現(xiàn)代制造業(yè)是體現(xiàn)國家綜合國力的基礎工業(yè)。模具是現(xiàn)代制造業(yè)中的機床、汽車、鐵通機車等機械產(chǎn)品、航空航天和航海產(chǎn)品、現(xiàn)代電工產(chǎn)品、信息產(chǎn)品、家用電器產(chǎn)品、建筑材料、醫(yī)療器械等產(chǎn)品生產(chǎn)的核心技術裝備。模具需進行專門設計與制造，呈單件生產(chǎn)方式。

    為改善模具制造精度和質(zhì)量，提高模具生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)信息化、數(shù)字化設計與制造一體化生產(chǎn)是最有效的方式、方法和方向。但其基礎是模具的高標準化程度和水平。為此，當建立以下構(gòu)件標準體系和3D知識庫。

    其一，建立各類模具的VSD，即建立各類模具的型件、導正與定位件，壓料與出料等元件、合件構(gòu)成的通用設計系統(tǒng)的3D知識庫。

    其二，建立模具通用的標準模架、模板、沖模組合、斜楔、導向副、送料與安全檢測，和成型模中常用的分型，抽芯、脫模和復位機構(gòu)中的元件與合件

    第三，建立沖模、塑料模、壓鑄模等各類模具結(jié)構(gòu)主體的3D知識庫，包括：由上、下模型件固定模，及定位、固定于其上的凸模與凹模、墊板構(gòu)成的沖模結(jié)構(gòu)主體，俗稱模芯；由定、動模模板及定位、固定于其上凸模(型芯)與凹模(型腔)鑲件，型芯滑塊、嵌件構(gòu)成的塑料模結(jié)構(gòu)主體；由定模、動模套板及定位，固定于其上的凸模(型芯)與凹模(型腔)鑲件，型芯滑塊、嵌件等構(gòu)成的壓鑄模結(jié)構(gòu)主體。

    模具的基本結(jié)構(gòu)是由模架和應用VSD中的元件與合件及相應模板、套板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)主體所組成。因此，在長期積累和上述3D知識庫的支持下，可設計、建立兩類模具的結(jié)構(gòu)系列。

1 建立模具定型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品系列

    (1)制造業(yè)中的定型系列產(chǎn)品零件成形加工專用模具，如電機定、轉(zhuǎn)子片和變壓器E形硅鋼片、空調(diào)翅片沖裁成形加工用精密復式?jīng)_模和多工位級進沖模；三通、四通等塑料管接頭、掛式空調(diào)外殼等塑件成型加工用注射模；“O”形、唇形密封圈、輪胎外胎等橡膠件的加熱硫化成型加工用橡膠模等模具的結(jié)構(gòu)型式基本相同，均可設計成定型結(jié)構(gòu)系列產(chǎn)品，為模具的專業(yè)化量產(chǎn)建立產(chǎn)品基礎。

    (2)通用、批量生產(chǎn)的零件成形加工用模具的定型結(jié)構(gòu)系列，如：金屬與塑料瓶蓋用沖模與塑料注射模；一次性塑料針管(醫(yī)用)成形加工用一模多(100支)腔塑料注射模；塑料型材的加工用擠出模；高強度磚高壓振動成形加工用建筑陶瓷模；玻璃瓶成形加工用玻璃模等模具的結(jié)構(gòu)型式亦基本定型。這不僅可使此類模具實現(xiàn)專業(yè)化量產(chǎn)，而且可避免大量重復設計。

    (3)以模具成形加工為使用功能的通用機械產(chǎn)
品，如彎管機、拉絲機、型材擠出生產(chǎn)線等次生產(chǎn)品。

2 建立模具原型結(jié)構(gòu)設計系列

    原型結(jié)構(gòu)，或稱基本結(jié)構(gòu)、典型結(jié)構(gòu)�？煞譃閮煞N結(jié)構(gòu)設計系列，即：其一，建立在零件分類基礎上的原型結(jié)構(gòu)設計系列。指某一類或某一種形狀及其結(jié)構(gòu)要素相同、相似或相近的零件成形加工常采用模具結(jié)構(gòu)型式。例如：

    ①圓蓋、圓桶(有凸緣或無凸緣)軸對稱性零件；

    ②方、矩形蓋、盒類軸對稱性零件；

    ③帶有側(cè)孔、側(cè)凹(凸)的圓、方、矩形桶或盒類零件等。其中，各類零件成形加工常采用的模具結(jié)構(gòu)，按零件類型、尺寸，使形成參數(shù)化的基本(原型)結(jié)構(gòu)設計系列。

    建立此類模具結(jié)構(gòu)設計系列要注意：

    (1)依據(jù)生產(chǎn)技術資源的長期積累。

    (2)零件遵循機械力學、圖形學而設計成功的、具有規(guī)律性的產(chǎn)品構(gòu)件。

    其二，由模具的典型組合標準與VSD和結(jié)構(gòu)主體相結(jié)合，構(gòu)成各類模具的方式，亦屬原型結(jié)構(gòu)設計，例如：

    沖模結(jié)合“+”VSD“+”出料元件

    單工序沖模

    復合式?jīng)_模級進式?jīng)_模

    沖模組合“+”VSD“+”壓料元件、 拉伸模

    帶拉伸工序的級進沖模

    同樣，塑料注射模架和壓鑄模標準模架與相應的“結(jié)構(gòu)主體”相結(jié)合，將構(gòu)成具有相應功能的塑料注射模和壓鑄模的基本結(jié)構(gòu)型式�？梢�，建立模具的原型(基本)結(jié)構(gòu)設計系列，并使之形成3D知識庫，如：

    ①簡化模具3D設計與制造過程；

    ②提高標準化程度與水平；

    ③促進模具設計與制造智能化。

    若建立成功，通用標準件；VSD(通用設計系統(tǒng))；各類模具的“結(jié)構(gòu)主體”標準的3D知識庫和原型結(jié)構(gòu)設計系列的3D知識庫，并使之形成3D設計軟件系統(tǒng)，對中小模具企業(yè)或缺少全能技術人才的企業(yè)而言，將是重要的技術服務。

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本文標題：模具三維設計與標準化

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