模具设计论文篇(1)

一般来说，并没有不好的材料，只有在特定的领域使用了错误的材料。因此，设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能，并仔细测试这些材料，研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易弯曲，则常被应用于外壳。这是材料选用的大框，其次，还要根据填料和增强材料继续选择。

（一）根据填料和增强材料进行选择的分析

热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物及玻璃体填充等种类产品。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度；矿物和玻纤则具较低的增强效果，主要用于减少翘曲。玻璃纤维会影响到成型加工，尤其会对部件产生收缩和翘曲性。所以，玻璃纤维增强材料不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料来替代，而不会有尺寸改变。玻璃纤维的取向由流动方向决定，这将引起部件机械强度的变化。试验（从注射成型片的横向和纵向截取了10个测试条，并在同一个拉力测试仪上对它们的机械性能进行了比较）表明，对添加了30％玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂，其横向的拉伸强度比纵向（流动方向）低了32％，挠曲模量和冲击强度分别减少了43％和53％。

在综合考虑安全因素的强度计算中，应注意到这些损失。

在一些热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂来改变它们的性质。由这些添加剂产生的性能变化必须认真地从手册或数据库中查阅，更好的是听取原材料制造厂家的专家的技术建议。以选用最为合适的材料。

（二）考虑湿度对材料性能影响

一些热塑性材料，特别是PA6和PA66，吸湿性很强。这可能会对它们的机械性能和尺寸稳定性产生较大的影响。在进行设计时，应特别注意这种性能，考虑其对产品性能的影响。

模具材料的选用取决于制品材料，细致分析制品材料后，才能在模具设计时选用最为合适的模具材料。

（三）塑料制品模具材料选用

细致分析塑料制品使用的材料后，选取最为合适的模具材料。目前我国市场常见的、适合热缩性材料的模具材料有：非合金型塑料模具钢（即碳素钢）、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢几种。在模具材料选取时，根据制品材料是否改性和增加填充剂，添加何种添加剂来选取适合的模具材料。例如：制作形状复杂的大、中型精密塑料制品时，其模具材料可选用预硬型塑料模具钢；制造复杂、精密且生产时间较长，需要高寿命模具时刻采用时效硬化型塑料模具钢。具体选用时主要还是要针对塑料制品的材料和模具预计使用情况选取。适宜的材料加上合理的设计将极大的提高模具使用周期，同时也可以提高产品质量。

二、壁厚及相关注意事项对产品性能的影响

在工程塑料零件的设计中，还有一些设计要点要经常考虑，其中对于壁厚的设计尤为重要，壁厚设计的合理与否对产品影响极大，改变一个零件的壁厚，对以下主要性能将有显著影响：零件重量、在模塑中可得到的流动长度、零件的生产周期、模塑零件的刚性、公差、零件质量，如表面光洁度、翘曲和空隙等。

（一）塑料模具设计工艺中的基础要求

在设计的最初阶段，有必要考虑一下所用材料是否可以得到所要求。流程与壁厚比率对注塑工艺中模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中，要得到流程长、而薄，则聚合物应具有相当的低熔融粘度（易于流动熔解）是非常必要的。为了深入了解聚合物熔化时的流动性能，可以使用一种特殊的模具来测定流程。

增加壁厚不仅决定了机械性能，还将决定成品的质量。在塑料零件的设计中，很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件壁厚不同可引起零件的不同收缩性，根据零件刚性不同，这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题。为取得均匀的，模制品的厚壁部分应设置模心。此举可防止形成空隙，并减少内部压力，从而使扭曲变形减至最小。零件中形成的空隙和微孔，将使横截面变窄，内应力升高，有时还存在切口效应，从而大大降低其机械性能。不同壁厚塑料制品的模具设计时，模腔的要求也不同，根据制品的要求，设计模具的模腔及脱模斜度，斜度要与塑胶制品在成型的分模或分模面相适应；是否会影响外观和壁厚尺寸的精度。

（二）热塑性塑料设计中的指标分析

热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性，不需要像具有高刚性、低延展性和低弹性的金属一样指定严格的范围。设计者在决定热塑性塑料模具制品的成本方面起了关键作用，合理且不影响产品性能的、缩小公差，较少成本是可以实现的。一般商业上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但这还需要与应用时的具体要求相结合来判断。精确的模具可以有效的缩小制品公差，从而降低制品成本。因此，模具精密度对制品生产厂家具有重要意义。

三、塑料模具设计时对收缩值的考虑

为了不对塑料部件制定过分严格的范围，必须要注意一些影响塑料制品尺寸准确性的因素。模具制造的标准必须严格遵守，同时要特别注意脱模斜度的重要性，因为它决定了脱模容易与否及防翘曲性能。

还有一个与产品设计相关的重要问题是，当成型品是由不同材料或不同壁厚制成时，其模后收缩值与方向和厚度相关如果复杂的成型对加工的要求非常严格，必须要获得模具原型有关收缩值和翘曲行为的准确数据玻璃增强材料的这一性质最为明显。玻璃纤维的取向性可在水平方向和垂直方向产生具有显著性差异的收缩，从而导致尺寸不准确。塑料制品的几何形状对收缩也有影响，进而影响到产品的性能，这也是设计者值得关注的一点。因此在此类制品模具设计时要注意制品脱模收缩后的尺寸是否为产品要求尺寸，否则因制品模后收缩值的影响，极有可能导致产品尺寸不符合标准。

