学文网模具设计篇1
模具设计是指从事企业模具的数字化设计，包括型腔模与冷冲模，在传统模具设计的基础上，充分应用数字化设计工具，提高模具设计质量，缩短模具设计周期的人员。
模具设计人员就业前景有：
1、模具加工方向：模具加工生产组织，模具数控编程加工，模具三维设计，产品开发三维设计。
2、其他技术类方向：生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师等。
（来源：文章屋网 ）
模具设计篇2
塑件用途：拼装玩具。塑件结构分析：产品平均厚度1.5mm个体尺寸较小，由于是拼装玩具既作为成型系统也作为支撑系统所以要求既节约材料又充分成型。3模穴及其排列模穴的确定是由产品的投影面积、形状、精度、产量及效益来确定。各方面互相协调制约，多方面考虑来达到一最佳组合，并确定模胚和标准件，针对本次模具设计采用一模一腔，中心分布。
2浇注系统设计
浇注系统需要根据不同塑胶产品进行浇注系统设计。一般由：主流道、分流道、冷料井、进料口等几部分组成。应遵循以下几个方面来完成。主流道：可以把它理解成由注塑机喷嘴开始到分流道上的熔融塑料的流动通道。分流道：是连接主流道末端和浇口之间的一段流道。多型腔模具结构当中必不可少，单型腔结构中有时可以忽略。一般来说分流道的截面积最好要略小于主流道截面积这样可以有效的避免流动过程中的压力损失。冷料井：又称冷料穴，是在塑料模具注射成型过程中储存注射间隔期间产生的冷料或废料，防止冷料残渣进入型腔而影响塑料产品表面质量。进料口：也称浇口，是分流道和型腔间的狭小的通道，也是整个浇注系统最为短小的部分。作用在于利用紧缩流动面而使进料达到加速的效果，可使进料流动性良好；浇口的种类繁多有直浇口，潜伏式浇口，点浇口等。因需求而异，设计浇口应注意是否有外观要求及流动、平衡、溶解纹的要求。浇道方式——绝热浇道、热浇道、无浇道、直接进胶，间接进胶及其他有效方式。排气——对保证产品品质至关重要，利用多种形式进行排气，注意防止产品真空吸附及模具拉不开。
3冷却系统的设计
冷却对模具生产影响很大，冷却系统的设计即要保证冷却有效还要保证加工简单，结合本套模具特点冷却系统设计为直流冷却。结构简单，冷却可靠，方便加工及安装操作。
模具设计完成以后，必须对模具的整体进行复核。可以组织相关部门对模具的结构设计，加工难度，注塑特点进行讨论和审核。如遇到产品改动问题需要通知客户进行复审。以对总体结构，加工可行性及绘***过程中的疏漏作一次全面的检查，对改动部位做出标示，避免因设计失误造成模具的相关问题。减少不必要的浪费。
5结语
模具设计篇3
关键词:模具;设计;试模
一、模具的设计
模具的设计应考虑以下因素
(一)制品的原料
设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解,塑料的主要成分是聚合物。聚合物的分子一般呈链状结构,线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料,可反复加热冷却加工;而经过加热多个分子发生交联反应,连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性的,不能重复注射加工,也就是所说的热固性塑料。既然是链状结构,那塑料的在加工时收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关,在流动方向上的收缩要比其垂直方向上的收缩多。
(二)制品的形状及工艺
产品收缩也同制品的形状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩率范围较广,在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构及确定注塑时温度压力的大小和取向性。一般产品如果没有芯子支撑,收缩相应要大些。塑料注塑模具基本分为静模和动模。在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模,静模一般有浇口套、靠板、模板组成,简单模具(特别是静模没有芯子的模具)也可以不使用靠板,直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件,除非特殊原因,不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便,不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模具必须静模脱模时,还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。脱模机构中除了脱料杆,还有回位杆,部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然,斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。
(三)模具的寿命
