第1章 模具设计基础

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1、第1章模具设计基础模具就是各种成型工艺的主要工艺装备。模具在汽车、拖拉机、飞机、家用电器、工程机械、冶金、兵器、仪器仪表、轻日用五金等制造业中起着极为重要的作用。模具就是“高效益”，模具就是“现代化”。其深刻含义也正被人们所理解和掌握。1.1概述设计者在进行模具设计之前，需先了解一些模具的基础知识。这些基础知识包括模具计算机辅助设计、材料成型技术等。1.1.1模具计算机辅助设计计算机的问世是技术进步所取得的最大成就之一。随着计算机技术的不断发展和应用领域的日益扩大，不断涌现出了一些以计算机技术为基础的新兴学科。CAD（计算机辅助设计）自20世纪60年代以来一直在不断的发展。

2、由于计算机硬件和软件技术的迅速发展，CAD技术日趋完善，并已在电子、航空和机械制造等部门得到了广泛的应用。1.CAD（计算机辅助设计）基本概念2.CAD在模具设计中的应用3.模具CAD的组成1.1.2材料成型技术材料成型技术就是各种可成型工程材料的工艺及加工方法的一门制造基础学科。材料成型的方法有很多种，它主要包括金属液态成型、金属塑性成型、连接成型、粉末冶金成型以及非金属材料成型等。接下来将简要介绍这几种主要成型的方法。1.金属液态成型2.金属塑性成型3.连接成型4.粉末冶金成型5.非金属材料成型1.2模具的分类与结构科学地对模具进行分类，对有计划地发展模具工业，系统地研

3、究和开发模具生产技术，研究和制订摸具技术标准。实砚专业比生产，都具有重要的技术经济意义，对研究和制订模具技术标准体系，具有更重要的阶值。1.2.1模具的分类模具按成型材料种类的不同可分为金属成型模具（常见的有冲压模、挤压模、压铸模等）、塑料成型模具、陶瓷模具、玻璃成型模具等。模具按成型工艺的不同可分为金属液态成型模具、金属塑性成型模具、连接成型模具、粉末冶金成型模具以及非金属成型模具。1.2.2模具的结构成型模具中最为常见的有金属成型模具类的冲压模、挤压模、压铸模等，非金属成型模具中的塑料注塑模、压塑模、传递模等。1.3模具设计的一般流程模具设计的一般流程如下：（1）制品图

4、和实样的分析与消化（制品的几何形状、尺寸、公差及设计标准等）；（2）型腔数量的确定及型腔的排列；（3）模具钢材的选用；（4）分型面的确定；（5）侧向分型与抽芯机构的确定；（6）模架的确定与标准件的选用；（7）浇注系统的设计；（8）排气系统的设计；（9）冷却系统的设计；（10）顶出系统的设计；（11）导向装置的设计；（12）模具主要零件图的绘制；（13）设计图纸的校对；（14）设计图纸的会签。1.4模具设计注意事项一副模具的成功与否，关键在于模具设计标准的应用和模具设计细节的处理是否正确。因此，接下来对模具设计中所应用的一些标准和细节处理作一些必要的讲解。1.4.1分型面注意

5、事项分型面设计时所需要注意的是做锁模需有R角间隙以及分型面中若有斜面与平面相接时要做R圆角处理。1.R角间隙2.R角过度1.4.2符合工艺要求的细节设计在设计模具的细节部位时还应符合工艺要求，如排气槽的设计、开模槽的设计、模板间的间隙、倒角处理及滑块与斜导柱的抽芯距等。1.4.3滑块的主要结构滑块机构是用于产品侧向脱模的装置，它主要有斜导柱滑块和拖拉式滑块两种结构类型。这两种滑块结构的设计应注意的细节如下所示。1.斜导柱滑块2.拖拉式滑块1.4.4斜顶的设计标准斜顶的设计标准有两种，一种是斜顶头做成镶块形式，且斜顶底部做成T形槽。如图1-21所示。1.4.5推件板与推块的设

6、计推件板与推块同为模具顶出系统的、重要的顶出部件类型。为了保证制品能顺利推出且不能造成制品缺陷，因此，在设计时需要注意一些细节问题。1.推件板设计的注意事项2.推块设计的注意事项1.4.6做镶块爆炸图当模具镶块较多且外形相似时，需做出“镶块爆炸图”，以避免配模时出现混淆。如图1-25所示。1.5模具设计中UG的应用随着计算机辅助设计技术在机械行业中的日益广泛应用，塑料模具的设计方法也从传统的手工绘图发展到利用通用的三维参数CAD软件进行产品造型与模具设计。以UG软件为代表的CAD系统在模具设计中占据着重要的位置。接下来以某手机外壳的注塑模具为例，来简要介绍UG注塑模具设计的

7、一般设计方法。1.5.1建立制品的三维模型如今在模具设计的流程中，起初客户通常提供的是制品的三维模型，但有时仅提供了二维图，这就要求根据二维图来建立三维模型，并根据注塑工艺和模具设计的有关原则进行适当的产品修改，使之适合于注塑成型。而且不同的CAD系统之间也很容易地进行文件转换，因此将客户提供的制品三维模型导入到UG系统中，进行适当修改后形成将要设计模具的制品模型，如图1-26所示。1.5.2定义模具坐标系UG是采用工作坐标系统WCS（WorkCoordinateSystem）。为了后续模具结构设计的方便，通常将坐