发布时间：2023-09-24 15:40:02
绪论：一篇引人入胜的模具设计国家标准，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号：TG316 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（c）-0000-00
作者简介：赵伟丰（1993-），男，浙江省台州市，本科，学生。
前言
机械模具的设计与制造已经成为我国制造业的主要的研究课题，在机械制造模具成型阶段的模具设计是至关重要的，在我国的机械制造模具设计主要就是塑料模具、冲压模具、压铸模具等，在上述的三种模具类型中，塑料模具的设计是比较受关注的，在塑料模具设计的研究中主要是注射成型模具的设计与研究被作为重点来研究，注射成型：是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，而后由往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。现在我国对注射模具设计的研究比较关注，对于机械制造模具设计的研究有利于机械制造业乃至我国工业企业的飞速发展[3]。
1 模具设计与制造的研究现状
目前，我国模具设计主要有三种形式：冲压模具约占50%，塑料模具约占43%，压铸模具约占4%，其他类型的模具约占3%。现在塑料模具设计已经占有模具设计的重要方向。虽然，我国的模具设计总量已经达到了一定的规模，模具的设计水平也达到很高的水平，但是与世界发达国家比较模具的设计水平总体还是落后于美、日等科学技术发达的国家。在国内很多的大型、精密的模具占设计总比例不足25%，而其它发达的国家对于模具大型、精密的模具设计占总量的50%，针对这种情况国家对于塑料模具的设计水平深入的研究，近年来，虽然我国模具进出口结构在不断完善，制作水平也不断提高，但相对发达国家而言，我国的设计和制造水平在整体上还处于落后的状况[4]。
2 机械制造模具成型设计
机械制造模具成型设计对于机械加工业是至关重要的，应该进行仔细的设计研究与分析，在模具设计阶段接受任务书后就应该对模具设计图纸和模具原材料进行审核，并注明采用塑料的牌号、透明度等。对于机械制造模具的技术要求进行仔细的研究，生产出来的模具能够满足设计要求，保证生产出来的产品能够满足加工和设计的要求，机械模具生产出来的零件的尺寸和技术要求能够满足其自身的要求。
3 注射模具设计
（1）注射模具设计中应考虑哪些问题：
考虑冷却过程中塑料收及补问题。如何通过模具设计来控制塑料在模具内结晶、取向和改善制品的内应力。如何选择浇口和分型面。制件的横向分型抽芯及顶出的问题。模具的冷却或加热问题。模具有关尺寸与所用注射机的关系，包括与注射机的最大注射量、锁模力、装模部分的尺寸等的关系问题。如何使模具总体结构和零件形状更加简单合理，使模具具有适当的精度、表面粗糙度、强度和刚度，以便于制造和装配。
（2）注塑模具的设计步骤
（a） 塑件分析
需要明确两点：塑件设计要求和塑件生产批量。明确塑料设计要求时，要仔细阅读塑件制品零件图，考虑成型工艺的可行性和经济性时，要围绕制品的塑料品种、塑件形状、尺寸精度、表面粗糙度等进行，如果有必要修改材料种类和结构时，可以产品设计者进行商讨，看有无可能性。明确塑件的生产批量，如果生产量少，可使用简单模具，以节约成本；如果生产量大，首先要保证塑件质量，其次要考虑怎样缩短生产周期，提高生产率，此时可考虑尽量采用一模多腔或高速自动化生产，因此管理者要对模具的推出机构，塑件和流道凝料的自动脱模机构提出严格要求。除以上两点外，还需要计算塑件的体积和质量，这是为了选用注塑机，提高设备利用率，确定模具型腔数[5]。