结论：

与产品模后性能相关问题还有许多，设计人员可以参考手册进行设计。总之，在塑料制品模具设计时要充分考虑可能影响制品尺寸、性能、外观等多方面因素，综合利弊，选用适合的材料，合理的设计，才能保证产品的性能。

论文关键词:塑料模具设计；材料；选用

论文摘要:随着塑料工业的飞速发展及塑料制品在各个领域的推广应用，产品对模具的要求也越来越高。同时也对专业设计人员的经验提出了更高的要求，在塑料制品模具设计时制品材料的选择是决定产品性能的重要因素。还有制品壁厚等问题是辅助设计软件所不能解决的，要需要专业设计人员长时间经验的积累才能做好的。因此本文就塑料制品模具设计中若干重要问题做以简要的讨论。

参考文献

[1]张国栋.模具设计概述[J].中国模具设计，2003,6.

[2]李海龙.注塑模具设计[J].模具前沿，2005,12.

[3]肖海燕.模具设计之材料选用[J].西安机械设计，2006,1.

[4]吴利国.塑料模设计手册[M].机械工业出版社，2005,1.

模具设计论文篇(2)

1.1进料箱的结构

进料箱、进料管及软布套管共同组成了进料装置。其中进料管被安装在机架上，通过软布套管联接到进料。在进料管的内部，有1个偏心锥形圆筒，该锥形圆筒的作用就是改变物料落点位置，并且引导物料准确落入进料箱的中心。进料箱是被安装在装置中的筛体上，当筛体开始振动，进料箱随之振动，这样可在一定程度上保证喂料的均匀性。固定在进料箱内有一个分料板，其中部会垂直箱壁，分料板的两侧略朝下倾斜，分料板中间有匀料闸门，可调整伸缩，以保证物料均匀分布在筛面宽度。进料箱与机架之间的联接为刚性联接，这样可以保证抽查筛格，同时进料箱也可以自由的拆卸与翻转。

1.2出料箱的结构

螺栓与筛体联接在一起是出料箱的特点之一，主要包括大杂出料口、粮食出料口、机箱、及小杂出料口，通过焊接，不同的出料口结构都可以与出料箱机箱联接，不同的出料口和筛体之间都存在着密封装置。出料箱结构通过筛面筛出的大杂项经过大杂出料口输出到一旁的机箱，上筛面与下筛面之间的物料经过物料输出口后直接输出，而小杂项通过下筛面选出，并通过小杂出料口输出。机器在使用之前，需要检查其严密情况，保证设备不存在泄漏情况，以保证各个出料口之间不会发生混合的可能。

1.3机架

采用分离式设计是该振动筛的特点之一，同时横梁和底座的支撑采用分开设计，支撑横梁与底座之间使用可调式螺栓联接，这样的好处是横梁可以上下移动，因此保证了筛体调节角度在0~12°。不同角度的调节可以满足不同情况下的不同的筛选要求。该方案的优点是实用性强，并且制作简单，运输方便。物料输入和进料机构联接的设备是移动架。螺栓进行联接是料筒盘和进料筒之间的主要联接方式，物料也可以经过管道直接进入物料筒。料筒盘可以直接在支架的横梁上进行焊接。上支架的组成部分包括了加强板、料筒盘、封板。移动架和支撑架之间是刚性联接，这是由支撑板和螺栓完成的。在设备开始运转之前，要保证移动架支撑架的联接紧密，这样才能保证物料准确进入进料箱。

1.4驱动电机的设计

驱动电机的驱动设置一般都选择在筛体两侧，并且要保证筛体重心的位置重合。在4只螺栓的固定下，电机安装在圆盘上，当圆盘的固定螺栓被松开时，电机和圆盘将同时绕着中心轴旋转，以至于改变电机安装角度，实现调节振动角，振动角在0~45°可调节。

2模具设计

在模具的设计过程中，以下现象需要考虑到，有模具头部的成形，在球形顶端的飞边、打偏等现象。与此同时还需要考虑到限位工件、出料自动等来自各个方面的多因素。各个部件的关系如下：上锻模被安装固定在了工作头的主轴孔中，下锻模被安装固定在定位模具中，压板紧紧压住下锻模，工作台与压板在工作台的T形槽的作用下，由联接螺栓被紧密联接在一起。工作台和定位模具为了提高定位与定心的精确度，选择了比较小的间隙进行配合。模具中存在着顶芯，机床底座的下面存在着模具底座，在连杆和工作头的作用下联接为一个整体。设计的模具的工作原理如下：模具被固定在指定位置后，把加热后的材料放在下锻模里面，上锻模在工作头的带动下，压在了下锻模上，模具底座在联接杆的作用下随之往下，顶芯因此落到了定位模具的下边。顶端的部分刚好比下锻模的底部高出部分，可以支住工件。等工件加工完毕，工作头将会随之升起，并带动上锻模和模具随之升起，在顶芯的作用下，模具底座的柱销也因此被顶出模具。