现在的模具基本上要进行热处理,加高模具的硬度,提高模具使用寿命。在热处理前,先对模板进行初步加工:钻好导柱孔、回位孔(动模)、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔(静模)、拉料孔(动模)、冷却水孔等,铣好流道、型腔,有些模具还应铣好斜导盒等。现在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些专业模具钢,Cr12等硬度不能太高,在HRC60度时经常开裂,模板的常用硬度一般为HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料为3Cr2W8v,制造后再氮化处理表面硬度,硬度应为HRC58以上,氮化层应越厚越好。浇口直接关系到塑件的美观,浇口设计不好的话,容易产生缺陷。在没有任何阻挡的情况下很容易产生蛇型流。对于要求高的产品,还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶杆,不要在模板上留有溢流飞边,才不至于影响模具寿命。
二、试模
模具设计不当往往会造成最终产品出现这样或那样的缺陷。所以,在对模具进行修改之前,通常要先进行试模和评估,优化模具设计和工艺参数,这样才能避免不必要的误差,达到事半功倍的效果,同时满足批量生产的高质量要求。
(一)设置料桶的温度
初始的料桶温度设置必须依据材料供应商的推荐,并使用探测器测量熔体的实际温度。因为我们所设定的料桶温度往往由于环境、温度传感器的型号和位置深度不同等原因,并不能保证与熔体温度100%的一致。有时由于油污的存在或其他原因,熔体的实际温度和料桶的设置温度差别很大。
(二)设置模具的温度
初始的模具温度设置也必须根据材料供应商提供的推荐值。需要注意的是,我们所说的模具温度指的是模腔表面的温度,而不是模温控制器上显示的温度。很多时候,由于环境以及模温控制器的功率选择不当等原因,模温控制器上显示的温度与模腔表面的温度并不一致。因此,在正式试模之前,必须对模腔表面的温度进行测量和记录。同时,还应当对模具型腔内的不同位置进行测量,查看各点的温度是否平衡,并记录相应的结果,以为后续的模具优化提供参考数据。
(三)根据经验,初步设定塑化量、注射压力的限定值、注射速度、冷却时间以及螺杆转速等参数,并对其进行适当的优化。
(四)进行填充试验,找出转换点
转换点是指从注射阶段到保压阶段的切换点,它可以是螺杆位置、填充时间和填充压力等。这是注塑过程中最重要和最基本的参数之一。在实际的填充试验中,需要遵循以下几点:
1.试验时的保压压力和保压时间通常设定为零;
2.产品一般填充至90%~98%,具体情况取决于壁厚和模具的结构设计;
3.由于注射速度会影响转压点的位置,因此,在每次改变注射速度的同时,必须重新确认转压点。
通过填充试验,可以看到材料在模腔里的流动路径,从而判断出模具在哪些地方容易困气,或者哪些地方需要改善排气等。
(五)找出注射压力的限定值
在此过程中,应当注意注射压力与注射速度的关系。对于液压系统,压力和速度是相互关联的。因此,无法同时设定这两个参数,使其同时满足所需的条件。
在屏幕上设定的注射压力是实际注射压力的限定值,因此,应当将注射压力的限定值设定为始终大于实际的注射压力。如果注射压力限定过低,使得实际注射压力接近或超过注射压力的限定值,那么,实际的注射速度就会因为受到动力限制而自动下降,从而影响注射时间和成型周期。
(六)找出优化的注射速度
这里所指的注射速度,是同时满足使填充时间尽量短,同时填充压力尽量小的注射速度。在这一过程中,需要注意以下几点:
1.大部分产品的表面缺陷,特别是浇口附近的缺陷,都是由于注射速度引起的。
2.多级注射只在一次注射不能满足工艺需求的情况下才使用,特别是在试模阶段。
3.在模具完好、转压点设定正确,且注射速度足够的情况下,注射速度的快慢与飞边的产生没有直接关系。
(七)优化保压时间
保压时间也即是浇口的冷凝时间。一般,可以通过称重的方式确定浇口的冷凝时间,从而得到不同的保压时间,而最优化的保压时间则是使产品模重达到最大时的时间。
(八)优化其他参数,如保压压力和锁模力
模具设计篇4
【关键词】 塑料模具 设计 研究 计算机 西门子电机
前言：塑料的成分主要有树脂、填充剂、增塑剂、着色剂和稳定剂等，在现实生活的应用非常普及，比如：电视机、洗衣机、塑料袋、计算机、西门子电机等。制造出这些塑料工艺品的主要设备就是塑料模具，模具的设计主要是模具的设计方案构思。关于模具的设计，目前有很多方法，塑料模具厂商最经常用的是经验试模定工艺方法，但是这种方法也已经陈旧。
1 Pro/e与反求工程在塑料模具设计中的应用
Pro/e具有强大的造型功能，而反求工程是至今为止产品设计的一种新方法，在很多领域中具有不可估量的前景。
1.1 Pro/e和反求工程中的逆向工具
当前，绝大多数反求工程的研究和应用都集中在重建产品实物的CAD模型和产品制造上，这种行为就叫做实物反求工程。反求工程要最终形成CAD模型的工序很复杂，他要经过数据采集、点云模型预处理、曲线或曲面的重构等许多复杂的环节。Pro/e也要经过输入点集、创建包络、创建小平面和曲面四个环节才能形成处理逆向的一个完整流程。Pro/e完整的逆向解决方案有两个特征，一个是重新造型特征，另一个是野火版的小平面特征。
1.2 应用Pro/e和反求工程在塑料模具设计中的流程
