模具设计范文10篇

一、北京产业结构调整分析

北京作为首都，已在全国率先发展成为服务型城市。高端服务业、高新技术产业和文化创意产业将会占据明显优势，成为北京产业结构调整的发展趋势。北京发展正面临成本约束、空间约束以及环境约束三大约束，这也导致北京产业发展进行结构升级。上述约束条件要求产业发展做到价值链上高端化、体量上轻型化、生产上清洁化，着力培育服务经济、总部经济、平台经济等经济形态。在新技术、新产品、新模式、新业态上，北京市重点发展新能源装备、环境污染检测及治理设备，打造以机器人、3D打印机、高档数控机床和智能微电网为代表的智能产业集群。

二、3D打印技术领域人才需求分析

2015年5月28日，国务院正式印发《中国制造2025》，明确指出3D打印技术已成为我国加快实现智能制造的重要技术手段。3D打印作为制造业有代表性的颠覆技术，需要的人才分为技术型人才、应用型人才和商业型人才。高职院校人才培养目标是技术技能型人才，主要工作是3D打印技术在市场的具体应用。3D打印技术产业人才需求岗位主要有:数字化设计、数字化制造、模具钳工。数字化设计主要工作任务:模具设计、产品设计、工业设计。数字化制造主要工作任务:模具制造、3D打印制造。模具钳工主要工作任务:钳工修模、钳工试模、钳工装配。

三、模具设计与制造(3D打印)核心职业能力

1．模具设计与制造(3D打印)人才培养的两条主线(1)典型机电产品数字化设计能力:主要是指运用CAD/CAMPROE，AutodeskInventor，Professional(AIP)等软件，进行机电产品数字化设计。(2)典型产品3D打印技术能力:主要具备3D测量技术与逆向工程、产品造型与快速制造技术生产制造能力2．模具设计与制造(3D打印)核心职业能力通过分析模具设计与制造(3D打印)核心职业能力典型机电产品数字化设计能力和典型产品3D打印技术能力，总结出必须具备的七项职业能力。分别是:具备绘制和识别机械图样的能力;具有操作普通机床、数控机床加工零件的能力;运用CAD/CAM进行数字化设计;具备产品造型三维设计能力;具有3D打印制造的工艺设计、工艺实施能力;具有能够完成3D测量、3D打印的先进制造技术的能力;具有熟练进行产品检验和质量管理的能力。(1)具备典型机电产品数字化设计能力。数字化设计能力主要包括:①能够创建零件实体三维模型;②能够应用曲面特征构建零件实体三维模型;③能够将元件组装为部件;④能够创建三维零件模型的工程图;⑤能够进行机构运动仿真设计;⑥会使用逆向工程设备。(2)具备典型产品3D打印技术能力。3D打印制造的工艺设计、工艺实施能力和具有能够完成3D测量、3D打印的先进制造技术的能力属于3D打印的工艺与制造能力。主要包括:①能够操作测量设备对工件进行测量，获得3D数据;②会操作计算机进行测量数据拼接;③使用3D设计软件进行建模，使测量结果形象化;④具备基准3D数据与3D模型进行比较，以“点云”评价找出最大偏差值的能力;⑤具备使用快速成型设备及辅助工具完成对被测件的制造;⑥能够对快速成型件进行后处理。

一、塑料制品材料的选用对模具设计的影响

一般来说，并没有不好的材料，只有在特定的领域使用了错误的材料。因此，设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能，并仔细测试这些材料，研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易弯曲，则常被应用于外壳。这是材料选用的大框，其次，还要根据填料和增强材料继续选择。

（一）根据填料和增强材料进行选择的分析

热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物及玻璃体填充等种类产品。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度；矿物和玻纤则具较低的增强效果，主要用于减少翘曲。玻璃纤维会影响到成型加工，尤其会对部件产生收缩和翘曲性。所以，玻璃纤维增强材料不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料来替代，而不会有尺寸改变。玻璃纤维的取向由流动方向决定，这将引起部件机械强度的变化。试验（从注射成型片的横向和纵向截取了10个测试条，并在同一个拉力测试仪上对它们的机械性能进行了比较）表明，对添加了30％玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂，其横向的拉伸强度比纵向（流动方向）低了32％，挠曲模量和冲击强度分别减少了43％和53％。