3设计时注意的问题

（1）下锻模下锻模在实际作业时受到的压力非常大，因此若强度方面没达到标准，很容易因此而断裂。所以在实际选用特殊材料，并且加热处理，满足强度方面要求。下锻模的台阶过渡时选择了大圆弧过渡。（2）定位模具为了在实际作业中避免锻压工件偏倒现象，为此特别设计一个定位模具，作用主要体现在3个方面：①保证上锻模与下锻模的同心度；②对顶芯的支撑作用，对工件的定位作用；③若顶芯上升的话，将起到一个导向的作用。（3）顶芯上锻模通过工件对顶芯施加锻压压力，同时，为了保证下锻模和定位模具能够在允许范围内正常滑行，那么一定不能存在形变，所以也需要选择特殊材料，并进行热处理。

4结语

模具设计论文篇(3)

1.《塑料成型工艺与模具设计》教学当中常用的方法。

在一体化教学的过程中，先以项目教学为主要手段，然后以情境教学为教学目标，明确教学内容、学习目标，引导学生学习与技能的训练。在教学方法上有多种灵活方式，比如：情境教学法、讲授法、现场指导教学法及分组讨论法等等。分组讨论法：是将一组人选集中在一起就某个话题展开讨论，最后大家达成一致的结论。例如：在讲解塑料模具结构的时候，学生们就是采用这种方法将每个部分的名称一一讨论出来。讲授法：教师通过口语向学生传授知识、培养能力、进行思想教育的方法，在教学方法中应用广泛，且其他各种方法在运用中常常要与讲授法结合。现场教学：是在自然和社会现实活动中进行教学的组织形式。现场教学既是课堂教学的必要的补充，又是它的继续和发展。借以开阔眼界，激发学习热情，培养独立工作能力，陶冶品德。情境教学法：是指在教学过程中，教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景，以引起学生一定的态度体验，从而帮助学生理解教材，并使学生的心理机能得到发展的教学方法。例如对于塑模中塑料原材料的讲解，老师可以先设计一个场景，让学生通过视频中的场景了解一些知识，然后设计疑惑问题，使学生产生兴趣，从而引发学生的情感。

2.《塑料成型工艺与模具设计》编写一体化教学计划。

教学计划是培养人才的一个纲领性文件，是实现培养目标，组织教学活动，体现教育的重要的依据。我们要以培养学生综合素质为目的，注重对学生全面素质和综合职业能力的培养，增强学生的职业适应能力。改变传统授课模式当中的单一性和枯燥性，将理论和实践有机的集合起来，使学生能够循序渐进的接受过程。一体化教学计划避免了重复学习，提高了学习效率，突出了综合职业能力的培养。

3.《塑料成型工艺与模具设计》编写一体化教学教案。

一体化教学已经在中职学校的学习中占主体地位，因此老师编写的传统教案也要随之改变。《塑料成型工艺与模具设计》教案中的所有内容必须要以职业能力为本位，围绕模具制造额不同岗位，以专业能力培养为目标，坚持理论知识“必须、够用”原则，围绕“设计”“、制造”来编写，每一个环节都必须根据一个阶段的教学目标所涉及的知识为能力体现。

4.《塑料成型工艺与模具设计》教学时间的安排。

在《塑料成型工艺与模具设计》一体化教学的实施过程中，我们不但要考虑到内容与教学目标的要求，同时还需要考虑到学校现有的实训设备、场地以及学生的基本素质情况，采用四学时为一个情景教学单元设计教学内容，教师“教、学”和“做”的时间多数情况下是1：1的比例，当然对于难度系数较大或是学生部容易掌握的内容，可以根据具体的情况进行灵活的调整。

5.教师在《塑料成型工艺与模具设计》一体化教学过程中分工协作。

由于《塑料成型工艺与模具设计》一体化教学需要完成“做中学”“、学中做”，所以在教学中必须有良好的团队分工协作，才能达到理想的教学目标与教学效果。因此在教学过程中采用了一名主讲与一名实训相组合的授课模式。主讲老师主要负责讲授基本的理论知识和模具的设计技能，指导学生完成模具的设计；而实训老师主要是指导和帮助学生实现模具的加工、装配和调试等，让学生能够正确有效的消化学习的知识点，达到巩固，加深，掌握的目的。

二、教学效果总结

模具设计论文篇(4)

摘要：随着塑料工业的飞速发展及塑料制品在各个领域的推广应用，产品对模具的要求也越来越高。同时也对专业设计人员的经验提出了更高的要求，在塑料制品模具设计时制品材料的选择是决定产品性能的重要因素。还有制品壁厚等问题是辅助设计软件所不能解决的，要需要专业设计人员长时间经验的积累才能做好的。因此本文就塑料制品模具设计中若干重要问题做以简要的讨论。

