模具三維設計與標準化

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

        為改善模具制造精度和質量，提高模具生產能力和生產效率，實現信息化、數字化設計與制造一體化生產是最有效的方式、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、合件構成的通用設計系統的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構主體的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、墊板構成的沖模結構主體，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、嵌件構成的塑料模結構主體；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、嵌件等構成的壓鑄模結構主體。

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

    1 建立模具定型結構產品系列

        (1)制造業中的定型系列產品零件成形加工專用模具，如電機定、轉子片和變壓器E形硅鋼片、空調翅片沖裁成形加工用精密復式沖模和多工位級進沖模；三通、四通等塑料管接頭、掛式空調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構型式基本相同，均可設計成定型結構系列產品，為模具的專業化量產建立產品基礎。

        (2)通用、批量生產的零件成形加工用模具的定型結構系列，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構型式亦基本定型。這不僅可使此類模具實現專業化量產，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

    品，如彎管機、拉絲機、型材擠出生產線等次生產品。

    2 建立模具原型結構設計系列

        原型結構，或稱基本結構、典型結構?？煞譃閮煞N結構設計系列，即：其一，建立在零件分類基礎上的原型結構設計系列。指某一類或某一種形狀及其結構要素相同、相似或相近的零件成形加工常采用模具結構型式。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帶有側孔、側凹(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構，按零件類型、尺寸，使形成參數化的基本(原型)結構設計系列。

        建立此類模具結構設計系列要注意：

        (1)依據生產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、具有規律性的產品構件。

        其二，由模具的典型組合標準與VSD和結構主體相結合，構成各類模具的方式，亦屬原型結構設計，例如：

        沖模結合“+”VSD“+”出料元件

        單工序沖模

        復合式沖模級進式沖模

        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“結構主體”相結合，將構成具有相應功能的塑料注射模和壓鑄模的基本結構型式?？梢?，建立模具的原型(基本)結構設計系列，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)；各類模具的“結構主體”標準的3D知識庫和原型結構設計系列的3D知識庫，并使之形成3D設計軟件系統，對中小模具企業或缺少全能技術人才的企業而言，將是重要的技術服務。