模具設計中如何使用切力變稀

A. 模具設計流程

proe和ug會一種就可以了，要了解加工工藝，塑膠的特性，最好會模流分析（moldflow）不用精能忽悠一下建個模型就可以了，建議你以實踐為主，書本上的知識對實際操作幫助不大，最好能找家公司從學徒做起，這樣能了解工作流程和加工工藝，還有高手知道，進步會很快的。
一般注塑模設計流程大致是這樣的。
1 客戶來3D檔（可能不還是最終的數據）。設計根據客戶產品進行結構排位（包括分型面，拔模斜度，結構），用模流分析軟體確定交口的最佳位置（小公司跳過這步)，製作組立圖（小公司可能會用UG＋CAD的方法排位，這樣快）交付客戶確認，同時提出產品設計上導致不能加工或導致成型問題的部分的修改建議。
2 根據客人的反饋，開始3D建模（注意仔細閱讀客戶的任務書，了解產品的縮水，標准件的規格，進膠的形式等）。
3 采購鋼料及標准件。定購模架（有的公司模架會自己做）
4 出2D圖，組立圖交付現場加工
5 設計務必要及時跟蹤現場的加工，解決加工中遇到的問題（沒一個設計能夠一次就把一套模設計成功的，其中為了加工工藝的合理會進行設計的優化，當然牛b的設計能把問題控制在最低的程度）
6 試模，設計要根據試模的結果對模具進行調整和再優化。
7 設變，設計要根據客人的設變要求進行改模
8 圖檔的整理和存檔，一個聰明的設計會把一些好的結構整理並保存以來作為自己的東西。
差不多就這些了，最後順便說一下，其實模具設計沒別人想像的那麼好，非常的累，壓力很大（尤其是在小公司）薪金其實也不高，付出同等的智慧和勞動來干其他的行業也許會賺更多的錢。
對了你真的像要做這行的話，為了有更好的發展最要去做一段時間的鉗工或者CNC，EDM，WC多了解加工工藝。

B. 模具設計的流程是怎麼樣的

模具設計流程：

1、接受任務書：

一般有以下三種情況：

A：客戶給定審定的塑件圖樣及其技術要求（二維電子圖檔，如AUTOCAD，WORD等）。此時需要構建三維模型（產品設計工作內容），然後出二維工程圖。

B：客戶給定審定的塑件圖樣及其技術要求（三維電子圖檔，如PROE，UG，SOLIDWORKS等）。只要出二維工程圖。（為常用情況）

C：客戶給定塑件樣品，手板，實物。此時要求測繪塑件抄數處理，然後構建三維模型，再出二維工程圖。

2、收集，分析和消化原始資料：

A：分析塑件

a:明確塑件的設計要求，通過圖樣了解該塑件所用材料，設計要求，對復雜形狀和精度要求高的塑件的使用場合，裝配及外觀要求等。

b:分析塑件的成型工藝的可能性和經濟性

c:明確塑件的生產批量（生產周期，生產效率）一般客戶訂單內有註明。

d:計算塑件的體積和重量。

以上的分析主要是為了選用注射設備，提高設備利用率，確定模具型腔數及模具加料腔尺寸。

B：分析塑料的成型工藝：

成型方法，成型設備，材料型號，模具類別等。

3、掌握廠家實際生產情況：

A：廠家操作工人的技術水平

B：廠家現有設備技術

C：成型設備的技術規范

D：廠家所常用廠商模具材料及配件的訂購和加工處理方法（最好在本廠加工）

4、確定模具結構：

一般理想的模具結構：

A：工藝技術要求：幾何形狀，尺寸公差，表面粗糙度等符合國際化標准。

B：生產經濟要求：成本低，生產率高，模具使用壽命長，加工製造容易。

C：產品質量要求：達到客戶圖樣所有要求。

資料拓展：

1、對所設計模具之產品進行可行性分析，以電腦機箱為例，首先將各組件產品圖紙利用設計軟體進行組立分析，另一方面可以熟悉各組件在整個機箱中的重要性，以確定重點尺寸。

2、對產品進行分析採用什麼樣的模具結構，並對產品進行排工序，確定各工序沖工內容，並利用設計軟體進行產品展開，在產品展開時一般從後續工程向前展開。

3、備料，依產品展開圖進行備料，在圖紙中確定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、鑲件等，注意直接在產品展開圖中進行備料，這樣對畫模具圖是有很大好處的。

4．在備料完成後即可全面進入模具圖的繪制，在備料圖紙中再制一份出來，進行各組件的繪制，如加入螺絲孔，導柱孔，定位孔等孔位，並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，所以這些工作完成後一個產品的模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，指製作，如鉗工劃線，線切割等到不同的加工工序都有完整製作好圖層，這樣對線切割及圖紙管理有很大的好處，如顏色的區分等，尺寸的標注也是一個非常重要的工作，同時也是一件最麻煩的工作，因為太浪費時間了。

5．在以上圖紙完成之後，其實還不能發行圖紙，還需對模具圖紙進行校對，將所有配件組立，對每一塊不同的模具板製作不同的圖層，並以同一基準如導柱孔等到進行模具組立分析，並將各工序產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。

