模具設(shè)計(jì)概述

1、目錄1 概述 2 設(shè)計(jì)步驟 3 五金模具設(shè)計(jì)流程 4 塑料模具設(shè)計(jì)步驟 5 模具CAD/CAE 1 概述 2 設(shè)計(jì)步驟 3 五金模具設(shè)計(jì)流程 4 塑料模具設(shè)計(jì)步驟 5 模具CAD/CAE 6 模具設(shè)計(jì)師 模具設(shè)計(jì) - 概述模具設(shè)計(jì)模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時(shí)也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。大到飛機(jī)、汽車，小到茶杯、釘子，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮

2、譽(yù)稱號(hào)。什么是模具設(shè)計(jì)呢？按國家職業(yè)定義，模具設(shè)計(jì)是：從事企業(yè)模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)，包括型腔模與冷沖模，在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具，提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)周期的人員。模具設(shè)計(jì) - 設(shè)計(jì)步驟 模具CAD1、對(duì)所設(shè)計(jì)模具之產(chǎn)品進(jìn)行可行性分析，以電腦機(jī)箱為例，首先將各組件產(chǎn)品圖紙利用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行組立分析，即我們工作中所說的套圖，確保在模具設(shè)計(jì)之前各產(chǎn)品圖紙的正確性，另一方面可以熟悉各組件在整個(gè)機(jī)箱中的重要性，以確定重點(diǎn)尺寸，這樣在模具設(shè)計(jì)中很有好處的，具體的套圖方法這里就不做詳細(xì)的介紹了。 2、在產(chǎn)品分析之后所要進(jìn)行的工作，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析采用什么樣的模具結(jié)構(gòu)，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行排工

3、序，確定各工序沖工內(nèi)容，并利用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行產(chǎn)品展開，在產(chǎn)品展開時(shí)一般從后續(xù)工程向前展開，例如一產(chǎn)品需要量五個(gè)工序，沖壓完成則在產(chǎn)品展開時(shí)從產(chǎn)品圖紙開始到四工程、三工程、二工程、一工程，并展開一個(gè)圖形后復(fù)制一份再進(jìn)行前一工程的展開工作，即完成了五工程的產(chǎn)品展開工作，然后進(jìn)行細(xì)致的工作，注意，這一步很重要，同時(shí)需特別細(xì)心，這一步完成的好的話，在繪制模具圖中將節(jié)省很多時(shí)間，對(duì)每一工程所沖壓的內(nèi)容確定好后，包括在成型模中，產(chǎn)品材料厚度的內(nèi)外線保留，以確定凸凹模尺寸時(shí)使用，對(duì)于產(chǎn)品展開的方法在這里不再說明，將在產(chǎn)品展開方法中具體介紹。 產(chǎn)品展開圖？3、備料，依產(chǎn)品展開圖進(jìn)行備料，在圖紙中確定模板尺寸，包

4、括各固定板、卸料板、凸凹模、鑲件等，注意直接在產(chǎn)品展開圖中進(jìn)行備料，這樣對(duì)畫模具圖是有很大好處的，我所見到有很多模具設(shè)計(jì)人員直接對(duì)產(chǎn)品展開圖進(jìn)行手工計(jì)算來備料，這種方法效率太低，直接在圖紙上畫出模板規(guī)格尺寸，以組立圖的形式表述，一方面可以完成備料，另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作，因?yàn)樵诶L制各組件的工作中只需在備料圖紙中加入定位、銷釘、導(dǎo)柱、螺絲孔即可。 4、在備料完成后即可全面進(jìn)入模具圖的繪制，在備料圖紙中再制一份出來，進(jìn)行各組件的繪制，如加入螺絲孔，導(dǎo)柱孔，定位孔等孔位，并且在沖孔模中各種孔需線切割的穿絲孔，在成型模中，上下模的成型間隙，一定不能忘記，所以這些工作完成后一個(gè)產(chǎn)品的模

5、具圖差不多已完成了80%，另外在繪制模具圖的過程中需注意：各工序，指制作，如鉗工劃線，線切割等到不同的加工工序都有完整制作好圖層，這樣對(duì)線切割及圖紙管理有很大的好處，如顏色的區(qū)分等，尺寸的標(biāo)注也是一個(gè)非常重要的工作，同時(shí)也是一件最麻煩的工作，因?yàn)樘速M(fèi)時(shí)間了。 5、在以上圖紙完成之后，其實(shí)還不能發(fā)行圖紙，還需對(duì)模具圖紙進(jìn)行校對(duì)，將所有配件組立，對(duì)每一塊不同的模具板制作不同的圖層，？并以同一基準(zhǔn)如導(dǎo)柱孔等到進(jìn)行模具組立分析，并將各工序產(chǎn)品展開圖套入組立圖中，確保各模板孔位一致以及折彎位置的上下模間隙配合是否正確。 模具設(shè)計(jì) - 五金模具設(shè)計(jì)流程 五金模具設(shè)計(jì)一.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 1. 必需的圖紙、金型仕

6、樣書的內(nèi)容等的確認(rèn)： 在正式的金型設(shè)計(jì)之前，下列圖紙或文件通常要具備： 部品圖；金型設(shè)計(jì)制作仕樣書；設(shè)計(jì)制作契約書；其他 并且要對(duì)上述資料完全理解，不明確處要得到客戶的確認(rèn)。 2. 把握?qǐng)D面的概要 部品圖決定了金型設(shè)計(jì)的最終目的，必須透徹地理解。日本客戶提供的部品圖是按照J(rèn)IS制圖規(guī)定采用三角法繪制的，通常由以下部分構(gòu)成： 正面圖、平面圖、側(cè)面圖、斷面圖、詳細(xì)圖、參考圖、注記、公差一覽、仕上記號(hào)一覽、標(biāo)題欄、其他 在視圖過程中要注意以下方面： 公差要求較嚴(yán)格處；對(duì)金型構(gòu)造有影響的部位； 現(xiàn)有圖面無法理解的部分；注記中特別突出的事項(xiàng) 特殊的材料和熱處理要求；部品壁厚較薄處（t<0.6mm）

