《模具基本结构》课件：了解模具组成与功能

模具基本结构欢迎参加模具基本结构课程！本课程旨在帮助您理解模具的组成部分及其功能，掌握模具结构设计的基本原理，为后续深入学习和实际应用打下坚实基础在接下来的课程中，我们将系统介绍模具的定义、分类、发展历史以及主要构成部分，深入分析各个结构的特点及其在模具整体功能中的作用无论您是模具设计初学者还是希望提升专业技能的工程师，本课程都将为您提供全面而实用的知识模具的定义及应用领域模具概念工业应用模具是工业生产中用来制造成型模具广泛应用于汽车、电子、家物品的工具，具有特定的型腔形电、医疗、航空航天等领域，是状当模具结合特定的加工机械，现代制造业的基础工艺装备几可以批量生产出大量相同形状和乎所有的工业产品都直接或间接尺寸的零部件或产品地与模具相关经济价值模具被誉为工业之母，代表着一个国家制造业的水平高精度、高效率的模具可以大幅提高生产效率，降低制造成本，促进产品创新与迭代模具的分类注塑模压铸模用于塑料制品的生产，通过高温用于有色金属铸造，如铝、锌、熔化塑料材料后注入模腔，冷却铜等合金，将熔融金属高压注入固化后得到成品，广泛应用于日模腔形成复杂形状的金属零件，冷冲模橡胶模用品、电子产品外壳等领域常用于汽车发动机零部件生产主要用于金属板材的冲裁、弯曲、专为橡胶制品设计，通过加热硫拉深等工序，通过冲压力使金属化工艺使橡胶材料在模腔中固化材料发生塑性变形，常用于汽车成型，主要应用于轮胎、密封件车身、家电外壳等生产等产品制造模具发展的历史与现状1早期手工阶段公元前年左右，人类开始使用简单的石器和金属工具制作陶器和3000金属制品的原始模具，主要依靠手工雕刻2工业革命时期世纪工业革命后，机械加工技术的发展促进了钢铁模具的应用，模具18制造开始标准化，能够生产更复杂的零件3现代化阶段世纪中期，数控技术和计算机辅助设计的出现，使模具设计和制造进20入高精度、高效率时代，技术广泛应用CAD/CAM/CAE4智能化发展世纪以来，模具向智能化、集成化、绿色化方向发展，打印技术、213D模具监测系统和自动化生产线的应用提升了模具制造水平模具的基本功能成型功能模具最基本的功能是赋予材料特定的形状和尺寸，通过型腔和型芯的配合，使原材料形成所需的几何形状在注塑模中，熔融的塑料填充模腔后冷却固化；在冲压模中，金属板材在冲压力作用下变形成型尺寸精度控制模具需要保证产品的尺寸精度和形状精度，通过精密的加工和合理的结构设计，确保批量生产的产品具有一致性和互换性，这是现代工业化生产的基础要求批量生产效率模具能够实现产品的快速复制和批量生产，大幅提高生产效率，降低制造成本一套设计良好的模具可以生产数千甚至数十万件产品，体现了模具的经济价值模具的主要构成部分定模板组件作为模具的固定部分，通常安装在注塑机的固定模板上包含定模板、定模型腔、浇注系统、定位环等部件，负责成型产品的一部分外观动模板组件作为模具的活动部分，安装在注塑机的移动模板上包含动模板、动模型芯、顶出机构等，能够随着注塑机的开合运动，实现产品的成型和顶出模架系统作为模具的骨架和支撑结构，由导向系统、支撑板、垫板等组成提供精确的导向和足够的强度与刚度，确保模具各部分协调工作辅助系统包括冷却系统、顶出系统、排气系统等，确保模具正常工作并提高生产效率和产品质量这些系统虽然是辅助性质，但对模具的