3 模具设计及计算
3 模具设计及计算
3.1模具设计的基本原则
3.1.1模具设计的基本作用
模具作为生产用精密、高效的工艺装备，本身也是一种精密的机械产品。该机械产品能否满足对其使用性能和成形精度的要求、必须解决好模具设计与制造、精度与寿命等各方面与模具相关的问题。
同时模具作为中心议题，可以细分成模具设计、制造、材料、成本、精度、寿命、安装、使用，以及标准化等各方面问题。
①模具设计是模具制造的基础，合理正确的设计是正确制造模具的保证；
②模具制造技术的发展对提高模具质量、精度以及缩短制造模具的周期具有重要意义；
③模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率在很大程度上取决于制造模具的材料及热处理工艺；
④模具成本直接关系到制件的成本以及模具生产企业的经济效益；
⑤模具工作零件的精度决定制件的精度；
⑥模具的寿命又与模具材料及热处理、模具结构以及所加工制作材料等诸多因素有关；
⑦模具的安装与使用直接关系到模具的使用性能及安全；
而模具的标准化是模具设计与制造的基础，对大规模、专业化生产模具具有重要的作用，模具标准化程度的高低是模具工业发展水平的标志。
3.1.2模具设计的基本内容
模具结构设计主要包括：
①分析零件的结构工艺性及材料。
②选择成形的工艺方案和制定工艺卡片。
③确定坯料的尺寸、重量及备料方法等。
④计算并确定的各项工艺参数，如压力机等。
⑤进行各模具的总体结构设计与校对。
3.2模具的结构形式
冲模的结构形式多种多样，按工序的性质分类，可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合程度分类，可分为单工序模、复合模、级进模等。各种冲模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料与推料零件、导向
零件、联接与固定零件等组成。
本制件经工艺分析由剪板—落料与拉深成形复合（只成形浅球形部分）—冲孔与切边复合—外缘翻边与内缘翻边复合（同时成形Φ75mm的开口和Φ20mm的底孔）四道工序组成，采用复合模生产。
3.3模具零部件设计原则
3.3.1凸凹模
复合模中，至少有一个凸凹模。凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸。从强度考虑，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚受冲模结构影响。对于正装复合膜，最小壁厚可小些；对于倒装复合模，因内孔积存废料最小壁厚要大些。
3.3.2定位零件
定位零件的作用是使毛坯（条料或块料）送料时有准确的位置，控制送料的进距，保证冲出合格的制件，不至冲缺而造成浪费。选择定位方式及定位零件时应根据坯料形式、模具结构、冲件精度和生产率的要求等来确定。
①定位件
主要是定位板或定位销，一般用于对单个毛坯的定位。
②导料件
主要是导料板和测压板，它对条料或带料送料时起导正作用。
③挡料件
其作用是给予条料或带料送料时以确定进距。主要有固定挡料销、活动挡料销、自动挡料销、始用挡料销和定距侧刀等。
3.3.3卸料与推件装置
①卸料装置
卸料装置分固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀等几种。
卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸凹模上的冲裁件或废料。固定卸料装置适用于冲制材料厚度大于和等于0.8mm的带料或条料。弹压卸料装置主要用于冲制薄件和要求平整的冲件。
②顶件装置
顶件装置一般是弹性的。其基本组成有顶杆、顶件块和装在下模底下的弹顶器，弹顶器可以做成通用的，其弹性元件是橡胶或弹簧，这种结构的顶件力容易调节，工件可靠，冲件平直度较高。
3.4落料成形复合模具设计
已知：工件材料：紫铜
材料厚度：0.3mm
查手册，得到紫铜的抗拉强度
σ=200Mpa，抗剪强度τ=160Mpa,
b
屈服强度
σ=7Mpa，伸长率δ=30%。
s
材料本身较软。
3.4.1拉深系数和拉深次数的确定
查手册，得紫铜的首次拉深系数m1=0.5—0.55,
以后各次拉深系数m n=0.72—0.80。
由于球形件的拉深系数对任何直接均为定值m=0.71，属于本制件材料的拉深系数范围。
由公式d1=m1D=0.71×93=66.03mm,故可以一次拉深成形。
该制件的拉深次数为1次。
3.4.2是否采用压边圈
由公式t/D×100=0.3/93×100=0.32,查手册，需采用压边圈。
3.4.3力的计算
①拉深力P=K Lt
σ
b
式中：K—系数，取0.5—0.8；取K=0.6；
L—拉深件横截面周长，mm；（使用ug算出L=263.3×2=526.6mm） t—材料厚度，mm；
σ—抗拉强度。
b
P=0.6×526.6×0.3×200=18957.6N。
②压边力Q=F N q/1000
查手册，得q=1.2—1.8Mpa,取q=1.8Mpa。
式中：F N—压边面积mm2，F N=72.22mm2；
q—单位压边力。
Q=72.22×1.8/10000=0.013KN=13 N
③拉深总工艺力P总=P+Q
P总=18957.6+13=18970.6N。
④冲裁力P0 =Ltτ
式中 L—冲裁的周长
P0=3.14×93×0.3×160=14016.96N
⑤卸料力P1=K1P0
式中K1—推出系数，查手册，得K1的取值范围为0.02—0.06,取K1=0.05。
P1=0.05×14016.96=700.85N
⑥推件力P2=nk2P0
式中 n—同时卡在凹模中的工件（或废料）数目，n=h/t,h为凹模腔口
高度，mm，t为材料厚度，mm；在这里取n=1；
K2—推出系数，查手册，得k2的取值范围为0.03-0.09，取k2=0.05；
P2=1×0.05×14016.96=700.8N。
⑦顶件力P3=K3P0
式中K3—顶出系数，查手册，得k3的取值范围为0.03-0.09，取k3=0.05；
P3=0.05×14016.96=700.8N。
3.4.4压力机的选择
由于该制件在成形过程中主要是拉深变形，故在选择压力机时主要以拉深力的大小来确定。而拉深总工艺力是选择拉深设备的主要依据，但不能简单地按拉深所需的总工艺去选择拉深设备，而应结合拉深设备的特点合理地选用，拉深工艺特别是落料—拉深复合工艺时的工作行程较大。
一般情况下，拉深总工艺力与拉深设备标称压力的关系可按下式进行概略计算：
P总≤（0.7—0.8）P压
得：P压≥27107—23713N
查手册，得该制件的拉深速度为：v=53.3—61m.min-1。
根据以上计算，可选公称压力为250KN的开式压力机（JB21-25）。其技术参数为：
公称压力： 250KN
滑块行程： 80mm
行程次数： 100次/min
最大封闭高度： 250mm
封闭高度调节量： 50mm
立柱间距离： 340mm
工作台尺寸（前后×左右）： 700×440mm
模柄孔尺寸（直径×深度）：Φ40×65mm
3.4.5模具压力中心的确定
由于本件是对称件，所以模具压力中心在制件的几何中心。如图3.1所示。
图3.1 压力中心示意图
3.4.6模具总体结构设计与分析
落料成形复合模结构设计应在选定制件工艺方案的基础上进行，为了保证达到工件的要求，在进行落料成形复合模的结构设计时，必须注意以下几点：
①坯料放置在模具上应保证可靠的定位；
②设计落料拉深复合膜时，由于落料凹模的磨损比拉深凸模的磨损快，所以落料凹模上应预先加大磨损余量，普通落料凹模应高出拉深凸模约2-6mm。
③为了减少回弹，在冲程结束时应使工件在模具中得到校正；
④压边圈与毛坯接触的一面要平整，不应有孔或槽，否则拉深时毛坯起皱会陷到孔或槽里，引起拉裂；
⑤毛坯放入到模具上和拉深成形后从模具中取出工件要方便。
经分析、验证最终所得落料成形复合模结构图如图3.2所示。
1－下模座 2-导柱 3、18-固定板 4、12、15、22、27-内六角螺钉 5、11、21、25-圆柱销 6-落料凹模 7-固定挡料销 8-卸料板 9-导套 10-上模座 13-模柄 14-打杆 16-卸料螺钉 17、34-垫板 19、30-橡胶 20-凸凹模 23-衬板 24-压边圈 26-成形凸模 28-顶杆 29-板
31-双头螺杆 32-螺母 33-推件板
图3.2 落料成形复合模
本落料成形复合模成形的工件表面平整，为了防止销孔离凹模刃壁较近，削
弱凹模强度，模具采用自制的固定挡料销来对坯料进行定位；整套模具均采用销
钉定位，内六角沉头螺钉连接，因制件本身材料较软，所以用弹性卸料装制卸出
废料。
将坯料放置在下模上，合模时，随着压力机滑块的下行，成形凸模26与凸凹
模20、推件板33之间的板料被压紧。滑块继续下行相继完成落料、拉深成形工序。
当下行至下止点时，即完成成形工序。开模是，压力机滑块上形，下模利用橡胶
30的弹力推动推杆，同时推动压边圈24来推出工件；而上模利用顶件块33的自
重来顶出工件，从而很好的完成了制件的上下脱模。
本复合模的顶件装置除了起把工件从凸凹模中顶出的作用，还起着成形制件