7、 部品壁厚較厚處；外觀上有無特別仕樣要求 三維曲面部分；設(shè)計(jì)者、日期、納期、價(jià)格等 3. 部品立體形狀的理解 部品圖是二維繪制的，要通過視圖轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)者頭腦中的三維形狀，而手繪立體圖對(duì)此很有幫助。 準(zhǔn)備好紙和鉛筆。 首先繪制出制品的大致外形輪廓，然后再根據(jù)自己對(duì)部品圖的理解，繪制出部品各部位的斷面圖。 上述這些對(duì)將來分型面的確定、入子的分割非常重要。如果條件允許，使用粘土等輔助物來幫助理解會(huì)更好。 4.標(biāo)題欄的檢討 部品圖的標(biāo)題欄一般注明了圖面中的公差、部品的材料等一些內(nèi)容，必須要認(rèn)真研讀。 部品名；圖名；圖番；材質(zhì)（包括收縮率）；仕樣，指材質(zhì)的詳細(xì)仕樣，如生產(chǎn)廠家、商品名、樹脂代號(hào)；尺度；設(shè)

8、計(jì)者；變更欄； 5.注記部分的檢討 澆口種類、位置、數(shù)量 如無特殊要求，則金型設(shè)計(jì)者在自行決定后需征得客戶的同意。 入子分割線的要求 由于入子分隔線會(huì)在制品表面形成接痕，影響外觀，尤其對(duì)折疊部位有害，所以設(shè)計(jì)者應(yīng)遵守部品圖的規(guī)定。 成型品表面劃傷等缺陷的規(guī)定 金型設(shè)計(jì)者應(yīng)避免可能發(fā)生上述缺陷的金型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 未注公差的要求。 成型品形狀及尺寸上的變更需征得客戶的同意，作為金型設(shè)計(jì)者來說，不可自行決斷。 主視圖的檢討 主視圖是圖面中尺寸較集中的地方，確認(rèn)兩側(cè)公差及片側(cè)公差，并標(biāo)記其中較嚴(yán)格者。 其他各視圖的檢討。方法同上 必要型締力的檢討 熔融樹脂在注射時(shí)，會(huì)在金型分型面上產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)大的注射壓

9、力。如注射機(jī)最大型締力小于注射壓力，則模板之間就會(huì)產(chǎn)生縫隙，發(fā)生溢邊現(xiàn)象。必要型締力的計(jì)算如下： F=P×A F：必要型締力（Kg） P：注射壓力（Kg/cm2），取300500，視成型條件而定 A：制品在注射方向上的投影面積cm2 必要射出體積的檢討 在選擇注射機(jī)時(shí)，要進(jìn)行射出體積的檢討。 包括聊吧、制品在內(nèi)的體積總和要小于注射機(jī)最大注射量的1/22/3 其他事項(xiàng) 如客戶提供的資料不全，需跟客戶聯(lián)系，取得全部資料。 使用彩筆標(biāo)記出自己認(rèn)為較重要的，以利于下一步的設(shè)計(jì)。 二.成型品基本圖的設(shè)計(jì) 下圖是金型設(shè)計(jì)工作的大致流程： 初期檢討成型品基本圖設(shè)計(jì)金型構(gòu)造設(shè)計(jì)部品圖設(shè)計(jì)檢圖出圖 塑

10、料注射金型的設(shè)計(jì)從成型品基本圖的設(shè)計(jì)入手，其正確與否決定了成型制品的好壞。 下面就成型品基本圖的設(shè)計(jì)手法進(jìn)行講解： 1. 了解成型材料的特性 最關(guān)鍵的是流動(dòng)性能的好壞和收縮率的大小 2. 可充填性的檢討 應(yīng)全面考慮以下幾個(gè)方面: 型腔可否完全填充；溶接痕的位置；氣泡的發(fā)生； 成型品的變形；點(diǎn)澆口的切斷痕；其他 在設(shè)計(jì)工作中，根據(jù)工作條件，采用下述方法來分析驗(yàn)證： 類似金型的比較；流動(dòng)比（L/T）的計(jì)算；CAD、CAE3. 澆口位置的確定 4. 澆口形狀的確定 5. 分型面的確定 應(yīng)參照下述原則: 盡量采用平面;易于加工;無離型不良發(fā)生;外觀上分割線無影響處. 6. 金型制作寸法的決定 由于塑料

11、冷卻以后的收縮性，故金型制作寸法要考慮“成型收縮率”，方法如下：（以收縮率0.2%為例） 兩側(cè)公差: L=25±0.05 L0=1.02×25=25.5 片側(cè)公差: L=3-0.2 L0=(3+2.8)/2×1.02=2.96 經(jīng)過上述方法計(jì)算出的寸法，要經(jīng)過以下兩方面的補(bǔ)正： 金型制作上可修改性的補(bǔ)正。 奇數(shù)寸法的偶數(shù)化。 ？7. 拔模斜度的決定（固定側(cè)） 為防止離型不良，有必要在固定側(cè)型芯處設(shè)置拔模斜度，但要在成型品公差范圍內(nèi)，一般以303°為宜。 8. 拔模斜度的決定（可動(dòng)側(cè)） 如有必要，可動(dòng)側(cè)也可加拔模斜度，但一般可不加。如有頂出不良，可通過加裝

