模具设计论文范文10篇

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。

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

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。

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

1风扇叶片表面数据采集

本论文所研究的风扇叶片外形复杂，主要由若干自由曲面组成，采用传统的测绘方法难以精确测量。最终采用上海塑造机电科技有限公司所生产的3DSS-STD-I（I标准型）三维扫描仪，精确、高效地完成了风扇叶片表面的数据采集。为防止环境光源对设备采集数据的干扰，必须保证环境光线不能太亮。调整并开启三维扫描仪后，采用5步标定法校准设备。扫描前，在风扇叶片表面喷涂白色的显像剂，如有必要，可以在需要的地方贴上参考点。采用多视扫描方法，并利用扫描软件的自动拼接功能将相邻两个扫描视角的公共区域拼接起来以获得风扇叶片外形的点云数据，由于该风扇叶片具有对称性，扫描时选择其中一片扇叶进行完整的扫描和数据处理，扫描完成后得到的模型点云。

2数据处理与模型重建

运用Geomagic软件处理扫描仪测得的风扇叶片表面的点云数据，将点云数据转变为曲面模型。在扫描仪采集数据时，由于测量方法、误差处理方式及周围环境等因素的影响，采集到的点云数据不可避免地会受到噪音的干扰，所以，在反求模型之前必须对数据进行编辑处理。删除不需要的点数据，过滤噪声。对于采点盲区，可采用填充命令进行修补。对原始点云进行去噪平滑处理，这样修补后的模型整体光顺性可得到进一步提高。

3风扇叶片注塑模具设计

在逆向工程的基础上，在UG注塑模具设计（MoldWizard）模块中，对该风扇叶片进行了注塑模设计。模具设计的基本流程如下：导入制件三维实体模型；对设计项目进行初始化，加载实体模型，确定材料及收缩率；分析实体模型出模斜度及分型情况；确定模具的分型面、型腔布局、推杆、浇口和冷却系统等；修补开方面，定义分型面；生成型芯、型腔等工作部件；加入标准模架、推杆、滑块等部件；设计浇注系统、冷却系统；完善设计图纸等。根据该塑件外观质量及尺寸精度要求，选用模具为一模一腔单分型面模具。结合分型面的选择原则，选取单分型面垂直分型。避免了顶杆端部与叶片的接触，保证产品外观的完整性。型芯、型腔由系统自动生成。

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。

摘要：本文分析了当前塑料模具设计教学中存在的主要问题，将项目驱动教学法应用于塑料模具设计教学中，结合课程内容阐述了项目驱动教学的实施方法，经实践证明该方法可以提高学生的自学能力、工程实践能力、创新能力和团队合作能力。

关键词：项目驱动法；塑料模具设计；课程教学；实践能力

1概述

《塑料模具设计》是模具设计与制造专业的一门专业技术课，是机械制造类专业的重点课程，是一门综合性、实践性非常强的课程，是培养模具行业设计、生产、管理等职业岗位基础能力的核心课程。目前，绝大部分高校对该课程的教学方法仍然是理论教学与实践操作分开进行，导致学生没有真正理解教学内容，设计模具时无从下手，教学效果很不理想。教学过程中主要存在问题如下：1.1塑料模具设计课程中模具的外形结构和开合模动作原理都较为复杂，必须借助先进的教学演示手段，课堂中多采用多媒体和板书相结合的教学方法，能形象地表达模具的动作和结构。但模具属于精密复杂设备，而动画往往简化了模具结构，使得理论教学与实际不符，学生对模具的认识不全面。再者过多模具图、动画、文字信息的展示，容易造成满堂灌的教学现象，未能全面调动学生的学习主动性和积极性，容易让学生感觉模具设计原理枯燥，内容琐碎，复杂难记，教学效果欠佳。1.2塑料模具设计教学知识点多，包括塑料材料的选取、塑料件工艺结构设计、分型面设计，型腔数目的确定、模具成型零件设计、浇注系统设计、导向机构设计、推出机构设计、冷却机构设计等。学生难以看出知识点之间的关系，往往学了后面，忘记前面，不能温故而知新，最终接受的仅是一些零散的知识点，缺乏系统性。1.3教学考核方式是试卷与平时表现相结合的考察方式。试卷成绩占总评成绩的70%；平时成绩占30%，主要包括出勤、作业和课上提问，主要是基于课本内容的考察，加大了学生对书本的依赖性，难以检查出学生的动手能力、创新能力以及将所学知识运用于实践的能力，难以提高学生对模具岗位的适应能力，对今后的就业会造成一定的影响。面对未来社会对模具行业人才的要求，如何在传授知识的同时，提高学生的自学能力和综合素质的，是课程教学改革的一个重要方向。[1][2]