底部和压紧的作用。推件装置采用弹性推件装置，起弹性元件为橡胶，推件块借
用压边圈，这种结构的推件力容易调节，工作可靠，制件的平直度较高。该模具
成形的工件质量较高，模具寿命长，使用安装方便，适用于大批量生产。 3.4.7凸凹模工作部分的尺寸计算
①拉深模单边间隙
查手册，得该制件拉深模的单边间隙Z=（1.3—1.4）t=0.39—0.42mm ，
取Z=0.4mm 。
②拉深凸模工作部分的尺寸dp
)4.0(0?+-=d p p d δ
拉深凹模工作部分的尺寸D d
)24.0(0z d d d D +?++=δ
式中 ?—拉深件尺寸公差，mm ；
Z —拉深时凸、凹模单面间隙，mm ；
查手册，得 凸模制造公差p δ=0.03mm ；凹模制造公差d δ=0.015mm 。
70003.0=-p d mm ， 8.70015.00+=d D mm 。
③拉深凸模圆角半径r p =(3—5)t=0.9—1.5mm ，取r p =1.5mm ；
拉深凹模圆角半径r d =（5—10）t=1.5—3mm ，取r d =1.8mm 。
④落料模单边间隙Z
查手册，得该制件落料模的单边间隙Z=0.01mm;
⑤落料凸模刃口部分的尺寸Dp
)(0?-+=x D d P D δ
落料凹模刃口部分的尺寸D d
)2(min 0
Z x D p d D -?--=δ
式中 D —落料的尺寸，mm ；
?—工件公差，mm ；取?=0.014（IT8）
Z min —双面间隙，mm ；
X —磨损系数，取x=0.75；
p δ—凸模制造公差,p δ=?/4=0.0035;
d δ—凹模制造公差, d δ=?/4=0.0035;
得：)
014.075.093(0035.00?-=+P D =99.920035.00+mm ， )01.022014.075.093(00035
.0??-?--=d D =95.9200035.0-mm 。 成形凸模、凸凹模、落料凹模的二维图如图3.3（a ）、（b ）、（c ）所示。
（a ） 成形凸模
工件在拉深时，由于空气压力的作用或润滑油的黏性等因素，使工件很容易
粘附在凸模上，故在设计凸模时，应有通气孔，查手册，取凸模上通气孔的直径为d ＝8mm 。
（b）凸凹模
(c) 落料凹模
图3.3
由于在冲裁时，凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用，由于凹模结构形式及固定方法不同，受力情况又比较复杂，只能按经验公式来确定其轮廓尺寸。
凹模厚度 H＝kb (≥15mm)
凹模壁厚 C＝（1.5—2）H (≥30—40mm)
式中 b—凹模刃口的最大尺寸，mm；
K—系数，考虑板材厚度的影响；查手册，得k=0.2。
得：H=0.2×93=18.6mm,取H=20mm ；
C ＝（1.5—2）×20＝30—40mm ，结合模具的选择，取C=33.5mm 。
由于凸模、凹模外形复杂，故将其按照制件的数字模型用数控铣床进行数字
加工。同时为了保证零件的表面美观，在零件加工时要求其精度为IT8，表面粗糙度0.8。
3.4.8 模架的选择
根据制件以及模具外形尺寸，结合压力机工作台板的尺寸选用中间导柱圆形
模架，再按其标准选择具体结构尺寸。
模架具体参数如下： 名称
尺寸 材料 代号 上模座
160mm ?45mm HT200 GB/T2855.11 下模座
160mm ?55mm HT200 GB/T2855.12 导柱
28mm ?200mm HT200 GB/T2861.1 导套 28mm ?110mm ?43mm HT200 GB/T2861.6
3.4.9橡胶的选用
橡胶的自由高度H
12100εε-=L
H
对于普通橡胶，可取1ε=10%-15%，2ε≤45%。对于聚氨酯橡胶，1ε=5%-10%，
2ε=10%-35%。硬度越高，1ε和2ε都应减小。
本模具采用聚氨酯橡胶，取1ε=5%，2ε=35%，L=18mm （考虑修模最后的卸料或
压边的工作行程）得：
≈-?=53518
100H 60mm
故该落料成形复合模中橡胶参数为：60mm ×16.5mm ×60mm 。
3.4.10模具的三维造型图
该模具三维造型图如图3.4所示。
图3.4
3.5切边冲孔复合模设计
根据工艺方案，本工序中的冲孔是为下一工序——翻边做准备的，故需要先确定冲孔的大小。
预冲孔直径 d=D-2(h+0.43r-0.72t)
式中： r——翻边与工件平面的圆角半径，mm;
t——工件厚度，mm；
h——翻边的高度，mm；根据对零件的分析，可的h=3.23mm
D——翻孔后孔中径，mm。
得：d=19.7-2×（3,23+0.43×1-0.72×0.3）=12.812mm
取d=13mm。
3.5.1冲裁力的计算
冲裁力的大小主要与材料力学性能,厚度以及与冲裁件分离的轮廓线有关.对于平刃口的模具冲裁时,冲裁力可以按照以下公式计算:
τ
KLt
F=
切边
式中L——冲裁件周边长度(mm)；
t ——材料厚度(mm)；
τ——材料抗剪强度(MPa)；
K ——系数，一般取3.1=K 。
一般情况下，材料τσ3.1=b ，为计算方便，也可用下式计算
b Lt F σ=切边
故 N 2.17521N 2003.09314.3=???==b Lt F σ切边
2003.013???==πσπb Dt F 冲孔=2449.4N
冲F =切边F +冲孔F =17521.2+2449.2=19970.4N
3.5.2卸料力、推件力和顶件力的计算
对于卸料力、推件力和顶件力可根据经验公式计算：
冲卸F K F 1=；
冲推F nK F 2=；
冲顶F K F 3=；
式中 K 1、K 2—推出系数，K 3—顶出系数，查手册，得：
K 1的取值范围为0.02—0.06,取K 1=0.05 ；
k 2的取值范围为0.03-0.09，取k 2=0.05；
k 3的取值范为0.03-0.09，取k 3=0.05；n=1;
代入公式得：
卸料力：卸F K F 1==0.05?19970N=998.5N
推件力 ：冲推F nK F 2==1?0.05?19970N=998.5N
顶件力 : 冲顶F K F 3==0.05?19970N=998.5N
3.5.3压力机的选择
由于本模具是采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模,故
总F =冲F +卸K +推K ，得：
总F =冲F +卸K +推K =3?998.5=2995.5N 。
故选择公称压力为160KN 的开式双柱可倾式压力机（J23-16）。其技术参数为：
公称压力： 160KN
滑块行程： 55mm 行程次数： 120次/min
最大封闭高度： 220mm
封闭高度调节量： 45mm
立柱间距离： 220mm
工作台尺寸（前后×左右）： 300×450mm
模柄孔尺寸（直径×深度）：Φ40×60mm
3.5.4模具总体结构设计与分析
经分析、验证最终所得切边冲孔模结构图如下图3.5所示。
1－下模座 2-卸料板 3-切边凹模 4-导柱 5-导套 6-上模座
7、15、20-圆柱销 8、9、12、22-内六角沉头螺钉 10-模柄 11、18-垫板13-凸模固定板 14-冲孔凸模 16-卸料板 17-冲孔凹模 19-切边凸模21、23-弹簧 24-卸料螺钉
图3.5 冲孔切边复合模
该冲孔切边复合模是落料拉深工序之后的冲孔、切边工序的复合模，本模具
可完成冲Φ13孔和外边缘的切边工序。合模前，工件倒扣在切边凸模19和冲孔凹
模17组成的凸凹模上，实现工件的定位；合模时，随着压力机滑块的下行，卸料
板16与工件接触，在弹簧力的作用下，夹紧工件，从而防止了工件在冲孔力和切
边力的作用下左右晃动；压力机滑块继续下行，卸料板16因接触工件而慢慢的上行，此时冲孔凸模14会慢慢的伸出来完成冲孔的工序，与此同时切边凹模3也完
成了切边的工序。开模时，卸料板16在弹簧21的作用下顶出制件；冲孔的废料
从下模的底复合孔漏出，切边的废料则由卸料板2在弹簧23的作用下向上顶出。
此复合模具中只采用了螺钉紧固和圆柱销定位。
3.5.5 冲孔凸模与凹模的设计
①冲孔凸模设计
根据零件的使用特性、相关配合零件的配合要求，最终确定冲孔凸模的相关
参数。冲孔凸模如图3.6所示。
图3.6 冲孔凸模
为了保证零件的精度要求，采用压入后再对底部磨平。
②凸模强度校核及最大允许长度计算：
冲裁时凸模所受的应力，有平均压应力σ和刃口的接触应力K σ两种。孔径大
于冲件材料厚度时，接触应力K σ大于平均压应力σ，因而强度核算的条件是接触
应力K σ小于或等于凸模材料的许用应力[σ]。孔径小于或等于冲件材料厚度时，
强度核算条件可以是平均压应力σ小于或等于凸模材料的许用应力[σ]。
因d>t ，故凸模强度按下式核算：
[]στ
σ≤-=d t
k 5.012
式中 t —冲件材料厚度（mm ）；
d —凸模或冲孔直径（mm ）；
τ—冲件材料抗剪强度（MPa ）；
K σ—凸模刃口接触应力（MPa ）；
σ—凸模刃口平均压应力（MPa ）；
[σ]—凸模材料许用压应力，对于有特殊导向的凸模，可取2000—3000MPa 。
[]στ
σ≤=?-?=-=MPa d t
k 89.323133.05.0116025.012