整体性能有着决定性影响模具的工作原理模具闭合动模板和定模板在外力作用下闭合，形成完整的型腔空间闭合过程中，导向系统确保两部分精确对位，分型面紧密贴合，防止材料泄漏材料填充对于注塑模具，熔融塑料通过浇注系统注入型腔；对于冲压模具，则是将金属板材放置在模具中，通过冲压力使其变形这一阶段要求材料均匀且完全填充型腔成型固化材料在型腔内冷却固化或变形成型冷却系统加速这一过程，确保产品形状稳定此时模具内部需保持适当压力，防止产品收缩变形或产生缺陷开模顶出成型完成后，动模板与定模板分离，顶出系统将成型的产品从型腔中推出此过程需要控制顶出力和速度，避免产品变形或损坏之后模具回到初始状态，准备下一循环模具材料的选择与应用材料类型主要特性典型应用碳素工具钢硬度适中，韧性好，成本低简单模具，寿命要求不高的零件冷作模具钢高硬度，高耐磨性，尺寸稳定性好冷冲模，精密模具零件热作模具钢高温强度高，热疲劳抵抗性好压铸模，热锻模高速工具钢耐高温，红硬性好，耐磨性优高速冲压模具，切削刃口部分特种合金特殊性能，如耐腐蚀、导热性好特殊环境下使用的模具零件模具制造工艺流程模具设计材料准备根据产品要求进行模具结构设计，确定选择合适的模具材料，进行下料和预处型腔形状、分型面位置、浇注系统、冷理，包括毛坯切割、粗加工、热处理等，却系统等，完成三维模型和二维工程图为精加工做准备纸装配调试精密加工将各个零部件组装成完整模具，进行匹使用数控机床、电火花加工、精密磨削配、调整和试模，解决问题并优化性能，等工艺对模具零件进行精加工，确保尺直至模具能稳定生产合格产品寸精度和表面质量满足要求模具结构设计的基本原则生产功能优先保证模具能够稳定生产出合格产品，满足产品的几何形状和精度要求结构强度与刚度确保模具在工作压力下不发生过大变形或损坏，具有足够的使用寿命工艺性与可制造性模具结构应便于加工和装配，降低制造难度和成本维护性与安全性便于日常维护、零件更换和安全操作，减少停机时间定模板结构详解基本形状与尺寸受力分析与加强设计定模板通常为矩形板状结构，定模板在模具合模后承受整个厚度根据模具大小和承受压力注塑或冲压压力，需要具有足确定对于大型模具，需要进够的强度和刚度关键区域如行加强筋设计，防止变形板浇口周围、型腔边缘等应进行面尺寸需要考虑模具安装空间应力分析，必要时增加支撑结和型腔布局，一般比型腔区域构或增大板厚，避免局部变形大一定尺寸影响产品精度安装与连接结构定模板上需设计与模架连接的螺孔和定位销孔，与注塑机固定模板连接的中心定位圈和固定孔，以及与其他模具零件如型芯、浇注系统等的连接结构，确保安装精度和稳定性动模板结构详解基本结构特点运动机构设计动模板是模具中承载型芯并与注塑机动动模板需要配合注塑机的开合模动作，模板连接的主要板件其设计需兼顾强设计时应考虑运动平稳性和导向精度度和运动特性，通常采用高强度模具钢通常在四角设置导柱孔，与定模板上的制造，表面经过精密加工和热处理导柱配合，保证开合模时的同轴度和平行度动模板上设有与顶出机构连接的通孔和安装位，以及与导向系统配合的导孔，对于带有侧向抽芯结构的模具，动模板确保开合模过程中的精确导向还需设计斜导柱或导轨机构，实现多方动模板的刚性对模具整体精度有重要影向运动控制，满足复杂产品的脱模需求响在大型模具中，往往需要加设支撑柱或加强筋，防止在高压下发生弯曲变形，导致产品尺寸偏差或分型面泄漏等问题型腔（模腔）结构分析°