软件系统的模块是模具设计的主要手段，它几乎提供了模具设计所需要的所有功能。模具设计的流程是先利用软件系统的模块建立出塑料产品模具的三维模型，第二步是利用型腔模块设计模具的构建，第三步也是最后一步，是设计模具的模架。塑料模具设计好之后就可以按照模具设计进行模具装配和模具组建了。其中PTC公司推出Pro/e软件所具有的一系列功能是设计模具最方便的装备，它几乎囊过了模具设计所需要的所有功能包括模具的零件装配和模具开发。
1.3 计算机辅助模具设计
计算机辅助模具设计主要探讨的是塑料注射成型的塑料产品中，影响产品质量的主要工艺参数，并用鲜明的例子说明了计算机辅助流动模拟技术在塑料模具设计中的引导作用。
1.4 计算机辅助模具设计的主要工艺参数
模具设计出来后，在注射过程中影响塑料工艺品的因素有很多，C-MOLD[1]经过长时间的研究，终于研究出影响塑料工艺品注射成型品质的一些工艺参数，它们分别是注射温度、注射压力、设置螺杆行程转换的开关位置和设置的注射速度和排气等方面。在塑料工艺注型过程中，冷却介质的温度一般小于型腔表面的温度，通常比型腔表面的温度低10-20摄氏度。如果模具温度大于或等于40摄氏度了，需在模具固定板和模具两者之间增加一个隔热的装置。注射温度是模具注射的主要技术参数，而注射压力是主要的工艺参数，在塑料模具注射成型中受到普遍的关注。
2 塑料模具设计实例
塑料模具设计实例运用的是C-MOLD的软件系统对XX家电产品的模拟[2]。在模具设计构思阶段，采用流动模拟的方法寻找结构参数的设计是提高模具设计品质的有效手段，也是一次性试模成功的好方法。
3 西门子电机塑料模具设计
西门子公司是大型的电机的著名制造厂，它在电机模具设计和制造方面有许多先进的技术。其中包括典型的结构***、绘***法、模具制造工艺等诸多方面，都有自己的独特特点。模具设计和制造的独特之处如下：
（1）典型的结构***。在设计***结构要素基础上对冲膜相应地方进行独特化设计的方法就是典型结构设计。以西门子磁极冲片来举例说明，西门子公司在设计磁极冲片时，先把磁极冲片所需的结构和各种零件先固定下来，然后画出新模具的平面***，这样的方法只需绘制一张模具设计***就可以了。绘制模具***采用平面绘***的方法主要有两个好处，一是作为绘制模具的***纸，二是用于模具各种板块和零件的确定，作为生产模具的一个样板。这样，就不再需要画模具的各种零件***了，省时又省力。
（2）电机模具的制造工艺。西门子公司在制造模具时，模块全部用线切割来加工的方法，粗切、精切都有适度的尺寸和公差。用淬火前铰孔、淬火后磨孔来固定模块。这种工艺法不仅能使电机模具的制造简单化还可以降低成本，一举两得为西门子公司的发展做出了巨大贡献。
（3）模具模块的毛坯和磁轭冲模。大多数模块的毛坯都是购买材料公司的，但是购买回来的模块毛坯粗糙，需要进行精加工才能用来制作模具。磁轭冲片的特点是材料厚、形状千奇百怪而且尺寸大。它的设计制造都很复杂而且成本高昂，西门子的狄纳莫厂抛弃常用的多极复合冲模，改为单极冲模，不但节省了工序还为公司降低了成本。
4 结语
随着塑料在世界各国的普及，塑料行业的发展越来越迅速。依附于塑料的模具设计行业也因塑料行业的发展而快速发展，文章先阐述了Pro/e与反求工程在塑料模具中的应用，然后探讨了提高模具注射成型塑料工艺品的质量的主要注射温度、注射压力等参数，最后阐述了西门子电机模具的设计，从三个方面着手探讨了塑料模具的设计。
参考文献：
[1]C - MO LD D esi gn G u i de[M].AC Tec hnol ogy， N EW Y OR K， U. S . A， 1997 .
[2]项辉宇.计算机辅助塑料模具设计和工艺改进[J].山东工业大学机械学院，CAD中心200072-73
[3]李钟猛.塑料模具设计与制造_第一讲塑料概论[J].成都无线电机械学校，38-45
模具设计篇5
以某型号手机模型为例，对其外壳的结构特征进行分析。利用Pro/E软件进行手机外壳与其注塑模具的设计，并选取Moldflow软件对设计的模具进行必要的优化分析。通过结果证实，运用CAD/CAE技术进行手机外壳的开发与使用，可以极大的减少开发周期，并降低设计的成本，为企业市场竞争力的提升。
关键词：
CAD/CAE技术；手机外壳；模具
将CAD/CAE技术应用到模具设计中，是提高模具技术和促进手机行业持续发展的有效途径。通过对某款超薄手机外壳结构进行细致分析，并依据CAD/CAE技术进行模具的生产，最后在通过Moldflow软件对其进行分析，对其生产工艺提出有效优化方法。
1手机外壳模具设计
当今社会手机外壳是否美观、结实、精致已经成为人们选购手机的主要因素之一，因此对于手机外壳的生产要求是较为严格的[1]。而模具设计的好坏将直接影响到手机外壳成品的质量，因此在对手机外壳进行注塑模具的具体设计之前，一定要从多方面进行考量。对于模具制作的材料、精度、抗压力等等方面都要经过科学的分析。除此之外还要在模具设计之前对所设计外壳的手机结构进行了解，进而使模具结构的设计更为合理。
2模型分析
手机外壳设计其外侧底端是有两处侧凹的，因此在进行模具设计时不能以前后模直接进行成型制作，而要通过走行位的方式进行处理。通常在进行手机外壳模具设计时，为了不受缺口凹陷的影响而快速完成生产，都会通过枕位对缺口进行成型制作[2]。除此之外，目前的超薄手机外壳制品的尾部一般都含有两个卡扣位，也不能通过前后膜的形式直接进行成品制作。而需要斜顶成型，通过此种方式处理才能保证在制品与模具分离时卡扣位的完整。除此之外手机外壳尾部还有一处缺口，同样需要枕位来定型。而制品的内部结构中也同样存在两个相互对称的卡扣，与卡扣位一样通过斜顶来定型。