（b） 注塑机选用
首先要确定模具的结构，可以根据塑件的体积或重量来完，其次初步确定注塑机型号，并了解它与设计模具有关的技术参数，如：注塑机定位圈的直径，喷嘴前端孔径及球面半径，注塑机最大注塑量，锁模力，注塑压力，固定模板和移动模板面积大小及安装螺孔位置，注塑机拉杆的间距，闭合厚度，开模行程，顶出行程等。
（c） 模具设计的有关计算
计算凹、凸模零件工作尺寸；确定型腔壁厚，底板厚度；确定模具加热、冷却系统。
（d） 模具结构设计
塑件成型位置及分型面选择；模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置；模具工作零件的结构设计； 侧分型与抽芯机构的设计；顶出机构设计；拉料杆的形式选择； 排气方式设计。确定模具总体尺寸，选购模架。模架已逐渐标准化，设计者可根据生产厂家提供的模架图册，选定模架，在上述设计的基础上初步绘出模具的完整结构图[6]。
（f） 模具结构总装图和零件工作图的绘制
绘制模具总图时，必须符合机械制图国家标准。其绘制原则与一般机械图画法相同，目的都是为了更清楚地表达模具中成型制品的形状、浇口位置的设置。在模具总图的俯视图上，可将定模拿掉，只保留动模部分的俯视图。模具总装图应该包括模具闭合尺寸，外形尺寸，特征尺寸（与注塑机配合的定位环尺寸），装配尺寸，极限尺寸（活动零件移动起止点）及技术条件，编写零件明细表等，这些都是必要总装图是必须具备的。
4 结语
在社会信息化和经济全球化的时代背景下，模具行业呈现出以下发展趋势：产品更大型、更精密、更复杂、更经济；生产技术正向着专业化、数字化、信息化、自动化、无图化、精细化方面发展；整个行业则向着产品品牌化、设备精良化、技术集成化、管理信息化、经营国际化的方向发展。
为了适应国际市场以及满足我国工业产业的发展需求，在现代工业发展技术水平的要求下，应该在机械模具设计与制造的技术方面加大研究的力度和发展的方向。我国的模具设计和制造水平在不断的发展和提高，我国未来的机械制造模具设计和制造的发展方向就是向更大型、更精密、更环保、更多技术含量的方向发展[7]。
参考文献
[1] 伍先明，王群. 塑料模具设计指导[M]. 北京： 国防工业出版社， 2006.
[2] 朱光力， 万金保. 塑料模具设计[M]. 北京： 清华大学出版社， 2003.
[3] 刘钵， 陈利民. 热塑性塑料注塑工艺参数优化设计[J]. 工程塑料应用， 2005，36（4）： 8-11.
[4] 翁其金. 塑料模塑成型技术[M]. 北京：机械工业出版社， 2001.
随着我国职业教育事业的发展，其为社会输出了各个领域的技术性人才，为社会发展和国民经济发展做出了一定的贡献。随着我国模具生产技术的现代化发展和广泛运用，如今模具设计与制造已经成为职业教育的重要专业，因此，如何做好冲压模具设计与制造实训教学成为职业教育院校考虑的重要问题。职业教育院校需要注重结合当前模具市场的需求，以提高学生的模具设计与制造技术水平作为教学方向，从而促进模具技能型人才的培养。
一、冲压模具设计与制造实训培养的必要性
