模具設計論文范文10篇

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。

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

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。

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

1風扇葉片表面數據采集

本論文所研究的風扇葉片外形復雜，主要由若干自由曲面組成，采用傳統的測繪方法難以精確測量。最終采用上海塑造機電科技有限公司所生產的3DSS-STD-I（I標準型）三維掃描儀，精確、高效地完成了風扇葉片表面的數據采集。為防止環境光源對設備采集數據的干擾，必須保證環境光線不能太亮。調整并開啟三維掃描儀后，采用5步標定法校準設備。掃描前，在風扇葉片表面噴涂白色的顯像劑，如有必要，可以在需要的地方貼上參考點。采用多視掃描方法，并利用掃描軟件的自動拼接功能將相鄰兩個掃描視角的公共區域拼接起來以獲得風扇葉片外形的點云數據，由于該風扇葉片具有對稱性，掃描時選擇其中一片扇葉進行完整的掃描和數據處理，掃描完成后得到的模型點云。

2數據處理與模型重建

運用Geomagic軟件處理掃描儀測得的風扇葉片表面的點云數據，將點云數據轉變為曲面模型。在掃描儀采集數據時，由于測量方法、誤差處理方式及周圍環境等因素的影響，采集到的點云數據不可避免地會受到噪音的干擾，所以，在反求模型之前必須對數據進行編輯處理。刪除不需要的點數據，過濾噪聲。對于采點盲區，可采用填充命令進行修補。對原始點云進行去噪平滑處理，這樣修補后的模型整體光順性可得到進一步提高。

3風扇葉片注塑模具設計

在逆向工程的基礎上，在UG注塑模具設計（MoldWizard）模塊中，對該風扇葉片進行了注塑模設計。模具設計的基本流程如下：導入制件三維實體模型；對設計項目進行初始化，加載實體模型，確定材料及收縮率；分析實體模型出模斜度及分型情況；確定模具的分型面、型腔布局、推桿、澆口和冷卻系統等；修補開方面，定義分型面；生成型芯、型腔等工作部件；加入標準模架、推桿、滑塊等部件；設計澆注系統、冷卻系統；完善設計圖紙等。根據該塑件外觀質量及尺寸精度要求，選用模具為一模一腔單分型面模具。結合分型面的選擇原則，選取單分型面垂直分型。避免了頂桿端部與葉片的接觸，保證產品外觀的完整性。型芯、型腔由系統自動生成。

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。

摘要：本文分析了當前塑料模具設計教學中存在的主要問題，將項目驅動教學法應用于塑料模具設計教學中，結合課程內容闡述了項目驅動教學的實施方法，經實踐證明該方法可以提高學生的自學能力、工程實踐能力、創新能力和團隊合作能力。

關鍵詞：項目驅動法；塑料模具設計；課程教學；實踐能力

1概述

《塑料模具設計》是模具設計與制造專業的一門專業技術課，是機械制造類專業的重點課程，是一門綜合性、實踐性非常強的課程，是培養模具行業設計、生產、管理等職業崗位基礎能力的核心課程。目前，絕大部分高校對該課程的教學方法仍然是理論教學與實踐操作分開進行，導致學生沒有真正理解教學內容，設計模具時無從下手，教學效果很不理想。教學過程中主要存在問題如下：1.1塑料模具設計課程中模具的外形結構和開合模動作原理都較為復雜，必須借助先進的教學演示手段，課堂中多采用多媒體和板書相結合的教學方法，能形象地表達模具的動作和結構。但模具屬于精密復雜設備，而動畫往往簡化了模具結構，使得理論教學與實際不符，學生對模具的認識不全面。再者過多模具圖、動畫、文字信息的展示，容易造成滿堂灌的教學現象，未能全面調動學生的學習主動性和積極性，容易讓學生感覺模具設計原理枯燥，內容瑣碎，復雜難記，教學效果欠佳。1.2塑料模具設計教學知識點多，包括塑料材料的選取、塑料件工藝結構設計、分型面設計，型腔數目的確定、模具成型零件設計、澆注系統設計、導向機構設計、推出機構設計、冷卻機構設計等。學生難以看出知識點之間的關系，往往學了后面，忘記前面，不能溫故而知新，最終接受的僅是一些零散的知識點，缺乏系統性。1.3教學考核方式是試卷與平時表現相結合的考察方式。試卷成績占總評成績的70%；平時成績占30%，主要包括出勤、作業和課上提問，主要是基于課本內容的考察，加大了學生對書本的依賴性，難以檢查出學生的動手能力、創新能力以及將所學知識運用于實踐的能力，難以提高學生對模具崗位的適應能力，對今后的就業會造成一定的影響。面對未來社會對模具行業人才的要求，如何在傳授知識的同時，提高學生的自學能力和綜合素質的，是課程教學改革的一個重要方向。[1][2]