0.01mm45精度要求脱模角度型腔的尺寸精度直接决定产品质量，高精密模典型的型腔侧壁脱模角度，确保产品顺利脱模，具型腔加工精度通常要求在以内避免刮伤或卡死

0.01mm

0.8μm表面粗糙度高光模具型腔表面粗糙度要求，影响产品表面质量和脱模性能型腔是模具中直接与产品接触并赋予产品外形的空间结构，其质量直接影响产品的外观和尺寸精度型腔设计需要考虑材料流动、收缩补偿、脱模角度等多种因素，通常采用整体加工或镶嵌式结构，便于局部修改和维修对于复杂产品，型腔可能由多个分型面组成，需要精确的匹配设计表面处理如氮化、镀铬等工艺常用于提高型腔表面硬度和耐磨性，延长模具使用寿命型芯（模芯）结构分析整体式型芯直接加工在模板上，结构简单，强度好镶嵌式型芯独立加工后装入模板，便于更换和修复复合式型芯由多部分组成，适用于复杂形状和特殊要求特殊型芯如斜顶、滑块、内螺纹芯等，实现特定功能型芯是模具中形成产品内腔或凹陷部分的结构，通常位于动模侧由于产品收缩会使材料紧贴型芯，型芯的脱模设计尤为重要，常需设计合理的脱模角度和表面抛光处理型芯还要考虑冷却问题，对于深腔或高要求产品，需在型芯内设计冷却水道，保证均匀散热和尺寸稳定性型芯材料选择通常比型腔更为重要，必须具有良好的耐磨性和足够的强度导向机构基础结构导向机构是模具中确保定模板和动模板精确对中和平稳运动的关键系统主要由导柱和导套组成，通常设置在模具四角或对称位置标准导向系统包括导柱、导套、导柱固定套和反压板等部件导向精度直接影响产品质量和模具寿命高精度模具一般采用滚珠导向系统，减小摩擦和磨损导柱材料通常选用调质的38CrMoAl或，表面经过硬化和精密磨削，硬度可达，表面粗糙度，圆柱度公差在以内GCr15HRC58-62Ra≤

0.4μm

0.005mm顶出机构的组成与原理顶针直接接触产品并施加推力的细长杆状零件，分为圆柱形、管状、阶梯状等多种类型，根据产品形状和顶出需求选用顶板连接和固定所有顶针的板状零件，通过顶杆与注塑机顶出机构连接，承受并传递顶出力复位机构包括回位销和弹簧等，保证顶出后的自动复位，为下一次工作循环做准备支撑与导向确保顶出动作平稳精确，防止顶针弯曲或断裂，包括导向柱、支撑柱等部件浇注系统基础知识主流道分流道浇口连接注塑机喷嘴与分流道的锥形通道，直连接主流道与各个型腔浇口的通道，在多连接分流道与型腔的最小截面通道，控制径由大到小，确保熔融塑料顺利流入模腔，型腔模具中呈树状或星形分布断面形状塑料流入速度和压力常见类型包括点浇减少压力损失主流道通常带有拉料柄，多为梯形或半圆形，需平衡各型腔的充填口、侧浇口、扇形浇口等，根据产品要求便于取出浇注系统速度和压力和材料特性选择排气系统结构与设计排气槽沿分型面设计的浅沟槽，深度通常为，宽度，允许空气逸出但

0.02-

0.05mm3-6mm防止塑料溢出位置应设在型腔充填末端和易产生气穴的区域排气针特殊设计的顶针，具有微小的表面沟槽或中空结构，在顶出产品的同时提供排气通道适用于深腔或排气条件苛刻的产品排气块在模具特定位置安装的多孔透气材料块，如烧结金属材料制成，可实现气体透过但阻止塑料渗出常用于高要求产品或易产生气穴的复杂型腔抽真空系统对于特殊要求的高端模具，采用主动抽真空技术，在合模前将型腔内空气抽出，彻底解决排气问题系统包括密封圈、真空泵和控制阀门等冷却系统的组成定位与紧固结构定位销紧固螺钉定位环负责精确定位模具部件，确保提供足够的连接强度，固定各确保模具与注塑机正确对中安装配精度通常采用圆柱销和部件根据承受负荷选择规格，装安装在定模板中心位置，锥形销配合使用，圆柱销保证一般采用级以上高强度螺与注塑机固定模板的定位孔配

