模具設計要點精選(九篇)

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第1篇：模具設計要點范文

關鍵詞：注塑成型；模具結構設計；澆注系統(tǒng)；塑料冷卻分級

0引言

注塑成型模具設計是塑料產(chǎn)品成型研制工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，有關科研單位、生產(chǎn)企業(yè)及其設計工作者應當對如何提高注塑成型模具設計水平進行思考，對如何優(yōu)化注塑成型模具使用性能進行科研創(chuàng)新，持續(xù)提高注塑成型模具設計有關科學理論的學習、國內外成功案例分析與借鑒總結，加強注塑成型模具設計工藝中的科技含量，以科技創(chuàng)新增強塑料產(chǎn)品的市場競爭力，為注塑生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟收益。

1注塑成型模具的系統(tǒng)設計要點

注塑成型模具設計是直接影響到塑料制品工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟收益的核心技術，是塑料生產(chǎn)與制造企業(yè)核心競爭力的集中體現(xiàn)。塑料制品的工藝水平高低與產(chǎn)品外形、模具結構、模具生產(chǎn)和加工等工業(yè)環(huán)節(jié)息息相關，是集中體現(xiàn)機械工業(yè)設計人員的專業(yè)能力和職業(yè)技能的設計生產(chǎn)過程。該設計生產(chǎn)過程中，包含著塑料制品的初步概念設計、模具結構設計方案、模具部件的生產(chǎn)加工實施等必須流程，需要設計工作者從企業(yè)的現(xiàn)實情況、生產(chǎn)經(jīng)營目標、客戶需求等角度出發(fā)，積極應對現(xiàn)代市場競爭機制的變化與挑戰(zhàn)，合理利用網(wǎng)絡信息技術和計算機軟件設計技術，借助互聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)和軟件設計工具，組建注塑成型模具設計模型，查找并獲取模型設計計算規(guī)則，收集、統(tǒng)計相關數(shù)據(jù)信息，并輸入相關參數(shù)數(shù)值，在設計軟件的幫助下完成注塑成型模具的設計方案，結合推理驗證手段策略，得到最后的目標模具設計方案。從我國現(xiàn)階段的注塑成型模具設計情況進行統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)我國在塑料制品的生產(chǎn)與設計工業(yè)技術運用過程中，具有機械工藝水平逐步提高，模具構造設計的精密度、專業(yè)化、智能化性能得到增強，注塑成型模具生產(chǎn)呈現(xiàn)大型化規(guī)模、自動化流程等特點。設計人員在注塑模具設計中的重要任務是繼續(xù)研發(fā)、持續(xù)推廣氣體注射、熱流道等新技術應用，并有效提高生產(chǎn)效率。

2注塑成型模具的澆注設計要點

為了有效控制充填形式，模具在設計過程中需要對澆口位置與數(shù)量進行選擇，確保能夠達到控制的效果，CAE分析能夠為設計者在澆口位置的選擇上提供多種方案，并且能夠根據(jù)其影響作出相應的評價，有利于設計的判斷與選擇。注塑模具澆口位置優(yōu)化設計實質上是確定合適的澆口位置和工藝參數(shù)使制品的質量最好。以注塑成型澆注系統(tǒng)為例，設計研發(fā)人員應當將澆筑系統(tǒng)設計劃分為幾個環(huán)節(jié)，逐步完成并優(yōu)化整體系統(tǒng)設計：澆注系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)是設計方案的首次確定，設計師借助軟件設計工具將參考數(shù)值、基本信息和計算規(guī)律等要素進行綜合判斷與計算，確定澆注系統(tǒng)的液壓流體通路規(guī)劃布局，確定能夠提升進料加速的澆口種類性能，澆口安放的地點和具體數(shù)目；在澆注系統(tǒng)設計方案修改優(yōu)化環(huán)節(jié)，設計人員要根據(jù)制造需求和工藝設計目標，調整流體通過的線路，縮減通道面積提高進料速度，根據(jù)注塑澆口數(shù)量優(yōu)化部件精密度，根據(jù)澆口種類性能設計注塑模具的外觀，在直接澆口、矩形澆口、點澆口、隧道澆口和翼狀澆口中進行判斷選擇。在澆注系統(tǒng)的第二個修改設計環(huán)節(jié)中，以上信息要收集并歸納錄入設計模型中，由澆注系統(tǒng)檢測、核對澆口設計是否存在錯誤或者需要改進。若澆口位置設計能保證一個平衡的充填模式，就能使壓力、溫度以及體積收縮率分布比較均勻，塑件的品質較好。所以澆口位置的選擇實際上在很大程度上以是否達到流動平衡為準。通過調整設計變量即澆口位置，令熔體到達各邊界點的等效流長與參考流長的差異的算術平均值最小，我們就可以得到一個相對平衡的熔體流動充填模式。參考流長在這里取為熔體入口點到任意邊界點的等效流長的平均值。由于進行流動分析時要求有限元網(wǎng)格節(jié)點必須和澆口位置重合，但在優(yōu)化過程中確定的澆口位置并不一定滿足這一要求，這就要求要么重新劃分網(wǎng)格，要么對澆口位置進行近似處理。

3注塑成型模具的冷卻分級設計要點

隨著高溫的熔流連續(xù)注入，在模具澆口處開始發(fā)生熱傳遞，同時模具材料本身也會產(chǎn)生熱脈沖。這種熱脈沖在使模具溫度升高的同時，向冷卻通道傳播，最終通過冷卻介質向外傳遞。如果冷卻管道與分型面的距離較大，熱脈沖就會不斷的向模具本身傳遞熱量，直到熱脈沖被冷卻介質轉移熱量平衡掉。如果冷卻通道接近模具表面，在模具分型面和冷卻管道之間的熱量會減少，而且達到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的時間會更短。基于傳統(tǒng)加工條件的冷卻管道設計主要遵循以下主要原則：為了獲得均勻的冷卻效果，冷卻水道與模具型腔表面的距離應盡量保持一致，水道的布局也應該隨著模具型腔表面形狀的變化。在冷卻液體通路的規(guī)格設計中，通常將管道直徑數(shù)值范圍控制在八至十二毫米內——如果通路直徑數(shù)值低于該標準，則為注塑加工造成困難；如果通路直徑數(shù)值高于該標準，則會影響到冷卻性能。通過控制液體通路直徑規(guī)格，加快冷卻液體流動速率，形成小漩渦提高冷卻分級效果。設計人員應當避免冷卻效果不均衡，將注塑成型模板的剛度性能與冷卻效率提升結合考慮，通常情況下，冷卻系統(tǒng)通路中心線和注塑成型模具外表面二者的間隔數(shù)值設定為通路直徑數(shù)值的三倍左右。如果該間隔數(shù)值設定過大，將降低冷卻分層速度和成效；如果該間隔數(shù)值設定過小，將影響冷卻分層的均衡性。綜上所述，注塑成型模具設計工作中的核心關鍵是澆筑系統(tǒng)設計和冷卻分級系統(tǒng)設計，有關塑料科研機構、塑料生產(chǎn)加工企業(yè)及其設計人員需要繼續(xù)學習先進的機械設計專業(yè)知識，對注塑成型模具設計進行優(yōu)化創(chuàng)新，提高塑料產(chǎn)品生產(chǎn)加工效率，為我國注塑成型模具設計與制造工藝的發(fā)展做出應用貢獻。

參考文獻：

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[2]焦瑞萍,池成忠,黃能會.注塑模具結構中的鑲件設計[J].塑料工業(yè),2010(02).

