模具设计论文精选(九篇)

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第1篇：模具设计论文范文

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

第2篇：模具设计论文范文

首先根据经验，在砂芯上布好射嘴及排气塞，然后进行射砂及固化的模拟，图1是首次射砂模拟的结果，从结果可见，部分位置存在紊流，中间隔板位置，砂流明显分开，砂芯射不满。由于模拟结果不理想，于是对射砂嘴和排气塞进行优化，增加部分排气塞，射砂嘴的直径调整，经过多次调整及模拟后得到了合格的结果，优化后的模拟结果如图2所示，图中长圆柱为射砂嘴位置，短圆柱为排气塞位置，模拟结果显示，中间隔板位置砂流交叉融合，填充完整，其它位置砂芯完整。

2芯盒模具设计及制造

芯盒模具的结构与射芯机有关[4]，不同的企业都会根据其不同的射芯机建立相应的标准虚拟三维模架。本设计首先根据射砂模拟结果，布好射砂嘴、排气塞及顶芯杆等；然后设计分形面；最后调出标准三维模架[4]，将砂芯根据要求装配入模架中，通过布尔运算得出三维的模具型腔，并详细设计出定位销、导向销、导向套、压板、回位导杆等各种零件。设计好的模具如图3所示。模具设计好后，根据图纸制订加工工艺，根据三维模型编NC程序，然后开始模具制造，制造完成的模具如图4所示。

3制芯效果

模具设计前没有经过MAGMA软件的射砂模拟，所试制出的砂芯经常出现不饱满，砂芯断裂等缺陷（图5所示）。通过MAGMA软件的射砂模拟，根据射砂模拟结果，布置好射砂嘴、排气塞及顶芯杆等。然后制造模具，开始制芯，把芯盒模具装到相应的射芯机上，调试好模具，开始射砂，第一轮试制就能射出合格的砂芯，图6是首轮试制出的砂芯，砂芯饱满紧实，质量很好，符合要求。

4结论

MAGMA软件射砂模块的模拟结果与实际相符，利用MAGMA软件射砂模块的模拟结果来辅助模具设计，可以明显提高模具设计的效率，且设计的模具结构更合理，减少模具调试时间，避免因为设计不合理而造成模具的多次整改，降低成本的同时也缩短了模具开发周期。

作者:谢武斌 罗超庆 黄耀光 汤宏群 单位:1.广西玉柴机器股份有限公司 2.广西大学材料学院 3.百色学院 4.广西生态型铝产业协同创新中心

参考文献：

[1]崔怡，吴浚郊，李文珍.芯盒结构对射砂过程的影响[J].特种铸造及有色合金，2000（3）：4-6.

[2]迈格码（苏州）软件科技有限公司.2012年度用户大会光盘[EB/OL]，2012.