10.9位置精度，锥形销保证方向一钉安装位置应考虑应力分布，合材料通常选用中碳钢或合致性定位销采用高强度合金避免应力集中对于振动环境，金钢，表面硬化处理，尺寸精钢制造，表面硬化处理，精度需采用防松设计如弹簧垫圈或度要求高，确保同轴度等级为级涂抹螺纹胶h6限位结构控制模具运动范围，防止过度运动损坏零件包括限位块、限位柱等，设置在移动部件的运动端点材料需具有足够强度和耐冲击性，能承受频繁接触产生的冲击力夹紧机构与安全锁机械夹紧结构安全联锁装置通过机械锁止原理牢固固定模具各部分防止模具在不安全状态下操作的保护系常见形式有楔形块锁紧、旋转锁紧和杠统包括机械联锁和电气联锁两种形式杆锁紧等这些结构需要有足够的强度机械联锁通过结构设计确保特定条件下承受工作负荷，同时保证操作简便快捷才能进行操作；电气联锁则通过传感器检测安全状态，控制系统运行对于大型模具，常采用液压或气动夹紧系统，通过液压缸或气缸提供夹紧力设计时应考虑热膨胀影响，预留适当间常见安全装置包括合模保护销、开模限这类系统响应快捷，夹紧力大且均匀，隙，避免高温工作状态下因膨胀导致卡位开关、压力监控系统等这些装置能适合自动化生产线系统还可与控制系死或变形锁紧部位通常需进行表面硬有效防止模具损坏和操作人员伤害，是统集成，实现夹紧状态监控和故障报警化处理，提高耐磨性现代模具不可或缺的组成部分滑块与斜顶结构合模状态斜导柱斜销处于最低位置，推动滑块或斜顶向内移动至工作位置，形成完整/的模腔此时滑块被锁定，能承受成型压力开模初期随着动模板后退，斜导柱斜销沿斜面上升，带动滑块或斜顶向外移动，开始/抽出型芯这一阶段需控制速度，避免产品被快速抽芯损伤完全抽芯当动模板后退到一定位置，滑块或斜顶完全退出产品型腔，释放产品侧向或内部倒扣结构此时需保证抽芯运动平稳，无卡滞完全开模动模板继续后退到最终位置，顶出系统将产品推出此时滑块或斜顶保持在外位置，等待下一循环开始复位弹簧确保下次合模时滑块能顺利回位复位与弹性元件螺旋压缩弹簧最常用的弹性元件，用于顶出系统、滑块复位等场合根据工作环境和负荷要求，可选用碳素弹簧钢、合金弹簧钢或不锈钢材料标准模具弹簧通常采用彩色涂层区分不同规格和刚度，便于选择氮气弹簧利用高压氮气提供稳定弹力的密封装置，具有行程长、力量大、寿命长等优点广泛应用于大型模具和需要大推力的场合不同规格氮气弹簧可提供不等的推力，充气压力一般为500-50000N100-150bar聚氨酯弹性件利用聚氨酯材料的弹性特性制成，具有缓冲性好、耐磨损、无噪音等优点常用于需要柔性支撑或缓冲的位置，如顶出系统的缓冲垫或复杂型面的柔性支撑硬度范围从到不等Shore