模具設計范文10篇

一、北京產業結構調整分析

北京作為首都，已在全國率先發展成為服務型城市。高端服務業、高新技術產業和文化創意產業將會占據明顯優勢，成為北京產業結構調整的發展趨勢。北京發展正面臨成本約束、空間約束以及環境約束三大約束，這也導致北京產業發展進行結構升級。上述約束條件要求產業發展做到價值鏈上高端化、體量上輕型化、生產上清潔化，著力培育服務經濟、總部經濟、平臺經濟等經濟形態。在新技術、新產品、新模式、新業態上，北京市重點發展新能源裝備、環境污染檢測及治理設備，打造以機器人、3D打印機、高檔數控機床和智能微電網為代表的智能產業集群。

二、3D打印技術領域人才需求分析

2015年5月28日，國務院正式印發《中國制造2025》，明確指出3D打印技術已成為我國加快實現智能制造的重要技術手段。3D打印作為制造業有代表性的顛覆技術，需要的人才分為技術型人才、應用型人才和商業型人才。高職院校人才培養目標是技術技能型人才，主要工作是3D打印技術在市場的具體應用。3D打印技術產業人才需求崗位主要有:數字化設計、數字化制造、模具鉗工。數字化設計主要工作任務:模具設計、產品設計、工業設計。數字化制造主要工作任務:模具制造、3D打印制造。模具鉗工主要工作任務:鉗工修模、鉗工試模、鉗工裝配。

三、模具設計與制造(3D打印)核心職業能力

1．模具設計與制造(3D打印)人才培養的兩條主線(1)典型機電產品數字化設計能力:主要是指運用CAD/CAMPROE，AutodeskInventor，Professional(AIP)等軟件，進行機電產品數字化設計。(2)典型產品3D打印技術能力:主要具備3D測量技術與逆向工程、產品造型與快速制造技術生產制造能力2．模具設計與制造(3D打印)核心職業能力通過分析模具設計與制造(3D打印)核心職業能力典型機電產品數字化設計能力和典型產品3D打印技術能力，總結出必須具備的七項職業能力。分別是:具備繪制和識別機械圖樣的能力;具有操作普通機床、數控機床加工零件的能力;運用CAD/CAM進行數字化設計;具備產品造型三維設計能力;具有3D打印制造的工藝設計、工藝實施能力;具有能夠完成3D測量、3D打印的先進制造技術的能力;具有熟練進行產品檢驗和質量管理的能力。(1)具備典型機電產品數字化設計能力。數字化設計能力主要包括:①能夠創建零件實體三維模型;②能夠應用曲面特征構建零件實體三維模型;③能夠將元件組裝為部件;④能夠創建三維零件模型的工程圖;⑤能夠進行機構運動仿真設計;⑥會使用逆向工程設備。(2)具備典型產品3D打印技術能力。3D打印制造的工藝設計、工藝實施能力和具有能夠完成3D測量、3D打印的先進制造技術的能力屬于3D打印的工藝與制造能力。主要包括:①能夠操作測量設備對工件進行測量，獲得3D數據;②會操作計算機進行測量數據拼接;③使用3D設計軟件進行建模，使測量結果形象化;④具備基準3D數據與3D模型進行比較，以“點云”評價找出最大偏差值的能力;⑤具備使用快速成型設備及輔助工具完成對被測件的制造;⑥能夠對快速成型件進行后處理。

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。

摘要：采用有限元分析算法來設計鈑金模具，重點解決凸凹模問題，較好解決拉深中的斷裂和起皺，具有較高的應用價值。

關鍵詞：鈑金模具；有限元；設計

在航空制造領域，鈑金零部件應用非常廣泛。鈑金零部件一般包括蒙皮類、梁類、框肋類和壁板類等幾大類。鈑金零部件是飛機整機結構中最重要和最關鍵的零部件，大約占飛機所有零部件總數的50%以上。在航空制造過程中，鈑金零部件由于具有質量好和成本低的優點，應用比例越來越高。由于航空制造業的特殊性，鈑金零部件體積一般都非常大，形狀多以自由曲面等復雜形狀居多，導致設計及數控加工的難度倍增，這也一定程度決定了鈑金模具的設計周期非常長和設計難度非常大。如何提高鈑金模具的設計質量和降低設計工作的勞動強度，同時提高設計效率，是擺在鈑金模具設計工程師面前的一大難題。在飛機鈑金模具設計中，具有鈑金零部件種類繁多并且形狀復雜的特點，一般生產批量非常小和批次多，且隨著現代航空技術的發展，飛機鈑金零部件自由曲面和形狀不規則的所占比例越來越高，這就導致了鈑金模具設計工程師工作任務非常重。目前的鈑金模具設計技術與達到實用化水平還有很大差距[1]，鈑金模具設計的很多瓶頸問題還未攻克。

