缺陷,特别是浇口附近的缺陷,都是由于注射速度引起的。

2.多级注射只在一次注射不能满足工艺需求的情况下才使用,特别是在试模阶段。

3.在模具完好、转压点设定正确,且注射速度足够的情况下,注射速度的快慢与飞边的产生没有直接关系。

(七)优化保压时间

保压时间也即是浇口的冷凝时间。一般,可以通过称重的方式确定浇口的冷凝时间,从而得到不同的保压时间,而最优化的保压时间则是使产品模重达到最大时的时间。

(八)优化其他参数,如保压压力和锁模力

模具设计篇4

【关键词】 塑料模具 设计 研究 计算机 西门子电机

前言：塑料的成分主要有树脂、填充剂、增塑剂、着色剂和稳定剂等，在现实生活的应用非常普及，比如：电视机、洗衣机、塑料袋、计算机、西门子电机等。制造出这些塑料工艺品的主要设备就是塑料模具，模具的设计主要是模具的设计方案构思。关于模具的设计，目前有很多方法，塑料模具厂商最经常用的是经验试模定工艺方法，但是这种方法也已经陈旧。

1 Pro/e与反求工程在塑料模具设计中的应用

Pro/e具有强大的造型功能，而反求工程是至今为止产品设计的一种新方法，在很多领域中具有不可估量的前景。

1.1 Pro/e和反求工程中的逆向工具

当前，绝大多数反求工程的研究和应用都集中在重建产品实物的CAD模型和产品制造上，这种行为就叫做实物反求工程。反求工程要最终形成CAD模型的工序很复杂，他要经过数据采集、点云模型预处理、曲线或曲面的重构等许多复杂的环节。Pro/e也要经过输入点集、创建包络、创建小平面和曲面四个环节才能形成处理逆向的一个完整流程。Pro/e完整的逆向解决方案有两个特征，一个是重新造型特征，另一个是野火版的小平面特征。

1.2 应用Pro/e和反求工程在塑料模具设计中的流程

软件系统的模块是模具设计的主要手段，它几乎提供了模具设计所需要的所有功能。模具设计的流程是先利用软件系统的模块建立出塑料产品模具的三维模型，第二步是利用型腔模块设计模具的构建，第三步也是最后一步，是设计模具的模架。塑料模具设计好之后就可以按照模具设计进行模具装配和模具组建了。其中PTC公司推出Pro/e软件所具有的一系列功能是设计模具最方便的装备，它几乎囊过了模具设计所需要的所有功能包括模具的零件装配和模具开发。

1.3 计算机辅助模具设计

计算机辅助模具设计主要探讨的是塑料注射成型的塑料产品中，影响产品质量的主要工艺参数，并用鲜明的例子说明了计算机辅助流动模拟技术在塑料模具设计中的引导作用。

1.4 计算机辅助模具设计的主要工艺参数

模具设计出来后，在注射过程中影响塑料工艺品的因素有很多，C-MOLD[1]经过长时间的研究，终于研究出影响塑料工艺品注射成型品质的一些工艺参数，它们分别是注射温度、注射压力、设置螺杆行程转换的开关位置和设置的注射速度和排气等方面。在塑料工艺注型过程中，冷却介质的温度一般小于型腔表面的温度，通常比型腔表面的温度低10-20摄氏度。如果模具温度大于或等于40摄氏度了，需在模具固定板和模具两者之间增加一个隔热的装置。注射温度是模具注射的主要技术参数，而注射压力是主要的工艺参数，在塑料模具注射成型中受到普遍的关注。

2 塑料模具设计实例

塑料模具设计实例运用的是C-MOLD的软件系统对XX家电产品的模拟[2]。在模具设计构思阶段，采用流动模拟的方法寻找结构参数的设计是提高模具设计品质的有效手段，也是一次性试模成功的好方法。

3 西门子电机塑料模具设计

西门子公司是大型的电机的著名制造厂，它在电机模具设计和制造方面有许多先进的技术。其中包括典型的结构图、绘图法、模具制造工艺等诸多方面，都有自己的独特特点。模具设计和制造的独特之处如下：

（1）典型的结构图。在设计图结构要素基础上对冲膜相应地方进行独特化设计的方法就是典型结构设计。以西门子磁极冲片来举例说明，西门子公司在设计磁极冲片时，先把磁极冲片所需的结构和各种零件先固定下来，然后画出新模具的平面图，这样的方法只需绘制一张模具设计图就可以了。绘制模具图采用平面绘图的方法主要有两个好处，一是作为绘制模具的图纸，二是用于模具各种板块和零件的确定，作为生产模具的一个样板。这样，就不再需要画模具的各种零件图了，省时又省力。

（2）电机模具的制造工艺。西门子公司在制造模具时，模块全部用线切割来加工的方法，粗切、精切都有适度的尺寸和公差。用淬火前铰孔、淬火后磨孔来固定模块。这种工艺法不仅能使电机模具的制造简单化还可以降低成本，一举两得为西门子公司的发展做出了巨大贡献。

