引論：我們為您整理了13篇模具設計論文范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

一、塑料制品材料的選用對模具設計的影響

一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領域使用了錯誤的材料。因此，設計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細測試這些材料，研究其與各種因素對成型加工制品性能的影響。本文只就傳統的熱塑性材料進行分析以說明問題。在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結晶性塑料。這兩類材料在分子結構和受結晶化影響的性能上有明顯不同。一般來說，半結晶性熱塑性塑料主要用于機械強度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲，則常被應用于外殼。這是材料選用的大框，其次，還要根據填料和增強材料繼續選擇。

（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常考慮，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。總之，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。

參考文獻

[1]張國棟.模具設計概述[J].中國模具設計，2003,6.

[2]李海龍.注塑模具設計[J].模具前沿，2005,12.

[3]肖海燕.模具設計之材料選用[J].西安機械設計，2006,1.

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一、塑料制品材料的選用對模具設計的影響

一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領域使用了錯誤的材料。因此，設計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細測試這些材料，研究其與各種因素對成型加工制品性能的影響。本文只就傳統的熱塑性材料進行分析以說明問題。在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結晶性塑料。這兩類材料在分子結構和受結晶化影響的性能上有明顯不同。一般來說，半結晶性熱塑性塑料主要用于機械強度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲，則常被應用于外殼。這是材料選用的大框，其次，還要根據填料和增強材料繼續選擇。

（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常考慮，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。總之，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。

參考文獻

[1]張國棟.模具設計概述[J].中國模具設計，2003,6.

[2]李海龍.注塑模具設計[J].模具前沿，2005,12.

[3]肖海燕.模具設計之材料選用[J].西安機械設計，2006,1.

篇3

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。

篇4

澆注系統需要根據不同塑膠產品進行澆注系統設計。一般由：主流道、分流道、冷料井、進料口等幾部分組成。應遵循以下幾個方面來完成。主流道：可以把它理解成由注塑機噴嘴開始到分流道上的熔融塑料的流動通道。分流道：是連接主流道末端和澆口之間的一段流道。多型腔模具結構當中必不可少，單型腔結構中有時可以忽略。一般來說分流道的截面積最好要略小于主流道截面積這樣可以有效的避免流動過程中的壓力損失。冷料井：又稱冷料穴，是在塑料模具注射成型過程中儲存注射間隔期間產生的冷料或廢料，防止冷料殘渣進入型腔而影響塑料產品表面質量。進料口：也稱澆口，是分流道和型腔間的狹小的通道，也是整個澆注系統最為短小的部分。作用在于利用緊縮流動面而使進料達到加速的效果，可使進料流動性良好；澆口的種類繁多有直澆口，潛伏式澆口，點澆口等。因需求而異，設計澆口應注意是否有外觀要求及流動、平衡、溶解紋的要求。澆道方式——絕熱澆道、熱澆道、無澆道、直接進膠，間接進膠及其他有效方式。排氣——對保證產品品質至關重要，利用多種形式進行排氣，注意防止產品真空吸附及模具拉不開。

3冷卻系統的設計

冷卻對模具生產影響很大，冷卻系統的設計即要保證冷卻有效還要保證加工簡單，結合本套模具特點冷卻系統設計為直流冷卻。結構簡單，冷卻可靠，方便加工及安裝操作。

模具設計完成以后，必須對模具的整體進行復核。可以組織相關部門對模具的結構設計，加工難度，注塑特點進行討論和審核。如遇到產品改動問題需要通知客戶進行復審。以對總體結構，加工可行性及繪圖過程中的疏漏作一次全面的檢查，對改動部位做出標示，避免因設計失誤造成模具的相關問題。減少不必要的浪費。

篇5

金工實習是高校模具設計類專業重要的實踐教學內容，它是培養學生實踐動手能力的必修技術基礎課程。通過金工實習，學生可以熟練掌握機械零件加工的主要工藝過程和方法，熟悉常用設備和工具的使用方法，為后續專業課程的學習打下基礎。但是大多高校金工實習內容主要集中在機械加工的車、銑、刨、磨、鉗等傳統訓練方面，忽視現代先進技術訓練如以數控加工技術、特種加工技術、計算機仿真技術等為核心的模具制造實踐和以模具制工藝設計為主線的現代工程實踐的培養，跟不上目前國內模具制造技術發展的水平。

2實踐教學方法不能體現應用型人才的培養需求

相當部分高校在進行實踐教學過程中，指導教師往往采用簡單的課堂教學來實現。指導老師講解實驗目的、內容和步驟，根據操作過程演示實驗內容，采取驗證式的實驗方法，實驗驟教條化。雖然有時學生分成小組進行試驗，往往也是驗證式的。這種教學方法還會受到實驗室空間和時間的限制，消減了學生自主學習的積極性、靈活性，難以達到培養應用型人才的要求。現場實習是模具設計專業重要的實踐教學環節，通過現場實習，學生可以更好地鞏固所學的專業知識，擴大專業知識面，培養一定的解決工程實際問題的基本能力和社會實踐能力。但部分教師以及大多數學生認為，現場實習僅僅是課堂教學的補充，沒有意識到現場實習的重要性。往往是一個或兩個指導老師帶著許多學生走馬觀花地參觀生產現場，未能給學生介紹與課堂所學的基礎理論知識相對的生產實際，也未能真正參與到企業生產實際中去，因而對生產實習的積極性不高，實習效果可想而知。