資料來源：網路模具設計

C. 模具的模具設計

按國家職業定義，模具設計是：從事企業模具的數字化設計，包括型腔模與冷沖模，在傳統模具設計的基礎上，充分應用數字化設計工具，提高模具設計質量，縮短模具設計周期的人員。 1． 模板之構成
沖壓模具之構成將依模具種類及構成及相異，有順配置型構造與逆配置型構造二大類。前者是最常使用的構造，後者構造主要用於引伸成形模具或配合特殊模具。
2. 模具之規格
(1).模具尺寸與鎖緊螺絲
模板之尺寸應大於工作區域，並選擇標准模板尺寸。模板鎖緊螺絲之位置配置與模具種類及模板尺寸有關。其中單工程模具最常使用鎖緊螺絲配置於四邊角，最標准形式工作區域可廣大使用。長形之模具及連續模具最常使用鎖緊螺絲配置於四邊角及中間位置。
(2).模板之厚度
模板之厚度選擇與模具之構造、沖壓加工種類、沖壓加工加工力、沖壓加工精度等有絕對關系。依據理論計算決定模具之厚度是困難的，一般上系由經驗求得，設計使用的模板厚度種類宜盡量少，配合模具高度及夾緊高度加以標准化以便利采購及庫存管理。 連續模具之主要模板有沖頭固定板、壓料板、凹模板等等，其構造設計依沖壓製品之精度、生產數量、模具之加工設備與加工方法、模具之維護保養方式等有下列三種形式：(1)整塊式，(2)軛式，(3)鑲入式。
1． 整塊式
整塊式模板亦稱為一體構造型，其加工形狀必須是封閉的。整塊式模板主要用於簡單結構或精度不高的模具，其加工方式以切削加工為主(不需熱處理)，採用熱處理之模板必須再施行線切割加工或放電加工及研磨加工。模板尺寸長(連續模具)之場合將採用兩塊或多塊一體型並用之。
2． 軛式
軛式模板之中央部加工成凹溝狀以組裝塊狀品。其構造依應用要求，凹溝部可以其他模板構成之。此軛式模板構造之優點有：溝部加工容易，溝部寬度可調整之，加工精度良好等。但剛性低是其缺點。
軛式模板之設計注意事項如下：
(1).軛板構部與塊狀部品之嵌合採中間配合或輕配合方式，如采強壓配合將使軛板發生變化。
(2).軛板兼俱塊狀部品之保持功能，為承受塊狀部品之側壓及面壓，必須具有足夠的剛性。還有為使軛板溝部與塊狀部品得到密著組合，其溝部角隅作成逃隙加工，如軛板溝部角隅不能作成逃隙加工，則塊狀部品須作成逃隙加工。
(3).塊狀部品之分割應同時考慮其內部之形狀，基準面必須明確化。為使沖壓加工時不產生變形，亦要注意各個塊狀部品之形狀。
(4).軛板組入許多件塊狀部品時，由於各塊狀部品之加工累積誤差使得節距產生變動，解決對策是中間塊狀部品設計成可調整方式。
(5).塊狀部品采並排組合之模具構造，由於沖切加工時塊狀部品將承受側壓使各塊狀部品間產生間隙或造成塊狀部品之傾斜。此現象是沖壓尺寸不良、沖屑阻塞等沖壓不良之重要原因，因此必須有充分的對策。
(6).軛板內塊狀部品之固定方法，依其大小及形狀有下列五種：A.以鎖緊螺絲固定，B.以鍵固定，C.以揳形鍵固定，D.以肩部固定，E.以上壓件(如導料板)壓緊固定。
3． 鑲入式
模板中加工圓形或方形之凹部，將塊狀部品鑲合嵌入於模板中，此種模板稱為鑲入式構造，此構造之加工累積公差少、剛性高，分解及組立時之精度再現性良好。由於具有容易機械加工、加工精度由工作機械決定、最後調整之工程少等優點，鑲入式模板構造已成為精密沖壓模具之主流，但其缺點是需要高精度的孔穴加工機。
連續沖壓模具採用此模板構造時，為使模板具有高剛性要求，乃設計空站。鑲入式模板構造之注意事項如下所述：
(1).嵌入孔穴之加工：模板之嵌入孔穴加工使用立式銑床(或治具銑床)、綜合加工機、治具鏜床、治具磨床、線割放電加工機等。嵌入孔穴之加工基準，使用線割放電加工機時，為提高其加工精度乃進行二次或以上之線割加工。
(2).嵌入件之固定方法：嵌入件固定方法之決定因素有不變動其加工的精度、組立及分解之容易性、調整之可能性等。嵌入件之固定方法有下列四種：A.以螺絲固定，B.以肩部固定，C.以趾塊固定，D.其上部以板件壓緊。凹模板之嵌入件固定方法亦有採用壓入配合，此時應避免因加工熱膨脹而產生的鬆弛結果，使用圓形模套嵌入件加工不規則孔穴時應設計回轉防止方法。
(3).嵌入件組立及分解之考量：嵌入件及其孔穴加工精度要求高以進行組立作業。為得到即使有稍微的尺寸誤差亦能於組立時加以調整，宜事先考慮解決對策，嵌入件加工之具體考慮事項有下列五項：A.設有壓入導入部，B.以隔片調整嵌入件之壓入狀態及正確位置，C嵌入件底面設有壓出用孔穴，D.以螺絲鎖緊時宜採用同一尺寸之螺絲，以利鎖固及松開，E.為防止組立方向之失誤，應設計防呆倒角加工。
設計
1． 單元
模具對准單元亦稱為模具刃件之對合引導裝置。為確實保持上模與下模之對准及縮短其准備時間，依製品精度及生產數量等條件要求，模具對准單元主要有下列五種：
(1).無導引型：模具安裝於沖床時直接進行其刃件之對合作業，不使用引導裝置。
(2).外導引型：此種裝置是最標準的構造，導引裝置裝設於上模座及下模座，不通過各模板，一般稱為模座型。
(3).外導引與內導引並用型(一)：此種裝置是連續模具最常使用之構造，沖頭固定板及壓料板間裝設內導引裝置。沖頭與凹模之對合利用固定銷及外導引裝置。內導引裝置之另一作用是防止壓料板傾斜及保護細小沖頭。
(4).外導引與內導引並用型(二)：此種裝置是高精密度高速連續模具之使用構造，內導引裝置貫穿沖頭固定板、壓料板及凹模固定板等等。內導引裝置本身亦有模具刃件對合及保護細小沖頭作用。外導引裝置之主要作用是模具分解及安裝於沖床時能得到滑順目的。
(5).內導引型：此構造不使用外導引裝置，內導引裝置貫穿沖頭固定板、壓料板及凹模固定板等等，正確地保持各塊板之位置關系性以保護沖頭。
2. 導柱及導套單元
模具之導引方式及配件有導柱及導套單元之種類有兩種：(A).外導引型(模座型或稱主導引)，(B).內導引型(或稱輔助引)。另行配合精密模具之要求，使用外導引與內導引並用型之需求性高。
(1).外導引型：一般上使用於不要求高精密度之模具，大多與模座構成一單元販賣之，主要作用是模具安裝於沖床時之刃件對合，幾乎沒有沖壓加工中之動態精度保持效果。
(2).內導引型：由於模具加工機之進展，急速普及。主要作用除了模具安裝於沖床時之刃件對合外，亦有沖壓加工中之動態精度保持效果。
(3).外導引與內導引並用型：一副模具同時使用外導引與內導引裝置。
3. 沖頭與凹模單元 (圓形)
(1).沖頭單元：圓形沖頭單元依其形狀(肩部型及平直型)、長度、維修之方便性，使用沖頭單元宜與壓料板導套單元配合。
(2).凹模單元：圓形凹模單元亦稱為凹模導套單元，其形式有整塊式及分開式，依生產數量、使用壽命及製品或沖屑之處理性，凹模單元之組合系列有：(A).使用模板直接加工凹模形狀，(B).具有二段斜角之逃隙部，(C).是否要使用背板，(D).不規則凹模形狀必須有回轉防止設計。
4． 壓料螺栓與彈簧單元
(1)、壓料螺栓單元：壓料板螺栓之種類有：(A).外螺絲型，(B).套筒型，(C).內螺絲型。為保持壓料板於指定位置平行狀態，壓料螺栓之停止方法(肩部接觸部位)：(A).模座凹穴承受面，(B).沖頭固定板頂面，(C).沖頭背板頂面。
(2)、壓料彈簧單元：可動式壓料板壓料彈簧單元可大致分為：(A).單獨使用型，(B).與壓料螺栓並用型
選擇壓料彈簧單元時最好考慮下列要點再決定之：
(A)、確保彈簧之自由長度及必要的壓縮量 (壓縮量大之彈簧宜置於壓料板凹穴)。
(B)、初期的彈簧壓縮量 (預壓縮量) 或荷重之調整有無必要。
(C)、考量模具組立或維護保養之容易性。
(D)、考量與沖頭或壓料螺栓長度之關系。
(E)、考量安全性 (防止彈簧斷裂時之飛出)。
5. 導引銷單元 (料條送料方向之定位)
(1)、導引銷單元：導引銷之主要作用是連續沖壓加工時得到正確的送料節距。沖壓模具用導引單元有間接型 (導引銷單獨使用) 及直接型 (導引銷裝設於沖頭內部) 兩種形式。
(2)、導引銷之組裝方式與沖孔沖頭有相同 (裝設於沖頭固定板)。利用彈簧將其受制於沖頭固定板。
(3)、導引銷另外裝設於壓料板之形式，由於要求導引銷突出於壓料板之量達到一定及防止模具上升時之容易帶上被加工材料，壓料板之剛性及導引形式有必要注意之。
(4)、導引銷單元有直接型，其裝設於沖頭內，主要用於外形沖切 (下料加工) 或引伸工程之切邊加工，其位置定位系利用製品之孔及引伸部內徑。
6. 導料單元
(1)、外形沖切 (下料加工) 或連續沖壓加工時，為使被加工材料之寬度方向受到導引及得到正確的送料節距，乃使用導料單元。
(2)、料條寬度方向之導引裝置，導引方式有：(A).固定板導引銷型，(B).可動導引銷型，(C).板隧道導引型 (單塊板)，(D).板導引型 (兩塊構成)，(E).升料銷導引型 (有可動式、固定式及兩者並用之。
(3)、起始停止之導引裝置，其形式有：(1).滑塊式，(2).可動銷式等兩種，主要作用是材料置於模具之最初起始位置定位。
(4)、送料停止裝置，可正確地決定出送料節距，主要用於人手送料之場合，其形式有：(A).固定式停止銷，(B).可動式停止銷，(C).邊切停止方式，(D).掛鉤停止機構，(E).自動停止機構。
(5)、側推式導料機構，沖壓加工時材料被壓向一方，可防止材料因料條寬度與導料件寬度差所產生的蛇行現象。
(6)、胚料位置定位導料機構，其形式有：(A).固定銷導料型 (利用胚料之外形)，(B).固定銷導料型 (利用胚料之孔穴)，(C).導料板 (大件部品用)，(D).導料板 (一體形)，(E).導料板 (分割形)。
7. 升料與頂料單元
(1)、升料銷單元：其主要作用是進行連續沖壓加工時將料條升至凹模上 (位置高度稱為送料高度，並達到順利送料目的，其形式有：(A).升料銷型 (圓形，純粹升料用)，是最普通的升料銷單元。(B).升料銷型 (圓形，設有導料銷用孔)，升料銷設有導料銷用孔可防止材料承受導引銷之變形及使導引銷確實發生作用。(C).升料及導料銷型，兼俱導料功能，連續模具之導料最常使用此形式升料銷型。(D).升料銷型 (方形) 如有需求設有空氣吹孔。(E).升料及導料銷型 (方形)。
(2)、頂料單元：自動沖壓加工時必須防止沖切製品或沖屑之跳於凹模表面以避免模具損壞及不良沖壓件之產生。
(3)、頂出單元：頂出單元之主要作用是每次沖壓加工時將製品或廢料自凹模內頂出。頂出單元之裝設場所有二：(A)、逆配置型模具時裝設於上模部份，(B).順配置型模具時裝設於下模部份。
8.固定銷單元
固定銷單元之形狀及其尺寸依標准規格需要而設計，使用時之注意事項有：(A).固定銷孔宜為貫穿孔，不能的場合，考慮容易使用螺絲卸除之設計方法。(B).固定銷長度適度最好，不可大於必要的長度。(C).固定銷孔宜有必要的逃離部。(D).置於上模部份之場合，應設計防止落下之機構以防止其掉落。(E).採用一方壓入配合一方滑動配合之場合，滑動側之固定銷孔稍微大於固定銷。(F).固定銷之數量以兩只為原則，盡量選擇相同之尺寸。
9.壓料板單元
壓料板單元之特別重要點是壓料面與凹模面有正確的平行度及緩沖壓力要求平衡。
10. 誤送檢測單元
以連續模具沖壓加工時，模具必須設計失誤檢出單元以檢出送料節距之變化量是否超過其基準而停止沖床之運轉。失誤檢出單元是裝設於模具內部，依其檢出方法有下列兩種裝設形式：(A).上模內裝設檢出銷之形式，當其偏離料條孔穴時，將與料條相接觸而檢知。(B).下模內裝設檢出銷之形式，當料條之一部與檢出銷接觸而檢知。
11. 廢料切斷單元
連續沖壓加工時料條 (廢料) 將陸續離開模具內，其處理方式有兩種：(A).利用卷料機卷取之，(B).利用模具切斷裝置將其細化。又後者之方式有兩種：(A).利用專用廢料切斷機 (設置於沖壓機械外部)，(B).裝設於連續模具最後工程之切斷單元。
12. 高度停止塊單元
高度停止塊單元之主要作用是正確地決定上模之下死點位置，其形式有下列兩種：(A).沖壓加工時亦經常接觸之方式，(B).組裝時才接觸，沖壓加工時不接觸之方式。還有，當模搬運、保管時，為防止上模與下模之接觸，最好於上模與下模之間置入隔塊。當精度要求無必要時，其使用標准可採用螺絲調整型。 1. 標准部品及規格
模具用標准規格之選擇方法最好考量下列事項：(A).使用的規格內容不受限制時，最好採用最高層者。(B).原則上採用標准數。(C).模具標准部品無此尺寸時，採用最接近者再進行加工。
2.沖頭之設計
沖頭依其功能可大致分為三大部份：(A).加工材料之刃部先端 (切刃部，其形狀有不規則形、方形、圓形等)。(B).與沖頭固定板接觸部 (固定部或柄部，其斷面形狀有不規則形、方形、圓形等)。(C).刃部與柄部之連結部份 (中間部)。
沖頭各部份之設計基準分別從 (A).切刃部長度，(B).切刃部之研磨方向，(C).沖頭之固定法及柄部之形狀等方面簡述之。
3. 沖頭固定板之設計
沖頭固定板之厚度與模具及荷重之大小有關系性，一般上為沖頭長度之30~40%，還有沖頭引導部長度宜高於沖頭直徑之1.5倍
4. 導引銷 (沖頭) 之設計
導引銷 (沖頭) 之引導部直徑與材料導引孔之間隙，其尺寸及突出壓料板之量依材料之厚度而設計，導引銷之先端形狀大致分為兩種：A.炮彈形，B.圓錐形 (推拔形)。
(1).炮彈形是最普通之形式，市面上亦有標准部品。
(2).圓錐形有一定的角度，很適合用於小件之高速沖壓，推拔角度之決定因素有沖壓行程、被加工件之材質、導引孔之大小，加工速度等。推拔角度大時較容易修正被加工材料之位置，但推拔部之長度將變長。推拔部與圓筒部連接處宜滑順之。
5.凹模之設計
(1).沖切凹模之設計
沖切凹模之形狀設計應考量之要項有：A.模具壽命及逃角之形狀，B.凹模之剪角，C.凹模之分割。
(A).模具壽命及逃角之形狀：此設計是非常重要的事項，如設計不正確將會造成沖頭之破損、沖屑之堵塞或浮上、毛邊之發生等沖壓加工不良現象。
(B).凹模之剪角：外形沖切時為減低其沖切力，凹模可采剪角設計，剪角大時沖切力之減低亦大，但易造成製品之反曲及變形。
(C).凹模之分割：凹模必須施以成形研磨等精加工，由於其是凹形狀，研磨工具不易進入，故必須加以分割。
(2).彎曲凹模之設計
彎曲加工用凹模之設計，為防止回彈及過度彎曲等現象之發生，U形彎曲加工用凹模之部形狀為雙R與直線部 (斜度為30度) 之組合，最好近似R形狀。R部形狀經成形研磨或NC放電加工後應施以拋光處理。
(3).引伸凹模之設計
引伸凹模角隅部形狀及逃角形狀是非常重要的設計事項，有關角隅部及逃角之形狀及特徵如下：引伸凹模R角值大時較易引伸加工，但亦產生引伸產品表面產生皺摺現象，引伸製品側壁厚度大於板厚。引伸厚板件及頂出困難之場合，凹模R值要取小，約為板厚之1-2倍，一般上圓筒及方筒引伸凹模之大多引伸部作成直段狀，為防止燒著發生、潤滑油油膜之破壞及減少頂出力等目的，直段部下方宜有逃部 (階段形或推拔形) 設計。特別是引縮加工之場合，此直段部有必要盡量少。
6. 沖頭之側壓對策
沖壓加工時沖頭左右承受均等之荷重是最佳理想 (即側壓為零) 狀態，沖頭承受側向壓力時將使上模與下模產生橫方向之偏移，造成模具間隙之部份變大或變小 (間隙不均勻) 及無法得到良好精度的沖壓加工。有關沖頭之側壓對策有下列方法：(A).改變加工方向，(B).單側加工 (沖切、彎曲、引伸等) 之製品宜采兩排布列方式，(C).沖頭或凹模裝設側壓擋塊，切刃之側面設有導引部 (尤其是切斷及分斷加工)。
7. 背壓板之設計
沖壓加工時主要作用件 (沖頭、壓料板、凹模) 之後方將承受面壓，當沖壓力高於面壓力時宜採用背壓板 (特別是沖頭及凹模模套之背面) 背壓板之使用方式有局部使用與全面使用兩種形式。
模具設計軟體
現代工業發展很快,基本上都是利用電腦進行設計和加工，其精度能夠保證在0.002~0.01。搞模具設計工作有一條無邊無際的廣闊天地.如果能夠用電腦進行輔助設計，則你的對手,無形之中，就落在你的後面了.常用模具設計軟體有AUTOCAD Pro/E UG SW CImatron，mishiong 等等。 設計是模具生產中的關鍵步驟、生產的初始環節，把控著模具生產的全過程，因此設計還對模具的使用壽命有著極大的影響，設計主要從以下兩個方面影響沖壓模具的使用壽命。
(1)模具的導向機構精度。准確和可靠的導向，對於減少模具工作零件的磨損，避免凸、凹模啃傷影響極大，尤其是無間隙和小間隙沖裁模、復合模和多工位級進模則更為有效。為提高模具壽命，設計時必須根據工序性質和零件精度等要求，正確選擇導向形式和確定導向機構的精度。
(2)模具(凸、凹模)刃口幾何參數。凸、凹模的形狀、配合間隙和圓角半徑不僅對沖壓件成形有較大的影響，而且對於模具的磨損及壽命也影響很大。如模具的配合間隙直接影響沖裁件質量和模具壽命。精度要求較高的，設計中就宜選較小的間隙值；反之則可適當加大間隙，以提高模具壽命。