第3篇：模具设计论文范文

设计错例教学法的作用之一是有助于丰富教师本身的实践经验。设计错例往往代表着人们对某种不良设计后果的一种未知，是人们缺乏某种实践经验的一种最为直观的诠释。从另外一个角度来看，如果人仰同悉了某种不良的设计后果，就必然会避免设计错例。因此，为实际生产过程所证明的各种设计错例，正是人们在付出了一定的代价后换回的最为宝贵的实践经验。通过深入研究并认知各种设计错例，是教师在短期内丰富自身实践经验的有效途径。采用设计错例教学法，对教师的知识结构提出了很高的要求。教师不仅应具备渊博的理论知识，还要通过收集、研究来自于生产第一线的各种设计错例，不断丰富自身的实践经验。并将自身的理论知识与工厂的实践进行融合，将来自于生产第一线的各种设计错例提炼成典型，不断补充进教案。再通过设计错例教学法的运用，将设计错例中的各种实践经验转换为学生实践经验的一部分，从而达到丰富学生实践经验的教学目标。设计错例教学法的作用之二是有助于激发学生主动探索知识的兴趣。许多来自于生产第一线的设计错例常常是显而不露的，隐藏其中的不良设计后果有待学生去辨别。这就使学生的整个学习过程发生了深刻变化；学生由被动接受知识变成了接受知识与主动探索并举。特别是经过教师提炼的典型设计错例，越是貌似正确、对错莫辨，就越能够诱人深入，给学生留下充分的主动探索的思维空间，从而达到最佳的学习效果。例如，在讲授圆形凸模的结构设计时，先提出圆形凸模结构的设计正例是三段台肩式，然后再提出二段台肩式圆形凸模这一设计错例。该设计错例与设计正例相比较，结构似乎更为简洁，对学生来说就显得对错莫辨。但在深入地分析了二段台肩式圆形凸模的装配工艺生后，学生对其装配工艺性差这一实践知识就有了深刻的感知。在此基础上，又进一步分析了四段台阶式圆形凸模这一设计正例及其适用范围，指出了一段式（即直通式）圆形凸模这一设计错例的不良设计后果、这种有针对性的设计错例教学法已不再是单纯地向学生灌输设计正例，而是着重传授得出设计正例的思维过程，这样就使整个教学活动处在了活跃进取状态，学生主动探索知识的兴趣得到了激发。设计错例教学法的作用之三是有助于提高学生的设计决策能力。通过对设计错例进行识别、纠正、归纳领悟，极大地提高了学生对各种设计错例的“免疫力”。根据教学体会，设计错例教学法在提高学生的设计决策能力方面，远比单纯只教设计正例有效，由于已经对某些设计方案可能或必将引起的种种不良设计后果有了较多认识，学生就能避免步人设计上的“误区”。一个工程技术人员设计决策能力的高低，不仅取决于他们所掌握的设计正例的多少，还与他们能否通晓各类设计错例的成因及其后果密不可分。

2设计错例教学法的运用

设计错例教学法有许多优点，尤其是在《冷冲压工艺及模具设计》这一实践性很强的设计性课程中具有明显的教学效果。在教学中运用该法必须紧紧抓住课堂教学与实践性教学这两个重要环节。在课堂教学环节中，实施设计错例教学法可采用以下3种方法。

1）“正错对比”。

在讲授完某个典型的设计正倒后，及时剖析几个与之相关的设计错例，不仅可加深学生的印象，更重要的是可大大降低学生今后犯类似错误的机率。例如，笔者在讲授倒装复合模簧片式活动挡料钉这一设计正倒后，又对固定挡料钉方案及橡皮顶出式活动挡料钉方案这两种设计错例进行了剖析，使学生对这一问题有了正反两个方面的认识。

2）“以错导正”。

许多设计正例并不是一蹴而就的，而是在前人漫长的探索过程中通过一个又一个相对完善的设计方案逐步演变而来的。许多设计错例在当时还曾被公认为是典型的“正例”，只是随着制造手段的不断革新，才逐渐地由先进变为落伍，最终被今天更为完善的设计方案所替代加沦为设计错例，由此可见，所谓设计正例几乎都是暂时的。“以错导正”法就是要把今天的设计正例的来历或是探索过程展示出来，让学生能在极短的时间内领略前人的宝贵经验和教训。如果教师只是简单地讲这个结构应该怎样，设计要点是什么，然后将这个设计正例介绍一遍了事，这种就“正例”讲“正例”，照本宣科式的教学方法，虽然简单明白，条理分明，但是并不能取得良好的教学效果。

3）“对照前提”。

例如，在讲授降低冲裁力的凸模阶梯布置这一设计方案时，就特别强调要对照前提，指出在确需降低冲裁力的前提下，该方案才是设计正例。在无需降低冲裁力的大多数场合下，该设计方案就是设计错例。这就为避免学生在今后设计过程中盲目使用该方案做了必要的警示。在课程设计及毕业设计等实践性环节中，运用设计错例法同样能取得很好的教学效果，但必须注意抓住合适的时机对学生进行恰当的指导。对于学生设计过程中出现的各类设计错例，一般来说不必立即指出，而是应该选择在学生走完某段“弯路”后，再进行设计错例的剖析，启发他们重新审视自己的设计方案。如果学生经过一番冥思苦想后仍找不到设计正例，教师再向他们展示设计正例，并要求其将设计正例和设计错例相互印证，并提供一个自我剖析的机会。这样做虽然在短期内会使学生多走“弯路”，产生较多的设计错例，但这同样是一种宝贵的知识财富和经验财富。当重新找回设计正例并获得成功时，就多了对某些设计错例的“免疫力”，从而避免再走类似的“弯路”。在学生的一套模具设计图纸完成之后，可通过让学生进行相互审图的方法实施设计错例教学法，训练学生鉴别设计错例的“慧眼”，同时要求学生在识别出设计错例之后，给他人提供一些设计正例，这样学生从事模具工艺及设计的能力就得到了全面提高。