[3]譚宇,黃漢雄.微注塑制品微結構重復性影響因素的研究進展[J].輕工機械,2010(02).

[4]雷芳.塑料套注塑成型模具的設計[J].塑料制造,2010(06).

第2篇：模具設計要點范文

關鍵詞：飲水安全；輸水管道；設計與施工；技術要點

中圖分類號：tu991 文獻標識碼：a

前言

根據(jù)貴州省農村飲水安全項目建設規(guī)劃，“十二五”期末將基本解決全省的農村飲水不安全問題。通過近10a來的建設，全省飲水安全項目建設已近收尾。地形條件較好、地勢平坦的山間平地村莊和農村集鎮(zhèn)飲水不安全問題已解決，余下的大部分是地處高山區(qū)、半高山區(qū)和丘陵地貌的村寨，項目建設就近無可靠水源條件支撐，村民居住分散、水源條件差、須長距離輸水方可解決。實踐證明，山區(qū)農村小型飲水安全工程的輸、配水管網(wǎng)投資占項目總投資的50%～70%，因此，搞好管網(wǎng)工程的設計優(yōu)化與施工管理十分必要。

1 山區(qū)地形地貌及管道布置特點

以貴州省松桃縣為例，山區(qū)常見地貌特點為山高坡陡、林密，懸崖、深谷，部分地區(qū)巖層破碎、巖石裸露，水土流失嚴重，易滑坡、易見泥石流。飲水安全工程水源常選用深山密林中的溪流為水源，輸水管道平面布置最顯著的特點距離長、縱向坡度大（i>2%），常結合地形條件，采用重力輸水。輸水管道常穿越在起伏不平的山間密林、深谷溝壑中，管線全程屬典型的貴州山區(qū)喀斯特地貌。

2 管道設計要點

2.1 平面布置原則和要求

山區(qū)農村供水工程結合地形條件應優(yōu)先采用全程重力輸水方式。管線布置應與地形坡度相適應，坡度較陡地區(qū)（i>6%）輸水管線走向一般情況下應沿等高線按水流方向順坡布置，在個別地形特殊情況下如須反坡布置，應慎重研究。線路應保證供水安全，盡量做到線路最短，土石方量最小，造價經(jīng)濟，施工維護方便，最大程度減少林地破壞、少占或不占農田。盡量滿足管道埋地要求，不能出現(xiàn)較大的起伏和急轉彎以避免管內產(chǎn)生負壓，同時應避免穿越易發(fā)生滑坡、泥石流等不良地質地段，減少與公路、河流、民居等障礙物的交叉。

坡度較陡，地形高差超過60m，高程控制滿足輸水要求時，為降低工程造價，可考慮降低管材壓力等級，在適應地形處設置減壓池或跌水井。在山區(qū)大落差、長距離輸水管線中應盡量避免使用減壓閥減壓，如運行管理維護不當，將嚴重影響管道安全。如條件所限，必須設置減壓閥時，應在同一高程控制點上采取雙閥串聯(lián)布置，確保管道系統(tǒng)安全。

長距離輸水管道的隆起點應設置自動排氣閥，在連續(xù)下坡的低洼處或反坡走向的坡腳起點處應設置口徑不小于管徑1/3的排空管（閥）。在長距離無隆起點的平直管段，管徑在dn100以下時，為保證排除管內空氣，宜每隔離1.0km相應設置排氣閥。

小型農村飲水安全工程（ⅲ類以下）一般考慮單管布置。為保證安全供水，可在水廠調節(jié)構筑物設計時，適當加大其容積，按事故用水量與事故延續(xù)時間計算。

輸水管道布置應結合當?shù)匕l(fā)展規(guī)劃，考慮設計現(xiàn)狀年、水平年、中遠期結合和分步實施的可能性。

2.2 管徑計算

管徑大小直接影響工程投資，是工程設計概算中投資控制的主要因素之一。因此，合理確定管徑，是輸水管道設計的主要任務。其計算式如下：

式中：d為計算管徑（mm），q為輸水管道設計流量（m3/s），一般取值是最高日工作時的平均取水量；v為經(jīng)濟流速（m/s），小型工程可參考本地區(qū)同類工程的經(jīng)濟流速取值，貴州山區(qū)工程一般取值為0.6～1.4，管徑小取小值，相反取大值。為防止管網(wǎng)產(chǎn)生水錘破壞，流速不得高于2.5～3.0m/s，為避免水中雜質沉積，流速不得小于0.5m/s。

2.3 水力計算

輸水管道水力計算的目的是確定管道水頭損失，繪制水壓線，復核管道的過水能力是否滿足要求。為滿足工程技術經(jīng)濟要求，長距離輸水管道工程常根據(jù)地形條件、高差，采用幾種型號管徑串聯(lián)方式布置。為避免水壓計算錯誤或管徑選擇不合理，水壓線計算應采取從下游向上游計算。重力輸水管道理論上應保證管道全程為壓力流的狀態(tài)下且兩計算管段之間（兩減壓池自由水面之間）地形高差等

于其水頭損失時才是最合理的。管道水頭損失當長度大于其管徑的1000倍時，一般按長管計算（不計局部損失和流速水頭），否則按短管計算。對工程中常用的塑料管道（pe或upvc）推薦計算公式如下：

式中：h為水頭損失（m），k為局部水頭損失系數(shù)，取值為1.05～1.1，l為管長（m）， q為輸水管道設計流量（m3/s），d為計算管道內徑（m）。

2.4 管材壓力等級及材料選擇

供水管道壓力包括設計內水壓力、工作壓力。設計內水壓力、工作壓力應根據(jù)實際計算確定并按照靜水壓力進行復核。2減壓池之間的管道供水管材及其規(guī)格應根據(jù)設計內徑、設計內水壓力、鋪設方式、外部荷載、地形、地質、施工和材料供應等條件，通過結構計算和技術經(jīng)濟比較確定。對常用pe管材其設計內水壓力為最大工作壓力的1.5倍，對選用鋼管以及其他材料的管材時應根據(jù)規(guī)范合理確定其設計壓力。

山區(qū)地形復雜、交通不便、施工難度較大，輸水管材質選擇一般原則是符合衛(wèi)生、安全、安裝使用方便、檢修容易的要求。室外給水管材包括pe、upvc、鋼管、鑄鐵管等材料。山區(qū)農村供水工程管材一般條件下，當設計壓力小于1.0mpa時推薦選擇優(yōu)質pe管。個別無法進行地埋的特殊地段以及壓力在1.0mpa以上時可選用鋼管或鑄鐵管。pe管材相對于其他材料，其主要優(yōu)點是重量輕、易于運輸和安裝，耐化學腐蝕性優(yōu)良，管壁光滑不結垢，對介質的流動阻力小，衛(wèi)生無毒，對輸送的水質不會造成污染，施工方便，使用壽命長，維修方便。pe管材柔韌性突出（脆化溫度可達-800），適應山區(qū)地形變化能力強，抗紫外線穩(wěn)定性好，是目前給水市場上的主打產(chǎn)品。 　2.5 管道附屬設施及構筑物