D. 模具設計有哪些基本的要點

模具設計的要點

1.模具設計的要點
（1）模具材料的選用：模芯材料的選擇以資源、成本、壽命要求為基本原則，以及耐熱、耐磨、耐蝕性要好，易於切削加工、熔焊、不生銹等。被用來做模具（模芯、模套）的材料主要有：碳素結構鋼（45 鋼應用最廣）；合金結構鋼（如12CrMo、38CrMoAl等）；合金工具鋼等。而對於擠管式模芯的結構特點，其長嘴定徑區是一個薄壁圓管，一般不易進行熱處理，其耐磨性要求較嚴，尤其是用於絕緣擠出的模芯，多用耐磨的合金鋼（如30CrMoAl）製成。模套材料的耐磨要求可以降低，而加工精度必須提高，往往模套以45 鋼製成，內表面鍍鉻拋光達▽7。
（2）擠壓式模芯（無嘴）的結構尺寸如下圖：

1－d 2－d 3－L 4－L 5－D
6－M 7－B 8－D 9－φ 10－φ
在材料確定後，以工藝的合理性，兼顧加工的可能性恰當設計各部尺寸，應注意的要點如下：
1）外錐角φ ：根據機頭結構和塑料流動特性設計，錐角控制在45°以下，角度越小，流道越平滑，突變小，對塑料層結構有益。在擠出聚乙烯等結晶性高聚物時，對突變而導致的預留內應力的避免尤其重要，只有充分予以注意才能有效的提高製品的耐龜裂性能。角度的大小往往根據機頭內部結果特點決定。
2）模芯外錐最大直徑D ：該尺寸是由模芯支持器（或模芯座）的尺寸決定的，要求嚴格吻合，不得出現「前台」，也不可出現「後台」，否則將造成存膠死角，直接影響塑料層組織和表面質量。
3）內錐最大直徑D ：該尺寸主要決定於加工條件和模芯螺柱的壁厚，在保證螺紋強度和壁厚的前提下，D 越大越好，便於穿線。
4）模芯孔徑d ：這是對擠出質量影響最大的結構尺寸，按線芯結構特性及其尺寸設計。一般情況下，單線取d ＝線芯直徑＋（0.05～0.15）mm；絞合線芯取d＝線芯外徑＋（0.1～0.25）mm。既不能太大，也不能太小。因為過大了，一則形成線芯的擺動而造成擠出偏芯，再則會出現倒膠，既有害擠包層質量，又有可能造成斷線。而過小，則易刮傷線芯，也使模具壽命降低；對絞線而言，由於線徑不均，模孔d 過小時，則是斷線的主要原因。通常為加工便利，且模芯孔徑尺寸系列化，則多取模芯孔徑d 為整數。
5）模芯外錐最小直徑d ：d 實際上是決定模芯出線埠厚度的尺寸，埠厚度△＝1/2（d －d ）不能太薄，否則影響使用壽命；也不宜太厚，否則塑料熔體流道發生突變，並且形成渦流區，引發擠出壓力的波動，而且易形成死角，影響塑料層質量，一般模芯出線埠的壁厚控制再0.5～1mm為宜。
6）模芯定徑區長度L ：L 決定線芯通過模芯的穩定性，但也不能設計的太長，否則將造成加工困難，工藝上的必要性也不大，一般L ＝（0.5～1.5）d ，且模芯孔徑d 較大時選下限，否則，反之。
7）模芯錐體長度L ：這往往是設計給出的參考尺寸，從上圖不難看出，
tgφ ∕2=（D －d ）∕2 L ，亦即L ＝（D －d ）∕【2（tgφ ∕2）】。
所以L 可以依據上述決定的尺寸確定，經計算確定L 的長度，如果太長或太短，與機頭內部結構配合不當，可回過頭來修正錐角φ ，然後再計算L 直至合適。
（3）擠壓式模套的結構尺寸如下圖：

1－d 2－d′ 3－l 4－a 5－b
6－L 7－D 8－D′ 9－φ
1）模套壓座外徑D：根據模套座(或機頭結構內筒直徑)設計，一般小於筒徑內孔0.5～1.5mm，此間隙是工藝調整偏芯、確保同心度的必要因素，間隙不能太小，否則滿足不了調偏的需要；間隙太大也不行，因為太大影響模套的穩固性，甚至在擠出過程中發生自行偏斜。
2）內錐最大直徑D′：這是模套設計的精密尺寸之一。其大小必須嚴格與模套座（或機頭內錐）末端內徑一致，否則組裝模套後將產生階梯死角，這是工藝所不允許的。
3）模套定徑區直徑d：這又是模套設計的精密尺寸之一。要根據產品直徑、各擠出工藝參數及擠制塑料特性來嚴格設計。一般d＝成品標稱直徑＋（0.05～0.15）mm。
4）模套內錐角φ:角φ是由D′、d及模套長度制約的，角φ又同時受到與其配套的模芯的外錐角的制約，角φ必須大於模芯外錐角3～10°，若沒有這個角度差，便保證不了擠出壓力，當然擠出壓力也不能太大，因為這樣會影響擠出產量，因此角度差也不能太大。角φ和D′、d一樣都不能按參考尺寸設計，因此三個尺寸必須同時精密計算，相互修正，並在加工中依照尺寸l和L進行調整。
5）模套定徑區長度l：一般取l＝（1～3）d為宜，長一些對定型有利，但越長阻力越大，影響產量。所以，當d較大時，不能取上限。
6）模套壓座厚度b：按模套座深度（或機頭內筒出口處深度）設計，一般要大0.3～0.5mm。
7）模套外徑d′：根據模套壓蓋內孔設計一般要小於壓蓋內孔2～3mm，但也不宜過小，否則間隙過大將造成散熱不均勻。
8）模套總長L：這是設計給出的參考尺寸，由b和可調整的長度a來確定。
（4）擠管式模芯（長嘴）的結構尺寸如下圖所示：