在我国塑料工业发展中，计算机的应用起到了重要作用。计算机技术在模具设计领域的应用，大大缩短了模具设计时间，尤其计算机辅助工程（CAE）技术的大规模推广，解决了塑料产品开发、模具设计及产品加工中的薄弱环节。更在提高生产率、保证产品质量、降低成本等方面体现出现代科技的优越性。但是现代技术并不能替代专业设计人员的经验，在塑料模具设计时制品材料的选择是决定模具设计时模具材料选用的重要因素。怎样选用合适的材料，是模具设计中一个重要的问题。

一、塑料制品材料的选用对模具设计的影响

一般来说，并没有不好的材料，只有在特定的领域使用了错误的材料。因此，设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能，并仔细测试这些材料，研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易弯曲，则常被应用于外壳。这是材料选用的大框，其次，还要根据填料和增强材料继续选择。

（一）根据填料和增强材料进行选择的分析

热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物及玻璃体填充等种类产品。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度；矿物和玻纤则具较低的增强效果，主要用于减少翘曲。玻璃纤维会影响到成型加工，尤其会对部件产生收缩和翘曲性。所以，玻璃纤维增强材料不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料来替代，而不会有尺寸改变。玻璃纤维的取向由流动方向决定，这将引起部件机械强度的变化。试验（从注射成型片的横向和纵向截取了10个测试条，并在同一个拉力测试仪上对它们的机械性能进行了比较）表明，对添加了30％玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂，其横向的拉伸强度比纵向（流动方向）低了32％，挠曲模量和冲击强度分别减少了43％和53％。

在综合考虑安全因素的强度计算中，应注意到这些损失。

在一些热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂来改变它们的性质。由这些添加剂产生的性能变化必须认真地从手册或数据库中查阅，更好的是听取原材料制造厂家的专家的技术建议。以选用最为合适的材料。

（二）考虑湿度对材料性能影响

一些热塑性材料，特别是PA6和PA66，吸湿性很强。这可能会对它们的机械性能和尺寸稳定性产生较大的影响。在进行设计时，应特别注意这种性能，考虑其对产品性能的影响。模具材料的选用取决于制品材料，细致分析制品材料后，才能在模具设计时选用最为合适的模具材料。

（三）塑料制品模具材料选用

细致分析塑料制品使用的材料后，选取最为合适的模具材料。目前我国市场常见的、适合热缩性材料的模具材料有：非合金型塑料模具钢（即碳素钢）、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢几种。在模具材料选取时，根据制品材料是否改性和增加填充剂，添加何种添加剂来选取适合的模具材料。例如：制作形状复杂的大、中型精密塑料制品时，其模具材料可选用预硬型塑料模具钢；制造复杂、精密且生产时间较长，需要高寿命模具时刻采用时效硬化型塑料模具钢。具体选用时主要还是要针对塑料制品的材料和模具预计使用情况选取。适宜的材料加上合理的设计将极大的提高模具使用周期，同时也可以提高产品质量。

二、壁厚及相关注意事项对产品性能的影响

在工程塑料零件的设计中，还有一些设计要点要经常考虑，其中对于壁厚的设计尤为重要，壁厚设计的合理与否对产品影响极大，改变一个零件的壁厚，对以下主要性能将有显着影响：零件重量、在模塑中可得到的流动长度、零件的生产周期、模塑零件的刚性、公差、零件质量，如表面光洁度、翘曲和空隙等。

（一）塑料模具设计工艺中的基础要求

在设计的最初阶段，有必要考虑一下所用材料是否可以得到所要求。流程与壁厚比率对注塑工艺中模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中，要得到流程长、而薄，则聚合物应具有相当的低熔融粘度（易于流动熔解）是非常必要的。为了深入了解聚合物熔化时的流动性能，可以使用一种特殊的模具来测定流程。

增加壁厚不仅决定了机械性能，还将决定成品的质量。在塑料零件的设计中，很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件壁厚不同可引起零件的不同收缩性，根据零件刚性不同，这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题。为取得均匀的，模制品的厚壁部分应设置模心。此举可防止形成空隙，并减少内部压力，从而使扭曲变形减至最小。零件中形成的空隙和微孔，将使横截面变窄，内应力升高，有时还存在切口效应，从而大大降低其机械性能。不同壁厚塑料制品的模具设计时，模腔的要求也不同，根据制品的要求，设计模具的模腔及脱模斜度，斜度要与塑胶制品在成型的分模或分模面相适应；是否会影响外观和壁厚尺寸的精度。

（二）热塑性塑料设计中的指标分析

热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性，不需要像具有高刚性、低延展性和低弹性的金属一样指定严格的范围。设计者在决定热塑性塑料模具制品的成本方面起了关键作用，合理且不影响产品性能的、缩小公差，较少成本是可以实现的。一般商业上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但这还需要与应用时的具体要求相结合来判断。精确的模具可以有效的缩小制品公差，从而降低制品成本。因此，模具精密度对制品生产厂家具有重要意义。

三、塑料模具设计时对收缩值的考虑

为了不对塑料部件制定过分严格的范围，必须要注意一些影响塑料制品尺寸准确性的因素。模具制造的标准必须严格遵守，同时要特别注意脱模斜度的重要性，因为它决定了脱模容易与否及防翘曲性能。