3缺乏綜合性實踐的平臺

生產企業對應用型模具設計人才的要求不僅只是具備模具設計與制造的基本技能，更重要的是具有綜合實踐能力與項目實施能力。但目前相當部分高校的模具設計實踐教學，大多采用校內教學（實驗）輔助生產現場參觀的方式進行，缺乏綜合性實踐的平臺，學生自主參與性較差，與生產企業以項目或工程管理的方式差別較大，難以培養更重要的是具有綜合實踐能力與項目實施能力。

二應用型人才培養的實踐教學改革

1實踐教學內容改革

（1）金工實習改革。金工實了掌握機加工中的車銑刨磨鉗等傳統訓練方面，增加模具企業中常用的現代加工設備如數控電火花成形、數控電火花線切割、數控銑削設備的實訓內容，給定特定的模具零件，安排學生操作數控機床、線切割、電火花機床等設備對零件進行加工，訓練學生對現代加工設備的實際操作能力和數控編程能力，促進學生對模具的特種加工方法的了解。

（2）增加數字化設計加工內容。隨著計算機技術的飛速發展，各種模具設計軟件不斷出現。在傳統模設計的基礎上，應用數字化設計工具，實現數字化制圖、模具數字化設計、模具數字化分析仿真、模具生產管理以及模具的數控加工，從而提高模具設計質量，縮短模具設計周期，已經形成趨勢。這就要求畢業生必須具有很強的計算機應用能力以適應就業的要求。因此，在課程設計和畢業設計上增加模具數字化設計的內容，采用先進的三維設計軟件如Pro/E、UG等進行模具三維數字化設計，利用模具分析軟件如MoldFlow、DYNAFORM等對零件進行有限元分析，根據分析結果來檢查模具設計結構的合理性，在設計階段消除易出現的錯誤，利用CAM技術模擬模具的加工過程。在實踐環節中增加這些內容，目的是加強學生模具數字化設計分析和加工的能力，實現應用型人才的培養。

2實踐教學方法

改革課程實驗是實踐教學環節中的重要一環，往往由于實驗室的時間和空間限制，實驗大多采取驗證式或演示實驗，這種教學方式很難達到培養應用型人才的目的。對于模具設計的課程實驗，采用案例法（企業案例）教學，比如模具拆裝實驗，選擇企業生產報廢的但能反映模具新技術的典型模具，如自動脫螺紋模具或二次分型模具等，通過模具拆裝過程的訓練，學生掌握模具拆裝的具體操作步驟和注意事項，提高動手拆裝模具的能力，加深對模具設計參數的理解，而且學生也能從另一側面了解生產企業模具的拆裝過程。對于注射生產實習，學生親手去安裝和調試課堂所講的企業案例模具，選擇合理的工藝參數進行塑件的生產。通過對塑件的生產，以及對注射成型參數的調試，幫助學生進一步了解工藝參數，并且根據各種成型情況來調整參數，這種教學方法極大地激發學生的興趣和創新意識。

3增設綜合性和創新性實踐

目前實踐中的金工實習、現場實習、實訓、各門專業課程的實驗、課程設計等環節大多以單獨考核的方式進行，缺乏將所有實踐結合在一起的綜合性實踐，學生的自主參與性較差。為了培養學生的具有綜合實踐能力與項目實施能力，在所有的理論知識和單項的實踐內容完成后，增設綜合性和創新性實踐，采取類似生產企業的項目或工程管理的方式進行。學生根據自己的學習情況與能力，選擇與自己能力相符的企業生產實際的實例題目（真題真做），一人一題，避免了小組中的敷衍了事，蒙混過關，甚至有自覺性差的同學偷懶抄襲的情況出現。讓學生有足夠的時間去查閱收集設計參考資料，自主思考，獨立設計，優化方案。將模具設計（三維和二維的數字化設計能力）、模擬分析（CAE分析能力）、模具各個零件（主要是成型零件）的加工（機加工、數控加工熱處理等動手實訓能力）、模具各零件的組裝（模具裝配能力），最后將組裝好的模具在壓力機或注塑機上試模（初步的試模和調整能力）等一系列過程融為一體，并且學生對各個環節的實際管理能力也得到提高。通過綜合性實踐的訓練能夠較好地激發學生的學習興趣與潛能，促進學生獨立思考、自主設計，培養了學生的設計和分析能力、工藝技能和工程管理能力。由于題目主要來源于企業實際產品，學生通過綜合性的實踐訓練能更好地適應企業的需求。

