模具设计论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇模具设计论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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（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

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[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.

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2挤压过程模拟

2.1模拟模型建立

将上述设计的挤压模具结构导入铝型材专用挤压模拟软件hy-erxtrude中，对其挤压过程进行模拟。根据挤压过程中金属变形程度及流经的区域建立模拟模型，按照不同区域划分网格。工作带部分网格最小0.4mm，挤压坯料最大网格尺寸6mm，这样避免了挤压过程中金属流动而造成的网格畸变和重划［4］。挤压工艺参数设计:挤压筒直径140mm，挤压速度1mm/s，坯料预热温度480℃，模具预热温度460℃，挤压比27.45，得出型材出口金属流速结果如图4所示。

2.2模拟结果分析

从型材出口金属流速分布可知，T形悬臂部分的金属流速慢仅15.58mm/s，而矩形空心的左上角流速过大达到37.76mm/s，速度相差过大，造成型材出口流速不均匀，使得型材扭曲变形，产品不合格。

3模具结构优化及结果验证

3.1模具结构优化

(1)从工作带的长度方面，根据型材出口的金属流速分布情况，因T形悬臂部分的型材厚度为3.2mm，而其他部分为2.8mm，而且悬臂部分远离挤压中心，金属流速必然不均匀。因此调整工作带长度，微调悬臂横梁部分的工作带长度到10mm，悬臂竖直部分中间工作带长度从8.7mm向两侧逐渐减小到6.8mm。优化后的模孔工作带如图5所示。(2)采用分流孔来调整金属流速［5］，将两个分流桥分别向左上方，左下方平移2mm，使得桥中心向左平移，与挤压中心更接近，这样有利于金属的均匀流动，型材矩形部分的变形更均匀。同时，平移后右边分流孔变大，悬臂T形部分不受分流桥的遮挡，金属流动更趋于均匀。优化后的分流桥结构如图6所示。

3.2模具结构优化模拟结果

保持挤压工艺参数不变，根据反复的挤压过程模拟和结构参数优化，最后得到如图7所示的型材金属流速分布图。从模拟结果可以看出型材流速得到很大的改善，很接近理论平均挤压速度27.45mm/s，金属流动均匀，保证了产品质量。

篇（3）

此不锈钢壳体零件要求实现上下边同时压边，定位准确，模具设计为上、下模与内、外滑块相结合的结构，具有制造精度高、成型快速等特点。模具的总装结构如图2所示，主要机构有上下模板、内腔滑块、外滑块和驱动块等。

1.2模具工作过程

首先进行模具与200t油压机安装连接调试运行，确定油压机最佳工作参数。开机启动后，上模块和下模块分别往上、下移动，打开模具；同时模具的内腔滑块组件向里打开，外滑块组件向外打开，将需压边的外壳放入内、外滑块之间。启动操作按钮，下模块向上顶出到固定位置，同时上模块整组向下移动，当上模块移动到外腔滑块整组“C”处，上模压住外腔中滑块向里打开。同时导柱向下移动到“F”处，压住内腔滑块整组向外打开，将外壳的中间部份压紧固定住，避免外壳在冲压成型状态下滑动，造成起皱；并将壳体的中间部份按所需尺寸成型完整。上模块继续向下移动，压住外腔上滑块“D”与外腔下滑块“E”处时，外腔上滑块与外腔下滑块同时向里打开，将外壳两端的边完整成型出，尺寸稳定，拐弯处成型不起皱，两端面成型后平滑，高度一致。成型完成后，上模与下模分别向上，下移动打开模具，同时内腔滑块向里收，外滑块向外收，一个成型加工周期完成，取出成型完好的壳体，取出工件。

2模具设计要点及注意的问题

模具设计时内腔滑块与外滑块的移动行程够大，上、下模打开后的间距也应满足需要，便于拿取工件；内腔滑块组件的间隙不能够太小或者太大，内滑块间配合角度不宜小于95°；滑块的强度、耐摩损度、脱模斜度需要设计合理。模具运动机构的设计要便于维护与保养。