2.5.1 控制閥門

管道進出水口（含減壓池）一般情況下應設置閥門，閥門口徑和水管直徑相同。當管徑大于500mm時，為降低造價，可考慮縮小閥門口徑，但不得小于80%。

2.5.2 排氣閥

在長距離輸水管的最高處或管橋上應設置排氣閥。管徑dn<300mm時設置單口排氣閥，口徑為輸水管徑的1/2～1/5；dn>400mm以上時設置雙口排氣閥，口徑為輸水管徑的1/8～1/10。

2.5.3 排空閥門

管線的最低點或反坡段的起點應設置排空閥。排空閥和排水管的直徑由放空時間確定，放空時間按一定工作水頭下孔口出流公式計算。

2.5.4 管道基礎

管道一般應鋪設在未經(jīng)擾動的原狀土層上，管道周圍200mm范圍內用細土回填，回填的壓實系數(shù)應不小于90%；當在巖基上鋪設管道時應鋪設砂墊層；在承載力達不到設計要求的軟基礎上埋設管道時應進行基礎處理。

2.5.5 防滑墩

山區(qū)輸水管道縱向坡度較大，當坡度在1：6以上時，應對管道穩(wěn)定性進行驗算。不符合穩(wěn)定要求的，為防止管道下滑，應設置防滑墩。防滑墩基礎必須澆筑在原狀土內并將管道用鋼箍錨固在防滑墩上。采用鋼制管箍固定時應作防腐處理，與管道接觸面應加保護墊片。

2.5.6 其他防護措施

當管道穿越河流、溝谷、陡坡等易受洪水或雨水沖刷的地段時應采取修建砼排水溝、渠，保護堤或外加套管等防護措施。管道埋深一般地段其管頂覆土不小于70cm，pe管不得明鋪，特殊地段確須明鋪鋼管時，必須采取防凍措施。

3 施工要點

3.1 管材采購、運輸及堆放

pe管材應采購符合國家塑料管材衛(wèi)生與安全技術質量標準的管材，管材型號、規(guī)格、壓力等級應符合設計要求。運輸、裝卸和存放過程中應嚴禁拋扔和激烈碰撞，運輸和施工過程中應避免管材被尖硬物括傷，管材存放應避免陽光曝曬，防止管材變形、老化。

3.2 管道中心線槽放線測量

管槽中心線應采用經(jīng)緯儀或全站儀根據(jù)設計文件所提供的坐標值進行放線測量。測量的內容、方法、要求及充許偏差應符合設計要求。管槽控制點高程、開挖斷面尺寸、轉彎半徑應嚴格控制在設計允許測量誤差和設計要求內。

3.3 管槽開挖

開挖管槽應保證土質邊坡穩(wěn)定，根據(jù)現(xiàn)場施工要求確定是否須要進行邊坡支撐。雨季施工應根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料，盡量做到挖溝、安裝、回填同步進行，以防溝槽塌方及管材浮起，溝槽如有積水應及時排除。在地下水位較深地段施工時，應根據(jù)水文地質及溝槽深度條件采取相應的降低地下水位或排水措施。溝底開挖寬度一般為管外徑超寬0.5m，溝深超1.0m時，每加深1.0m，其底寬相應增加0.1～0.2m。開挖溝槽時，溝底應保

留設計標高0.2～0.3m的原狀土，禁止擾動。

3.4 管槽回填

管道安裝鋪設完畢后應及時進行回填。直接接觸管材的部位回填土不得含有礫石、凍土及其它尖硬物體。管道穿越不良地質地段或溝槽邊坡出現(xiàn)塌方，過大的突發(fā)荷載造成管材變形時，應及時清除過量荷載待管材恢復正常后再回填，以防止管道永久變形影響正常運行及維修。在回填中不得出現(xiàn)管道移位、轉動等現(xiàn)象?；靥顟忍罟艿纼蓚仍偬罟茼?，每次回填層厚一般為0.2cm，并依次人工搗實?；靥钔撩軐嵍葢恍∮?0%。

3.5 管道連接與安裝

管道連接與安裝應按下管、穩(wěn)管、接口、質量檢查與驗收次序分步進行。對較大管徑可采用立管下繩放管的方式。pe管材一般采用熱熔對接。管材與金屬閥件連接時應使用法蘭連接。熱熔對接質量應符合以下要求：連接完成后應進行翻邊對稱性檢驗。接頭應具有沿管材整個圓周平滑對稱的翻邊，翻邊最低處的深度不應低于管材表面。接頭應對正不得有錯位。焊縫2側緊鄰翻邊的外圓周的任何一處錯邊量不應超過管材壁厚的10%。翻邊應實心圓滑，根部較寬，翻邊下側不得有雜質、小孔、扭曲和破壞。每隔50m進行1800背彎試驗，不應有開裂、裂縫、接縫處不得露出熔合線。pe管道安裝過程中，允許彎曲半徑不應小于25dn，當彎曲管段上承口管件時，管道允許彎曲半徑不應小于125dn，嚴禁采用機械或加熱的方式彎曲管道。

3.6 水壓試驗

輸水管道安裝完成后應進行水壓試驗。長距離管道可分段進行水壓試驗，分段長度不大于1000m。試驗管道灌滿水后應在不大于工作壓力下進行浸泡。pe管浸泡時間不少于24h。當水壓上升到試驗壓力時，保持恒壓時間10min，檢查接口、管身有無破損及滲漏。在規(guī)定的試驗壓力下，管道滲漏量不大于規(guī)定值時即視為合格。pe管嚴密性試驗允許滲水量可參見表1。

4 結束語

山區(qū)農村飲水安全工程重力輸水管道設計應結合項目所在地的實際地形、地質條件，選擇合適的管道平面布置方式，充分利用自然高程落差所形成的水頭，采用合理的管道經(jīng)濟流速計算管徑，正確繪制水壓線。輸水管道材質的選擇應符合衛(wèi)生、安全可靠的要求，管道安裝規(guī)范、施工中應強化質量控制，保證項目順利實施和建成后運行管理方便，項目建成后實現(xiàn)經(jīng)濟、安全和可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] gb（50013-2006）.室外給水設計規(guī)范[s].

第3篇：模具設計要點范文

擠出吹塑成型最早出現(xiàn)于十九世紀三十年代，但是受當時技術設備、生產(chǎn)工藝等方面因素的影響，應用范圍具有較大的局限性。隨著技術創(chuàng)新和設備優(yōu)化，吹塑成型工藝得到了發(fā)展，目前已經(jīng)成為僅次于注射成型和擠出成型的第三大塑料成型方法。吹塑模具的結構簡單，制作成本相對較低，吹塑成型效率高，因此受到了諸如汽車、機械等加工制造領域的青睞。文章通過分析吹塑模具的設計結構，對其設計要點進行了全面分析。