目前，我国的职业教育院校主要采用的模具设计与制造实训课程主要是以学科门类作为依据，通过理论与实践并行的方式进行教学。该种教学方式可以使学生全面综合地掌握理论知识和实践能力，但有很多院校无法正确掌握该种教学方程的课程设置程度，导致存在理论知识过多，理论知识与实践教学分离等情况，无法体现良好的教学效果。如果学校过于注重理论知识教学，学生则会认为教学内容比较空洞，无法联系实际，也就难以提高学生的动手操作能力。而且学生在缺少实训环境的情况下，会出现学习困难的情况，影响学习兴趣和学习质量。如果学校将理论教学和实践教学完全分开，则会使学生在学习过程中无法将理论与实践良好的结合，仍然会导致学生出现缺乏实际动手操作能力的情况。
二、冲压模具设计与制造实训的要求与内容
职业教育院校在进行冲压模具设计与制造实训教学时，需要注重培养学生自主分析问题和解决问题的能力，并全面掌握冲压工艺。模具设计等内容及方法，能够独立解决加工规程中出现的问题。冲压模具设计与制造实训需要帮助学生树立正确的设计思想，并需要全面考虑设计与制造的实用性、经济性、安全性等，并及时学习和掌握最新的模具技术，通过查阅资料和自主分析，设计合理先进且图面整洁、符合国家标准的方案，并需要保障编制的模具零件加工规程符合实际生产标准。
冲压模具设计与制造实训的教学需要根据学生的特点进行，让学生能够充分了解冲压工艺过程设计、冲压模具设计及编制模具零件加工工艺规程，并掌握工艺、设计与制造之间的关系，从而能够独立设计中等复杂程度的冲压模具和编制模具零件制造工艺能力等。
三、冲压模具设计与制造实训的教学方法研究
职业教育院校首先需要注重冲压模具与制造实训的选题和流程的设计，即明确教学实训任务，并根据任务制订实训计划，在经过决策和实施实训计划后，根据评估反馈了解实训技术的效果。目前，各个职业教育院校的实训车间主要有两种，一种是单一功能实训车间，另外一种则是多功能实训车间，其中多功能实训车间运用比较普遍，其主要是为了某个职业而专门设计，能够满足该职业多种职业功能的要求。该类实训车间可以按照工序分为不同的区域，教师还可以利用多媒体和CAD设计进行指导，从而解决学生存在的问题。
职业院校还需要进行实训的组织和时间安排，如可以将模具设计阶段安排为两周的学习时间，该段时间主要让学生利用设计软件进行模具设计，随后再进行制造与装配的学习，可以设计为六周，最后让学生完成试模和说明书编写，设计为一周。
本文主要针对拖拉机垫片的教学及工艺进行分析，首选需要确定拖拉机垫片的工艺方案，如先落料再冲孔，采用单工序模生产；落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产，通过比较学生应当选择第二种方案。随后学生需要进行工艺力的计算，确定排样形式和裁板方法，并进行材料利用率的计算以及压力中心确定等，最终选定合适的压力机。另外，学生还需要全面掌握模具零件的加工过程、模具装配过程及试模与调整过程，最终试冲出合格产品。
综上所述，随着我国工业行业的不断发展，模具制造作为工业生产中的重要因素，其对我国工业行业的发展起到非常重要的作用，因此，职业院校作为培养技术性人才的主要场所，其需要加强冲压模具的设计与制造实训教学。
参考文献：
[1]陈乐平，单磊，陈健，等.冲压模具设计与制造课程教学模式的设计探讨[J].教育教学论坛，2014（46）：178-180.