3模具设计的CAE/CAD分析
基于CAE技术进行超薄手机外壳模具的设计，为了保证模具制品的成功率，在进行模具设计之前对参照制品进行模流分析[3]。采用现今通用的模流分析软件Moldflow进行分析，来对制品的成型工艺参数进行优化，来确保手机外壳的成型质量。
3.1建模通过MDL将手机外壳制品的模型导进MPI模块中进行建模。因为手机外壳是分属于薄壁实体件类型中的，因此在进行制品模型导入的过程中要采用Fusion网格对整个制品进行网格区域划分。同时为了使制作模具更加的精确，确保分析结构的准确性，因此在导入制品模型之后要对网格进行不断的修改与完善。通常网格的统计信息对数据精确度是有所显示的，三角形的单元数如果在8810的，而节点数在4380处，那么该模具的匹配率则达到90%[4]。在制品模具的网格分析中匹配率是不能低于85%的，如果发现单元数与节点数的匹配率过低，就应该应用网格的重新生成工具对网格进行修改，直到达到合格参数为止。
3.2设置工艺条件通过对所选手机成品的模具分析，进行模具实体的制作。将设计材料选为某公司生产的牌号为LupoyHR5005A的ABS/PC合金进行制作；所选用的制作成型工艺的参数为，注塑机的最大注塑压力值设为360兆帕，手机外壳模具的表面温度控制在80℃左右，熔体的温度设置在260℃，其他的工艺数值采用默认值。
3.3浇口位置预分析浇口位置在手机外壳模具的设计中极为重要，因此要通过相应的技术对该位置进行预分析。将要分析的制品模具的分析类型设置为GateLocation，并通过MPI软件中含有的GateLocation分析模块对其进行分析。通过数据分析结果为此次的模具设计初步预设一个最佳的浇口位置。
3.4流动模拟与方案比较
3.4.1初始流动方案模拟分析手机外壳模具系统的设计制作中，最为重要的就是浇注系统的构建，它是决定模具能否完成顺利充模工作的主要因素[5]。与此同时，浇注系统也对熔体的填充行为造成直接的影响。在模具的制作过程中由于手机外壳的浇口位置和数量并不相同，导致熔体的流动路径、长度和所遇到的阻力也都是情况不一的。所以在模具设计时，对于模具所需要成型的制作注射的工艺参数要依具体情况进行选择。根据所选制品的实际形状，将熔体流动通道以及模具制品的表面质量和使用要求以及制品成型参数等，依据PMI软件分析出结果确定浇口位置。通过对数据的分析制定出不同的浇口位置预方案，并对其流动行为进行模拟与分析。
3.4.2改进后的流动方案通过对最初预设的浇口位置方案设计的分析，需要对其进行改进。将浇口位置设置为四处，分别布置在手机前模的按键与屏幕接口处两点，上半部分两侧各设一点。之后进行流动模拟试验。改进后的浇口位置设计方案完全可以满足熔体条件，且浇口位置与熔接痕都较为均匀。
3.4.3流动和翘曲分析为对设计调整之后成型的成品进行检验来观察制作效果，可以通过流动+Flow+Warp对成品的内在强度、整体的变形程度以及外观的质量等进行分析。（1）熔接痕由于手机壳多采用注塑形式进行制作，因此，塑料结构制品熔接痕的产生是不可避免的。针对此现象，在设计中要尽可能对熔接痕进行优化，以免出现融合不良的现象，进而导致手机成品的取向不良，并且表面出现裂痕其力学能力也会骤减。通过对浇口位置的方案进行调整之后发现熔接痕的位置也发生变化，不再集中于手机外壳最为薄弱的区域，并且熔接痕数量也大大减少。（2）填充时间整个手机外壳模具的设计中，出现翘曲变形的主要原因是由于在充模阶段的熔体流动不平衡。填充过程如果熔体的流动不平衡，则会造成整个外壳的型腔内部分位置过保压，从而使整个制品的整体收缩不均，内应力加大，最后曲翘变形。因此为了防止曲翘变形现象的发生，保证熔体流动的平衡性，就应对熔体的填充时间加以控制[6]。在进行熔体填充过程中，熔体到达模型腔末端的最长时间与最短时间的差值，是反映熔体不平衡程度的主要参考值。所以要将这个差值控制在最小范围内，才能够达到熔体的相对平衡。通过对本文设计的模具进行熔体流动平衡性的分析，该方案下的熔体末端的充满时间应设为0.8～1.1秒之间。
4结语
综上所述，基于CAD/CAE软件技术对超薄手机外壳制品进行开发与注塑模型的设计方案优化，可以极大地缩短手机外壳制品的开发时间和周期，并且能够提升手机模具设计的效率以及对于其结构的优化也具有重要意义。目前手机行业发展景象繁荣，为提升企业竞争力，就要提升手机外壳制品的生产质量、生产效以及降低生产成本，因此企业可以大力应用CAD/CAE技术，进而满足企业发展需求。
参考文献：
［1］臧昆岩.手机壳注塑模具设计及仿真［D］.天津：天津大学，2009.［2］王强.手机外壳注射模具设计与制造［D］.南昌：南昌大学，2007.
［3］左小刚.汽车玻璃升降器外壳的冲压模设计及数值模拟［D］.乌鲁木齐：***大学，2007.
［4］孙健.基于Pro/E的手机外壳注射模CAD系统的研发及应用［D］.成都：电子科技大学，2011.
［5］李庆.基于CAD/CAE集成模型的塑料注射模优化设计系统［D］.武汉：华中科技大学，2012.