凸模在中心轴向压力的作用下，保持稳定（不产生弯曲）的最大长度与导向
方式有关。
冲孔凸模的，最大允许长度max l 按以下计算：
max
l ≤270d 2/F max l —凸模最大允许长度（mm ）；
F —冲模力，N ；
d —凸模最小截面的直径，mm 。
max l ≤270×132/5.2995=833.7mm 。
故该凸模强度校核及长度满足要求。
③ 冲孔凹模采用标准件，凹模的孔型，选用垂直于冲孔凸模平面的刃壁。只是该所选用的凹模的工作表面需与制件的内表面配做。
3.5.6切边凸模与凹模的设计
①切边凸模的设计
切边凸模的刃口与刃口之间的距离，其最小值和冲件材料的强度与厚度有关，
一般可参照复合模中关于最小壁厚的数据。
切边凸模的二维图如图3.7所示：
切边凸模
图3.7 冲孔切边凸凹模
②切边凹模的设计
切边凹模外形尺寸，一般按经验方法确定，一种是查表确定凹模外形尺寸，一种是一经验公式计算确定凹模外形尺寸。而本模具设计按经验方法确定，根据切边凸模的外形尺寸，可得出切边凹模的外形尺寸，如图3.8所示。
图3.8 切边凹模
本复合模的冲孔凹模与切边凸模配合，从结构上说与凸凹模一样。
3.5.7 模架的选择
根据制件以及模具外形尺寸，结合压力机工作台板的尺寸选用中间导柱圆形模架，在按其标准选择具体结构尺寸。
模架具体参数如下：
名称尺寸材料代号
上模座160mm ?40mm HT200 GB/T2855.11
下模座160mm ?45mm HT200 GB/T2855.12
导柱28mm?170mm HT200 GB/T2861.1
导套28mm?100mm?38mm HT200 GB/T2861.6
3.5.8弹簧的选用
①弹簧的顶压力Py=Pz/N
式中 Py—弹簧的顶压力，N；
Pz—弹簧承担的工艺力，如卸料力，或推件力等，N;
N—弹簧的个数，一般取2—6个。取N＝4。
1）弹簧21
承担的是推件力，但同时也有卸料的作用，取Pz＝998.5N；
得：Py=998.5/4＝249.6N。
2）弹簧23
承担卸料力，取 Pz＝998.5N；
得：Py=998.5/4＝249.6N。
②选弹簧，确定弹簧最大工作极限负荷P2
因为弹簧21和23所承受的顶压力一样，故可选择同一型号的弹簧。
选：弹簧2.5×16×45 GB2089—80，且根据模具安装的位置,拟选用8个
2.5×16×45的弹簧
③计算弹簧总压缩量Hc
Hc=Hy+Hg+Hx
式中 Hy——弹簧预压缩量，Hy＝H2 Py/P2
P2——弹簧最大工作极限负荷，N;
Hg——弹簧的工作行程，冲裁中Hg＝t+1(t为料厚，mm)。
Hx——凸模总修磨量，一般取4—10mm,取Hx＝5mm。
得：Hc＝11.4 ×249.6/700+0.4+5=9.5mm＜Hy＝11.4mm。
故选用的弹簧合适。
3.5.9模具的三维造型图
该模具三维造型图如图3.9所示。
图3.9
3.6内缘外缘翻边复合模
3.6.1翻边力
①圆孔的翻边力F 1
F 1=1.1∏(D-d)t s σ
式中 D —翻孔后中径，mm ；d —翻孔前冲孔直径，mm ；
s σ—材料的屈服强度，s σ=7Mpa;
得：F 1=1.1×3.14×（19.7-13）×0.3×7=48.6N 。
②外缘翻边的翻边力F 2
F 2=1.25Lt b σk
式中 L —弯曲线长度，mm ；b σ—抗拉强度，b σ=200Mpa;
k —系数，近似为0.2—0.3；取k=0.3。
得：F 2=1.25×3.14×82×0.3×200×0.3=5793.3N 。
3.6.2 压力机的选择
根据以上计算，可选公称压力为250KN 的开式压力机（JB21-25）。其技术参数为：
公称压力： 250KN
滑块行程： 80mm
行程次数： 100次/min
最大封闭高度： 250mm
封闭高度调节量： 50mm
立柱间距离： 340mm
工作台尺寸（前后×左右）： 700×440mm
模柄孔尺寸（前后×左右）： Φ40×65mm
3.6.3模具总体结构设计与分析
经分析验证最后所得的内缘外缘翻边模如图3.10所示。
1－下模座 2-导柱 3-外缘翻边凹模 4-孔翻边凹模 5-导套
6-上模座 7、28-垫板 8、16、20-圆柱销 9、11、13、27-内六角沉头螺钉10-模柄 12、21-弹簧 14-凸模固定板 15-挡板 17-活动凸模18-孔翻边凸模 19-凸台 22-顶杆 23-橡胶 24-螺母 25-双头螺杆26-板
图3.10 内缘外缘翻边复合模
该翻边复合模的结构分析：
①该复合模的所有零部件都采用销钉定位，内六角沉头螺钉连接，分别按照GB/T119.1和GB70-76选取。
②孔翻边凹模的圆角半径对材料变形影响不大，故取工件的圆角半径。
③孔翻边凸模为锥形，这样孔缘会被圆滑地胀开，变形条件比平底凸模优越。
④孔翻边凹模4为活动的，由顶杆22在橡胶23的弹力作用下带动其向上运动，制件放在凹模4内，并由它定位；孔翻边凸模18由凸模固定板14固定，当压力机滑块行程至下止点时，把顶件块19压到了最低点，孔翻边结束后压力机滑块回程，顶件块19在弹簧21的作用下将制件从孔翻边凹模4从中顶起。
⑤外缘翻边凸模17为活动的，在自生的重力和弹簧12的弹力作用下对制件起夹紧作用，防止在翻边的时候，制件左右晃动，影响加工精度；合模时与外缘翻边凹模3接触，从而对外缘进行翻边，开模时，在弹簧12的作用下，外缘翻边
凸模17又起了卸料的作用。
3.6.4 翻边模工作部分设计
①孔翻边模工作部分设计
1）查手册，得孔翻边时凸凹模之间的间隙 Z/2=0.25mm 。
2）翻边凸模尺寸 D T =(D 0+△)0T
δ- 翻边凹模尺寸 D A =(D T +2Z)A
δ+-0
式中 D T 、D A —凸、凹模直径；T δ、A δ—凸、凹模公差；
D 0—圆孔最小内径 ，△—圆孔内径公差。
分析零件图，没有对该内孔有精度要求，故得：
D T =19.4mm D A =19.4+2×0.25=19.9mm 。
②外缘翻边模工作部分设计
1）查手册，得外缘翻边时凸凹模之间的间隙 Z/2=0.25mm 。
2）翻边凸模尺寸 D T =(D 0+△)0T
δ- 翻边凹模尺寸 D A =(D T +2Z)A
δ+-0
式中 D T 、D A —凸、凹模直径；T δ、A δ—凸、凹模公差；
D 0—圆孔最小内径；△—圆孔内径公差；△=0.3。
得： D T =74.7mm D A =74.7+2×0.25=75.2mm 。
孔翻边凸模、凹模，外缘翻边凸模、凹模的外形尺寸如图3.11所示：
凸模 凹模
（a ） 孔翻边凸模、凹
凸模 凹模
（b ） 外缘翻边凸模、凹模
图3.11
3.6.5 模架的选择
根据制件以及模具外形尺寸，结合压力机工作台板的尺寸选用中间导柱圆形 模架，在按其标准选择具体结构尺寸。
模架具体参数如下： 名称
尺寸 材料 代号 上模座
160mm ?40mm HT200 GB/T2855.11 下模座
160mm ?45mm HT200 GB/T2855.12 导柱
28mm ?170mm HT200 GB/T2861.1 导套 28mm ?100mm ?38mm HT200 GB/T2861.6
3.6.6橡胶的选用
橡胶的自由高度H
12100εε-=L
H
对于普通橡胶，可取1ε=10%-15%，2ε≤45%。对于聚氨酯橡胶，1ε=5%-10%，
2ε=10%-35%。硬度越高，1ε和2ε都应减小。
本模具采用聚氨酯橡胶，取1ε=5%，2ε=35%，L=10mm （考虑修模最后的卸料或
压边的工作行程）得：
用于三维模具设计制造的CAD软件
用于三维模具设计制造的CAD软件 专用于注塑模具设计的三维计算机辅助设计软件包已经推出了至少10年了。这种软件通过将一些操作频繁或重复性高的任务实现自动设置，或输入预先设定的标准部件，并“记住”用户专用的模具设计“准则”，不仅可避免误差的产生，还能够有效减少生成模具内、外部基础结构所需要的时间。“使常规操作实现自动化，意味着软件能够更快地执行对于模具尺寸的标准化计算，同时保证了更小的犯错几率和更短的设计时间。”英国基础软件供应商Delcam 公司的市场经理Peter Dickin如是说。 “开发模具设计软件的目的是通过自动化或简化更多的常规任务，让用户更专注于模具设计中更复杂的方面，从而有效缩短模具设计的时间，提高模具的整体质量和工作效率，并最终降低生产成本。”Clear Cut Solutions公司的总裁Bill Genc先生补充道。该公司是法国Mssler Software公司的TopSolid CAD软件在美国的经销商。 图1 用于模具设计的三维辅助工具可帮助制造商提高对模具模型最至关重要的方面的界定和分析能力，如型芯和型腔的几何形状和分模线的确定以及分型面等（照片来源：Delcam公司） 现在较为典型的模具设计CAD软件通过编写程序或设定模块，可构建出模具的全景图像，而这一建模过程看似容易，实际上则相当复杂，它包括利用零部件的模型来生成模具的型芯和型腔结构，确定分型线的位置、优化分型面、选择合适的模基结构，以及对诸如阀门、冷却线、流道系统、浇口、滑块、顶杆、出模器、立柱、垫片、导向器、喷嘴、螺杆和销钉等附加物的设计考虑。