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2模具结构设计

2.1浇注系统

浇注系统的设计重点是浇口类型及其尺寸。为了保证较高的表观质量，通常选用点浇口或潜伏式浇口。考虑到水杯盖内部有旋转的螺纹型芯，所以只能选择点浇口。它既实现了浇注系统凝料的自动脱落，还具有易排气和消除熔接痕的优点。将点浇口设置在塑件几何对称平面、且位于A和B凸台中间的位置。浇口尺寸及第一级、第二级分流道尺寸均按经验数据选取，并留有一定的修模余量。

2.2成型零件

综合分析水杯盖的结构，并兼顾模具零件的加工和装配，设计时采用4个独立的整体嵌入式凹模，将其嵌入到定模板中。这样既降低了凹模的材料和加工成本，又保证了一定的强度和刚度，同时也确保塑件表面不会出现拼接缝或夹线痕迹。因为水杯盖有内螺纹，外表面非完全对称，因此模具型芯采用组合式结构，由外螺纹型芯包裹固定型芯组合而成。螺纹型芯进行旋转运动，确保其能够从杯盖上旋出；固定型芯在模具中固定不动，使水杯盖在未被推出前保持静止状态。

2.3侧抽芯机构

针对水杯盖上凸台B处直径4mm、深度12mm的侧孔成型，设计选用常见的斜导柱滑块抽芯机构。为了保证凸台表面光滑且无夹线，侧型芯采用隧道式抽芯结构。细长的侧型芯以独立的镶件与滑块连接，其最前端圆柱部分成型侧孔，而其他部位对塑件表面无任何封胶影响。非成型部分有一段锥面，是为了降低抽芯阻力，防止模仁被拖伤。在模具中，整个侧抽芯机构都在定模一侧。此时模具工作过程相对复杂，在定模和动模分开前，需要在定模一侧先进行一次分型从而完成侧抽芯过程。由于模具采用了点浇口、三板模，侧抽芯过程恰好与点浇口被拉断的过程在第一次分型时一并完成，并没有额外增加开模动作和时间。根据侧孔的深度，在抽芯距确定为15mm后，通过经验和计算确定了斜导柱倾斜角为15°、直径20mm、总长度95mm，以及完成侧抽芯所需第一次分型距离应大于56mm。

2.4自动脱螺纹机构

由于水杯盖螺纹深度较深，强度和精度较高，所以设计采用了自动化的旋转脱模法。其中，设计的细节包括传动装置、螺纹型芯的运动及旋转方向和塑件的止转。为了使螺纹型芯能平缓地旋转，防止水杯盖中的螺纹在旋脱时被拉坏，设计中选用可控的液压力而非快速的开模力来驱动齿条4，将运动传递给同一轴上的小齿轮5和大齿轮3，并由齿轮3与螺纹型芯1的轮齿啮合，带动螺纹型芯后退，最终旋出塑件。为了保证运动平稳，设计了与螺纹型芯1相配的导向元件2，其螺距和旋向应与水杯盖内螺纹相同。由于水杯盖螺纹是右旋，所以螺纹型芯1应顺时针旋转才能旋出水杯盖，而小齿轮5则逆时针旋转，齿条在液压活塞杆的牵引下应向右上角运动。

2.5推出机构

水杯盖表面质量要求较高，所以采用无推出痕迹的推件板进行脱模。为了防止磨损及节省材料，设计了单独的推件镶块，将其嵌入到推件板中用于推出塑件。为了防止推件镶块与螺纹型芯摩擦而磨损，将两者以锥面配合。模具中推件板与复位杆用螺钉连接，确保推件板推出完成后不会滑落，同时也有利于推出机构的平稳复位。

