模具設計論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇模具設計論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

（一）根據填料和增強材料進行選擇的分析

熱塑性塑料可分為未增強、玻璃纖維增強、礦物及玻璃體填充等種類產品。玻璃纖維主要用于增加強度、堅固度和提高應用溫度；礦物和玻纖則具較低的增強效果，主要用于減少翹曲。玻璃纖維會影響到成型加工，尤其會對部件產生收縮和翹曲性。所以，玻璃纖維增強材料不能被未增強熱塑性塑料或低含量增強材料來替代，而不會有尺寸改變。玻璃纖維的取向由流動方向決定，這將引起部件機械強度的變化。試驗（從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條，并在同一個拉力測試儀上對它們的機械性能進行了比較）表明，對添加了30％玻璃纖維增強的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強度比縱向（流動方向）低了32％，撓曲模量和沖擊強度分別減少了43％和53％。

在綜合考慮安全因素的強度計算中，應注意到這些損失。

在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強材料、填料和改性劑來改變它們的性質。由這些添加劑產生的性能變化必須認真地從手冊或數據庫中查閱，更好的是聽取原材料制造廠家的專家的技術建議。以選用最為合適的材料。

（二）考慮濕度對材料性能影響

一些熱塑性材料，特別是PA6和PA66，吸濕性很強。這可能會對它們的機械性能和尺寸穩定性產生較大的影響。在進行設計時，應特別注意這種性能，考慮其對產品性能的影響。

模具材料的選用取決于制品材料，細致分析制品材料后，才能在模具設計時選用最為合適的模具材料。

（三）塑料制品模具材料選用

細致分析塑料制品使用的材料后，選取最為合適的模具材料。目前我國市場常見的、適合熱縮性材料的模具材料有：非合金型塑料模具鋼（即碳素鋼）、滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、耐腐蝕型塑料模具鋼幾種。在模具材料選取時，根據制品材料是否改性和增加填充劑，添加何種添加劑來選取適合的模具材料。例如：制作形狀復雜的大、中型精密塑料制品時，其模具材料可選用預硬型塑料模具鋼；制造復雜、精密且生產時間較長，需要高壽命模具時刻采用時效硬化型塑料模具鋼。具體選用時主要還是要針對塑料制品的材料和模具預計使用情況選取。適宜的材料加上合理的設計將極大的提高模具使用周期，同時也可以提高產品質量。

二、壁厚及相關注意事項對產品性能的影響

在工程塑料零件的設計中，還有一些設計要點要經?？紤]，其中對于壁厚的設計尤為重要，壁厚設計的合理與否對產品影響極大，改變一個零件的壁厚，對以下主要性能將有顯著影響：零件重量、在模塑中可得到的流動長度、零件的生產周期、模塑零件的剛性、公差、零件質量，如表面光潔度、翹曲和空隙等。

（一）塑料模具設計工藝中的基礎要求

在設計的最初階段，有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。流程與壁厚比率對注塑工藝中模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中，要得到流程長、而薄，則聚合物應具有相當的低熔融粘度（易于流動熔解）是非常必要的。為了深入了解聚合物熔化時的流動性能，可以使用一種特殊的模具來測定流程。

增加壁厚不僅決定了機械性能，還將決定成品的質量。在塑料零件的設計中，很重要的一點是盡量使均勻。同一種零件壁厚不同可引起零件的不同收縮性，根據零件剛性不同，這將導致嚴重的翹曲和尺寸精度問題。為取得均勻的，模制品的厚壁部分應設置模心。此舉可防止形成空隙，并減少內部壓力，從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔，將使橫截面變窄，內應力升高，有時還存在切口效應，從而大大降低其機械性能。不同壁厚塑料制品的模具設計時，模腔的要求也不同，根據制品的要求，設計模具的模腔及脫模斜度，斜度要與塑膠制品在成型的分模或分模面相適應；是否會影響外觀和壁厚尺寸的精度。

（二）熱塑性塑料設計中的指標分析

熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，不需要像具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指定嚴格的范圍。設計者在決定熱塑性塑料模具制品的成本方面起了關鍵作用，合理且不影響產品性能的、縮小公差，較少成本是可以實現的。一般商業上可接受的產品與標準尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但這還需要與應用時的具體要求相結合來判斷。精確的模具可以有效的縮小制品公差，從而降低制品成本。因此，模具精密度對制品生產廠家具有重要意義。

三、塑料模具設計時對收縮值的考慮

為了不對塑料部件制定過分嚴格的范圍，必須要注意一些影響塑料制品尺寸準確性的因素。模具制造的標準必須嚴格遵守，同時要特別注意脫模斜度的重要性，因為它決定了脫模容易與否及防翹曲性能。

還有一個與產品設計相關的重要問題是，當成型品是由不同材料或不同壁厚制成時，其模后收縮值與方向和厚度相關如果復雜的成型對加工的要求非常嚴格，必須要獲得模具原型有關收縮值和翹曲行為的準確數據玻璃增強材料的這一性質最為明顯。玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向產生具有顯著性差異的收縮，從而導致尺寸不準確。塑料制品的幾何形狀對收縮也有影響，進而影響到產品的性能，這也是設計者值得關注的一點。因此在此類制品模具設計時要注意制品脫模收縮后的尺寸是否為產品要求尺寸，否則因制品模后收縮值的影響，極有可能導致產品尺寸不符合標準。