模具设计软件还含有多数企业（如D-M-E公司、Hasco公司、Futaba公司和Progressive Components公司等）的模具标准件数据库，或具有直接在线连接这些数据库的功能。这样，在设计这些零部件时，相关数据可直接导入3D立体构型或2D程序中。 图2 标准部件的在线数据库可直接导出的销钉、螺杆和其他常用部件的几何构型，大大简化了模具设计的 工作（图片来源：VX Corp公司） CAD软件供应商不仅改进了软件的许多模具设计功能，而且还引进了大量的附加功能和增强功能，如更加形象化的图解工具、用于模具初步设计的“快速引用”功能、基于EDM电极的某种特定功能而专门开发的快速建模功能，以及能够创建和精确控制型孔、腔体、型腔和侧抽芯（side actions）等部件。 CAD工具包中新增的功能还有模具“可行性分析”工具以及流动和冷却模拟技术。其中，模具分析工具能预估模具设计的整体质量和模压加工性，而新的模拟技术则是一种检测材料的流动性、循环时间、静电应力（potential stresses）和翘曲变形等的应用技术。目前，CAD 工具包还添加了一些处理加工数据的新方法，如通过对某些参数，如拔模角度（draft angle）和最小钢厚度等规则进行重新设定或约束限制，用户能够在原来的模板上更快捷地构建新模板。
3 模具设计及计算
3 模具设计及计算 3.1模具设计的基本原则 3.1.1模具设计的基本作用 模具作为生产用精密、高效的工艺装备，本身也是一种精密的机械产品。该机械产品能否满足对其使用性能和成形精度的要求、必须解决好模具设计与制造、精度与寿命等各方面与模具相关的问题。 同时模具作为中心议题，可以细分成模具设计、制造、材料、成本、精度、寿命、安装、使用，以及标准化等各方面问题。 ①模具设计是模具制造的基础，合理正确的设计是正确制造模具的保证； ②模具制造技术的发展对提高模具质量、精度以及缩短制造模具的周期具有重要意义； ③模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率在很大程度上取决于制造模具的材料及热处理工艺； ④模具成本直接关系到制件的成本以及模具生产企业的经济效益； ⑤模具工作零件的精度决定制件的精度； ⑥模具的寿命又与模具材料及热处理、模具结构以及所加工制作材料等诸多因素有关； ⑦模具的安装与使用直接关系到模具的使用性能及安全； 而模具的标准化是模具设计与制造的基础，对大规模、专业化生产模具具有重要的作用，模具标准化程度的高低是模具工业发展水平的标志。 3.1.2模具设计的基本内容 模具结构设计主要包括： ①分析零件的结构工艺性及材料。 ②选择成形的工艺方案和制定工艺卡片。 ③确定坯料的尺寸、重量及备料方法等。 ④计算并确定的各项工艺参数，如压力机等。 ⑤进行各模具的总体结构设计与校对。 3.2模具的结构形式 冲模的结构形式多种多样，按工序的性质分类，可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合程度分类，可分为单工序模、复合模、级进模等。各种冲模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料与推料零件、导向
模具设计常用基本知识大全
模具设计常用基本知识大全 在我们的日常生活中，大到飞机、汽车，小到茶杯、钉子，几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型;因此，模具素有“工业之母”的荣誉称号!模具设计要点很多，需要考虑的因素也很多;即使是专家级的老工程师，也常常会不知所措。下面列举了模具设计的基本知识，下面跟一起来学习吧! 1、常用塑胶工程材料及收缩率? ABS:0.5%(超不碎胶) pc:0.5%(防弹玻璃胶) PMMa:0.5%：(有机玻璃) pe:2%聚乙烯 PS:0.5%(聚苯乙稀) pp:2%(百折软胶) PA：2%(尼龙) PVC：2%(聚氯乙烯) POM:2%(塞钢) ABS+PC：0.4% PC+ABS：0.5% 工程材料：ABSPCPEPOMPMMAPPPPOPSPET 2、模具分为那几大系统? 浇注→顶出→冷却→成型→排气 3、在做模具设计过程中应注意哪些问题?
1、壁厚应尽量均匀一致，脱模斜度要足够大。 2、过渡部分应逐步，圆滑过渡、防止有尖角。 3、浇口。流道尽可能宽大，粗短，且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置，必要时应加冷料井。 4、模具表面应光洁，粗糙度低(最好低0.8) 5、排气孔，槽必须足够，以及时排出空气和熔体中的气体。 6、除PET外，壁厚不要太薄，一般不得小于1mm. 4、塑胶件常出现的瘕疵? 缺胶→披风→气泡→缩水→熔接痕→黑点→条纹→翘起→分层→脱皮 5、常用的塑胶模具钢材? 45#S50c718738718H 738HP2023168407H13 NAK80NAK55S136S136HSKD61 6、高镜面抛光用哪种纲材? 常用高硬热处理钢材，例如：SKD61、8407、S136 7、模架有那些结构? 面板→A板→B板→方铁→导柱→顶针板→顶针固定板→底板 8、分型面的基本形式有哪些? 平直→倾斜→曲面→垂直→弧面 9、在UG中如何相互隐藏? ctrL+B或ctrL+shift+B
对模具设计软件proe和UG的比较
对模具设计软件proe和UG的比较 昨天和几个做模具设计的朋友聊他们做设计时用的软件的话题，有人用proe的也有人用UG的。都在争论哪个会更适合做设计。之后我也特意总结了自己的个人小观点。我是用UG的对proe只是了解谈不上精通。这里只是自己的片面观点。 UG主要适合于大型的汽车、飞机厂建立复杂的数模，而PRO/E主要适合于中小企业快速建立较为简单的数模。从我个人来说，PRO/E偏向于设计，UG能力更强一点，在各个方面都能做到得心应手，对于一些乱糟糟的面啊、线啊，改模啊、改设计啊、UG用起来还是更顺利些，至少可以随时把参数去掉，减少特征树。PRO/E在装配设计方面也有长处，草图功能非UG所能比。不过做高精密模具设计肯定是Proe好，因为它的尺寸精度要比UG 高得多。 UG混合建模时，可以局部参数化（当然完全参数化更没问题），对于模型更新有利。PTC 为完全参数化，编辑更新小的设计（家电）可以，大的（飞机，汽车），一更新不死机，其刷新时间会影响到设计师的思路。UG的核心PARASOLID是一般以上的三维软件都支持的！只有PROE坚持最简单的！加工软件用的最多的是MASTERCAM，PROE只能通过原始的IGES或者STEP转吖这是ug的曲面与渲染，可以说是很完美！proe搞这种东西好像，大家说是不是有点腰软！我还没看到proe出这种渲染质量的图片！ 应该说UG的综合能力是很强大的：从产品设计到模具设计到加工到分析到渲染几乎无所不包；pro强调的是单纯的全相关产品设计，显得有点力单势薄；至于哪个更好，其实要看我们能用到什么程度，对于大部分用户我相信两个软件都能完成我们所要求的功能；如果要求多面手，那当然首选UG，如果单做产品设计都可以不过一定要学精不要单纯的讲哪个软件好关键是你能用它做到多少东西！从初学的角度出发，我个人意见是UG入门及自学能更快上手！GUI的界面，功能可以记图标，一目了然，再加上现在UG的资料也多了！学模具设计,UG是第一选择,模具标准件都有,一套简单的模具,5分钟模,5分钟装模胚,再装顶针及其它标准件,布水路,30分钟搞定,不过你要有模具设计实际经验才好.比较之七：支持用UG，因为PROE的分模确实比不上UG。 本文转自：模具网https://www.360docs.net/doc/0e2216542.html,/news/show-htm-itemid-2812.html
模具设计的详细流程
模具设计的详细流程 产品的前期处理 很多同学在学习的时候进入了一个学习误区（拿着一个产品就开始急急忙忙的分模）首先我们拿到一个产品后，先不要急着分模，最重要的一件事就是先检查产品结构，产品公差的修改，拔模，一些产品还会有段差的出现。当你前期处理完后那么产品的分型面，结构基本就能确定出来了，以及浇口的位置。当然这些最终还是要跟客户确认的。 确认产品的不合理处 有些同学可能会问，是不是我分析好了产品结构后，就可以开始设计模具了呢，答案当然是不能。要想在设计时少走弯路，修修改的话，那么一定要了解客户对模具的要求，这些是一定要达到客户要求
的。 客户用来生产的注塑机的吨位及型号类型。这个确认不好，你就没法确认你模具的浇口套的入口直径以及定位圈的直径，顶出孔的大小跟位置，甚至模架的大小，模具的高度等等。你辛辛苦苦的设计好了一套好的模具结构，你也颇有成就感，可模具到了客户那里没法生产，模具大小厚度跟客户的注塑机对不上，客户是不会验收你设计好的模具，估计那时你会有种欲哭无泪的感觉。 分析产品的问题点，以及产品夹线，产品材料及收缩率。不要想当然的认为ABS的塑料收缩率就一定是%，这个一定要跟客户确认好，要知道他们最终用于生产的材料是什么牌号的，有没有添加什么改性材料等等。有条件时，最好能熟知产品的装配关系以及产品的用途等等，这些信息对于将来的模具结构设计是非常有帮助的。因为了解了这些，你就知道哪些是外观面，哪些是非外观，哪些地方的拔模角度是可以随便加大的，哪些地方是不能改的。甚至包括一些产品的结构，如果你了解了产品的实际装配关系以及用途，你就知道哪些倒扣结构是可以取消或改成另外一种简单形式的。 一定要牢记，做模具的过程就是把复杂问题简单化的过程。常看到一些人做了一套多么多么复杂的结构而感到骄傲自豪，我觉得那是非常得无知。因为很多产品工程师可能会由于自身