1有限元分析簡介

有限元分析最初是應用于航空器的結構強度計算的[2]，隨著計算機技術的高速發展，有限元分析算法由于其效率高的優點幾乎應用于所有的科學和工程計算領域，是當今工程界應用最為廣泛的數值分析算法，它具有比較好的通用性和有效性，在機械設計領域也應用十分廣泛。有限元分析是基于變分原理的一種求解數學物理問題的數值計算方法，采用的基本數學思想是將連續的求解域離散成為一組有限單元的組合體，這些組合體能無限逼近求解域，找到最優解。有限元分析的計算步驟分為3步：1）預處理。根據具體的工程問題要定義求解模型，一般包括這些方面：定義幾何區域、定義單元類型、定義單元的材料屬性、定義單元的幾何屬性、定義單元的連通性、定義單元的基函數、定義邊界條件、定義載荷。2）求解過程。求解的原理是采用加權殘值和泛函極值等兩種方法，利用數值離散技術，將單元封裝到整個離散域的總矩陣方程中，封裝是在相鄰的單元節點完成的，狀態變量及導數的連續性是建立在上面的節點處，總矩陣方程的求解可以用直接法和迭代法兩種，求解結果是單元節點處狀態變量的無限近似值。3）求解值的評價。要對所有的解依據科學的準則進行分析和評價，對所有解進行分析和評價是為了后面工程設計中更好地應用這些結果。

2鈑金模具快速設計系統

摘要:針對覆銅鋼片原材料成本高、材料來源短缺、供貨不及時等現象，采用20號鋼替代覆銅鋼片，并經優化成形工藝及模具設計后，降低了產品成本，保證了產品質量，提高了生產效益。

關鍵詞:薄壁筒;材料改進;工藝研究;模具設計

薄壁筒剖面圖見圖1，其表面為Hb2覆銅，壁厚1．5mm，技術要求其內孔的公差為0.018mm，表面粗糙度為0.8，兩端面不允許有裂紋等缺陷。原材料為覆銅片沖壓時，其材料價格高，生產成本高，售后利潤低，且供貨不及時。采用20號鋼做原材料后，原材料供貨市場大，成本低。通過改進沖壓工藝、模具及表面處理工藝后，產品質量指標與改進前質量指標相符，生產成本得到了降低。

1工藝設計

1．1工藝方案的制訂

對該零件進行分析后，制定了以下兩種方案:0.12AФ18+0.43Ф15+0.01850.5+0.500.8AT圖1薄壁筒示意圖1)下料→退火→表面處理→沖壓→退火→表面處理→沖壓→滾光→切口→檢驗→表面處理;2)下料→表面處理→沖壓→退火→表面處理→沖壓→表面處理→沖壓→滾光→切口→檢驗→表面處理。經反復比較論證上述兩種方案，最終采用了第二種方案。

論文關鍵詞:塑料模具設計；材料；選用

論文摘要:隨著塑料工業的飛速發展及塑料制品在各個領域的推廣應用，產品對模具的要求也越來越高。同時也對專業設計人員的經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，要需要專業設計人員長時間經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。

在我國塑料工業發展中，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）技術的大規模推廣，解決了塑料產品開發、模具設計及產品加工中的薄弱環節。更在提高生產率、保證產品質量、降低成本等方面體現出現代科技的優越性。但是現代技術并不能替代專業設計人員的經驗，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

摘要:按照“卓越工程師教育培養計劃”的要求，工程教育改革的重點要放在加強工程實踐教學和技能訓練、培養創新思維和創業能力上。因此，天津大學仁愛學院組建了”模具設計與制造實踐產學基地”。該基地以教學改革為根本目的，為優化人才培養模式，建設實踐教學設施，建設“雙師型”師資隊伍提供廣闊平臺。學院在該基地的基礎之上不斷完善模具設計與制造方向的實踐教學體系，促進應用型、創新型工程技術人才的培養。