（3）模具模块的毛坯和磁轭冲模。大多数模块的毛坯都是购买材料公司的，但是购买回来的模块毛坯粗糙，需要进行精加工才能用来制作模具。磁轭冲片的特点是材料厚、形状千奇百怪而且尺寸大。它的设计制造都很复杂而且成本高昂，西门子的狄纳莫厂抛弃常用的多极复合冲模，改为单极冲模，不但节省了工序还为公司降低了成本。

4 结语

随着塑料在世界各国的普及，塑料行业的发展越来越迅速。依附于塑料的模具设计行业也因塑料行业的发展而快速发展，文章先阐述了Pro/e与反求工程在塑料模具中的应用，然后探讨了提高模具注射成型塑料工艺品的质量的主要注射温度、注射压力等参数，最后阐述了西门子电机模具的设计，从三个方面着手探讨了塑料模具的设计。

参考文献：

[1]C - MO LD D esi gn G u i de[M].AC Tec hnol ogy， N EW Y OR K， U. S . A， 1997 .

[2]项辉宇.计算机辅助塑料模具设计和工艺改进[J].山东工业大学机械学院，CAD中心200072-73

[3]李钟猛.塑料模具设计与制造_第一讲塑料概论[J].成都无线电机械学校，38-45

模具设计篇5

以某型号手机模型为例，对其外壳的结构特征进行分析。利用Pro/E软件进行手机外壳与其注塑模具的设计，并选取Moldflow软件对设计的模具进行必要的优化分析。通过结果证实，运用CAD/CAE技术进行手机外壳的开发与使用，可以极大的减少开发周期，并降低设计的成本，为企业市场竞争力的提升。

关键词：

CAD/CAE技术；手机外壳；模具

将CAD/CAE技术应用到模具设计中，是提高模具技术和促进手机行业持续发展的有效途径。通过对某款超薄手机外壳结构进行细致分析，并依据CAD/CAE技术进行模具的生产，最后在通过Moldflow软件对其进行分析，对其生产工艺提出有效优化方法。

1手机外壳模具设计

当今社会手机外壳是否美观、结实、精致已经成为人们选购手机的主要因素之一，因此对于手机外壳的生产要求是较为严格的[1]。而模具设计的好坏将直接影响到手机外壳成品的质量，因此在对手机外壳进行注塑模具的具体设计之前，一定要从多方面进行考量。对于模具制作的材料、精度、抗压力等等方面都要经过科学的分析。除此之外还要在模具设计之前对所设计外壳的手机结构进行了解，进而使模具结构的设计更为合理。

2模型分析

手机外壳设计其外侧底端是有两处侧凹的，因此在进行模具设计时不能以前后模直接进行成型制作，而要通过走行位的方式进行处理。通常在进行手机外壳模具设计时，为了不受缺口凹陷的影响而快速完成生产，都会通过枕位对缺口进行成型制作[2]。除此之外，目前的超薄手机外壳制品的尾部一般都含有两个卡扣位，也不能通过前后膜的形式直接进行成品制作。而需要斜顶成型，通过此种方式处理才能保证在制品与模具分离时卡扣位的完整。除此之外手机外壳尾部还有一处缺口，同样需要枕位来定型。而制品的内部结构中也同样存在两个相互对称的卡扣，与卡扣位一样通过斜顶来定型。

3模具设计的CAE/CAD分析

基于CAE技术进行超薄手机外壳模具的设计，为了保证模具制品的成功率，在进行模具设计之前对参照制品进行模流分析[3]。采用现今通用的模流分析软件Moldflow进行分析，来对制品的成型工艺参数进行优化，来确保手机外壳的成型质量。

3.1建模通过MDL将手机外壳制品的模型导进MPI模块中进行建模。因为手机外壳是分属于薄壁实体件类型中的，因此在进行制品模型导入的过程中要采用Fusion网格对整个制品进行网格区域划分。同时为了使制作模具更加的精确，确保分析结构的准确性，因此在导入制品模型之后要对网格进行不断的修改与完善。通常网格的统计信息对数据精确度是有所显示的，三角形的单元数如果在8810的，而节点数在4380处，那么该模具的匹配率则达到90%[4]。在制品模具的网格分析中匹配率是不能低于85%的，如果发现单元数与节点数的匹配率过低，就应该应用网格的重新生成工具对网格进行修改，直到达到合格参数为止。

3.2设置工艺条件通过对所选手机成品的模具分析，进行模具实体的制作。将设计材料选为某公司生产的牌号为LupoyHR5005A的ABS/PC合金进行制作；所选用的制作成型工艺的参数为，注塑机的最大注塑压力值设为360兆帕，手机外壳模具的表面温度控制在80℃左右，熔体的温度设置在260℃，其他的工艺数值采用默认值。

