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手板（prototype），通常剛研發或設計完成的產品均需要做手板，手板是驗證產品可行性的第一步，是找出設計產品的缺陷、不足、弊端最直接且有效的方式，從而對缺陷進行針對性的改善，直至不能從個別手板樣中找出不足。至此，通常還需要進行小量的試產進而找出批量里的不足以改善。設計完成產品一般不能做到很完美，甚至無法使用，直接生產一旦有缺陷將全部報廢，大大浪費人力和物力和時間；而手板一般情況是少數的樣品，制作周期短，損耗人力物力少，很快地找出產品設計的不足進而改善，為產品定型量產提供充足的依據。

手板制作方式有手工制作手板和數控手板。在早期，沒有相應的設備，數控技術落后，手板制作主要靠手工完成，材料、工藝都有很大的局限性。很少有純手工手板了。數控手板精度較高，自動化程度高，做出來的手板能體現批量生產產品的效果，后期輔以細節部分手工打磨等工序，所以當前手板制作多數是用數控加工的方法。

手板在中國得到了快速發展，生產所需機器設備都已十分先進，大多數的手板生產企業管理還停留在手工管理上，從接單-下單-編程-CNC加工-手工后處理-品檢-出貨 ，每一個定單都是一張紙走全程。一套定單所涉及到的數據并不能在一張紙上表達清楚。機器設備并沒有和先進的管理方式接合到一起去，由于手板產品都是非標產品，生產過程中的材料浪費，效率低下已經不適合手板企業在同行業中的競爭。

鑒于新型產品開發模具成本相對高，因此手板打樣便會存有。用于檢測產品外觀設計或產品結構設計是否可行，這種加工過程通常被稱作手板打樣，它的作用具體表現在以下幾方面：首位，查驗產品外觀設計。其次，產品結構設計的認證。最后，防止可以直接開發模具風險性。因模具加工生產成本廣泛比較高，規模較大摸具使用價值數萬乃至百萬以上，當在開發模具時發現產品結構設計不科學或其他現象，其損害顯而易見。最后，提早獲得市場評估和意見反饋，加快新品上市推廣。

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生產過程是指由原料轉變成成品的整個過程。它包括原料的提前準備、運輸和儲存，制造的提前準備，毛培的生產制造，毛培通過生產加工、熱處理工藝變成零部件，零部件、構件經安裝變成商品，機械質量檢測以及運作實驗、調節，機械漆料與封裝等。
機械加工工藝全過程是指通過機械加工制造的辦法可以直接轉變毛培的形態、規格、位置關系和特性等使其變成達標零部件的工藝流程。從本質上而言金屬加工、超聲波加工、電子束電子束等生產加工是屬于生產過程。

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文章首先經過模流剖析軟件Moldflow對精細注塑齒輪的注塑過程停止了模仿，主要停止了最佳澆口位置剖析、充填時間與注射壓力剖析、變形剖析以及冷卻和活動剖析，最后分離模仿剖析的結果設計了相應的注塑模具。

關鍵詞：Moldflow；注塑模具；齒輪；模流剖析

中圖分類號：TQ32+文獻標識碼：A+文章編號：1006-8937（2013）29-0072-02

齒輪是現代機械范疇應用最普遍的傳動機構之一，他工作牢靠、構造緊湊、效率高、壽命長。齒輪傳動平穩，沖擊小，合適高速運動。齒輪是一種較為精細的零件，一點小小的變形都會影響齒輪的性能，因而在齒輪的注塑過程中一定要充沛思索模具的構造設計以及注塑工藝，進步注塑齒輪的精度。運用CAE軟件如Moldflow能夠經過對整個注塑過程的模仿，停止相關數據的剖析、評價及優化，從而減少試模、修模次數，大大進步模具設計的效率，本文將應用Moldflow軟件對精細齒輪的注塑過程停止剖析。%0D%0A%0D%0A1+填充與翹曲剖析

1.1+最佳澆口位置剖析

澆口是銜接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統的關鍵部位，起著調理控制料流速度、補料時間及避免倒流等作用。澆口的位置很難經過理論公式計算，普通都是依據經歷判別，經過Moldflow，能愈加直觀地選擇最佳澆口的位置，如圖1所示，最佳澆口選在齒輪斷面分度圓圓心處。

1.2填充時間及注射壓力剖析

Moldflow的填充時間剖析結果，從圖中能夠看出，填充從圓心開端，整個填充過程用時30+s，經過壓力變化圖能夠看出，注塑主要分三個階段，如圖3所示，0-30+s，充填過程中，注射壓力較穩定；30+s，充填快完畢時注射壓力突增，保壓階段壓力穩定；保壓完畢后壓力釋放，歸零。30+s的時間可能偏大，能夠恰當增加一點注射壓力。


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1.3變形剖析

在模具注塑過程中，最重要的就是保證塑件的精度，避免塑件變形。取向要素、收縮等等都可能形成塑件的變形，Moldflow能夠對注塑過程停止模仿，各種要素惹起的變形都能夠經過彩圖生動地展示出來，從而選擇相應的處理計劃。

為取向要素惹起的變形，能夠看出，取向要素惹起的變形十分小，簡直能夠疏忽不計；圖5所示為收縮惹起的變形，結果顯現收縮惹起的變形十分大，特別是棱角局部，處理這個問題能夠采用的辦法是增加保壓壓力或者延長保壓時間。

2冷卻與活動剖析

溫度對塑件質量影響十分大，因而溫度控制在注塑過程中顯得尤為重要，關于普通塑件，必需使模溫較低，并堅持恒溫，以減少塑件成型收縮率的動搖，所以必需設計適宜的冷卻回路。Moldflow也能夠停止這樣的模仿剖析。

為充填完畢時塑件的體積溫度剖析，數據顯現，靠近冷卻回路的局部溫度明顯更低；圖7所示為塑件凍結時間剖析，數據顯現，靠近冷卻回路的局部凍結用時較短；圖8所示為回路管壁與冷卻介質溫度剖析，數據顯現，越靠近制品的中央，回路管壁的溫度越高；圖9所示為體積收縮率剖析，數據顯現，靠近冷卻回路的中央由于冷卻較充沛，體積收縮率較小。

3模具構造設計

依據Moldflow剖析的結果，設計了相應的注塑模具，模具的三維總裝圖，圖11為對應的裝配圖。模具采用三板式構造，一模兩腔，點澆口。

4總結

本文首先經過Moldflow對精細注塑齒輪的注塑過程停止了模仿剖析，然后依據剖析結果設計了相應的模具。Moldflow+軟件的應用使模具設計的過程得到了極大的優化，它將大大縮短新模具的研發周期，也能顯著進步注塑產品的消費效率和產質量量。

1收縮痕

1.1產生緣由及改善辦法注塑件的收縮痕通常和外表的痕跡有關，而且是塑料從模具外表收縮脫離構成的，經常產生在部分壁厚較大的區域、筋或突起物的反面?？s痕的構成與塑料熔體充模時的活動狀態有關，在正常狀況下塑料熔體以“噴泉流”方式填充模具型腔。在這種充模狀態下，表層的熔體因接觸較冷的模壁構成固化層，而芯層處于熔融狀態。充模完畢后，表層曾經冷卻固化，而芯層才開端冷卻，假如此時沒有得到足夠的保壓補償，芯層的冷卻收縮會拉扯表層，招致外表下凹而構成縮痕。收縮痕產生的緣由如下：
1）塑料收縮率偏大；
2）塑料活動性不好，不能及時補塑；
3）注塑速度太慢、注塑壓力太低，固然料流充溢型腔但制品外表不平整；料溫太高、冷卻時間太短、制品未能充沛冷卻就已脫模，也會形成制品外表不平整；
4）流道不合理、澆口截面過小，無法完成補塑過程；
5）澆口位置設計不當，澆口應設計在型厚壁處，否則前端料流無法完成補塑過程；
6）模腔內塑料缺乏；
7）冷卻階段時接觸塑料的面過熱；
8）模溫與塑料特性不相順應；
9）冷卻效果不好，產品脫模后繼續收縮。產品構造不合理，在產品部分料厚加厚或是有增強筋構造的部位（增強筋過高、過厚，明顯厚薄不一），也容易產生收縮痕，