3结论

第4篇：模具设计论文范文

改进后的工艺方案:下料模具成形(完成压筋与折弯)拼焊。该方案需三道工序即可完成一个制件的制作，算上工序与工序之间的输送，制作出一个保险杠大概需2h。经分析，得知方案二工序少、辅助工时及制作工时短、效率高，市场对公司该车型需求量大，其余车型经常需使用液压机、折弯机进行成形，采用改进后的方案适合我公司现阶段的自卸汽车批量生产，也符合公司的统筹规划，并且该方案已在生产实践中取得较好的效果。

2.模具结构及特点

本模具为折弯压筋复合模，采用弹性顶料装置和上出料方式。模具结构如图2所示，上模刃口15是折弯工艺的凸模，是压筋工艺的凹模，下模刃口10、14是折弯工艺的凹模，凸模是压筋的凸模，该模具采用导向板进行导向。

3.模具设计

保险杠成形由折弯压筋两个工序制作而成，钢板Q235－A为软材料，在弯曲时应有一定的凸凹模间隙，工件尺寸均为自由公差，按IT12级选择尺寸公差即可，角度按照GB/T15055—2007冲压件未注公差尺寸极限偏差m级选择，可知:角度为90°±45''''。该钢板的允许最小折弯半径rmin=0.5t=1.25(mm)，零件弯曲半径r=15－2.5=12.5(mm)＞1.25mm，故不会弯裂。计算零件的相对弯曲半径r/t=12.5/2.5=5，可知弯曲变形后角度回弹较小，弯曲半径变化也不大，所以可通过在凸模上采取补偿且取较小间隙即可达到要求。保险杠展开尺寸:3102mm×555mm，保险杠下料展开如图3所示。

4.模具主要工作部分零件设计

(1)关于折弯模具部分:为防止回弹，在上模刃口的左右两侧留2t作为折弯直边，从2t点到压筋模处采用斜边结构，两侧1mm高度差斜向上，同理在凸模处采取两侧2t宽度采用直边，从2t点到压筋模处采取斜边结构，即两侧1mm斜向上，此凸模是压筋成形的凸模(见图4)，对于折弯工艺是作为顶料板的作用，中间高、两侧低;上模座两侧各缩进10mm，以防止回弹板料往外侧扩。间隙在最初设计时按大值设计，在调试模具时可通过在折弯凹模处塞铜皮以达到调整折弯模具间隙的目的。(2)关于压筋模具部分:凹模比凸模进入的深度深1mm，以抵消压筋回弹。

5.结语

第5篇：模具设计论文范文

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

第6篇：模具设计论文范文

制件基本工序有冲孔、落料、弯曲，按组合程度不同，有单工序、复合模、级进模3种方案。3种方案比较如下:方案1单工序冲压，由于工件小，工序多，定位难以达到精度，质量难以保证，生产率较低，故不宜采用。方案2复合模冲压，由于制件小料薄，结构复杂，导致模具装配较困难，且强度受模具最小壁厚限制，寿命不高，也不宜采用。方案3级进模冲压，特别适合加工宽度极小的异形件，能够保证制件精度，工序间自动送料，连续冲压，生产效率高，操作方便安全。综上所述，确定采用级进模冲压具有较高的技术经济性。对该级进模，设计时应注意以下几个方面:①工位数的确定。该制件结构复杂，有许多转角且不对称，尺寸小，又要保证其形位精度，故宜采用分区冲裁，把外形成型分解在多个工位完成，以减小模具复杂程度，提高整体精度。②空工位的设计原则。级进模中增设空工位是为了保证模具强度，提高使用寿命。该制件最宽处2.1mm，最窄处0.7mm，步距很小，故需在两工位间设置一个或多个空工位，以防凸模干涉和凹模壁厚强度不够。③对此类复杂非对称弯曲件，为提高尺寸精度，不可一次弯曲所有部位，其45°、90°和95°弯曲应分开成型。④冲裁和弯曲的先后顺序。如先加工完所有冲裁部分，再加工弯曲部分，则制件有一段狭长部分处于悬臂状态，在进行弯曲加工时不易保证精度，且凹模容易损坏。所以将冲裁、弯曲加工交叉进行，既保证了制件质量，又延长了模具寿命。