3.3浇口位置预分析浇口位置在手机外壳模具的设计中极为重要，因此要通过相应的技术对该位置进行预分析。将要分析的制品模具的分析类型设置为GateLocation，并通过MPI软件中含有的GateLocation分析模块对其进行分析。通过数据分析结果为此次的模具设计初步预设一个最佳的浇口位置。

3.4流动模拟与方案比较

3.4.1初始流动方案模拟分析手机外壳模具系统的设计制作中，最为重要的就是浇注系统的构建，它是决定模具能否完成顺利充模工作的主要因素[5]。与此同时，浇注系统也对熔体的填充行为造成直接的影响。在模具的制作过程中由于手机外壳的浇口位置和数量并不相同，导致熔体的流动路径、长度和所遇到的阻力也都是情况不一的。所以在模具设计时，对于模具所需要成型的制作注射的工艺参数要依具体情况进行选择。根据所选制品的实际形状，将熔体流动通道以及模具制品的表面质量和使用要求以及制品成型参数等，依据PMI软件分析出结果确定浇口位置。通过对数据的分析制定出不同的浇口位置预方案，并对其流动行为进行模拟与分析。

3.4.2改进后的流动方案通过对最初预设的浇口位置方案设计的分析，需要对其进行改进。将浇口位置设置为四处，分别布置在手机前模的按键与屏幕接口处两点，上半部分两侧各设一点。之后进行流动模拟试验。改进后的浇口位置设计方案完全可以满足熔体条件，且浇口位置与熔接痕都较为均匀。

3.4.3流动和翘曲分析为对设计调整之后成型的成品进行检验来观察制作效果，可以通过流动+Flow+Warp对成品的内在强度、整体的变形程度以及外观的质量等进行分析。（1）熔接痕由于手机壳多采用注塑形式进行制作，因此，塑料结构制品熔接痕的产生是不可避免的。针对此现象，在设计中要尽可能对熔接痕进行优化，以免出现融合不良的现象，进而导致手机成品的取向不良，并且表面出现裂痕其力学能力也会骤减。通过对浇口位置的方案进行调整之后发现熔接痕的位置也发生变化，不再集中于手机外壳最为薄弱的区域，并且熔接痕数量也大大减少。（2）填充时间整个手机外壳模具的设计中，出现翘曲变形的主要原因是由于在充模阶段的熔体流动不平衡。填充过程如果熔体的流动不平衡，则会造成整个外壳的型腔内部分位置过保压，从而使整个制品的整体收缩不均，内应力加大，最后曲翘变形。因此为了防止曲翘变形现象的发生，保证熔体流动的平衡性，就应对熔体的填充时间加以控制[6]。在进行熔体填充过程中，熔体到达模型腔末端的最长时间与最短时间的差值，是反映熔体不平衡程度的主要参考值。所以要将这个差值控制在最小范围内，才能够达到熔体的相对平衡。通过对本文设计的模具进行熔体流动平衡性的分析，该方案下的熔体末端的充满时间应设为0.8～1.1秒之间。

4结语

综上所述，基于CAD/CAE软件技术对超薄手机外壳制品进行开发与注塑模型的设计方案优化，可以极大地缩短手机外壳制品的开发时间和周期，并且能够提升手机模具设计的效率以及对于其结构的优化也具有重要意义。目前手机行业发展景象繁荣，为提升企业竞争力，就要提升手机外壳制品的生产质量、生产效以及降低生产成本，因此企业可以大力应用CAD/CAE技术，进而满足企业发展需求。

参考文献：

［1］臧昆岩.手机壳注塑模具设计及仿真［D］.天津：天津大学，2009.［2］王强.手机外壳注射模具设计与制造［D］.南昌：南昌大学，2007.

［3］左小刚.汽车玻璃升降器外壳的冲压模设计及数值模拟［D］.乌鲁木齐：新疆大学，2007.

［4］孙健.基于Pro/E的手机外壳注射模CAD系统的研发及应用［D］.成都：电子科技大学，2011.

［5］李庆.基于CAD/CAE集成模型的塑料注射模优化设计系统［D］.武汉：华中科技大学，2012.

模具设计篇6

模具加工涉及到多种环节，其中模具成型面，包括型腔和型芯等的加工是最为关键的部分。高精度加工主要运用电子计算机编写程序技术的改造来完成，在加工方法上模具操作人员可以采用最为先进的等高线加工方法等多种方法来实现模具表面的精细加工。特别是在无法保证模具边形二维刃口镶块加工的过程中容易出现人为损伤的情况下，操作人员一定要将这道工序安排在专用的镶块加工生产线上来完成，使加工的准确精度达到标准，销钉的装配定位完全符合工序要求，同时保证制件模具在表面沿边上不会出现较多的毛刺。达到模具的高精度加工标准，有利于实现模具表面减少钳工夹痕或是没有钳工夹痕的目标。一旦模具进行高精度加工之后，模具的表面基本上都不需要经过频繁多次的修复处理，唯一的一次修复也只是利用油石推磨将模具表面凸显的一些光滑圆角拉伸延展平整，这样可以确保试冲模制件的合格率达到八成以上。