A60D75碟形弹簧呈碟状的薄钢片弹性元件，可单个使用或多个叠装具有刚度高、行程小、能量密度大的特点，适用于需要大力小行程场合串联组合可增大行程，并联组合可增加刚度，混合组合可实现非线性特性分型面设计支撑块与定位块结构1支撑块的功能与类型2支撑块的材料与设计支撑块是模具中提供附加支撑力的结构元件，防止模板在高压下变形支撑块通常采用高强度工具钢如或钢制造，表面硬化Cr12MoV45#根据位置和功能可分为固定支撑块和可调支撑块固定支撑块通常直处理后硬度可达设计时需考虑受力均匀性，避免应力集HRC48-52接加工在模板上或通过螺钉固定；可调支撑块则具有高度调节功能，中，支撑面积应根据承受压力计算确定支撑块高度应精确控制，确便于精确调整支撑力保与其他结构精确配合3定位块的作用与安装4失效原因与维护要点定位块用于确保模具各部件组装时的相对位置精度常见形式有销式支撑块和定位块的常见失效包括磨损、变形和断裂主要原因有材料定位块、楔形定位块和台阶定位块等安装时需确保定位面接触良好，不当、热处理不良、过载使用或设计缺陷等日常维护中应定期检查必要时进行研磨处理定位块的精度直接影响模具组装精度和产品质这些部件的磨损状况和固定牢固度，及时更换磨损严重的零件，确保量模具长期稳定运行模架的标准化与选型45%80%成本节约市场占有率使用标准模架比完全自制可节约的平均成本比例，标准模架在模具制造中的应用比例，特别是中小同时缩短的制造周期型模具几乎全部采用标准模架30%-50%种4主要规格系列市场上模架标准系列数量，包括、、HASCO DME和等主流品牌LKM MISUMI标准模架是模具制造中重要的标准化部件，提供了模具的基本框架结构标准模架通常包括定模板、动模板、支撑板、垫板、导柱、导套、顶杆、复位弹簧等标准组件，按照不同尺寸和负荷要求分为多个系列选择标准模架时需考虑产品尺寸、模具类型、成型材料、注塑机规格等因素对于特殊需求，如超大型模具、特殊工艺要求或非标结构，需定制非标模架定制模架虽成本较高，但可根据特定需求优化设计，实现标准模架难以达到的特殊功能快速更换结构设计磁力快换系统利用永磁或电磁力实现模具的快速固定和释放系统由模板上的磁力装置和模具上的吸附板组成，通过控制电流可在几秒内完成模具夹紧或释放具有操作简便、夹紧均匀、无机械变形等优点，适用于中小型模具的快速更换液压快换系统采用液压缸和锁紧机构实现快速夹紧系统包括液压站、分配阀、液压缸和锁紧装置等通过一键操作可同时控制多个夹紧点，实现大型模具的快速安装与拆卸系统具有夹紧力大、操作可靠等特点，广泛应用于大型模具生产线机械快换装置利用楔块、卡扣等机械机构实现模具的快速固定结构简单可靠，无需外部能源，适合各种生产环境常见设计有旋转锁紧装置、快速连接螺栓和卡扣式固定装置等，能显著减少模具更换时间，提高生产线柔性联动快换系统综合模具定位、夹紧、冷却水路和电气接口的一体化快换系统通过标准化接口设计，可在模具更换过程中自动完成各系统连接，避免繁琐的手动连接过程，特别适合需频繁更换模具的柔性生产线危险保护与安全设计模具安全设计是防止设备损坏和人员伤害的关键环节限位安全机构通常包括机械限位块、安全销和缓冲装置等，防止模具在异常情况下过度运动这些装置需具有足够强度，能承受突发冲击力，通常采用韧性好的合金钢材料制造防误操作措施包括电气联锁系统、双手操作按钮和紧急停止装置等现代模具还广泛采用传感器监测系统，如压力传感器、位置传感器和温度传感器等，能实时监控模具工作状态，在异常情况下自动停机这些安全系统不仅保护操作人员安全，也有效延长模具使用寿命，降低维修成本模具磨损的主要部