篇6

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。

篇7

CAD/CAM/CAE等技術是隨著計算機技術的發展而逐漸出現的，并且在模具設計與制造行業得到了普遍的應用，隨著新世紀的到來，各個國家的經濟逐漸融為一體，模具行業作為工業的一個基礎支撐行業必然會朝著自動化的方向不斷發展，這樣才能在全球化的工業領域中起到其自身的重要作用，隨著各個國家的工業發展聯系更加緊密，模具行業不單單只是局限的某個國家，大多數情況下是需要多國外某些行業提供先進的模具產品，這不僅對模具的設計水平、制造質量以及制造效率提出了更高的要求，而且還推動著模具的自動化的進一步向前發展，只有這樣才能夠適應不斷發展的經濟。當前，模具的自動化發展趨勢主要可以概括為以下幾個主要方面，下面分別進行詳細的研究。

2.1模具產品發展將大型化、精密化

隨著模具自動化技術的不斷發展與進步，模具的產品也出現了兩個十分重要的發展方向，也就是模具的大型化發展與精密化發展，所謂大型化發展并不是指單個模具的尺寸逐漸變大，而是指將多個零件的模具集中到一個模具上進行生產，也就是一個模具往往會有多個模具腔，這樣就可以提高零件的生產效率，模具的精密化與模具的大型化并不是沖突的，它是與零件的微型化有著一定的關系的，模具的精密化主要是為了提高產品的

2.2模具標準件的應用將日漸廣泛

模具的自動化發展的主要目的之一就是為了提高模具的制造效率，傳統的模具制造行業對于每個新的產品都要單獨設計模具然后再去加工，加工過程中還要對模具的質量進行監測，這樣大大降低了效率，模具標準件的出現可以使得一部分模具不用再去重新設計，通過將某些模具的組成部分設計成標準化的模塊并制定出相應的國家或行業標準，對于模具的自動化發展具有很大的推動作用。

2.3在模具設計制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術

隨著計算機技術的出現并應用到模具領域，模具設計的開始出現自動化的發展趨勢，各種先進技術包括CAE、CAD、CAM以及CNC都被應用到模具的設計和制造，目前許多的計算機輔助設計的軟件在模具的設計過程中可以直接對模具的加工過程生成完成并且可靠的數控加工程序，不僅提高了模具加工的效率，而且提高了模具加工的質量。隨著工業的不斷發展，CAD/CAM/CAE等相關領域的應用軟件成本也開始逐年降低，從而降低了許多中小型企業的門檻，這幾項技術作為模具自動化發展技術的里程碑，推動了模具發展質的飛躍。

3模具設計的自動化

模具設計的自動化是一個比較完整的生產模具的過程，通過CAD軟件對模具進行設計的周期中，可以不斷對所設計的模具進行質量上的改進，找出設計過程中存在的問題并且進行修正，對于實際中應用的模具對其進行信息的完整收集然后將其體現在CAD模型之中，并可以在企業內部進行文件的共享從而幾種多名設計人才的智慧對設計的模具進行改進，最后可以生成模具的生產文件，實現整個模具設計到制造的自動化過程。

3.1輸入產品模型，生成高質量實體模型

在模具設計與制造的自動化過程中，模具的產品模型輸入是最為基礎的一個步驟，只有得到十分完整的實體模型才可以保證整個模具設計過程的可靠性，然而當前的狀況就是常用的一些造型軟件雖然在造型方面具有很好的使用功能，但是在進行數據交互的過程中往往會出現一系列的問題，在進行數據交互過程中最容易出現問題的部分就是曲面部分，很容易出現數據丟失的現象，因此在進行數據交互的過程中就需要對導入的產品模型進行相應的處理過程，處理過程大多數情況是針對的造型公差，當造型間隙相對公差較大的情況下常常采用的造型處理方法有兩種，一種方法稱為愈合處理，另一種方法是公差處理模型，前一種方法的應用比較受限，并不是所有的情況都可以用該方法進行處理，后一種方法是在實際應用中使用較多并且最終效果也比較好的處理方法，因此常常采用該方法。

3.2完備產品模型

在模具設計與制造的自動化過程中，模具的產品模型的完備是模具廠家需要完成的一個十分重要的步驟，之所以還需要對設計好的模型進行完備是因為許多模型在設計的過程中是不需要將整個模型完整地繪制出來的，有時候僅僅給出模具的一個簡單的外觀，而內部的結構則需要模具的廠家進行細化，這種情況在汽車行業比較普遍出現，就算設計人員最終給出的產品的模型是完整的，模具廠家也需要完成另一部分工作，那就是將模具進行分離，也就是分為型芯和型腔兩個部分，只有這樣設計出的模具才能夠進行使用，因此，不管設計人員最終給出的產品的模型是不是完整的，該模型都需要進行不得處理，也就是模型的完備。