3模具工作原理

注射保压冷却后，在弹簧弹力和开闭器阻力共同作用下，模具先从分型面Ⅰ打开，点浇口被拉断与塑件分离；同时，开模力由斜导柱传至滑块和侧型芯，完成侧孔的抽芯分型运动。模具分开至定距拉杆时，分型面Ⅰ停止移动，但触动了脱凝料板，分型面Ⅱ被打开，促使浇注系统凝料自动从模具上脱落。限位套的位置限定了分型面Ⅱ的分开距离，使其无法继续分开。此时，注射机的开模力迫使开闭器分开，主分型面Ⅲ被分开，从而使包在型芯上的塑件与定模脱离。模具结束所有开模行程后，油缸通过液压力驱动齿条，并由齿轮传动使螺纹型芯旋转后退，与水杯盖中的成型螺纹脱离。接着，注射机顶杆将推出力传至复位杆，带动推件板将塑件从模具中推出。随后，油缸活塞杆回程，驱动齿条和齿轮反向运动，将螺纹型芯旋转复位。此后，模具将进行3个分型面的闭模过程，并先后完成推出机构和抽芯机构的复位。

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2胶塞模具的结构组成及加工方法

根据以上胶塞模具的特点进而可以设计出胶塞模具的结构，通常胶塞模具均采用二开模、多腔镶芯技术。模具由上模具大板、上模芯、下模具大板、下模芯、定位销及定位套组成。

2.1上模具大板与下模具大板上模具大板的典型结构如图8所示，下模具大板的典型结构如图9所示。上模具大板与下模具大板的主要功用是固定和连接上模芯与下模芯，它们与上下模芯之间通常采用H6/k5配合。上模具大板通常设分区线，目的是便于硫化后分片和冲切。下模具大板内腔设预留分模边，分模边的厚薄将根据胶料硫化时的流动特性来确定，通常为0.5～1mm。下模具大板周边设溢胶槽，满足半成品重量误差需求，生产合格产品。上模具大板与下模具大板将根据不同直径形状及厚度的产品，选用不同排布形式与厚度，排布形式有直排型和交错排列型，在同样模板面积上，交错排列型的生产效率比直排型提高7.5%，因此只要结构允许，应尽量采用交错排列形式。上下模具大板的加工通常采用坐标镗床或加工中心一次完成上下模具大板坐标孔的加工。

2.2上模芯与下模芯上模芯典型结构如图10所示，下模芯结构如图11所示。上下模芯是胶塞硫化成型最关键的部件，它的加工质量直接影响到产品质量。胶塞模具是多腔模具，模芯数量巨大，目前我公司腔数最多的可达2352腔/模，因此模芯的一致性要求很高，对于简单型腔的产品，一般采用数控车床生产，而对于复杂型腔的产品除采用数控车床加工外，还必须辅以电火花等加工方法来完成其加工，还有个别型腔复杂的产品采用镶嵌法生产，但质量和一致性很难保证。

2.3定位销与定位套定位销与定位套的结构如图12所示，由于多腔模具的特殊性，通常1套模具一般只有4对定位销与定位套对上下模具进行定位，上下大板的定位套与定位销孔通常在坐标镗床或加工中心与模芯孔一次加工完成，定位销、定位套与大板采用H7/n6配合，销与套之间采用H7/g6配合。

3胶塞模具装配与使用过程的常见问题与处理方法

胶塞模具零件加工完成后，就可进行模具装配工作，胶塞模具的装配有其特殊性，主要应注意以下几个方面的问题。

3.1模具大板与模芯的装配精度问题由于胶塞模具是多腔镶芯模具，模芯与大板装配配合精度要一致，尽管图纸标注尺寸是一致的，但实际加工过程会出现一些偏差，这些偏差就会造成模板与模芯配合尺寸不一致。配合过紧会使得模板变形，进而影响硫化产品的精度；配合过松会导致模芯与模板之间积胶，进而使硫化产品产生毛边。为了解决模板变形问题，一般采用加厚模具大板的办法来解决，但过厚的模板会给更换模具和抽真空带来困难。

3.2模芯加工的一致性问题模芯内腔加工的不一致会造成胶塞产品不一致，而不一致的胶塞会造成药品自动分装生产线运转不畅，导致胶塞大批退货。因此，胶塞模芯内腔尺寸的一致性是胶塞模具最关键的一环。通常通过模芯加工后的尺寸检查和硫化胶塞产品尺寸检查环节来控制产品尺寸。

3.3预留分模边与最终硫化产品分模边的关系由于多腔胶塞模具设计属于半开放模具，尽管半成品尺寸及重量控制严格，但最终硫化的胶片还会出现多余胶料溢出现象，正是这些胶料的溢出造成了预留分模边与最终硫化产品分模边存在差异，这些因素在模具设计时必须考虑，按经验值一般在0.15～0.20mm之间。