2合理利用模具生产中的质量检测

由于模具生产不是自动化的批量生产，在保证模具质量方面仅仅依赖于模具制造车间里的检验人员既影响了模具的生产效率，又起不到把关质量检测准确度的效果。因此，质量问题的检测应该贯彻到模具生产每一道工序环节中，只有这样，在生产过程中才能有效保证其质量，而不是单纯只凭借检验人员的力量来完成检测。只有在完成每道模具生产工序当中重视了日常质量检测量的积累，模具的型面检测工作(像测量拉伸延展圆角、弯曲表面的抛光和顺滑程度等方面的工作)才能够为质量监控积累很多经验，那么对于检验工具的要求反而不是那么严苛，质量检测就顺理成章地处在一个自由宽松的环境下。

3模具设计分工细致，提高设计员的专业化水平

传统的模具设计流程一般是生产商接到产品的数学模型之后，首先制定工艺方案图的设计，经过相关的审核部门批准之后方可实施，如果在设计过程中出现了问题，操作人员还需要回过头来重新更改工艺设计方案，在全部完成之后才将图纸拿到建模人员那里进行工艺的建模活动。这种流程做法既繁琐又降低了工作效率，所以必须要按照工序设计、模面设计和结构设计的三个步骤来重新优化模具设计体系。这样一来，人员操作的专业化就得到了细分，每个人在一定时期内负责某项专门的工作，这有利于专门的设计人员来研究和开发计算机辅助设计在模具生产中的应用，提升整个模具企业在短期化内可以达到的技术水平。也就是说，一个模具设计员在一定的时期既能够将所设计模具的要点基本掌握，还能够应用计算机电脑的辅助设计功能带动模具行业效益的提升。

4结束语

模具设计篇7

关键词：现场成型衬垫；模具；设计

1 概述

现场成型工艺是将两种液体原料混合，发生化学反应，生成固体的聚氨酯泡沫衬垫。实际包装如图1中所示。由于两种材料反应时间较短，该衬垫可根据包装内容现场制作衬垫，即用即做。小批量包装时以纸箱和产品作为衬垫模具，制作贴合产品的衬垫，可满足不同形状的产品需要，较好地保护产品，因此，特别适用于多品种、小批量的产品包装。

包装批量较大时，为提高包装效率，需要设计模具。与纸箱直接制作衬垫相比，模具制作衬垫优势如下：

（1）模具箱强度远大于纸箱，制作衬垫时压力更大，填充的成型料更多，成型衬垫密度更大，硬度也更大，能更多的吸收产品跌落时产生的能量，更好的保护产品。

（2）衬垫充满程度高。模具箱做衬垫可以多加成型料，使衬垫完全充满模箱，衬垫棱角明显，各面平整，利于堆叠存放；纸箱承压相对较小，衬垫制作时不能使用太多成型料，成型料反应时流动性不大，有些衬垫边角不能完全充满。

（3）辨识程度高。模具制作衬垫时容易添加标识，使衬垫容易分辨，便于包装。纸箱制作衬垫不易辨识，衬垫容易弄混，再次包装时不易分辨。

2 模具设计

现场成型衬垫模具设计的重点是保证衬垫的使用性和模具的可操作性。

衬垫的使用性是指衬垫应保证产品在包装、装卸、运输过程中安全。体现在本衬垫设计中，主要是使产品从各种位置跌落时有足够的受力面和缓冲厚度，保证产品在跌落过程中不损坏。

模具的可操作性是指设计中需考虑尽量方便用模具制作衬垫，提高衬垫生产效率，减少衬垫制作失败率。最开始从机器中流出的成型料不是非常均匀地平铺在薄膜袋中的，而是如从水龙头中流出一样集合得比较紧密。虽然通过倾斜薄膜袋可以略微影响流向，使成型料在薄膜袋中的分布略微均匀，但之后主要依靠泡沫自身膨胀挤压来充满模具，容易涨破薄膜袋。这要求模具各处应尽量圆滑，方便成型料膨胀填充。

2.1 初样设计

本文以某型电子测量仪器为包装产品设计衬垫模具。其三维模型如图2所示。

（1）确定模具箱尺寸。包装该仪器所用纸箱内尺寸为650mm×630mm×320mm。现场成型材料在薄膜袋中反应，薄膜袋宽19英寸（实际使用宽度440mm左右），限制了r垫宽高之和。综合考虑，采用4块衬垫保护仪器，前后各两块，衬垫相应模具箱内尺寸为650mm×220mm×160mm。

（2）避让脆弱部分。前后面板中的按键、接头、液晶等处容易在跌落冲击中产生应力集中或容易破坏，这些部分需避让10mm左右，防止其在跌落时损坏。

（3）细节设计。为方便泡沫膨胀填充模具，模具各棱角处应留有不小于R5的圆角，方便成型料过渡。设计中注意避免既窄又深的槽，这些部分成型料很难膨胀挤压进去，特别容易涨破薄膜袋，使衬垫制作失败。设计衬垫如图3所示。