中图分类号：TG386 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）009-000-02
目前我国制造行业中，机械模具的实际应用可有效的提高生产效率，因此其已成为现阶段制造业的研究热点，其中模具成型阶段的模具设计对整个机械制造效率影响较大，所以模具设计需参考相关国家标准和国外先进技术水平。同时我国的机械制造模具设计采用的技术种类繁多并各具优缺点，可用于不同用途的机械制造。因此对我国机械制造模具成型设计进行研究分析具有重要意义。
一、模具设计与制造的研究现状
目前我国的模具设计与制造领域还处于向世界先进水平的学习阶段，自主创新程度不足。与国际先进水平相比，我国整体模具工业水平差距较大，尤其模具加工在线测量和质量管理差距超过15年，具体为模具使用寿命低以及生产周期长，特别是一些精度要求高的模具，其寿命不到国外先进水平的40%[1]。而目前我国模具设计发展较快，不仅模具的设计水平较高，同时模具设计总量已达到一定规模。与一些发达国家的模具设计相比，我国模具的设计水平还具有较大的发展空间。特别是大型、精密的模具的实际设计应用比例较低，不到其他发达国家的50%，这主要是由于我国制造行业的研发能力、精密加工设备、人员专业素质和创新意识的不足造成的。这也使得我国的模具设计和制造领域差异性发展，中低档模具出现供过于求的现象，而大型、精密的高技术模具则主要依靠进口。因此我国的模具设计和制造领域的发展必须依靠模具成型技术、设备加工精度和产品质量的不断提高。
二、机械制造模具成型设计
机械制造模具成型设计是机械加工业的重要技术环节之一，其设计的好坏直接关系到模具成型质量，因此应该进行严格的设计研究和分析。设计人员接受模具成型设计任务书后，应对设计图纸和模具的原材料进行严格检查，需对这些材料标注具体性质信息。同时也需对机械制造模具的技术要求进行仔细的技术分析，使得生产出的模具的相关参数符合设计要求，进而保证利用模具生产产品可达到企业加工和设计要求。还需对模具尺寸进行精细计算，确保加工零件的尺寸和技术参数满足模具成型设计任务书的具体要求。对于机械制造模具成型设计步骤，本文以注射模具设计为例进行具体说明。
1.模具成型设计考虑的问题
注射模具设计是机械制造领域中比重较大的一类模具成型设计，其具体设计应考虑：首先是塑料材质选择，其是否符合设计任务书的要求以及冷却过程的收及补问题。其次是模具浇口和分型面的具体类型和参数，同时也需考虑模具制造过程的冷却或加热对模具的性能影响。最后是根据模具尺寸合理选用注射机，注射机选型应考虑注射机的最大注射量、锁模力以及模具尺寸等参数，保证模具结构和零件形状简单实用，整个模具的精度、表面粗糙度和刚度符合设计任务书的要求，便于模具制造和加工[2]。
2.模具成型的设计步骤
（1）塑件分析
塑件分析的两个重要考虑因素是塑件设计要求和塑件生产批量。确定塑件设计要求时，应根据塑件制品零件图、成型工艺的实用性和经济性进行设计，要明确塑件性质、形状要求、尺寸精度和表面粗糙度等相关技术参数，如塑件的相关技术参数需变动时，应与产品设计人员进行商讨变动可能性。塑件生产批量对塑件生产成本影响较大，对其进行分析时，首先应明确塑件的生产批量，根据其选择合适的模具，如生产批量较小，可考虑使用简单模具，降低生产成本。而生产批量较大时，在保证塑件质量的前提下，尽量缩短生产周期，提高生产效率，可考虑使用一模多腔或高速自动化生产模式，同时也应严格要求模具推出或脱模机构的控制使用。除了上述两种重要考虑因素外，塑件分析过程应计算塑件的体积、质量和模具型腔数量，为接下来的注塑机选用做好前期准备工作。
（2）注塑机选用
根据塑件分析对塑件的体积和质量计算确定模具的结构，再进行注塑机型号的选用，明确其与模具设计相关的技术参数。这些技术参数主要包括注塑机最大注塑量，注塑压力大小，安装螺孔位置，注塑机模板面积、定位圈和喷嘴等相关构件尺寸，进而保证注塑机型号可以满足实际模具设计需求。
（3）模具成型设计计算项目