位及原因浇口区域型腔表面因高速高温材料直接冲刷而产生的冲蚀磨损，由于反复充填和脱模过程中的摩擦导致的磨通常表现为浇口周围材料流失和轮廓模糊损，特别是高光区域或精细纹理部位解决改进措施包括选用高耐磨材料如特种钢、硬方法包括提高表面硬度和光洁度，合理设计质合金等，或在关键部位进行表面处理如氮脱模角度和结构，使用适当的脱模剂减少摩化、镀铬等擦顶出系统导向系统顶针和顶针孔因频繁往复运动产生的磨损，导柱和导套因长期相对运动产生的配合面磨影响顶出精度和产品质量改进方法包括优损，导致导向精度下降可通过选择合适的化顶针布局减少应力集中，使用耐磨顶针材润滑方式，使用耐磨材料或表面处理，定期料，提高加工精度减少间隙磨损等检查和更换导向部件等措施延长使用寿命模具润滑与维护结构中央润滑系统润滑剂选择集中供应润滑油到模具的各个关键摩擦部位，如模具润滑剂根据工作条件和部位特点选择导向导柱、导套、滑块导轨等系统由油泵、分配器、系统常用高温润滑脂，工作温度可达℃以上；200管路和喷嘴组成，可根据需要设定润滑周期和用滑动部件可使用含二硫化钼的润滑剂，提高耐磨量性；模具表面处理可选用干膜润滑剂或模具脱模剂中央润滑系统具有自动化程度高、润滑均匀、减少人工维护等优点，适用于生产节拍快、维护时润滑剂选择需考虑温度、压力、速度等因素，还间短的大型模具系统可与模具控制系统集成，需注意与塑料材料的兼容性，避免产品污染或性实现智能化润滑管理能影响现代模具维护越来越注重环保型润滑剂的应用自润滑结构是模具设计中常用的免维护技术，如自润滑导套、含油轴承和石墨嵌件等这些部件内含润滑材料，在运动过程中自动释放少量润滑剂，维持良好的润滑状态对于不便安装润滑系统的部位，常设计油槽或油道结构，定期添加润滑油后能长时间保持润滑这些结构设计简单可靠，维护方便，是确保模具长期稳定运行的重要措施热流道系统结构分流板热流道喷嘴加热与控制系统热流道系统的核心部件，负责将熔融塑料连接分流板与模腔的末端部件，直接控制由加热元件、热电偶和温控器组成，精确从主流道均匀分配到各个喷嘴采用优质塑料进入型腔的位置和方式喷嘴尖端设控制热流道各部分温度先进系统可实现热作模具钢制造，内部设有精密加工的流计有特殊结构如针阀控制或热配合密封，多区独立控制，优化材料流动特性加热道，周围布置加热元件保持温度均匀分可实现无冷料柱注塑现代喷嘴多采用分元件通常采用陶瓷加热棒或感应加热技术，流板温度控制精度通常控制在±℃以内体式结构，便于维修和更换易损件功率密度均匀，响应速度快1弹出板（顶板）结构顶针固定板固定各顶针尾部，传递顶出力的板件支撑板支撑顶针，防止弯曲变形的中间板回位机构确保顶出后自动复位的弹簧和导向装置连接结构与注塑机顶出机构连接的接口和传动部件顶出板系统是模具中实现产品脱模的关键机构，其设计直接影响产品顶出效果和模具寿命标准顶出板通常由顶针固定板和顶针支撑板组成，两板之间设有支撑柱和导向柱，确保顶出运动平稳板材通常选用调质处理的钢，厚度根据模具大小和顶出力确定，一般为45#12-25mm大型或精密模具常采用三板式顶出结构，增加一层缓冲板，可减小顶针弯曲变形顶出板设计需考虑顶针布局、顶出力分布和行程要求，合理设计顶出连接点位置，避免应力集中导致变形或早期失效回位弹簧选型需根据顶出板重量和复位要求确定，确保复位可靠且无冲击顶针安装及排布抽芯