（4）模具材料选择。为方便操作、节省成本，模具箱只做一个即可，模具芯需要更换。为方便使用，模具应该选择密度较小的材料，减轻模具重量。实际操作中可能出现模具表面阻碍薄膜袋沿模具表面滑动，使薄膜袋涨破的现象，所以接触薄膜袋的模具各面应光滑，并且刮蹭后不易起毛刺。综合考虑，模具箱主体采用木板，模具芯和模具箱内侧面采用聚乙烯材料。

2.2 试验

根据2.1设计的衬垫做出实物进行多次试验后发现，衬垫能较好地保护仪器，满足跌落要求。但产生衬垫制作成功率较低，薄膜袋经常涨破，漏出成型料，需要经常清理模具箱，生产效率较低。

2.3 原因分析

经过分析，薄膜袋涨破的主要原因如下：

（1）成型料用量过大。通过增大薄膜袋长度、减小成型料用量，衬垫成功率有所提高。但即使降低到不能完全充满模具的状态，也没有得到满意的成功率。

（2）成型过程操作困难。观察发现，成型料从机器中流出后的前5秒内，成型料还未充分混合，体积变化很小，5秒-20秒内成型料混合后体积迅速膨胀，20秒后成型料基本定型，很难再压缩。为获得符合要求的衬垫，需在前15秒内将装入成型料的薄膜袋放在模具中的合适位置，并合上模具箱盖，等待成型料膨胀，充满模具箱。如果15秒内没有合上模具箱盖，衬垫会膨胀到凸出箱盖，很难再合上箱盖。本次设计的包装衬垫太长，出料时间约10秒，还未将薄膜袋放入模具中，薄膜袋中的成型料就已经开始膨胀；薄膜袋放入模具箱中后，没有足够的时间将薄膜袋展开在模具箱中，然后就必须迅速合上箱盖，这使得薄膜袋分布不理想。在薄膜袋分布过少的地方，成型料很容易涨破薄膜袋。

2.4 改进设计

根据试验分析和应用反馈，对衬垫模具进行了以下修改。

（1）减小衬垫长度。通过对成型过程分析发现，包装衬垫太长，将4块衬垫改为8块衬垫，减小每块衬垫长度，为薄膜袋在模具箱中展开提供足够时间，增加模具的可操作性。

（2）添加标识。为指导包装，各衬垫增加标识，能简单区分各衬垫，如图4所示。

经过多次试验，衬垫成功率提高明显且方便包装。衬垫实物如图4（b）所示。

3 结束语

通过对衬垫模具进行分析，改进模具设计，增加了衬垫模具的可操作性，提高了制作衬垫的成功率，提高了衬垫的生产效率，为批量包装提供了保证。

参考文献

[1]《塑料模设计手册》编写组.塑料模设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

模具设计篇8

本人结合自己多年在中重型汽车曲轴模具方面的一点设计经验，浅谈一下锻造模具设计的一些优化设计思路，主要围绕以下几方面展开：

1） 型腔锻件的减肥；

2） 模块结构的优化；

3） 模具分型的调整；

4） 模具三维造型中曲面造型质量的提升。

在经历了以上几方面的改进，锻造模具寿命会得到明显提高，材料利用率进一步提升，在节约了大量生产成本的同时，产品质量也得到了巩固和提升，对 企业 来说很好的实现了毛坯生产部门与成品机加工部门双赢的需求。

1分析问题的切入点

一提起毛坯给人的感觉好像是多一毫米不多，少一毫米不少的那种粗糙活的感觉，然而随着企业节能增效意识的不断增强，在实际的生产过程中毛坯的设计是有许多学问值得深究的，毛坯的质量又与模具的设计是息息相关的，其设计的合理性直接影响到锻造成本和加工成本的控制。WWw.lw881.com如果毛坯余量较大，余量分布又不合理，会使锻造用原材料增加，机加工费用提高，反之余量较小会让锻造废品率增加。

因此锻造模具的优化设计首先应该考虑到锻造与加工对余量需求的一个最佳平衡点——即在保证加工余量最小化的同时，又要保证毛坯因加工量不足而产生的废品率在一个可控的合理范围以内。

2制定改善目标

由于我们锻造毛坯的主成型设备为对击锤，设备在工作过程中上下锤头磨合间隙较大，容易引起锻件错模，故模具型腔设计时主轴径和连杆径不易做过大减肥处理，由于设备自身特点决定无法实现在模具型腔内加装顶出装置，因此锻件拔模角不能进一步减小。这样减肥的重点只能放在锻件曲柄侧面的加工量方面。