結論：

與產品模后性能相關問題還有許多，設計人員可以參考手冊進行設計?？傊?，在塑料制品模具設計時要充分考慮可能影響制品尺寸、性能、外觀等多方面因素，綜合利弊，選用適合的材料，合理的設計，才能保證產品的性能。

論文關鍵詞:塑料模具設計；材料；選用

論文摘要:隨著塑料工業的飛速發展及塑料制品在各個領域的推廣應用，產品對模具的要求也越來越高。同時也對專業設計人員的經驗提出了更高的要求，在塑料制品模具設計時制品材料的選擇是決定產品性能的重要因素。還有制品壁厚等問題是輔助設計軟件所不能解決的，要需要專業設計人員長時間經驗的積累才能做好的。因此本文就塑料制品模具設計中若干重要問題做以簡要的討論。

參考文獻

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2擠壓過程模擬

2.1模擬模型建立

將上述設計的擠壓模具結構導入鋁型材專用擠壓模擬軟件hy-erxtrude中，對其擠壓過程進行模擬。根據擠壓過程中金屬變形程度及流經的區域建立模擬模型，按照不同區域劃分網格。工作帶部分網格最小0.4mm，擠壓坯料最大網格尺寸6mm，這樣避免了擠壓過程中金屬流動而造成的網格畸變和重劃［4］。擠壓工藝參數設計:擠壓筒直徑140mm，擠壓速度1mm/s，坯料預熱溫度480℃，模具預熱溫度460℃，擠壓比27.45，得出型材出口金屬流速結果如圖4所示。

2.2模擬結果分析

從型材出口金屬流速分布可知，T形懸臂部分的金屬流速慢僅15.58mm/s，而矩形空心的左上角流速過大達到37.76mm/s，速度相差過大，造成型材出口流速不均勻，使得型材扭曲變形，產品不合格。

3模具結構優化及結果驗證

3.1模具結構優化

(1)從工作帶的長度方面，根據型材出口的金屬流速分布情況，因T形懸臂部分的型材厚度為3.2mm，而其他部分為2.8mm，而且懸臂部分遠離擠壓中心，金屬流速必然不均勻。因此調整工作帶長度，微調懸臂橫梁部分的工作帶長度到10mm，懸臂豎直部分中間工作帶長度從8.7mm向兩側逐漸減小到6.8mm。優化后的?？坠ぷ鲙鐖D5所示。(2)采用分流孔來調整金屬流速［5］，將兩個分流橋分別向左上方，左下方平移2mm，使得橋中心向左平移，與擠壓中心更接近，這樣有利于金屬的均勻流動，型材矩形部分的變形更均勻。同時，平移后右邊分流孔變大，懸臂T形部分不受分流橋的遮擋，金屬流動更趨于均勻。優化后的分流橋結構如圖6所示。

3.2模具結構優化模擬結果

保持擠壓工藝參數不變，根據反復的擠壓過程模擬和結構參數優化，最后得到如圖7所示的型材金屬流速分布圖。從模擬結果可以看出型材流速得到很大的改善，很接近理論平均擠壓速度27.45mm/s，金屬流動均勻，保證了產品質量。

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此不銹鋼殼體零件要求實現上下邊同時壓邊，定位準確，模具設計為上、下模與內、外滑塊相結合的結構，具有制造精度高、成型快速等特點。模具的總裝結構如圖2所示，主要機構有上下模板、內腔滑塊、外滑塊和驅動塊等。

1.2模具工作過程

首先進行模具與200t油壓機安裝連接調試運行，確定油壓機最佳工作參數。開機啟動后，上模塊和下模塊分別往上、下移動，打開模具；同時模具的內腔滑塊組件向里打開，外滑塊組件向外打開，將需壓邊的外殼放入內、外滑塊之間。啟動操作按鈕，下模塊向上頂出到固定位置，同時上模塊整組向下移動，當上模塊移動到外腔滑塊整組“C”處，上模壓住外腔中滑塊向里打開。同時導柱向下移動到“F”處，壓住內腔滑塊整組向外打開，將外殼的中間部份壓緊固定住，避免外殼在沖壓成型狀態下滑動，造成起皺；并將殼體的中間部份按所需尺寸成型完整。上模塊繼續向下移動，壓住外腔上滑塊“D”與外腔下滑塊“E”處時，外腔上滑塊與外腔下滑塊同時向里打開，將外殼兩端的邊完整成型出，尺寸穩定，拐彎處成型不起皺，兩端面成型后平滑，高度一致。成型完成后，上模與下模分別向上，下移動打開模具，同時內腔滑塊向里收，外滑塊向外收，一個成型加工周期完成，取出成型完好的殼體，取出工件。

2模具設計要點及注意的問題

模具設計時內腔滑塊與外滑塊的移動行程夠大，上、下模打開后的間距也應滿足需要，便于拿取工件；內腔滑塊組件的間隙不能夠太小或者太大，內滑塊間配合角度不宜小于95°；滑塊的強度、耐摩損度、脫模斜度需要設計合理。模具運動機構的設計要便于維護與保養。

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2全相關性對于以往的模具二維設計工作來說，設計人員在設計的過程中往往將很多的時間花費在了模具的圖形繪制以及問題的修改方面，且對于產品數據的修改則更是需要浪費設計人員大量的工作量與時間。而通過Pro／E軟件，則能夠根據物體的三維模型以自動的方式生成二維工程樣圖，以此將設計人員能夠從以往冗長、繁瑣的手工繪圖方式中得到解放，從而能夠將更多的精力放到對于產品的方案設計、結構優化等工作之中。雖然目前中的很多CAD軟件也能夠完成此項功能，但是Pro／E軟件所使用的是統一的數據庫，能夠將很多的產品設計方案在同一個數據庫中得到關聯，并且使我們無論在任何設計階段都能夠對這部分數據進行修改，從而以此來大大降低工作人員的工作量。