1－d 2－d′ 3－δ 4－l 5－l′
6－L 7－D 8－M 9－D′
擠管式長嘴模芯的結構尺寸除定徑區外，其餘外形尺寸與擠壓式模芯設計基本相同，現對擠管式模芯定徑部分的尺寸設計做一簡述。
1）模芯定徑區內徑d：又叫模芯孔徑。該尺寸根據選用材料的耐磨性、半製品尺寸大小及其材質與外徑規整程度等設計，一般設計為d＝d ＋（0.5～2）mm或d＝d ＋（3～6）mm，主要因為線芯尺寸較小且規則，而纜芯較大且外徑尺寸不規則的緣故。為了模具系列化，通常將模芯孔徑加工成整數尺寸。
2）模芯定徑區外圓柱（長嘴）直徑d′：從上圖可看出d′決定於尺寸d及其壁厚δ，即d′＝d＋2δ。壁厚的設計既要考慮模芯的壽命，又要考慮塑料的拉伸特性及電線電纜塑料層的擠包緊密程度，一般設計為d′＝d＋2（0.5～1.5）mm，即模芯嘴壁厚為0.5～1.5mm。這個數值不能太大，否則拉伸比就大，塑料層拉伸後強度提高，而延伸率下降，影響電線電纜的彎曲性能；但也不能太小，太小因過薄使其使用壽命降低。
3）定徑區外圓柱（模芯嘴）長度l：該尺寸依據尺寸d考慮擠出塑料成型特性設計，一般設計為l＝（0.5～2）d，d值大取下限，d值小取上限，用於擠護套的模芯取下限，擠絕緣時取上限。
4）定徑區內圓柱（承線）長度l′：該尺寸由加工條件，半製品結構特性決定。無論如何l′必須比l長度大2～4mm，這是確保模芯強度的必需，所以l′實際是參考l決定的。
（5）擠管式模套的結構型式與擠壓式模套基本相同。所不同之處是其結構尺寸中的模套定徑區的直徑及其長度，必須按與其配合的擠管式模芯來設計。
1）模套定徑區直徑d ：該尺寸按擠管式模芯嘴外圓直徑d′、線芯或纜芯外徑、擠包絕緣或護套厚度等設計。一般設計為d ＝d′＋2倍擠包厚度，並視絕緣（護套）厚度、產品結構要求及塑料的拉伸特性而定。
2）模套定徑區長度l ：該尺寸往往根據塑料的成型特性和模芯定徑區外圓柱（模芯嘴）的長度l 而定，一般設計為l ＝l －（1～6）mm，而且擠包絕緣（護套）厚度小時取下限（即減去值取上限）；否則，反之。
總之設計模具時，除考慮材料、加工、使用壽命外，還應滿足下列條件：1）增加模具的壓力，使塑料從機筒進入模具後，壓力增大且均勻穩定，從而增加塑料的塑化和緻密性，提高產品的質量；2）增長模具配合部分的塑料流動通道，使流動中的塑料進一步塑化，從而提高塑料塑化的程度；3）消除模具配合中產生的流動死角，使流道形成流線型，利於塑化好的塑料擠出；4）抽真空擠塑的模具，模芯的承線徑一般應在20～40mm，模套的承線徑一般在15～30mm。
二、工藝配模
配模是否合理，直接影響擠塑的質量和產量，故配模是重要操作技能之一。由於塑料熔體離模後的變化，使得擠出線徑並不等於模套的孔徑，一方面由於牽引、冷卻使製品擠包層截面收縮，外徑減少；另一方面又由於離模後壓力降至零，塑料彈性回復而脹大，離模後塑料層的形狀尺寸的變化與物料性質、擠出溫度及模具尺寸和擠出壓力有關。模具的具體尺寸是由製品的規格和擠塑工藝參數決定的，選配好適當的模具，是生產高質量、低消耗產品的關鍵。
1.模具的選配依據
擠壓式模具選配主要是依線芯選配模芯，依成品（擠包後）的外徑選配模套，並根據塑料工藝特性，決定模芯和模套角度及角度差、定徑區（即承線徑）長度等模具的結構尺寸，使之配合得當、擠管式模具配模的依據主要是擠出速倆的拉伸比，所謂拉伸比就是塑料在模口處的圓環面積與包覆與電線電纜上的圓環面積之比，即模芯模套所形成的間隙截面積與製品標稱厚度截面積之比值，拉伸比：
K＝（D －D ）/（d －d ）
其中 D ――為模套孔徑（mm）；
D ――為模芯出口處外徑（mm）；
d ――為擠包後製品外徑（mm）；
d ――為擠包前製品直徑（mm）。
不同塑料的拉伸比K也不一樣，如聚氯乙稀K＝1.2～1.8、聚乙烯K＝1.3～2.0，由此可確定模套孔徑。但此方法計算較為繁瑣，一般多用經驗公式配模。
2.模具的選配方法
（1）測量半製品直徑：對絕緣線芯，圓形導電線芯要測量直徑，扇形或瓦形導電線芯要測量寬度；對護套纜芯，鎧裝電纜要測量纜芯的最大直徑，對非鎧裝電纜要測量纜芯直徑。
（2）檢查修正模具：檢查模芯、模套內外表面是否光滑、圓整，尤其是出線處（承線）有無裂紋、缺口、劃痕、碰傷、凹凸等現象。特別是模套的定徑區和擠管式模芯的管狀長嘴要圓整光滑，發現粗糙時可以用細紗布圓周式摩擦，直到光滑為止。
（3）選配模具時，鎧裝電纜模具要大些，因為這里有鋼帶接頭存在，模具太小，易造成模芯刮鋼帶，電纜會擠裂擠壞。絕緣線芯選配的模具不易過大，要適可而止，即導電線芯穿過時，不要過松或過緊。。
（4）選配模具要以工藝規定的標稱厚度為准，模芯選配要按線芯或纜芯的最大直徑加放大值；模套按模芯直徑加塑料層標稱厚度加放大值。
3.配模的理論公式
（1）模芯 D ＝d＋e
（2）模套 D ＝D ＋2δ＋2△＋e
式中：D ――模芯出線口內徑（mm）；
D ――模套出線口內徑（mm）；
d ――生產前半製品最大直徑（mm）；
δ――模芯嘴壁厚（mm）；
△――工藝規定的產品塑料層厚度（mm）；
e ――模芯放大值（mm）；
e ――模套放大值（mm）。
（3）放大值e 或e 的說明。
1）絕緣線芯模芯e 的放大值為0.5～3mm；
2）絕緣線芯模套e 的放大值為1～3mm；
3）生產外護套電纜用模芯e 的放大值、鎧裝電纜為2～6mm，非鎧裝為2～4mm；
4）生產外護套電纜用模套e 的放大值為2～5mm。
4.舉例說明模具的選配
1）生產絕緣線芯3×185mm 的實心鋁導體扇形電纜，其扇形（標稱）寬度為21.97mm（其最大寬度允許值22.07mm），絕緣層標稱厚度為2.0mm。（其最小厚度允許值為2.0×90%－0.1＝1.7mm,模芯嘴壁厚為1.0mm，選用模具。
模芯D ＝d＋e ＝21.97+1.5＝23.47（mm）考慮到實體扇形及最大寬度，選取D ＝24mm。
模套孔徑D ＝D ＋2δ＋2△＋e
＝24＋2×1＋2×2＋3＝33（mm）
2)生產電纜外護套，其型號為VLV，規格為1×240mm ，電壓為0.6/1kV，
選用模具。該電纜成纜後直徑為23.6mm，護套標稱厚度為2.0mm，取模芯嘴壁厚為1.5mm。
模芯孔徑 D ＝d＋e ＝23.6＋3＝26.2≈27mm
模套孔徑 D ＝D ＋2δ＋2△＋e
＝27＋2×1.5＋2×2＋4＝38mm
3）在實際生產過程中，模具的選配往往在操作規程或生產工藝卡中給出一定的經驗公式，如某廠φ65擠塑機給出的模具選配公式（△為塑料擠包層的標稱厚度）。
擠壓式 模芯（mm） 模套（mm）
單線
絞線 導線直徑＋（0.05～0.10）
絞線外徑＋（0.10～0.15） 導線直徑＋2△＋（0.05～0.10）
絞線外徑＋2△＋（0.05～0.10）
擠管式 模芯（mm） 模套（mm）
絕緣
護套 線芯外徑＋（0.1～1.0）
纜芯最大外徑＋（2～6） 模芯外徑＋2△＋（0.05～0.10）
模套外徑＋2△＋（1.0～4.0）
線芯或纜芯外徑不均時，放大值取上限；反之取下限。在保證質量及工藝要求的前提下，要提高產量，一般模套放大值取上限。
5.選配模具的經驗
1）16mm 以下的絕緣線芯的配模，要用導線試驗模芯，以導線通過模芯為宜。不要過大，否則將產生倒膠現象。
2）抽真空擠塑時，選配模具要合適，不宜過大，若大，絕緣層或護套層容易產生耳朵、起棱、松套現象。
3）擠塑過程中，實際上塑料均有拉伸現象存在，一般塑料的實際拉伸在2.0mm左右。根據拉伸考慮模套的放大值，拉伸比大的塑料模套放大值大於拉伸比小的塑料模套放大值，如聚乙烯大於聚氯乙稀。
4）安裝模具時要調整好模芯與模套間的距離，防止堵塞，造成設備事故。

E. 模具設計工藝要求

模具設計不同於產品設計，它本身就是工藝設計。對模具設計的基本要求是：
1、模具必須能夠完成零件的加工工序；
2、必須給模具指定所使用的設備，並符合該設備的技術參數；
3、在模具的有效期內加工出來的零件，必須能保證零件的尺寸公差在零件圖紙的允許范圍之內；
4、對於剪切、沖裁模具要保證使用期內的沖裁次數，並且磨模能順利、簡單地執行；
5、對於特殊工藝的模具，要有模具設計人員編寫的使用方法及注意事項；
6、模具在安裝拆卸時，如果需使用特殊工具。其特殊工具的圖紙應與全套模具圖紙一並提交。

樓上的請注意：
不同模具有不同的工藝要求，同一模具上的不同零配件也有各自的不同要求。這些應該是設計人員在設計時按照需要來制定，別人難以指定。以上僅是模具設計中的通用工藝要求。

F. 模具加工的常見方法

摘要：本文介紹了模具零部件的機加工方法及工藝規程的制定，並以電器盒模具模芯高效數控加工工藝為例，結合自己多年的注射模具加工經驗，精闢地介紹了模具零部件高效銑削加工工序的編制，希望對工程技術人員有一定的幫助和借鑒作用。

