模具设计与制造问题分析

模具设计与制造问题分析

曾智超

惠州市龙源电力设备有限公司

摘要：在我国制造业中，模具是其中的一项重要工艺基础，发挥着非常重要的作用，我国专用设备制造业中包含了模具制造。虽说模具制造与使用在我国起步较早，但由于其布局欠缺合理以及企业不集中等原因导致目前我国制造业水平仍较为低下，再加上模具设计与制造的过程较为繁琐，容易出现大大小小的一些列问题，本文主要针对较为常见的问题进行相关探讨。

关键词：模具设计，制造，问题，分析

塑料工业的进一步发展，各行业中广泛应用塑料制品，人们的生活也与之息息相关。当前在塑料成型加工过程当中，大部分使用注射成型。随着各行业对塑料制品的需求更大，在注塑成型中，水辅成型、多色注塑以及气辅成型等技术被广泛使用到，在注射成型的过程当中，受到多个方面因素的影响，质量上很容易出现一些问题，本文就此进行分析。

1模具设计与制造中的常见问题

1.1材料收缩问题

通常来说，一般在高温高压的环境下加工模具，模具型腔和注入模具型腔里的材料成型出的制品对比尺寸要小一些，从而出现模具收缩的问题。在设计模具的过程中，有些操作人员没有详细知晓各种材料以及各种品级的收缩量，不同流动方向也会对材料收缩造成影响[1]。

1.2公差配合标注问题

如果模具制品精度要求较高，有关操作人员就需要严格选择尺寸公差等级，假如使用较高等级的公差配合就会造成模具制品进行加工过程中使用的工艺更加复杂，使制造成本增加，如果使用较低等级的精度，成品就不满足实际需求的精度。设计模具的过程中，不少技术人员在制造模具时，可以使公差的要求得到保证，所以它们在设计模具时使用同样的工程，从而使制品的有关要求能够得到满足。

1.3模具模板设计冷却方案问题

一般来说，每种模具材料热膨胀系数都不一样，即便是两种材料的化学性质以及物理特性一样，二者膨胀系数也可能有着非常大的差别，所以有关技术人员在设计模具模板的过程中，不但需要充分考虑材料的收缩因素影响问题，同时也应与实际情况相联系，特别是模具冷却时的方案，比如流程和交口的几何形状设计等内容，设计人员需要区分轴向收缩以及径向收缩，制品公差较紧的问题中，在这两个方向中制品的收缩差显著。

1.4模具原材料质量问题

模具原材料的质量良莠不一，导致产品的品质难以保障。模具材料的质量会直接影响到后续模具使用寿命以及支出成本等。进口模具以及国产模具之间就有着很大差别，模具成品质量还会受到有关配套设备、板材以及塑料的性能差异影响。随着全球一体化，我国经济也随之进一步发展，制造业的发展推动了我国模具市场的进一步发展，模具制造业的产业也出现转移趋势，我国原材料以及人工等成本有着一定优势，不少跨国企业纷纷进入到国内对模具进行选购，这些因素都能够带给我国模具制造行业的机遇与发展，当前有着较好的市场前景[2]。我国模具制造业需要不断提高自身工艺水平与技术，为将来成为模具制造业强国打下坚实基础。

2模具设计与制作问题的对策

2.1在设计前就完成材料的收集

在制作与设计模具以前，设计人员应将设计前期的材料收集工作做到位，对模具的有关信息以及数据详细了解。例如在设计中需要重点注意相关事项、注塑机的操作规范以及模腔的尺寸大小等都会影响到模具的最终定型，设计人员需要具有全面细腻的思维，全面的将这些因素考虑在内，防止出现设计问题，尽可能减小设计误差提升模具设计效率。

2.2按照实际情况选择公差标准

在制造模具的过程中，对设备要充分地使用，有关设计人员需要反复思考与检验模具制品图纸当中的公差配合，了解制品图纸当中的消耗的设计时间并对其分析，需要细心操作，设计人员在使用图纸当中的尺寸做出标准的公差不是非常困难的一件事情，需要有关人员具有较高的耐心与细心，从而制定的公差能够合理规范。在人们的日常生活当中广泛应用到模具的制作与设计，是十分有意义的存在，所有有关模具设计人员需要对制造过程中出现的问题有针对性地分析并及时处理。