2項目驅動教學法簡介

項目驅動法是指將傳統學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目，圍繞著項目組織和展開教學，使學生直接參與項目完成教學過程的一種教學方法。項目驅動法的主要特點在于課程教學始終圍繞著項目進行，重在培養學生的實踐能力、創新能力、獨立獲取信息和自主建構知識的能力。具體說，項目驅動法就是師生為完成某一具體的任務而展開的教學行動。項目式教學強調以教案為重點過渡到以完成項目為重點，選取一個典型的項目作為總任務貫穿教學的始終，按知識點將總任務分解為若干個具體子任務，把課程教學的主要內容融入到總任務的各個階段，使教材中各章節的零散知識有機地聯系在一起，有利于幫助學生構建完整的知識體系。

1注塑模具CAD系統概述

注塑模具CAD技術是一種將模具制造轉向高自動化的人工智能化的一種技術，具有以下一些特點：

（1）生產效率高。注塑模具CAD技術中的注塑成型方法能夠將一些形狀較復雜的塑料產品一次成型，并且這種方式生產的塑料產品在目前塑料產品中所占的比例是比較大的；

（2）可以批量生產。利用注塑模具CAD技術能夠迅速將塑料的形狀進行復制，并且快速成型，能夠克服注塑模具外部約束多、結構復雜且多變、試探性和經驗性較強的特點，進而批量生產大量的塑料產品；

（3）操作性強。注塑模具CAD技術系統的功能是比較豐富的，在注塑模具的流程中涉及到多個層面，因此也比較復雜，另外其交互性比較強，因此需要操作人員掌握豐富的軟件知識和廣泛拓寬計算機知識領域，從而才能做出正確的操作決策。注塑模具CAD系統一般包括五個部分，如產品造型或產品圖輸入部分、模具總體設計方案確定部分、模具詳細設計部分（包括結構和零件的設計）、模具模擬過程部分（包括強度分析、流動分析以及冷卻分析的模擬）以及CAM系統的接口部分等，這些部分一般是相互獨立并相互聯系的，在注塑模具功能的發揮中起到至關重要的作用。注塑模具CAD技術的廣泛應用給傳統模具設計和制造提供了一個更為先進快捷的方式，在模具的質量和制模的周期上都有了很大的改善。另外通過該項技術還能夠大幅度降低制模的成本，提高企業的管理水平，同時還讓設計人員的主觀能動性得到充分的發揮。

2UG中模具設計中MoldWizard模塊分析

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。

1射砂模擬

首先根據經驗，在砂芯上布好射嘴及排氣塞，然后進行射砂及固化的模擬，圖1是首次射砂模擬的結果，從結果可見，部分位置存在紊流，中間隔板位置，砂流明顯分開，砂芯射不滿。由于模擬結果不理想，于是對射砂嘴和排氣塞進行優化，增加部分排氣塞，射砂嘴的直徑調整，經過多次調整及模擬后得到了合格的結果，優化后的模擬結果如圖2所示，圖中長圓柱為射砂嘴位置，短圓柱為排氣塞位置，模擬結果顯示，中間隔板位置砂流交叉融合，填充完整，其它位置砂芯完整。

2芯盒模具設計及制造

芯盒模具的結構與射芯機有關[4]，不同的企業都會根據其不同的射芯機建立相應的標準虛擬三維模架。本設計首先根據射砂模擬結果，布好射砂嘴、排氣塞及頂芯桿等；然后設計分形面；最后調出標準三維模架[4]，將砂芯根據要求裝配入模架中，通過布爾運算得出三維的模具型腔，并詳細設計出定位銷、導向銷、導向套、壓板、回位導桿等各種零件。設計好的模具如圖3所示。模具設計好后，根據圖紙制訂加工工藝，根據三維模型編NC程序，然后開始模具制造，制造完成的模具如圖4所示。

3制芯效果

模具設計前沒有經過MAGMA軟件的射砂模擬，所試制出的砂芯經常出現不飽滿，砂芯斷裂等缺陷（圖5所示）。通過MAGMA軟件的射砂模擬，根據射砂模擬結果，布置好射砂嘴、排氣塞及頂芯桿等。然后制造模具，開始制芯，把芯盒模具裝到相應的射芯機上，調試好模具，開始射砂，第一輪試制就能射出合格的砂芯，圖6是首輪試制出的砂芯，砂芯飽滿緊實，質量很好，符合要求。