關鍵詞：

塑料油箱；擠出吹塑成型；模具設計；結構

1塑料油箱擠出吹塑成型模具的結構設計

1.1吹塑成型模具的設計要點

從結構上看，塑料油箱擠出吹塑成型模具可以分為兩個形狀相似、結構相同的分模模具。這樣設計的優(yōu)點在于是塑料油箱的外表面向外突出，并同時確定模具產(chǎn)品的規(guī)格和形狀，進而利用吹塑擠出的工藝方式，將機械加工制造零部件送入冷卻系統(tǒng)，實現(xiàn)從低分子形態(tài)向高分子形態(tài)的轉變。其結構設計所要實現(xiàn)的目標主要有以下幾點：第一，保證塑料油箱擠出吹塑成型的模具規(guī)格與當前的生產(chǎn)目標、客戶需求相一致，這也是模具設計工作的根本所在。在前期制定模具設計規(guī)劃時，相關的設計人員要熟練掌握生產(chǎn)目標和客戶需求，并結合其設計成本和技術水平，綜合考慮模具的設計規(guī)格，在保證模具設計標準的基礎上，盡可能的向客戶需求靠攏。第二，半制品塑料型胚的切斷要迅速，防止切斷過程給型胚造成損壞。模具型胚本身具有一定的物料硬度，在半制品切割時，要遵循“精確、快速、無傷”的操作原則，保證橫切面的平整度，如果橫切面存在切割條紋，還必須利用專業(yè)的打磨工具進行磨平。第三，保證擠出吹塑模具結構間的連接嚴密性。模具的使用壽命和使用質量與模具結構連接的緊密性直接相關，如果模具連接部分存在裂縫，或是連接區(qū)域的厚薄不均勻，在后期使用過程中很容易引起吹塑制品的變形。

1.2擠出吹塑模具的優(yōu)點

擠出吹塑模具在結構設計上采用了冷卻分層設計，能夠保證內部溫度在冷卻系統(tǒng)之間進行循環(huán)流動，從而有效控制了溫度的上限，避免因溫度過高引起塑料制品受熱變形。擠出吹塑模具一次只能吹塑成型一個塑料件，雖然制作效率相對較低，但是能夠保證每個塑料件的質量符合設計標準，而且其模具結構最為簡單，加工流程效率較高，對操作技術、專業(yè)能力的要求程度較低，經(jīng)濟成本低廉。擠出吹塑模具適合小型化、個人化塑料件制造，能夠有效避免吹塑過程中的材料和資源浪費問題。

2塑料油箱擠出吹塑成型模具的分型面設計

首先，塑料油箱擠出吹塑模具的分型面設計，要將模腔橫向最大直徑和管狀型坯外徑之間比值設定在合理范圍內，盡量縮小比值差距。其次，在模具設計過程中，應盡量保證內部通路管道的均勻程度，防止管道壁出現(xiàn)厚薄不均的問題，以此來保證擠出吹塑成型的質量。保證管道厚度均勻的優(yōu)點在于：一方面能夠合理規(guī)劃模具內部結構的設計，保證各個管道之間實現(xiàn)有序交叉和分布，避免因管道重疊導致吹塑成型的塑件存在質量問題；另一方面能夠降低模具吹塑的操作難度，不需要在后期吹塑過程中進行人為的調整，降低了擠出吹塑成型對人力的依賴程度。再次，設計人員在進行分型面設計時，要在不影響吹塑成型質量的基礎上，盡可能的簡化吹塑流程。吹塑流程與塑件脫模的成功率之間有著必然聯(lián)系，通常情況下，當吹塑流程相對簡化，所經(jīng)過的模具加工設計環(huán)節(jié)相對較少時，塑件脫模的成功率就高，塑件的質量也相應提升；反之，如果模具設計的環(huán)節(jié)相對復雜，就會在一定程度上影響脫模效率，導致脫模成功率降低。

3塑料油箱擠出吹塑成型模具的排氣設計

空氣排出設計是塑料郵箱擠出吹塑成型工藝的關鍵環(huán)節(jié)。吹塑成型過程中，所排出空氣容量應當正好等于模具凹形型腔容積減去的模具閉合當時的型坯容積。為了將塑料型坯與模具凹形型腔當中的多余空氣順利、迅速排出，防止讓殘留空氣阻滯在模具當中，提高產(chǎn)品的吹塑效率，保證吹塑過程中型坯與模具完全貼合，避免塑件外表收到空氣阻隔影響而產(chǎn)生凹陷、突起或者其他形狀變化和質量問題。排氣不良還會延長制件的冷卻時間，造成制件壁厚分布不均勻，降低制件的力學性能。故應開設足夠的排氣通道以保證制件能夠成型飽滿。由于該模具分型面外側均勻地設置了切邊刃口、壓縮段和余邊槽，成型時余料將分型面封閉，氣體無法從分型面處排除，故該模具只能以在模腔中開設排氣孔的形式排氣。

4塑料油箱擠出吹塑成型模具的冷卻分層設計

幾乎所有的熱塑性塑料成型工藝如擠出成型、注射成型、真空成型等，其成型周期在很大程度上取決于塑料的冷卻時間長短。對吹塑成型尤其如此，因為其冷卻時間占成型周期的60％以上，對厚壁塑料件則達90％。若冷卻不均勻會使塑料件各部位的收縮率存在差異，引起制件翹曲、瓶頸歪斜等現(xiàn)象。該模具采用的是直通式冷卻方式，即直接在模板上鉆孔，模外串聯(lián)形成冷卻回路，通入冷卻介質進行冷卻。首先，開啟的吹塑模具移至擠出機頭下方，擠出機在兩瓣吹塑模具中擠出型坯，達到要求的長度后，吹塑模具合模，截斷型坯后從擠出機頭下方移出，成型油箱進油孔的凸模前行，與型坯和吹塑模具接觸，凸模中心開有氣體通道，壓縮空氣由此引入型坯中，吹脹型坯，使其與吹塑模具內表面緊密接觸，冷卻定型后開模取件。

5塑料油箱擠出吹塑成型模具的型坯機頭設計

擠出機塑化熔體并將熔體通過擠出機流道20側向擠入模頭內芯13的螺旋流道,一部分熔體沿螺旋流道流動,另一部分熔體沿套筒10與模頭內芯13螺桿的間隙軸向漏流。螺旋流道的深度沿螺旋方向逐漸變小,螺棱頂面與套筒的間隙則沿軸向逐漸增加,螺旋流動逐漸減少,軸向漏流相應地增加。當螺旋流道深度為零時,流動完全被軸向流動所替代。帶螺槽的模頭內芯主要起分流作用,同時也對熔體進行進一步的塑化、壓縮,側向擠入的熔體沿螺旋流道流動,使得熔體流動均勻,分流后繞過模頭內芯的熔體熔接良好,無熔接痕。

結束語

塑料油箱擠出吹塑成型工藝具有廣泛的應用市場，通過優(yōu)化設計，提高模具設計和制造的水準，是推動擠出吹塑成型工藝不斷發(fā)展的關鍵。相關工作人員在進行該方面工作時，一方面要不斷加強自我知識的學習，密切關注行業(yè)發(fā)展最新動態(tài)，緊跟前沿潮流，為模具設計創(chuàng)新提供理念指導；另一方面要將理論與實踐結合起來，在實際設計工作中，根據(jù)客戶需求，制作出質量達標的塑件。模具結構設計的優(yōu)化以及設計工藝的提高，已然成為企業(yè)的核心競爭力。

作者：冷波 單位：哈爾濱石油學院機械電子工程系

參考文獻

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[2]吳裕農,王樹輝,許中明.塑料擠出吹塑中空成型壁厚均勻性的控制[J].中國塑料,2011(1):164-165.