2排样设计

排样的合理与否，会影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项重要工作。本模具采用自动送料器送料，冲裁件的排样图如图3所示。由于件小料薄，形状复杂，精度要求高，在冲裁和弯曲制件外形时，如将凸模做成整体式，则模具制造困难，加工精度不能保证。所以从保证制件精度和模具制造方便的角度考虑，将冲压区分为10个区域。其中A、D、E、H、J阴影区域为5个冲裁加工区，B、C、F、G、I为5个弯曲加工区。本排样图共设45个工位，主要工位排列如下:第1工位:冲小缺口;冲上、下深度为0.05mm的小缺口，作用是在使用制件时容易将制件从载体上折下来;第3工位:侧刃切边;第5工位:冲Ф1.2mm导正销孔;第10工位:冲A区外形;第14工位:弯曲B部分，r=0.3mm;第19工位:弯曲C部分，r=0.2mm;第23工位:冲裁D区外形。第28工位:冲裁E区外形。第31工位:弯曲F部分，r=0.1mm;第34工位:弯曲G部分，r=0.15mm;第37工位:冲裁H区外形;第41工位:冲裁J区外形;第45工位:弯曲I部分，r=0.1mm;此弯曲部分为卷料时的支撑。其余工位是空工位。

3级进模结构与设计要点

设计的级进模总装结构如图4所示，设计要点如下:①利用侧搭边载体卷料，制件始终和侧搭边载体相连，使用时折下即可。②采用弹性卸料装置，坯料在压紧状态冲压，保证了制件的平直度。③利用小导柱与小导套导向，使凸模与凹模正确配合，确保冲压精度。④下模设有局部导料板可避免较薄条料送进过程中产生过大阻力。⑤考虑到弯曲回弹，各部位弯曲设计时均考虑了相应的补偿角，通过试模修正来保证角度精度。⑥为节约材料，便于装配调整和更换，部分凸、凹模采用镶拼结构。⑦采用侧刃粗定位+导正销精定位达到精确控制每次送料步距的目的。

4主要零部件的结构设计

4.1A区凸、凹模刃口设计A区轮廓结构复杂，凸、凹模采用配合加工法。先加工好凸模作为基准件，然后配做凹模，使它们保持最小双面间隙Zmin。其公差不再受凸、凹模间隙大小限制，制造容易，并容易保证凸、凹模间的间隙。A区冲裁凸模刃口计算如图5所示。图示尺寸中，第1～4、6段模具磨损后尺寸不变，采用公式(1)。第5段模具磨损后尺寸变小，采用公式(2)。第7段非刃口尺寸，直接取其基本尺寸。

4.2凹模固定板设计凹模固定板用于固定相关凹模及镶件。由于该级进模工位数较多，若模具累积误差过大，会造成凸、凹模间隙不均，影响冲压质量和模具寿命，故应将其制造精度提高。考虑到该固定板上孔位尺寸较多，结合加工经济性，确定如下:在送料方向的刃口孔位尺寸按IT7级制造;其他位置刃口孔位尺寸按IT8～9级制造，各紧固螺孔、销孔位置尺寸按IT14级制造。各型孔位置关系见图6。

4.3导料装置的设计在级进模开始的几个工位上放置4个导向槽浮顶器，两边非对称放置。导向槽浮顶器结构如图7所示。其作用是在导向的同时具有向上浮料的作用，使条料运行过程中从凹模上浮起3.5mm，以利于条料运行。