關鍵詞：CAD/CAM 模具 加工 工藝

一、引言

在現代模具的成形製造中，由於模具的形面設計日趨復雜，自由曲面所佔比例不斷增加，因此對模具加工技術提出了更高要求，即不僅應保證高的製造精度和表面質量，而且要追求加工表面的美觀。隨著對高速加工技術研究的不斷深入，尤其在機床加工、數控系統、刀具系統、CAD/CAM軟體等相關技術不斷發展的推動下，高速加工技術已越來越多地應用於模具的製造加工。高速加工技術對模具加工工藝產生了巨大影響，改變了傳統模具加工採用的「退火→銑削加工→熱處理→磨削」或「電火花加工→手工打磨、拋光」等復雜冗長的工藝流程。

但是，在實踐中為了提高模具的加工效率，不能一味地去追求高速加工，有時為了節約生產成本與提高生產效率，必須採用高效加工方法，使一部分加工工序在普通機床上就可高效率完成。這樣就要求設計者編制合理的模具加工工藝，以便提高模具的加工效率，降低模具的製造成本，減少模具的製造周期。

二、模具零部件的機加工方法

用機械加工方法加工模具零部件時要充分考慮零件的材料、結構形狀、尺寸、精度和使用壽命等方面的不同要求，採用合理的加工方法和工藝路線。盡可能通過加工設備來保證模具零部件的加工質量，減少鉗工修配工作量，提高生產效率和降低成本。

常用機械加工方法在模具零部件加工中的應用如表1所示。

表1 常用機加工方法可能達到的粗糙度及應用

三、模具高效加工工藝規程與策略制定

1.工藝規程制定

工藝規程必須針對加工對象，結合本企業實際生產條件進行制定，技術上要先進、經濟上要合理。模具零部件加工工藝規程制定的一般步驟及所包含的基本內容如表2所示。

表2 加工工藝規程

2.數控加工工藝策略

1）粗加工

模具粗加工的主要目標是追求單位時間內的材料去除率，並為半精加工准備工件的幾何輪廓。在粗加工過程中通過利用國外先進的CAD/CAM軟體可通過以下措施保持切削條件恆定，從而獲得良好的加工質量。

（1）恆定的切削載荷；

通過計算獲得恆定切削層面積和材料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率保持均衡，以提高刀具壽命和加工質量；

（2）避免突然改變刀具進給方向；

（3）避免將刀具埋入工件。如加工模具型腔時，應避免刀具垂直插入工件，而應採用傾斜下刀方式(常用傾斜角為20°～30°)，最好採用螺旋式下刀以降低刀具載荷；加工模具型芯時，應盡量先從工件外部下刀然後水平切入工件；
（4）刀具切入、切出工件時應盡可能採用傾斜式(或圓弧式)切入、切出，避免垂直切入、切出；

（5）採用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削熱，減小刀具受力和加工硬化程度，提高加工質量。

2）半精加工

模具半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表面精加工餘量均勻，這對於工具鋼模具尤為重要，因為它將影響精加工時刀具切削層面積的變化及刀具載荷的變化，從而影響切削過程的穩定性及精加工表面質量。

粗加工是基於體積模型(Volume model)，精加工則是基於面模型(Su rface model)。而以前開發的CAD/CAM系統對零件的幾何描述是不連續的，由於沒有描述粗加工後、精加工前加工模型的中間信息，故粗加工表面的剩餘加工餘量分布及最大剩餘加工餘量均是未知的。

因此應對半精加工策略進行優化以保證半精加工後工件表面具有均勻的剩餘加工餘量。優化過程包括：粗加工後輪廓的計算、最大剩餘加工餘量的計算、最大允許加工餘量的確定、對剩餘加工餘量大於最大允許加工餘量的型面分區(如凹槽、拐角等過渡半徑小於粗加工刀具半徑的區域)以及半精加工時刀心軌跡的計算等。

現有的模具加工CAD/CAM軟體大都具備剩餘加工餘量分析功能，並能根據剩餘加工餘量的大小及分布情況採用合理的半精加工策略。CIMATRON軟體提供清根加工（CLEAN UP）來清除粗加工後剩餘加工餘量較大的角落以保證後續工序均勻的加工餘量。Pro/Engineer軟體的局部銑削(Local milling)具有相似的功能，如局部銑削工序的剩餘加工餘量取值與粗加工相等，該工序只用一把小直徑銑刀來清除粗加工未切到的角落，然後再進行半精加工；如果取局部銑削工序的剩餘加工餘量值作為半精加工的剩餘加工餘量，則該工序不僅可清除粗加工未切到的角落，還可完成半精加工。

3）精加工

模具的精加工策略取決於刀具與工件的接觸點，而刀具與工件的接觸點隨著加工表面的曲面斜率和刀具有效半徑的變化而變化。對於由多個曲面組合而成的復雜曲面加工，應盡可能在一個工序中進行連續加工，而不是對各個曲面分別進行加工，以減少抬刀、下刀的次數。然而由於加工中表面斜率的變化，如果只定義加工的側吃刀量(Step over)，就可能造成在斜率不同的表面上實際步距不均勻，從而影響加工質量。CIMATRON軟體解決上述問題的方法是在定義側吃刀量的同時，使用Clean Between Pass(清除刀間殘留面積高度)來調整步距。Pro/Engineer 軟體解決上述問題的方法是在定義側吃刀量的同時，再定義加工表面殘留面積高度(Scallop machine)。一般情況下，精加工曲面的曲率半徑應大於刀具半徑的1.5倍，以避免進給方向的突然轉變。在模具的精加工中，在每次切入、切出工件時，進給方向的改變應盡量採用圓弧或曲線轉接，避免採用直線轉接，以保持切削過程的平穩性。

四、高效加工實例

在現代化的模具生產中，隨著對產品功能要求的提高，產品內部結構也變得越來越復雜，相應的模具結構也要隨之復雜化。

下面闡述了在電器盒塑料模具製造中所採用的新的設計製造工藝方法路線：首先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等先進的CAD/CAM軟體進行產品的3D圖形設計；然後根據產品的特點設計模具結構，生成模具型腔實體圖和工程圖；再在CIMATRON中根據模具型腔的特點繪制CNC數控加工工藝圖，擬定數控加工工藝路線，輸入加工參數，生成刀具路徑；最後進行三維加工動態模擬，生成加工程序，並輸送到數控機床進行自動加工。
在實際加工時需用內六角螺釘將四個方鐵塊固定於模芯上，然後再將這四個方鐵塊固定在機床工作台上即可。

圖1 電器盒模芯圖

以下就以電器盒模具動、定模芯（如圖1所示,動模芯材料為P20，定模芯材料為2738，經調質處理，硬度為HRC32左右）為例，重點體說明這一加工流程。為減少篇幅，本文假定從生成三維加工工藝模型後開始，只涉及數控銑削加工部分。

表3 動模芯數控加工工序

表4 定模芯數控加工工序

五、結束語

數控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統中最能明顯發揮效益的環節之一，其在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研製周期等方面發揮著重要作用。採用CIMATRON或Pro/ENGINEER等先進軟體進行三維建模，然後根據模具型腔的特點，確定模具型腔、分模面，生成模具型腔實體圖、工程圖、加工工藝圖。根據CAM系統的功能，從CAPP資料庫獲取加工過程的工藝信息，進行零部件加工工藝路線的控制，輸入加工參數，然後再在CAM中編制刀具路徑，進行三維加工動態模擬，生成加工程序並輸送到數控機床完成自動化加工。

這些加工步驟是現代化模具生產的過程和發展趨勢，它使復雜模具型芯的生產簡化為單個機械零件的數控自動化生產，全部模具設計和數控加工編程過程都可以藉助CAD/CAM軟體在計算機上完成。它改變了傳統的模具製造手段，有效地縮短了模具製造周期，大大提高了模具的質量、精度和生產效率。

參考文獻:
[1]李偉光主編．現代製造技術．北京：機械工業出版社，2001．
[2]塑料模具設計手冊編寫組.塑料模具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2002

