摘要：现代机械制造过程中，模具成型是关键技术之一，其可有效保障模具在机械设计和制造领域的实际应用。为了适应国际市场以及满足我国工业产业的发展需求，在现代工业发展技术水平的要求下，应该在机械模具设计与制造的技术方面加大研究的力度和发展的方向。
关键词：机械制造； 模具成型设计； 研究
在我国的机械制造模具设计主要就是塑料模具、冲压模具、压铸模具等，在上述的三种模具类型中，塑料模具的设计是比较受关注的，在塑料模具设计的研究中主要是注射成型模具的设计与研究被作为重点来研究，注射成型：是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，而后由往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。随着模具成型技术的不断发展，机械制造模具成型设计的发展方向是大型化、精度高、环保以及技术含量高。
1机械制造模具成型设计要求
机械制造模具成型设计对于机械加工业是至关重要的，应该进行仔细的设计研究与分析，在模具设计阶段接受任务书后就应该对模具设计图纸和模具原材料进行审核，并注明采用塑料的牌号、透明度等。对于机械制造模具的技术要求进行仔细的研究，生产出来的模具能够满足设计要求，保证生产出来的产品能够满足加工和设计的要求，机械模具生产出来的零件的尺寸和技术要求能够满足其自身的要求。
2模具设计与制造的研究现状
目前我国的模具设计与制造领域还处于向世界先进水平的学习阶段，自主创新程度不足。与国际先进水平相比，我国整体模具工业水平差距较大，尤其模具加工在线测量和质量管理差距超过15年，具体为模具使用寿命低以及生产周期长，特别是一些精度要求高的模具，其寿命不到国外先进水平的40%。而目前我国模具设计发展较快，不仅模具的设计水平较高，同时模具设计总量已达到一定规模。与一些发达国家的模具设计相比，我国模具的设计水平还具有较大的发展空间。特别是大型、精密的模具的实际设计应用比例较低，不到其他发达国家的50%，这主要是由于我国制造行业的研发能力、精密加工设备、人员专业素质和创新意识的不足造成的。这也使得我国的模具设计和制造领域差异性发展，中低档模具出现供过于求的现象，而大型、精密的高技术模具则主要依靠进口。因此我国的模具设计和制造领域的发展必须依靠模具成型技术、设备加工精度和产品质量的不断提高。
3模具成型的设计步骤
3.1塑件分析
塑件分析的两个重要考虑因素是塑件设计要求和塑件生产批量。确定塑件设计要求时，应根据塑件制品零件图、成型工艺的实用性和经济性进行设计，要明确塑件性质、形状要求、尺寸精度和表面粗糙度等相关技术参数，如塑件的相关技术参数需变动时，应与产品设计人员进行商讨变动可能性。塑件生产批量对塑件生产成本影响较大，对其进行分析时，首先应明确塑件的生产批量，根据其选择合适的模具，如生产批量较小，可考虑使用简单模具，降低生产成本。而生产批量较大时，在保证塑件质量的前提下，尽量缩短生产周期，提高生产效率，可考虑使用一模多腔或高速自动化生产模式，同时也应严格要求模具推出或脱模机构的控制使用。除了上述两种重要考虑因素外，塑件分析过程应计算塑件的体积、质量和模具型腔数量，为接下来的注塑机选用做好前期准备工作。
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3.2注塑机选用
首先要确定模具的结构，可以根据塑件的体积或重量来完，其次初步确定注塑机型号，并了解它与设计模具有关的技术参数，如：注塑机定位圈的直径，喷嘴前端孔径及球面半径，注塑机最大注塑量，锁模力，注塑压力，固定模板和移动模板面积大小及安装螺孔位置，注塑机拉杆的间距，闭合厚度，开模行程，顶出行程等。
3.3模具结构设计
塑件成型位置及分型面选择；模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置；模具工作零件的结构设计； 侧分型与抽芯机构的设计；顶出机构设计；拉料杆的形式选择； 排气方式设计。确定模具总体尺寸，选购模架。模架已逐渐标准化，设计者可根据生产厂家提供的模架图册，选定模架，在上述设计的基础上初步绘出模具的完整结构图。
3.4模具成型设计计算项目
完成注塑机型号的选用后，可进行模具设计计算项目，明确具体技术参数，如凹凸模尺寸计算，型腔壁厚和底板厚度的确定，以及模具加热、冷却系统的选型和设计。
3.5模具结构总装图和零件工作图的绘制
模具成型相关图纸绘制主要包括绘制模具总装图和零件工作图，其绘制过程应严格参照机械制图国家标准和相应的行业规范，其绘制原则与常规机械图画法基本一致，需明确模具成型的形状和浇口位置。同时制模具总装图的俯视图中，可去除定模部分，只保留相应动模部分。模具总装图应包括模具外形尺寸，装配尺寸、极限尺寸以及技术条件等，并编写相应的零件明细表。
4机械制造模具成型设计的相关技术
4.1模具成型三维化设计软件
传统的模具成型设计是二维设计过程，其已不适应现代制造行业的发展要求。而采用模具成型三维化设计软件可以立体直观的设计模具，设计出的三维数字化模型便于产品结构的CAE分析、模具性能评估以及加工成型过程模拟。如Pro / E和CATIA等软件的使用，可进行模具并行工程设计。专业3D注塑模设计软件，可实现3D型腔、型芯结构、模架配置及结构设计优化。如Moldflow Advisers三维真实感流动模拟软件、3D Quickfill、HSC 3D4.5F、Z-mold等软件实际设计应用效果良好。
4.2计算机CAD/CAM辅助设计软件
目前计算机CAD/CAM辅助设计软件的开发利用，实现模具软件应用的集成化、网格化发展。如Power Solution CAD/CAM集成化系统，其可完成几何建模、工业设计和制图、仿真分析、数控编程、测量分析等多种功能设计，同时该系统的各功能模块相对独立，也可使用数据接口与其他系统联用运行，体现该系统的开放性和兼容性。
机械设计和辅助加工制造技术的大量应用，有效提高机械设计制造的研发效率，促进现代制造业的研究开发工作，我国模具成型设计发展得益于计算机CAD/CAM辅助设计的发展应用。该技术可通过计算机进行模具成型模拟设计，进而有效提高设计效率。同时该技术可以与数字、数控等技术联用，既可进行开发设计过程中各种信息的定量表达、存储和控制，实现模具成型设计全局优化运算，也可通过数字建模和仿真模拟和动态分析优化设计思路和要求，同时其可有效降低模具成型设计和改造成本，缩短模具成型设计时间，提高模具成型设计效率。
5结语
目前我国制造行业中，机械模具的实际应用可有效的提高生产效率，因此其已成为现阶段制造业的研究热点，其中模具成型阶段的模具设计对整个机械制造效率影响较大，所以模具设计需参考相关国家标准和国外先进技术水平。同时我国的机械制造模具设计采用的技术种类繁多并各具优缺点，可用于不同用途的机械制造。因此对我国机械制造模具成型设计进行研究分析具有重要意义。
参考文献
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论文作者:王曙光
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/11
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