關鍵詞:工程教育;實踐教學;產學基地;模具

隨著我國“卓越工程師教育培養計劃”的推進，我國的工程教育也發生了巨大的變化，從強調理論學習到重點培養實踐能力和技能訓練、培養創新思維和創業能力，工程教育的教學模式發生了很大的變化［1］。建設適應工程實踐教學需要的新型校內基地的重要性和緊迫性已愈益為眾多的高等工程院校所認識［2］。為此，天津大學仁愛學院組建了“模具設計與制造實踐產學基地”。該基地的建設以教學改革為根本目的，讓師生參與到企業的橫向項目中，不斷提升科研水平和工程實踐能力;并將工程實踐總結為工程案例進行教學改革，使教學貼近工程，縮短學生從“校門”到“廠門”的時間，提升學生的就業競爭力。

1基于CDIO模式的人才培養模式的構建

1．1優化人才培養方案。天津大學仁愛學院隨著高等教育的改革，提出了“加強基礎，拓寬口徑，重視實踐，培養能力”的辦學原則。針對社會對應用型人才的需求和我院模具設計與制造方向的實際情況，學院將機械專業模具設計與制造方向的人才培養定位為:培養掌握較強機械基礎知識，具有模具結構設計、模具制造工藝和模具使用方面的知識和能力的高級應用型人才。為培養出專業素質高、實踐能力強的畢業生，我院制定了具有獨立學院自身特色的機械類應用型模具人才的培養計劃與教學實驗室建設方案，制定了將CAD/CAM技術引入到教學中，突出應用性、適應性，強化實踐能力訓練，提高學生對知識的運用能力和不斷獲得新知識的能力，全面提高人才培養質量。1．2建設以案例驅動、任務導向的課程體系。基于CDIO工程教育模式，在課程教育中讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程［3］。“模具方向實踐產學基地”建設之后教師與學生可參與到企業項目中，與企業工程師一起完成項目的研發。通過參與模具的開發鍛煉師資隊伍，通過教師不斷接觸工程實踐提升自身的工程實踐能力。教師還可從項目中遴選工程案例服務于教學，將工程案例以知識相關性為基礎拆分成若干個部分，形成若干個子案例，應用于不同課程的教學過程中。在課程教學中調動學生學習積極性，以自主、交互式學習方式進行專業知識的學習。在教學中讓學生結組、將教學案例以任務形式布置給學生，學生自主進行查閱資料、討論后得出結論。不同小組將題目整合后得到課程相應知識點，加強學生對知識點的理解和運用。不同的課程都按照此方法進行案例教學，學生對于同一工程案例涉及的知識點則理解更為深刻，在課程設計或畢業設計環節中可以熟練運用相關知識進行設計，提升工程實踐能力。1．3優化學生學習成果評價、注重能力培養、質量評價。對于理論課程，主要采用“工學結合”“實例分析”“任務導向”的教學理念，將專業崗位技能知識融入到教學的重點內容中。使理論教學與實踐緊密結合，提升學生的學習興趣。有些課程的考核方式設置為開卷。旨在培養學生的分析問題、解決問題、創新實踐的能力［1］。對于實踐教學環節，設計“以案例驅動、任務導向”的課程體系，重點培養學生的動手實踐能力，縮短學生從“校門”到“廠門”的時間。因此，這些課程鼓勵學生考取政府認定的職業資格證書，學生考到一定的分數便認為通過該門考試。實踐教學是對學生實踐能力培養的重要環節，將實踐教學與國家認證職業資格考試相掛鉤，是對學生實踐能力的認可及評定，也是我院對應用型人才培養的重要手段。學生既掌握了理論知識，又掌握了職業基本技能，熟悉行業的運作及管理模式，并且有分析問題解決問題的能力，對于將來的就業有極大的競爭力［4］。1．4強化工程實踐能力、創新創業能力。通過理論教學和實踐教學的有機交叉、融合，顯著提高學生的理論水平和實踐能力。我系模具設計與制造方向的實踐課程有沖壓模具課程設計、塑料模具課程設計、機械CAD軟件應用實訓、計算機輔助模具設計實訓、畢業設計等等。這些實踐課程中有些題目是來自工廠的真實題目，在完成實踐題目的過程中，學生需要從具體的工程問題出發，分析解決這一問題所需要的理論知識，培養工程分析能力。通過在實踐操作中不斷翻閱相關資料提高了學生理論知識的掌握程度，通過理論聯系實際，能夠切實提高學生的工程應用能力、創新創業能力。