3完全硬件獨立性Pro／E軟件可以在目前很多主流的操作平臺中運行，并且無論是在哪一個平臺上運行都能夠保持同樣的外觀，且使我們的實際應用感覺也相同。而對于用戶而言，則可以根據其自身的需求對硬件進行配置，具有非常好的個性化特點。同時，由于Pro／E所使用的數據結構較為獨特，這就使其所具有的產品信息能夠在不同的平臺中流動。4新穎的參數化特征造型在Pro／E軟件出現之前，市面中常用的CAD軟件所使用的是一種以自由化方式進行設計的技術，當產品模型得到建立之后，我們對其所進行的修改則非常不方便。而在Pro／E軟件中，則實現了良好的參數化設計，使我們在設計時僅僅通過尺寸驅動就能夠滿足我們的設計需求。

二管接頭注塑模具設計

在Pro／E軟件中，具有著很多種應用模塊，而在我們對注塑模具進行設計時則可以通過Pro／E軟件中模架設計系統以及模具模塊來幫助我們更好地完成設計工作，且具有著直觀性好、準確性高以及效率高等特點。下面，我們就通過管接頭注塑模具設計為例對模具的設計全過程進行一定的研究。

13D模型設計管接頭中使用的Pro／E零件成型功能，通過我們創建拉伸、鏡像、抽殼、倒圓角以及剪切等命令的使用幫助我們對所需要的實體模型進行設計。對于本制品來說，我們所使用的材料為ABS，這種材料具有著易于機械加工、易于成型的特點，能夠較好地對抗低溫、沖擊等情況，且物理機械性能、電性能、成型工藝、流動性以及綜合性能都非常的好，具有著制件厚度均勻、精度高的特征。另外，其制件結構對稱，內側有凹陷，需要設置內抽芯機構；外側有凸起，需要設置斜導柱分型與抽芯機構。

2制品注射成型工藝在模具結構設計中，使用的是側澆口、兩點進澆的方式制造，并以一模一腔的方式布局。由于我們所使用的方式為兩點進澆，就能夠在很大程度上減少熔料在模腔中流動的距離，更利于我們對其注射成型。在頂出方式方面，我們則使用了推板的方式進行，且在制件固定位置處使用了頂管方式進行脫膜。門鎖孔方面，我們使用了斜導柱分型的方式完成了側抽工作，在內腔則同樣使用斜頂桿完成側抽。而在冷卻環節中，我們則使用了水冷的方式進行冷卻，且在冷卻水孔中我們使用了直通的方式對其進行布置、不同通道之間使用了軟管進行連接。

3模具設計在模具設計環節，我們使用Pro／E軟件制造模塊中的模具型腔子模塊進行分模設計：第一，打開Pro／E軟件，逐步點擊新建-制造-模具型腔-取文件名，然后進入到分模界面；第二，將工具作為參考零件裝配到軟件界面中，由于我們此次為第一次裝配，對此我們可以使用缺省的方式對其進行裝配；第三，通過控制層圖標的使用對模型基準面進行遮蔽，以此幫助軟件圖樣能夠得到簡化的特點；第四，對本次模具澆注方案進行確定。在此環節中，我們也可以對Pro／E軟件的塑料顧問模塊進行應用：在我們對模具初期設計時，需要對澆筑口的可行位置進行分析，之后再根據其所具有的位置作為我們具體的澆口，并逐步地進行熔接痕的分析、氣泡等工作。通過對該顧問模塊的使用，能夠幫助我們更好地對塑件澆口的最佳位置進行確定，即塑件的中部區域。而為了能夠幫助我們使模具結構具有更好的外觀，我們則可以將澆口設置在制件頂部內側，之后再通過塑性顧問模塊對其進行充模狀況分析，而在這個過程中，無論是對于填充時間、壓力降還是填充的質量都可以使我們以可視化的方式對其進行觀察。第五，建立工件型芯體積塊和型腔體積塊。在這個環節中，可供我們選擇的方式有很多，不僅可以通過手工的方式進行草繪，同時也可以在軟件中設定適當的參數直接生成相關模型。第六，設置收縮率。在此環節中，我們將ABS塑料所具有的收縮率設置為0.01，并以補償公式方式對其進行適當的設置；第七，設計分型面。在我們對模具進行分模的過程中，分型面可以說是這個設計環節非常重要的一個部分。而我們可以通過以下方式進行操作：在軟件中先新建分型面-將其復制-對外表面進行制作-完成分型面設計。第八，生成模具成型零件。在Pro／E軟件中，我們通過對球形拉料桿體積塊創建、銷體積塊、內側抽體積塊的方式完成模具體積快設計。在體積快設計完成之后，我們則可以通過斜頂桿分型面對我們之前所生成的體積快進行分割。另外，在模具成型零件生成之后，我們也可以借助軟件所具有的仿真功能對型腔進行充填，并最終形成具有單一實體特征的零件。第九，開模仿真。在這個環節中，我們需要以模具進料孔-定義間距-定義移動的方式進行設計，并在軟件模型樹中以滑塊的棱作為參考方向進行設計，并將其指向外側作為正向在軟件中輸入一定的移動距離。之后，我們再以同樣的方式進行第二步仿真工作。第十，模具總裝配設計。在此環節中，我們使用EMX軟件對不同模板所具有的尺寸以及類型等進行選定，并將型心以及型腔都裝入到模架之中，再對頂出系統、抽芯滑塊以及澆筑冷卻系統等進行設置，并最終完成導柱、導套以及螺釘等裝配件的裝配。