3.3產生模具

在模具設計與制造的自動化過程中，模具的產生是在產品模型完備以后需要進行的下一個步驟，在模具的產生過程又可以細化為兩個部分，一部分就是型芯和型腔的產生，這是模具的主要部分，另一部分就是模架等附件，又可以稱之為模具的輔助部分，很多模具設計的人員希望通過實體造型的CAD應用軟件來完成這項工作，然后在實際操作中往往是不能夠完成的，這是因為模具產生設計過程中應用到最多的就是曲面造型這一功能，而這些現有的應用軟件往往很難達到使用的要求。

3.4加工準備

模具加工前的準備是在模具設計與制造的自動化過程最后一個關鍵步驟，這一步驟同樣十分關鍵，它既涉及到模具的設計，也涉及到模具的制造，整個模具的生產過程并不是單一的切削就可以完成的，有時候還需要特殊的加工方式來進行配合，最常見的就是放電加工，對于需要切削加工的表面需要選擇對應的刀具來進行加工，而對于需要放電加工的表面就比較復雜，首先需要對放電加工的部分設計對應的電極模型，這一步驟有時候會占據整個模具設計的大部分時間，而電極模型的設計原理就是對需要進行加工的部分進行求逆的過程。

3.5板材成型模具設計

自動化的模具設計時可以遵循上面闡述的四個步驟，此外還需要得到一些材料的特性參數、與模具相關的邊界條件以及速度均方差的計算方法等等。其中，vi是考察截面上i節點處的流動速度，v是所有考察節點的平均速度，n是考察節點總數。

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資料介紹，對于r=（0.6~3.5）t的鉸鏈件，常用推卷的方法彎曲成形。彎曲成形一般分為兩道工序，首先將毛坯頭部預壓彎，然后再卷圓。立式結構較簡單，便于制模和彎曲成形，但此工藝方法和模具只適用于材料較厚且長度較短的鉸鏈件。對本合頁片由于材料較薄，長徑比大于30，顯然不適合。臥式模具結構是利用斜楔對凹模作用，使其產生水平運動而完成卷圓過程，有壓料裝置，彎曲件質量較好。但由于卷圓內徑有公差要求，彎曲件的質量還是不夠理想，還需增加一副整形模才能達到要求。而且圖2c模具結構較復雜，模具制造成本高，周期長，對于小批量的合頁片生產，經濟性不好。從上述模具結構可以看出，該類模具比較適合加工小型鉸鏈件。制件則相當困難，甚至不可能進行。因此，必須考慮其他工藝方法，設計新結構的模具來解決這些問題。經過多次摸索，終于找到了解決問題的方法：即在預彎成形后，卷圓彎曲之前增加一道U形彎曲工序，從而使推卷成形變得容易，同時也使模具的結構設計得到簡化。優化后的沖壓工藝流程為：下料→落料→去毛刺→制標→頭部預彎→頭部U形彎曲→卷圓成形。

3模具結構及工作過程

模具工作過程：卷圓模置于液壓機（Y41-10T）工作臺上，將模柄4固定在液壓機上滑塊上。工作時，液壓機上滑塊上升，模具開啟，壓塊3與上模6脫離接觸，將經U形彎曲后的坯件由端面從上模與下模右側面的縫隙中插入下模7的型槽內，放入芯棒1，開動液壓機上滑塊下行，使軸向壓塊3向下傳力給上模6，從而使坯件受限并卷圓彎曲成形。成形后，液壓機上滑塊回升，彈簧2將上模6頂起，用手將制件從芯棒1上取出，完成一個沖壓過程。一個批次加工完后，將芯棒1插入下模7存放芯棒的孔內，以備下次使用。

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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

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1．2產品結構及尺寸精度分析風口法蘭呈不規則漸變曲面狀，材料厚度1mm。該產品成型后要與另一厚壁零件通過焊接組成部件，焊接組件有嚴格的幾何公差要求。因此該產品技術要求直徑140mm圓孔處圓度控制在0．05mm之內。直徑460mm對應的圓弧高度80mm端面處的平面度控制在0．1mm之內。

1．3產品成型工藝分析該產品為1mm厚的鎳基合金板材，采用沖壓成型工藝步驟如下:①落料成型，通過落料模具將1mm厚板材落料成一塊圓形落料件;②拉深成型，通過拉深模具將圓形落料件經過數次拉深成喇叭形半成品件;③切邊成型，通過切邊模具將喇叭形半成品件上部邊緣拉深皺紋區域切除;④翻邊成型，通過翻邊將喇叭形半成品件底部和頂部翻邊，形成直通喇叭形狀成品件，最終形成合格產品。