还有一个与产品设计相关的重要问题是，当成型品是由不同材料或不同壁厚制成时，其模后收缩值与方向和厚度相关如果复杂的成型对加工的要求非常严格，必须要获得模具原型有关收缩值和翘曲行为的准确数据玻璃增强材料的这一性质最为明显。玻璃纤维的取向性可在水平方向和垂直方向产生具有显着性差异的收缩，从而导致尺寸不准确。塑料制品的几何形状对收缩也有影响，进而影响到产品的性能，这也是设计者值得关注的一点。因此在此类制品模具设计时要注意制品脱模收缩后的尺寸是否为产品要求尺寸，否则因制品模后收缩值的影响，极有可能导致产品尺寸不符合标准。

结论：

与产品模后性能相关问题还有许多，设计人员可以参考手册进行设计。总之，在塑料制品模具设计时要充分考虑可能影响制品尺寸、性能、外观等多方面因素，综合利弊，选用适合的材料，合理的设计，才能保证产品的性能。

参考文献

张国栋.模具设计概述[J].中国模具设计，2003,6.

李海龙.注塑模具设计[J].模具前沿，2005,12.

肖海燕.模具设计之材料选用[J].西安机械设计，2006,1.

吴利国.塑料模设计手册[M].机械工业出版社，2005,1.

模具设计论文篇(5)

速印机油墨筒塑料螺纹盖的主要结构尺寸如图2所示，材料为聚丙烯（Polypropylene，简称PP），产品注塑成型后表面要求色泽均匀、清洁，无刮痕、毛刺等机械损伤及断裂等表面质量缺陷，产品生产类型属于批量生产。通过对塑件的尺寸结构分析，可知设计其注塑模具结构时必须注意以下几点。（1）塑件内表面口部有一梯形螺纹，规格为Tr12×2，螺纹长度为l=10mm。通常情况下，塑件内螺纹的脱模方式包括采用强制式螺纹脱模、手动式螺纹脱模或机动式螺纹脱模。根据塑料螺纹盖的尺寸结构、材料性能及产品的生产类型，从简化模具结构的角度出发，确定在本模具中采用手动式螺纹脱模。（2）该塑件为一外包装的盖体类零件，为了不影响产品的外观，模具中以采用点浇口的进料形式为宜，即模具需采用三板式结构。（3）由于聚丙烯收缩率较大，且塑件脱模斜度较小，结合塑件的结构特点，模具中应考虑采用推板推出机构，确保塑件能顺利顶出不变形。（4）聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料，冷却成型过程中释放出的热量多，因此模具中必须加强对成型零件的冷却[1]。本模具采用一模两穴的型腔布置方式，模具设计的关键在于确保浇注系统、手动式螺纹脱模机构、冷却系统的结构合理性以及三板式模具的动作可靠性。本文将对该模具关键结构的设计作详细阐述。

2模具结构分析与模具设计

2.1成型零件的模具设计

根据塑件为一圆盖形零件的结构特点，基于优化模具加工与装配工艺的考虑，成型零件宜采用镶拼结构，并设计成圆柱形。在此基础上确定出成型零件的主要装配尺寸，其中，型腔边与镶件边的间距为15～30mm，型腔顶部与镶件背面间距为15～30mm，由此设计出型腔镶件的外形尺寸为?82mm×35mm；而型芯的主要装配尺寸应结合零件的镶拼位置来确定。另外，成型零件的其他结构需结合模具其他相关机构综合考虑设计。结合产品的结构尺寸，初步设计出各成型零件的结构草图，如图3所示。

2.2模架结构的确定

如前所述，本模具采用点浇口进料方式的三板式模具结构，因此应选用带水口推板的细水口模架；另外模具中塑件采用推板推出的脱模方式，模架的下模部分必须配置推板，综合考虑镶件的结构尺寸及其固定方式、流道的设置、塑件的推出及模具的冷却等因素，确定选用的模架规格型号是：DBI-2030-A50-B25-C90。其中各参数的含义如下[2]：D——带刮料板的细水口模架形式；B——下模部分设置有推板及托板；I——工字模；2030——模架宽度200mm、长度300mm；A50——上模板厚度50mm；B25——下模板厚度25mm；C90——垫板厚度90mm；190——拉杆长度190mm。模架剖视结构如图4所示。

2.3浇注系统的设计

根据塑件的结构特点，本模具确定采用点浇口的进料方式，分别在两个型腔中间各开设一个进胶点，结构中结合三板式模具的动作原理设计相关机构，由此实现开模过程中塑件与浇注系统凝料自动分离脱落，确保塑件的外观质量，减少后处理工序，降低操作者的劳动强度。（1）设计浇口根据塑件结构工艺性分析可知，本模具以采用点浇口的进料方式为宜。结构形式及形状尺寸如图5所示，结合塑件的尺寸大小设计出点浇口的结构尺寸，分别为l=1.2mm、d=?1.2mm、R=2mm，a=6°。（2）设计分流道根据三板式模具的动作原理及浇注系统凝料的脱模形式可知，模具的分流道只能设置在水口推板与上模板结合面处，通常只在上模板一侧单边开设。本例中确定采用半圆形的分流道截面，截面半径为R=5mm；结构中两个型腔的中心距为100mm，分流道的长度结合型腔布局并适当延长，以作为分流道的冷料穴。（3）选用浇口套与定位环结合常用标准件的规格型号，本模具中选取直径为?16mm的浇口套及?120mm的定位环。并根据三板式模具的动作原理，将浇口套与水口推板的配合段设置为锥度α=10°的配合锥面。浇注系统及相关零部件结构如图6所示。