2项目驱动教学法简介

项目驱动法是指将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目完成教学过程的一种教学方法。项目驱动法的主要特点在于课程教学始终围绕着项目进行，重在培养学生的实践能力、创新能力、独立获取信息和自主建构知识的能力。具体说，项目驱动法就是师生为完成某一具体的任务而展开的教学行动。项目式教学强调以教案为重点过渡到以完成项目为重点，选取一个典型的项目作为总任务贯穿教学的始终，按知识点将总任务分解为若干个具体子任务，把课程教学的主要内容融入到总任务的各个阶段，使教材中各章节的零散知识有机地联系在一起，有利于帮助学生构建完整的知识体系。

1注塑模具CAD系统概述

注塑模具CAD技术是一种将模具制造转向高自动化的人工智能化的一种技术，具有以下一些特点：

（1）生产效率高。注塑模具CAD技术中的注塑成型方法能够将一些形状较复杂的塑料产品一次成型，并且这种方式生产的塑料产品在目前塑料产品中所占的比例是比较大的；

（2）可以批量生产。利用注塑模具CAD技术能够迅速将塑料的形状进行复制，并且快速成型，能够克服注塑模具外部约束多、结构复杂且多变、试探性和经验性较强的特点，进而批量生产大量的塑料产品；

（3）操作性强。注塑模具CAD技术系统的功能是比较丰富的，在注塑模具的流程中涉及到多个层面，因此也比较复杂，另外其交互性比较强，因此需要操作人员掌握丰富的软件知识和广泛拓宽计算机知识领域，从而才能做出正确的操作决策。注塑模具CAD系统一般包括五个部分，如产品造型或产品图输入部分、模具总体设计方案确定部分、模具详细设计部分（包括结构和零件的设计）、模具模拟过程部分（包括强度分析、流动分析以及冷却分析的模拟）以及CAM系统的接口部分等，这些部分一般是相互独立并相互联系的，在注塑模具功能的发挥中起到至关重要的作用。注塑模具CAD技术的广泛应用给传统模具设计和制造提供了一个更为先进快捷的方式，在模具的质量和制模的周期上都有了很大的改善。另外通过该项技术还能够大幅度降低制模的成本，提高企业的管理水平，同时还让设计人员的主观能动性得到充分的发挥。

2UG中模具设计中MoldWizard模块分析

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。

1射砂模拟

首先根据经验，在砂芯上布好射嘴及排气塞，然后进行射砂及固化的模拟，图1是首次射砂模拟的结果，从结果可见，部分位置存在紊流，中间隔板位置，砂流明显分开，砂芯射不满。由于模拟结果不理想，于是对射砂嘴和排气塞进行优化，增加部分排气塞，射砂嘴的直径调整，经过多次调整及模拟后得到了合格的结果，优化后的模拟结果如图2所示，图中长圆柱为射砂嘴位置，短圆柱为排气塞位置，模拟结果显示，中间隔板位置砂流交叉融合，填充完整，其它位置砂芯完整。

2芯盒模具设计及制造

芯盒模具的结构与射芯机有关[4]，不同的企业都会根据其不同的射芯机建立相应的标准虚拟三维模架。本设计首先根据射砂模拟结果，布好射砂嘴、排气塞及顶芯杆等；然后设计分形面；最后调出标准三维模架[4]，将砂芯根据要求装配入模架中，通过布尔运算得出三维的模具型腔，并详细设计出定位销、导向销、导向套、压板、回位导杆等各种零件。设计好的模具如图3所示。模具设计好后，根据图纸制订加工工艺，根据三维模型编NC程序，然后开始模具制造，制造完成的模具如图4所示。

3制芯效果

模具设计前没有经过MAGMA软件的射砂模拟，所试制出的砂芯经常出现不饱满，砂芯断裂等缺陷（图5所示）。通过MAGMA软件的射砂模拟，根据射砂模拟结果，布置好射砂嘴、排气塞及顶芯杆等。然后制造模具，开始制芯，把芯盒模具装到相应的射芯机上，调试好模具，开始射砂，第一轮试制就能射出合格的砂芯，图6是首轮试制出的砂芯，砂芯饱满紧实，质量很好，符合要求。