1．4產品成型技術難點分析(1)由于產品材料為鎳基合金，該材料拉伸強度大，材料流動摩擦阻力大，易造成模具磨損，影響模具凸凹模之間的間隙，在產品拉深過程中易形成側面皺紋，造成其成型加工難度大。(2)該產品呈大圓弧漸變曲面狀，并在拉深和翻邊過程中，材料流動不均勻、不穩定，產品易出現不規則扭曲和反彈。由于產品對平面度和圓度有嚴格要求，因此產品需要精確控制壓邊力。(3)該產品直徑尺寸較大，并具有較大深度，因此板材在拉深過程中易產生拉深硬化，拉深件易破裂。

2產品成型技術難點解決方案

2．1針對第一難點的解決方案凸凹模具選用Cr12MoV材料，此材料具有良好的耐磨性和韌性，但Cr12MoV鋼冷作模具仍易因磨損而發生失效，因此需要對模具表面進行技術處理來提高其硬度和耐磨性能。具體方法是應用PVD(物理氣相沉積)技術對凸凹模表面進行改性處理，涂層材料為TiN，該涂層具有硬度高、摩擦系數低、導熱性好、與鋼材的熱膨脹系數差異小以及耐粘著磨損等優點［5－6］，處理后表面硬度達2600HV以上，有效提高了模具的壽命。

2．2針對第二難點的解決方案壓邊圈下側安裝的壓力彈簧其壓力存在一些差異，所以在拉深模具和翻邊模具壓邊圈下設置微調節氮氣彈簧，因氮氣彈簧具有體積小，彈力大，壽命長，彈壓力恒定的特點，可以保持周邊壓邊力的穩定性和一致性。另一方面在壓邊圈內置壓力傳感器，精確控制壓邊力的大小變化，確保拉深過程中材料流動的穩定性。

2．3針對第三難點的解決方案經過對拉深系數分析，結合經驗總結得出材料拉深采用3次拉深，尺寸由大到小，由淺到深。考慮到718材料的加工硬化率較高，在3次拉深過程中材料易出現加工硬化，所以在前兩步拉深之間，對半成品進行中間退火熱處理，消除材料內應力，避免拉深過程中出現開裂現象］。

3成型模具設計

3．1落料模具設計模具工作過程:將板料放置在壓邊圈9上，上模向下運行，落料凹模11向下推動壓邊圈9，氮氣彈簧8受壓，壓邊圈壓緊板料，凸凹模5伸出進入凹模11內約1mm，將板料沖裁下。同時，沖孔凸模4沖入凸凹模孔中，將板料中間沖成工藝孔。上模向上回行，氮氣彈簧回復向上推動壓邊圈，將板料從凸凹模上卸下，同時上模彈力橡膠1回復反彈，向下推動推件塊10，將落料件從凹模內推落，落料工序完成，圖2為落料模具結構示意圖。

3．2拉深模具設計模具工作過程:將圓形落料件放置在壓邊圈14上，上模向下運行，拉深凹模15與圓形落料件接觸，凹模壓緊壓邊圈并推動其下行，拉深凸模7伸出，將工件拉深至凹模內，此時推件塊1被工件向上頂起，壓力彈簧2被壓縮。彈簧2反向推動推件塊，將工件壓緊到凸模上。壓邊圈在下行的過程中壓緊彈簧8產生壓邊力，由于四個壓力彈簧彈的力會存在一些差異，所以在壓邊圈下側設置氮氣彈簧13，微調彈力，補償4個壓力彈簧的差異，并在氮氣彈簧下端安置壓力傳感器12，精確控制壓邊圈受壓力大小，以保持壓邊力周邊的穩定性和一致性。拉深結束，上模回行，壓力機頂桿推動推板9上行，將工件從凸模上卸除。同時壓力彈簧2回復推動推件塊1向下運行，將拉深件從凹模內推落，完成拉深工序。

3．3切邊模具設計模具工作過程:將拉深工件放置在切邊凸模內，上模向下運行，切邊凹模6接觸拉深工件，并推動壓邊圈7向下運動，壓力彈簧9受壓產生彈力，從而反向推動壓邊圈壓緊工件邊緣區。切邊凹模推動壓邊圈向下運行，壓塊2在彈力橡膠作用下壓緊工件，凸模8伸出進入凹模內，將拉深件邊緣起皺區域切除。上模回行，壓力機頂桿推動推板12上行，將切除邊料從凸模上卸除。同時壓力彈簧3回復推動壓塊向下運行，將工件從凹模內推落，完成切邊工序。見圖4。

3．4翻邊模具設計模具工作過程:將切邊件放置在凸凹模8內，上模向下運行，翻邊凹模6接觸拉深工件，并推動壓邊圈7向下運動，壓力彈簧9受壓產生彈力，從而反向推動壓邊圈壓緊工件。凸模2向下運行，將工件底部翻邊，形成底部直徑138mm通孔。同時翻邊凹模6向下運行，將工件上部翻成喇叭口狀。壓邊圈在下行的過程中壓緊彈簧9產生壓邊力，由于4個壓力彈簧彈力存在一些差異，所以在壓邊圈下側設置氮氣彈簧17，微調彈力，補償4個壓力彈9的差異，并在氮氣彈簧下端安置壓力傳感器16，精確控制壓邊圈受壓力大小，以保持壓邊力周邊的穩定性和一致性。翻邊結束，上模回行，壓力機頂桿推動推板12上行，將工件從凸凹模上卸除。同時壓力彈簧3回復推動凸模向下運行，將翻邊件從凸模上推落，完成翻邊工序。最終形成合格產品。見圖5。