第4篇：模具設計要點范文

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(tǒng)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(jù)填料和增強材料繼續(xù)選擇。

（一）根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的性能變化必須認真地從手冊或數(shù)據(jù)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(wěn)定性產(chǎn)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(chǎn)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)品質量。

二、壁厚及相關注意事項對產(chǎn)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(jīng)?？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(chǎn)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(chǎn)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?shù)牡腿廴谡扯龋ㄒ子诹鲃尤劢猓┦欠浅１匾摹榱松钊肓私饩酆衔锶刍瘯r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(jù)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(jù)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(chǎn)品性能的、縮小公差，較少成本是可以實現(xiàn)的。一般商業(yè)上可接受的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品尺寸不符合標準。

結論：

與產(chǎn)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(chǎn)品的性能。

參考文獻

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[4]吳利國.塑料模設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，2005,1.

[5]張旭.塑料成型工藝與模具設計[M].高等教育出版社，2002,7.

第5篇：模具設計要點范文

“模具設計與制造”課程是機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)選修課程。為培養(yǎng)學生模具設計和模具制造的能力，解決課程學時少、內容繁多、枯燥難懂的問題，采用以學生為主體、教師講解和學生項目訓練相結合的項目教學法，運用多媒體動畫、模具實物、現(xiàn)場教學等教學手段由淺入深逐步講解模具結構和模具設計步驟，逐步引導學生實施項目，培養(yǎng)學生的項目意識和模具設計能力。實踐表明，項目教學激發(fā)了學生的學習積極性和學習興趣，提高了教學效果和教學質量。

關鍵詞:

模具設計與制造;項目教學法;教學效果

模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，模具成形具有高生產(chǎn)率、高精度、低成本等特點在各工業(yè)部門得到廣泛使用。為了滿足工業(yè)部門對模具設計與制造人才的需要，在高等教育大眾化教育的今天，各個教育部門都十分重視模具設計與制造應用型人才的培養(yǎng)，要求設計人員面對實際項目和問題，具有完成實際項目和解決實際問題的能力?！澳＞咴O計與制造”課程是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課，目的是使該專業(yè)的學生能熟悉模具零件的結構及其制造方法。傳統(tǒng)的教學方法是按照沖裁工藝及其模具結構、彎曲工藝及其模具結構、拉深工藝及其模具結構等內容講授各類模具的結構特點和設計要點，講完模具結構部分再講制造部分。課程學時少而內容繁多、枯燥難懂，該專業(yè)的學生沒有前期模具方面的知識，傳統(tǒng)的填鴨式滿堂灌教學方法容易使學生學習吃力，進而產(chǎn)生厭學情緒，達不到預期的教學效果［1－2］。而課程考核僅僅憑一張試卷輪高低，教材上各種知識點以選擇、判斷、填空和簡答題形式進行考核。學生學完課程后仍然不知道如何進行具體的模具設計，未將設計理論知識和具體的模具設計過程同步地聯(lián)系起來。面對所存在的問題，筆者改革傳統(tǒng)教學方法，通過精選典型題目，采用項目教學方法培養(yǎng)學生的項目意識和實際動手能力，取得了較好的教學效果。在此和大家一起交流，以共同提高“模具設計與制造”的教學質量。

本文主要討論項目教學法的應用。項目教學法來源于歐洲的工讀教育和美國的合作教育。項目中包含多門課程的知識，教師將課程體系中的知識、職業(yè)素養(yǎng)和技能融合到課程項目中。項目教學法以項目為載體講授教材中所涉及的知識，打破以教材、教師和課堂為中心的傳統(tǒng)教學模式，不再把教師掌握的現(xiàn)成知識技能傳授給學生作為追求的目標，是以學生為主角，教師為配角，在教師的引導下，學生自己負責資料收集、信息處理、方案設計、方案實施和項目評價，在整個項目進程中學習多門課程的知識;以學生為主體，師生模擬企業(yè)環(huán)境以一個完整的項目為載體;以具體的工作任務為驅動、理論與實踐相結合的教學活動。在項目教學中，其目的在于培養(yǎng)學生的獨立學習能力、自學能力、獨立解決項目能力和學生之間協(xié)作、交流能力［3－4］。

1項目教學法目標

對于機械類學生而言，在實施“模具設計與制造”課程項目教學時，要求學生具備良好的機械制圖、材料力學、公差與配合等專業(yè)基礎知識，有機械加工方面的實踐經(jīng)驗，要能將理論知識與實踐技能有機結合。模具設計和模具加工工藝相互關聯(lián)，加工工藝直接影響沖壓件的生產(chǎn)效率和成本，因此，學生必須掌握加工工藝和熱處理工藝的規(guī)程;必須具有熟練應用AutoCAD、UG或Pro/E等計算機軟件的能力;擁有良好的邏輯思維能力，可以讓模具設計師減少設計過程中的錯誤，將問題消滅在初始階段，減輕設計工作量，提升工作效率［5］。

2項目教學法任務和選題

“模具設計與制造”包括沖壓模具設計和模具制造兩部分，內容多而學時少，必須提高效率且保證教學質量。傳統(tǒng)的教學目標要求學生掌握沖裁工藝及其模具設計、彎曲工藝及其模具設計、拉深工藝、模具設計以及其他沖壓成形工藝。由于學時有限，項目內容只限于沖裁工藝及其模具設計，學生必須聽完教師的講解，逐步完成自己的沖裁模具設計。彎曲工藝及其模具設計、拉深工藝及其模具設計僅以項目講解的形式進行，學生無需進行相應的模具設計。沖壓模具設計主要內容為沖裁件模具設計、彎曲件模具設計、拉深件模具設計及其多工序組合的復合模、級進模設計?！澳＞咴O計與制造”課程是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課，學生對機加工知識了解的比較多，特種加工也在此課程之前開過，所以加工部分僅以模具的線切割加工、編程和模具裝配為主來講解。項目實施時采用教師講解和學生訓練相結合的方式，教師先講解設計相關理論和步驟，學生再結合項目進行訓練。通過教學培養(yǎng)學生掌握模具設計的基本步驟、設計方法和技巧、模具裝配方法和技巧以及模具加工等基礎知識，基本上能設計出符合沖壓成型理論的沖壓模具以及主要工作零件的加工工藝。企業(yè)的實際課題雖有代表性，但對初學模具設計者來說有一定的難度，因此選擇一些2－4個工序組合的簡單零件為佳。

3項目教學法實施

結合學生的實際情況和現(xiàn)有的教學設施，學生每5人一組，每組給定一個典型沖壓件，一般以簡單零件為主，模具結構多為中小型模具，每個題目對應的設計步驟大體相同。如果每人一個題目，對于初學者來說難度較大。學生初次遇到模具設計會無從下手，因此，選擇一個簡單零件的模具設計過程作為教學講解內容，既能節(jié)省教學時間，又能引導學生快速熟悉模具設計的過程和步驟。每2學時采用小組任務驅動的方式進行教學，組長根據(jù)總任務分配組內每個學生的具體任務。任務進度由組長負責，組內學生還可以相互討論，以培養(yǎng)學生團隊協(xié)作的能力。要求每組學生完成模具裝配圖一張，每個學生繪制老師指定的零件圖兩張，采用CAD繪圖，并給出指定零件的制造工藝規(guī)程。在完成相應的設計后對本節(jié)課所完成的任務進行書面總結，每組最后完成設計說明書一份。