G. 如何應用注塑成型分析報告指導模具設計

如何應用注塑成型分析報告指導模具設計 一.為什麼要進行注塑成型模擬分析 1 塑料及其性質 由於塑料的內部結構比金屬復雜，故掌握其性能特點也就比較困難。然而要想有 效地進行塑料的注射成型，就應該對其與成型有關的性能有所了解。 1).比熱容 不同塑料的比熱容差別較大，並隨著溫度的變化而變化。 2). 熱擴散系數 塑料的熱擴散系數對成型中材料的溫度與冷卻有較大關系， 並且也隨著溫度的變 化而變化。 3). 密度/比容 塑料的密度與溫度有強烈的依賴關系，溫度升高時密度較小。注射成型過程中， 溫度不斷變化， 故材料的密度也在不斷變化， 這種變化對產品的質量有重要影響。 4). 熱降解、分解溫度 塑料因加工溫度偏高，或在較高溫度下停留時間過長，從而使平均分子量降低的 現象稱為熱降解。如出現這種情況，則熔體的粘度降低，製品出現飛邊、氣泡和 銀絲，機械性能變差，如彈性消失、強度降低等。分解溫度是指聚合物因受熱而 迅速分解為低分子的溫度。顯然分解溫度是注射成型溫度的上限。 5). 剪切變稀 塑料熔體的粘性系數並非常數（非牛頓流體），而是隨剪應變率的增加而降低， 這種現象稱為剪切變稀。不同塑料的剪切變稀程度差別較大。因為粘度特性在注 射成型工藝中是一個非常重要的因素，故剪切變稀對注射成型的壓力、溫度等有 重要影響。 2. 應用注射模流動模擬軟體的必要性 塑料材料性能的復雜性決定了注射成型過程的復雜性， 有些注射成型問題連有經 驗的模具設計師也很難把握。 同時， 注塑製品的質量也主要取決於注射成型過程， 塑料熔體注入模具後的流動行為在決定製品質量方面具有頭等重要意義， 因此很 有必要對充模過程進行有效地分析。 注塑過程中的流動分析在國外已得到了普遍的應用，它建立在計算機與 CAD 被 廣泛應用的基礎上，其目的是預測塑料熔體注入模具型腔時的流動情況，從而判 斷熔體流動給注塑件質量帶來的影響。流動模擬軟體的應用主要包括三個方面： 第一是利用軟體來預計所設定注塑方案的壓力、溫度等的分布；第二是利用預計 的壓力、溫度等的分布來改善模具和塑料製品的設計；第三是對多個候選的注塑 方案進行比較優化，選擇最佳方案。 傳統的注塑模設計首先考慮的是模具本身的需要， 之後考慮的才是注塑製品的需 要。換句話說，傳統的注塑模設計是把塑料熔體在流道和型腔中的流動放在第二 位考慮的。例如，常規的模具設計通常是根據經驗確定澆口的數量和位置，而不 是根據流動分析來確定這些參數，結果經常是澆口數量偏多、尺寸偏大。但是在 市場經濟條件下，產品的質量與成本已成為企業生存發展的生命線，注射成型模 擬軟體可以輔助企業確立競爭優勢。 二.如何應用注塑成型分析報告指導模具設計 如何應用注塑成型分析報告指導模具設計 1. 注塑條件對製品成型的影響 1). 塑料材料 如前所敘，塑料材料性能的復雜性決定了注射成型過程的復雜性。而塑料材料的 性能又因品種不同、牌號不同、生產廠家不同、甚至批次不同而差異較大。不同 的性能參數可能導致完全不同的成型結果。 對注射成型過程影響比較大的材料參 數見「基礎篇」 2). 注射溫度 熔體流入冷卻的型腔，因熱傳導而散失熱量。與此同時，由於剪切作用而產生熱 量，這部分熱量可能較熱傳導散失的熱量多，也可能少，主要取決於注塑條件。 熔體的粘性隨溫度升高而變低。這樣，注射溫度越高，熔體的粘度越低，所需的 充填壓力越小。同時，注射溫度也受到熱降解溫度、分解溫度的限制。 3). 模具溫度 模具溫度越低， 因熱傳導而散失熱量的速度越快， 熔體的溫度越低， 流動性越差。 當採用較低的注射速率時，這種現象尤其明顯。 4). 注射時間 注射時間對注塑過程的影響表現在三個方面： （1）縮短注射時間，熔體中的剪應變率也會提高，為了充滿型腔所需要的注射 壓力也要提高。 （2）縮短注射時間，熔體中的剪應變率提高，由於塑料熔體的剪切變稀特性， 熔體的粘度降低，為了充滿型腔所需要的注射壓力也要降低。 （3）縮短注射時間，熔體中的剪應變率提高，剪切發熱越大，同時因熱傳導而 散失的熱量少,因此熔體的溫度高,粘度越低，為了充滿型腔所需要的注射壓力也 要降低。 以上三種情況共同作用的結果， 使圖 1 中的充滿型腔所需要的注射壓力的曲線呈 現「U」形。也就是說，存在一個注射時間，此時所需的注射壓力最小。 圖 1 注射時間與注射壓力、熔體溫度的關系 2. CAE 軟體的指導作用 注射模流動模擬軟體的指導意義十分廣泛，她是一種設計工具，能夠輔助模具設 計者優化模具結構與工藝，指導產品設計者從工藝的角度改進產品形狀，選擇最 佳成型性能的塑料，幫助模具製造者選擇合適的注射機，當變更塑料品種時對現 有模具的可行性做出判斷，分析現有模具設計弊病。同時，流動軟體又是一種教 學軟體工具，能夠幫助模具工作者熟悉熔體在型腔內的流動行為，把握熔體流動 的基本原則。下面逐項分析三維流動軟體的主要輸出結果是如何用來指導設計 的。 1). 熔體流動前沿動態顯示 三維流動模擬軟體能顯示熔體從進料口逐漸充滿型腔的動態過程， 由此可判斷熔 體的流動是否較理想的單項流形式（簡單流動）（復雜流動成型不穩定，容易出 現次品）。各個流動分支是否在同時充滿型腔的各個角落（流動是否平衡）。若 熔體的填充過程不理想，可以改變進料口的尺寸，數量和位置，反復運行流動模 擬軟體，一直到獲得理想的流動形式為止。若僅僅是為了獲得較好的流動形式而 暫不考察詳盡的溫度場，應力場的變化，或是初調流道系統，最好是運行簡易三 維流動分析（等溫流動分析），經過幾次修改，得到較為滿意的流道設計後，再 運行非等溫三維流動分析。 2). 型腔壓力 在填充過程中最大的型腔壓力值能幫助判斷在指定的注射機上熔體能否順利充 滿型腔（是否短射），何處最可能產生飛邊，在各個流動方向上單位長度的壓力 差（又稱壓力梯度）是否接近相等（因為最有效的流動形式是沿著每個流動分支 熔體的壓力梯度相等），是否存在局部過壓（容易引起翹曲）。流動模擬軟體還 能給出在熔體填充模具所需的最大鎖模力，以便用戶選擇注射機。 3). 熔體溫度 流動模擬軟體提供型腔內熔體在填充過程中的溫度場。 可鑒別在填充過程中熔體 是否存在著因剪貼發熱而形成的局部熱點（易產生表面黑點、條紋等並引起機械 性能下降） 判斷熔體的溫度分布是否均勻 ， （溫差太大是引起翹曲的主要原因） ， 判斷熔體的平均溫度是否太低（引起注射壓力增大）。熔體接合點的溫度還可幫 助判斷熔合紋的相對強度 4). 剪切速率 剪貼速率又稱應變速率或者速度梯度。該值對熔體的流動過程影響甚大。實驗表 明，熔體在剪貼速率為 103S-1 左右成型，製品的質量最佳。流道處熔體剪貼速 率的推薦值約為 5*102~5*103S-1，澆口處熔體剪貼速率的推薦值約為 104~105 S-1 。 流動軟體能給出不同填充時刻型腔各處的熔體剪切速率， 這就有助於用戶 判斷在該設計方案下預測的剪切速率是否與推薦值接近， 而且還能判斷熔體的最 大剪切速率是否超過該材料所允許的極限值。剪切速率過大將使熔體過熱，導致 聚合物降解或產生熔體破裂等弊病。 剪切速率分布不均勻會使熔體各處分子產生 不同程度的取向，因而收縮不同，導致製品翹曲。通過調整注射時間可以改變剪 切速率。 5). 剪切應力 剪切應力也是影響製品質量的一個重要因素， 製品的殘余應力值與熔體的剪切應 力值有一定的對應關系，一般，剪切應力值大，殘余應力值也大。因此總希望熔 體的剪切應力值不要過大，以避免製品翹曲或開裂。根據經驗，熔體在填充型腔 時所承受的剪切應力不應超過該材料抗拉強度的 1%。 6). 熔合紋/氣穴 兩個流動前沿相遇時形成熔合紋，因而，在多澆口方案中熔合紋不可避免，在單 澆口時，由於製品的幾何形狀以及熔體的流動情況，也會形成熔合紋。熔合紋不 僅影響外觀，而且為應力集中區，材料結構性能也受到削弱。改變流動條件（如 澆口的數目與位置等）可以控制熔合紋的位置，使其處於製品低感光區和應力不 敏感區（非「關鍵」部位）。而氣穴為熔體流動推動空氣最後聚集的部位，如果該 部位排氣不暢，就會引起局部過熱、氣泡、甚至充填不足等缺陷，此時就應該加 設排氣裝置。流動模擬軟體可以為用戶准確地預測熔合紋和氣穴的位置。 7). 多澆口的平衡 當採用多澆口時， 來自不同澆口的熔體相互匯合， 可能造成流動的停滯和轉向 （潛 流效應），這時各澆口的充填不平衡，影響製品的表面質量及結構的完整性，也 得不到理想的簡單流動。這種情況應調整澆口的位置。 流動模擬軟體在優化設計方案更顯優勢。通過對不同方案的模擬結果的比較，可 以輔助設計人員選擇較優的方案，獲得最佳的成型質量。 3. 流動軟體的正確使用 注射模流動模擬軟體只是一種輔助工具， 它能否在產生中性層發揮作用並產生經 濟效益，在很大程度上取決於模具設計者的正確使用。 1). 流動軟體的使用人員 流動軟體的使用者必須熟悉注射成型工藝，具有一定的注射模設計經驗。這樣， 用戶才能針對性地利用流動軟體解決模具結構設計或工藝問題，例如，如果澆口 處剪切速率過高，是修正澆口尺寸，還是改變熔體溫度，抑或更換注射材料呢， 不具備注射成型工藝知識的人很難做出正確選擇的。 流動軟體的輸出的結果涉及 到塑料粘度，剪切速率，溫度，壓力以及它們的相互作用，即使是經驗豐富的模 具設計師也應學一點塑料流變學的知識，總結注射流動的基本規律，這樣才能站 在理論與實踐結合的高度用好流動模擬軟體。 2). 輸入數據的正確性 首先要輸入合理的注射成型工藝參數， 常用材料的成型溫度見表 1 （僅供參考） 。 表 1 常用材料的成型參考溫度 除此之外，還要有正確的材料參數（如熱傳導率，比熱，密度，不流動溫度以及 粘度等）。如前所敘，塑料材料的性能參數（流變性、壓縮性等）十分重要，不 同的性能參數將導致完全不同的模擬結果。 同時， 塑料材料的性能又因品種不同、 牌號不同、生產廠家不同、甚至批次不同而差異較大。因此，獲得所用材料的准 確的性能參數是使用 CAE 軟體的前提條件。尤其是材料的粘性參數，對充模流 動有重要影響，又不易通過實驗直接獲得，華中科技大學模具技術國家重點實驗 室塑料模研究室可以為客戶測試並擬合材料的粘度參數。 三．注射模流動模擬軟體的指導作用 注射模流動模擬軟體的指導意義十分廣泛，它是一種設計工具，能夠輔助模具設 計者優化模具結構與工藝，指導產品設計者從工藝的角度改進產品形狀，選擇最 佳成型性能的塑料，幫助模具製造者選擇合適的注射機，當變更塑料品種時對現 有模具的可行性做出判斷，分析現有模具設計弊病。同時，流動軟體又是一種教 學軟體工具，能夠幫助模具工作者熟悉熔體在型腔內的流動行為，把握熔體流動 的基本原則。下面逐項分析三維流動軟體的主要輸出結果是如何用來指導設計 的。 1 熔體流動前沿動態顯示 （圖 2） 圖 2 熔體流動前沿動態顯示 三維流動模擬軟體能顯示熔體從進料口逐漸充滿型腔的動態過程， 由此可判斷熔 體的流動是否較理想的單項流形式（簡單流動）（復雜流動成型不穩定，容易出 現次品）。各個流動分支是否在同時充滿型腔的各個角落（流動是否平衡）。若 熔體的填充過程不理想，可以改變進料口的尺寸，數量和位置，反復運行流動模 擬軟體，一直到獲得理想的流動形式為止。若僅僅是為了獲得較好的流動形式而 暫不考察詳盡的溫度場，應力場的變化，或是初調流道系統，最好是運行簡易三 維流動分析（等溫流動分析），經過幾次修改，得到較為滿意的流道設計後，再 運行非等溫三維流動分析。 2 型腔壓力 （圖 3） 圖 3 型腔壓力 在填充過程中最大的型腔壓力值能幫助判斷在指定的注射機上熔體能否順利充 滿型腔（是否短射），何處最可能產生飛邊，在各個流動方向上單位長度的壓力 差（又稱壓力梯度）是否接近相等（因為最有效的流動形式是沿著每個流動分支 熔體的壓力梯度相等），是否存在局部過壓（容易引起翹曲）。流動模擬軟體還 能給出在熔體填充模具所需的最大鎖模力，以便用戶選擇注射機。 3 熔體溫度 （圖 4） 圖 4 熔體溫度 流動模擬軟體提供型腔內熔體在填充過程中的溫度場。 可鑒別在填充過程中熔體 是否存在著因剪貼發熱而形成的局部點（易產生表面黑點、條紋等並引起機械性 能下降），判斷熔體的溫度分布是否均勻（溫差太大是引起翹曲的主要原因）， 判斷熔體的平均溫度是否太低（引起注射壓力增大）。熔體接合點的溫度還可幫 助判斷熔合紋的相對強度。 4 剪切速率 （圖 5） 圖 5 剪切速率 剪貼速率又稱應變速率或者速度梯度。該值對熔體的流動過程影響甚大。實驗表 明，熔體在剪貼速率為 103S-1 左右成型，製品的質量最佳。流道處熔體剪貼速 率的推薦值約為 5*102~5*103S-1，澆口處熔體剪貼速率的推薦值約為 104~105 S-1 。 流動軟體能給出不同填充時刻型腔各處的熔體剪切速率， 這就有助於用戶 判斷在該設計方案下預測的剪切速率是否與推薦值接近， 而且還能判斷熔體的最 大剪切速率是否超過該材料所允許的極限值。剪切速率過大將使熔體過熱，導致 聚合物降解或產生熔體破裂等弊病。 剪切速率分布不均勻會使熔體各處分子產生 不同程度的取向，因而收縮不同，導致製品翹曲。通過調整注射時間可以改變剪 切速率。 5 剪切應力 （圖 6） 圖 6 剪切應力 剪切應力也是影響製品質量的一個重要因素， 製品的殘余應力值與熔體的剪切應 力值有一定的對應關系，一般，剪切應力值大，殘余應力值也大。因此總希望熔 體的剪切應力值不要過大，以避免製品翹曲或開裂。根據經驗，熔體在填充型腔 時所承受的剪切應力不應超過該材料抗拉強度的 1%。 6 熔合紋/氣穴 （圖 7） 圖 7 熔合紋/氣穴 兩個流動前沿相遇時形成熔合紋，因而，在多澆口方案中熔合紋不可避免，在單 澆口時，由於製品的幾何形狀以及熔體的流動情況，也會形成熔合紋。熔合紋不 僅影響外觀，而且為應力集中區，材料結構性能也受到削弱。改變流動條件（如 澆口的數目與位置等）可以控制熔合紋的位置，使其處於製品低感光區和應力不 敏感區（非「關鍵」部位）。而氣穴為熔體流動推動空氣最後聚集的部位，如果該 部位排氣不暢，就會引起局部過熱、氣泡、甚至充填不足等缺陷，此時就應該加 設排氣裝置。流動模擬軟體可以為用戶准確地預測熔合紋和氣穴的位置。 7 多澆口的平衡 當採用多澆口時， 來自不同澆口的熔體相互匯合， 可能造成流動的停滯和轉向 （潛 流效應），這時各澆口的充填不平衡，影響製品的表面質量及結構的完整性，也 得不到理想的簡單流動。這種情況應調整澆口的位置。 四．結束語 流動模擬軟體在優化設計方案更顯優勢。通過對不同方案的模擬結果的比較，可 以輔助設計人員選擇較優的方案，獲得最佳的成型質量。 注射模流動模擬軟體只是一種輔助工具， 它能否在產生中發揮作用並產生經濟效 益，在很大程度上取決於模具設計者的正確使用。