模具设计篇6
随着现代生活水平的不断提高，产品种类的增多和更新换代速度的加快，很多产品在未丧失其使用功能之前已经被当做淘汰的对象。资源浪费的同时相关淘汰产品的处理也给环境带来了巨大的压力。各种原因导致目前我国使用中的绝大部分的产品在设计时没有考虑回收时拆卸的方便性，拆卸回收成本相对较高，故制造商出于利益考虑一般不愿意产品的回收。然而在大工业生产时代， 易于拆卸的产品在缩短制造商的回收拆卸时间、减少二次污染的同时能“废物再利用”，节约生产成本，创造经济效益。因此，对家具而言，家具模块化拆卸设计不仅有利于制造商的回收行为并提高其经济效益，也有利于其有效利用资源并减轻环境负担。
1.模块化拆卸设计的起源和发展
模块化拆卸设计已经在汽车、计算机等产品的设计中得到了广泛的应用，并取得了较好的效果。拆卸设计就是从产品或部件上有规律地拆下可用的构件，并同时保证不因拆卸过程造成该零部件损伤的设计方法。德国宝马公司有一个拆卸设计（DFD，Design For Disassemble）车间，他们的Z1赛车就是根据拆卸原理设计的，传统的连接方式从根本上改变，材料的种类也减少了，效果明显。产品在市场上的畅销进一步促进了拆卸设计的发展。家具制造业拆装设计的雏形早在1900年就出现了， 德国的一家家具公司利用几种基本板块设计了书架，其顾客可以方便地组装成所需的书架，开辟了家具模块化设计的先河。二战以后，各个工业领域都在寻求快速和创新的方式来满足市场需求。同样，为了能够在短期内为重建家园的人们提供充足的家居设施，家具业也迫切需要生产效率高、标准化、系列化、便于装配且具有良好结合性能的家具结构。32毫米系统的逐步成熟与生产设备、五金件及原材料生产的模数化、系统化，使拆卸设计在板式家具生产中获得了前所未有的发展。随着技术的发展，拆装设计应用更加广泛，除板式家具外，实木、金属等材料的家具也开始模块化拆卸设计。如设计师大卫•奎克（Davod Kawecki）设计的“迷题”扶手椅，椅子分成7个部件，通过在部件上设置精确的接口进行连接，这些不连续的部件可以用激光切割工具从一块平板上切割下来，再由消费者亲自组装。
家具产品的模块化拆卸设计可以根据家具的功能结构要求，把家具分解为若干个具有特定基本功能的结构模块或标准板。如箱体模块、柜体模块、底座模块、抽屉模块等，按标准模数确定其形体尺寸。进行模块化设计最重要的是要充分考虑到模块的通用性、易加工性等，尽量减少模块的种类，对家具进行适当的模块划分，降低制造的间接成本及供应链成本。如瑞典的“宜家”家居就是家具产品的模块化拆卸设计先导之一。
2.家具模块化拆卸设计的相关问题
2.1家具模块化拆卸设计应用的优点
有关资料表明，产品总成本的70%是在产品设计开发阶段决定的，而设计开发的费用在产品的总成本中只占5%。运用装配和拆卸设计方法对产品的整个结构进行优化，可以使出错与改善在早期实现，避免后续环节中可能产生的不便。家具产品的模块化拆卸设计不仅在设计、生产、储存、运输、销售和安装等方面有许多适应现代化大工业生产的优点，同时有助于提高整个产品开发过程与拆装环节自身的效率，从而降低生产成本。
从生态设计的角度讲，家具产品的模块化拆卸设计对环境保护也具有重要的意义，具有传统框式家具难以相比的优点。产品结构模块化、统一化，使产品有较大的可预测性；这都减少了可回收零部件和材料再次使用所需的工作量；同时使拆卸分离简单快捷；其次拆下的零部件易于手工或自动化处理；另外回收材料及残余废弃物易于分类和处理。如下***就是一款基于模块化可拆卸设计设计制作的一款椅子。
2.2家具模块化拆卸设计的相关问题
虽然家具模块化拆卸设计有很多优点，然而设计一种易于装配与拆卸的产品是一个复杂的过程，需要解决材料选择、易分离性、模块化设计以及连接件等诸多问题。这在某种程度上会提高公司对产品设计制造的初期投入。所以很多公司都望而却步。另外强调拆装设计时需要注意一种产品要做到100%的回收是不现实的，也是不经济的，回收利用的目的是最大可能的利用回收资源，尽量减少产品的剩余量和污染。例如宝马公司生产的Z1型和BMW3251型汽车，许多零部件都是由可回收利用的塑料制成的。在进行家具模块化拆卸结构设计的同时，我们也不能完全抛弃已有的成熟的的精湛的结构设计技巧，毕竟，传统的设计是家具模块化拆卸设计的基础，家具模块化拆卸设计是对传统设计的补充和完善，只有在原有设计目标的基础上将模块化和可拆卸化也作为设计目标之一，才能使所设计的产品满足家具模块化拆卸设计的要求，才能具有更强的市场竞争力。
家具模块化拆卸设计只是生态设计的一个环节，模块化拆卸设计的家具也未必是生态产品，具体的评价要根据对产品整个生命周期的评估而定。生态设计是针对产品的整个生命周期的设计，它在产品的整个生命周期中都要将环境保护作为设计目标，所以必须从系统的高度对产品的原材料获取、生产制造、包装运输、销售管理、使用及回收处理等方面对环境的影响进行具体的分析，在有序的状态下，使家具设计达到整体的“生态化”。
3.家具模块化拆卸设计
家具模块化拆卸设计是家具工业进步的表现，也是顺应“绿色家具”发展的产物。它要求有高精度加工手段的，成熟应用的新材料、新工艺和新方法，发达的零部件及接口所用配件工业的支持。家具模块化拆卸设计的目标就是用最简单的工具快速拆装符合质量要求的成品家具。