本課程項目教學首先講解落料沖裁件的單工序模設計步驟，然后完成一個多工序的模具設計，即進行復合模和級進模設計步驟的講解。按照沖裁模設計步驟展開分解為每節(jié)課的具體任務，教師每節(jié)課開始首先講解本節(jié)課設計內容。學生逐步了解模具結構和模具設計過程，在聽講時思考自己的題目該如何完成。教師講解本節(jié)課設計內容后，學生根據(jù)題目進行模具設計實戰(zhàn)演練，自己動手計算和設計。教師逐步引導學生從模仿到獨立設計，從簡單到復雜逐步完成設計內容，其中一些內容學生可在課堂內完成，其余未完成內容在課后完成本節(jié)課所涉及步驟的內容。遇到個別問題，先提示學生參考教材的某個章節(jié)內容，如果還是無法解決，再統(tǒng)一講解，直到學生完全弄懂該問題為止。在教學過程中，選取如圖1所示的典型零件作為講解模具設計過程的零件。圖1(a)為單工序模零件，圖1(b)為多工序模零件。首先分組分別設計落料外形和沖孔的單工序模，然后設計圖1(b)零件的復合模和連續(xù)模。在學生設計過程中穿插理論知識講解，按照沖裁模設計步驟展開分解為每節(jié)課的具體任務。

理論講解采用多媒體、動畫、模具實物等由淺入深逐步講解模具結構和模具設計步驟。初次接觸模具的學生感覺學習內容繁多、枯燥難懂，傳統(tǒng)的文字信息和模具結構二維圖很難將模具結構和動作過程表述清楚。通過多媒體、三維軟件和動畫展示模具結構及其組成部分，展現(xiàn)模具動作原理和過程，提供動靜結合、圖文并茂、視聽形象一體化的教學環(huán)境，使困擾多年的教學難點內容變得簡單易懂，很容易講清楚復雜的模具結構和動作原理，提高了教學效果和教學效率，彌補了傳統(tǒng)教學在時間和空間等方面的不足。講解時采用啟發(fā)式、互動式和提問式教學方法，改變以往的填鴨式靜態(tài)教學為動態(tài)教學。組織學生對教材中一些容易忽視和混淆的問題展開討論，以學生為主體，教師積極引導、啟發(fā)學生，充分調動學生，使學生跟著教師的思路，發(fā)揮其主觀能動性，積極分析和解決問題。項目實施步驟按照沖壓模具設計步驟進行。

3．1分析沖壓件的工藝性，確定工藝方案借助多媒體、動畫等說明沖壓工藝包括哪些工藝，每種工藝有哪些工藝性要求。學生針對本組所給零件分析其沖壓工藝性，對于多工序模至少給出三套沖壓工藝方案，然后進行綜合比較和分析，確定出經(jīng)濟合理的工藝方案和毛坯形狀、尺寸和下料方式。例如對于圖1零件來說，雖然該沖壓件的結構形狀比較簡單，沖壓工藝性符合沖裁要求，但仍然要分析其沖壓工藝性，以強調分析沖壓件工藝性的必要性和工藝性分析的內容。對于圖1(a)零件的單工序模設計，僅有落料工序，排樣采用直排方式;而對于圖1(b)零件的多工序模設計來說，排樣仍采用直排方式，根據(jù)零件內外形位置精度和平整度要求決定采用復合模還是級進模。學生學會單工序模設計后，對于復合模來說，只是在同一工位上完成多道工序，相當于多個單工序的組合。在同一位置的組合即為復合模，僅考慮凸凹模壁厚、卸料、推(頂)料和同一位置上模具的裝配等問題;對于級進模來說，不在同一位置的單工序組合即為級進模，在不同工位上完成多道工序，考慮工步的定位、卸料、推(頂)料和不同位置上模具的裝配等問題，教學過程體現(xiàn)出一個循序漸進的過程，學生學習相對容易一些。

3．2確定沖裁模類型和結構方式首先采用動畫演示模具的動作過程和工作原理，介紹常見的沖裁模類型和結構方式。這種方法對提高教學質量和改善教學效果，初次接觸模具設計先從簡單零件的單工序模開始，掌握最基本的模具結構后再按工序的組合設計出復合模和級進模。無論哪種模具，其組成均由工作零件、導向零件、定位零件、卸料和推(頂)料零件、緊固件等組成。學會了簡單沖裁模設計，參考設計手冊和圖冊即可設計其他復雜多工序類型的模具。

3．3進行各種工藝計算該步驟為重點掌握內容，以簡單零件舉例說明各計算內容，從排樣設計、材料利用率計算、壓力中心計算、凸模和凹模刃口尺寸計算、外形尺寸計算，其他零件外形尺寸計算和彈性零件尺寸計算等，同時講解分開加工方法和配作加工方法。舉例計算講解后，學生對照本小組題目完成相應內容的計算。

3．4選擇壓力機選擇壓力機必須考慮壓力機的安裝空間、壓力機工作臺面尺寸和壓力機模柄孔尺寸(有模柄時需考慮)。選擇的壓力機必須符合模具閉合高度的要求，考慮壓力機的公稱壓力大于總的沖壓力，考慮模具的尺寸應小于壓力機的工作臺面單邊尺寸50～70mm。

3．5繪制模具總裝圖和非標零件圖采用CAD繪圖，按照國標制圖標準完成模具裝配圖和非標零件圖，給出指定零件的制造工藝規(guī)程。另外，還要編寫設計說明書，進行必要的組內答辯。

4項目教學考核評價

學生完成項目后上交模具裝配圖、若干零件圖和說明書，由組長陳述本組模具設計的主要內容，其他組內同學予以補充。項目評價首先制定出詳細的評分標準，如工藝性分析的正確性、工藝方案是否正確、模具結構是否合理、各種必要的計算是否正確，壓力機選擇是否正確、說明書條理是否清楚等內容，組內學生先自己按照評分標準評分，然后組長給組內各成員評分，組長由教師評分。答辯時按照制圖規(guī)范針對圖紙上的進行點評、當面修改，完善設計內容，讓學生真正理解教材內容。根據(jù)答辯成績、成員自評分和組長評分決定最終成績。項目評價在師生之間展開，學生各抒己見。這種以學生為中心的教學模式為學生提供了學習和時間上的廣闊空間，鍛煉了學生的語言能力，提升他們交流思想和看法的能力，培養(yǎng)了學生團隊協(xié)作的能力。

參考文獻:

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［4］毛厭草．高職院校項目化教學授之以“魚”還是授之以“漁”［N］．中國教育報，2009－11－8(3)．

第6篇：模具設計要點范文

摘要：隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展及塑料制品在各個領域的推廣應用，產(chǎn)品對模具的要求也越來越高。同時也對專業(yè)設計人員的經(jīng)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(chǎn)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(yè)設計人員長時間經(jīng)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。

在我國塑料工業(yè)發(fā)展中，計算機的應用起到了重要作用。計算機技術在模具設計領域的應用，大大縮短了模具設計時間，尤其計算機輔助工程（CAE）技術的大規(guī)模推廣，解決了塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設計及產(chǎn)品加工中的薄弱環(huán)節(jié)。更在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質量、降低成本等方面體現(xiàn)出現(xiàn)代科技的優(yōu)越性。但是現(xiàn)代技術并不能替代專業(yè)設計人員的經(jīng)驗，在塑料模具設計時制品材料的選擇是決定模具設計時模具材料選用的重要因素。怎樣選用合適的材料，是模具設計中一個重要的問題。