在综合考虑安全因素的强度计算中，应注意到这些损失。

在一些热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂来改变它们的性质。由这些添加剂产生的性能变化必须认真地从手册或数据库中查阅，更好的是听取原材料制造厂家的专家的技术建议。以选用最为合适的材料。

摘要：采用有限元分析算法来设计钣金模具，重点解决凸凹模问题，较好解决拉深中的断裂和起皱，具有较高的应用价值。

关键词：钣金模具；有限元；设计

在航空制造领域，钣金零部件应用非常广泛。钣金零部件一般包括蒙皮类、梁类、框肋类和壁板类等几大类。钣金零部件是飞机整机结构中最重要和最关键的零部件，大约占飞机所有零部件总数的50%以上。在航空制造过程中，钣金零部件由于具有质量好和成本低的优点，应用比例越来越高。由于航空制造业的特殊性，钣金零部件体积一般都非常大，形状多以自由曲面等复杂形状居多，导致设计及数控加工的难度倍增，这也一定程度决定了钣金模具的设计周期非常长和设计难度非常大。如何提高钣金模具的设计质量和降低设计工作的劳动强度，同时提高设计效率，是摆在钣金模具设计工程师面前的一大难题。在飞机钣金模具设计中，具有钣金零部件种类繁多并且形状复杂的特点，一般生产批量非常小和批次多，且随着现代航空技术的发展，飞机钣金零部件自由曲面和形状不规则的所占比例越来越高，这就导致了钣金模具设计工程师工作任务非常重。目前的钣金模具设计技术与达到实用化水平还有很大差距[1]，钣金模具设计的很多瓶颈问题还未攻克。

1有限元分析简介

有限元分析最初是应用于航空器的结构强度计算的[2]，随着计算机技术的高速发展，有限元分析算法由于其效率高的优点几乎应用于所有的科学和工程计算领域，是当今工程界应用最为广泛的数值分析算法，它具有比较好的通用性和有效性，在机械设计领域也应用十分广泛。有限元分析是基于变分原理的一种求解数学物理问题的数值计算方法，采用的基本数学思想是将连续的求解域离散成为一组有限单元的组合体，这些组合体能无限逼近求解域，找到最优解。有限元分析的计算步骤分为3步：1）预处理。根据具体的工程问题要定义求解模型，一般包括这些方面：定义几何区域、定义单元类型、定义单元的材料属性、定义单元的几何属性、定义单元的连通性、定义单元的基函数、定义边界条件、定义载荷。2）求解过程。求解的原理是采用加权残值和泛函极值等两种方法，利用数值离散技术，将单元封装到整个离散域的总矩阵方程中，封装是在相邻的单元节点完成的，状态变量及导数的连续性是建立在上面的节点处，总矩阵方程的求解可以用直接法和迭代法两种，求解结果是单元节点处状态变量的无限近似值。3）求解值的评价。要对所有的解依据科学的准则进行分析和评价，对所有解进行分析和评价是为了后面工程设计中更好地应用这些结果。

2钣金模具快速设计系统

摘要:针对覆铜钢片原材料成本高、材料来源短缺、供货不及时等现象，采用20号钢替代覆铜钢片，并经优化成形工艺及模具设计后，降低了产品成本，保证了产品质量，提高了生产效益。

关键词:薄壁筒;材料改进;工艺研究;模具设计

薄壁筒剖面图见图1，其表面为Hb2覆铜，壁厚1．5mm，技术要求其内孔的公差为0.018mm，表面粗糙度为0.8，两端面不允许有裂纹等缺陷。原材料为覆铜片冲压时，其材料价格高，生产成本高，售后利润低，且供货不及时。采用20号钢做原材料后，原材料供货市场大，成本低。通过改进冲压工艺、模具及表面处理工艺后，产品质量指标与改进前质量指标相符，生产成本得到了降低。

1工艺设计

1．1工艺方案的制订

对该零件进行分析后，制定了以下两种方案:0.12AФ18+0.43Ф15+0.01850.5+0.500.8AT图1薄壁筒示意图1)下料→退火→表面处理→冲压→退火→表面处理→冲压→滚光→切口→检验→表面处理;2)下料→表面处理→冲压→退火→表面处理→冲压→表面处理→冲压→滚光→切口→检验→表面处理。经反复比较论证上述两种方案，最终采用了第二种方案。