淡色為流體，深色為固化層。固化層逐步加厚，液態局部變少，液態向固態轉變過程中，體積變小，薄壁的固化層被拉進去，構成收縮痕。收縮痕的位置，能夠經過做內切圓的方式找出，以零件外邊緣做內切圓，直徑最大部位就是縮痕產生的位置，

部分加厚與增強筋的構造普遍存在，因而，在產品設計之初，要盡量保證產品的料厚變化控制在合理的范圍內，并盡量做到平均過渡，增強筋與產品名義壁厚比例的選擇也至關重要。改善收縮痕的常見辦法如下：



1）調整射料缸溫度；

2）調整螺桿速度以取得正確的螺桿外表速度；

3）增加注塑量；

4）保證運用正確的塑料；增加螺桿向前時間，進步注塑壓力和注塑速度；

5）檢查止流閥能否裝置正確，由于非正常運轉會引致壓力流失；

6）降低模具外表溫度；

7）恰當改良澆口位置，矯正流道防止壓力損失過大，依據實踐需求，恰當擴展截面尺寸；

8）依據所用塑料的特性及產品構造恰當控制模溫；

9）在允許的狀況下改善產品構造；

10）設法讓產品有足夠的冷卻。

1.2實例剖析與改良某種日產雷諾商用車擾流外板有多處焊接柱，在有焊接柱的部位會產生一定水平的縮痕，但有一處收縮痕較為明顯，不被日產檢查員承受。經過增加填充料和增加注塑壓力的方式消費，結果收縮痕不但沒有得到改善，反而招致產生嚴重的飛邊。毀壞零件焊接柱以后，發現該點模具焊接柱銷子長度偏短，招致該處料厚高于其他焊接柱，因而縮痕明顯。

為了改善該處縮痕，在消費廠家模具供給商的配合下，加長塑料模具對應此處的焊接柱銷子長度至1mm后再調試，縮痕調整到日產可承受范圍，如圖4所示。圖4a為焊接柱處表現的收縮痕；圖4b為改良前構造，實物砸破后焊接柱內為實心，料厚明顯，縮痕也相對明顯；圖4c為改良后構造，實物砸破后焊接柱內有明顯凹槽。


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由此闡明，在模具上去除多余料厚即可減輕縮痕。某國產輕型商用車新法規后視鏡系列中，補盲鏡后蓋裝置卡座原始設計構造不合理，零件成型后在A面產生明顯收縮痕，為此更改產品構造，對卡座底部停止掏空設計，在原卡座（長6mm，寬3mm）的底部構成一個長4mm、寬1.5mm、高5mm的凹槽。

產品構造變卦后，卡座增強筋的厚度就減少為1mm與1.5mm，不大于名義厚度的0.6倍，縮痕消弭，如圖5所示。圖5a為原始構造實物，補盲鏡后蓋名義厚度2.5mm，設計裝置卡座長為6mm，寬為3mm；圖5b為改良構造后的實物，是掏空設計，卡座底部有1個長4mm、寬1.5mm、高5mm的凹槽。

水絲

水絲，也稱銀紋或白花，注塑件外表的很長的、針狀雪白色如霜普通的細紋，啟齒方向沿著料流方向，在塑件未完整充溢的中央，流體前端較粗糙，稱為銀絲紋（銀紋）。其表現為隨著流體活動方向在產品外表呈現發射狀花紋。水絲掃除注塑機、模具及成型工藝參數的要素，主要緣由是資料水分過高、原料受高溫降解或碳化物氣化所產生氣體且未完整排盡所致。

碳化物是高分子鏈物質，在流體活動過程中，受剪切應力的作用，降解成小分子鏈后的產物。流體在模具內活動的過程中，流體與模具之間、流體與流體之間剪切應力越大，則摩擦力越大，散熱越多，招致溫度越高，產生困氣越多，水絲越明顯。為了減少水絲，能夠采取如下措施：

1）減少原資料水分；

2）增大澆口，降低流體的剪切速率與剪切應力，降低模具溫度；

3）改進模具的排氣系統。

3流痕

流痕是指在產品外表呈波浪狀的成型缺陷，該缺陷是由于熔膠活動遲緩惹起的一種蛙跳痕跡，常用有效的處理計劃是增加熔膠活動速度和注塑壓力。假如經過增加注塑速度和注塑壓力均無法改善或消弭流痕，則需求增加原資料熔融指數。熔融指數是指在一定條件下（溫度為230°C），某個時間范圍內（10min）流過某一孔洞（直徑2.1mm）的塑料質量。熔融指數越高，資料的加工活動性好，流痕現象越輕。

日產某種車型的冷凝器下導風板，資料為EVA，在注塑成型后呈現明顯的流痕，經過調整注塑壓力都未得到明顯改善，且呈現很嚴重飛邊，最后調整資料配方，選擇熔融指數高的資料，將資料從熔融指數為16.2g%2F10min的資料改換到熔融指數為22g%2F10min的資料，流痕消弭。各階段零件外觀比照如圖8所示。


4熔接線

4.1產生緣由及處理辦法在塑料熔料填充型腔時，模具溫度低于熔體溫度，熔融塑料在型腔中流速不連接，充模料流被阻斷或以多股料流集合，料流前沿局部先于其它局部冷卻，不能完整交融，便在集合處產生線性凹槽，構成熔接線。

熔接線是注塑件機械強度較為單薄的位置，熔接線上可能呈現缺口或者是變色現象，缺口特別在深色或潤滑透明的注塑件或光亮度高的注塑件上更為明顯。在產品存在孔構造、多個澆口注塑或是產品壁厚不均時，注塑過程中，兩股膠料的前沿相遇熔接，前沿熱量損失，且氣體未排盡而產生的外表缺陷。

嚴厲來說，熔接線并不只僅是注塑缺陷，而是產品構造設計、模具和消費的綜合問題。遇到注塑件有通孔或者多個澆口注塑時，熔接線容易產生。在注塑過程中，每多一個澆口，就會有多產生一條熔接線的可能，所以在保證模具能填滿的狀況下，應盡量減少澆口的數量。

處理熔接線的辦法有增加模具溫度和流體溫度、進步注塑壓力和速度、更改模具排氣系統、優化產品構造、減少澆口的數量等。在不產生收縮痕的前提下，恰當增加熔接痕部位產品壁厚，在注塑過程中料溫隨之增加，熔接線能夠得到改善。

同時產品壁厚也對膠料活動速度有影響，因而改動產品壁厚也對產品膠料前沿的角度有影響，前沿角度越小，熔接線越明顯，當熔接線呈180°時，熔接線消逝。在產品熔接線產生部位，由于2股熔膠分離不緊，招致該處構造強度稍弱，容易發作斷裂。

4.2實踐案例剖析研討與改良某種輕型商用車儀表板儀表裝飾蓋，與高錳鋼卡爪裝配后，再裝置在儀表板本體上，但該卡接構造經過數次拆裝后發作斷裂。

為處理該質量問題，先從工藝參數調整著手，經過增加注塑溫度，熔接線部位強度增強，未再發作斷裂現象，產品構造如圖9所示。圖9a中，零件反面有4個與儀表板本體裝配的卡座，卡座處表面面（圓圈處）有熔接線；圖9b中，圈出部位有熔接線，強度較弱，折裝后呈現斷裂。

因產品構造限制，熔接線無法完整消弭時，能夠經過修正澆口大小和位置，將熔接線位置轉移至主機廠能夠承受的部位。某種日產雷諾商用車格柵采用5點進膠注塑，熔接線在兩側紋理區域。經剖析，采用將上面兩側2個澆口由15mm加大到30mm，且下面2個澆口向中靠攏155mm的對策。CAE剖析顯現，熔接線下移至轉角位置，且經過控制排氣和模具溫度，熔接線能夠減輕。經過調實驗證，兩側熔接線消逝。

采用5點進膠，在皮紋區域產生明顯的熔接線。修正澆口后熔接線位置如圖10c所示，將上面兩側的澆口加大，下面2個澆口向中間挪動，熔接線位置下移，經過控制好排氣和模具溫度，熔接線消弭。某種日產雷諾商用車控制面板旋鈕最初采用產品內側3點進膠注塑，零件成型后在表面面產生多處熔接線，經過調整進膠量與修正澆口位置與數量2種計劃的考證，最終找到有效處理措施，將內側原有3個Φ1點澆口改為外邊緣1個長3mm、寬1mm澆口，如圖11所示。