3.4预留分模边内槽尺寸与模芯最小距离的问题在多腔模具的边缘经常会出现硫化后的胶塞变形或尺寸不合格的问题，造成这种问题的主要原因是分模边内槽边缘与模芯距离过近造成，适当加大该尺寸就能解决这个问题，因此胶塞模具设计时应特别注意这个问题。

3.5硫化机面压与热板精度的影响由于胶塞尺寸的严格性，硫化机面压必须足够大，才能硫化出合格产品，面压一般在100kg/cm2以上比较合适，低于此数据会造成合格率降低、胶塞厚度不均等问题。热板精度低的硫化机，不仅不能生产出合格的胶塞产品，还会对模具造成永久伤害，严重者会造成模具报废。因此，胶塞生产尽量采用高精度、高压力的硫化机。

3.6形状复杂的非回转体产品上下模芯定位及对正问题由于多腔胶塞模具的模芯外形一般为回转圆柱体，当胶塞本身结构为回转体时，上下模芯可以随意安装，而对于形状复杂的非回转体胶塞来说，上下模芯必须按一定的方向排列固定，才能生产出合格的胶塞产品，这种情况下，一般要对加工模芯做好定位，否则会给后期装配和生产带来很多困难。

3.7溢胶槽、定位销、定位套、模具与热板固定螺孔尺寸的位置干涉问题胶塞多腔模具的设计原则是尽量让模具占满整个热板，但必须留足溢胶槽、定位销、定位套、模具与热板固定螺孔的位置，这些功能部件必须独立，不得互相干涉，否则会导致产品质量不稳定，甚至会造成模具报废。

3.8胶塞偏心问题多腔模具最容易出现和最难解决的问题就是产品偏心，一般加工精度和装配方法都会影响产品的同心度，这两点尤其要注意。

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1.1蜡模相关数据的确定

该阀块毛坯表面粗糙度的最大值为3.2，考虑到中温蜡的铸件表面粗糙度可达到2.0左右，充分满足非加工表面粗糙度要求，故选用中温蜡作为蜡模原料。铸件的收缩率由合金收缩率、模料收缩率和型壳膨胀率综合决定，最终确定铸件的综合收缩率为1%。

1.2蜡模的模具CAD

在Pro/E的模具模块中进行模具设计，最关键的工作是设计合理的分型面。分型面的位置和结构的合理性，不仅对毛坯的制造效率和精度有影响，而且也关系到模具操作的方便性和模具零件的结构工艺性以及经济性。本文中阀块模具的分型面方案和结构设计过程是：首先复制阀块毛坯的上顶孔面并延伸到模具顶面形成第一个分型面，构造出模具的型芯；再利用双侧拉伸创建第二个分型面将模具整体一分为二，构造出模具的上下模型腔。分型面设计完成后，在Pro/E中进行开模检测，没有干涉。另外，为方便脱模和便于型腔的加工，下模设计了顶杆，并将型腔中加工难度大的部分设计了活块和型芯。从制造的工艺性和生产率的角度考虑，将下模型芯与顶料机构的顶杆设计为一体，使铸件能够完好的取出。

2上、下模型腔的CAM刀路设计及仿真

2.1文件格式转换

将Pro/E造型完成的上、下模实体另存为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格式的模具零件实体进行仿真加工。在加工中一些小的圆角加工效果不是很理想，所以将切削用量适当调整，并且对刀具参数、加工方式进行改进。加工困难的部位需要多次精铣，以保证加工精度。

2.2CAM编程及仿真

在MasterCAM里建立加工任务，选择以外形环状铣削加工方式，先选择Φ10的平铣刀粗铣内型腔，再换Φ5的球头铣刀精铣内型腔，调整切削参数开始加工仿真并生成数控代码。