论文关键词:塑料模具设计；材料；选用

论文摘要:随着塑料工业的飞速发展及塑料制品在各个领域的推广应用，产品对模具的要求也越来越高。同时也对专业设计人员的经验提出了更高的要求，在塑料制品模具设计时制品材料的选择是决定产品性能的重要因素。还有制品壁厚等问题是辅助设计软件所不能解决的，要需要专业设计人员长时间经验的积累才能做好的。因此本文就塑料制品模具设计中若干重要问题做以简要的讨论。

在我国塑料工业发展中，计算机的应用起到了重要作用。计算机技术在模具设计领域的应用，大大缩短了模具设计时间，尤其计算机辅助工程（CAE）技术的大规模推广，解决了塑料产品开发、模具设计及产品加工中的薄弱环节。更在提高生产率、保证产品质量、降低成本等方面体现出现代科技的优越性。但是现代技术并不能替代专业设计人员的经验，在塑料模具设计时制品材料的选择是决定模具设计时模具材料选用的重要因素。怎样选用合适的材料，是模具设计中一个重要的问题。

一、塑料制品材料的选用对模具设计的影响

一般来说，并没有不好的材料，只有在特定的领域使用了错误的材料。因此，设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能，并仔细测试这些材料，研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易弯曲，则常被应用于外壳。这是材料选用的大框，其次，还要根据填料和增强材料继续选择。

（一）根据填料和增强材料进行选择的分析

摘要:按照“卓越工程师教育培养计划”的要求，工程教育改革的重点要放在加强工程实践教学和技能训练、培养创新思维和创业能力上。因此，天津大学仁爱学院组建了”模具设计与制造实践产学基地”。该基地以教学改革为根本目的，为优化人才培养模式，建设实践教学设施，建设“双师型”师资队伍提供广阔平台。学院在该基地的基础之上不断完善模具设计与制造方向的实践教学体系，促进应用型、创新型工程技术人才的培养。

关键词:工程教育;实践教学;产学基地;模具

随着我国“卓越工程师教育培养计划”的推进，我国的工程教育也发生了巨大的变化，从强调理论学习到重点培养实践能力和技能训练、培养创新思维和创业能力，工程教育的教学模式发生了很大的变化［1］。建设适应工程实践教学需要的新型校内基地的重要性和紧迫性已愈益为众多的高等工程院校所认识［2］。为此，天津大学仁爱学院组建了“模具设计与制造实践产学基地”。该基地的建设以教学改革为根本目的，让师生参与到企业的横向项目中，不断提升科研水平和工程实践能力;并将工程实践总结为工程案例进行教学改革，使教学贴近工程，缩短学生从“校门”到“厂门”的时间，提升学生的就业竞争力。

1基于CDIO模式的人才培养模式的构建

1．1优化人才培养方案。天津大学仁爱学院随着高等教育的改革，提出了“加强基础，拓宽口径，重视实践，培养能力”的办学原则。针对社会对应用型人才的需求和我院模具设计与制造方向的实际情况，学院将机械专业模具设计与制造方向的人才培养定位为:培养掌握较强机械基础知识，具有模具结构设计、模具制造工艺和模具使用方面的知识和能力的高级应用型人才。为培养出专业素质高、实践能力强的毕业生，我院制定了具有独立学院自身特色的机械类应用型模具人才的培养计划与教学实验室建设方案，制定了将CAD/CAM技术引入到教学中，突出应用性、适应性，强化实践能力训练，提高学生对知识的运用能力和不断获得新知识的能力，全面提高人才培养质量。1．2建设以案例驱动、任务导向的课程体系。基于CDIO工程教育模式，在课程教育中让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程［3］。“模具方向实践产学基地”建设之后教师与学生可参与到企业项目中，与企业工程师一起完成项目的研发。通过参与模具的开发锻炼师资队伍，通过教师不断接触工程实践提升自身的工程实践能力。教师还可从项目中遴选工程案例服务于教学，将工程案例以知识相关性为基础拆分成若干个部分，形成若干个子案例，应用于不同课程的教学过程中。在课程教学中调动学生学习积极性，以自主、交互式学习方式进行专业知识的学习。在教学中让学生结组、将教学案例以任务形式布置给学生，学生自主进行查阅资料、讨论后得出结论。不同小组将题目整合后得到课程相应知识点，加强学生对知识点的理解和运用。不同的课程都按照此方法进行案例教学，学生对于同一工程案例涉及的知识点则理解更为深刻，在课程设计或毕业设计环节中可以熟练运用相关知识进行设计，提升工程实践能力。1．3优化学生学习成果评价、注重能力培养、质量评价。对于理论课程，主要采用“工学结合”“实例分析”“任务导向”的教学理念，将专业岗位技能知识融入到教学的重点内容中。使理论教学与实践紧密结合，提升学生的学习兴趣。有些课程的考核方式设置为开卷。旨在培养学生的分析问题、解决问题、创新实践的能力［1］。对于实践教学环节，设计“以案例驱动、任务导向”的课程体系，重点培养学生的动手实践能力，缩短学生从“校门”到“厂门”的时间。因此，这些课程鼓励学生考取政府认定的职业资格证书，学生考到一定的分数便认为通过该门考试。实践教学是对学生实践能力培养的重要环节，将实践教学与国家认证职业资格考试相挂钩，是对学生实践能力的认可及评定，也是我院对应用型人才培养的重要手段。学生既掌握了理论知识，又掌握了职业基本技能，熟悉行业的运作及管理模式，并且有分析问题解决问题的能力，对于将来的就业有极大的竞争力［4］。1．4强化工程实践能力、创新创业能力。通过理论教学和实践教学的有机交叉、融合，显著提高学生的理论水平和实践能力。我系模具设计与制造方向的实践课程有冲压模具课程设计、塑料模具课程设计、机械CAD软件应用实训、计算机辅助模具设计实训、毕业设计等等。这些实践课程中有些题目是来自工厂的真实题目，在完成实践题目的过程中，学生需要从具体的工程问题出发，分析解决这一问题所需要的理论知识，培养工程分析能力。通过在实践操作中不断翻阅相关资料提高了学生理论知识的掌握程度，通过理论联系实际，能够切实提高学生的工程应用能力、创新创业能力。