主轴单边余量

连杆单边余量

曲柄主轴侧余量

曲柄连杆侧余量

锻件补焊率

模具平均寿命

锻件重量

成型打击次数

改造前

5

5

1.5

1.5

2%

2717

减少2~3kg

减少1~2次

改造目标

4

4.5

1

0.5

1%

2900

3确定重点改善对象

曲面分型锻造主要生产工艺为：辊锻、预锻、终锻、切边、校正，各工序之间是一个连续和关联的的过程，其任何一个环节的变动都会引起其它环节的联动，正所谓牵一发而动全身。然而前三道工序是与锻件的最终成型质量相关，后两道工序与锻件的外观质量相关，因此改善的重点应放在前三道工序上。辊锻作用是合理分配原材料，满足锻件不同部位用料需求的变化；终锻事关最终锻件各部位具体成型尺寸；预锻在其以上两者之间起承上启下的过渡作用。从它们的工作原理和作用来看，我们把辊锻和终锻选定为此次改善工作中的重中之重。

4改善措施

4、1辊锻模具的改进

改善之前辊锻模具使用过程中存在的问题：

a) 辊制锻件长度不稳定，大小头长度不一致，锻件两端容易出现小折叠或缺材等缺陷。其产生的主要原因加热棒料入钳口的位置存在不足，设备一动作的时候棒料的钳制初始位置容易发生滑移。

b) 模具安装、拆卸、更换不方便，不利于车间的快速换产需求。

针对以上两个问题作出如下图所示改进方案：

原来辊锻模具 更改后的辊锻模具

改进后的模具，棒料入钳口的位置，由原来的变形区调整为平缓的引导区，很好的解决了设备刚一开始动作时棒料的打滑现象，模具的结构由原来的整体式，调整为现在的活块式，即方便了车间模具的装卸，又减少了昂贵模块的用量，节约了模具的加工费用，实现了一举多得的效果。

c)由于辊锻滑移系数选择的不精确，造成辊坯与锻件各部位一一对应效果不理想，不能有效保障锻件各部位用料。辊锻滑移是辊锻设计中的一个难点，其滑移量与设备、辊坯材料、辊制变形比、模具结构、模具型腔粗糙度等有关，为了掌握滑移系数的选取，我们在查阅大量相关设计资料的基础上，结合以前车间模具调整的实际数据 总结 出我们的辊锻模具滑移系数的选取范围应在4.8%-7.2%，在此范围内滑移系数又与辊坯的变形比成一定的正比关系,以此来进一步确定实际中各部位的滑移，通过这一项工作的完善，彻底改变过去辊锻以试制调试为主的设计模式，现在对辊锻质量的预期有了明确的量化能力，模具设计好后可免去调试修整的实验过程。

4、2终锻模具的改进

由于对锻件各部位进行了减肥处理，这样锻造模具型腔体积减小，特别是模具曲柄部位型腔比以前变窄，造成锻造时金属流动阻力增加，不利于锻件的最终成型。因此怎样保证锻造时的金属流动性的最大化是终锻模设计的关键所在。在做改进设计时主要思路：

①模具分型结构所引起的锻造流线必须符合产品各部位力学性能的需要。

②由于下模传热快，锻坯热量损失多，温度下降快，因此模具分型面要向下模偏移，使下模型腔深度比上模要浅5-10mm，以便保证上下型填充的同步性。

③适当增加模具边缘倒角由原来的r5调整到r8，进一步减少胚料与模具之间的摩擦力。

④增强锻件曲柄侧面光顺程度，使模具的造型光顺方向与锻造时金属的流动方向一致。

⑤终锻模具的三维造型质量与模具的使用性能密切相关，型腔内所有面与面的连接最好都要求在g2以上的标准，这对锻造的金属流动性、锻件的顺利出模和模具的使用寿命的提升都至关重要。

⑥调整模块结构，消除锻造过程中容易引起锻造应力的地方，改造后的终锻模具不但整体模具强度得到很大提高，并且方便了机械手对工序锻件的抓夹周转。如下图所示：

改造前的终锻模具模块结构

改造后的终锻模具模块结构

4、3其它工序模具的调整

预锻、切边、校正模具的调整都是以终锻模具为基准，做相应的适应性调整。

5、小结

通过对以上产品模具的调整，实践证明我们取得了预期的成果：

首先模具的使用寿命得到明显的提高，终锻模具生产锻件数量由过去的平均2717件/副，提高到现在的2967件/副，模具寿命提高9.2%,由于模具型腔的设计更有利于锻造金属的流动，锻打一支曲轴对击锤的对击次数可以减少2次。

锻件外在质量有了很大改观，锻件表面折叠、飞刺等锻造缺陷相比以前明显减少，在很大程度上减轻了车间锻件入库前的人工打磨负担，锻件填充质量得到改善，锻件的焊补率由原来的2%，下降到现在＜1%。

锻件的重量减小，并且锻件的加工余量分布更趋合理，对机加工的效率提升和加工成本的节俭都起到了积极的作用。

模具设计篇9

随着科学技术的快速进步，在生产模具的过程中广泛应用CAD/CAM技术，通常情况下在以市场调查的基础上进行周密研究，然后进行生产决策，之后生产计划下达开始操作手段，紧接着开发设计模具的工作人员使用模CAD工作站，对模具设计中的分析、造型、计算以及绘制工程图等工作进行完成，而且评价产品性能在设计阶段就可以进行，设计者从繁重的绘图中可以得到解脱，可以在创造性的工作上应用更多的时间。