近年来家居装饰不断升级，居室中最能体现设计和文化内涵的家具也在发生明显的变化。家具已从过去单一的实用性转化为装饰性与个性化相结合，各种五花八门的新潮家具也相继上市。家具的形态趋向于多样化，像积木一样。 家具结构已从传统的框架式结构转向为的板块式结构，构件家具这一形式已经在国外流行多年。家具的部件由厂家生产，然后消费者像搭积木一样自由组合家具。构件家具的“部件”是通用化的，而其成品则显露出消费者的个性，可经常变换家具的款式，使家具也走向“时装化”。家具这种“化整为零”的方法是先将整个家具化解为若干个小单元，而每个单元又进一步化解为一块块简单的构件，这样的构件组合家具其价格比传统家具更便宜，可塑性强，可大可小，可添可减，可组合变化，让人常有新鲜的感觉。
可持续发展已经成为各个国家、各种社会和各个产业发展的重要指导思想。家具产业是自然资源的消耗大户，也是环境污染的主要源头之一，要实现家具产业的可持续发展，就必须牢固树立可持续发展的战略思想，按生态设计的思路和评价标准，开发家具新产品。
与时俱进，无论从制造商、设计者还是消费者，都更强调对时尚和精神上的追求，追求DIY的自由随意。生态设计的角度来看，回收再生的前提是家具能够拆卸，要使废弃家具的零部件或材料经过维修或其他处理方法后，被重新利用，就必须使其零部件能够被方便地拆卸。否则会造成大量可重复利用材料的浪费，废弃物处置不便于也会严重污染环境。可见，家具模块化拆卸设计会直接影响到产品的回收性，影响到产品生命周期评估的效果。所以，在家具的设计中，家具产品的模块化设计具有更重要的社会意义，要使家具产品具有环保性能，成为生态产品，就必须重视家具产品的模块化设计。
4.结语
家具模块化拆卸设计不仅在设计、生产、储存、运输、销售、安装等方面有许多的优点，而且它对环境保护也具有重要的意义。未来的生活将会更加丰富多彩，家具也会日趋个性化、多样化、时装化。人们更喜欢新鲜变化的东西，家具也应走一条新颖变化的路子，打破一成不变的家具式样，赋予家具以鲜活的变幻魅力。让家具环境处于动态变化的环境中，让家具随心而动，随需而变。
参考文献
[1] 王峻峰，李世其，刘继红．面向绿色制造的产品选择拆卸技术研究[J]．计算机集成制造系统，2007.
[2] 胡景初，戴向东（1998）.《家具设计概论》[M]. 北京：中国林业出版社.
[3] 韩维生，王宏斌，扬创创（2002）. 板式家具的绿色特征[J]. 陕西林业科技出版社.
[4] 许柏铭（2000）. 家具设计[M]. 北京：中国轻工业出版社.
[5] 王受之.《世界现代设计史》[M]. 中国青年出版社.
模具设计篇7
关键词：现场成型衬垫；模具；设计
1 概述
现场成型工艺是将两种液体原料混合，发生化学反应，生成固体的聚氨酯泡沫衬垫。实际包装如***1中所示。由于两种材料反应时间较短，该衬垫可根据包装内容现场制作衬垫，即用即做。小批量包装时以纸箱和产品作为衬垫模具，制作贴合产品的衬垫，可满足不同形状的产品需要，较好地保护产品，因此，特别适用于多品种、小批量的产品包装。
包装批量较大时，为提高包装效率，需要设计模具。与纸箱直接制作衬垫相比，模具制作衬垫优势如下：
（1）模具箱强度远大于纸箱，制作衬垫时压力更大，填充的成型料更多，成型衬垫密度更大，硬度也更大，能更多的吸收产品跌落时产生的能量，更好的保护产品。
（2）衬垫充满程度高。模具箱做衬垫可以多加成型料，使衬垫完全充满模箱，衬垫棱角明显，各面平整，利于堆叠存放；纸箱承压相对较小，衬垫制作时不能使用太多成型料，成型料反应时流动性不大，有些衬垫边角不能完全充满。
（3）辨识程度高。模具制作衬垫时容易添加标识，使衬垫容易分辨，便于包装。纸箱制作衬垫不易辨识，衬垫容易弄混，再次包装时不易分辨。
2 模具设计
现场成型衬垫模具设计的重点是保证衬垫的使用性和模具的可操作性。
衬垫的使用性是指衬垫应保证产品在包装、装卸、运输过程中安全。体现在本衬垫设计中，主要是使产品从各种位置跌落时有足够的受力面和缓冲厚度，保证产品在跌落过程中不损坏。
模具的可操作性是指设计中需考虑尽量方便用模具制作衬垫，提高衬垫生产效率，减少衬垫制作失败率。最开始从机器中流出的成型料不是非常均匀地平铺在薄膜袋中的，而是如从水龙头中流出一样集合得比较紧密。虽然通过倾斜薄膜袋可以略微影响流向，使成型料在薄膜袋中的分布略微均匀，但之后主要依靠泡沫自身膨胀挤压来充满模具，容易涨破薄膜袋。这要求模具各处应尽量圆滑，方便成型料膨胀填充。
2.1 初样设计
本文以某型电子测量仪器为包装产品设计衬垫模具。其三维模型如***2所示。
（1）确定模具箱尺寸。包装该仪器所用纸箱内尺寸为650mm×630mm×320mm。现场成型材料在薄膜袋中反应，薄膜袋宽19英寸（实际使用宽度440mm左右），限制了r垫宽高之和。综合考虑，采用4块衬垫保护仪器，前后各两块，衬垫相应模具箱内尺寸为650mm×220mm×160mm。
（2）避让脆弱部分。前后面板中的按键、接头、液晶等处容易在跌落冲击中产生应力集中或容易破坏，这些部分需避让10mm左右，防止其在跌落时损坏。
（3）细节设计。为方便泡沫膨胀填充模具，模具各棱角处应留有不小于R5的圆角，方便成型料过渡。设计中注意避免既窄又深的槽，这些部分成型料很难膨胀挤压进去，特别容易涨破薄膜袋，使衬垫制作失败。设计衬垫如***3所示。