2.3合理运用CAD等相关设计软件

计算机的不断发展，不少设计工作都能够在计算机上完成，那么设计人员可结合计算机与CAD软件使塑料模具的设计效率提升[3]。

2.3.1KBE注塑模具设计技术

KBE技术在注塑模具设计实现智能化是一项关键手段，基于KBE注塑模具在设计时设计中心是知识模型，所以关键是构建模具的几何模型再将其转化为特征模型，在转化时需要合理使用特征技术，例如特征识别等，设计系统需要结合用户的需求，再交互设计，从而将模具的设计参数进行确定，把确定完成之后的设计参数加入到特征模型当中去，从而建设知识模型。此技术的标准、数据库以及设计经验都是采用集成工具到设计系统当中，从而能够实现一体化，进而使注塑模具的质量以及设计效率进一步提升。

2.3.2CAE/CAD/CAM技术注塑模具设计

这些技术的注塑模具设计是根据非几何特征、几何特征和在计算机系统辅助作用中设计注塑模具的先进设计技术，在设计时设计人员需要根据注塑模具的技术条件以及综合特征来设计模具的结构方案并确定，另外还要对力学以及工艺性能进行分析，转变为有关技术文档，从而进行NC编程以及工艺设计，进而将其变为控制信息，此技术的CAD方面是设计方案、建模以及设计模具结构等，CAE方面牵涉到注塑模具的流动分析、力学分析以及冷却分析等内容，CAM方面牵涉到数控程序生成以及数控仿真技术等内容，采取这些技术设计注塑模具不但能够使模具设计的效率以及精准度得到提升，确保模具的质量能够符合标准，同时还可以在一定程度上减少模具的制作时间，从而有效减少注塑模具的制造成本。另外还能够提高模具企业的管理水平[4-5]。

3模具设计与制造发展方向

首先，提供质量高的覆盖件模具于汽车生产业中，全球汽车工业的快速发展，我国是汽车产销的大国之一。模具总量中，冲压模具所占比例较大，另外，农用机具以及工程机械也是重点发展的方向。

其二，大型精密塑料模具以及精密冲压模具，冲压模具的发展方向在多工位级进模中得到体现，对其寿命以及精度有着非常高的要求，在模具市场中所占份额较大，生活用品、汽车以及电子产品等都会使用塑料模具、人们对产品的质量要求越来越高，就需要塑料模具具有更好的工艺水平。所以模具企业需要尽快提高其工艺以及科技水平。

其三，主要模具标准件。当前我国模具标准件产量比较大的一般有导向件、模架、弹性元件以及推杆推管等。这类产品不仅在国内配套需求较大，而且有着十分好的出口前景，需要对其进一步发展。

4结语

我国模具行业的市场广阔，作为模具企业，需要不断探讨新技术新工艺从而制作与设计出高技术精密模具，才可以在竞争愈发激烈的模具市场站稳脚跟。当前社会已经不断了解工业生产中模具制作的重要作用，也了解到当前模具还欠缺精密度的问题。不少生产模具的企业也开始对技术的创新给予更多的关注，进而增加的投入资金以及技术开发力度，我国不少高校以及单位也开展了模具专业，分析以及研究模具技术的应用，我国模具产业日后发展的前景广阔，但对于在模具制作与设计当中存在的不足之处，仍需相关人员采取合理手段针对性地处理，如此才能进一步推动我国模具企业的快速发展。

参考文献：

[1]丁九华.针对模具设计中的问题及解决方案进行分析[J].科技创业家，2013（06）：67.

[2]董坤.基于KBE的塑料模具快速设计技术的体系结构[J].装备制造技术，2010（05）：54-55.

[3]徐晶.探讨汽车车身冲压模具设计、制造及采购问题[J].城市建设理论研究:电子版,2015(35).

[4]李路.典型汽车覆盖件冲压工艺及模具设计技术研究[J].山东大学,2014.

[5]谭仕刚.分析CAD、CAE、CAM技术在模具设计制造的应用[J].大科技,2013(17):366-367.