12、頂桿的方法來解決。 9. 頂桿的配置 按照以下原則： 頂出面積盡可能大，因細(xì)小的頂桿孔難以加工。 盡量采用圓頂桿，因方頂出孔難以加工（但利用鑲件分割線做出的較簡(jiǎn)單）。 頂桿要配置在型芯附近。 頂桿孔周圍最小1mm壁厚保證。 10. 生產(chǎn)數(shù)的記入 三.金型構(gòu)造設(shè)計(jì) 成型品基本圖完成以后，即可開展最重要的工作-金型構(gòu)造圖面的設(shè)計(jì)。這部分工作占金型設(shè)計(jì)全部研討工作的80%。下面就是具體的設(shè)計(jì)流程： 1. 成型機(jī)金型取付仕樣的確認(rèn)： 滑桿間距的確認(rèn) 金型大小不可超過滑桿間距，通常要留20mm以上的安全距離。 最小型厚的確認(rèn) 金型的型厚要大于注射機(jī)的最小型厚 最大開模行程的確認(rèn) 最大鎖模力的確認(rèn) 理論射

13、出容量的確認(rèn) 定位圈直徑的確認(rèn)（以選擇定位圈型號(hào)） 注射機(jī)噴嘴先端形狀的確認(rèn)（以選擇澆口套型號(hào)） 最大型厚的計(jì)算 T=最小型厚+最大開模距離-S1-S2-S2. 型腔配置方法的檢討 對(duì)于多型腔模具而言，要妥善安排型腔位置，使之投影中心完全位于模架中心上，并使流道最短地達(dá)到均衡進(jìn)料。 3. 型腔壁厚度的確定 4. 模架的選擇 對(duì)于塑料注射模具而言，模架均已標(biāo)準(zhǔn)化。我公司均采用日本FUTABA（雙葉）的模架。在選擇模架時(shí)，除了大小規(guī)格外，應(yīng)確認(rèn)以下方面： 導(dǎo)柱導(dǎo)套的位置，有的導(dǎo)柱在固定側(cè)，而有的在可動(dòng)側(cè)。根據(jù)需要來選擇。 對(duì)于各模板的厚度，應(yīng)結(jié)合成型品基本圖來確認(rèn)。一般來說，要使鑲件非成形部分的長(zhǎng)

14、度在30mm左右為宜。 目前我們有FUTABA的標(biāo)準(zhǔn)模架CAD庫，可使用它來快速生成模架圖。 5. 分型動(dòng)作的決定 在模板厚度確定后，進(jìn)行分型動(dòng)作的檢討。 固定側(cè)型板與流道板之間的開模距離S1 S1=點(diǎn)澆口套長(zhǎng)度+澆口套長(zhǎng)度+1020 流道板與固定側(cè)座板之間的開模距離S2 S2=拉料勾勾頭長(zhǎng)度+3mm安全距離 止動(dòng)螺栓長(zhǎng)度決定 L=固定側(cè)型板厚+S1 止動(dòng)螺栓頭部長(zhǎng)度決定 支撐導(dǎo)柱長(zhǎng)度決定 L=固定側(cè)型板厚+S1+流道板厚+S2+固定側(cè)座板厚 拉料勾長(zhǎng)度決定 流道頂出裝置決定 澆口套周邊機(jī)構(gòu)決定 要做到使成形品頂出后自然落下的模具布局 6. 澆口套采用PUNCH市販品 7. 開模次序的確定,并

15、采用相應(yīng)機(jī)構(gòu)來確保這種開模次序的實(shí)現(xiàn). 8. 流道從流道板順利脫出的方法: 采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI)9. 支撐柱配置的檢討 在注射時(shí),注射機(jī)會(huì)在可動(dòng)側(cè)型板的底部產(chǎn)生一個(gè)瞬間的注射壓力,引起型板變形.為防止此種現(xiàn)象發(fā)生,可在模架中設(shè)置支撐柱,以不妨礙頂桿和力征安排在每個(gè)型腔附近為原則. 10. 冷卻水孔的決定 為了恒定模具溫度，必須開設(shè)冷卻水孔，通以冷卻用水。 冷卻水孔的大小與冷卻效率關(guān)系不大，中等大小的模具一般采用8.5的水孔即可，接口處采用PT1/8的管螺紋。 冷卻水孔的位置與數(shù)量與冷卻效果有密切關(guān)系，在確定時(shí)，應(yīng)盡可能地靠近型腔和盡可能地多，但不要發(fā)生干涉

16、。 11. 頂出部分的配置 結(jié)合成形品基本圖，合理配置頂桿位置，注意不要與冷卻水孔及支撐柱等部件發(fā)生干涉。 12. 澆口套的配置 澆口套頭部SR寸法要比注射機(jī)噴嘴的SR寸法大1mm左右。 澆口套開口處寸法要比注射機(jī)噴嘴的寸法大0.5mm左右。 對(duì)于錐度來說，采用片側(cè)1°比較好。 13. 定位圈的配置 結(jié)合成形機(jī)仕樣，采用PUNCH市販品。 14. 排氣道的配置 為了使型腔內(nèi)空氣順利排出，有時(shí)需設(shè)排氣道。不過一般設(shè)計(jì)中不予考慮，生產(chǎn)中如發(fā)現(xiàn)有排氣不良，再予以解決。 15. 頂出導(dǎo)柱與頂出導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 為了提高頂出部件運(yùn)動(dòng)的精度，從而延長(zhǎng)頂桿、型芯壽命，防止頂桿拉傷，可設(shè)計(jì)頂出導(dǎo)柱與頂出導(dǎo)

17、套。 16. 部品番號(hào)的確定 本公司制定有金型用部品番號(hào)的命名規(guī)則，按此規(guī)則進(jìn)行確定。 17. 其他 至此，金型的構(gòu)造設(shè)計(jì)基本完成。 四.部品圖設(shè)計(jì) 在進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)完成以后，根據(jù)成形品基本圖和金型構(gòu)造圖進(jìn)行金型部品圖設(shè)計(jì)，包括下述內(nèi)容： 設(shè)計(jì)需加工的部品圖面。 外構(gòu)件追加工部品圖面。 購入部品仕樣書。 1. 型腔部分的設(shè)計(jì)： 從金型構(gòu)造圖中把型腔部分的外形提取出來。X-Y方向與模板嵌合，注意公差與配合。Z方向采用螺釘或掛鉤或鍵固定均可。 成形部分形狀與寸法 根據(jù)成形品基本圖來決定，并考慮以下方面： 成形品寸法公差。 與別的部品之間的關(guān)系（配合）等。 便于金型的修正。 機(jī)械加工方法所能達(dá)到的加工