3结论

1）本文的阀块零件在液压系统中需求量大，材料昂贵，毛坯制造精度要求高，采用熔模铸造其毛坯可有效保证其批量和精度的要求。采用Pro/E软件的三维造型功能快速准确地建立了阀块的毛坯数模，并在其模具模块中结合熔模铸造工艺设计了阀块毛坯的熔模铸造模具，经开模检测，模具结构合理。

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2模具设计要点

2.1工件展开尺寸计算

搭扣铰链展开长度尺寸确定后，接着就可以进行落料模具的设计了。由于制件内孔与外形尺寸精度和形位精度要求高，故落料模采用倒装复合模结构，对落料模的设计在此就不过多的赘述。

2.2预弯模设计

根据以上展开尺寸确定第一道预弯工序关键尺寸为45.28mm，只有保证了这一关键尺寸，才能给二道预弯及套芯棒卷圆提供可靠的定位基准，为此一道预弯、二道预弯均设计了弹压及弹顶机构，一道预弯模、二道预弯模结构。二道预弯后制件，套芯棒卷圆模具结构如图9所示。落料制件和预弯制件放入各工序凹模时，定位各面不应有间隙，应确保凹模定位面与制件相关面成H7/f6配制。由于二道预弯工序后制件端部80°部分的圆弧容易打滑、不易成型，同时也影响定位尺寸的准确性，故将二道预弯模具凹模的圆弧中心向里偏移了0.4mm，同时采用弹压的压料方式，从而可以使局部挤压实现顺利成型的目的。

2.3套芯棒卷圆模设计

为确保Φ30+0.1mm孔的精度需用套芯棒卷圆的模具结构。模具设计要点为：①芯棒直径是制件直径的上限，即Φ3.1mm；②芯棒的动作是卷圆前插入预弯制件，卷圆成型后顺利退出；③预弯制件放入卷圆模内，定位要可靠同时需采用弹性压料板压紧；④凸模下行需定位准确，避免制件水平方向滑动，故采用弹性顶板机构。

3套芯棒卷圆模具工作过程

模具工作过程是将二道预弯成型制件放入凹模14内，紧靠凹模定位各面，接着把芯棒插入二道预弯制件及芯棒定位支架内。机床下行时，压料板11在弹簧9的作用下将制件压紧。机床继续下行，凹模14与凸模将制件压弯成型。机床上行至安全位置后，用夹子取出制件，将芯棒17硬性拔出。然后进行下一循环的卷圆成型。为调整卷圆尺寸精度，在调整凸模下压冲程时，应采用弹性顶板结构，这一结构有利于避免凸模水平方向移动或窜动。

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（1）供给和需求不平衡

当今国内自配率不足，可以看到低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60%。尽管中国模具工业发展迅速，但与需求相比，供不应求的问题还是比较突出的，其主要缺口集中于精密、长寿命、大型、复杂模具领域。因为在模具寿命、精度、制造周期及生产能力等各个方面，我国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。

（2）人才与科技发展不相适应

模具行业不同于其他的一般行业，是一种技术密集，资金密集的产业之一。尽管我国在模具设计中已经使用CAE模拟分析，但是我国人才的发展速度跟不上行业的发展速度，现在缺乏各种能把握运用新技术或者高级模具钳工等高技术人才。同时，由于基础差、投入少，缺乏一种长期可持续发展的观念导致我国模具产品及其生产工艺，工具（硬件和软件），装备的设计，研发（包括软件二次开发）和自主创新能力的薄弱。跟发达国家比起来，我国模具CAD/CAE/CAM的技术水平还很低，主要表现在软件开发的进度和水平低，CAE/CAM发展跟不上CAD，整体应用水平低，缺乏CAD/CAE/CAM知识的集成。

（3）标准化的程度低

长期以来，我国的注塑模设计受到了“大而全”、“小而全”的影响，模具行业的观念落后，难以完成较大规模的模具成套订单，与国际水平相差很远。虽然有的企业引起了国外的先进加工设备，但是总的装备水平与国外企业相比，依然是望尘莫及，设备控制率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外的企业低很多，CAE、CAPP的普及率就更加低了。另外，模具标准化水平低，没有针对同一领域的产品建立针对的数据库，标准件的品种规格少且应用水平低，高品质的都依赖进口，设计现状如下表所示。这些都影响和制约着我国模具发展和质量的提高。