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2膠塞模具的結構組成及加工方法

根據以上膠塞模具的特點進而可以設計出膠塞模具的結構，通常膠塞模具均采用二開模、多腔鑲芯技術。模具由上模具大板、上模芯、下模具大板、下模芯、定位銷及定位套組成。

2.1上模具大板與下模具大板上模具大板的典型結構如圖8所示，下模具大板的典型結構如圖9所示。上模具大板與下模具大板的主要功用是固定和連接上模芯與下模芯，它們與上下模芯之間通常采用H6/k5配合。上模具大板通常設分區線，目的是便于硫化后分片和沖切。下模具大板內腔設預留分模邊，分模邊的厚薄將根據膠料硫化時的流動特性來確定，通常為0.5～1mm。下模具大板周邊設溢膠槽，滿足半成品重量誤差需求，生產合格產品。上模具大板與下模具大板將根據不同直徑形狀及厚度的產品，選用不同排布形式與厚度，排布形式有直排型和交錯排列型，在同樣模板面積上，交錯排列型的生產效率比直排型提高7.5%，因此只要結構允許，應盡量采用交錯排列形式。上下模具大板的加工通常采用坐標鏜床或加工中心一次完成上下模具大板坐標孔的加工。

2.2上模芯與下模芯上模芯典型結構如圖10所示，下模芯結構如圖11所示。上下模芯是膠塞硫化成型最關鍵的部件，它的加工質量直接影響到產品質量。膠塞模具是多腔模具，模芯數量巨大，目前我公司腔數最多的可達2352腔/模，因此模芯的一致性要求很高，對于簡單型腔的產品，一般采用數控車床生產，而對于復雜型腔的產品除采用數控車床加工外，還必須輔以電火花等加工方法來完成其加工，還有個別型腔復雜的產品采用鑲嵌法生產，但質量和一致性很難保證。

2.3定位銷與定位套定位銷與定位套的結構如圖12所示，由于多腔模具的特殊性，通常1套模具一般只有4對定位銷與定位套對上下模具進行定位，上下大板的定位套與定位銷孔通常在坐標鏜床或加工中心與模芯孔一次加工完成，定位銷、定位套與大板采用H7/n6配合，銷與套之間采用H7/g6配合。

3膠塞模具裝配與使用過程的常見問題與處理方法

膠塞模具零件加工完成后，就可進行模具裝配工作，膠塞模具的裝配有其特殊性，主要應注意以下幾個方面的問題。

3.1模具大板與模芯的裝配精度問題由于膠塞模具是多腔鑲芯模具，模芯與大板裝配配合精度要一致，盡管圖紙標注尺寸是一致的，但實際加工過程會出現一些偏差，這些偏差就會造成模板與模芯配合尺寸不一致。配合過緊會使得模板變形，進而影響硫化產品的精度；配合過松會導致模芯與模板之間積膠，進而使硫化產品產生毛邊。為了解決模板變形問題，一般采用加厚模具大板的辦法來解決，但過厚的模板會給更換模具和抽真空帶來困難。

3.2模芯加工的一致性問題模芯內腔加工的不一致會造成膠塞產品不一致，而不一致的膠塞會造成藥品自動分裝生產線運轉不暢，導致膠塞大批退貨。因此，膠塞模芯內腔尺寸的一致性是膠塞模具最關鍵的一環。通常通過模芯加工后的尺寸檢查和硫化膠塞產品尺寸檢查環節來控制產品尺寸。

3.3預留分模邊與最終硫化產品分模邊的關系由于多腔膠塞模具設計屬于半開放模具，盡管半成品尺寸及重量控制嚴格，但最終硫化的膠片還會出現多余膠料溢出現象，正是這些膠料的溢出造成了預留分模邊與最終硫化產品分模邊存在差異，這些因素在模具設計時必須考慮，按經驗值一般在0.15～0.20mm之間。

3.4預留分模邊內槽尺寸與模芯最小距離的問題在多腔模具的邊緣經常會出現硫化后的膠塞變形或尺寸不合格的問題，造成這種問題的主要原因是分模邊內槽邊緣與模芯距離過近造成，適當加大該尺寸就能解決這個問題，因此膠塞模具設計時應特別注意這個問題。

3.5硫化機面壓與熱板精度的影響由于膠塞尺寸的嚴格性，硫化機面壓必須足夠大，才能硫化出合格產品，面壓一般在100kg/cm2以上比較合適，低于此數據會造成合格率降低、膠塞厚度不均等問題。熱板精度低的硫化機，不僅不能生產出合格的膠塞產品，還會對模具造成永久傷害，嚴重者會造成模具報廢。因此，膠塞生產盡量采用高精度、高壓力的硫化機。

3.6形狀復雜的非回轉體產品上下模芯定位及對正問題由于多腔膠塞模具的模芯外形一般為回轉圓柱體，當膠塞本身結構為回轉體時，上下模芯可以隨意安裝，而對于形狀復雜的非回轉體膠塞來說，上下模芯必須按一定的方向排列固定，才能生產出合格的膠塞產品，這種情況下，一般要對加工模芯做好定位，否則會給后期裝配和生產帶來很多困難。