2CAM过程

2.1集成制造CAD/CAM技术

建立单一的图形数据库是模具CAD/CAM系统的集成重点，在CAD、CAM各单元间获得自动转换与传递数据，使CAM阶段能对CAD阶段的三维图形完全吸收，降低了中间建模的误差和时间；利用计算机反复优化和修改温度在模具工作中的分布情况，以及在模具中的模具结构、性能以及塑料液体流动、加工精度情况等，在正式生产前查找问题、发现问题，使制模时间大大减少，模具加工精度大大提高。模具集成制造运行图见图1，采用CAD/CAM软件具备详细设计、基础设计、概念设计等功能，面向的对象是参数化造型和统一数据库，它提供了一个良好的平台发展模具的集成制造技术。

2.2模具高速加工应用CAD/CAM

Salomon于60多年前提出高速加工的概念，并进一步研究了高速加工技术。刀具直径与主轴速度对高速加工产生很大作用，刀具寿命、所切削的材料及加工工艺等对还高速加工也会产生一定的影响。通常来讲，达40000r/min以上主轴速度可加工小型模具细节结构，而称12000r/min以上的主轴加工速度为高速加工，通常可加工大型汽车覆盖件模具。高速加工相比于传统模具的加工方式，其优点为：模具加工工序简化；模具表面的质量加强；模具加工的速度提高；利于模具修复。因高速加工与传统加工存在区别，高速加工的加工工艺要求比较特殊，所有的工艺过程都包含于数控加工的数控指令，所以，应用CAM系统在高速加工的系统中对其相应的特殊要求必须满足：具有全程自动刀柄干涉检查和自动防过切处理能力；CAM系统的计算编程速度必须很快；优化处理进给率功能；模具高速加工改变编程方式与要求编程人员；具有丰富的、与高速加工要求符合的加工策略。

2.3生产过程管理应用CAD/CAM

基本由个人计算机和小型计算机终端组成CAD/CAM系统的应用网络，在整个生产过程中FMS管理系统软件可实施跟踪管理。如外购件的采购状况、流转零件状况、加工进度、加工品质、收货状况等都能够掌握。通过对这种软件的应用可以节省劳动力，帮助进行适当的外购物品时机选择。完善的材料清单生成，就是在库存管理中使所有加工状况信息全部进入。然后以加工工艺路线为依据实施加工。停工待料的时间、机床运转时间的数据及操作人员加工工时都可以通过该系统逐日提供。这样不仅能够减少机床空耗的时间，还能计算出实际的生产成本，以此实现生产成本减少的目的。

2.4模具检测应用CAD/CAM

可移动式三坐标测量仪在传统模具加工中的作用与三坐标测量仪在配合CAD/CAM系统进行检验中的作用有很大区别。CAD/CAM系统测量空间在3250×2090×1370mm中，三标测量仪的任何一点都为0.015mm精度定位，可达40t测量塑料模或冲模的零件质量。测量仪的测量精度如何保持最好的效果，应将它放在一个独立的机房中，与外界环境隔绝，保持室温20℃。为了避免振动影响测量结果，安装三坐标测量仪应在质量为100t的由气垫支承的混凝土底座上。三坐标测量仪作为一种工具，不仅可以最终检验模具品质，也可以在加工过程实施检测，也就是中间检验各道加工工序，从而掌握所需的几何形状如何更精确地加工。在对模具实施检验的过程中，零件的各部位需以较密的轨迹进行检测。通常情况下检验每一副模具需两次，在冲压加工之前一次、之后一次。检验的过程中，上、下模型腔的对合状况应通过理论计算厚度方式测量，从而了解CAD设计数据精度的具体情况。

2.5提高模具精度应用CAD/CAM

引入CAD/CAM系统实施模具制造，对于冲压模具来讲，提高了加工精度，而主模型和靠模不必再使用。如公差加工具有很严的要求，且磨削主要型腔面后需要的模具需手工抛光，具有良好效果的是用CAD数据加工，远胜于靠模和主模型的效果，其根本差距就是加强了控制尺寸。一般情况下模具的主要型腔表面是用CAD数据精确地加工出来的，然后把主要型腔面与其他零件一起配合加工。现阶段模具工程师可以利用各种CAD/CAM软件生成CNC机床的刀具轨迹和实施模具设计，并且还能够提供用于模具的热性能分析和铸造品质改进的有限元分析。

3结语

模具设计篇10

【关键词】板料冲压;模具设计;前言技术;问题

随着我国社会主义市场经济的管理体制的不断完善，国内工业化生产领域之中的经济，也逐渐随之进入到蓬勃发展的新型历史时期之中。广大社会成员在自身生活、学习以及工作节奏不断加快的同时，对于工业化模具生产流程的执行效率，也提出了更为严格的诉求内容。如何在不影响各项模具生产作业流程的基础之上，实现工业化生产速率的推进，就成为了相关技术人员的重点研究课题。