（4）材料等相关技术落后

模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。

（5）企业管理落后与技术的进步

我国模具企业的管理落后主要体现在生产组织方式及信息化采用等方面。以模具为核心的产业链各个环节的协同发展不足，尤其是材料的发展明显滞后，国内模具材料在品种、质量和数量上都不能满足模具生产的需要，高档模具和出口模具的材料基本上都是靠进口的。模具上游的各种装备（机床、工夹量刃具、检测、热处理和处理设备等）和生产手段（软件、辅料、损耗件等）以及下游的成形材料（各种塑料、橡胶、板材、金属与非金属及复合材料等）和成形装备（橡塑成形设备、冲压设备、铸锻设备等），甚至包括影响模具发展的物流及金融等产业链的各个环节大都分属于各有关行业，大都联系不够密切，配合不够默契，协同程度较差，这就造成了对模具工业发展的制约。

2影响我国手机注塑模模具设计效率的因素

（1）模具设计工程师流动较大

在当前的模具行业中，模具设计人员的流动是非常大的，每个公司的设计思路又不尽相同，这就直接会影响到模具设计的效率。因为在模具设计人员流动的过程会使得模具设计人员的素质总体偏低，因此在控制模具设计效率的问题上会缺乏准确性。此外，人员的经常变动必将使得模具设计的完成水平处于良莠不齐的状态，这就必将影响到模具设计的效率。

（2）模具设计师的主动性不够。

因为模具设计的设计师对工作的热情不够，每天都只是按要求完成任务，所以也就很难创造性的设计出高质量的模具。同时，热情的不够也会使设计人员设计的结构过于固定而缺乏一定的变通和创新，必将严重影响到模具设计的效率以及质量。

（3）设计师的设计水平普遍不高

在当前的模具设计岗位上，很多的设计师是通过专科院校专门培训出来的，对软件的操作非常熟悉，但是对设计的思想理论没有自己的把握和见解。因为，由于他们对模具设计核心技术的不熟练也将导致模具设计的时间过长，而且设计的方案也可能会有各种各样的问题，这就有可能在主管检查过后还要进行不断的修改，从而严重影响到模具设计的总体效率。

（4）公司模具设计没有标准化

如今，由于快速发展的手机市场导致手机生产商对产品需求的多样性不断的增加，因此模具的更新换代也在不断的加快。各个手机制造商和模具设计公司承担着繁重的模具设计任务，对于手机这一类产品经常有很多相似的结构，但因公司没有把类似产品进行标准化分类建库，在设计过程中有很多重复的而且缓慢的人工设计部分耗时太多，耗时结构如表1所示。这也使得设计师在模具设计的过程中不得不做很多重复性的工作，降低了模具设计效率。

（5）设计软件的不足

现在公司进行模具设计的辅助软件大部分用的是SiemensPLMSoftware公司出品的UG，尽管该软件已经做到非常完善了，但是在公司具体的应用过程中依然有很多的不足，工程师在设计的过程中有很多设计要经过繁琐的操作而不是一蹴而就的快捷，这就导致模具设计的效率不得不有所降低。

3提高我国手机注塑模设计开发效率的探讨

随着科技的发展和技术的进步，模具早已经是制造业的重要工艺装备。在竞争激烈的手机市场中，谁能提高自己的生产设计效率，谁就能第一时间的占领市场，因此手机模具的设计速度是所有公司追逐的目标。我国模具技术已经得到了很大的发展，但总体来说与国际先进水平相比尚有10年以上的差距，设计的速度也比先进国家也慢了很多。由于模具技术的落后必将使得手机的生产和上市受到影响，所以我国手机注塑模具设计技术的发展是手机模具行业的当务之急。注塑模具种类繁多，不同种类的技术要求也是不一样的，经过调查总结，我国注塑模具模未来必将朝着下列方向不断发展进步。

（1）手机注塑模模具设计特点

随着电子行业的快速发展，手机已经成为一个快消品。因此其在当今市场更新换代的速度非常快，产品的快速更换对模具行业的发展也是一个很大的机遇和挑战。因此手机注塑模就进入了多品种小批量生产时代，人们要求模具的生产周期越短越好，由此可以看出快速经济模具将有广阔的发展前景。