2.4脱模机构的模具设计

（1）设计螺纹脱模机构由于塑件的螺纹部分采用手动式螺纹脱模方式，模具中螺纹型芯应设置成活动镶件的结构形式，为了实现活动镶件的可靠定位及快速装卸，螺纹型芯应采用弹性的固定方式，因此，结构上在下模镶件中设置一弹簧波珠，并在螺纹型芯的对应部位开设一圆弧槽，以起固定作用。与此同时，为了减少螺纹型芯与下模镶件的配合长度，方便螺纹型芯的安装、脱模以及在模外的拆卸，将螺纹型芯的底端部分设置成锥面，并在其周边开设4个平面，螺纹型芯结构如图7所示。（2）设计推板推出机构根据推板推出机构的工作原理，为防止推板刮伤下模型芯，推板内孔应比下模型芯成型部分大，并将推板与下模型芯的配合面设计成单边斜度为10°的锥面，以防止因推板偏心而出现飞边。除此之外，为了避免推板推出行程过大而脱离导柱，必须根据模具的推出行程设置推板推出机构的限位装置，结构中采用限位螺钉的限位方式。（3）设计先复位机构由于采用活动镶件的结构形式，螺纹型芯必须在合模之前放置到模具里面，因此必须在模具中设置先复位机构。先复位机构主要包括弹簧式先复位机构与机械式先复位机构，考虑到推出机构中推杆较少，摩擦力较小，因此确定选用弹簧式先复位机构。弹簧长度的算法[3]：i=s+lL其中：i——压缩比，通常取0.4～0.5之间；s——总行程，mm；l——预压量，通常为15mm左右；L——弹簧自由长，mm；根据本模具结构，确定出相关参数，分别取i＝0.45，l＝15mm，s＝20mm，由此可计算出L：L=s+li=20+150.45=77.7mm取L＝78mm。复位弹簧一般套装在回程杆上，由于模具回程杆直径为?15mm，结合模具的推出行程及弹簧的自由长度，确定复位弹簧的规格尺寸为TL35mm×17.5mm×78mm。

2.5冷却系统的模具设计

由于型腔与型芯均采用镶拼结构，因此模具中只需针对型腔镶件与下模镶件进行冷却。从结构上分析，型腔镶件中间设置了浇口，而型芯镶件中间设置了螺纹型芯，结构中只能通过在镶件周边开设冷却槽，以通入冷却水实现冷却。结合镶件的结构尺寸，确定在镶件圆周上设置一条6mm×6mm的冷却水槽及两条3mm×2mm的密封圈槽，并在相应模板的对应位置上开设进出水孔即可。冷却系统结构详见图8。

3模具的整体结构及工作原理

根据模具的结构方案及三板式模具的动作原理，对模具的相关结构进行完善，设计出模具的整体结构，如图8所示。模具的工作原理如下。（1）注塑充型塑料熔料经件37（浇口套）的主流道、件33（压板）上的分流道、件32（型腔镶件）上的浇口充填型腔，并在注塑压力作用下保压、冷却。（2）开模分型在注塑机动、定模板的带动下，模具依次实现分型：第一次分型：模具在Ⅱ处打开，利用分流道凝料对件34（拉料钉）的包紧力，将浇注系统凝料从件32、件33中拉出，并使其与塑件分离，直至件11（限位钉）拉住件15（上模板）。第二次分型：模具在Ⅰ处打开，件11拉动件14（水口推板）运动，将浇注系统凝料从主流道刮出，并使其脱离件34，直至件12（限位钉）拉住件13（顶板）。第三次分型：模具在Ⅲ处打开，件38（尼龙锁模器）脱离件15（上模板），塑件随下模运动并脱离件32，直至模具打开足够行程。（3）推出塑件及螺纹型芯模具在Ⅳ处打开，下模停止运动，件23（推杆垫板）、件21（推杆固定板）在注塑机顶出杆作用下，带动件17（推板）及件27（推杆）运动，并分别推动塑件及件28（螺纹型芯），完成塑件与件28的整体推出。（4）螺纹脱模在模外借助手工工具，将件28从塑件上拆卸，完成塑件的螺纹脱模。（5）推出机构复位推出动作完成后，注塑机顶出杆回抽，件21、件23在件20（复位弹簧）的作用下，带动件22（回程杆）、件27完成复位动作。（6）放置螺纹型芯将件28放入到模具中，并利用件16（弹簧波珠）定位。（7）模具合模在注塑机动、定模板的带动下，模具上的各模板分别合拢，完成一个注塑周期。

4结论

模具设计论文篇(6)