18、能力。 加工費(fèi)用。 其他。 型芯均采用掛鉤的形式與型腔件配合，X-Y方向用公差來嚴(yán)格控制。 澆口設(shè)計(jì) 固定方法 材質(zhì)、硬度的決定 考慮以下方面： 成形品的形狀、寸法精度維持機(jī)能。 成形品表面品質(zhì)決定機(jī)能。 耐沖擊，剛性、強(qiáng)度要足夠。 耐腐蝕性。 耐磨性。 機(jī)加工性。 鏡面特性。 熱傳導(dǎo)性。 熱處理性。 材料價(jià)格。 2. 固定側(cè)型芯的設(shè)計(jì) 形狀與寸法根據(jù)成形品基本圖確定。 材質(zhì)的選擇參考上面的內(nèi)容。 可動(dòng)側(cè)型芯、型腔設(shè)計(jì)大致與固定側(cè)相同，但多出頂出部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 至此，金型部品圖中與成形有關(guān)的部分已完成，下面進(jìn)行金型構(gòu)造部分的部品設(shè)計(jì)。 五.檢圖 部品圖設(shè)計(jì)完了以后要進(jìn)行檢圖，這與設(shè)計(jì)工作同等

19、重要。在投入生產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，要比在生產(chǎn)中或完成后才發(fā)現(xiàn)要節(jié)省大量的金錢與精力。 檢圖工作，可由設(shè)計(jì)者自身承擔(dān)，也可由第三者擔(dān)任。在檢圖中應(yīng)把握如下原則： 詳細(xì)設(shè)計(jì)、重要設(shè)計(jì)檢查時(shí)，最好在精力充沛時(shí)進(jìn)行。 連續(xù)工作12小時(shí)，應(yīng)休息1015分鐘，保持頭腦清醒。 不要懼怕失敗，在失敗中取得成長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)。 不要從詳細(xì)設(shè)計(jì)著手，應(yīng)從總體方案開始，這樣容易發(fā)現(xiàn)大的原則性的錯(cuò)誤。 可調(diào)查類似金型在使用過程中發(fā)生的問題，并與自己的設(shè)計(jì)工作相對(duì)照。 檢圖工作主要內(nèi)容如下： 1. 重要的原則性的項(xiàng)目 根據(jù)型芯、型腔明細(xì)表，有無遺漏設(shè)計(jì)的部分。 金型取數(shù)是否合適。 分型面的設(shè)置是否正確？是否滿足金型仕樣書的要求？ 型

20、腔可否完全填充？ 制作費(fèi)用是否在預(yù)算范圍內(nèi)？ 成形品生產(chǎn)成本是否在預(yù)算范圍內(nèi)？ 金型納期可否完成？ 為保證納期，是否采取了合理的措施？ 成形品型腔可否順利脫出？ 成形品型芯可否順利脫出？ 澆口、流道的配置有無不當(dāng)？ 冷卻水道有無干涉處？ 支撐柱、頂桿、定出導(dǎo)向柱有無干涉？ 成形收縮率計(jì)算是否正確？ 鑲件分割方式是否正確？ 兩側(cè)相互配合的部件設(shè)計(jì)是否正確？ 成形機(jī)取付仕樣是否滿足要求？ 其他特殊要求是否滿足？ 2. 金型構(gòu)造方面的檢討 目前的設(shè)計(jì)正確與否，有無可以改進(jìn)之處？ 樹脂流動(dòng)的預(yù)想是否正確？ 型芯、型腔離型對(duì)策正確與否？ 滑塊與滑動(dòng)型芯的設(shè)計(jì)是否正確？ 配合處公差是否正確？ 排氣道是否合

21、適？ 配合間隙是否合適？ 裝配時(shí)是否困難？ 拆卸是否方便？ 對(duì)白化現(xiàn)象有無預(yù)防？ 兩側(cè)各部件之間有無干涉？ 3. 進(jìn)行詳細(xì)檢討的部分： 有無尺寸相互不一致處？ 斷面形狀正確與否？ 部品個(gè)數(shù)是否正確？ 部品材質(zhì)是否正確？ 型板剛性是否滿足要求？ 型腔剛性、強(qiáng)度是否滿足要求？ 澆口形狀是否合適？ 加工方法是否經(jīng)過妥善考慮？ 電極設(shè)計(jì)是否正確？ 標(biāo)準(zhǔn)部品發(fā)注書是否有誤？ 客戶仕樣變更部分是否已全部變更？ 廢舊圖面是否已被替換？ 寸法公差、表面粗糙度有無過于嚴(yán)格處？ 機(jī)械加工性是否適當(dāng)？ 模具設(shè)計(jì) - 塑料模具設(shè)計(jì)步驟 塑膠模具設(shè)計(jì)一、接受任務(wù)書 成型塑料制件的任務(wù)書通常由制件設(shè)計(jì)者提出，其內(nèi)容如下：

22、 1、 經(jīng)過審簽的正規(guī)制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號(hào)、透明度等。 2、塑料制件說明書或技術(shù)要求。 3、生產(chǎn)產(chǎn)量。 4、 塑料制件樣品。 通常模具設(shè)計(jì)任務(wù)書由塑料制件工藝員根據(jù)成型塑料制件的任務(wù)書提出，模具設(shè)計(jì)人員以成型塑料制件任務(wù)書、模具設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)來設(shè)計(jì)模具。二、收集、分析、消化原始資料 1、 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。 2、消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理， 熔接痕、縮孔等成型缺陷的