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(tǒng)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(jù)填料和增強材料繼續(xù)選擇。

（一）根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的性能變化必須認真地從手冊或數(shù)據(jù)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(wěn)定性產(chǎn)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(chǎn)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)品質量。

二、壁厚及相關注意事項對產(chǎn)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(jīng)?？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(chǎn)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(chǎn)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?shù)牡腿廴谡扯龋ㄒ子诹鲃尤劢猓┦欠浅１匾摹榱松钊肓私饩酆衔锶刍瘯r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(jù)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(jù)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?；蚍帜Ｃ嫦噙m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(chǎn)品性能的、縮小公差，較少成本是可以實現(xiàn)的。一般商業(yè)上可接受的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品尺寸不符合標準。

結論：

與產(chǎn)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(chǎn)品的性能。

參考文獻

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肖海燕.模具設計之材料選用[J].西安機械設計，2006,1.

吳利國.塑料模設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，2005,1.

第7篇：模具設計要點范文

關鍵詞：塑料模具；結構設計；澆注系統(tǒng)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.001

1 塑件分析

該塑件最大尺寸為長97mm，寬為48mm，高為86.5mm，塑件的形狀比較復雜，為殼類零件，左右兩側有14個矩形的孔，材料為ABS，外表面光滑。

2 模具設計方案

通過分析，結合經(jīng)濟性和制件的精度要求，可設計為一模兩腔的形式。模具為兩板模具，采用單分型面，塑件下表面為分型面。澆口設置為扇形澆口，從塑件的側面底部進澆，并且在側滑塊上設有排氣槽，這樣能保證塑件外表面的質量達到標準。模具上需要添加側抽機構，采用復位桿復位，加裝復位彈簧幫助模具復位，頂出時用頂出桿。在型芯上開冷料穴，方便自動化生產(chǎn)。模具的冷卻裝置為上下模板上開的環(huán)形水路，冷卻效果較好。

3 設計要點

3.1 成型部件結構設計

3.1.1 成型部件的結構設計

成型零部件是決定塑件幾何形和尺寸的零件。它是模具的主要部分。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的設計與冷沖模的凸、凹模設計有所不同。凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，凸模亦稱型芯，是成型塑件內表面的零件。凸、凹模結構不同主要可分為整體式和組合式兩種形式?？紤]到模具鋼的價格比較昂貴，模具的型腔還是采用一模兩腔的設計，所以采用整體嵌入式的凸、凹模結構，它能能保證加工的精度要求，并且能減少熱處理后的變形量和在容易受損壞的部分修理更加方便。

3.1.2 成型部件的工作尺寸計算

塑件外表面的徑向基本尺寸Ls=91mm， 塑件內表面的徑向基本尺寸ls=88mm，塑件凸起部分高度基本尺寸Hs=86.4mm， 塑件孔或凹槽深度基本尺寸hs=84.9mm。按照MT5級（B類）公差計算，查GB/T 14486-93，公差=1.2mm，ABS塑件平均收縮率=0.5%，模具成型制造誤差=/3=0.4mm。

3.2 澆注系統(tǒng)的設計

（1）主流道設計。為便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設計成圓錐形，錐角=4°，粗糙度Ra≤0.63 ，與噴嘴對接處設計成半球形凹坑，主流道球面半徑SR=噴嘴圓弧半徑+（2～3）=12+3=15mm。主流道要求耐高溫和摩擦，設計成可拆卸襯套以便選用優(yōu)質材料單獨加工和熱處理。襯套大端高出定模端面 5～10mm，與注射機定模板的定位孔成間隙配合，起定位作用。（2）分流道及澆口的設計。分流道須滿足良好的壓力傳遞，保持理想填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡分配到各個型腔。由于圓形截面分流道需開設在分型面兩側，在制造過程中需上下模板兩部分，比較復雜，因此采用平衡式半圓形分流道。分流道長度據(jù)經(jīng)驗擬定L= 22mm，分澆道尺寸半圓形截面取半徑為4mm。澆口是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，根據(jù)塑件特征，外觀表面質量要求較高，而且制件較大，因此選擇采用扇形澆口澆注。

3.3 側抽機構設計

塑件兩側有14個矩形方槽，且方槽所處位置垂直于開合模方向，塑件不能直接由推桿推出脫模，所以模具需要設計可側向移動的活動型芯，以便在塑件脫模之前先將側向成型零件抽出，然后再把塑件從模內推出。其形式是側向分型抽芯。該工件需要側抽部件較多，側抽機構為組合式，其缺點是強度和剛度不好，但是對于抽芯部位可單獨進行熱處理等加工強化。行位側抽距離應以抽芯完全抽出產(chǎn)品之外，且距離產(chǎn)品有2～3mm的安全距離，確保抽芯不干涉產(chǎn)品的脫模。

3.4 推出機構的設計

膠件脫模是注射成型過程中最后一個環(huán)節(jié)，脫模質量好壞將最后決定膠件的質量；當模具打開時，膠件須留在具有脫模機構的半模（常在動模）上，利用脫模機構脫出膠件。為使膠件不致因脫模產(chǎn)生變形，避免推件過程中對零件造成破壞，零件外觀要求等原因，本設計采用的是8個頂桿推出。

3.5 排氣系統(tǒng)的設計

生產(chǎn)過程中，型腔內的氣體或者塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體如果不能被排除干凈，塑件就會形成氣泡、凹陷、表面輪廓不清晰等缺陷，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。在本設計中，頂桿排布的很均勻，數(shù)量也很多，并且設置了排氣槽，因此采用配合間隙排氣及排氣槽就可以完成排氣，使塑件能順利生產(chǎn)出來。

3.6 溫度調節(jié)系統(tǒng)結構設計

注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率、塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模具中設溫度調節(jié)系統(tǒng)的目的，是通過控制模具溫度，使注射模具有良好的產(chǎn)品質量和較高的生產(chǎn)力。本設計采用的是循環(huán)式冷卻水路。

參考文獻：

[1]戴枝榮，張遠明.工程材料[J].高等教育出版社，2006.