（2）热流道、气辅模具技术的发展

今天的模具行业里面采用热流道技术无疑是提高塑料制件生产率和质量有效途径，而且相比于传统模具，热流道还能大幅度节约原材料。热流道技术在国外的塑料模具中占了50%，有的国家已经达到了80%以上，都得到了良好的效果。另外，气体辅助注射成型也具有很大的优点，如：注射压力低，制品翘曲变形小，表面的质量较好且易于注塑出壁厚跨度比较大的制件。所以它不但可以降低成本，最重要的是可以保证产品的质量。因此，手机外壳模具采用热流道或者气辅模具，将可以在低成本的情况下得到高质量的产品。

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.

概论

模具是工业生产中的重要工艺装备模具工业是国民经各部门发展的重要基础之一。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。

在现代塑料制件的生产中，采用合理的加工工艺，高效设备，先进的模具。塑料成型技术的发展趋势是：

一、模具的标准化

1.为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要。

二、模具加工技术的革新。

1.为了提高加工精度，缩短模具制造周期，塑料模成型零件加工广泛应用仿行加工，电加工，数控加工及微机控制加工等先进技术，并使用坐标镗，坐标磨和三坐标测量仪等精密加工与测量设备。

三、各种新材料的研制和应用。

1.模具材料影响模具加工成本使用寿命和塑件成型质量等。

四、CAD/CAM/CAE技术的应用。

第一章塑件分析

参看产品零件图如，

本零件为手机的外壳的上盖。主要形状为长方并带圆弧形。上面为曲面，有多个长方形并带有侧抽心；两个伸出尾脚；内表面的精度要求一般。表面精度要求较高，同时需要涂漆。由于是采用上下盖配合而成，从而避免了侧向凹凸，尽量简化模具结构。从而避免在尖角处产生应力集中或在脱摸过程中由于成型内应力而开裂。综合以上各点分析，采用一模一件。

第二章塑件材料的成型特性与工艺参数

本章着重介绍塑料成型的工艺特点以及塑件的工艺要求，塑件结构设计方面的知识。为后面几章的模具设计奠定了基础。

对零件的分析得塑件材料取ABS（丙烯腈-丁二-苯乙烯共聚物）。

第一节塑件材料的特性

ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性使ABS具有良好的性能。

ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.02～1.05g/cm.ABS有极好的抗冲击强度，且再低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。

ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪器盘、水箱外壳等。ABS还用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。

第二节成型特性

ABS在升温是粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计是应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在50～60℃，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60～80℃。