3.7溢膠槽、定位銷、定位套、模具與熱板固定螺孔尺寸的位置干涉問題膠塞多腔模具的設計原則是盡量讓模具占滿整個熱板，但必須留足溢膠槽、定位銷、定位套、模具與熱板固定螺孔的位置，這些功能部件必須獨立，不得互相干涉，否則會導致產品質量不穩定，甚至會造成模具報廢。

3.8膠塞偏心問題多腔模具最容易出現和最難解決的問題就是產品偏心，一般加工精度和裝配方法都會影響產品的同心度，這兩點尤其要注意。

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1.1蠟模相關數據的確定

該閥塊毛坯表面粗糙度的最大值為3.2，考慮到中溫蠟的鑄件表面粗糙度可達到2.0左右，充分滿足非加工表面粗糙度要求，故選用中溫蠟作為蠟模原料。鑄件的收縮率由合金收縮率、模料收縮率和型殼膨脹率綜合決定，最終確定鑄件的綜合收縮率為1%。

1.2蠟模的模具CAD

在Pro/E的模具模塊中進行模具設計，最關鍵的工作是設計合理的分型面。分型面的位置和結構的合理性，不僅對毛坯的制造效率和精度有影響，而且也關系到模具操作的方便性和模具零件的結構工藝性以及經濟性。本文中閥塊模具的分型面方案和結構設計過程是：首先復制閥塊毛坯的上頂孔面并延伸到模具頂面形成第一個分型面，構造出模具的型芯；再利用雙側拉伸創建第二個分型面將模具整體一分為二，構造出模具的上下模型腔。分型面設計完成后，在Pro/E中進行開模檢測，沒有干涉。另外，為方便脫模和便于型腔的加工，下模設計了頂桿，并將型腔中加工難度大的部分設計了活塊和型芯。從制造的工藝性和生產率的角度考慮，將下模型芯與頂料機構的頂桿設計為一體，使鑄件能夠完好的取出。

2上、下模型腔的CAM刀路設計及仿真

2.1文件格式轉換

將Pro/E造型完成的上、下模實體另存為IGES格式。由于IGES文件是Pro/E和MasterCAM的通用文件，所以在MasterCAM中可以IGES格式的模具零件實體進行仿真加工。在加工中一些小的圓角加工效果不是很理想，所以將切削用量適當調整，并且對刀具參數、加工方式進行改進。加工困難的部位需要多次精銑，以保證加工精度。

2.2CAM編程及仿真

在MasterCAM里建立加工任務，選擇以外形環狀銑削加工方式，先選擇Φ10的平銑刀粗銑內型腔，再換Φ5的球頭銑刀精銑內型腔，調整切削參數開始加工仿真并生成數控代碼。

3結論

1）本文的閥塊零件在液壓系統中需求量大，材料昂貴，毛坯制造精度要求高，采用熔模鑄造其毛坯可有效保證其批量和精度的要求。采用Pro/E軟件的三維造型功能快速準確地建立了閥塊的毛坯數模，并在其模具模塊中結合熔模鑄造工藝設計了閥塊毛坯的熔模鑄造模具，經開模檢測，模具結構合理。

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2模具設計要點

2.1工件展開尺寸計算

搭扣鉸鏈展開長度尺寸確定后，接著就可以進行落料模具的設計了。由于制件內孔與外形尺寸精度和形位精度要求高，故落料模采用倒裝復合模結構，對落料模的設計在此就不過多的贅述。

2.2預彎模設計

根據以上展開尺寸確定第一道預彎工序關鍵尺寸為45.28mm，只有保證了這一關鍵尺寸，才能給二道預彎及套芯棒卷圓提供可靠的定位基準，為此一道預彎、二道預彎均設計了彈壓及彈頂機構，一道預彎模、二道預彎模結構。二道預彎后制件，套芯棒卷圓模具結構如圖9所示。落料制件和預彎制件放入各工序凹模時，定位各面不應有間隙，應確保凹模定位面與制件相關面成H7/f6配制。由于二道預彎工序后制件端部80°部分的圓弧容易打滑、不易成型，同時也影響定位尺寸的準確性，故將二道預彎模具凹模的圓弧中心向里偏移了0.4mm，同時采用彈壓的壓料方式，從而可以使局部擠壓實現順利成型的目的。

2.3套芯棒卷圓模設計

為確保Φ30+0.1mm孔的精度需用套芯棒卷圓的模具結構。模具設計要點為：①芯棒直徑是制件直徑的上限，即Φ3.1mm；②芯棒的動作是卷圓前插入預彎制件，卷圓成型后順利退出；③預彎制件放入卷圓模內，定位要可靠同時需采用彈性壓料板壓緊；④凸模下行需定位準確，避免制件水平方向滑動，故采用彈性頂板機構。

3套芯棒卷圓模具工作過程

模具工作過程是將二道預彎成型制件放入凹模14內，緊靠凹模定位各面，接著把芯棒插入二道預彎制件及芯棒定位支架內。機床下行時，壓料板11在彈簧9的作用下將制件壓緊。機床繼續下行，凹模14與凸模將制件壓彎成型。機床上行至安全位置后，用夾子取出制件，將芯棒17硬性拔出。然后進行下一循環的卷圓成型。為調整卷圓尺寸精度，在調整凸模下壓沖程時，應采用彈性頂板結構，這一結構有利于避免凸模水平方向移動或竄動。