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2、成形工藝方案

2.1毛坯制備

根據擠壓過程體積不變的原理，由零件尺寸計算毛坯的體積，考慮制備毛坯過程中的下料誤差堯后續鐓粗和加熱等因素，實際毛坯體積需增加約 3%，通過計算所得毛坯體積V =4223mm3。用剪切模切一段準10mm的實心棒料，由于剪斷所得的坯料端面比較粗糙，端面與中心軸線不能保持垂直，有一定的斜度，因此坯料在剪切后，需用鐓平模將坯料端面壓平后再進行擠壓，最終獲得坯料規格為準11.6mm伊40mm。

2.2表面處理及

為了減小擠壓時坯料與模壁的摩擦阻力，本文采用了水基石墨劑(成分院石墨堯二硫化鉬堯滑石粉堯纖維素和水)，該劑特點是院在中高溫下不分解，熱穩定性好，有良好的性能，對模具有良好的隔熱和冷卻效果[4]。溫擠壓成形前將坯料作噴砂或拋丸等處理，清理銹跡堯污垢等。然后加熱至200℃ 左右，出爐浸入水基石墨劑中，快速搗勻，取出瀝干，當坯料表面均布一層黑炭色的薄膜時，待坯料晾干即可進行加熱堯擠壓成形加工[5]。

2.3坯料加熱成形

溫度是溫擠壓工藝能否順利進行的關鍵因素。40Cr 的溫塑性變形溫度通常在 600～800℃ 之間，高于 800℃時金屬的氧化變得十分劇烈，生成的氧化皮對于模具的磨損堯工件的尺寸精度和表面粗糙度值都有很大的影響，而低于 600℃時金屬的抗拉強度顯著增大，金屬的流動性不佳，不利于塑性成形。本文將溫擠壓溫度定在 750℃依30℃，在這溫度范圍內 40Cr 的變形抗力約為常溫下的 18%，而氧化極微。毛坯加熱采用連續式中頻感應加熱爐，該爐加熱速度快堯氧化燒損少堯熱效率高堯爐溫可控，易于實現自動化。加熱過程中為使爐內溫度均勻，加速熱量傳遞，爐內帶有強制空氣循環裝置[6-7]。

3、擠壓過程的數值模擬及分析

本文在分析十字軸結構特點的基礎上，基于Deform-3D 有限元模擬軟件，建立溫擠壓成形工藝過程的有限元模型，分析了成形過程中材料的形狀變化堯擠壓應力堯模具載荷等結果從而優化設計方案，并據此設計出合理的模具，以達到減少工藝試驗次數，降低生產成本的目的。

3.1幾何模型建立及數值模擬參數設置

利用三維造型軟件 CATIA 實現汽車萬向節十字軸的參數化建模及模具的三維造型，然后輸出STL 格式文件并導入有限元軟件中建立有限元模型[8]。坯料的四面體單元網格總數約為 50000 個，材料為AISI-5140(40Cr)，多次模擬試驗中，坯料的初始溫度分別采用 720堯750堯780℃。凸模與凹模材料均設置為 4Cr5MoSiV1(AISI-H13)，它是一種熱作模具鋼，具有良好的熱穩定性，高的疲勞抗力和良好的韌性，廣泛用作溫熱擠壓的模具材料。坯料與模具間的摩擦類型選用剪切摩擦，由于是溫擠壓，摩擦系數設為0.25，熱傳導率設為 8N/(s窯mm窯℃)。本文采用的是雙向等速復動成形技術，上下凸模擠壓速度均為 10mm/s，增量步時間設為 0.002s，模擬步數為 725 步。