圖11a為原澆口計劃注塑零件，在表面面產生多處熔接線。

5遲滯現象

在產品壁厚單薄的部位呈現短射或是強度缺乏，即為注塑的遲滯現象。熔膠在注塑過程中容易在阻力較小的型腔內活動，當遇到忽然減薄的構造時，熔膠會短暫停留，待壁厚部位填充完成時，遲滯區四周熔膠曾經開端固化，此時就容易發作短射，阻力大惹起一定水平的壓力降，薄壁構造的強度也遭到影響。

遲滯現象能夠經過更改澆口位置停止緩解，將澆口位置放在產品離遲滯區域最遠的部位，減少遲滯發作的時間，從而起到緩解的作用。在汽車零件中，存在遲滯現象的零件有儀表板右下護板。

由于構造需求，產品有一處需求翻折的蓋板，此處容易呈現遲滯現象，蓋板經過屢次翻折，薄壁的銜接處呈現一條白色的痕跡，該痕跡為遲滯部位資料撕裂的痕跡，是強度不夠的表現。遲滯部位如圖12所示。橢圓內的線為遲滯痕，零件經過屢次翻折會產生一條白線。合理的澆口位置見圖13~14，圈內是卡扣，根部是薄壁構造，為防止發作遲滯現象，減輕卡扣根部斷裂的風險，零件澆注口應選在箭頭所示部位。

6結語

在汽車塑料件的實踐制造中，依據經歷和常見的質量缺陷，按照一定的次第有規則地排查，就能較便當地找出缺陷產生的真正緣由，肯定克制缺陷的詳細計劃和措施。本文中提到的各種改良對策都只能做為定性剖析，詳細整改能收到多大效果，還需求經過有效的軟件剖析或實踐的調試停止考證。

同時應用CAE技術能預測模具設計和工藝條件對制品的影響，預測可能發作的缺陷，減少失誤，進步勝利率。

現往常，塑料制品的外觀和外形變得十分復雜，因而招致了塑料模具的設計工作愈加難做。與此同時，塑料模具設計跟產質量量以及模具的運用性能和壽命有直接關系。這就給設計師提出了請求：設計塑料模具一定要依照科學的辦法停止。

本文提出來了塑料模具設計的常見問題，并提出了一些處理問題的戰略。

【關鍵詞】塑料模具；設計；常見問題；戰略

當今社會人們對塑料模具的需求量日積月累，塑料模具的設計人員應停止不時地創新，進步塑料模具質量，以滿足人們日益增長的生活需求，最終進步塑料模具的質量。塑料模具設計人員需求思索設計規范、設計尺寸和設計本錢這三個方面的問題。只要處理了這三個方面的問題，設計出來的塑料模具的性價比才干高。所以，塑料模具的設計人員要創新設計理念和變革設計辦法，探求模具設計中的常見問題，并采取一定的辦法進步塑料模具設計程度，以防止有關問題的發作，最終節約設計本錢。

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一、塑料模具設計中的常見問題

在多種多樣的工業制品中提出的請求很多，比方對塑料模具尺寸和外形的把握，所以為提升工業制品制造效率，要合理設計塑料模具。現往常，塑料模具設計者在設計模具時主要存在三個方面的問題，

1.塑料模具的收縮率不統一；

2.公差不統一；

3.冷卻水平不統一，因此使塑料模具的設計效率遭到嚴重的影響。

（一）收縮率不統一

塑料模具的制造環境需求高溫高壓，因而要創設一種環境，溶解塑料，然后再注入到模腔中。收縮的情況是在液態塑料轉化為固體的過程中，依據塑料自身特性，模腔實踐上會比塑料模具大一些。因而，在設計者設計塑料模具時，必需思索到塑料的收縮率，但是，現往常的某些設計者沒有思索到不同類型塑料的收縮率是不同的，不能程式化計算收縮率。收縮率一旦算錯，那么制成的模具外形也會遭到一定的影響。

（二）公差標注不統一

不同比例的塑料模具會制成不同的制品，公差標注高意味著塑料模具加工工藝相對復雜，公差標注低意味著塑料模具的精度不夠高。所以，設計者設計塑料模具思索模具的公差問題應該成為重點?，F有的情況是，設計模具時依然有設計人員依據過往的經歷來設置公差規范，招致的狀況是模具尺寸呈現偏向，而且外形呈現改動，這在很大水平上影響到了塑料模具設計的質量和其參考價值。

（三）熱收縮系數不統一

不同的塑料資料的熱收縮系數各不相同，塑料冷卻之后的外形和大小直承受到熱收縮系數的影響。所以，設計者在設計塑料模具時，必需思索熱收縮系數，并依照實踐狀況的變化，對塑料模具的設計尺寸做出及時的調整。如今有一些設計者不依照設計程序停止設計，不運用熱收縮系數，從而招致的結果是產品無法滿足實踐的請求，進而整個的塑料模具的設計效率大大降低。

二、進步塑料模具設計效率的戰略

要進步塑料模具的設計效果，設計人員需求不時創新理念并更改設計辦法，多維度思索到使設計效果遭到影響的要素，對塑料模具設計中常常呈現的問題停止不時的剖析、考慮和探索，提出科學合理的防治低成果的塑料模具設計謀略，為塑料模具設計效果的進步，塑料模具質量的保證打下堅實的根底，從而為消費模具的相關企業提供合格的、質量高的塑料模具。

（一）資料的搜集工作要在設計前做好

在塑料模具的設計和制造之前，設計人員需求做好設計前期的資料搜集工作，以細致理解與塑料模具相關的數據和信息。比方設計過程中的留意事項、模腔的尺寸大小、注塑機的操作辦法與技巧、影響塑料模具設計的要素等都會招致塑料的最終定型遭到影響，設計人員的思想應縝密，全面、多方位地思索以上要素，并應躲避設計問題，以誤差的最低化進步塑料模具的設計效率。

（二）公差標注應依據實踐狀況來選擇

塑料模具可能會遭到公差標注的影響，公差標注不同，對塑料模具的影響也相異。塑料模具的精度高，需求的公差標注的規范也就高。為滿足客戶的實踐需求，雖然制造工藝在一定水平上增加了難度，但是還要可以保證塑料模具的尺寸。塑料模具的精度低，需求的公差標注的規范也就低，這樣設計出的塑料模具尺寸要保證在誤差允許的范圍之內。

除此之外，還要全方位思索到熱收縮系數和收縮率兩方面的問題，依據塑料模具材質的差別，選出設計計劃，以確保模具最終的質量和精確度，進步設計效率。

（三）有效應用計算機和CAD設計軟件

隨著計算機技術的快速開展，許多設計都能夠在計算機和Internet上面完成。所以，設計人員能夠合理應用計算機和CAD制圖軟件以進步塑料模具的設計效率。經過運用CAD制圖軟件，能夠算出模腔的精確尺寸，這不只能夠極大地儉省設計時間，而且在很大水平上進步了設計效率。除此之外，在專業的CAD設計軟件系統的協助下，設計人員還能夠愈加快速有效地修正設計圖紙上不契合常規的數據信息，并依據提供的熱收縮系數和收縮率等給出相應的計算結果。

（四）設計塑料模具時，應思索塑料模具失效后的維護問題

多方位思索塑料模具是如何失效的，比方塑料模具遭到腐蝕、磨損或者變形等。所以，設計人員應在事前找到處理模具設計問題的辦法，并在節約本錢的前提條件下，選擇一定的資料作為塑料模具，比方抗腐蝕性良好、抗磨損性良好或抗壓性良好的塑料，這樣不只能在很大水平上提升設計效率，而且還能使塑料模具更為耐用。

三、結語

總體來說，由于塑料模具的設計聯絡到的學問和技術存在很多方面，如今有一些設計人員不能很好地運用這些學問和技術，所以塑料模具設計中存在常見問題，這不只極大地影響了塑料模具的設計效率，而且在很大水平上阻礙了模具質量的進步。本文經過對塑料模具設計中的常見問題展開討論，并提出了針對影響塑料模具設計的設計效率的對策，誠意約請學生停止塑料模具設計方面的學習并參加到塑料模具設計的隊列當中來?，F往常，我國的塑料模具設計人員正在對塑料模具設計中存在的常見問題展開討論，有一些設計人員還創新了設計理念，更改了設計辦法。