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（1）供給和需求不平衡

當今國內自配率不足，可以看到低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60%。盡管中國模具工業發展迅速，但與需求相比，供不應求的問題還是比較突出的，其主要缺口集中于精密、長壽命、大型、復雜模具領域。因為在模具壽命、精度、制造周期及生產能力等各個方面，我國與國際平均水平和發達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。

（2）人才與科技發展不相適應

模具行業不同于其他的一般行業，是一種技術密集，資金密集的產業之一。盡管我國在模具設計中已經使用CAE模擬分析，但是我國人才的發展速度跟不上行業的發展速度，現在缺乏各種能把握運用新技術或者高級模具鉗工等高技術人才。同時，由于基礎差、投入少，缺乏一種長期可持續發展的觀念導致我國模具產品及其生產工藝，工具（硬件和軟件），裝備的設計，研發（包括軟件二次開發）和自主創新能力的薄弱。跟發達國家比起來，我國模具CAD/CAE/CAM的技術水平還很低，主要表現在軟件開發的進度和水平低，CAE/CAM發展跟不上CAD，整體應用水平低，缺乏CAD/CAE/CAM知識的集成。

（3）標準化的程度低

長期以來，我國的注塑模設計受到了“大而全”、“小而全”的影響，模具行業的觀念落后，難以完成較大規模的模具成套訂單，與國際水平相差很遠。雖然有的企業引起了國外的先進加工設備，但是總的裝備水平與國外企業相比，依然是望塵莫及，設備控制率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外的企業低很多，CAE、CAPP的普及率就更加低了。另外，模具標準化水平低，沒有針對同一領域的產品建立針對的數據庫，標準件的品種規格少且應用水平低，高品質的都依賴進口，設計現狀如下表所示。這些都影響和制約著我國模具發展和質量的提高。

（4）材料等相關技術落后

模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。

（5）企業管理落后與技術的進步

我國模具企業的管理落后主要體現在生產組織方式及信息化采用等方面。以模具為核心的產業鏈各個環節的協同發展不足，尤其是材料的發展明顯滯后，國內模具材料在品種、質量和數量上都不能滿足模具生產的需要，高檔模具和出口模具的材料基本上都是靠進口的。模具上游的各種裝備（機床、工夾量刃具、檢測、熱處理和處理設備等）和生產手段（軟件、輔料、損耗件等）以及下游的成形材料（各種塑料、橡膠、板材、金屬與非金屬及復合材料等）和成形裝備（橡塑成形設備、沖壓設備、鑄鍛設備等），甚至包括影響模具發展的物流及金融等產業鏈的各個環節大都分屬于各有關行業，大都聯系不夠密切，配合不夠默契，協同程度較差，這就造成了對模具工業發展的制約。

2影響我國手機注塑模模具設計效率的因素

（1）模具設計工程師流動較大

在當前的模具行業中，模具設計人員的流動是非常大的，每個公司的設計思路又不盡相同，這就直接會影響到模具設計的效率。因為在模具設計人員流動的過程會使得模具設計人員的素質總體偏低，因此在控制模具設計效率的問題上會缺乏準確性。此外，人員的經常變動必將使得模具設計的完成水平處于良莠不齊的狀態，這就必將影響到模具設計的效率。

（2）模具設計師的主動性不夠。

因為模具設計的設計師對工作的熱情不夠，每天都只是按要求完成任務，所以也就很難創造性的設計出高質量的模具。同時，熱情的不夠也會使設計人員設計的結構過于固定而缺乏一定的變通和創新，必將嚴重影響到模具設計的效率以及質量。

（3）設計師的設計水平普遍不高

在當前的模具設計崗位上，很多的設計師是通過?？圃盒ｉT培訓出來的，對軟件的操作非常熟悉，但是對設計的思想理論沒有自己的把握和見解。因為，由于他們對模具設計核心技術的不熟練也將導致模具設計的時間過長，而且設計的方案也可能會有各種各樣的問題，這就有可能在主管檢查過后還要進行不斷的修改，從而嚴重影響到模具設計的總體效率。

（4）公司模具設計沒有標準化

如今，由于快速發展的手機市場導致手機生產商對產品需求的多樣性不斷的增加，因此模具的更新換代也在不斷的加快。各個手機制造商和模具設計公司承擔著繁重的模具設計任務，對于手機這一類產品經常有很多相似的結構，但因公司沒有把類似產品進行標準化分類建庫，在設計過程中有很多重復的而且緩慢的人工設計部分耗時太多，耗時結構如表1所示。這也使得設計師在模具設計的過程中不得不做很多重復性的工作，降低了模具設計效率。

（5）設計軟件的不足

現在公司進行模具設計的輔助軟件大部分用的是SiemensPLMSoftware公司出品的UG，盡管該軟件已經做到非常完善了，但是在公司具體的應用過程中依然有很多的不足，工程師在設計的過程中有很多設計要經過繁瑣的操作而不是一蹴而就的快捷，這就導致模具設計的效率不得不有所降低。