3.2溫擠壓成形過程與載荷行程分析

通過多次數值模擬試驗，不斷調整參數堯改進三維造型模具，最終得到了符合設計的數字化鍛件，其模擬成形效果如圖 2 所示，整個成形過程的擠壓力變化如圖 3 所示。十字軸的溫擠壓成形過程主要分為四個階段，每個成形階段的特點為院①鐓粗變形階段院坯料在模具中受兩端沖頭同時擠壓發生鐓粗變形，鐓粗的坯料填滿了與凹模筒壁的間隙，金屬與凹模大面積的接觸產生了較大的摩擦力。同時，坯料中段的金屬發生徑向流動。如圖 4(a)所示，當圓柱體坯料側面部分鼓成較為完整的球體時此階段結束。如圖 3 所示，這個階段擠壓力增長較快，但數值不大。②軸肩成形階段院隨著沖頭繼續擠壓，坯料側面的金屬流入軸頸腔內，但該部分金屬沒有與凹模接觸，阻力較小，金屬流動均勻且穩定。如圖 4(b)所示，當金屬基本充滿大軸頸型腔形成四個軸肩時此階段結束。如圖 3 所示，這個階段擠壓力增長緩慢。③ 軸頸充填階段院軸肩成形后，凸模繼續將金屬向小軸頸型腔擠入，大量金屬與凹模壁接觸，產生巨大的摩擦阻力，且小軸頸型腔口較小，金屬流動阻力增大。如圖 4(c)所示，當小軸頸型腔基本充滿時此階段結束。如圖 3 所示，這個階段擠壓力迅速增大。④充滿余腔階段院如圖 4(d)所示，凸模行程即將結束，此時的坯料對模具的張模力達到最大，且金屬與模具的摩擦力達到最大，邊角成形比較困難。在此階段擠壓力急劇上升，最終達到最大值。

3.3結果分析與優化

通過對模擬實驗所獲得的結果分析，對成形工藝方案提出以下幾點補充與改進院(1) 十字軸溫擠壓溫度由 初定的 750℃ 改為780℃，擠壓力由 392kN 降為 364kN，成形阻力降低，金屬流動性更好，成形效果更佳。(2) 在模具升溫后，根據計算，4Cr5MoSiV1 的強度無法滿足40Cr鋼在溫擠壓過程中凸模的受力情況，所以凸模材料采用高速鋼 W9Mo3Cr4V。凹模堯頂桿與壓力板等承受的載荷較小，均可采用4Cr5MoSiV1，而上下模板可采用強度堯硬度更小的40Cr。(3) 由圖 3 可見，載荷在成形過程中不斷增加，因此凹模應設計成組合式結構，使其受力合理分布。在凹模加工時，在軸肩與筒壁連接處設計R1的過渡圓角，降低金屬的流動阻力，減小對凹模的磨損，提高凹模的使用壽命。(4) 凸模的軸向承載力即為十字軸的成形擠壓力，由圖 3 所示，最大擠壓力約為 364kN，實驗室提供的型號為 THP32-315F 的 3150kN 四柱液壓機可作為成形加工設備。液壓機只需承擔擠壓力，張模力由模具的鎖模機構承擔。

4、模具設計與工作過程

本文設計的模具如圖 5 所示，采用浮動的上凹模與浮動的下凹模對合結構，用鉤子鎖模。上下凹模工作部分均采用了組合式，模具閉模高度為 340mm，模具外形尺寸滿足所選設備裝模尺寸。模具工作的簡要過程為院將坯料放在下凹模與下沖頭形成沉孔內，坯料靠孔腔壁自然定位。上模隨壓力機滑塊下行，下模的導柱導入浮動上模板上的導套，上凹模與下凹模對合，形成封閉模腔，同時鉤子在小彈簧作用下向內轉一個角度，鉤住墊塊，將上堯下凹模鎖住。上模繼續下行，帶動下凹模堯浮動下模板和鉤子一起向下浮動，大彈簧被壓縮，上沖頭將沉孔內的坯料擠入型腔。當上模達到下死點時，變形金屬充滿型腔，擠壓結束。上模抬起，在開始階段鉤子尚未打開，浮動下模板堯下凹模和鉤子隨上模上浮，當鉤子尾部被擋板擋住時，隨著浮動下模板繼續上浮，鉤子被打開，上堯下凹模分開，浮動上模板和浮動下模板上升至各自的極限位置。十字軸留在上凹模或下凹模中，由上頂桿或下頂桿頂出。需要注意的是院溫擠壓前，需對凸模和凹模工作部分采用噴燈進行預熱，預熱溫度約 300℃，溫擠壓過程中，模具溫度將達到 500～600℃，連續工作時硬度急劇下降，可能導致加工過程不能繼續，在溫擠壓過程中需采用噴霧裝置將冷卻液噴向凸凹模工作部分進行冷卻，使溫度降低。

篇12

本制品由于涉及內部抽芯，先設計主分型面，其次設計五個次分型面。考慮到上述因素及成型時的側抽與脫模斜度，選制品的上表面作為主分型面。制品的內部有五個不同的側凹，需要有五個內部側抽，這五個內部的側凹采用斜桿導滑式內側抽芯。

3電話機后蓋注塑成型零件的結構設計及工作尺寸的計算

成型零部件主要由型腔，型芯和頂出斜滑塊組成。型腔用于成型塑件的外表面，該塑件分型面設在接近下表面處，結構比較簡單，型腔可設計成整體式的。型芯主要用于成型制件的內部結構，型芯上帶有較多的側抽芯，使得型芯結構較復雜，需要設計成組合式型芯，可節省體積、降低加工難度。開模時讓動模提前分型帶動斜滑塊側向分型。整個制品該塑料制品側孔和內凹非常多，對側分型抽芯要求比較高，共需五個內部抽芯。由于模具結構較大，側抽芯滑塊采用鑲塊結構。采用斜桿導滑來做滑塊內抽芯，斜滑塊的頭部是成型制品的內側凹，斜滑塊安裝在動模墊板上開設的斜孔內，在推出過程中斜桿要向模具中心靠攏，其下端安裝有滾輪，在推板上滑動，脫模時制件一面離開主型芯，同時完成抽芯動作。