1UG軟件的模具設計

由于模具是工業消費的根底,隨著工業的整體開展,其重要性被越來越多的人所認可,針對這種現象,UG軟件也單獨的開發了一個注塑模導游模塊,這個模塊是依據塑料模具設計的需求,開發的一個專業模塊,在這個模塊中,集成了常用的模具框架和零件,設計人員在實踐的設計過程中,很多零件都能夠在這個庫中找到,即便找不到完整一樣的,也能夠選擇一個類似的零件,然后對零件的參數停止調整,從而完成模具的設計,此外這個模塊還對模具的設計流程停止了優化,因而經過UG軟件,不但可以極大的縮短模具設計的周期,關于設計人員本身的專業素質,也沒有過多的請求,只需可以純熟的運用這個軟件,即便普通的設計人員,也可以設計出一些復雜的塑料模具,這也是UG軟件可以在模具設計范疇中,被普遍運用的重要要素。

2UG軟件在塑料模具設計中的應用剖析

2.1應用UG軟件停止塑料模具設計的理念

在塑料模具的整個設計過程中,首先要明白設計的目的,對要設計的模具停止深化的剖析,然后應用UG軟件畫出模具的外形,經過軟件內置的注塑模導游模塊,對模具的整體構造停止計算和設計,在模具加工時,也能夠應用該軟件的輔助制造功用,該軟件提供了冷卻系統和澆筑系統的設計,可以輸出整個模具工藝的參數,從而完成模具的消費,塑料模具的設計通常都有很高的幾何外形請求,而且隨著加工業的精度越來越高,塑料模具的復雜水平也越來越大,這在一定水平上進步了塑料模具的設計難度,但是經過UG軟件內置的注塑模導游模塊,很好的簡化了模具設計的過程,在這個模塊中,設計人員只需求依據模具設計的需求,在軟件中樹立一個三維的模型,然后依據軟件的引導,就可以生成一個完好的模具實體,在三維模型的樹立時,軟件內置了很多廢品零件能夠選擇,一些常用的零件都能夠在軟件中直接找到,一些無法找到的零件,也能夠經過對軟件內置的零件停止修正而得到。

2.2UG軟件在塑料模具設計中的詳細應用

通常狀況下,塑料模具設計的第一個環節就是制圖,傳統的做法是應用UG軟件的應用模塊,依據模具的實踐外形,畫出一個三維平面的實物圖,也能夠應用軟件內置的零件庫,從當選擇一些廢品零件,或停止一定的修正,然后對這種零件停止組合,從而得到模具的三維平面圖,畫圖環節完成之后,就能夠應用軟件內置的注塑模導游模塊,對模具的尺寸停止選擇,在尺寸設定的過程中,要留意模具的坐標系,此外思索到塑料本身的特性,模具收縮率的設計也十分重要,收縮率通常要依據塑料的實踐狀況來設定,一切的參數都設定好之后,就要進入模具的剖析階段,關于模具的剖析,UG軟件同樣開發了一個單獨的模塊,就是注塑模剖析模塊,經過這個模塊能夠對注塑時的冷卻、壓力等多種狀況停止剖析,并且能夠模仿一定的消費過程,經過對模具的剖析和模仿,就可以及時的發現模具設計中存在的問題,最大水平的保證模具一次消費勝利。

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結語

經過全文的剖析能夠曉得,目前的工業消費中,塑料的相關產品應用十分普遍,而且隨著塑料本身的開展,塑料的應用范圍還在增加,在塑料加工的過程中,模具是保證消費的根底,計算機輔助設計和制造的呈現,對傳統的模具設計方式產生了宏大的沖擊,越來越多的模具設計軟件被開發出來,這些軟件本身都具有一定的特性,而UG軟件是目前運用最多的,由于其本身的功用強大,而且集成了很多人性化的模塊,對整個塑料模具設計過程停止了很好的優化,經過這個軟件的運用,可以縮短模具設計的周期,也可以降低模具設計的難度。

塑料模具設計與制造屬于相當繁復的過程，且理論研討與實踐消費有較大差異。隨著現代塑料制品外形逐步朝多元化、多樣性開展，會對塑料模具的設計與制造形成影響。本文基于上述背景，引見了塑料模具的設計、制造步驟，并分離塑料模具的實踐消費提出了一套完善的工藝流程，以期能為模具設計與制造人員提供參考。

關鍵詞：塑料模具；設計制造；工藝流程

中圖分類號：TQ320.52+文章編號：1009-797X（2016）10-0110-02

在日常生活中，人們所運用到的各類工具，到達汽車火箭，小到針頭線腦，均與模具有著直接關聯，模具的內模外形決議了所消費出的這些產品的外形特征，同時，模具設計與制造的精度和質量也對這些產品的質量有重要影響，因而，對模具設計與制造的工藝流程停止剖析意義嚴重，完好、標準的工藝流程是保證模具設計合理、產品運用穩定的首要前提，以下將以實踐消費案例動身，從模具設計到消費的普通流程動手停止討論。

1塑件剖析

本文所選取的塑料產品為某電子設備充電座上蓋，外觀請求無明顯形變、翹曲、接痕、劃傷等，并請求按榜樣做出細紋咬花。針對消費請求，對該產品構造和性能請求停止剖析：注塑方式采用中心點注射法，縮水率堅持在4%2F1000，產品預算質量為40g，成型溫度控制早60℃。該產品模具方式為三板模，所采用的機床沖壓噸位為100t。

2模具設計與制造工藝流程

2.1設計前的思索

模具設計是制造的前提，且二者密不可分，模具制造工藝需求依據模具設計的構造和制造請求停止準確操作。模具設計主要依據塑件外形和尺寸來完成，且需求對模具制造的可行性停止充沛思索，正常狀況下，模具設計與制造需分工停止，在設計完成后停止審核，經過后才開端制造模具，并依照加工進度方案對加工流程停止布置。

2.2剖析原始材料

（1）理解產品的用處、尺寸、精度等技術請求，并對精度最高的塑料零件尺寸和成型工藝參數停止剖析；（2）肯定成型辦法，選擇注射法、鑄壓法、直壓法，由于充電座上蓋的外形特征，故本文采用注射法停止操作；（3）依據成型設備的品種對模具加工停止剖析，例如注射機應首先對注射容量、注射壓力、模具裝置尺寸、噴嘴直徑、模具最大厚度值和最小厚度值以及模板行程等參數停止肯定；（4）肯定成型零件、構造件方式；（5）依據各局部強度計算出成型零件的工作尺寸。（6）剖析3D模型，對塑件構造曲面分型停止選取，為了利于塑件順利出模，防止發作托花、粘結等異常問題，在內標明局部需增加拔模1%2F3（如圖1），且思索到上蓋構造，需在側邊做一滑塊構造，因而該塑件模具所設計的構造為斜導柱側抽芯三板模構造，使其具備結構簡單、平安牢靠、出模便當的特性，以頂針推出，一模一腔。

2.3產品圖轉換

將3D模型轉換為2D消費圖后停止排位設計，由于采用斜導柱側抽芯機構，動模機芯采用鑲件構造，模架、模芯、側芯、鑲件的訂料單均由設計人員完成；加工人員則對2D排位圖停止剖析，模具制造所虛的資料毛坯由管理人員依據訂料單訂購。

2.4畫收工序圖

設計人員對推桿、水道位置的工序圖停止起草后需認真審核各項數據。用于模具加工的毛坯，除了模架加工周期略微長一點，其他均會很快就裝備終了，在動、定模型芯毛坯訂回后，加工人員需對其先停止粗加工，再停止精加工。針對芯柱的六面，通常可采用銑加工以及平面磨削加工，并在芯柱上停止流道、推桿孔、水道、澆口的加工。

2.5塑料模具成型構造剖析

注塑成型是將粉末狀或顆粒狀塑料加進注塑機料筒，在機械剪切力和熱力作用下，顆粒狀資料塑化成活動性良好的塑料熔體，在螺桿推進下經過注塑機噴嘴注入低溫模具腔內，經過保壓、冷卻、固化構成與模腔外形分歧的塑料產品，最后開模取出產品，閉合模腔，即完成了一個注塑操作周期。

注塑模具在工作過程中需求接受各種各樣的外力作用，例如保壓壓力、注射壓力、模腔作用力等，注塑模具以及成型零件一些受力單薄的部位在上述外力作用下有可能招致變形或決裂，一旦發作決裂必然招致整個模具報廢，因而，在對模具停止成型設計時，必需對強度停止核準，此外，模具在外力要素下還會惹起彈性形變，若形變水平超越精度請求則會招致次品產生，若成型零件在對接面或貼合面處變形水平較為明顯，則會招致脫模艱難、溢料等現象，最終招致塑料產品無法到達質量請求，因而還需對模具構造的剛度停止核準。