1浇铸模应具有严格的标准的公差要求

浇铸模因其在制造过程中，科研人员在进行对浇铸塑料模具公差标准确定时，一定要有严格的操作标准，在进行塑料模具设计时要根据塑料模具所应用的领域进行具体的调研分析，提前收集有关塑料模具的相关数据，生产操作技巧以及生产模具的注意事项等，针对浇铸塑料模具不同的行业要求进行塑料模具制作，有关塑料模具的检验组织要设立严格的检验标准，，在设计之后要有相关的技术人员对塑料模具产品进行校准，在浇铸塑料模具进行生产之前要先进行生产试验，确定塑料模具生产出的产品符合生产实践之后方可对产品进行批量化生产。

2充分考虑浇铸塑料模具收缩变化

针对浇铸塑料模具收缩率易受条件影响这一特点，科研人员在进行浇铸塑料模具制作时要充分考虑使用塑料模具的收缩系数，要根据浇铸塑料模具生产地点和行业调整模具的收缩范围，针对不同的产品制定不同的塑料模具方案，在一些要求较为严格的生产实践中在对浇铸塑料模具进行定型和校准时可以使用木质或金属等模具结合的方式进行校准，充分的考虑其环境条件变化，提高塑料模具的精度，同时在浇铸塑料模具加工时可以在浇铸塑料模具材料中加入抗高温和抗压的配合材料，以减小塑料模具的收缩率变化，使生产的产品更能适应较为复杂的环境。

3改良制作方法，提高精度浇铸塑料模具

在传统的制造塑形模式已经远不能满足当前塑料模具的发展所需而发展诞生的符合当前生产需要的模具制作方法之一，但是为适应科技和工业的快速发展在塑料模具制作的过程中要不断的创新制作方法，增加新的创新手段，将传统的浇铸手段与设备数字程控操作相结合，这样不仅能够最大程度的节约材料，最重要的是保证了塑料模具的高精确性，有效的提高了塑料模具的精度，使模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。

4研发与浇铸塑料模具相关的新材料

浇铸塑料模具的制造并不是只凭借传统的单一制造原料要充分的研发先进的其他配合材料，在这方面我国要充分的借鉴国外的先进制造技术，研制能够加入塑料模具中的添加物，增加浇铸塑料模具的精确度，增加浇铸塑料模具的耐热、耐压的承受能力，提高科研技术的投入，生产出低成本、高价值的塑料模具，使新型的塑料模具更加丰富工业制造领域，产出更多有价值的产品。

二浇铸塑料模具的发展与规划

浇铸塑料模具因其具有可塑性强、材料来源广、价格低廉等特点被广泛的应用于工业等制造行业，国家和有关科研部门要增加资金的投入，丰富浇铸塑料模具的制作工艺流程，严格其生产标准，制定相关的科研制度来规范浇铸塑料模具的生产，鼓励有关制造企业研发先进的制造设备，制造更多精确性高生产性能优良的浇铸塑料模具。从制造手段和工艺流程来规划塑料模具的发展，更好的促进浇铸塑料模具的制造。

三结语

模具设计论文篇(7)

1产品技术分析

1．1产品的材料分析Inconel718合金是一种沉淀硬化型镍基耐热合金，它既具有不锈钢的耐蚀性和抗氧化性，高强度，可通过变形、铸造和焊接等形式制造出不同的产品［1－2］。由于风口法兰产品属于复杂曲面深拉件，为了获得较高的均匀变形伸长率δu数值，要求冷成型加工板材是固溶处理状态，同时考虑到变形速度的影响，应至少采用低速压力机，优先采用液压机。鉴于材料的强度高，成型过程中所需变形载荷大，故成型设备、模具寿命的要求均相应提高。其次，由于718材料的硬化指数较高，其加工硬化率比普通碳钢和不锈钢都高，在实施连续变形的冷加工过程中应有中间退火工序。此外，为了让板材在变形过程中不至于过早发生局部集中变形而导致材料报废，在成型过程中应尽量使应力、应变均匀化。

1．2产品结构及尺寸精度分析风口法兰呈不规则渐变曲面状，材料厚度1mm。该产品成型后要与另一厚壁零件通过焊接组成部件，焊接组件有严格的几何公差要求。因此该产品技术要求直径140mm圆孔处圆度控制在0．05mm之内。直径460mm对应的圆弧高度80mm端面处的平面度控制在0．1mm之内。

1．3产品成型工艺分析该产品为1mm厚的镍基合金板材，采用冲压成型工艺步骤如下:①落料成型，通过落料模具将1mm厚板材落料成一块圆形落料件;②拉深成型，通过拉深模具将圆形落料件经过数次拉深成喇叭形半成品件;③切边成型，通过切边模具将喇叭形半成品件上部边缘拉深皱纹区域切除;④翻边成型，通过翻边将喇叭形半成品件底部和顶部翻边，形成直通喇叭形状成品件，最终形成合格产品。