23、允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，看看估計(jì)成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 3、 消化工藝資料，分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。成型材料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動(dòng)性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑 性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。 4、 確定成型方法 采用直壓法、鑄壓法還是注射法。 5、 選擇成型設(shè)備 根

24、據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。例如對(duì)于注射機(jī)來說，在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關(guān)參數(shù)。 要初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和使用。 三、具體結(jié)構(gòu)方案 1、 確定模具類型 如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。 2、確定模具類型的主要結(jié)構(gòu) 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的型腔數(shù)，在絕對(duì)可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的

25、要求。對(duì)塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)省勞動(dòng)力。 影響模具結(jié)構(gòu)及模具個(gè)別系統(tǒng)的因素很多，很復(fù)雜： 如型腔布置。根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。 對(duì)于注射模來說，塑料制件精度為3級(jí)和3a級(jí)，重量為5克，采用硬化澆注系統(tǒng)，型腔數(shù)取4-6個(gè)；塑料制件為一般精度（4-5級(jí)），成型材料為局部結(jié)晶材料，型腔數(shù)可取16-20個(gè)；塑料制件重量為12-16克，型腔數(shù)取8-12個(gè)；而重量為50-100克的塑料制件，型腔數(shù)取4-8

26、個(gè)。對(duì)于無定型的塑料制件建議型腔數(shù)為24-48個(gè)，16-32個(gè)和6-10個(gè)。當(dāng)再繼續(xù)增加塑料制件重量時(shí)，就很少采用多腔模具。7-9級(jí)精度的塑料制件，最多型腔數(shù)較之指出的4-5級(jí)精度的塑料增多至50%。 3、 確定分型面 4、 分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。 5、 確定澆注系統(tǒng) 主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大?。┖团艢庀到y(tǒng)（排氣的方法、排氣槽位置、大?。?。 6、選擇頂出方式 （頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側(cè)凹處理方法、抽芯方式。 7、決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位 根據(jù)模具材料、強(qiáng)度計(jì)算或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定

27、模具零件厚度及外形尺寸，外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。 8、確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 9、考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸 以上這些問題如果解決了，模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這時(shí)，就應(yīng)該著手繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，為正式繪圖作好準(zhǔn)備。 四、繪制模具圖 要求按照國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，但是也要求結(jié)合本廠標(biāo)準(zhǔn)和國家未規(guī)定的工廠習(xí)慣畫法。 1、 在畫模具總裝圖之前，應(yīng)繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸應(yīng)在圖上標(biāo)寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進(jìn)行其他機(jī)械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。 在工序圖下面最好標(biāo)出制件編號(hào)、名稱、材

28、料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。 2、 繪制總裝結(jié)構(gòu)圖 繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時(shí)畫出。 3、模具總裝圖應(yīng)包括以下內(nèi)容： （1）模具成型部分結(jié)構(gòu) （2） 澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。 （3）分型面及分模取件方式。 （4） 外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。 （5）標(biāo)注型腔高度尺寸（不強(qiáng)求，根據(jù)需要）及模具總體尺寸。（6） 輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。（7）按順序?qū)⑷苛慵蛱?hào)編出，并且填寫明細(xì)表。 （8） 標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明。4、模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容： 對(duì)于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對(duì)頂出系統(tǒng)

29、、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。 對(duì)模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對(duì)該尺寸的要求。 模具使用，裝拆方法。 防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油封、保管等要求。 有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求。 5、繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。圖形要求： 一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當(dāng)。為了使加工專利號(hào)易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。 標(biāo)注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標(biāo)注尺寸的順序?yàn)椋合葮?biāo)主要零件尺

30、寸和出模斜度，再標(biāo)注配合尺寸，然后標(biāo)注全部尺寸。在非主要零件圖上先標(biāo)注配合尺寸，后標(biāo)注全部尺寸。 表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標(biāo)于圖紙右上角，如標(biāo)注“其余3.2。”其它粗糙度符號(hào)在零件各表面分別標(biāo)出。其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號(hào)、材料牌號(hào)、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說明等都要正確填寫。 五、校對(duì)、審圖、描圖、送曬 自我校對(duì)的內(nèi)容是： 1、 模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系 2、 模具及模具零件的材質(zhì)、硬度、尺寸精度，結(jié)構(gòu)等是否符合塑件圖紙的要求。 3、塑料制件方面 塑料料流的流動(dòng)、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面

31、質(zhì)量等方面的要求。圖案設(shè)計(jì)有無不足，加工是否簡(jiǎn)單，成型材料的收縮率選用是否正確。 4、成型設(shè)備方面有，拒注射量、注射壓力、鎖模力夠不夠，模具的安裝、塑料制件的南芯、脫模有無問題，注射機(jī)的噴嘴與嘵口套是否正確地接觸。 5、 模具結(jié)構(gòu)方面 分型面位置及精加工精度是否滿足需要，會(huì)不會(huì)發(fā)生溢料，開模后是否能保證塑料制件留在有頂出裝置的模具一邊。 脫模方式是否正確，推廣桿、推管的大小、位置、數(shù)量是否合適，推板會(huì)不會(huì)被型芯卡住，會(huì)不會(huì)造成擦傷成型零件。 6、模具溫度調(diào)節(jié)方面。加熱器的功率、數(shù)量；冷卻介質(zhì)的流動(dòng)線路位置、大小、數(shù)量是否合適。7、處理塑料制件制側(cè)凹的方法，脫側(cè)凹的機(jī)構(gòu)是否恰當(dāng)，例如斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)