篇13

定轉子零件尺寸如圖1所示，材料為冷軋電工鋼帶，料厚0.5mm，未注公差按GB/T1804-M，要求零件的平面度≤0.1mm，毛刺高度≤0.05mm，表面光滑，大批量生產。定轉子在電機中裝配單邊間隙為0.542mm，尺寸精度、同軸度都要求很高。以前2個零件的生產，要設計2副模具，1副完成定子的生產，1副完成轉子的生產。設計制造這2副模具難度大，成本高、周期長，很難保證定轉子的尺寸和裝配（a）精度，嚴重影響電機使用壽命和質量。通過分析和優化改進定轉子的模具結構，用1副級進模完成2個零件的沖壓，縮短了模具制造周期及降低了生產成本。采用1副模具沖壓2個零件，提高了材料利用率。分析定轉子特點：轉子有12個均勻的極槽，中間?24mm的孔和?39mm的孔有同軸度要求；定子的外形是不規則的異型，有很多窄槽。如何在1副級進模上完成上述2個零件的生產，對模具設計與制造提出了較高的要求。

3排樣設計

級進模具設計的重點是排樣的確定，排樣設計直接決定了模具結構設計合理與否及難易程度。在設計定轉子排樣時要綜合分析工位多少、材料的利用率、步距如何保證、零件的形狀和尺寸精度如何保證、模具的制造和維修難易、成本的高低等都要考慮。通過對定轉子沖壓工藝分析，對以前的2副模具排樣進行了改進和優化，該零件采用了單排、套沖（即同一條料的內部沖轉子，外部沖定子）少廢料的多工位級進模排樣，如圖2所示，采用7個工位完成定轉子的沖制，工藝排樣的方案是先完成沖轉子，再沖定子。經計算，條料的寬度680-0.1mm，步距56mm。零件沖壓工序：①沖導正銷孔及轉子內槽；②沖轉子中心孔和定子的2個小孔；③轉子落料并校平；④沖定子中心孔；⑤沖定子兩端的槽，通過④和⑤把轉子復雜的內孔形狀改為沖2次外形，使零件的形狀和尺寸得到保證；⑥空位；⑦定子外形的落料并校平。通過排樣分析，可以得出改進后的排樣不但提高了材料利用率、降低了模具制造成本，還能在1副模具上完成零件的沖壓成形。

4結構模具設計

改進后的模具結構如圖3所示，設計特點如下：（1）整副模具上、下模座采用4根滾珠式導柱導向，卸料板由6根滑動的小導柱導向，雙導向的模架和模板結構既保證了上、下模板的導向精度，又保證了凸、凹模配合間隙均勻、相對位置準確及模具零件的裝配精度。（2）零件大批量生產，條料采用自動送料機構送料。為保證條料的步距精度，采用7對導正銷進行精定位，條料在①工位為了減少廢料，提高材料利用率，采用初始彈壓擋料銷定位。條料的導向機構中采用了具有導料和頂料作用的6對導料桿導向，該結構送料和抬料平穩，條料的橫向誤差小，保證了零件質量。（3）模具采用彈壓卸料板進行卸料，通過帶套管的卸料螺釘固定在上模座上，并采用了帶螺塞式的卸料彈簧來調節卸料力大小。沖制過程中廢料通過下模的漏料孔來完成。卸料板在裝配中采用套管式安裝，保證卸料板高度一致、卸料平穩及拆裝方便。（4）凸、凹模的設計及選用的材料決定了整副模具的使用壽命。因此根據定轉子的產量，確保凸、凹模有較高的使用壽命，其材料采用硬質合金YG25。為了降低成本、制造、拆裝和維修方便，凸模采用壓板式固定方法，凹模采用鑲件式結構。（5）零件在連續沖裁過程中為防止條料誤送操作、出現廢品和損壞模具零件及實現連續自動化的沖裁，設置安全檢測裝置即誤送料檢測銷。（6）在整副模具沖裁過程中，定轉子不是在一個工位沖制成形，以前模具結構中沖制出來的零件毛刺大、平面度達不到要求。為克服這些缺點，設置收緊裝置，該裝置安裝在落料凹模下方，落下的定轉子在收緊裝置中堆積校平，以達到零件的平面度要求。（7）為了防止在沖制過程中合模過深，引起零件、凸、凹模及模具結構的損壞，設置了4對限位塊，為后期的模具維修調整高度提供依據。