金属模具设计问题及改进方法

优胜设计史勇老师

随着社会的进步与发展，金属模具逐渐的被广泛应用于各个领域，金属模具的设计越来越复杂化。针对金属模具设计中常见的问题，本文对常见问题进行了深入的研究，并且针对相应的问题进行了改进方法的分析。由此对解决与此相类似的模具设计问题，具有实用的参考价值。

目前，由于制造技术的不断进步，人们对于生产生活物质要求也越来越高，因此人们在生产制造产品时，不仅注重其功能，还要更加注重产品的艺术审美设计。这为金属模具的设计工艺提出了更高的要求，因此在这个领域里不断的研究、探索，发现问题并在研究中得出解决之道，以求得金属模具技术精湛的金属模具艺术品


1金属模具设计中常见问题

金属模具在成型过程中，涉及到的因素很多，要按照正确的设计步骤进行，还要考虑到自身的热膨胀系数、收缩率等问题，这些是金属模具设计的关键因素所在。金属模具的结构决定形式其实就取决于本身的材料属性，以及热处理方式，选择合适的设计方式，金属模具的使用性能可加强，寿命可以延伸。经过初步研究，学术界得到的关于金属模具在研制过程中存在的问题如下。

1.1模具成型中出现的问题

影响收缩率的因素是：制品的品种、成型条件、金属模具结构[2]。它反映的是制品从金属模具中取出来冷却以后尺寸缩减的程度。金属模具成为成品的前提条件就是在高温环境下，高温环境可以将溶解为流动液体状态，然后通过模腔定型。本身的特点决定了在定型过程中受制于自身的特点而有所变化，这个变化就是收缩。

1.2模具制作中出现的问题

金属模具在成为了成品以后，它的形状和体积，直接取决于热膨胀系数。热膨胀系数表示物体由于温度改变而有胀缩的现象，其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的体积变化。热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量[3]。同时，不同形式的具有不同的热膨胀系数，这就决定了金属模具在做成成品之前的制作难度是很大的。当然，同时也充分彰显了热膨胀系数在金属模具制作过程中，起着决定性的作用，因此，设计者的提前预算和估量，严谨的分析和研究，就成为必不可少的因素。从表面看，金属模具的价格远远没有钻石的价格昂贵，也没有钻石的雍容华贵，但是它的制作工艺及其繁琐和复杂，设计成本很高，因此设计者在设计的过程中要权衡利弊，考虑各方面的因素。既要考虑投资的成本，又要在技术方面钻研，推陈出新，以求达到完美的效果。制品属性的不稳定性，就决定设计者需要引进更加精湛的技术，在这一领域不断钻研和探索为了制造出完美的模型的产品，以及有效保证金属模具成型，金属模具设计的改进方法就被提上了议程。


2金属模具设计的改进方法

2.1金属模具设计过程中的改进方法

（1）模具制作：设计流程要用科学合理的制造工艺，保证科学、有效的进行生产，注意本身属性，以及热膨胀系数、收缩率等因素，这些因素在金属模具制作过程中占有重要比率。（2）试模实践：加工好金属模具以后，还要进行试模，这样才可以保证生产出的是一件完美的成品。收集资料进行试模实践，然后对金属模具进行修改，最后趋于完善，打造出一流的艺术品。试模在生产流程中是极其重要的关键环节，必须严格按照试模程序进行，确保生产出的成品的价值。（3）抽芯：针对带有侧向孔、糟结构的金属模具，在金属模具脱模的时候应该顺利完成抽芯工作。抽芯的设计很关键，它关乎于金属模具的质量和寿命，是衡量生产效率和质量的关键因素[4]。合理的抽芯技术的研发，有助于抽芯的顺利完成。通常情况下，利用脱模力和气动以及液压直抽芯的方式进行抽芯。

2.2金属模具的工艺设计的改进方法

根据公差标注的差异，选择对应的金属模具，根据金属模具的实际情况来选择公差标注，是一样的道理。精度越高的金属模具，要用高的公差标注，这样才可以搭配和谐，相得益彰，保证金属模具的大小尺寸的合理性。反之，精度不高的金属模具，采用的公差标注低。这样不至于在经济上受到不必要的消耗和损失，又可以降低误差范围，使误差达到最小化。

2.3模具设计全过程中的改进方法优化

设计者要充分了解的属性，掌握金属模具的资料和数据，全面把握金属模具的信息，才可以有效进行设计程序改进。比如是金属模具的尺寸、影响金属模具成型的因素，操作方法和操作技能，模腔的尺寸等等一系列因素，这些因素影响着金属模具的状态、形态、审美，金属模具制作工艺的提升，需要不断研究，在研究中得出自己的制作经验，这是制品成为艺术品，上升到艺术审美价值的必要环节[5]。


随着热流道技术在各行各业中的广泛应用，模具的成型技术发展到现在已经有所成熟，我国对于模具的设计也正在处于一种上升的阶段。对金属模具的设计被列入了研究对象，为了研制出造型丰富的金属模具，就成为研究学者的重要课题。设计人员在模具设计这一领域的研究也付出了全部的心血，为了取得模具工艺的完美，使模具设计精益求精，技术精湛的金属模具艺术品的问世，研究人员为其设计过程中不断出现的问题寻找解决问题的方案。只有找到解决问题的处理方法，才可以使金属模具行业在市场竞争中脱颖而出，本文针对金属模具在设计过程中存在的问题进行分析，对金属模具在成型以及制作过程中的技术存在问题改进总结；其次，并归纳出解决问题的改进方法。对这一领域的研究和探索，需要大量的研究人员进行更多次的研究与实践来获得丰富的经验与结论，才能促使模具工业的不断发展，并具有重要的实用价值。