4.4弯曲凸模镶件的设计本模具中的弯曲凸模均属细长杆件，容易折断或产生压杆失稳影响弯曲精度，并且磨损较快，所以为了延长弯曲凸模寿命，便于拆卸、更换和维修，采用弯曲凸模镶件结构，其装配关系如图8所示。由于经第4工位冲裁后条料的一侧被切除，该侧无法再用导向槽浮顶器，所以在弯曲凸模镶件上安装局部导料板，以保证条料的顺利运行。而经过弯曲变形后，在条料厚度方向上会有一定高度的弯曲凸起，为了顺利送进条料，必须将已被成形的带料托起，使弯曲凸起部位离开凹模洞壁并略高于凹模工作表面，因此，图8中镶件底部需装托料弹簧做弹顶装置。

5结语

第7篇：模具设计论文范文

该锻件中央大面积区域的厚度均为7．7mm，周围筋板厚度为24mm，较薄的中央区域在锻造过程中的温降较大，而结构复杂的筋板则容易出现终锻充填不足等锻造的缺陷．为此，采用与终锻件外形轮廓相近的坯料进行锻造成形，以保证锻件的成形质量．

2三角板热锻模具设计

2．1中间件设计

根据铝合金锻件的工艺设计原则，采取下料→预锻→终锻→切边的工艺流程，其中预锻主要对三角板中央大面积薄壁区域成形，终锻主要对筋板和凸台成形．铝合金锻件在温度为300～350℃时的收缩率为0．8%，以此分别设计预锻和终锻件．此外，对预锻件的长度和宽度尺寸进行缩小，比例因子均为0．9%;对预锻件的高度尺寸进行增大，比例因子均为1．1%，以保证终锻中锻件充填完好．

2．2模具设计

利用预锻件和终锻件设计铝合金三角板的热锻模具．将预锻模腔和终锻模腔安排在同一个模块上，其目的是减少锻造过程中锻件传输时的热损失．其中预锻模腔和终锻模腔在模块上采用对角式分布，这是为了减少锻造过程中模具的受力不均衡．为了保证锻件不出现塌角等充填缺陷，将预锻件的飞边厚度设计为2mm，终锻件飞边厚度设计为1mm，同时三角板上的凸台在预锻中不锻出．

3有限元模拟

基于有限元软件Deform-3D对三角板的成形过程进行模拟．坯料的材料为6061铝，单元体为78000个，最小网格尺寸为0．5mm，网格比例因子为2．在模拟中开启重划网格选项并进行体积补偿，上下模具设为刚体，模具材料均为H13钢．其中，上模具为主模具并设置运动速度为50mm/s．当预锻飞边为2mm时，上模运动停止;当终锻飞边为1mm时，上模运动停止．

4模拟结果分析

对三角板的热锻成形过程实施数值模拟，分析预锻和终锻过程中的成形载荷、温度场、应力应变场和成形缺陷，以研究工艺模具设计的合理性．

4．1温度场分析

由于预锻中锻件的温降较大，锻件中央大面积区域的温度普遍低于256℃，最低温度为181℃;而终锻中锻件的温度变化不大．这是由于锻件长而薄，导致锻件与模具之间产生大量的热传递，从而使得锻件温度快速降低;而终锻过程中锻件变形量小，工件与模具接触时间短，故少，温降小．可以通过提高模具预热温度来解决工件温降过快的问题，但温度过低会使成形载荷剧增且锻件容易表面开裂，温度过高会导致锻件性能下降，合适的锻造温度为450～480℃．

4．2应力应变场对比

预锻中锻件的等效应力范围为112～140MPa，而终锻中锻件的等效应力主要范围为82～141MPa，说明在预锻和终锻中，锻件的变形能力基本一致．预锻件和终锻件的等效应变分布可见，锻件在预锻和终锻结束时的变形主要发生在飞边附近，而此时正是成形载荷急剧上升的阶段，表明飞边厚度对铝合金锻件的成形至关重要．本文选择的预锻飞边厚度为2mm，终锻飞边厚度为1mm，兼顾了成形载荷和锻件切边变形等因素．

4．3锻造缺陷分析

因为铝合金三角板锻件因其壁厚不易出现折叠，终锻折叠角＜211°，因此锻件不易产生折叠缺陷．锻件内壁和飞边区域的破坏因子较高，表明铝合金三角板锻件极易出现开裂，甚至导致锻件报废．同时，应该合理设计锻件的温度和坯料尺寸，避免大变形造成锻件表面的开裂．