32、構(gòu)中的滑塊與推桿是否相互干擾。 8、 澆注、排氣系統(tǒng)的位置，大小是否恰當(dāng)。 9、 設(shè)計(jì)圖紙 裝配圖上各模具零件安置部位是否恰當(dāng)，表示得是否清楚，有無遺漏 零件圖上的零件編號(hào)、名稱，制作數(shù)量、零件內(nèi)制還是外購的，是標(biāo)準(zhǔn)件還是非標(biāo)準(zhǔn)件，零件配合處理精度、成型塑料制件高精度尺寸處的修正加工及余量，模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標(biāo)記、敘述清楚。 零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸數(shù)字應(yīng)正確無誤，不要使生產(chǎn)者換算。 檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置，投影是否正確，畫法是否符合制圖國標(biāo)，有無遺漏尺寸。 校核加工性能。（所有零件的幾何結(jié)構(gòu)、視圖畫法、尺寸標(biāo)注等是否有利于加工

33、）復(fù)算輔助工具的主要工作尺寸 專業(yè)校對(duì)原則上按設(shè)計(jì)者自我校對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行；但是要側(cè)重于結(jié)構(gòu)原理、工藝性能及操作安全方面。 描圖時(shí)要先消化圖形，按國標(biāo)要求描繪，填寫全部尺寸及技術(shù)要求。描后自校并且簽字。 把描好的底圖交設(shè)計(jì)者校對(duì)簽字，習(xí)慣做法是由工具制造單位有關(guān)技術(shù)人員審查，會(huì)簽、檢查制造工藝性，然后才可送曬。 六、編寫制造工藝卡片 1、 由工具制造單位技術(shù)人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做好準(zhǔn)備。 2、 在模具零件的制造過程中要加強(qiáng)檢驗(yàn)，把檢驗(yàn)的重點(diǎn)放在尺寸精度上。模具組裝完成后，由檢驗(yàn)員根據(jù)模具檢驗(yàn)表進(jìn)行檢驗(yàn)，主要的是檢驗(yàn)?zāi)＞吡慵男阅芮闆r是否良好，只有這樣才能俚語模具的制造質(zhì)量。七、試模及

34、修模 雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時(shí)，在預(yù)想的工藝條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，但是人們的認(rèn)識(shí)往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進(jìn)行試模試驗(yàn)，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)總是以后，進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模。塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類居多，原因也很復(fù)雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象的實(shí)際情況，進(jìn)行細(xì)致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出補(bǔ)救方法。因?yàn)槌尚蜅l件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當(dāng)變更成型條件不能解決問題時(shí)，才考慮修理模具。修理模具更應(yīng)慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動(dòng)。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改

35、造和恢復(fù)原狀。 八、整理資料進(jìn)行歸檔 1、 模具經(jīng)試驗(yàn)后，若暫不使用，則應(yīng)該完全擦除脫模渣滓、灰塵、油污等，涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，關(guān)到保管場(chǎng)所保管。 2、 把設(shè)計(jì)模具開始到模具加工成功，檢驗(yàn)合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料，例如任務(wù)書、制件圖、技術(shù)說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設(shè)計(jì)說明書、檢驗(yàn)記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號(hào)進(jìn)行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對(duì)以后修理模具，設(shè)計(jì)新的模具都是很有用處的。模具設(shè)計(jì) - 模具CAD/CAECAD/CAM/CAE模具行業(yè)是國家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)行業(yè)，各種先進(jìn)技術(shù)應(yīng)首先應(yīng)用于模具行業(yè)，CAD/CAE技術(shù)作為一項(xiàng)重

36、要的技術(shù)手段，正越來越廣泛地在模具行業(yè)得以應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會(huì)的高速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快。無論是工業(yè)產(chǎn)品還是家電產(chǎn)品，大多數(shù)應(yīng)用模具成型。因此，產(chǎn)品對(duì)模具的精度要求越來越高、越來越普及。由于模具是典型的技術(shù)密集型產(chǎn)品，為了表達(dá)清楚設(shè)計(jì)意圖，設(shè)計(jì)人員必須花費(fèi)大量的時(shí)間來繪制模架、頂桿、滑塊等結(jié)構(gòu)相對(duì)固定的零部件。一、模具CAD/CAE的基本概念 CAD：（Computer Aided Design）是利用計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對(duì)產(chǎn)品或工程進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、繪圖、工程分析與技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱，是一項(xiàng)綜合性技術(shù)。 CAE：(Computer Aided Engineerin

37、g)即計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)，是以現(xiàn)代計(jì)算力學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)仿真為手段的工程分析技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)模具優(yōu)化的主要支持模塊。對(duì)于模具CAE來講，目前局限于數(shù)值模擬方法，對(duì)未來模具的工作狀態(tài)和運(yùn)行行為進(jìn)行模擬，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷。 二、 CAD/CAE技術(shù)的發(fā)展過程 1、 CAD技術(shù)的發(fā)展過程 （1）20世紀(jì)50年代后期至70年代初期，此階段為初級(jí)階段線框造型技術(shù)。 （2）20世紀(jì)70年代初期至80年代初，此階段是第一次CAD技術(shù)革命曲面（表面）造型技術(shù)。 （3）20世紀(jì)80年代初期至80年代中期，此階段是第二次CAD技術(shù)革命實(shí)體造型階段。 （4）20世紀(jì)80年代中期至90年代初期，此階段是第三次CAD技術(shù)

38、革命參數(shù)化技術(shù)。 參數(shù)化設(shè)計(jì)是用幾何約束、工程方程與關(guān)系來定義產(chǎn)品模型的形狀特征，也就是對(duì)零件上的各種特征施加各種約束形式，從而達(dá)到設(shè)計(jì)一組在形狀或功能上具有相似性的設(shè)計(jì)方案。目前能處理的幾何約束類型基本上是組成產(chǎn)品形體的幾何實(shí)體公稱尺寸關(guān)系和尺寸之間的工程關(guān)系，故參數(shù)化技術(shù)又稱為尺寸驅(qū)動(dòng)幾何技術(shù)。 （5）20世紀(jì)90年代初期至今，此階段是第四次CAD技術(shù)革命變量化技術(shù)。 變量化設(shè)計(jì)（Variational Design）是通過求解一組約束方程組，來確定產(chǎn)品的尺寸和形狀。約束方程組可以是幾何關(guān)系，也可以是工程計(jì)算條件。約束結(jié)果的修改受到約束方程驅(qū)動(dòng)。變量化技術(shù)既保持了參數(shù)化原有的優(yōu)點(diǎn)（如基于特