H. 模具設計總結

1.塑性變形體積不變條件，塑性變形時，物體體積的變化與平均應力成正比。 ，其產生的主應變圖可能有三類：1.具有一個正應變及負應變；2.具有一個負應變和兩個正應變；3.一個主應變為零，另兩個應變之大小相等符號相反。

2.沖裁是利用模具使板料產生分離的一種沖壓工序，沖裁是最基本的沖壓工序。沖裁是分離工序的總稱，她包括落料、沖孔、切斷、修邊、切舌、彎曲等多種工序。一般來說，沖裁主要是指落料和沖孔工序。

3.沖裁的變形過程：1.彈性變形階段（變形區內部材料應力小於屈服應力 ）；2.塑性變形階段（變形區內部材料應力大於屈服應力）；3.斷裂分離階段（變形區內部材料應力大於強度極限） 。

4.沖裁斷面可分為明顯的四個部分：塌角、光亮、毛面和毛刺。

5.沖裁件質量：指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。在影響沖裁件質量的組成因素中，間隙時主要的因素之一。沖裁件的斷面質量主要指塌角的大小、光面約占板厚的比例、毛面的斜角大小及毛刺等。間隙合適時，沖裁時上下刃口處所產生的剪切裂紋基本重合，這時光面約占板厚的1/2~1/3，切斷面的塌角、毛刺和斜度均很小，完全基本滿足一般沖裁件的要求。間隙過小時，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時向外錯開一段距離；間隙過大時，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時向內錯開一段距離，材料的彎曲與拉申增大，拉應力增大，塑性變形階段較早結束，致使斷面光面減小，塌角與斜度增大，形成厚而大的拉長毛刺，且難以去除，同時沖裁件的翹曲現象嚴重，影響生產的正常進行。（材料的相對厚度越大，彈性變形量越小，因而製件的精度也越高。沖裁件尺寸越小，形狀越簡單則精度越高。）

凸凹模刃口尺寸計算的依據和計算準則：在沖裁件尺寸的測量和是使用中，都是以光面的尺寸為基準。落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產生的，而孔的光面是凸模刃口擠切材料產生的。故計算刃口尺寸時，應按落料和沖孔兩種情況分別進行，其原則如下：1.落料：落料件光面尺寸與凹模尺寸相等，故應與凹模尺寸為為基準（落料凹模基本尺寸應去工件尺寸公差范圍內的較小尺寸。）；2.沖孔：工件光面的孔徑與凸模尺寸相等，故應與凸模尺寸為基準。（因沖孔的尺寸會隨凸模的磨損而減小，故沖孔凸模基本尺寸應去工件孔尺寸公差范圍內的較大尺寸）；3.孔心距：當工件上需要沖制多個孔時，孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保證。4.沖模刃口製造公差：凸凹模刃口尺寸精度的選擇應以能保證工件的精度要求為准，保證合理的凹凸模間隙值，保證模具一定的使用壽命。5.工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的製造偏差原則上都應按「入體」原則標注為單向公差。但對於磨損後無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。

7.沖裁件在條料、帶料或板料的布置方法叫排樣。沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫做材料的利用率，它是衡量合理利用材料的技術經濟指標。

8.沖裁所產生的廢料可分為兩類：一是結構廢料，是由沖件的形狀特點產生的；二是由於沖件之間和沖件與條料側邊之間的搭邊以及料頭、料尾和邊料而產生的廢料，稱為工藝廢料。

9.排樣方法：有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣。

10.搭邊值的確定：排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料叫做搭邊。搭邊的有兩個作用：一是補償了定位誤差和剪板誤差，，確保沖出合格零件；二是可以增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產率。

11.沖模壓力中心的確定：沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心應該壓力機滑塊的中心線。

12.沖裁模具的分類：1.單工序模：無導向單工序沖裁模，導板式單工序沖裁模，導柱式單工序沖裁模；2.級進模是在壓力機一次行程中，在模具的不同位置上同時完成數道沖壓工序：固定擋料銷和導正銷定位的級進模，測刃定距的級進模；3.復合模是在壓力機的一次行程中，在一副模具的統一位置上完成數道沖壓工序：根據安裝位置不同（凸模、凹模）正裝式復合模、倒裝式復合模；

13. 模具強度對排樣的要求：孔距小的沖件，其孔要分步沖出，工位之間凹模壁厚小的，應增設空步，外形復雜的沖件應分步沖出，以簡化凸、凹模形狀，增強其強度，便於加工和裝配，測刃的位置應盡量避免導致凸凹模局部工件而損壞刃口。

14.從正裝式和倒裝式復合模具結構分析中可以看出，兩者各有優缺點。正裝式較適用於沖制材料較軟的或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。而倒裝式不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復合模結構簡單，又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推薦，卸件可靠，便於操作，並為機械化出件提供有利條件，故應用十分廣泛。，總之復合模生產效率高，沖裁件的內孔與外圓的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進模低，沖裁的輪廓尺寸較小。但復合模結構復雜，製造精度要求高，成本高。復合模主要用於生產批量大、精度要求高的沖裁件。

15.始用擋料裝置：在級進模中為了解決首件定位問題，需要設置始用擋料裝置。

16.卸料裝置：1.固定卸料裝置；2.彈壓卸料裝置（卸料及壓料作用，沖壓質量較好，平直度較高，適用，質量要求要高的沖載和薄板）；3.廢料切刀裝置。

17.彎曲：是將板料、棒料、型材或管料等彎曲一定形狀和角度的零件的一種沖壓成形工序。

18.應變中性層：在縮短與伸長兩變形區域之間，必有一層金屬纖維變形前後長度保持不變。

19.彎曲變形區內板料橫斷面形狀變化分為：1.寬板彎曲時，橫斷面形狀幾乎不變，仍為矩形；2.窄板彎曲時，原矩形斷面變成了扇形。生產中一般為寬板彎曲。

20.r/t稱為板料的相對彎曲半徑，是表示板料彎曲變形程度的重要參數。相對彎曲半徑越小，表示彎曲變形程度越大。

21.板料塑性彎曲的變形特點：1.應變中性層位移的內移；2.變形區內板料的變薄和增長；

3.變形區板料剖面的畸變、翹曲和破裂。

22.最小彎曲半徑：在保證彎曲件毛坯外表面纖維不發生破壞的條件下，工件所能彎曲成的內表面最小圓角半徑，稱為最小彎曲半徑。生產中用它來表示材料彎曲時的成形極限。

23.影響最小彎曲半徑的因素：1.材料的力學性能；2.零件彎曲中心角的大小；3.板料的軋制方向與彎曲線夾角的關系；4.板料表面及沖裁斷面的質量；5.材料的相對寬度；6.板料厚度