（4）模具材料选择。为方便操作、节省成本，模具箱只做一个即可，模具芯需要更换。为方便使用，模具应该选择密度较小的材料，减轻模具重量。实际操作中可能出现模具表面阻碍薄膜袋沿模具表面滑动，使薄膜袋涨破的现象，所以接触薄膜袋的模具各面应光滑，并且刮蹭后不易起毛刺。综合考虑，模具箱主体采用木板，模具芯和模具箱内侧面采用聚乙烯材料。
2.2 试验
根据2.1设计的衬垫做出实物进行多次试验后发现，衬垫能较好地保护仪器，满足跌落要求。但产生衬垫制作成功率较低，薄膜袋经常涨破，漏出成型料，需要经常清理模具箱，生产效率较低。
2.3 原因分析
经过分析，薄膜袋涨破的主要原因如下：
（1）成型料用量过大。通过增大薄膜袋长度、减小成型料用量，衬垫成功率有所提高。但即使降低到不能完全充满模具的状态，也没有得到满意的成功率。
（2）成型过程操作困难。观察发现，成型料从机器中流出后的前5秒内，成型料还未充分混合，体积变化很小，5秒-20秒内成型料混合后体积迅速膨胀，20秒后成型料基本定型，很难再压缩。为获得符合要求的衬垫，需在前15秒内将装入成型料的薄膜袋放在模具中的合适位置，并合上模具箱盖，等待成型料膨胀，充满模具箱。如果15秒内没有合上模具箱盖，衬垫会膨胀到凸出箱盖，很难再合上箱盖。本次设计的包装衬垫太长，出料时间约10秒，还未将薄膜袋放入模具中，薄膜袋中的成型料就已经开始膨胀；薄膜袋放入模具箱中后，没有足够的时间将薄膜袋展开在模具箱中，然后就必须迅速合上箱盖，这使得薄膜袋分布不理想。在薄膜袋分布过少的地方，成型料很容易涨破薄膜袋。
2.4 改进设计
根据试验分析和应用反馈，对衬垫模具进行了以下修改。
（1）减小衬垫长度。通过对成型过程分析发现，包装衬垫太长，将4块衬垫改为8块衬垫，减小每块衬垫长度，为薄膜袋在模具箱中展开提供足够时间，增加模具的可操作性。
（2）添加标识。为指导包装，各衬垫增加标识，能简单区分各衬垫，如***4所示。
经过多次试验，衬垫成功率提高明显且方便包装。衬垫实物如***4（b）所示。
3 结束语
通过对衬垫模具进行分析，改进模具设计，增加了衬垫模具的可操作性，提高了制作衬垫的成功率，提高了衬垫的生产效率，为批量包装提供了保证。
参考文献
[1]《塑料模设计手册》编写组.塑料模设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.
模具设计篇8
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
模具设计篇9
关键词：材料；热处理；配合
1概况
自从公司技改后，带式输送机也适应市场需求，向着大功率、大运量、长运距跨越式发展。成批量的零件需要冲孔、折弯，原来的小型冲床已无法满足要求，于是新增了400吨压力的冲床，基本满足了生产需要。到现在公司已设计了20多套模具，有小冲床用的，有大冲床用的；有冲孔的，有压弯成型的；有板材，有型材；有单孔，有多孔；有单序模，有复合模；有螺栓连接的，有镶嵌的；板厚从6mm到14mm,现在略作总结与大家交流学习。
2冲压模具设计介绍
首先了解模具的结构组成，如***1，这是设计的一个通用配盘冲孔模具,处在下死点位置，只需更换上下模具就可以了,闭合高度380mm。
（1）上下底板是主要的工作平台，材料为HT20-40、ZG45、QT40-17，具有良好的吸震性能，板上有两个导套孔和冲床固定的T形螺栓孔，还有模具安装孔。铸件不得有气孔、夹砂、缩松等缺陷，在500°C～650°C内人工时效处理。上下平面平行度公差等级IT7、IT8，对应导套、导柱配合精度分别为H6/h5、H7/h6。
（2）采用滑动导向模架，滑动导柱、导套采用20#钢，经过渗碳、淬火达到硬度HRC58～62，比较耐磨。要求导柱和导套配合后的间隙值0.007～0.022，圆柱度、跳动度、同轴度、粗糙度都有较高的要求，保证平稳滑动，无偏斜紧涩现象，工作时每班要用油一次。
（3）垫板、模座板、卸料板材料为45#钢，垫板留槽形口，便于马上底板安装。同时与模座板配钻，预留定位凸台便于安装。模座板是安装凸模用的，预留安装孔便于拆卸更换模具。卸料板安装于下模座上抬高10～20mm 就可以了，便于拆卸设计螺栓连接。
3凸模、凹模设计。
a.首先可行性分析，板料最常见Q235-A，厚度不超过14mm。
b.计算成形工艺力，普通平刃冲裁P=1.3Ltζ≈Ltδb
L为刃口周长，t为材料厚度，均以毫米计。
δ值（kg/mm2）k=0.4～0.65,波形刃口高度差大时取小值。
c.间隙尺寸公差。
d凸=（dmin＋x)－δ凸
D凹=（dmin＋x＋Zmin）－δ凹δ凸、δ凹为凸、凹模制造偏差、按不同加工方法取值。
普通冲裁参照IT6～7级取值。
d.凸、凹模配置加工基准件的制造偏差取冲裁件的1/4。
Dmin――冲裁件内形的最小极限尺寸。
Δ――冲裁体公差。
e.冲裁模材料为40Cr、T10A，调质硬度HRC48-52或HRC56-60。模具材料要求具有磨损抗力、变形抗力、断裂抗力、和抗擦伤、抗咬合能力，和一定的使用寿命。
f.压弯模具要考虑回弹量，一般为1-130″左右，板材最小折弯半径相当于板厚，产品试制后要进行压力试验，满足产品要求。冲裁模要检查切边是否光滑无毛刺、变形等，方为合格。
以上对冲模设计的要点做了介绍，希望能对大家有所帮助。
参考文献：
[1]成虹.冲压工艺与模具设计[M].电子科技大学出版社,2000.