39、征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改等），同時(shí)又克服了它的許多不利之處（如解決實(shí)體曲面問題等）。應(yīng)用變量化技術(shù)具有代表性的軟件是SDRC/I-DEAS。 2、CAE技術(shù)的發(fā)展過程 （1）在20世紀(jì)6070年代處于探索階段，有限元技術(shù)主要針對(duì)結(jié)構(gòu)分析問題進(jìn)行發(fā)展，以解決航空航天技術(shù)發(fā)展過程中遇到的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度以及模擬實(shí)驗(yàn)和分析。 （2）20世紀(jì)7080年代是CAE技術(shù)蓬勃發(fā)展時(shí)期，出現(xiàn)了大量的機(jī)械軟件，軟機(jī)的開發(fā)主要集中在計(jì)算精度、硬件及速度平臺(tái)的匹配、計(jì)算機(jī)內(nèi)存的有效利用以及磁盤空間利用上，而且有限元分析技術(shù)在結(jié)構(gòu)和場(chǎng)分析領(lǐng)域獲得了很大的成功。 （3）20世紀(jì)90年代CAE技術(shù)逐漸成

40、熟壯大，軟件的發(fā)展向各CAD軟件的專用接口和增強(qiáng)軟件的前后置處理能力方向發(fā)展。 目前，CAE軟件系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成零件或裝配部件的造型設(shè)計(jì)后，自動(dòng)生成有限元網(wǎng)格并進(jìn)行計(jì)算或進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等方面的計(jì)算，如果分析計(jì)算的結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求則重新修改造型和計(jì)算，直到滿足要求為止，極大地提高了設(shè)計(jì)水平和效率。 3 、CAD/CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是經(jīng)過概念設(shè)計(jì)分析樣品生產(chǎn)分析設(shè)計(jì)分析生產(chǎn)這樣繁雜的過程后才最終確定那些復(fù)雜的模具原形。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，CAD/CAE技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，這種技術(shù)使得模具在進(jìn)行

41、真是的生產(chǎn)（包括樣品生產(chǎn)）之前就已經(jīng)通過了計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件進(jìn)行了精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析以及成形仿真過程。 模具機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用相應(yīng)的CAD軟件，根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能、外觀和結(jié)構(gòu)要求，先設(shè)計(jì)草圖，然后生成相應(yīng)的實(shí)體，接著子裝配和總體裝配，仿真模具開模過程，檢查干涉情況，并進(jìn)行真實(shí)渲染。整個(gè)過程也可以從上到下進(jìn)行修改，每個(gè)過程的參數(shù)都可以改變，并可以設(shè)定參數(shù)間的關(guān)聯(lián)性。 （1）草圖重建技術(shù) 草圖設(shè)計(jì)是整個(gè)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。現(xiàn)在的草圖重建技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟，這種技術(shù)是模具設(shè)計(jì)人員用二維和三維設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行三維建模的關(guān)鍵技術(shù)。這種技術(shù)能夠?qū)Σ輬D的各個(gè)尺寸和相關(guān)的約束進(jìn)行修改和重建。目前草圖重建技術(shù)已經(jīng)比較成熟

42、，一些大型的CAD/CAE軟件系統(tǒng)如Pro/Engineer、UG等都提供草圖設(shè)計(jì)模塊。 （2）曲面特征設(shè)計(jì) 隨著人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和美觀性要求的不斷提高，又由于曲面特征具有的諸多有點(diǎn)，在產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)重，曲面特征設(shè)計(jì)成為模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。目前CAD業(yè)界涌現(xiàn)出一批像EDS的UG、PTC的Pro/Engineer等等一系列的優(yōu)秀的CAD軟件，它們的三維實(shí)體建模、參數(shù)建模及復(fù)合建模技術(shù)，實(shí)體與曲面相結(jié)合的造型方法，以及自由形式特征技術(shù)為模具設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。 （3）變量裝配設(shè)計(jì)技術(shù) 裝配設(shè)計(jì)建模的方法主要有自底向上、概念設(shè)計(jì)、自頂向下等三種方法。自底向上方法是先設(shè)計(jì)出詳細(xì)零件，再拼裝產(chǎn)品。而

43、自頂向下是先有產(chǎn)品的整個(gè)外形和功能設(shè)想，再在整個(gè)外形里一級(jí)一級(jí)的劃分出產(chǎn)品的部件、子部件，一直到底層粗糙的零件。在模具中，由于有些模具的結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，在模具設(shè)計(jì)時(shí)只有采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，變量裝配設(shè)計(jì)才支持自頂向下的設(shè)計(jì)。 變量裝配設(shè)計(jì)把概念設(shè)計(jì)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)變量和設(shè)計(jì)變量約束進(jìn)行記錄、表達(dá)、傳播和解決沖突，以滿足設(shè)計(jì)要求，使各階段設(shè)計(jì)（主要是零件設(shè)計(jì)）在產(chǎn)品功能和設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行，所有的工作都是在產(chǎn)品功能約束下進(jìn)行和完成。變量裝配技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)裝配設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，所謂動(dòng)態(tài)裝配設(shè)計(jì)是指在設(shè)計(jì)變量、設(shè)計(jì)變量約束、裝配約束驅(qū)動(dòng)下的一種可變的裝配設(shè)計(jì)。 （4）真實(shí)感技術(shù) 真實(shí)感技術(shù)是應(yīng)用CAD