2實踐基地的建設

隨著科學技術的發展，模具設計也有著天翻地覆的變化，從早期的CAD輔助設計，一直到現在的CAD、CAM、CAE等一系列的輔助設計加工模擬。步步也離不開軟件的輔助，而模具設計的第一步便是塑件造型，而后的一系列設計都是以塑件出發的，當我們從客戶手中拿到第一手的塑件圖開始，模具設計便從塑件造型開始。在看似簡單的塑件造型里，稍有不慎，便會出現錯誤的造型，特別是剛開始學習模具設計的學生，更是容易出錯。然而塑件造型一旦出現錯誤，不僅影響的是塑件尺寸，結構的錯誤，更是導致分模不成功的主要因素，同時這錯誤的塑件一旦投入生產，影響的是模具零件加工，模具結構的錯誤等等一系列的錯誤。眾所周知，模具的成本是塑件的N倍，塑件錯誤，模具便是廢品，由此造成的經濟損失也是巨大的。那我們就塑件造型中常出現的問題一一進行分析，并且找出相對應的解決方法。

1側孔的建模

在模具設計中，塑件各種各樣，但基本都離不開帶孔的塑件，大家對孔的建模并不陌生，所用的指令也很簡單，拉伸，旋轉，掃略等。一般來說，孔的建模不難，但在學生學習中很容易發生錯誤的一類孔便是側孔，要不尺寸不對，要不方向不對，在模具設計中把孔分為主方向成型的孔與側方向成型的側孔，一般大深孔為主孔，小孔放側方向成型。為了便于脫模，主方向的孔都設置了一定斜度的拔模斜度，如下圖1所示。圖2這時候側孔方向是沿水平方向呢？還是與脫模斜面垂直的方向呢？很多學生在初學時，都是造型成與脫模面垂直的圖2的方向，如果是圖2的方向，對模具設計有何影響呢?圖1的方向，孔為水平方向，成型時側抽方向是單純的水平側抽，而如果是圖2方向，那這幅模具設置的抽芯機構必須是斜抽了，同時側孔的尺寸也不對，而且最后的塑件也便成了廢品。那如何解決呢？這主要從兩方面著手，一是正確的選擇草繪面，草繪面必須選側方向的與基準面平行的面，而不能選脫模斜面，二是拉伸方向必須選水平側方向，這兩點把握好了，側孔基本就不會出錯。

2拔模斜度的設置

一般來說，為了便于脫模，沿著模具開模方向的每個塑件表面都應設置拔模斜度。拔模斜度設置合理，不僅能保證塑件的尺寸與表面質量，還能降低工藝，降低成本，反之，塑件拔模斜度一旦設置不合理，不僅影響模具的制造，更是影響塑件的生產。所以拔模斜度的設置至關重要，那應如何進行合理的設置拔模斜度呢？針對外表面與盲孔的拔模斜度設置比較簡單，以便宜脫模為準，孔以口大里小大方向設置，一般在圖中有明確的拔模斜度要求，這樣的拔模斜度不易出錯，就算錯了也能在分模這一步給予發現。但對于小通孔，通常沒給予明確的拔模斜度，而是按技術要求中未注拔模斜度值來設置，那方向應如何設置呢？這比較難把握，如下圖中上方的小孔，這拔模斜度按正錐方向可以，倒錐方向也可以，對于學生而言，就較難把握，但我們稍微分析下就不難理解，如圖3的方向大孔小孔放在同一側成型（型芯側），而圖4方向，把大小孔分為兩側成型，大孔在型芯側，小孔在型腔側，這對塑件有何影響呢？圖3圖4一個階梯孔分為2側成型的塑件，同軸度難保證，模具加工難度較大，但塑件的飛邊是在大小型芯的結合處，而不在塑件的外表面側，塑件表面質量較好，而按圖3的方法同側成型，同軸度能保證，但塑件飛邊在小孔的上端，影響塑件的表面質量。因此，應如何選擇塑件的拔模斜度的方向應根據塑件要求來進行合理選擇，具體問題具體分析，塑件表面質量要求高的，按圖4的脫模斜度來設置，同軸度要求較高的按圖3的脫模斜度來設置。

3過渡圓角的設置

【摘要】在模具設計制造工作開展的實踐性工作流程之中，板料沖壓成形技術的應用是能夠有效提升技術人員實際生產作業效率的有效途徑之一。本文將模具設計制造的實踐過程作為主要研究中心，在板料沖壓成形工藝應用的基礎之上，將蘊藏于相應技術生產流程中的各種前沿性的探究問題，做出了詳細的分析和介紹，望能夠幫助技術人員全面提升模具制作的執行效率。

