基于计算机辅助的模具设计与制造模式研究

崔 涛

中车齐齐哈尔车辆有限公司 黑龙江 齐齐哈尔 161002

摘要：近些年，随着社会快速发展，带动了我国科学技术水平的进步。现阶段，在模具设计与制造的过程中，由于模具设计方法存在多种原则且模具种类繁多，难以形成统一的标准，不利于开展精细化的计算机辅助应用，影响工业模具的生产。文章围绕计算机辅助下的模具设计与制造模式的优化策略展开论述，结合实际情况提出合理化建议。

关键词：计算机辅助；模具设计；制造

引言

近年来，在计算机信息技术飞速发展的推动下，计算机辅助设计技术得以不断发展和成熟，应用计算机辅助技术可以充分展现产品的外形、色彩、结构等，不仅在诸如汽车、航天等领域得到推广，还在很大程度上推动了机械制造行业的发展与变革。计算机辅助设计技术凭借可靠的数据计算能力和强大的图形处理分析能力，依托绘图软件，能帮助工程技术设计人员对工程产品开展分析、设计，进一步设计出满足实际需求的工程零件，推动社会的发展与进步。传统机械设计通常采用人工手绘方式进行图纸设计，而应用计算机辅助设计技术后，不仅可以极大地提升产品的设计精度，还可以缩短产品的开发周期，进而促进机械制造企业制造出更高效、可靠的产品。基于此，本文对计算机辅助设计技术在机械设计中的应用展开探索和研究。

1模具设计

模具设计主要包括对制品工艺的设计、模具结构设计以及零件设计等。其中在制品工艺进行设计时，首先要保证设计产品的工艺性。通常在模具设计时，要制定出几套可行的设计方案，在这一过程中要保证产品质量以及产品效率。现阶段在计算机辅助技术下，模具设计技术也具有操作简单的特点。在保证工艺成本以及安全的前提下，确定较为良好的工艺方案，选择适当的模具类型以及结构形式设计，在必要的情况下对设计进行计算。关于模具成型的零件，主要是一种与制品形象相符合的模具零件，是关于型芯与型腔的设计。在设计的过程中，要保证型芯与型腔的结构以及尺寸保持一致。

关于模具整体结构的设计，首先要保证对模具设计的精度，也就是保证模具与各个零件之间的位置的准确度。在进行模具整体结构设计时，要保证模具的标准尺寸。其次在进行脱模以及相关模具设计时，要采用型面设计拔模斜度，在顶模上进行顶件机构的设置。关于冲模卸料，要采用凹模设计漏料，在凸模上设计打料机构，采用压缩空气吹料等方法，完成最终的脱模设计。最后要进行语料系统设计，主要利用元件及零件最终达成标准产品，有利于用户在使用时满意。

2计算机辅助模具设计与制造模式策略分析

2.1加强计算机辅助下模具设计的科学性

为了有效提升目前工业企业模具设计的科学性、规范性，为模具的高质量生产奠定坚实的基础，应加强计算机辅助技术的科学应用。根据不同工业企业模具设计的实际需求及企业生产的实际情况，建立健全的计算机辅助下模具设计规范机制，明确模具设计的要点。对模块化设计、参数化设计及标准化设计三方面进行有效的技术应用，缩短图纸的设计时间，提升模具整体结构设计精度。在满足国家模具制造标准的基础上，加强对现代工业模具的整体设计，应用计算机辅助设计CAD，综合性考量模具设计结构，从注塑机的技术规格、模具温度控制、塑胶的工艺性能等方面进行分析，通过计算机辅助应用，提升模具设计的科学性。

针对模具的模块化设计，技术人员应对模具的零件进行功能区的分类，按照不同的功能特点进行分区模块化设计。以五金冲压模具为例，技术人员应根据上模和下模的组成结构，对上模的组成部分进行分区处理，如模柄、导套、凸模及固定板，对下模的组成部分进行计算机辅助的图纸设计，如下模座、挡料板、螺钉、销钉等，可提升模具图纸的科学性。

参数化设计指借助计算机辅助技术对尺寸驱动进行设计，针对具有复杂特征的模具，进行有效的参数变量表示，借助计算机程序数据执行的规则，调整几何形状参数。以五金压铸模具为例，对其分型投影面积及冲头直径进行数据的优化，加强对模具重量和溢块流道总重量的控制，可优化模具的参数化设计。

应借助计算机辅助技术进行模具标准化设计，根据相关技术要求，建立不同工业企业模具的设计标准。注塑模具、冷冲模具及压铸模具应严格按照国家标准执行。以非金属模具为例，应对注塑机的注射压力、螺杆直径、塑化能力进行数据分析，使其符合相关的国家标准规定，提升模具设计的标准性。

2.2绘图设计应用

在机械设计制造中，图纸是不可或缺的技术资料，开展所有工作的前提条件就是绘制设计图纸，这会直接影响机械设计的最终方向。传统机械设计制造中，图纸设计一般需要工作人员人工完成，在初稿完成后还要分析设计过程和是否满足机械使用性能需求，修改机械设计图纸。此种设计方法不仅对设计人员有较高的技术要求，还往往需要耗费大量的设计绘制时间。那么应用计算机辅助技术，则可以有效运用计算机辅助设计绘制图形，达到较高的图形兼容性与表达方式的多样化，还能够较方便地修改图形，及时解决机械设计绘图问题。

2.3三维造型与绘图

在借助实体模型进行设计工作时，机械设计人员可以将计算机辅助术引入三维立体造型之中，在此基础上构建机械设计的三维实体模型，这样不仅可以为机械设计制造分析工作的开展提供所需要的信息支持，而且还可以有效提高机械设计质量。在三维模型创建过程中，还可以借助计算机辅助技术来提升机械设计工作效率，并对机械设计阶段所存在的问题及时采取有效措施进行调整和解决，以此来确保后续机械设计制造工作的顺利进行。在机械设计工作中，绘图工作至关重要，此时引入计算机辅助技术既可以有效缩减绘图时间，而且还可以大大提高绘图作业效率，提高图纸绘制效果，为后续机械设计制造工作的开展奠定良好的基础。

2.4逆向工程应用

逆向工程要想实现对产品的创新，还需要具备一定的条件，即一定要在实物条件下进行，并且还要对产品基础逆向构造零部件模型有一定的了解。也正是因为如此，以前的逆向工程在应用过程中大多集中在实物方面，也就是在原有产品的基础上对其进行创新设计，以此来改善产品的性能。而如今可以借助计算机辅助设计技术测量坐标的方式，应用CAD制图软件将实物转化成虚拟模型。

结语

综上所述，为了提升现代工业模具设计与制造的科学性，在根本上提高工业生产的效率，本文首先对基于计算机辅助的模具设计与制造模式的意义进行分析，并结合目前存在的三点问题进行阐述，从加强计算机辅助下模具设计的科学性、提升计算机辅助下模具制造的规范性、提高计算机辅助下模具生产发展的创新动力三方面入手，提出针对性的解决措施，为促进工业模具设计制造的质量提升奠定坚实的基础。

参考文献

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作者简介：崔涛， 男，1986年生，黑龙江齐齐哈尔人，工程师，主要从事铁路货车冲压工艺和模具设计工作。