2.6三維分模

設計人員在運用三維軟件停止分模后即可得到定、動模型芯的3D外型圖，用自動編程幽禁停止CNC程序編制后即可對模芯停止數控加工。此時設計人員需求畫出動模鑲件、側滑塊的2D框線平面圖，并提供應加工人員，對鑲件和側滑塊停止加工時通常以線切割法停止，或者采用成型磨削工藝。運用線切割時需求依據線割2D圖對線切割程序停止編制，之后完成模具工件加工。

2.7電極加工

在完成CNC編程后，設計人員需依據定、動模型芯的3D圖停止電極設計，并繪出3D電極圖，通常叫做“拆電極”，依據電極圖可定制電極資料，并編寫電極CNC加工程序。在定、動模型芯的電火花加工完成后，設計人員需對整套模具的3D裝配圖停止完善，并做好圖檔整理，與加工人員做好技術交底。

2.8其他零件加工

（1）定、動模板加工。在模架訂回后即可停止其他零件加工，首先需對模架停止編碼，包括對應的模芯也要打上分歧編碼，保證在裝配過程中可對號入座，之后再拆模架；對定、動模板停止加工時首先需依照模芯尺寸對模框停止加工，分別以磨削工藝和銑削工藝停止粗加工和精加工，保證?？蚱秸群拖噜復獗淼拇怪倍日`差在0.02mm以內，再用定、動模型芯分別停止配合，完成螺紋孔、推桿頂針孔、澆口套孔、水道的加工。
（2）推桿、推板加工。設計人員提供推桿位置2D簡圖后，用復位桿將動模板和推桿固定板銜接起來，動模板面朝上，從上至下鉆開推桿孔，推桿沉頭則需先將推桿固定板反向，底部朝上停止校正，以鉆頭粗加工，再以銑刀精加工后停止倒角，最后對定、動模型芯以及側型芯等成型的模具零件停止拋光，防治粘膜。
（3）裝配檢驗。定、動模型經過調整，在合模合格后配合加工斜導柱孔，再以裝配試模返工整改試模的步驟停止裝配檢驗，直到塑件到達客戶請求前方可投產。

北京右手工業設計-北京產品設計公司,右手北京科技有限公司，右手（北京）科技有限公司，右手工業設計-右手產品設計-致力于為客戶提供工業設計,產品設計,產品結構設計,產品外觀設計,醫療產品設計,醫療產品結構設計,機器人結構設計,空間設計,從產品原型定義,概念設計,結構設計,手板加工，零件加工,鈑金折彎,吸塑加工,低壓灌注加工,小批量生產,到供應鏈整合和品牌建構的全面解決方案.

3完畢語

本文分離詳細塑料產品工件，對塑料模具設計與制造的工藝流程停止了逐漸討論，文中經過對充電座上蓋的模具設計留意事項以及工藝制造的操作規程停止了剖析，突出了模具設計與制造相輔相成，相互促進的準繩。目前我國的模具設計與制造技術與國外先進技術相比尚存在很大差距，因而需對設計與制造的各項工藝流程停止深化研討剖析，從設計理念、工序圖、成型剖析、三維分模等方面動手，進步模具設計與制造的正確性和合理性，縮短成型周期，保證加工質量，進一步進步模具企業的市場競爭力。

近年來我國經過引進國際的先進技術和加工設備，使塑料模具的制造程度比十年行進了一大步，但是由于根底單薄、對引進技術的吸收、控制，尚有一段間隔，而且開展也非常不均衡，因此，我國塑料模具總體程度與世界先進技術尚有一定差距。本文對國內外模具開展概略停止了綜述。

關鍵詞+模具+塑料+開展概略+趨向

中圖分類號：TG76+文獻標識碼：

塑料成型模具可分為三大類，即注射成型模具、中空成型模具和擠出成型模具。我國如今的制造程度，以注射成型模具為最高，中空成型具為最低，如化裝品用瓶子的吹塑模具，無論從外型以及質量上遠不能順應出口請求。

1國內模具開展現狀

目前，國內消費的小模數塑料齒輪等精細塑料模具已到達國外同類產品程度。在齒輪模具設計中采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型緊縮形成的齒形誤差，到達了規范漸開線外型請求。顯現管隔離器注塑模、高效多色注射塑料模、純平彩電塑殼注塑模等精細、復雜、大型模具的設計制造程度也已到達或接近國際程度。運用CAD三維設計、計算機模仿注塑成形、抽芯脫模機構設計新穎等對精細、復雜模具的制造程度進步起到了很大作用。

20噸以上的大型塑料模具的設計制造也已到達相當高的程度。34英寸彩電塑殼和48英寸背投電視機殼模具，汽車保險杠和儀表盤的注塑模等大型模具，國內都已可消費。國內最大的塑料模具已達50噸。

固然在這十多年中注塑模具工業獲得了令人注目的開展，但許多方面與工業興旺國度相比仍有較大的差距。精細加工設備在模具加工設備中的比重還比擬低，

CAM技術的提高率不高，許多先進的模具技術應用還不夠普遍等。特別在大型、精細、復雜和短命命模具技術上存在明顯差距，這些類型模具的消費才能也不能滿足國內需求，因此需求大量從國外進口。

2國外注塑模具的開展現狀

國外注塑模具制造行業的最根本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網絡化。追求的目的是進步產質量量及消費效率。國外興旺國度模具規范化水平到達70%25～80%25，完成局部資源共享，大大縮短設計周期及制造周期，降低消費本錢.最大限度地進步模具制造業的應變才能+滿足用戶需求。模具企業在技術上完成了專業化，在模具企業的消費管理方面，也有越來越多的采用以設計為龍頭、按工藝流程布置加工的專業化消費方式，降低了對模具工人技術全面性的請求，強調專業化。

國外注塑成型技術在也向多工位、高效率、自動化、連續化、低本錢方向開展。因而，模具向高精度復雜、多功用的方向開展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動周轉箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自動化和節約能源，降低本錢的方向開展。例如：疊模的大量制造和應用，水路設計的復雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化。

3國內注塑模具存在的問題

我國注塑模具行業與其開展需求和國外先進程度相比，主要存在五大問題：

（1）開展不均衡，產品總體程度較低，固然有個別企業的局部產品已到達或接近國際程度，但總體來看，模具的精度、型腔外表粗糙度、消費周期、壽命等指標與國外先進程度相比尚有較大差距。

（2）工藝配備落后，組織諧和才能差，固然局部企業經過近幾年的技術改造，工藝配備程度已比擬先進，但大局部企業工藝配備仍比擬落后。企業的組織諧和才能差，難以整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比擬大的項目。

（3）多數企業開發才能弱，一方面是技術人員比例低、程度不夠高，另一方面是科研開發投入少，觀念落后，對開發不夠注重。

（4）供需矛盾一時還難以處理，2003年國產塑料模具國內市場滿足率只要74.7%25，其中大型、精度、短命命模具滿足率還要低，估量缺乏60%25。市場需求旺盛，消費開展一時還難以跟上，供不應求的場面還將持續一段時間。

（5）體制和人才問題的處理尚待時日，在模具這樣競爭性行業中需依賴于特殊用戶，需單件消費的行業，國有和集體一切制原來的體制和運營機制已越來越顯得不順應。人才的數量和素質程度也跟不上行業的快速開展。各地都注重這兩問題，處理尚待時日。

國內外注塑模具的開展趨向

北京右手工業設計-北京產品設計公司,右手北京科技有限公司，右手（北京）科技有限公司，右手工業設計-右手產品設計-致力于為客戶提供工業設計,產品設計,產品結構設計,產品外觀設計,醫療產品設計,醫療產品結構設計,機器人結構設計,空間設計,從產品原型定義,概念設計,結構設計,手板加工，零件加工,鈑金折彎,吸塑加工,低壓灌注加工,小批量生產,到供應鏈整合和品牌建構的全面解決方案.