模具设计规范标准规范标准
模具设计标准规范 1、目的： 确保模具设计规范化，统一化.能将设计意图正确的传达给制造部门?避免或减少失误。 2、范围： 工程部设计组接收工程部产品组转交的图文件、样品等资料到图纸发行为止之阶段均属之。 3、权责： 3.1工程部设计组：负责模具开发设计及设计变更、2D/3D产品图面设计、3D建模、设计模 具的组立图、3D拆模与拆电极、绘制零件图. 3.2现场加工各组：加工各组的组长，在加工前需先审视加工图，若发现与原先检讨的不符合或有误，甚至不合理，需立即反应工程部检讨查核后，方可继续加工。 4、名词释义： 无 5、作图环境标准： 5.1文字标准 5.1.1字体。数字及英文使用“ Arial ”字体,中文使用“标楷体”。 5.1.2文字大小。为了使整套图面文字视觉效果一致,在标准图框（即1:1图框，A4为297*210）中,设定字高为3.0,宽0.85。 5.2图面标准 5.2.1图框：为了便于查阅,装订，保存,图框统一标准如下： A0图框：841*1189 横印（附件 一） A1图框：594*841 横印（附件 二） A2图框：420*594 横印（附件 三） A3图框：420*297 横印（附件 四） A4图框：297*210 直印（附件 五） 5.2.2 图面要求 5.2.2.1零件图面按照其在模具当中的位置分类摆放，以便于查找。 5.2.2.2尺寸标注方式。除了圆以外，所有模板、模仁之尺寸均采用坐标标注方式
5.2.2.3 视图投影关系：第三视角法。 5.2.3图档版本
版本编号采用大写字母“ A”加上一位数字序号，数字序号按照图文件完成的时间先后顺序进行排列。例如A1、A2、A3等。 524图层与线型：为了便于图形与尺寸的识别，图层与线型统一标准如下：
模具设计基础知识
第1章模具设计基础 要紧内容 为何学习模具设计 材料成型技术与设备 模具的种类与结构 模具设计与制造的一般流程 模具设计与产品设计的注意事项模具CAD辅助设计 塑料成型模具的种类较多，要紧 有塑料注射成型模具、塑料压缩成型 模具、热固性塑料传递成型模具、挤 塑成型模具、塑料吹塑成型模具及热 成型模具等。
作为全书的产品设计项目的实现，1.7节将对模具设计做出诠释，并对产品造型设计的设计要求、设计方案和实施路线做出概要介绍。 该项目产品为相机外壳。
1.1 为何学习模具设计 模具设计是一门涵盖领域广、专业知识强的学问，随着技术的进展，任何想学好这门学问的人，都要脚踏实地的从基础做起。关于模具初学者而言，本章确实是进入模具设计的门槛。 任何一门学问或者技术，都有让人们去学习的理由，作者结合多年的实际工作经验，对模具设计总结了以下几点。 职业寿命长：模具设计为传统的机械专业技能，进展不像电子专业那样快，因而其专业人员的职业寿命长，不易受到 年轻人的挑战。模具设计是一种理论成熟与经验累积的总 成，工作时刻越长，越能站到高处。 专业人才缺失：因为缺少如此的专业人才，使得新手获得了机遇。新手一般要通过不断的磨炼，尽管薪酬不高，但只 要坚持不懈，就能达到一定水平。 不错的薪酬待遇：在模具行业，经验丰富者往往是高薪酬的。 即使是一般的技术人员，待遇也是不错的，这使得越来越 多的人希望从事这项技术。 3 / 3
具有良好的进展前景：在日常生活中，与模具相关的生活用品占到了90%以上，因此模具行业是一个极具进展前景的 行业。模具设计是集学习和创新于一体的工作，模具技术 进展了，社会也就更进步了。 1.2 材料成型技术与装备 材料成型技术是各种可成型工程材料的工艺及加工方法。材料成型的方法有专门多，要紧包括金属液态成型、金属塑性成型、连接成型、粉末冶金成型及非金属材料成型等。 1.2.1 金属液态成型 金属液态成型（铸造）指将液态金属在重力或外力作用下填充到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。金属液态成型的优点如下： 适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几乎不受限制）； 适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵体和缸体等； 成本较低（铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近）。 金属液态成型的缺点是：组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常
吐血奉献,多年的注塑模具设计经验总结,绝对转载
今天闲着没事来论坛看看，听说这个论坛比较不错。看完几个帖子后，我实在是坐不住了，我闲暇的时候也曾经浏览过很多关于模具结构的论坛。但看来看去，总是那些东西。很少有人能把真正设计模具的要点指出来。 我是从事注塑模具结构设计的，曾经设计过家电，汽车，电子产品类的模具。设计水平不见得很高，只是干过的活比较多比较杂而已。今天刚好闲着没事，跟大家共同讨论下关于注塑模具结构设计的问题。 首先我们拿到了一个产品后，先不要急着分模，最重要的一件事就是先检查产品结构，包括拔模，厚度等模塑型问题。当然这些对于一个刚刚从事模具结构设计的人来说，可能是比较困难的。因为他们可能不知道如何才是比较适合模具设计用的产品，这些没关系，只是自己日常积累的一个过程。当你分析完产品的拔模，壁厚，以及在出模方向有倒扣的地方后，你基本上已经知道了模具分型面的走向，以及浇口的位置，当然这些最终还是要跟客户确认的。 有人说，是不是我分析好了产品结构后，就可以开始设计模具了呢，答案当然是NO。要想在设计时少走弯路，一些关于影响模具结构的项目是一定要确认好的。具体内容如下：1，客户用来生产的注塑机的吨位及型号类型，这个确认不好，你就没法确认你模具的浇口套的入口直径以及定位圈的直径，顶出孔的大小跟位置，还有注塑机能伸进模具内的深度，甚至模架的大小，闭合高度等等。你辛辛苦苦的设计好了一套用油缸抽芯的模具结构，你也颇有成就感，可模具到了客户那里没法生产，因为客户那里只有电动注塑机，而且没另外加中子，估计那时你会有种欲哭无泪的感觉。2，客户注塑机的码模方式，一般常用的是压板码模，螺丝码模，液压码模，磁力码模等等。这个确认好了，你才知道你设计模具时，到底需不需要设计码模螺丝过孔或者码模槽。3，刚才我们分析后的产品的问题点，以及产品夹线，产品材料及收缩率。不要想当然的认为PP的塑料收缩率就一定是1.5%，这个一定要跟客户确认好，要知道他们最终用于生产的材料是什么牌号的，有没有添加什么改性材料等等。 有条件时，最好能熟知产品的装配关系以及产品的用途等等，这些信息对于将来的模具结构设计是非常有帮助的。因为了解了这些，你就知道哪些是外观面，哪些是非外观，哪些地方的拔模角度是可以随便加大的，哪些地方是不能改的。甚至包括一些产品的结构，如果你了解了产品的实际装配关系以及用途，你就知道哪些倒扣结构是可以取消或改成另外一种简单形式的。一定要牢记，做模具的过程就是把复杂问题简单化的过程。常看到一些人以做了一套多么多么复杂的结构而感到骄傲自豪，我觉得那是非常得无知。因为很多产品工程师可能会由于自身的经验问题，设计了一些不太合理的结构，如果作为下游工序，不能帮他们指正的话，他们可能永远都觉得那样设计是没问题的。那我们产品工程师的进步就会非常的缓慢。 4，模具水路外接参数，油路外接参数，电路外接参数，气路外接参数。只有在设计之前了解了客户这些要求之后，你才能有预见性的设计水路油路气路，别到时辛辛苦苦设计好了模具，后来发现客户需要在模具内部串联油路，那时你再改动，估计会累个半死，因为你水路，顶杆，螺钉什么的都好不容易排好了位。像这四路的设计顺序一般是先保证油路，因为油路要分布平衡，特指需要油缸顶出的模具结构，如果油路不平衡的话，油缸顶出的动作就会有先后，容易顶出不平衡。当然也可以采用齿轮分油器,但那样就更复杂了.其次是水路，因为水路要保证冷却效果，分布不均会影响产品质量及模具寿命。最后才是气路跟电路。在模具上的放置顺序是，最靠近TOP方向的是电路，然后是水路，
模具设计基础知识
第1章模具设计基础主要内容 为何学习模具设计 材料成型技术与设备 模具的种类与结构 模具设计与制造的一般流程 模具设计与产品设计的注意事项 模具CAD辅助设计 塑料成型模具的种类较多，主要有塑料注射成型模具、塑料压缩成型 模具、热固性塑料传递成型模具、挤 塑成型模具、塑料吹塑成型模具及热成型模具等。 作为全书的产品设计项目的实现，1.7节将对模具设计做出诠释，并对产品造型设计的设计要求、设计方案和实施路线做出概要介绍。 该项目产品为相机外壳。