2实践基地的建设

随着科学技术的发展，模具设计也有着天翻地覆的变化，从早期的CAD辅助设计，一直到现在的CAD、CAM、CAE等一系列的辅助设计加工模拟。步步也离不开软件的辅助，而模具设计的第一步便是塑件造型，而后的一系列设计都是以塑件出发的，当我们从客户手中拿到第一手的塑件图开始，模具设计便从塑件造型开始。在看似简单的塑件造型里，稍有不慎，便会出现错误的造型，特别是刚开始学习模具设计的学生，更是容易出错。然而塑件造型一旦出现错误，不仅影响的是塑件尺寸，结构的错误，更是导致分模不成功的主要因素，同时这错误的塑件一旦投入生产，影响的是模具零件加工，模具结构的错误等等一系列的错误。众所周知，模具的成本是塑件的N倍，塑件错误，模具便是废品，由此造成的经济损失也是巨大的。那我们就塑件造型中常出现的问题一一进行分析，并且找出相对应的解决方法。

1侧孔的建模

在模具设计中，塑件各种各样，但基本都离不开带孔的塑件，大家对孔的建模并不陌生，所用的指令也很简单，拉伸，旋转，扫略等。一般来说，孔的建模不难，但在学生学习中很容易发生错误的一类孔便是侧孔，要不尺寸不对，要不方向不对，在模具设计中把孔分为主方向成型的孔与侧方向成型的侧孔，一般大深孔为主孔，小孔放侧方向成型。为了便于脱模，主方向的孔都设置了一定斜度的拔模斜度，如下图1所示。图2这时候侧孔方向是沿水平方向呢？还是与脱模斜面垂直的方向呢？很多学生在初学时，都是造型成与脱模面垂直的图2的方向，如果是图2的方向，对模具设计有何影响呢?图1的方向，孔为水平方向，成型时侧抽方向是单纯的水平侧抽，而如果是图2方向，那这幅模具设置的抽芯机构必须是斜抽了，同时侧孔的尺寸也不对，而且最后的塑件也便成了废品。那如何解决呢？这主要从两方面着手，一是正确的选择草绘面，草绘面必须选侧方向的与基准面平行的面，而不能选脱模斜面，二是拉伸方向必须选水平侧方向，这两点把握好了，侧孔基本就不会出错。