模具设计篇10
【关键词】板料冲压;模具设计;前言技术;问题
随着我国社会主义市场经济的管理体制的不断完善，国内工业化生产领域之中的经济，也逐渐随之进入到蓬勃发展的新型历史时期之中。广大社会成员在自身生活、学习以及工作节奏不断加快的同时，对于工业化模具生产流程的执行效率，也提出了更为严格的诉求内容。如何在不影响各项模具生产作业流程的基础之上，实现工业化生产速率的推进，就成为了相关技术人员的重点研究课题。
一、简析板料冲压成形工艺的相关内容
板料冲压是在工业化生产技术不断完善和发展的当今市场经济环境中，产生并得以发展的一种全新的生产技术。板料冲压成形工艺的应用，在结合传统工业化模具生产技术的基础之上，对其中一部分的生产流程进行了补充与完善。在通常情况下，新型板料冲压成形工艺的应用，其实际的生产作业原理，主要是通过结合应用冲模的生产技术，使得目标模具的原材料加工对象，能够在巨大冲击力度的带动下，出现材料分子之间的相互分离。用肉眼观测就是被加工的工业化原材料生产对象，在短时间作用力度的影响下出现变形的作业生产现象。根据相应工艺加工流程之中，技术人员应用于工业原材料加工对象之上的作业温度高低指数的各不相同，可以将这一冲压成形工艺的应用种类，进一步划分为冷冲压变形与热冲压变形，两种作业模式截然相反的类别归属范围。
二、工业模具生产设计中的前沿技术分析
1.生产设计中的积分单元技术。工作人员将传统单元积分的计算方法，转变成全阶积分的应用模式，有效提升了整个模具生产参数信息核算的执行效率。相比传统单元积分模式的应用，新型前沿技术种类在实践环节内具有核算过程简洁、计算难度较低，以及结果预估较为精准，几项比较具有代表性的应用优势。在必要时，技术人员还可以通过结合应用位移参数协调的技术生产方式，更好的缓解在模具设计参数核算环节内，容易出现的数值欠缺的弊端性管理难题。2.生产设计中的回弹模拟技术。在工业化模具生产的实际作业环节内，各种整体刚度指数较高的施工材料，为以往模具成型后回弹指数的掌控带来了不小的难度。工作人员在进入到二十世纪八十年代过后，逐渐认识到模具回弹参数大小测量结果的精准度，有时能够对整个工业模具生产对象应用质量的好快，产生直接显著的影响。在模具生产制造若干类型前沿性生产技术的应用种类之中，回弹模拟技术手段的应用，就在一定程度上为参数信息核算控制力度的提升，提供了强有力的前提保障。在通常情况下，技术生产人员习惯将回弹作业技术结合应用在模具工业生产，板料成形指数分析以及模拟回弹的操作流程之中。经过多次反复的实验以及数据测量结果的统计，技术人员可以得出结论，模具生产对象回弹数据的大小，能够同时受到生产过程中各种主观或者客观因素的影响。即使在相同的生产作业环境下，同样材质的模具原材料所生产出来的成品，其在回弹变化方面所产生的数据内容的大小也可以有所不同。需要技术人员尤为注意的是，由于模具加工过后的原材料回弹，是一个加工材料在模具约束力度缩小后，产生的一种自平衡状态调节的变化过程。技术人员在设计回弹技术的预设方案时，各项力度掌控指标的构建，应当尽可能遵循原材料加工对象膜内实际的受力指数。也可以通过应用壳单元模拟数据统计的方式，更好的保障制定模具生产对象的使用周期。3.生产设计中的快速计算技术。在工业化模具生产作业的实际作业过程之中，快速计算技术的应用，是在依托于计算机数据信息处理技术的基础之上，产生和发展的一种全新的工业模具生产手段。在我国社会主义当下的工业化加工市场之中，汽车工业各种零部件工业模具的加工和生产，都是在快速计算前沿类技术种类应用的前提下得以实现的。在快速计算技术实际应用的核算环节内，计算机数据处理核心之中的CPU芯片，是与工作人员模具生产效率息息相关的核心处理设备。在通常情况下，技术CPU快速计算而实施的冲压成形工艺，其实际的生产计算数据测量需要耗费的时间，基本控制在0.5秒到2.0秒的变动范围之内。在等效拉伸类工业化生产模型的构建过程中，技术人员还能能够通过应用快速计算的前沿性生产技术，实现对板料核算结果的规模化验证。将板料核算的参数比例放置在虚拟作业的生产环境之中，对即将产生的模具成品的应用周期做出精准的预测。通过快速计算资源共享的网络***处理模式，模具生产参数的设定将在第一时间存储在核心处理设备之中。为以后同种模具的生产提供更加准确的参数依据，最终实现提升工作人员生产执行率的发展目标。
三、结论
总而言之，板料冲压成形工业化生产技术以及各种模具生产前沿技术的应用，是在社会信息化工业生产技术应用水准不断提升的前提下，产生的一种全新的流程生产模式。技术人员要从基本概念以及应用特征等不同的认知视角，全面了解板料冲压成形的基本理论。才能在灵活应用各种前沿模具生产方式的基础之上，更好的提升工业化模具生产的效率与质量。
作者:韩辉辉 单位:重庆工业职业技术学院