１.1 为何学习模具设计 模具设计是一门涵盖领域广、专业知识强的学问,随着技术的发展,任何想学好这门学问的人,都要脚踏实地的从基础做起。对于模具初学者而言,本章就是进入模具设计的门槛。 任何一门学问或者技术，都有让人们去学习的理由，作者结合多年的实际工作经验,对模具设计总结了以下几点。 职业寿命长：模具设计为传统的机械专业技能，发展不像电子专业那样快，因而其专业人员的职业寿命长,不易受到年轻人的挑战。模具设计是一种理论成熟与经验累积的总成，工作时间越长，越能站到高处。 专业人才缺失:因为缺少这样的专业人才,使得新手获得了机遇。新手一般要经过不断的磨炼，虽然薪酬不高，但只要坚持不懈,就能达到一定水平。 不错的薪酬待遇:在模具行业,经验丰富者往往是高薪酬的。即使是一般的技术人员，待遇也是不错的，这使得越来越多的人希望从事这项技术。 具有良好的发展前景：在日常生活中，与模具相关的生活用品占到了90%以上，因此模具行业是一个极具发展前景的行业。模具设计是集学习和创新于一体的工作,模具技术发展了,社会也就更进步了。 1.2 材料成型技术与装备 材料成型技术是各种可成型工程材料的工艺及加工方法。材料成型的方法有很多,主要包括金属液态成型、金属塑性成型、连接成型、粉末冶金成型及非金属材料成型等。 1.2.１金属液态成型 金属液态成型（铸造）指将液态金属在重力或外力作用下填充到型腔中,待其凝固冷却后,获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。金属液态成型的优点如下：适应性广,工艺灵活性大(材料、大小、形状几乎不受限制）; 适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵体和缸体等； 成本较低（铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近）。 金属液态成型的缺点是:组织疏松、晶粒粗大,铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等产生,从而导致铸件的力学性能降低，特别是冲击性能降低。传统的金属砂型铸造工艺流程如图１-1所示。
塑料注塑模具CAD设计软件对比
塑料注塑模具CAD设计软件对比.txt第一次笑是因为遇见你，第一次哭是因为你不在，第一次笑着流泪是因为不能拥有你。本文由cdled002贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 计算机辅助技术 文章编号：1005-3360（2010）02-0078-04 塑料注塑模具CAD设计软件对比 Comparison of CAD Softwares for Plastic Injection Mould 蒋易立，文劲松 Jiang Yili, Wen Jinsong 广东广州 510640 - 华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心， - National Engineering Research Center of Novel Equipment for Polymer Processing, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China 摘要 : 介绍了Solidworks与Pro/E在注塑模设计中的使用流程和主要功能。通过实例比较了二者在模具设计过程中的优缺点，并且提出了改进软件的方向。对实际工作中的模具设计人员和二次开发人员有一定的参考作用。 The application methods and main functions of Solidworks and Pro/E softwares were introduced. The characteristics of the two softwares during mould design were compared through the examples. The improvement direction of the softwares was presented, which would be helpful for mould design engineers and secondary development engineers. 注塑模；分模工具；二次开发Solidworks； Pro/E； 中图分类号 : TP391.7 文献标识码 : B Abstract : 关键词 : Key words : Injection mould; Solidworks; Pro/E; Mould parting tool; Secondary development 模具是重要的制造装备，在消费品、电器电子、汽车、飞机制造等工业部门中占有重要地位。据国际生产技术协会预测， 21世纪机械制造工业的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都将依靠模具所以塑料完成[1]。塑料零件的90%是由模具完成[2]，模具对于整个塑料行业有着至关重要的地位。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，生产的制品精度高、复杂度高、一致性好、生产率高，有很大的市场需求和良好的发展前景，占塑料模具总量的一注塑模具的设半以上[3]。随着计算机技术的发展，计方法已经由传统的手工绘图设计逐步向计算机辅助设计（CAD）方向发展，给模具生产带来了深使用的注塑模具CAD 刻的变革[4]。在实际生产中，软件主要有Pro/E 、、这些软件在 UG Solidworks等，功能和使用方法上有各自的特点，既有优势也有不足。基于此，本文列举两种具有代表性的模具设计 CAD软件—— Pro/E和Solidworks。比较它们的功能与特点，为模具设计人员提供参考，同时提出了软件二次开发方向，使开发出的CAD软件更符合模具设计人员的需要。 1.1 Pro/E模具设计 实用 Pro/E中的Mold design模块提供了方便、的三维模具设计与分析的各种工具，可辅助设计人员实现从产品三维建模到模型装配、分型面设计、浇注系统和冷却系统布置等步骤，从而完成模具成型（即凹模和凸模）部分的设计[5]。 Pro/E模具设计工具条主要功能如图1所示。模具设计基本流程是： 图1 Pro/E模具设计工具条
模具设计计算公式
模具设计计算公式 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进人材料的深度(凸模行程)而变化的，如图2.2.3所示。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。 用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算： 式中F——冲裁力； L——冲裁周边长度； t——材料厚度； ——材料抗剪强度； K——系数。 系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取K＝1.3。 为计算简便，也可按下式估算冲裁力： (2.6.2) 式中——材料的抗拉强度。 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复）及摩擦的存在，将使冲落部分的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的料卸下，将卡在凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力；将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力，如图2.6.1所示。 卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递 的。所以在选择设备的公称压力或设计冲模时，应分别予以考虑。影响这些力 的因素较多，主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结 构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以要准确地计算这些力是 困难的，生产中常用下列经验公式计算： 卸料力(2.6.3) 图2.6.1
推件力(2.6.4) 顶件力(2.6.5) 式中F——冲裁力；图2.6.1 卸料力推件力和顶件力 ——卸料力、推件力、顶件力系数，见表2.6.1； n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。 式中h——凹模洞口的直刃壁高度； t——板料厚度。 注：卸料力系数Kx，在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。 压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz。Fz的计算应根据不同的模具结构分别对待，即 采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时 (2.6.6) 采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时 (2.6.7) 采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时 (2.6.8)