目录

前言……………………………………………………………………………3

任务书…………………………………………………………………………4

摘要……………………………………………………………………………5

概论………………………………………………………………….…………7

第一章塑件分析……………………………………………………7

第二章塑件材料的成型特性与工艺参数…………………………8

第一节塑件材料的特性………………….……………………8

第二节成型特性…………………………………………….……9

第三节工艺参数…………………………………………….……9

第四节塑料制件的结构工艺性…………………………….……11

第三章设备的选择………………………………………………………12

第一节最大注射量………………………………………….……12

第二节注射量的校核……………………………………….…13

第三节塑件在分型面上的最大注射量与锁模力的校核………14

第四节注射压力的校核……………………………….…………14

第五节开模行程的校核……………………….…………………14

第六节注射机的技术规格………………….……………………15

第四章分型面与浇注系统的设计………………….……………………16

第一节分型面的设计…………………………………………………16

第二节主流道的设计………………….……………………………17

第三节分流道的设计……………….……………………………19

第四节浇口形式的选择…………………………….………………19

第五节冷料穴的设计…………….………………………………19

第六节排溢系统的设计…….………………………………….20

第五章成型零件工作部分尺寸的计算……………………………………21

第一节成型零件的设计………….………………………………21

第二节成型零件的工作尺寸….…………………………………21

第三节成型零部件的强度与刚度计算……………………………27

第六章模架组合的选择……………………………………………………29

第七章合模导向机构的设计…………………………………………………30

第八章推出与复位机构的设计……………………………….………………33

第一节推出机构的组成……………………………………………33

第二节推出机构的设计原则…………………………………33

第三节简单推出机构…………….……………………………34

第九章侧向分型与抽芯机构设计………………………………………..36

第十章冷却系统的设计……………………………………………………..43

篇（10）

1）内部有3个均匀分布的弧形凹槽和3个定位孔；

2）形位精度要求较高，内孔的同轴度公差为0.05mm，齿形跳动度为0.1，中心孔的垂直度为0.03。综上分析，如果选择常规方法加工同步带轮，其形状以及内部微小尺寸控制难度大；如果采用粉末冶金法进行成形，零件的凹槽、定位孔及尺寸精度均可通过模具成形来保证。

1.2成形模具设计原理

粉末冶金成形工艺是由粉末冶金零件压机和粉末冶金模具通过对所需粉末进行装料、加压、脱模等主要工步来完成，并使金属粉末密实成具有一定尺寸、形状、孔隙度和强度坯块的过程。该同步带轮应采用不等高零件成形模具设计原理。

1.3成形速度相等原理

根据不等高零件成形运动规律，在不等高零件成形过程中，必须满足成形前、后粉末质量守恒定律，才能使不同高度区域密度近乎相等，在粉末成形时，零件的不同高度区都在同一时间进行粉末压缩和成形，并且各部分所用成形速率相等，所遵循的原理即为成形速率相等原理。由此可知，在压制不等高零件时，要使不同高度的各个区域遵循成形速率相等原理，从而保证零件不同高度区的平均密度相等。

2同步带轮粉末冶金模具的设计

1）齿形成形通过控制材料的流动方向，成形出理想的形状尺寸，是同步带轮成形模具中最关键的环节。由于成形过程中单位压力增大，载荷集中，因此要求模具工作部位刚性好。另外还应设置过载保护，防止毛坯的超差、材料不均匀等导致的过载。

2）同步带轮属于轴类零件，在成形过程中轴向密度差较大，因此模具应采用芯棒成形结构，以保证同步带轮轴向密度分布均匀。

3）该同步带轮有3个定位孔，应采用芯棒成形结构成形定位孔，可以延长模具使用寿命，提高装配精度。该同步带轮采用德国DORST压机进行压制，铁粉的松装密度约为3.2g/cm3，零件的毛坯密度不得小于6.6g/cm3，为了节约成本，模具配件采用已有的五档同步器齿毂模具配件，例如，垫板、压盖等。由此可知，该同步带轮成形模具的设计主要包括中模、上模冲（2个）、下模冲（3个）、芯棒（2个）的设计。

2.1成形中模的设计

中模主要用于同步带轮的齿形成形，因此采用变模数设计法提高齿形精度。材料选用45号钢，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当热处理后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，中模内径尺寸公差为±0.005mm。影响中模几何尺寸的工艺主要是成形和烧结，因此成形中模设计过程中必须考虑成形回弹率δ和烧结收缩率这2个工艺参数。另外，粉末冶金工艺中的烧结收缩率及成形回弹率在径向和轴向甚至各不相同的截面位置都是各不相同的。一般情况下，收缩率和成形回弹率在轴向的值往往大于在径向的。模具的配合间隙仅在径向得到体现，方法是按制件外径或内孔的相应成形件为基准制造，与之相邻的配合件取配合间隙后，按双向公差加工制造。

2.2上模冲和下模冲的设计

根据同步带轮的结构和成形特点，上模冲主要针对产品上表面形状及轴向尺寸设计，上模冲与中模内腔上半部配合，上模冲设计为上外冲和上内冲。同步带轮内部结构主要由下模冲成形而成，内部有弧形凹槽，深度为3.1mm，圆弧半径为17.28mm，设计模具时应保证凹槽的形状及尺寸。下模冲外形与中模内腔下部配合，下模冲设计为下一冲、下二冲和下三冲，更有利于产品成形和提高产品质量。

3结论

1）在发动机同步带轮粉末冶金成形模具设计中，采用了2个成形芯棒和中模变模数设计法，有效地提高了模具装配精度、齿形精度和使用寿命。