模具的研究与分析

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摘要：模具是制造产品的重要设备，模具大致可以分为阳模、阴模和组合模，它们有各自的优点和缺点。模具有金属模具和复合材料模具等等，使用的材料有铝、铝合金、合金结构钢等。根据产品的不同，会选择不同的材料的模具。

关键词：模具 选材 数模

中图分类号： TG76 文献标识码： A 文章编号：

1.前言

真空-热压罐法成形是制造先进树脂基复合材料构件常用方法，用这种方法生产的复合材料结构件具有内部质量孔隙率低和零件纤维含量高的特点。复合材料成形模具是复合材料制造的基础，其结构形式多种多样。按照使用材料的不同可以分为：刚性模具和软模，软模一般是用橡胶或其他弹性体与增强体（包括：纤维、金属）有机的结合在一起形成整体作为模具，刚性模具则是一般采用橡胶软模刚性较大的才（通常为金属材料）制造的模具。复合材料成形模具与通用模具由于使用的不同有如下特点：a.公差要求很严格b.模具的最后加工尺寸并不是复合材料零件的最终尺寸，公差的选择取决于模具的类型和模具材料的热膨胀系数c.最终的零件尺寸是基体体系的最终聚合温度下的尺寸。

1.1理想的复合材料成形模具的特点是：

a.热膨胀系数与将要生产的零件一致b.在承受一定温度和压力下模具不变形、不损坏c.尺寸稳定性好d.费用低e.耐久性好f.能重复多次使用。

1.2复合材料成形模具在实际的设计过程中，一般很难满足以上全部条件。金属材料除了热膨胀系数与碳纤维和玻璃纤维复合材料差距加大外，其他要求基本可以满足，另外，金属材料加工容易，因此在能够满足使用要求的情况下尽量采用金属模具，以降低成本和长期使用。

2.模具材料的选择

目前复合材料成形模具材料的种类是多种多样的，一般需要根据使用的需求进行具体的选择，在满足使用要求的前提下成本是首先需要考虑的问题。模具材料选择的决定因素是：a.模具和零件的热膨胀协调性b.热传导性c.尺寸精度d.强度和刚度e.模具制造的能力f.零件的成本g.耐久性h.可修理性i.模具的试用期j.模具的存放条件

表1列出了常用模具材料的基本特点

3.模具制造技术路线确定

在模具设计方案完成后，制造之前必须确定模具的加工路线。模具的制造技术路线包括四种：a.标准样件b.标准样件+模线样板c. 模线样板d.数模

3.1标准样件

标准样件一般包括：整体标准样件；局部标准样件；零件标准样件；反标准样件；对合协调台；表面标准样件。

3.1.1整体标准样件的特点

a.具有产品部件、组合件较完整的外形和交点接头，是协调制造装配工艺装备的依据。 b.有完整的标高定位系统，以保证样件使用状态的一致性和稳定性。c.有完整的测量基准元件d.有产品主要基准轴线（面），重要的零件外形线以及重要螺栓孔和其他孔的位置

3.1.2局部标准样件的特点

a. 局部标准样件可以制成局部切面外形，也可以制成全型面外形b. 局部标准样件一般具有交点接头和对接孔c. 局部标准样件应有完整的标高定位和测量基准系统

3.1.3零件标准样件的特点

a.零件样件的结构形式一般与产品零件类似，以提高零件样件的刚性，在非协调工作面处可适当增加其厚度b.对平面型零件样件一般用2A12（LY12）铝板制造，对于形状比较复杂、结构刚性差和重要的接头样件一般采用钢件c.零件样件一般应用一个基准平面和至少两个定位孔（工艺孔）作为样件的定位基准

3.1.4反标准样件的特点

a. 反标准样件一般具有与标准样件相对应的外形和接头定位件以及定位样件的标高板和定位孔b.为避免标准样件在反标准样件中的强迫对合，除必须的基准面和接头处，其他外形和接头定位件都应留有3～5mm的等距间隙c. 反标准样件应有足够的结构刚度

3.1.5对合协调台的特点

a. 对合协调台是用于对一些有协调关系但又不具备在正确几何关系条件下，对局部标准工装进行对合协调检查的标准工装，完全不同于反标准样件的结构原理b.对合协调台必须具有参加对合的所有标准工装或基准标准工装定位用的（用尺寸控制的）定位基准，以控制参与对合协调的标准工装的位置的准确性

3.1.6表面标准样件的特点

a. 表面标准样件是协调双曲面外形钣金零件的成形、检查工装的依据b. 表面标准样件是完整的表面外形，表面刻有产品结构轴线、零件结构线和边缘线，并标记出各种刻线的名称而和产品图号c.根据不同用途和外形复杂情况，表面标准样件可以采用正的或反的外形表面d.为使成形模具的制造和移形方便，表面标准样件常常制成蒙皮内形

3.2模线样板

模线样板技术包括模线和样板两部分。模线是模线设计员根据设计所发的图样绘制的图样；样板是按照模线或数据加工的专用工具。

3.3数模

数模可以称CAD/CAM工作法是数字量传递的协调方法，它的协调依据是计算方法获得的外形数学模型，以其数值为传递信息，采用数控设备直接对产品和工装进行加工。

4.结束语

综上所述，我们对模具的种类、选用材料进行了分析。模具在当今发展很快。模具对产品的重要性不言而喻，我们国家的模具发展速度很快，未来的模具向着低成本，并且可以多次重复使用的趋势发展。

作者简介：郑立艳，女，1977，辽宁省朝阳人，大学本科，工程师，研究方向：工装设计