注射成型及模具设计实用技术知识点总结
1、塑料是一种以树脂为主要成分，以添加剂（增塑剂、稳定剂、填充剂、增强剂、着色剂、润滑剂、特殊助剂、其他主要助剂）为辅助成分的高分子化合物。 增塑剂：为了改善聚合物成型时的流动性能和增进之间的柔顺性。 稳定剂：制止或者抑制聚合物因受外界因素影响所引起破坏作用。 填充剂：为了降低成本改善之间的某些使用性能，赋予材料新特性。 增强剂：使塑件力学性能得到补强。 着色剂：赋予塑料以色彩或特殊的光学性能。 润滑剂：改善塑料熔体的流动性能，减少、避免对成型设备的摩擦、磨损和粘附，改进制品表面粗糙度。 2、塑料的特性：相对分子质量大；在一定的温度和压力作用下有可塑性。 3、聚合物（树脂）通常有天然和合成两大类型。对聚合物的选择主要是从分子量大小及分布、颗粒大小、结构以及与增塑剂、溶剂等相互作用的难易程度等诸方面考虑。 4、聚合物的作用：胶粘其他成分材料；赋予材料可塑性。 5、塑料的分类： 根据来源：天然树脂、合成树脂。 根据制造树脂的化学反应类型：加聚型塑料、缩聚型塑料。 根据聚合物链之间在凝固后的结构形态：非结晶型、半结晶型、结晶型。 根据应用角度：通用塑料、工程塑料 根据化学结构及基本行为：热固性、热塑性塑料。 6、塑料的实用性能：轻巧美观、电气绝缘、热物理性能、力学性能、减震消音、防腐耐蚀。 7、塑料的技术指标：密度、比容、吸水率、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、弹性模量、马丁耐热、热变形温度等。 8、线性非结晶型聚合物在不同温度下所处的力学状态：g T T <聚合物处于玻璃态； 处于高弹态f g T T T <<；f T T <粘流态。 9、玻璃态聚合物力学行为特点：内聚能大，弹性模量高，在外力作用下只能通过高分子主链键长、键角微笑改变发生变形。 10、高弹态聚合物力学行为特点：弹性模量与玻璃态相比显著降低，在外力作用下分子链段可发生运动 11、黏流态聚合物力学行为特点：整个分子链的运动变为可能，在外力作用下，材料科发生持续性变形，变形主要是不可逆的黏流变形。 12、成型加工的主要参数：收缩率、比体积和压缩率、流动性、吸湿性热敏性、结晶性、应力开裂
proe和UG的区别,模具设计中哪种软件更好
proe和UG的区别,模具设计中哪种软件更好? UG主要适 合于大型的汽车、飞机厂建立复杂的数模，而PRO/E主要适合于中小企业快速建立较为简 单的数模。在建模较为复杂的时候，往往是任何参数都是没有用处的，我一般用PRO/E建 立开始较为简单的线框、曲面，然后转到ug里面进行高级曲面的建立、倒角。由于产品 反复更改，参数大多数都被删掉了。两种软件各有优点，应该混合建模才能达到最佳效 果。零件较大、较复杂的时候，加工一般用ug做好数模，cimatron做粗加工，ug精加工 。 比较之二 本人使用Pro/E已经有几年的时间，最近在学习UG。我一直觉得这两种软件在建模思路上 非常接近（事实上总体的确是这样），但可能是UG尚未到家的缘故，总感觉很多地方非 常不适应。以下列出几个问题，请高手指点： 1. 关于混合建模。UG的一个最大特点就是混合建模，我理解就是在一个模型中允许存在 无相关性的特征。如在建模过程中，可以通过移动、旋转坐标系创建特征构造的基点。 这些特征似乎和先前创建的特征没有位置的相关性。因为NAVIGATOR TREE中（类似Pro/ E中的模型树）没有坐标系变换的记录。又如创建BASIC CURVE，在NAVIGATOR TREE 中也 没有作为一个参数化特征的记录，比如我如果想把一条圆弧曲线改成样条曲线就非常困 难，而且有时改变并不影响子特征的变化。而在Pro/E中极为强调特征的全相关性，所有 特征按照创建的先后顺序及参考有着严格的父子关系。对父特征的修改一定会反映到子 特征上。我曾就这个问题在上海问过EDS的UG技术工程师，他们说全相关性可以说是一把 双刃剑，对于经验丰富的设计师，设计修改会非常方便，而对于经验不多的设计
挤压模具设计参数计算理论
型材挤压工艺 型材挤压工艺，包括确定挤压工艺参数、选择合适的润滑条件、挤压比的确定及合理锭坯尺寸的计算。它们与合金种类、制品规格和设备能力有关。 一、挤压工艺参数的确定 确定工艺参数时，应综合考虑金属与合金加工时的可挤压性和对制品质量的要求（尺寸与形状的允许偏差，表面质量，组织与性能等），以满足提高成品率与生产率的需要。热挤压过程的基本参数是挤压温度和挤压速度（或金属出口速度），两者构成了对挤压过程控制十分重要的温度-速度条件。 （一）挤压过程中的温度变化 挤压变形使坯料具有优越的三向压应力状态，但由于变形不均匀性导致金属沿锭坯断面的流速差，会发生大的纵向拉应力，甚至引起制品产生周期性表面裂纹。为了保持挤压制品的整体性，挤压塑性变形区的温度必须与金属塑形最好的温度范围相匹配。 塑性变形区温度取决于坯料和工具的加热温度、变形热以及被周围介质所吸收的热量。挤压速度越大，被周围介质吸收的热量就越小，则塑性变形区的温度就越高；反之亦然。在一定的变形程度下，要么选择合适的预热温度，要么选择合适的变形速度，都可以使塑性变形区的温度保持在规定的范围内。当变形速度较小时，必须提高预热温度；而变形速度较大时，则必须降低预热温度。 在挤压铝合金时，挤压温度较低（400-500℃），挤压速度较慢，而
且铝合金的导热性很高，所以在计算塑变区的温度场时必须考虑由于挤压金属的热传导和金属与挤压工具之间的热交换而引起的温度变化。 （二）挤压时的温度条件 确定挤压的温度制度时，应考虑以下一些因素： 1）分析合金的塑性图与状态图，了解合金最佳塑性温度范围和相变情况，避免在多相和相变温度下变形。 2）挤压过程温度条件的特点、影响温度条件变化的因素和调节方法以及温升情况。 3）尽可能地降低变形抗力以减小挤压力和作用在工具上的载荷。4）保证最大的金属流出速度。 5）保证温度不超过该合金的临界温度，以免塑性降低产生裂纹。6）保证挤压时金属不粘结工具，恶化制品表面质量。 7）保证挤压制品的温度分布均匀、尺寸精度高、组织均匀和力学性能最佳。 在确定挤压时的最佳温度时，还应该考虑铸锭的冶金学特点：如结晶组织的特点、合金化学成分的波动、金属间化合物的特点，以及坯料的疏松程度、气体和其他的非金属与金属杂志的含量等。 常用铝合金挤压时锭坯的加热温度（表所示），可供制定工艺和设计模具时参考。 （三）挤压时的速度条件 挤压时的速度有三种：挤压速度 v，表示挤压机柱塞、挤压杆和 j
冲压模具设计计算
第二章冲压工艺设计与冲压力的计算 2、1冲压件(链轮)简介 链轮三维图如图2、1,材料为Q235,工件厚度3mm,模具精度:IT13为一般精度。 图2、1零件三维图 图2、2零件二维图 零件图如图2、2,从零件图分析,该冲压件采用3mm的Q235钢板冲压而成,可保证足够的刚度与强度。并可瞧出该零件的成形工序有落料、冲孔、拉深、翻边,其难点为该成形件的拉深与翻边。该零件形状对称,无尖角与其它形状突变,为典型的板料冲压件。 通过计算此零件可按圆筒件拉深成形,因其尺寸精度要求不高,大批量生产,因此可以用冲压方法生产,并可一次最终成形,节约成本,降低劳动。
2、2确定冲压工艺方案 经过对冲压件的工艺分析后,结合产品图进行必要的工艺计算,并在分析冲压工艺类型、冲压次数、冲压顺序与工序组合方式的基础上,提出各种可能的冲压分析方案[]10。 1)冲压的几种方案 (1)落料、冲孔、拉深、翻边单工序模具生产。 (2)落料、冲孔复合模,拉深、翻边复合模生产。 (3)落料、冲孔连续进行采用级进模生产,拉深、翻边复合模生产。 (4)落料、冲孔、拉深、翻边复合模生产。 方案一:结构简单,需要四道工序,四套模具才能完成工件的加工,成本高。 方案二:加工工序减少,节省加工时间,制造精度高,成本相应减少,提高了劳动生产率。 方案三:在方案二的基础上加大了制造成本,既不经济又不实惠。 方案四:在方案二的基础上又减少了加工工序,又节省加工时间,制造精度高,成本相应减少,又提高了劳动生产率。 一个工件往往需要经过多道工序才能完成,编制工序方案时必须考虑两种情况:单工序模分散冲压或工序组合采用复合模连续冲压,这主要取决于冲压件的生产批量,尺寸大小与精度等因素。通过产品质量、生产率、设备条件、模具制造与寿命、操作安全以及经济效益等方面的综合分析,比较决定采用方案四。 即:落料、冲孔、拉深、翻边→成品。 2)各加工工序次数的确定 根据工件的形状与尺寸及极限变形程度可进行以下决定:落料、冲孔、拉深、翻边各一次。 3)加工顺序决定的原则 (1)所有的孔,只要其形状与尺寸不受后续工序的影响,都应该在平板毛坯上冲出,因为在成型后冲孔模具结构复杂,定位困难,操作也不便,冲出的孔有时不能作为后续工序的定位孔使用。 (2)凡就是在位置会受到以后某工作变形影响的孔(拉深件的底部孔径要求不高与变形减轻孔除外)都应在有关的成型工序后再冲出。 (3)两孔靠近或者孔距边缘很小时,如果模具强度足够,最好同时冲出,否则应先冲大孔与一般情况孔,后冲小孔与高精度孔,或者先落料后冲孔,力求把可能产生的畸变限制在最小范围内。 (4)整形或较平工序,应在冲压件基本成型后进行。 4)成型过程