24.回彈現象：回彈現象產生於彎曲變形結束後的卸載過程。

25.影響回彈的因素：1.材料的力學性能；2.相對彎曲半徑r/t；3.彎曲中心角；4.彎曲方式及校正力大小；5.工件形狀；6.模具間隙。

26.拉深：是利用模具將平面毛坯製成開口空心零件的一種沖壓工藝方法。

27.起皺和拉裂是影響拉深過程的兩個主要因素：

28.起皺：在拉深過程中，毛坯凸緣在切向壓應力作用下，可能產生塑性失穩而拱起的現象。

29.起皺的原因：毛坯凸緣的切向壓應力過大，最大切向壓應力產生在毛坯凸緣外緣處，所以起皺首先在外緣處開始。

30.拉裂：影響摩擦阻力的因素有：1.壓邊力的影響；2.相對圓角半徑的影響；3.潤滑的影響；4.凸凹模間隙的影響；5.表面粗糙度的影響。

31.拉深系數：是指每次拉深後圓筒形零件的直徑與拉深前毛坯的直徑之比，m表示。

32.極限拉深系數：把材料既能拉深成形又不被拉斷時的最小拉深系數。

33.影響拉深系數的因素：1.材料力學性能的影響；2.材料相對厚度的影響；3.拉深次數的影響；4.壓邊力的影響；5.模具工作部分圓角半徑及間隙的影響。

34.塑料的分類：1.按照合成樹脂的分子結構和受熱時的行為分類：熱塑性塑料、熱固性塑料；2.按塑料應用范圍分類：通用塑料、工程塑料、特種塑料。

35.聚合物的熱力學性能：聚合物的物理、力學性能與溫度密切相關，當溫度變化時，聚合物的受力行為發生變化，呈現出不同的力學狀態，表現出分階段的力學性能特點。在溫度較低時（低於 溫度時）曲線基本水平的，變形量很小。當溫度上升時（ ）曲線開始急劇變化，很快趨於水平。如果溫度繼續上升，變化迅速發展，彈性模量很快下降，聚合物產生粘性流動，成為粘流態，此時變化是不可逆的物體成為液態。

36.注射工藝過程，注射過程一般包括加料、塑化、注射、冷卻和脫模。

37.製品的後處理：塑料製品脫模後常需要進行適當的後處理（退火和調試），以便改善和提高製品的性能和尺寸的穩定性。

38.壓力：注射成型過程中的壓力包括塑化壓力與注射壓力兩種。塑化壓力又稱背壓，是指注射機螺桿頂部的熔體在螺栓保持不後退時所產生的壓力。注射壓力：用以克服熔體從料筒流向型腔的流動阻力，提供充模速度及對熔體進行壓實等。

39.根據工藝的有關要求，應盡量使製品各部分的壁厚均勻，避免局部太厚與太薄，否則，成型後因收縮不均會使製品變形或產生縮孔、凹陷及填充不足等缺陷。P83

40.注射模由動模與定模兩大部分組成。

41.根據模具中各個零件的不同功能，注射模可由以下七個系統和機構組成：1.成型零部件；2.澆注系統；3.導向與定位機構；4.脫模機構；5.側向分型與抽心機構；6.溫度調節系統；7.排氣系統。

42.按模具總體結構特徵分類：1.單分型面注射模；2.雙分型面注射模；3.帶有側向分型與抽心機構的注射模；4.帶有活動成型零件的注射模；5.機動脫螺紋的注射模；6.無流道注射模。

43.分型面：是模具上用於取出塑件和澆注系統冷凝料的可分離的接觸面。

44.選擇分型面的原則：基本原則-分型面應選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順便脫模。還應考慮因素：1.分型面的選擇應便於塑件脫模並簡化模具結構；2.分型面的選擇應考慮塑件的技術要求；3.分型面應盡量選擇在不影響塑件外觀的位置；4.分型面的選擇應有利於排氣；5.分型面的選擇應便於模具零件的加工；6.分型面的選擇應考慮注射機的技術參數。

45.注射系統的組成及作用：澆注系統是指模具中塑料熔體由注射機噴嘴至型腔之間的進料通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔並將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織緻密，輪廓清晰，表面光潔、尺寸精確的塑件。

46.澆注系統的組成：主流道、分流道、澆口、冷料穴（它可以設置在主流道的末端，還可以設置在各分流道的轉向處，甚至在型腔料流的末端）。

47.流道設計：1.主流道一般設計成圓錐形，其錐角一般在2~4°內壁表面粗糙度為0.4

~0.8um；2.為了保證主流道與注射機噴嘴緊密接觸，防止料漏，一般主流道與噴嘴對接處作成球面凹坑，其半徑 ，其最小直徑 。凹坑深度取h=3~5mm；3.為減少熔體沖模時的壓力損失和塑料損耗，應盡量縮短主流道的長度，一般主流道的長度控制在60mm內。

48.凹模的結構設計： 凹模也可以稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形輪廓，按結構形式的不同可分為：整體式，整體嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。

49.凸模和型心的結構形式分為：整體式、整體嵌入式、鑲拼組合式、活動式等。

50.導向機構的作用：注射模導向與定位機構，主要用來保證動模和定模兩大部分和模內其他零件之間的准確配合和可靠的分開，以避免模內各零件發生碰撞和干涉，並確保塑件的形狀和尺寸精度。

51.導向機構的設計：導向機構的作用：導向、定位、承受一定的側壓。導柱導向機構是利用導柱與導柱孔之間的間隙配合來保證模具的對合精度，導柱、導套組合形式。

52.脫模機構的分類：1.推桿，推出塑件；2.推桿固定板，固定推桿；3.推板導套，為推板運動導向；4.推板導柱 為推板運動導向；5.拉料桿 使澆注系統凝料從模具中脫出；6.推板；7.支承釘；8.復位桿 使推板在頂出塑件後復位。

53.脫模機構的設計原則：1.脫模機構運動的動力一般來自於注射機的推出機構，故脫模機構一般設置在注射模的動模內；2.脫模機構應使塑件在頂出過程中不會變形損壞；3.脫模機構應能保證塑件在頂出開模過程中留著設置有頂出機構的動模內；4.脫模機構應盡量簡單可靠，有合適的推出距離；5.若塑件需留在動模內，脫模機構應設置在定模內。

54.簡單脫模機構的形式：推桿推出機構、推管推出機構、推件板推出機構、推塊推出機構、聯合推出機構、壓縮空氣推出機構。

55.復位機構的設計：為了進行下一循環的成型，脫模推出機構在完成塑件的頂出動作後必須回到初始位置。常用的復位機構：彈簧復位（在推板與動模支承板之間安裝壓縮彈簧）和復位桿復位兩種。頂出形式：推件板頂出、推桿頂出、推管頂出，一般需要設置復位機構。

56.斜導柱抽芯機構分類：斜導柱在定模、滑塊在動模，斜導柱和滑塊同在定模，斜導柱在動模、滑塊在定模，斜導柱和滑塊同在動模。

57.斜導柱的傾斜角：抽撥力Q一定時，傾斜角 減小，傾斜柱所受的彎曲力P也越小；但當導柱的有效工作長度一定時，若傾斜角 減小，抽心距S也將減少，這對抽心不利。故確定斜導柱的傾斜角 時，要兼顧抽心距以及斜導柱所受的彎曲力，通常採用15°~20°，一般不大於25°。

58.壓緊塊的鍥角 ，壓緊塊的鍥角 通常比斜導柱傾斜角 大2°~3°。這樣才能保證，模具一開模時壓緊塊就能和滑塊脫開，否則，斜導柱將無法帶動滑塊作側抽心動作。

59.先復位裝置設計：1.模具設計中的「干涉」現象，在側向型芯和推桿垂直於開模方向的投影發生重合的情況下，合模時側向型心芯可能與推桿發生碰撞，這種現象稱為磨具設計中的「干涉」現象。

60.避免干涉措施：1.盡量避免把推桿布置在側向型心在垂直於開模方向平面上的投影范圍內。2.使推桿的推出距離小於活動型心最低面，如果結構不允許，應保證h-scot >0.5mm。當h只是略小於scot 時，可通過適當增大 角來避免干涉；3.當以上兩點都不能實施時，可採用推桿先復位機構，優先使推桿復位，然後滑塊才復位。

61.比較常見的推桿先復位機構有：彈簧先復位機構、三角形滑塊先復位機構、杠桿先復位機構和擺桿先復位機構。

1-4說明：作圖壁厚不均勻，易產生氣泡使塑件變形，右圖壁厚均勻，改善了成型工藝條件，有利於保證質量。5說明：平頂塑件，採用側澆口進料時，為了避免平面上留有熔接痕，必須保證平面進料通暢，故a>b。6說明：壁厚不均勻塑件，可在易產生凹痕表面採用波紋形式或在壁厚處開工藝孔，以掩蓋或消除凹痕。

1說明：增設加強肋後，可提高塑件強度，改善料流狀況。2.說明：採用加強肋，既不影響塑件強度，又可避免因壁厚不勻而產生縮孔。3說明：平板狀塑件，加強肋應與料流方向平行，以免造成充模阻力過大和降低塑件韌性。4.說明：非平板狀塑件，加強肋應交錯排列，以免塑件產生翹曲變形。5說明：加強肋應設計的矮一些，與支撐面應有大於05mm的間隙。

倒裝式復合模

1-打桿2-模3-推板 4-推桿 5-卸料螺釘 6-凸凹模 7-卸料板 8-落料凹模 9-頂件塊 10-帶肩頂桿 11-沖孔凸模 12-擋料銷 13-導料銷

正裝式復合模

1-導料銷2-擋料銷3-凹凸模 4-彈壓卸料板 5-凹模 6-凸模 7-打桿 8-推板 9-推桿 10-推件板

正裝式復合模