由于塑料模具工業快速開展及上述各方面差距的存在，因而我國今后塑料模具的開展必將大于模具工業總體開展速度。塑料模具消費企業在向著范圍化和現代化開展的同時，“小而?！?、“小而精”+仍舊是一個必然的開展趨向。從技術上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價錢低”的請求，以下的開展趨向也較為明顯。%0D%0A%0D%0A瞻望我國塑料模具的將來，筆者以為應從進步技術程度著手，一方面開展專業模具廠的技術優勢，使之進一步進步對某一類模具的設計制造程度；另一方面要不時采用新技術、新工藝，進步模具產品的技術含量。要進步我國的模具技術程度，必需在以下方面加大努力：

（1）開發精細、大型、復雜、短命命的模具，完成模具國產化；

（2）速模具規范化、專業化、商品化消費；

（3）鼎力開展CAD、CAE、RPM等先進模具設計和制造技術；

（4）加大人才培育的力度，使他們盡快控制模具設計和制造中的先進技術。

隨著經濟全球化的不時深化，模具工業在國民經濟中起著越來越重要的作用。本設計是對手機殼停止設計，從零件的尺寸肯定到模具設計完成一個較為完好的塑料模具設計過程。本套模具澆口采用點澆口，由于塑件內側具有凸出局部，本模具采用了斜撐銷構造，實行了較為簡單方式的塑件的成型和推

關鍵詞：手機殼；注塑模；模具設計

1+概述

近年來，隨著制造行業的不時開展，塑料模具在模具行業中所占比例持續上升。置信塑料模具的開展對我國的經濟開展以及消費技術的進步會產生極端宏大的影響%5B1%5D。

2+手機外殼的注塑模具設計

2.1+產品功用剖析

圖1為手機殼平面圖，上方凹槽功用是為耳機孔及開鎖屏鍵預留，下方凹槽是為外置揚聲器和數據線接口開槽。左側開槽是為音量鍵預留位置，其反面圓形孔是為Logo標志而設計，而矩形圓槽則是為攝像頭孔。

2.2+成型工藝剖析

采用普通精度等級5級，大批量消費。

該塑件壁厚約為1.5mm，思索到殼體淺，且手機殼內部凸出的局部小于5%25的凸起，塑料件的脫模設計為強迫脫模。%0D%0A%0D%0A2.3+塑料的選材及性能剖析

手機殼，常用手觸摸，必需耐酸、對電絕緣，化學穩定性好，故選成形資料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）%5B2%5D。

3+模具設計計劃肯定

3.1+分型面肯定

本模具在手機殼周圍框處停止分型，分型面與開模方向垂直。

3.2+型腔數量肯定及排列方式

普通以為，每增加一個型腔，制品尺寸的精度會降低4%25。依據公式N-24，經計算初定本套模采用一模兩腔。

4+模具設計

4.1+注塑機選擇

4.1.1+注射量計算

ABS均勻密度為1.09，均勻收縮率為0.55%25。經過UG剖析功用的丈量體，得塑件體積V塑%3D12.56cm3%

塑件質量：

澆注系統質量：

故總體積和總質量：

4.1.2+注射機型號選定

依據以上計算初步選XS-Z-60%2F50型臥式注射機。

4.1.3+型腔數量校核

（1）依據注射機的最大注射量校核型腔數

2.91>2，契合請求。

（2）由注射機料筒塑化速率校核型腔數量145.9>2，契合請求。

（3）按注射機額定鎖模力校核型腔數量

2.08>2，滿足請求。

4.1.4+注射機有關工藝參數校核

（1）注射量校核：前面計算過，契合請求。

（2）i模力校核：前面計算過，契合請求。

（3）最大注射壓力校核

Pmax？叟k′P0%式中Pmax%3D120Mpa，k′%3D1.25≈1.4，P0%3D80～110Mpa。

代入數據計算，契合請求。

（4）閉合高度校核

模具閉合高度HM與注塑機允許的裝模厚度之間應滿足如下關系：

本注塑機+，該套模具厚度H%3D225mm，

滿足請求。

（5）模具外形尺寸校核

XS-Z-60%2F50型臥式注射機拉桿間距為300×190mm，本套模具長×寬為250×250mm，只要單邊大于拉桿間距，滿足條件。

6）最大行程的校核%0D%0A%0D%0A帶有機械-液壓結合作用的注塑機，它們的最大行程不受模具厚度影響。

H1%2BH2%2BH3%2Ba%3D35%2B7%2B5%2B35%3D82mm%

滿足請求。%0D%0A%0D%0A故該注射機能夠滿足此模具設計請求。

4.2+模具澆注系統設計和澆口設計

4.2.1+主流道設計

（1）主流道尺寸和澆口設計

a.主流道錐角：本模具取3°。

b.與注塑機噴嘴相接觸局部尺寸：SR1%3DSR0%2B1%3D13mm，凹坑深度h取5mm。

Ac.主流道入口直徑d1：d1%3Dd0%2B1%3D5mm。

d.主流道長度L：取60mm。

e.出口端直徑D：+D%3Dd1%2B2Ltan？琢%3D8.14mm。

f.主流道出口處圓角r：取2mm。

澆口套總長L0%3DL%2Bh%3D64mm。

（2）澆口套的設計

常采用碳素工具鋼，熱處置硬度為50～55HRC。

（3）定位環的設計與固定

4.2.2+分流道與澆口的設計

本產品為手機外殼，請求外表光亮度高，故在logo開設的圓孔處設置澆口。澆口采用側澆口。此澆口較小，可完成流道和澆口的自動零落。

3+成型零件工作尺寸設計和計算

工作尺寸主要有型腔和型芯的徑向尺寸，ABS均勻收縮率取+s%3D0.55%25，塑件尺寸公差按塑件規范中的5級精度成型。

型芯和型腔：

以型芯為例，型腔同理采用相應公式計算。

塑件的尺寸公差取自《塑料成型工藝與模具設計》%5B2%5D的塑件公差數值表。

塑件尺寸標注見圖2。

4.4+溫度調理系統設計

.4.1+加熱系統設計

該套模具的模溫請求在70+以下，又是小型模具，故無需加熱安裝。

4.4.2+冷卻系統計算

冷卻系統計算參照《塑料成型工藝與模具設計》%5B2%5D中相應公式，帶入數據分別計算塑料傳給模具的熱量q、需求用冷卻水帶走的熱量QW、冷卻水流量qw、水道直徑d、冷卻水在管道內的流速v、熱傳導面積Aw和冷卻水道長度計算L。

計算結果依次為q%3D125.64KJ，Qw%3D305.9KJ，qw%3D0.0146m3%2Fh，d%3D6mm，v%3D1.44m%2Fs%3DAw%3D95.96×10-3m2，L%3D548mm。

4.5+排氣系統設計%0D%0A%0D%0A除分型面起到排氣作用，還可應用推桿和孔的配合間隙停止排氣，排氣足夠。

4.6+脫模推出機構的設計

4.6.1+脫模推出機構資料

推桿的資料用T8碳素工具鋼，請求硬度50HRC以上，工作端配合局部的外表粗糙度為u%3D0.8um%5B5%5D。

4.6.2+脫模力計算

當開端脫模時，模具所受的阻力最大，推桿剛度及強度應按此時計算

制品是薄壁矩形件%5B2%5D：

4.6.3+復位彈簧的選取

本模具在復位桿上套裝4個彈簧，脫模力大，選矩形彈簧。

脫模力F%3D52396N，預估4個彈簧總受力和F總%3D6000N。

本模具推出行程為35mm，則

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查《沖壓手冊》%5B3%5D選外徑尺寸為40mm矩形彈簧。

4.7+合模導向機構和定位機構

由于規范模架自身帶有導向安裝，按模架規格選取即可。

4.8+斜頂機構設計及校核

斜頂設置在動模，斜頂中部用管位控制，底部固定在推桿固定板上能夠左右擺動。斜頂角度為3度。在頂出制品同時受斜面限制，同時作橫向挪動，從而使制品脫離。

斜頂需求側抽的間隔是l%3D0.5mm，斜頂完整頂出豎直移擁木嗬H%3D35mm，側抽程度偏移的間隔是L%3D1.8m，滿足條件。

4.9+模架肯定和規范件選用

依據前面型腔的規劃以及相互位置尺寸，再依據成型零件尺寸分離規范模架，選用構造方式為DCI2525-45×45×60+GB%2FT12555-2006。

五軸加工法在制造業的模具加工過程中應用十分普遍。在實踐的加工過程中，五軸加工的編程和操作技術是一項十分復雜的工作，稍有不慎就會呈現嚴重的模具質量問題。本文以模具型面定位五軸加工刀軸方向的優化辦法和操作流程為中心，闡述了五軸加工刀軸方向的優化的流程和辦法，指出了刀軸傾角、工作區域的辨別等重要技術，為完成模具加工工藝的進步提供參考。