完成注塑机型号的选用后，可进行模具设计计算项目，明确具体技术参数，如凹凸模尺寸计算，型腔壁厚和底板厚度的确定，以及模具加热、冷却系统的选型和设计。
（4）模具成型结构设计
模具成型结构设计应主要明确以下相关参数，首先是塑件成型位置以及各分型面的实际应用。其次是模具型腔数量、型腔排列的选择。再次是模具相关零件、顶出机构以及排气方式等相关设计。最后是根据模具总体尺寸选择适当的模架，目前模架型号已标准化制造，可根据实际要求直接购买。通过上述参数的确定，进而绘制完成的模具成型结构图。
（5）模具成型相关图纸绘制
模具成型相关图纸绘制主要包括绘制模具总装图和零件工作图，其绘制过程应严格参照机械制图国家标准和相应的行业规范，其绘制原则与常规机械图画法基本一致，需明确模具成型的形状和浇口位置。同时制模具总装图的俯视图中，可去除定模部分，只保留相应动模部分。模具总装图应包括模具外形尺寸，装配尺寸、极限尺寸以及技术条件等，并编写相应的零件明细表。
3.机械制造模具成型设计的相关技术
（1）计算机CAD/CAM辅助设计软件
机械设计和辅助加工制造技术的大量应用，有效提高机械设计制造的研发效率，促进现代制造业的研究开发工作，我国模具成型设计发展得益于计算机CAD/CAM辅助设计的发展应用。该技术可通过计算机进行模具成型模拟设计，进而有效提高设计效率。同时该技术可以与数字、数控等技术联用，既可进行开发设计过程中各种信息的定量表达、存储和控制，实现模具成型设计全局优化运算，也可通过数字建模和仿真模拟和动态分析优化设计思路和要求，同时其可有效降低模具成型设计和改造成本，缩短模具成型设计时间，提高模具成型设计效率。目前计算机CAD/CAM辅助设计软件的开发利用，实现模具软件应用的集成化、网格化发展。如Power Solution CAD/CAM集成化系统，其可完成几何建模、工业设计和制图、仿真分析、数控编程、测量分析等多种功能设计，同时该系统的各功能模块相对独立，也可使用数据接口与其他系统联用运行，体现该系统的开放性和兼容性。
（2）模具成型三维化设计软件
传统的模具成设计是二维设计过程，其已不适应现代制造行业的发展要求。而采用模具成型三维化设计软件可以立体直观的设计模具，设计出的三维数字化模型便于产品结构的CAE分析、模具性能评估以及加工成型过程模拟。如Pro / E和CATIA等软件的使用，可进行模具并行工程设计。专业3D注塑模设计软件，可实现3D型腔、型芯结构、模架配置及结构设计优化。如Moldflow Advisers三维真实感流动模拟软件、3D Quickfill、HSC 3D4.5F、Z-mold等软件实际设计应用效果良好。
（3）模具成型设计相关的制造技术
机械制造模具成型设计过程中，对模具的加工精度和强度有严格的技术要求，而常规的模具设计制造技术满足不了这些要求，使得模具成型设计的实用性降低，同时也浪费相应的设计成本，因此需要采用先进制造技术满足技术要求。目前可采用的先进制造技术主要包括以下3种：首先是电火花加工技术，该技术是利用火花放电产生的瞬间高温蚀去金属进行模具的加工成型。该技术分为电火花穿孔成型加工和电火花线切割加工两种，电火花穿孔成型应用在型腔加工环节，而电火花线切割加工主要用于注射模、压铸模和热锻模等模具型腔成型作业[3]。其次是高速切削加工技术，该技术主要利用高速切削对高硬度、耐磨损模具材料进行加工处理。与传统模具设计与制造相比，高速切削加工技术可有效提高模具加工效率，保障模具制造质量。最后是快速模具制造技术，该技术是快速成型技术（RPM）与常规模具制造技术的有效结合，其可以大量缩短模具设计开发时间，有效提高生产效率，节约生产成本，已成为模具设计与制造的重要技术方法。其主要包括基于RPM原型的精密铸造模具、喷涂法、熔模铸造以及直接制造金属模具等具体技术方法。
三、结语
通过本文对模具设计与制造的研究现状以及机械制造模具成型设计的阐述分析来看，与国际先进水平相比，我国机械制造模具成型设计水平差距较大，需增加模具成型设计与制造领域的研究力度，采用新设计软件和先进模具制造技术，确保机械制造模具设计和制造向大型化、高精度、环保以及技术含量高的方向发展。
参考文献：