1．4产品成型技术难点分析(1)由于产品材料为镍基合金，该材料拉伸强度大，材料流动摩擦阻力大，易造成模具磨损，影响模具凸凹模之间的间隙，在产品拉深过程中易形成侧面皱纹，造成其成型加工难度大。(2)该产品呈大圆弧渐变曲面状，并在拉深和翻边过程中，材料流动不均匀、不稳定，产品易出现不规则扭曲和反弹。由于产品对平面度和圆度有严格要求，因此产品需要精确控制压边力。(3)该产品直径尺寸较大，并具有较大深度，因此板材在拉深过程中易产生拉深硬化，拉深件易破裂。

2产品成型技术难点解决方案

2．1针对第一难点的解决方案凸凹模具选用Cr12MoV材料，此材料具有良好的耐磨性和韧性，但Cr12MoV钢冷作模具仍易因磨损而发生失效，因此需要对模具表面进行技术处理来提高其硬度和耐磨性能。具体方法是应用PVD(物理气相沉积)技术对凸凹模表面进行改性处理，涂层材料为TiN，该涂层具有硬度高、摩擦系数低、导热性好、与钢材的热膨胀系数差异小以及耐粘着磨损等优点［5－6］，处理后表面硬度达2600HV以上，有效提高了模具的寿命。

2．2针对第二难点的解决方案压边圈下侧安装的压力弹簧其压力存在一些差异，所以在拉深模具和翻边模具压边圈下设置微调节氮气弹簧，因氮气弹簧具有体积小，弹力大，寿命长，弹压力恒定的特点，可以保持周边压边力的稳定性和一致性。另一方面在压边圈内置压力传感器，精确控制压边力的大小变化，确保拉深过程中材料流动的稳定性。

2．3针对第三难点的解决方案经过对拉深系数分析，结合经验总结得出材料拉深采用3次拉深，尺寸由大到小，由浅到深。考虑到718材料的加工硬化率较高，在3次拉深过程中材料易出现加工硬化，所以在前两步拉深之间，对半成品进行中间退火热处理，消除材料内应力，避免拉深过程中出现开裂现象］。

3成型模具设计

3．1落料模具设计模具工作过程:将板料放置在压边圈9上，上模向下运行，落料凹模11向下推动压边圈9，氮气弹簧8受压，压边圈压紧板料，凸凹模5伸出进入凹模11内约1mm，将板料冲裁下。同时，冲孔凸模4冲入凸凹模孔中，将板料中间冲成工艺孔。上模向上回行，氮气弹簧回复向上推动压边圈，将板料从凸凹模上卸下，同时上模弹力橡胶1回复反弹，向下推动推件块10，将落料件从凹模内推落，落料工序完成，图2为落料模具结构示意图。

3．2拉深模具设计模具工作过程:将圆形落料件放置在压边圈14上，上模向下运行，拉深凹模15与圆形落料件接触，凹模压紧压边圈并推动其下行，拉深凸模7伸出，将工件拉深至凹模内，此时推件块1被工件向上顶起，压力弹簧2被压缩。弹簧2反向推动推件块，将工件压紧到凸模上。压边圈在下行的过程中压紧弹簧8产生压边力，由于四个压力弹簧弹的力会存在一些差异，所以在压边圈下侧设置氮气弹簧13，微调弹力，补偿4个压力弹簧的差异，并在氮气弹簧下端安置压力传感器12，精确控制压边圈受压力大小，以保持压边力周边的稳定性和一致性。拉深结束，上模回行，压力机顶杆推动推板9上行，将工件从凸模上卸除。同时压力弹簧2回复推动推件块1向下运行，将拉深件从凹模内推落，完成拉深工序。

3．3切边模具设计模具工作过程:将拉深工件放置在切边凸模内，上模向下运行，切边凹模6接触拉深工件，并推动压边圈7向下运动，压力弹簧9受压产生弹力，从而反向推动压边圈压紧工件边缘区。切边凹模推动压边圈向下运行，压块2在弹力橡胶作用下压紧工件，凸模8伸出进入凹模内，将拉深件边缘起皱区域切除。上模回行，压力机顶杆推动推板12上行，将切除边料从凸模上卸除。同时压力弹簧3回复推动压块向下运行，将工件从凹模内推落，完成切边工序。见图4。

3．4翻边模具设计模具工作过程:将切边件放置在凸凹模8内，上模向下运行，翻边凹模6接触拉深工件，并推动压边圈7向下运动，压力弹簧9受压产生弹力，从而反向推动压边圈压紧工件。凸模2向下运行，将工件底部翻边，形成底部直径138mm通孔。同时翻边凹模6向下运行，将工件上部翻成喇叭口状。压边圈在下行的过程中压紧弹簧9产生压边力，由于4个压力弹簧弹力存在一些差异，所以在压边圈下侧设置氮气弹簧17，微调弹力，补偿4个压力弹9的差异，并在氮气弹簧下端安置压力传感器16，精确控制压边圈受压力大小，以保持压边力周边的稳定性和一致性。翻边结束，上模回行，压力机顶杆推动推板12上行，将工件从凸凹模上卸除。同时压力弹簧3回复推动凸模向下运行，将翻边件从凸模上推落，完成翻边工序。最终形成合格产品。见图5。

4结语