關鍵詞：模具型面+刀軸方向+加工區域+五軸加工

中圖分類號：TG76+文獻標識碼：A+文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0070-01

在機械設備的模具的加工制造工作中，像汽車掩蓋見這樣的外形復雜、尺寸變化大、外表質量請求高的產品，為保證加工模具型號契合設計請求，制造廠家常常會運用定位五軸的加工辦法。應用這一工藝停止加工實踐上就是將曲面的加工區域以近似平面加工的方式停止加工。在工作中，經過調整刀軸的角度，使加工過程中的切削速率等于零，使產品契合請求，這種辦法在實踐工作中是可行的。而調整好刀軸的方向就成為這一工藝的關鍵環節。

1+刀軸方向優化流程

定位五軸加工的技術理念是將加工區域看作一個契合請求的操作平面，調整刀軸的方向使之契合加工質量請求停止操作的過程。而刀軸的方向肯定需求根據發明出的假想平面所包含的法矢方向和刀軸傾角。關于外形復雜的模具是不可能一次性的加工完成的，在加工中需求依據設計請求將模具劃分紅若干個加工區域。對刀軸方向停止優化的前提是綜合加工資料和刀具資料的詳細要素，選擇最為合適的刀軸傾角。為此我們在總堅固際加工經歷的根底上制定出對刀軸方向停止優化的流程圖（如圖1所示）。首先，在停止模具的加工之前需求對模具特性停止剖析，設定加工型面。其次，以最優平面想象劃定加工區域。再次，是依據區域設計出最優的刀軸方向。最后，停止儀器的數控編程工作，其他區域同樣依照這樣的工作流程完成加工。其中刀軸傾角的優化選擇和加工區域的劃定是完成模具的技術關鍵點。

2+型面定位五軸加工刀軸方向優化的技術措施

2.1+對刀軸傾角的優化

2.1.1+優化刀軸傾角進步切削效果

加工區域的位置的曲面法矢同刀軸方向之間構成的夾角構成了刀軸傾角，經過理論證明，刀軸傾角對刀具切削過程中的平穩性和磨損水平有很大的影響。出于保證面五軸加工方式的加工質量，我們應當對刀軸傾角和刀具切削性之間的關系停止認真剖析，使模具切削面法矢和刀軸方向之間構成的夾角得到優化，這是完成刀軸方向優化的先決條件。

2.1.2+對刀軸傾角停止優化的措施

為了保證刀軸傾角的優化效果，我們需求將與加工誤差和刀具運用年限有關的切削力和溫度作為研討剖析的對象。論證的辦法包括理論剖析、實驗考證和有限元模仿等，從完成刀軸傾角的優化。

同其他的物理、化學實驗不同，五軸加工的工序復雜、需求投入很多的人力和物力、而且有效數據獲取艱難，關于探究加工模具切削過程中的各項物理變化規律是很有明顯的效果的。所以，僅僅依托實踐操作實驗效率極慢。理論剖析的先決條件是需求樹立精確的切削過程的數據模型，而模型樹立必需以大量的實踐實驗為根底，同樣是費時費力。

所以，我們應當將現代計算機模仿技術引入研討中，現有的有限元模仿技術克制了傳統的實體實驗的弊端，免去了實踐操作的耗費，而采用計算機模仿切削過程的辦法，明晰的模仿出在切削過程中各種應力和溫度的變化趨向，這是停止刀軸方向優化研討的有效方法。

在計算機切削加工有限元模仿實驗中，
第一步，樹立起能夠反映出加工資料應力、應變率和加工當中溫度變化規律的數據模型；
第二步，針對加工過程中各種力學的變化狀況樹立起描繪模型；
第三步，需求在理想狀態下將外形復雜的切削區域劃分紅若干個局部，采用有限形態的參數方式表現出來，樹立起切削加工程序的力學仿真模型；
第四步，是在不時的演化實驗過程中對模型停止校正，使其愈加接近實踐加工過程。這是運用有限元模仿實驗對刀軸傾角停止優化的措施，但是由于加工過程中，模具外形千差萬別，刀軸傾角也會隨之變化，因而模仿實驗所得結果僅能在一定范圍內有效。

北京右手工業設計-北京產品設計公司,右手北京科技有限公司，右手（北京）科技有限公司，右手工業設計-右手產品設計-致力于為客戶提供工業設計,產品設計,產品結構設計,產品外觀設計,醫療產品設計,醫療產品結構設計,機器人結構設計,空間設計,從產品原型定義,概念設計,結構設計到供應鏈整合和品牌建構的全面解決方案.

2.2+加工區域的劃定

關于外形復雜的模具需求劃定不同的加工區域，這樣可以防止零切速度不時發作變化，確保刀軸傾角一直處于最佳位置。合理的劃定加工區域是獲得理想的加工效果的保證。但需留意，加工區域不能劃分太細，這樣會增加數控機床的操作程序，而且接刀點太多也會影響加工模具外表的質量。
詳細的優化措施是將模具的整體的型面劃分紅點，密度要平均，同時測算出各點的法向矢量；經過神經網絡聚類的功用，測算出法向矢量同最優的刀軸傾角之間的最小誤差的步距，經過各點的銜接劃定區域。

3+結語

綜上所述，關于模具型面定位五軸加工刀軸方向的優化研討應以現代計算機模仿技術為根底。克制傳統實驗辦法的缺乏，采用科學的剖析辦法，對刀軸傾角停止優化設計，合理的劃分加工區域，保證加工的質量和效率。

企業研發幾個新產品，是一回一類分批次批量生產中的一種公司生產組織方式。大批量是指企業（或生產車間）在特定一段時間內，一回出產的、在品質、結構與生產制造方法上完全一致新產品（或零配件）的總數。
具備多種產品加工能力，批量輪流生產制造新產品的產品類別，其大批量有大有小，通常與此同時選用專業設備及通用機械進行加工，按每一種新產品每一次資金投入生產制造的總數，分成批量生產、中批量生產和大批量生產三類。

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外表處理要在基體材料外表面人力產生一層層與常規的機械、化學物理特性不同類型的表面的加工工藝方式。外表處理的目的在于達到新產品的耐腐蝕性、耐磨性能、裝飾或其它特殊功能性需求。
針對金屬材料鑄造件，大家較為常見的外表處理方法是什么，機械設備打磨拋光，化學處理，表面熱處理，噴漆表層，外表處理便是對工件表面進行清洗、清理、研磨拋光、去油漬、去氧化皮等。

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什么是數控技術，數控技術，簡稱數控(Numerical Control)。它是利用數字化的信息對機床運動CNC數控機床及加工過程進行控制的一種方法。用數控技術實施加工控制的機床，或者說裝備了數控系統的機床稱為數控(NC)機床。數控系統包括:數控裝置、可編程控制器、主軸驅動器及進給裝置等部分.數控機床是機、電、液、氣、光高度一體化的產品。要實現對機床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對運動以及用工藝信息來描述機床加工必須具備的一些工藝參數。例如:進給速度、主軸轉速、主軸正反轉、換刀、冷卻液的開關等。這些信息按一定的格式形成加工文件(即正常說的數控加工程序)存放在信息載體上(如磁盤、穿孔紙帶、磁帶等)，然后由機床上的數控系統讀入(或直接通過數控系統的鍵盤輸入，或通過通信方式輸入)，通過對其譯碼，從而使機床動作和加工零件.現代數控機床是機電一體化的典型產品,是新一代生產技術、計算機集成制造系統等的技術基礎。 現代數控機床的發展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復合化、智能化和開放式結構。
主要發展動向是研制開發軟、硬件都具有開放式結構的智能化全功能通用數控裝置。數控技術是機械加工自動化的基礎，是數控機床的核心技術，其水平高低關系到國家戰略地位和體現國家綜合實力的水平. 它隨著信息技術、微電子技術、自動化技術和檢測技術的發展而發展。數控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內進行多種加工操作的數控機床。在加工中心上加工零件的特點是:被加工零件經過一次裝夾后，數控系統能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具;自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調整時間及工件周轉、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。臥式加工中心有效解決了大型模具的加工。