模具设计基础知识(新手必看)
1、 塑胶材料常用收缩率？ ABS PC PMMA ＰS １、005 ＰO Ｍ ＰＶC PE 1、０20 PP １、015－1、0２0 2、 塑胶件常出现得瘕疵？?缺胶、披风、气泡、缩水、熔接痕、黑点、气泡、条纹、翘曲、分层、脱皮等 、 ３、 常用得塑胶模具钢材？?718 738 S １36 ＮＡK ８0 SK Ｈ51 SKD61 2344 840７ ４、 高镜面抛光用哪种钢材 ？ 常用高硬热处理钢材,如 SKD61 、 8407 、 S １36 等！ 5 、 什么就是 2D ？什么就是 ３D ??2Ｄ 就是指二维平面, 3D 就是指三维空间.在模具部分， 2D 通常就是指平面图,即 CAD 图； 3 D 通常就是指立体图，即 PRO ／E 、 ＵＧ 或其她 ３ D 软件得图档。 6 、 UG 得默认精度就是多少? UG 得默认精度就是 0、0254M Ｍ ７ 、 什么就是碰穿 ？ 什么就是插穿 ？?与 PL 面平行得公母模贴合面叫碰穿面;与 PL 面不平行得公母模贴合面叫插穿面！ ８ 、 条与丝得关系? 条与丝都就是长度单位.条为台湾用语, 1 条 =0、01M Ｍ ;丝为香港用语， 1 丝 =0、０1MM ，所以, 1 条 =1 丝 9 、 枕位就是什么??外壳类塑件得边缘常开有缺口,用于安装各类配件,此处形成得枕状分型部分称为枕位 、 １0 、 火山口就是什么？?ＢO ＯＳ 柱根部减胶部分反映在模具上得类似于火山爆发后得形状叫做模具火山口。深得骨位上也常做，目得就是为了防止缩水。 １1 、 呵就是指什么??呵就就是模仁,香港习惯用语，镶呵得意思就就是镶模仁。
12 、什么就是虎口？ 虎口,又称管位,即用来限位得部分。常用在模仁得四个角上，起前后模仁一个精定位得作用,常用ＣNC 或模床加工。 １3 、什么叫排位？ 模具上得产品布局称为排位。往往由进胶式样与模具结构及产品本身来决定得。 14、什么叫胶位？ 模具上产品得空穴称为胶位。也就就是您需要得塑胶件 1５、什么叫骨位？ 产品上得筋称为骨位。多就是起连结或限位作用得 1６、什么叫柱位??产品上得BＯSS 柱称为柱位。常就是打镙丝或定位用得。 17 、什么叫虚位？?模具上得间隙称为虚位。也就就是常说得避空位,常用在非封胶位。 1８、什么叫扣位？?产品联接用得钩称为扣位.一般需要做斜顶或行位结构。 19 、什么叫火花纹？?电火花加工后留下得纹称为火花纹。由放电量来决定粗细。 20 、什么就是PL 面? PL 就是Ｐarｔiｎg Panｅl 得简称，PＬ又称分型面,就是指模具在闭合时公模与母模相接触得部分. 21 、电脑锣就是什么？?数控铣床与加工中心得通称、 ２2 、铜工就是什么? 电火花加工通常采用易于加工得铜料做放电电极，称为铜工,也称电极。铜工一般分为粗工、粗幼工、幼工。幼工又称精工、 2３、放电加工就是什么？ 电火花就是一种自激放电.火花放电得两个电极间在放电前具较高得电压,当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间得电阻急剧变小,两极之间得电压也随之急剧变低.火花通道必须在维持暂短得时间（通常为1０－7—10 —3s ）后及时熄灭，才可保持火花放电得“冷极”特性（即通道能量转换得热能来不及传至电极纵
SolidWorks模具设计,很简单
第四章.SolidWorks模具设计应用 在SolidWorks软件的各个版本中都具有一定的模具设计功能，到了2003版，这种功能进一步得到增强，特别是在一些分模线比较直观的零件分模设计中，型腔和型芯的创建只需要几步就可以完成，对一些较复杂的产品零件，也可以通过系统提供的功能逐步完成。本章中我们以两个产品模型为例来说明SolidWorks软件在分模设计过程中的应用。 4.1安装盖的模块设计 下面我们对图 4.1显示的零件进行模具型腔模块的设计，通过说明了解在SolidWorks 中设计型芯和型腔的基本方法。 图4.1 本节中的设计步骤大致如下： 对零件进行比例缩放 建立外分模面并在装配体中建立型芯和型腔模块 缝合得到完整分模面 通过拉伸完成成形型腔创建 4.1.1 建立分模面 首先，需要对调入的模型进行收缩率的设定，通过比例缩放功能来实现，它可以按照零件沿三个坐标轴方向指定相同的或不同的缩放系数，来对零件进行收缩处理，在本例中我们通过比例缩放功能将零件放大2%来抵消零件成型时的收缩尺寸。 接着通过使用延展曲面功能从零件的分模线向外创建分模面，使用一个零件上的平面或基准面作为参考平面，通常参考平面与零件成形时的开模方向垂直。 最后，通过缝合曲面功能将外分模面与模型表面提取出的面缝合在一起成为完整的分模面。 具体创建步骤如下。 1.打开零件 单击主菜单中的文件→打开命令，设置打开的文件类型为Parasolid（*.x_t）格式，选中midpan.x_t文件打开，然后保存为同名的SolidWorks文件格式，模型如图4.1所示。 2.零件放大 单击主菜单中的插入→特征→比例缩放命令或直接从工具条中单击图标，进
钣金成型课程模具设计
钣金成型课程设计说明书制件工艺分析与模具设计 院系： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 沈阳航空航天大学 2017年12月1日
摘要 本次综合实训设计垫片的冲压模具，零件结构简单对称，料厚较小，设计者将其设计为级进模模具，主要有冲孔落料两道工序。本说明书以图文并茂的方式对此零件的模具设计加以介绍，主要叙述了从零件的工艺性分析到模具结构的设计、工艺计算、冲模结构的设计以及主要零件设计等，直到最后的模具装配图、零件图、排样图等一系列的设计过程。其中详尽的分析讲述了针对于该零件的冲压模具完整设计方法，读者可以从本说明书中简单、明确的了解该设计的主要思想路线及合理设计制造方案，加深对级进模模具设计知识的了解、应用以及提升关于级进模模具的分析问题、解决问题的能力。 关键词：垫片、级进模、冲孔落料、模具、设计
目录 第1章冲压工艺分析......................................... 1.1零件工艺分析................................... 1.1.1产品结构形状及材料分析.................... 1.1.2产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析........... 1.2冲压工艺方案的确定............................... 1.2.1第一种方案......................... 1.2.2第二种方案............................ 1.2.3第三种方案................................ 第2章冲压工艺计算................................ 2.1排样....................................... 2.1.1搭边.................................... 2.1.2条料宽度和导尺间距离................. 2.1.3送料步距................................. 2.1.4材料利用率............................... 2.2计算冲压力............................... 2.2.1冲裁力计算............................... 2.2.2卸料力、推件力与顶件力的计算.............. 2.3压力中心的计算............................ 第3章级进模凸凹模设计........................... 3.1模具刃口尺寸的计算......................... 3.1.1冲孔凸、凹模....................... 3.1.2落料凹、凸模........................ 3.2凹模的设计........................... 3.2.1凹模厚度H的计算................ 3.2.2凹模长度和宽度......................... 3.2.3凹模材料..................................... 3.2.4凹模固定方法............................ 3.3凸模的设计................................... 3.3.1凸模强度——压应力校核.................... 3.3.2凸模材料................................. 第4章基本冲模结构的确定...................... 4.1模具的形式...............................