4．4成形载荷分析

第8篇：模具设计论文范文

《塑料成型工艺与模具设计》是材料成型及控制工程专业（模具方向）的核心主干课程。课程涵盖了高分子物理、塑料成型工艺、塑料成型机械与模具设计等多方面的专业知识，具有理论知识涉及面宽、知识点多、模具结构复杂且种类繁多等特点，是一门综合性与实践性很强的专业课程，是后续塑料模具课程设计与毕业设计的基础，也是学生将来就业的一个方向。

二、多媒体辅助教学法见成效

1.教学开篇，传道授业解惑。师者，传道授业解惑也。如何成功地做到这点，需要讲究战术战略。学生是教学的主体，只有把握主体的心理，调动他们的学习兴趣，才能授业解惑。好的开端是成功的一半，所以在教学开篇中（包括后续教学），通过计算机网络、新闻报道、图书资料等多种途径收集素材，以多媒体形式穿插与塑料模具相关的各种信息，例如模具行业的最新资讯、塑料工业新技术及新工艺、成型设备发展的最新动态等，激发学生对塑料工业、模具行业的关注，培养其作为未来模具人的自豪感与危机感。

2.模具结构简单化、形象化。《塑料成型工艺与模具设计》涉及的知识面非常广泛，高分子物理、塑料成型工艺、塑料成型机械与模具设计等很多基本知识也是非常晦涩难懂的，例如塑料模具的结构就是由于塑料制件的千变万化而种类繁多，结构复杂。教师要讲解清楚其结构、原理，尤其是动作过程，仅靠教科书的二维平面图形、辅以有限的模型及挂图是比较困难的，对于讲和学都具有很大的难度。为此，笔者结合课堂教学的需要，利用大量的业余时间，制作了相关模具的仿真动画，将传统教学手段难以观察的动态塑料成型过程、模具内部结构及工作原理等内容，通过图片、仿真动画等多媒体手段生动、形象、直观地展现给学生，使模具结构简单化、形象化，便于学生理解和掌握，激发了学生的学习兴趣和积极性。例如注射模脱模机构是《塑料成型工艺与模具设计》的重要组成部分，要求学生了解脱膜机构的工作原理与具体零部件的结构形式，而脱模机构种类众多，动作过程只看教材或图片难以理解，有些复杂结构用语言讲述让学生想象难度比较大。所以，笔者针对教材注射模脱模结构设计，指导学生制作了Flas，使脱模工作原理变得简单明了、直观易懂。动画既可以单独作为教学内容播放，也可以作为辅助手段，与PPt结合，相得益彰。通过图1凸模推杆式脱模结构动画演示，让学生简单形象地理解了凸模推杆式脱模结构工作原理，加深了对知识的掌握程度。