【關鍵詞】板料沖壓;模具設計;前言技術;問題

隨著我國社會主義市場經濟的管理體制的不斷完善，國內工業化生產領域之中的經濟，也逐漸隨之進入到蓬勃發展的新型歷史時期之中。廣大社會成員在自身生活、學習以及工作節奏不斷加快的同時，對于工業化模具生產流程的執行效率，也提出了更為嚴格的訴求內容。如何在不影響各項模具生產作業流程的基礎之上，實現工業化生產速率的推進，就成為了相關技術人員的重點研究課題。

一、簡析板料沖壓成形工藝的相關內容

板料沖壓是在工業化生產技術不斷完善和發展的當今市場經濟環境中，產生并得以發展的一種全新的生產技術。板料沖壓成形工藝的應用，在結合傳統工業化模具生產技術的基礎之上，對其中一部分的生產流程進行了補充與完善。在通常情況下，新型板料沖壓成形工藝的應用，其實際的生產作業原理，主要是通過結合應用沖模的生產技術，使得目標模具的原材料加工對象，能夠在巨大沖擊力度的帶動下，出現材料分子之間的相互分離。用肉眼觀測就是被加工的工業化原材料生產對象，在短時間作用力度的影響下出現變形的作業生產現象。根據相應工藝加工流程之中，技術人員應用于工業原材料加工對象之上的作業溫度高低指數的各不相同，可以將這一沖壓成形工藝的應用種類，進一步劃分為冷沖壓變形與熱沖壓變形，兩種作業模式截然相反的類別歸屬范圍。

二、工業模具生產設計中的前沿技術分析

1模具設計

1.1模具結構及工作原理

根據上述確定的工藝方案，設計了如圖3所示的落料-沖孔-拉伸復合模。

模具工作過程為:坯料送人，上模下行，落料-拉伸凸凹模6、凹模4及沖孔凸模11、拉伸-沖孔凸凹模13分別與坯料接觸完成落料和沖孔，壓機滑塊繼續下行，落下的帶孔圓形毛坯隨即被落料一拉伸凸凹模6、拉伸-沖孔凸凹模13的相應拉伸工作部位拉成橢圓，隨著拉伸完成，壓機滑塊上升，拉伸好的半成品橢圓蓋分別被卸料塊12、頂料板14推出各自拉伸工作零件型腔。

圖4為設計的零件整形修邊復合模結構。

模具置于壓力機工作臺面上，壓機滑塊上升，模具開啟，上、下模脫離接觸，卸料板6通過頂料桿7在壓機彈性緩沖器的作用下上升至凹模4型腔中適當位置。此時，將橢圓蓋半成品置于凹模4型腔中，完成零件的定位。

一、國內塑料模具設計中常見的問題

國內塑料模具設計中常見的問題包括了諸多內容，其主要內容包括了收縮問題、公差標注問題、熱膨脹問題等內容。以下從幾個方面出發，對塑料模具設計中常見的問題進行了分析。

1.收縮問題

收縮問題對于塑料模具設計有著重要的影響。通常來說在塑料模具制作的過程中往往會需要在高溫和高壓的環境下進行，并且通過溫度來將塑料溶解為液體，從而能夠更好地將其注入到固定的模腔中。除此之外，收縮問題主要還體現在塑料本身的特性上，即這一問題會在液體塑料定型的過程中產生影響，并且會使塑料模具變得比固定的模腔更小。另外，針對收縮問題的存在模具設計人員在設計模具的過程中應當首先考慮并且分析到這種收縮的情況，從而能夠盡可能的減小誤差所帶來的損失。

2.公差標注問題

公差標注問題對于模具設計的影響是顯而易見的。眾所周知公差標注的不一致問題主要是說對于不同的制品所需要的塑料模具比例也是不同的，因此公差標注也就是在設計過程中需要著重考慮的問題。除此之外，公差標注低則會導致塑料模具的精度也隨之降低，但是如果這一問題得到了控制則會促進塑料模具精度的持續提升。另外，公差標注問題還體現在如果塑料模具設計人員在模具設計的過程中如果忽略了公差標注并且按照已有經驗進行盲目的選擇則會導致塑料模具在尺寸上和形狀上出現較為嚴重的問題和差錯，從而導致對塑料模具在設計中的質量和價值都產生較為不利的影響。