3提高我國手機注塑模設計開發效率的探討

隨著科技的發展和技術的進步，模具早已經是制造業的重要工藝裝備。在競爭激烈的手機市場中，誰能提高自己的生產設計效率，誰就能第一時間的占領市場，因此手機模具的設計速度是所有公司追逐的目標。我國模具技術已經得到了很大的發展，但總體來說與國際先進水平相比尚有10年以上的差距，設計的速度也比先進國家也慢了很多。由于模具技術的落后必將使得手機的生產和上市受到影響，所以我國手機注塑模具設計技術的發展是手機模具行業的當務之急。注塑模具種類繁多，不同種類的技術要求也是不一樣的，經過調查總結，我國注塑模具模未來必將朝著下列方向不斷發展進步。

（1）手機注塑模模具設計特點

隨著電子行業的快速發展，手機已經成為一個快消品。因此其在當今市場更新換代的速度非?？欤a品的快速更換對模具行業的發展也是一個很大的機遇和挑戰。因此手機注塑模就進入了多品種小批量生產時代，人們要求模具的生產周期越短越好，由此可以看出快速經濟模具將有廣闊的發展前景。

（2）熱流道、氣輔模具技術的發展

今天的模具行業里面采用熱流道技術無疑是提高塑料制件生產率和質量有效途徑，而且相比于傳統模具，熱流道還能大幅度節約原材料。熱流道技術在國外的塑料模具中占了50%，有的國家已經達到了80%以上，都得到了良好的效果。另外，氣體輔助注射成型也具有很大的優點，如：注射壓力低，制品翹曲變形小，表面的質量較好且易于注塑出壁厚跨度比較大的制件。所以它不但可以降低成本，最重要的是可以保證產品的質量。因此，手機外殼模具采用熱流道或者氣輔模具，將可以在低成本的情況下得到高質量的產品。

篇（9）

Abstract:Thisgraduatethatdesignis:ThemovetelephonethatshouttheBatterydoorinjectsthemold.Thisdesignprimarilypassesestopieceviabilityassessmentforrequestforofshape,sizeanditsaccuracycomingproceedinginjectingtypecraft.thepiecethewallforoftypecraftprimarilyincludingthepieceisthick,slopeandcircleangleandwhethertohavecore-pullingornotmechanism.Passtheaboveanalysistocomethecertainmoldingtoolcentthetypethesurface,typethenumber,gatetheform,placethesize;Theamongthemandmostimportantisacertaintypecoreandtheconstructionofthetype,forexampleadoptthewholethetypeoftypestill,andtheirfixedpositionandtightwayof.Inadditionandstillanalyzedthemoldingtooltosufferforce,moldthatdesignthatthedesignofthepatterndrawmechanism,matchthedesignetc.toleadtothemechanism,coolingsystem.Finallydrawtheproductionthatcompletemoldingtoolassemblethegeneraldrawingsumthesoilandestablishmentofprinipalmoldingtoolpartstypezerothepartsprocessthecraftprocessthecard.

Keyphrase:partingline,thegate,cavity,core,moldinsert,

ejectionforce,submarinegate.

概論

模具是工業生產中的重要工藝裝備模具工業是國民經各部門發展的重要基礎之一。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。模具設計水平的高低、加工設備的好壞、制造力量的強弱模具質量的優劣，直接影響著許多新產品的開發和老產品的更新換代，影響著產品質量和經濟效益的提高。

在現代塑料制件的生產中，采用合理的加工工藝，高效設備，先進的模具。塑料成型技術的發展趨勢是：

一、模具的標準化

1.為了適應大規模成批生產塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，模具的標準化工作十分重要。

二、模具加工技術的革新。

1.為了提高加工精度，縮短模具制造周期，塑料模成型零件加工廣泛應用仿行加工，電加工，數控加工及微機控制加工等先進技術，并使用坐標鏜，坐標磨和三坐標測量儀等精密加工與測量設備。

三、各種新材料的研制和應用。

1.模具材料影響模具加工成本使用壽命和塑件成型質量等。

四、CAD/CAM/CAE技術的應用。

第一章塑件分析

參看產品零件圖如，

本零件為手機的外殼的上蓋。主要形狀為長方并帶圓弧形。上面為曲面，有多個長方形并帶有側抽心；兩個伸出尾腳；內表面的精度要求一般。表面精度要求較高，同時需要涂漆。由于是采用上下蓋配合而成，從而避免了側向凹凸，盡量簡化模具結構。從而避免在尖角處產生應力集中或在脫摸過程中由于成型內應力而開裂。綜合以上各點分析，采用一模一件。

第二章塑件材料的成型特性與工藝參數

本章著重介紹塑料成型的工藝特點以及塑件的工藝要求，塑件結構設計方面的知識。為后面幾章的模具設計奠定了基礎。

對零件的分析得塑件材料取ABS（丙烯腈-丁二-苯乙烯共聚物）。

第一節塑件材料的特性

ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性使ABS具有良好的性能。

ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm.ABS有極好的抗沖擊強度，且再低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩定性和電器性能。

ABS在機械工業上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機外殼、儀表殼、儀器盤、水箱外殼等。ABS還用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器、農藥噴霧器及家具等。

第二節成型特性

ABS在升溫是粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；易產生熔接痕，模具設計是應注意盡量減小澆注系統對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50～60℃，要求塑件光澤和耐熱時，應控制在60～80℃。