三、案例教学法连首尾

《塑料成型工艺与模具设计》综合性与实践性很强。课程的目的之一就是要求学生学习完成后能够独立设计合理的塑料成型模具结构，正确绘制模具的总装图与所有零件图。教师可以在课程开始即下达工作任务，分小组引入典型塑料制件，让学生带着任务学习理论知识，根据教学进程，选择教学内容与工作任务所需的相关知识顺序相对应，分组讨论制件所用塑料的成型特点、塑料制件的尺寸和精度、表面质量、结构特点等问题，了解注射成型原理及其工艺过程，确定本组制件的工艺条件，选择适合本组制件的注射工艺参数。随着学习的深入，各组根据所学内容，考虑制件结构特点，正确选择注射模类型，单分型面还是需要点浇口的双分型面，或是采取有侧向成型的侧向分型与抽芯机构注射模，然后初步设计本组制件的注射模基本结构，选择注射机及满足本制件模具工作原理的标准模架。以电话机底壳为例，电话机底壳的体积为109.33cm3，分型面投影面积为369.3cm2，采用一模一腔，考虑模具有双面侧抽芯机构、锁模力及模架的闭合高度，初选注塑机型号为XS-ZY-500。模架是塑料注射模具最基本的组成，其为标准件，是各个模板和型腔的组合，模具的各个结构都在模架上。除了型腔和型芯取决于塑件以外，模架的剩余部分都十分相似，从而使得模架标准化得以实现。通过对上述型腔侧壁、底板及开模行程的计算，选定模架尺寸为450mm×400mm。由于存在侧抽芯机构，则需先完成定距分型，因此选用龙记公司的简化型细水口模架，先抽芯后开模，然后进入系统的浇注系统设计、成型零部件设计、导向及脱模机构设计、侧向分型与抽芯机构及温度调节机构细节设计。对于前面提到的电话机底壳，采用了直接浇口形式，无需设计分流道，不需要设置冷料穴拉料杆。成型零件的工作尺寸是指型、芯型腔的工作尺寸，其精度则直接影响塑件的精度。成型零部件的尺寸计算方法有两种：第一种是平均值法，即根据塑料的平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；第二种是按照极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算。学生一般在案例分析中常采用第一种方法。对于有侧孔侧凹的塑件，一般还需要设置侧向分型与抽芯机构。如本例中的电话机底壳两面均需设计侧抽芯机构，并且侧孔较多。学生在设计中全部采用斜导柱滑块抽芯机构，并根据将型芯从成型位置抽出至不影响产品脱模位置所移动的抽芯距，计算出了抽拔力、斜导柱直径、斜导柱长度及最小开模距离。在设计电话机底壳推出机构时，学生根据脱模机构设计原则，选择了最常用的一种形式推杆机构推出。同时，计算了脱模力，以保障推杆数量不要过多，减少推杆对塑件表面质量的影响并简化模具。推杆与推杆固定板的配合取为H8/f7，滑动部分与板配合为H7/f6，并保证一定的同轴度，配合长度取推杆直径的1.5～2倍，且不小于10mm；推杆的位置选在脱模力最大的地方，以保证塑件顺利脱模而且不发生变形损坏。推杆端面高出型芯、型腔表面0.05～0.1mm，不影响塑件的使用。最终，采用的推杆一共16根，其中包括11根直径10mm、4根直径8mm、1根直径6mm。为避免塑件在脱模时变形，缩短成型周期，设置了冷却系统，以得到物理性能优越的塑件。电话机底壳模具设计型腔采用的水路形式为循环式的冷却管道，型芯选用的是两套单一的冷却通道，通道直径均为10mm。定模板上的冷却管道距板的底部为15mm，动模板上的冷却管道距板的底部为70mm。在这个过程中，为了让学生掌握先进的技术分析手段，每组学生分工合作，借助ProE或UG等三维造型软件对制件及模具结构做出实体模型。通过简单培训，使学生能够使用moldflow模流分析软件，对本组制件的注塑、保压、冷却以及翘曲等工艺过程进行有限元模拟，理解本制件的充填与冷却特点，即学生对本组简化的电话机壳体冷却不均与收缩不均进行的翘曲分析。通过实施这样一个首尾相连的案例，既让学生掌握了相关理论知识，锻炼了学生解决实际问题的能力，又培养了他们开拓创新、团队协作的能力。同时，可以请工厂有丰富经验的工程师带着工厂实际生产的产品，进入课堂，在学生提前讨论设计的基础上，由工程师联系工厂实际，说明设计相关产品模具的注意事项与模具结构设计细节，指导学生如何考虑生产效率、模具加工与生产成本等实际问题，设计出适合工厂生产的实用模具，进一步引导学生做到理论联系实际。

四、现场观摩与实践教学法

并用《塑料成型工艺与模具设计》课程含有设备、工艺与模具三大块教学内容，不同的教学内容应采取不同的教学方式，才能起到良好的辅助教学效果。为了更好地让学生掌握相关的理论知识，在课程讲授之初，应该让学生对成型设备有初步了解，为此，根据学校实际情况，充分利用实验室资源，进行设备的现场教学，拆除实验室旧设备遮挡部分，让学生实地接触注射机，了解各组成部分的结构特点与工作原理；当教学进展到注射成型工艺时，在理论教学之后，带学生到实验室工作现场，亲自动手操作注射机，从进料到取出制件，观察机器工作过程，了解注射工艺的成型原理；在完成注射模基本结构理论教学之后，让学生到模具拆装室对各种类型的塑料模具模型进行手工拆装与绘制，了解并掌握不同结构模具的特点，重温理论教学内容。如此一来，既强化了理论知识，又提高了学生的实践能力。

第9篇：模具设计论文范文

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