第8篇：模具設計要點范文

①為了獲取薄料彎形件的較高尺寸與形位精度，采用有沿邊、有搭邊排樣，進行有廢料沖裁與成形。

②考慮到材料存在方向異形，為了保證彎曲成形而不斷裂，將零件的展開毛坯軸線傾斜45°排樣，如圖2所示。盡管搭邊寬度不足1mm，但由于傾斜45°排樣后，平毛坯中間最寬處錯開，充分利用結構廢料，仍可留出足夠寬的中間搭邊，作為連接工件的紐帶，以便于送進原材料攜帶工件至各工位沖壓。

③用裁搭邊法獲取展開平毛坯，用切斷分離后彎曲復合沖壓，獲得合格零件，這兩項工藝技術使該沖模的結構得以簡化而緊湊。按照上述分析，卡簧零件冷沖壓工藝順序確定為：復合沖裁側刃和內孔—沖裁中間搭邊獲得展開坯料—切斷和彎曲細長臂為U字形。

2連續(xù)模具結構與設計要點

(1)模具工作原理

模具工作原理：上模下行，第1工位通過側刃凸模和沖孔凸模完成定位側刃及沖孔復合加工；第2工位利用側刃定位，依靠裁搭邊廢料凸模完成中間搭邊沖裁，獲得坯料外形；第3工位通過切斷彎曲凸模完成卡簧展開坯料的彎曲，并將零件從條料中切斷下來。

(2)模具設計要點

該沖模在結構設計上采取了幾項措施：①為了保證坯料的平直度，采用彈性卸料裝置。②在凸模固定板上裝小導柱，與彈壓卸料板上裝的小導套匹配，構成模芯的第2套精密導向系統(tǒng)，確保沖裁間隙均勻一致，凸、凹模可以精確對準。③下模設有局部導料板，可避免較薄條料送進過程中產(chǎn)生過大阻力。④為了消除條料與導料板的間隙造成的位置誤差，在一側導料板上設有側壓裝置。⑤切斷彎曲的最后工位不設全覆蓋卸料板，這是因為彎曲成形需要更大的工作空間，同時也便于彎曲件出模。⑥考慮到彎曲回彈，彎曲凸模在設計時加了一定的補償角，加工裝配后通過試模修配來保證制件的形狀精度。⑦彎曲好的制件采用彈頂裝置從彎曲下模中頂出。

3結束語

第9篇：模具設計要點范文

  　論文摘要:中職學校模具設計與制造專業(yè)課程的教育方式，要突破以理論指導實踐、全面化學習的模式，轉而實行項目化教學，采用以點帶面、以技能實踐促進理論掌握的教學方式，促進學生技能與知識的轉化，突出中職教育以實踐為主理論為輔的指導方針，培養(yǎng)出具有很強的技能操作能力和一定理論水平的學生，以適應現(xiàn)代模企對一線生產(chǎn)技術人員的社會用工需求。

1現(xiàn)狀分析

    作為我國職業(yè)技術培訓中堅力量的中職、高職、高專院校，相繼開設了模具專業(yè)，教學用書紛紛出版，專業(yè)發(fā)展與課程建設都取得了一系列重大突破。然而，數(shù)量眾多的模具專業(yè)教材，大部分是針對高職高專教學編寫，鮮有適應中職教育而編寫的模具專業(yè)用書，各中職學校不得不采用僅有的大學教材來進行課程教學。中職模具專業(yè)課程建設，應以提高實踐技能為目標，對教學內容進行項目化整合，明確、細化技能要求，結合學校自身實際情況，采用行之有效的教學手段，切實提高教學水平。

2課程項目化

2.1確立培養(yǎng)方向

    要設置出適合中職教育特色要求的沖壓模課程，必須明確設置標準。當前中職學生畢業(yè)后往往應聘到生產(chǎn)一線崗位。所以，對《沖壓模具設計與制造》這門課程進行項目化，在“制造”與“設計”這兩個方面，重點應突出“制造”這個方面，在制造的過程中了解、熟悉設計原理，再進一步提出創(chuàng)新要求，實現(xiàn)以專業(yè)技能實踐為主，理論學習為輔的教學目標，最大程度地提升學生動手能力，并在擁有一定的理論知識的基礎上，能分析或解決沖壓加工生產(chǎn)中的問題，提高創(chuàng)新能力。

2.2確立項目內容

    項目內容的選取要符合教學大綱和反映社會技術要求，要易于被學生接受、了解和運用，要在強化技能實訓的同時，穿插理論指引;不是理論指引實踐，而是通過技能實踐，了解與消化理論，再利用了解的理論促進技能水平升級，形成以技能實踐溶解理論、以理論強化技能水平的良性循環(huán)。

    《沖壓模具設計與制造》這一門課程涉及到?jīng)_裁、彎曲、拉深、成形等多種模具的設討一制作，初步接觸時，一個學生必須花費大量的時問和精力才有可能在腦海里把這一系統(tǒng)工程初步建立起來。因此，在確定沖壓模這門課程的項目內容時，應選定其中某一種類型的模具相關知識進行內容組織，整合為項目形式，對課程實行項月化教學。當項目完成，學生容易在大腦中建立起清晰的模具制造工程模型，之后就可以此為突破口，擴展教授其它類型的模具知識，形成以點帶面的沖壓模知識教授方法體系。結合學生學習特點，分析各類型沖壓模的結構特征和所需要運用的知識內容，選取沖裁模作為沖模知識學習的突破門。沖裁模是沖壓模中用得最多的一類模具，其結構組成具有代表性、典型性。學生通過沖裁模的學習，擁有了堅實的模具制造知識基礎，那么，在后續(xù)的彎、拉深等沖模的學習上，將會呈現(xiàn)事半功信的效果。

2.3分項目制定

    根據(jù)沖裁模的結構特點，本著由淺人深的原則，可選取單工序的落料模作為具體項月實施裁體，把完成整副沖裁模具的制造過程，分解成多個項目內容依據(jù)模具結構零件的功能特點和加工過程，聯(lián)系各知識要點，可把整個項目分化成以下七個分項目:①沖裁模基礎知識:進行模具拆卸實踐，一了解模具結構，對沖模和沖壓加工生產(chǎn)形成初步認識;②沖床與沖壓加工基礎知識;了解沖床結構，分析沖壓原理;③模架零件制造:對模座板、導向零件等進行加工，強調技術要求，學會車、銑、磨等機床加工手段，強化機床操作技能，了解模架設計要求和選用方法;④凸模和凹模制造:學會用數(shù)銑、線切割、電火花等技術手段加工凸、凹模，了解凸、凹模零件的設計要求，學會凸、凹模尺寸的確定方法;⑤墊板與固定板制造:加工上、下墊板與凸、凹模固定板，對上、下墊板以及凸、凹模固定板進行加工，強化加工技能，了解凸、凹模固定板設計的要點;⑥卸料裝置部件制造:對卸料零件進行加工，了解卸料裝置的結構組成和設計要求;⑦沖裁模裝配與調試:對已經(jīng)加工完成的模具零件進行組合裝配，掌握裝配模具的技術要求和方法，完成整副模具的最后組裝，把模具裝在沖床上進行試加工。

2.4項目實施

    項目的實施過程是以學生為主老師參與指導的方式實行，老師選定兩個結構不同的沖裁件，并預先為其中一個零件設計出完整的模具結構，作為學生進行加工的對象。每一個項目中，學生親自對零件加工，老師則對其加工過程進行必要指引，從工藝、技術要求等方面進行詳細要求;當加工完成后，教師對其加工過程進行點評，指出不足之處以待改進。此時，由于學生剛完成零件的加工，精神狀態(tài)高度集中，且加工過程中親力親為，對零件的各部位結構印象深刻，學生的學習積極性已充分地調動起來，老師對所加工零件的功能、設計原理、設計要點等理論知識進行講解將會獲得良好的教學效果。在每個分項目進行的過程中，教師要注意引導學生思考，把“為什么會是這樣”引人到項目過程中每個技能和知識點里，激發(fā)學生思維多多思考，培養(yǎng)學生不斷進行探索。

2.5項目的檢查評估

    每一個分項目的完成，學生都要進行自我評價，把該項目所用的技能和自身的掌握情況進行歸納總結，并形成分析報告書，認清長短，指出問題，針對性解決或強化。