目錄

前言……………………………………………………………………………3

任務書…………………………………………………………………………4

摘要……………………………………………………………………………5

概論………………………………………………………………….…………7

第一章塑件分析……………………………………………………7

第二章塑件材料的成型特性與工藝參數…………………………8

第一節塑件材料的特性………………….……………………8

第二節成型特性…………………………………………….……9

第三節工藝參數…………………………………………….……9

第四節塑料制件的結構工藝性…………………………….……11

第三章設備的選擇………………………………………………………12

第一節最大注射量………………………………………….……12

第二節注射量的校核……………………………………….…13

第三節塑件在分型面上的最大注射量與鎖模力的校核………14

第四節注射壓力的校核……………………………….…………14

第五節開模行程的校核……………………….…………………14

第六節注射機的技術規格………………….……………………15

第四章分型面與澆注系統的設計………………….……………………16

第一節分型面的設計…………………………………………………16

第二節主流道的設計………………….……………………………17

第三節分流道的設計……………….……………………………19

第四節澆口形式的選擇…………………………….………………19

第五節冷料穴的設計…………….………………………………19

第六節排溢系統的設計…….………………………………….20

第五章成型零件工作部分尺寸的計算……………………………………21

第一節成型零件的設計………….………………………………21

第二節成型零件的工作尺寸….…………………………………21

第三節成型零部件的強度與剛度計算……………………………27

第六章模架組合的選擇……………………………………………………29

第七章合模導向機構的設計…………………………………………………30

第八章推出與復位機構的設計……………………………….………………33

第一節推出機構的組成……………………………………………33

第二節推出機構的設計原則…………………………………33

第三節簡單推出機構…………….……………………………34

第九章側向分型與抽芯機構設計………………………………………..36

第十章冷卻系統的設計……………………………………………………..43

篇（10）

1）內部有3個均勻分布的弧形凹槽和3個定位孔；

2）形位精度要求較高，內孔的同軸度公差為0.05mm，齒形跳動度為0.1，中心孔的垂直度為0.03。綜上分析，如果選擇常規方法加工同步帶輪，其形狀以及內部微小尺寸控制難度大；如果采用粉末冶金法進行成形，零件的凹槽、定位孔及尺寸精度均可通過模具成形來保證。

1.2成形模具設計原理

粉末冶金成形工藝是由粉末冶金零件壓機和粉末冶金模具通過對所需粉末進行裝料、加壓、脫模等主要工步來完成，并使金屬粉末密實成具有一定尺寸、形狀、孔隙度和強度坯塊的過程。該同步帶輪應采用不等高零件成形模具設計原理。

1.3成形速度相等原理

根據不等高零件成形運動規律，在不等高零件成形過程中，必須滿足成形前、后粉末質量守恒定律，才能使不同高度區域密度近乎相等，在粉末成形時，零件的不同高度區都在同一時間進行粉末壓縮和成形，并且各部分所用成形速率相等，所遵循的原理即為成形速率相等原理。由此可知，在壓制不等高零件時，要使不同高度的各個區域遵循成形速率相等原理，從而保證零件不同高度區的平均密度相等。

2同步帶輪粉末冶金模具的設計

1）齒形成形通過控制材料的流動方向，成形出理想的形狀尺寸，是同步帶輪成形模具中最關鍵的環節。由于成形過程中單位壓力增大，載荷集中，因此要求模具工作部位剛性好。另外還應設置過載保護，防止毛坯的超差、材料不均勻等導致的過載。

2）同步帶輪屬于軸類零件，在成形過程中軸向密度差較大，因此模具應采用芯棒成形結構，以保證同步帶輪軸向密度分布均勻。

3）該同步帶輪有3個定位孔，應采用芯棒成形結構成形定位孔，可以延長模具使用壽命，提高裝配精度。該同步帶輪采用德國DORST壓機進行壓制，鐵粉的松裝密度約為3.2g/cm3，零件的毛坯密度不得小于6.6g/cm3，為了節約成本，模具配件采用已有的五檔同步器齒轂模具配件，例如，墊板、壓蓋等。由此可知，該同步帶輪成形模具的設計主要包括中模、上模沖（2個）、下模沖（3個）、芯棒（2個）的設計。

2.1成形中模的設計

中模主要用于同步帶輪的齒形成形，因此采用變模數設計法提高齒形精度。材料選用45號鋼，具有較高的強度和較好的切削加工性，經適當熱處理后可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性，中模內徑尺寸公差為±0.005mm。影響中模幾何尺寸的工藝主要是成形和燒結，因此成形中模設計過程中必須考慮成形回彈率δ和燒結收縮率這2個工藝參數。另外，粉末冶金工藝中的燒結收縮率及成形回彈率在徑向和軸向甚至各不相同的截面位置都是各不相同的。一般情況下，收縮率和成形回彈率在軸向的值往往大于在徑向的。模具的配合間隙僅在徑向得到體現，方法是按制件外徑或內孔的相應成形件為基準制造，與之相鄰的配合件取配合間隙后，按雙向公差加工制造。

2.2上模沖和下模沖的設計

根據同步帶輪的結構和成形特點，上模沖主要針對產品上表面形狀及軸向尺寸設計，上模沖與中模內腔上半部配合，上模沖設計為上外沖和上內沖。同步帶輪內部結構主要由下模沖成形而成，內部有弧形凹槽，深度為3.1mm，圓弧半徑為17.28mm，設計模具時應保證凹槽的形狀及尺寸。下模沖外形與中模內腔下部配合，下模沖設計為下一沖、下二沖和下三沖，更有利于產品成形和提高產品質量。

3結論

1）在發動機同步帶輪粉末冶金成形模具設計中，采用了2個成形芯棒和中模變模數設計法，有效地提高了模具裝配精度、齒形精度和使用壽命。