44、軟件本身具有的渲染技術(shù)，賦予已經(jīng)設(shè)計(jì)出來的模型諸如顏色和材質(zhì)屬性，在不同外部條件（如光線）下觀察模型的外觀是否達(dá)到原先所設(shè)想的美觀性要求。如AUTOCAD的“渲染”模塊和UG重的“VISUALIZATICN”子命令等 4、CAD/CAE技術(shù)和模具結(jié)構(gòu)分析 模具設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅僅停留在對(duì)外觀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，它已經(jīng)擴(kuò)展到對(duì)模具結(jié)構(gòu)分析的領(lǐng)域。對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)出的模具，運(yùn)用CAE軟件（尤其是有限元軟件）對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、抗沖擊試驗(yàn)?zāi)M、跌落試驗(yàn)?zāi)M、散熱能力、疲勞和蠕變等分析。通過分析檢驗(yàn)前面的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，分析出結(jié)構(gòu)不合理的原因和位置，然后在CAD軟件中進(jìn)行相應(yīng)的修改，接著再在CAE軟件中進(jìn)行各種

45、性能檢測(cè)，最終確定滿足要求的模具結(jié)構(gòu)。 基于有限元分析軟件的應(yīng)用，關(guān)鍵是網(wǎng)格的劃分、模擬計(jì)算方法和成形接觸處理等。此外，提供給軟件進(jìn)行CAE分析的數(shù)據(jù)也尤為重要，生產(chǎn)條件、設(shè)備性能、產(chǎn)品要求、材料特性等都將給模具的CAE分析的準(zhǔn)確性帶來影響。 （1）強(qiáng)度和剛度分析 強(qiáng)度和剛度是模具設(shè)計(jì)中最重要的一項(xiàng)性能要求。運(yùn)用CAE技術(shù)，通過對(duì)模具施加約束和載荷等外部條件來模擬模具的真實(shí)應(yīng)用情況，分析模具的強(qiáng)度和剛度是否達(dá)到規(guī)定要求。模具CAE技術(shù)經(jīng)過短暫的時(shí)間已經(jīng)用在注塑模、壓鑄模、鍛模、擠壓模、沖壓模等模具的優(yōu)化，并在實(shí)際中指導(dǎo)生產(chǎn)。在工程實(shí)際中，一般應(yīng)用ANSYS、ALGOR、DEFORM等進(jìn)行分析計(jì)

46、算。 （2）抗沖擊試驗(yàn)?zāi)M CAE技術(shù)能夠用于分析隨時(shí)間變化的載荷如交變載荷、爆炸與沖擊載荷、隨機(jī)載荷和其它瞬態(tài)力等對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。如CAE技術(shù)對(duì)瞬態(tài)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、響應(yīng)譜分析和隨機(jī)振動(dòng)進(jìn)行分析，為分析產(chǎn)品在特殊與惡劣的環(huán)境和工作條件下的物理響應(yīng)、可靠性與耐用性等提供了完整的評(píng)估與解決方案。 （3）跌落試驗(yàn)?zāi)M CAE技術(shù)也可以用于分析結(jié)構(gòu)由于碰撞或跌落產(chǎn)生的力、變形、應(yīng)力、位移、振動(dòng)響應(yīng)、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、聯(lián)接設(shè)計(jì)，剛度性質(zhì)、抗沖擊性能、防爆性能及整個(gè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定性和完整性做出定量評(píng)估。 （4）散熱能力分析 現(xiàn)在的CAE技術(shù)可以模擬模具中的溫度分布，通過模擬大功率電子元件產(chǎn)生的能量

47、以及通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射散發(fā)出的熱量來確定模具的熱分布，然后再對(duì)各種材質(zhì)模具的散熱能力進(jìn)行初步分析。 （5）疲勞和蠕變分析 在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)于那些可能在集中載荷、循環(huán)載荷和常值位移作用下的模具，或處于低溫或者高溫條件工作的模具產(chǎn)品，進(jìn)行初步的疲勞分析和蠕變分析是非常必要的，這種分析不需要考慮外部的每一個(gè)條件，但是這種分析的結(jié)果具有很大的參考價(jià)值，如果出現(xiàn)不合理的情況，就可以重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免后面不必要的設(shè)計(jì)和分析。例如：ANSYS專用的疲勞分析軟件模塊FE-SAFE就可以實(shí)現(xiàn)各種材料模式下進(jìn)行高低溫環(huán)境和長(zhǎng)期載荷作用下的變形和失效問題的研究。 5、CAD/CAE技術(shù)和模具成形仿真 模具成形是一

48、個(gè)非常復(fù)雜的過程，有非常多的影響因素，因此對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模具就需要進(jìn)行成形仿真，檢驗(yàn)前面所設(shè)計(jì)的模具在成形時(shí)的強(qiáng)度和剛度是否達(dá)到要求，只有滿足了成形要求，初步設(shè)計(jì)工作才最終完成。 （1）冷沖壓成形 冷沖壓模具主要用于金屬和非金屬材料的冷態(tài)成形。通過仿真，CAE技術(shù)可以檢測(cè)成形過程中模具材料的強(qiáng)度水平是否達(dá)到要求，熱處理是否發(fā)揮了模具的強(qiáng)韌性等。 （2）熱作成形 熱作模具用于高溫條件下的金屬或非金屬成形，模具是在高溫下承受交變應(yīng)力和沖擊力，工作成形溫度往往較高，對(duì)于金屬模具還要經(jīng)受高溫氧化及燒損，在強(qiáng)烈的水冷條件下經(jīng)受冷熱變化引起的熱沖擊作用。熱作模具作為熱加工的成形工具，被廣泛的應(yīng)用于各類壓鑄模、擠壓模、注塑模、熱壓模和鍛模中。 三、CAD/CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的發(fā)展方向 模具CAD