數控激光切割機行業未來的發展，從適用行業及企業來看，數控激光切割機重點發展范圍將圍繞在在以下幾個方面:
高速、精密數控車床，車削中心類及四軸以上聯動的復合加工機床。主要滿足航天、航空、儀器、儀表、電子信息和生物工程等產業的需要。
高速、高精度數控銑鏜床及高速、高精度立臥式加工中心。主要滿足汽車發動機缸體缸蓋及航天航空、高新技術等行業大型復雜結構支架、殼體、箱體、輕金屬材料零件和精密零件加工需求。
重型、超重型數控機床類:數控落地銑鏜床、重型數控龍門鏜銑床和龍門加工中心、重型數控臥式車床及立式車床，數控重型滾齒機等，該類產品滿足能源、航天航空、軍工、艦船主機制造、重型機械制造、大型模具加工、汽輪機缸體等行業零件加工需求。
數控磨床類:數控超精密磨床、高速高精度曲軸磨床和凸輪軸磨床、各類高精高速專用磨床等，滿足精密超精密加工需求。
數控金屬成形機床類(鍛壓設備):數控高速精密板材沖壓設備、激光切割復合機、數控強力旋壓機等，主要滿足汽車、摩托車、電子信息產業、家電等行業板金批量高效生產需求及汽車輪轂及軍工行業各種薄壁、高強度、高精度回轉型零件加工需求。
數控電加工機床類:大型精密數控電火花成形機床、數控低速走絲電火花切割機床、精密小孔電加工機床等，主要滿足大型和精密模具加工、精密零件加工、錐孔或異型孔加工及航天、航空等行業的特殊需求。
數控專用機床及生產線:柔性加工自動生產線FMS/FMC)及各種專用數控機床，該類生產線是針對汽車、家電等行業加工缸體、缸蓋、變速箱箱體等及多品種變批量殼體、箱體類零件加工需求。

數控折彎機CNC Bending Machine
WE67Yk系列數控折彎機的特點:
主要采用WE67YK系列板料折彎機結構;由SDS-3PB折彎機全閉環數控系統、兩把光柵尺、一個光電編碼器實時檢測反饋，步進電機驅動絲桿組成全閉環控制。兩把光柵尺;一把對后擋料、一把對滑塊的位置實時檢測反饋糾正;光電編碼器對油缸死擋塊的位置進行檢測反饋給數控系統。
直接進行角度編程，具有角度補償功能。
光柵尺實時檢測反饋校正、全閉環控制、后擋料和滑塊死擋料定位精度為±0.02mm。
上模采用快速夾緊裝置，下模采用斜楔變形補償機構。
具有多工步編程功能，可實現多自動運行，完成多工步零件一次性加工，提高生產效率。
根據用戶需求可選用性能穩定，結構緊湊的進口液壓系統、后擋料可選用滾珠絲桿、同步帶傳動。

數控剪板機一般是采用通用或專用計算機實現數字程序控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。
性能特點:強迫定位準確，蝸輪蝸桿傳動，光桿絲桿同心，無噪音結構與特點:采用鋼板焊結構，液壓傳動，蓄能器回程，操作方便，性能可靠，外形美觀
刃口間隙調整有指示牌指示，調整輕便迅速。設有燈光對線裝置，并能無級調節上刀架的行程量(選配)
采用柵欄式人身安全保護裝置
后擋料尺寸及剪切次數有數字顯示裝置
液壓傳動，擺式刀架。機架整體焊接堅固耐用，使用蓄級器油缸回程，平穩迅速。
具有無極調節行程的功能，上下刀片刃口間隙量用手柄調節，刀片間隙均勻度容易調整。
防護柵與電氣聯鎖確保操作安全。
CNC數控系統與位置編碼器組成閉環控制系統，速度快，精度高，穩定性好，能精確地保證后擋料位移尺寸精度，同時數控系統具有補償功能及自動檢測等多種附加功能。

傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的，加工時用手搖動機械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。現代工業早已使用電腦數字化控制的機床進行作業了，數控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。這就是我們說的"數控加工"。數控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域，更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。
加工精度高，具有較高的加工質量;
可進行多坐標的聯動，能加工形狀復雜的零件;
加工零件改變時，一般只需要更改數控程序，可節省生產準備時間;
機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產率高(一般為普通機床的3~5倍);
機床自動化程度高，可以減輕勞動強度;
批量化生產，產品質量容易控制;

沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工（或稱壓力加工），合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量沖壓件。
壓 sheet metal foming；stamping利用模具在壓力機上將金屬板材制成各種板片狀零件和殼體、容器類工件，或將管件制成各種管狀工件。這類在冷態進行的成型工藝方法稱為冷沖壓，簡稱沖壓。
沖壓加工是借助于常規或專用沖壓設備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產品零件的生產技術。板料，模具和設備是沖壓加工的三要素。
按沖壓加工溫度分為熱沖壓和冷沖壓。前者適合變形抗力高，塑性較差的板料加工；后者則在室溫下進行，是薄板常用的沖壓方法。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術。
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。

進行電火花加工時，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，并浸入工作液中，或將工作液充入放電間隙。通過間隙自動控制系統控制工具電極向工件進給，當兩電極間的間隙達到一定距離時，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產生火花放電。在放電的微細通道中瞬時集中大量的熱能，溫度可高達10000℃以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，并爆炸式地飛濺到工作液中，迅速冷凝，形成固體的金屬微粒，被工作液帶走。這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復絕緣狀態。
緊接著，下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿，產生火花放電，重復上述過程。這樣，雖然每個脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用，就能蝕除較多的金屬，具有一定的生產率。在保持工具電極與工件之間恒定放電間隙的條件下，一邊蝕除工件金屬，一邊使工具電極不斷地向工件進給，最后便加工出與工具電極形狀相對應的形狀來。因此，只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運動方式，就能加工出各種復雜的型面。工具電極常用導電性良好、熔點較高、易加工的耐電蝕材料，如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中，工具電極也有損耗，但小于工件金屬的蝕除量，甚至接近于無損耗。工作液作為放電介質，在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點較高、性能穩定的介質，如煤油、去離子水和乳化液等。電火花機是一種自激放電，其特點如下: 火花放電的兩個電極間在放電前具較高的電壓，當兩電極接近時，其間介質被擊穿后，隨即發生火花放電。伴隨擊穿過程，兩電極間的電阻急劇變小，兩極之間的電壓也隨之急劇變低?；鸹ㄍǖ辣仨氃诰S持暫短的時間(通常為10-7-10-3s)后及時熄滅，才可保持火花放電的"冷極"特性(即通道能量轉換的熱能來不及傳至電極縱深)，使通道能量作用于極小范圍。通道能量的作用，可使電極局部被腐蝕。 利用火花放電時產生的腐蝕現象對材料進行尺寸加工的方法，叫電火花加工。 電火花加工是在較低的電壓范圍內，在液體介質中的火花放電。 電火花的加工 按照工具電極的形式及其與工件之間相對運動的特征，可將電火花加工方式分為五類:利用成型工具電極，相對工件作簡單進給運動的電火花成形加工;利用軸向移動的金屬絲作工具電極，工件按所需形狀和尺寸作軌跡運動，以切割導電材料的電火花線切割加工;利用金屬絲或成形導電磨輪作工具電極，進行小孔磨削或成形磨削的電火花磨削;用于加工螺紋環規、螺紋塞規 、齒輪等的電火花共軛回轉加工;小孔加工、刻英表面合金化、表面強化等其他種類的加工。電火花加工能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復雜形狀工件;加工時無切削力;不產生毛刺和刀痕溝紋等缺陷;工具電極材料無須比工件材料硬;直接使用電能加工，便于實現自動化;加工后表面產生變質層，在某些應用中須進一步去除;工作液的凈化和加工中產生的煙霧污染處理比較麻煩。

數控車床車銑中心是穩定、快速、精密的加工方式，刀塔+櫛式的設計可減少換刀機臺空跑的距離，并且提高加工的效率。櫛式刀座讓簡易的銑削可在車床上同步完成，節省二次加工的麻煩和不便。6000rpm精密主軸，穩定且提供高效率的切削能力。15°傾斜床臺設計，兼顧力學及排屑，讓原本刀塔+櫛式式的排屑不易得到完整的解決。線軌式設計，滿足使用者切削負荷和快速移動的需求，讓加工物件的車削紋路細致且精度穩定。