一、简析板料冲压成形工艺的相关内容

板料冲压是在工业化生产技术不断完善和发展的当今市场经济环境中，产生并得以发展的一种全新的生产技术。板料冲压成形工艺的应用，在结合传统工业化模具生产技术的基础之上，对其中一部分的生产流程进行了补充与完善。在通常情况下，新型板料冲压成形工艺的应用，其实际的生产作业原理，主要是通过结合应用冲模的生产技术，使得目标模具的原材料加工对象，能够在巨大冲击力度的带动下，出现材料分子之间的相互分离。用肉眼观测就是被加工的工业化原材料生产对象，在短时间作用力度的影响下出现变形的作业生产现象。根据相应工艺加工流程之中，技术人员应用于工业原材料加工对象之上的作业温度高低指数的各不相同，可以将这一冲压成形工艺的应用种类，进一步划分为冷冲压变形与热冲压变形，两种作业模式截然相反的类别归属范围。

二、工业模具生产设计中的前沿技术分析

1.生产设计中的积分单元技术。工作人员将传统单元积分的计算方法，转变成全阶积分的应用模式，有效提升了整个模具生产参数信息核算的执行效率。相比传统单元积分模式的应用，新型前沿技术种类在实践环节内具有核算过程简洁、计算难度较低，以及结果预估较为精准，几项比较具有代表性的应用优势。在必要时，技术人员还可以通过结合应用位移参数协调的技术生产方式，更好的缓解在模具设计参数核算环节内，容易出现的数值欠缺的弊端性管理难题。2.生产设计中的回弹模拟技术。在工业化模具生产的实际作业环节内，各种整体刚度指数较高的施工材料，为以往模具成型后回弹指数的掌控带来了不小的难度。工作人员在进入到二十世纪八十年代过后，逐渐认识到模具回弹参数大小测量结果的精准度，有时能够对整个工业模具生产对象应用质量的好快，产生直接显著的影响。在模具生产制造若干类型前沿性生产技术的应用种类之中，回弹模拟技术手段的应用，就在一定程度上为参数信息核算控制力度的提升，提供了强有力的前提保障。在通常情况下，技术生产人员习惯将回弹作业技术结合应用在模具工业生产，板料成形指数分析以及模拟回弹的操作流程之中。经过多次反复的实验以及数据测量结果的统计，技术人员可以得出结论，模具生产对象回弹数据的大小，能够同时受到生产过程中各种主观或者客观因素的影响。即使在相同的生产作业环境下，同样材质的模具原材料所生产出来的成品，其在回弹变化方面所产生的数据内容的大小也可以有所不同。需要技术人员尤为注意的是，由于模具加工过后的原材料回弹，是一个加工材料在模具约束力度缩小后，产生的一种自平衡状态调节的变化过程。技术人员在设计回弹技术的预设方案时，各项力度掌控指标的构建，应当尽可能遵循原材料加工对象膜内实际的受力指数。也可以通过应用壳单元模拟数据统计的方式，更好的保障制定模具生产对象的使用周期。3.生产设计中的快速计算技术。在工业化模具生产作业的实际作业过程之中，快速计算技术的应用，是在依托于计算机数据信息处理技术的基础之上，产生和发展的一种全新的工业模具生产手段。在我国社会主义当下的工业化加工市场之中，汽车工业各种零部件工业模具的加工和生产，都是在快速计算前沿类技术种类应用的前提下得以实现的。在快速计算技术实际应用的核算环节内，计算机数据处理核心之中的CPU芯片，是与工作人员模具生产效率息息相关的核心处理设备。在通常情况下，技术CPU快速计算而实施的冲压成形工艺，其实际的生产计算数据测量需要耗费的时间，基本控制在0.5秒到2.0秒的变动范围之内。在等效拉伸类工业化生产模型的构建过程中，技术人员还能能够通过应用快速计算的前沿性生产技术，实现对板料核算结果的规模化验证。将板料核算的参数比例放置在虚拟作业的生产环境之中，对即将产生的模具成品的应用周期做出精准的预测。通过快速计算资源共享的网络在线处理模式，模具生产参数的设定将在第一时间存储在核心处理设备之中。为以后同种模具的生产提供更加准确的参数依据，最终实现提升工作人员生产执行率的发展目标。

三、结论

总而言之，板料冲压成形工业化生产技术以及各种模具生产前沿技术的应用，是在社会信息化工业生产技术应用水准不断提升的前提下，产生的一种全新的流程生产模式。技术人员要从基本概念以及应用特征等不同的认知视角，全面了解板料冲压成形的基本理论。才能在灵活应用各种前沿模具生产方式的基础之上，更好的提升工业化模具生产的效率与质量。

作者:韩辉辉 单位:重庆工业职业技术学院