2拔模斜度的设置

一般来说，为了便于脱模，沿着模具开模方向的每个塑件表面都应设置拔模斜度。拔模斜度设置合理，不仅能保证塑件的尺寸与表面质量，还能降低工艺，降低成本，反之，塑件拔模斜度一旦设置不合理，不仅影响模具的制造，更是影响塑件的生产。所以拔模斜度的设置至关重要，那应如何进行合理的设置拔模斜度呢？针对外表面与盲孔的拔模斜度设置比较简单，以便宜脱模为准，孔以口大里小大方向设置，一般在图中有明确的拔模斜度要求，这样的拔模斜度不易出错，就算错了也能在分模这一步给予发现。但对于小通孔，通常没给予明确的拔模斜度，而是按技术要求中未注拔模斜度值来设置，那方向应如何设置呢？这比较难把握，如下图中上方的小孔，这拔模斜度按正锥方向可以，倒锥方向也可以，对于学生而言，就较难把握，但我们稍微分析下就不难理解，如图3的方向大孔小孔放在同一侧成型（型芯侧），而图4方向，把大小孔分为两侧成型，大孔在型芯侧，小孔在型腔侧，这对塑件有何影响呢？图3图4一个阶梯孔分为2侧成型的塑件，同轴度难保证，模具加工难度较大，但塑件的飞边是在大小型芯的结合处，而不在塑件的外表面侧，塑件表面质量较好，而按图3的方法同侧成型，同轴度能保证，但塑件飞边在小孔的上端，影响塑件的表面质量。因此，应如何选择塑件的拔模斜度的方向应根据塑件要求来进行合理选择，具体问题具体分析，塑件表面质量要求高的，按图4的脱模斜度来设置，同轴度要求较高的按图3的脱模斜度来设置。

3过渡圆角的设置

【摘要】在模具设计制造工作开展的实践性工作流程之中，板料冲压成形技术的应用是能够有效提升技术人员实际生产作业效率的有效途径之一。本文将模具设计制造的实践过程作为主要研究中心，在板料冲压成形工艺应用的基础之上，将蕴藏于相应技术生产流程中的各种前沿性的探究问题，做出了详细的分析和介绍，望能够帮助技术人员全面提升模具制作的执行效率。

【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模具设计

1.1模具结构及工作原理

根据上述确定的工艺方案，设计了如图3所示的落料-冲孔-拉伸复合模。

模具工作过程为:坯料送人，上模下行，落料-拉伸凸凹模6、凹模4及冲孔凸模11、拉伸-冲孔凸凹模13分别与坯料接触完成落料和冲孔，压机滑块继续下行，落下的带孔圆形毛坯随即被落料一拉伸凸凹模6、拉伸-冲孔凸凹模13的相应拉伸工作部位拉成椭圆，随着拉伸完成，压机滑块上升，拉伸好的半成品椭圆盖分别被卸料块12、顶料板14推出各自拉伸工作零件型腔。

图4为设计的零件整形修边复合模结构。

模具置于压力机工作台面上，压机滑块上升，模具开启，上、下模脱离接触，卸料板6通过顶料杆7在压机弹性缓冲器的作用下上升至凹模4型腔中适当位置。此时，将椭圆盖半成品置于凹模4型腔中，完成零件的定位。

一、国内塑料模具设计中常见的问题

国内塑料模具设计中常见的问题包括了诸多内容，其主要内容包括了收缩问题、公差标注问题、热膨胀问题等内容。以下从几个方面出发，对塑料模具设计中常见的问题进行了分析。

1.收缩问题

收缩问题对于塑料模具设计有着重要的影响。通常来说在塑料模具制作的过程中往往会需要在高温和高压的环境下进行，并且通过温度来将塑料溶解为液体，从而能够更好地将其注入到固定的模腔中。除此之外，收缩问题主要还体现在塑料本身的特性上，即这一问题会在液体塑料定型的过程中产生影响，并且会使塑料模具变得比固定的模腔更小。另外，针对收缩问题的存在模具设计人员在设计模具的过程中应当首先考虑并且分析到这种收缩的情况，从而能够尽可能的减小误差所带来的损失。

2.公差标注问题

公差标注问题对于模具设计的影响是显而易见的。众所周知公差标注的不一致问题主要是说对于不同的制品所需要的塑料模具比例也是不同的，因此公差标注也就是在设计过程中需要着重考虑的问题。除此之外，公差标注低则会导致塑料模具的精度也随之降低，但是如果这一问题得到了控制则会促进塑料模具精度的持续提升。另外，公差标注问题还体现在如果塑料模具设计人员在模具设计的过程中如果忽略了公差标注并且按照已有经验进行盲目的选择则会导致塑料模具在尺寸上和形状上出现较为严重的问题和差错，从而导致对塑料模具在设计中的质量和价值都产生较为不利的影响。