机构典型结构斜导柱抽芯利用固定角度的斜导柱，将动模板的直线运动转化为侧向抽芯运动斜导柱角度通常为°°，较大角度可获得更大行程但需要更大的推力适用于行程较小的侧向10-25抽芯需求导轨滑块抽芯通过导轨和滑块组成的精密导向系统，实现稳定可靠的侧向运动与斜导柱相比具有更高的精度和刚性，适合精密模具或大尺寸侧抽芯导轨通常采用标准件，便于维护和更换液压或气动抽芯利用液压缸或气缸提供动力，实现独立控制的抽芯运动可实现复杂的运动顺序控制，行程大且力量足，适用于复杂结构或多方向抽芯需求可与模具控制系统集成，实现全自动控制齿轮齿条机构将动模板的直线运动通过齿轮齿条机构转化为旋转运动，实现旋转抽芯适用于内外螺纹或旋转对称结构的脱模设计时需精确计算传动比，确保旋转角度满足脱模需求插块结构设计镶嵌式插块固定方式冷却考虑作为模具型腔或型芯的可更换部插块固定通常采用螺钉固定、楔大型插块需考虑独立冷却通道设分，插块在模具中起着关键作用块锁紧、肩部限位或过盈配合等计，确保温度均匀分布冷却通常用于易磨损部位、复杂结构区方式对于工作温度变化大的模道通常采用直径的圆孔，6-8mm域或需要特殊材料的局部采用具，需考虑热膨胀影响，设计合与插块主体一体加工或采用密封镶嵌设计可在不更换整个模具的理的间隙和膨胀补偿结构固定塞封闭合理的冷却设计可显著情况下更换磨损部件，大大降低结构必须确保插块在工作过程中延长插块使用寿命，提高产品质维护成本和时间不会松动或位移量稳定性维护策略插块设计应考虑易维护性，包括便于拆卸的抽取孔、足够的拆装空间和明确的装配标记对于精密插块，建议采用精定位结构如锥销或精密台阶确保更换后的精确定位，维持产品精度一致性感温与温控系统温度传感器加热元件常用的热电偶或热电阻安装在模具关键包括电热管、电热板或感应加热装置，位置，实时监测工作温度高精度传感提供精确控制的热量输入现代模具加器可达到±℃的监测精度，响应时热元件功率密度均匀，可根据需要分区

0.5间为秒控制1-2冷却回路控制单元精确控制的冷却水路系统，包括流量控采用控制算法的温控器，根据设定PID制阀、温度调节装置和压力监测系统值和实际温度自动调节加热功率先进与加热系统协同工作，实现温度的动态系统可实现多区独立控制和智能化自学平衡习功能插板与嵌件结构嵌件功能与类型定位与固定结构嵌件是预先放入模具中，在成精确的嵌件定位是保证产品质型过程中与塑料材料结合成一量的关键模具中通常设计精体的金属或其他材料部件常密的定位结构，如定位销、定见的嵌件包括螺母、螺柱、衬位槽或专用定位治具对于多套、电子接插件等嵌件成型嵌件产品，可采用嵌件预装板，可实现多种材料的复合功能，一次性放入多个精确定位的嵌提高产品强度、导电性或增加件，提高生产效率和一致性特殊接口功能加工与装配难点嵌件模具设计需解决热膨胀系数差异、嵌件预热、排气和防止材料缺陷等问题嵌件表面处理如喷砂、镀层或特殊涂层可提高与塑料的结合强度自动化嵌件成型需设计专用的嵌件输送和定位装置，确保高效稳定生产难加工零部件结构改进设计优化从可加工性角度重新考虑零件结构设计结构分解将复杂整体结构分解为可单独加工的简单部件工艺创新采用特种加工方法如电火花、线切割或增材制造技术夹具辅助4设计专用夹具确保加工精度和效率模具中的难加工零部件通常包括深腔、细长型芯、复杂曲面和高精度配合面等传统加工方法难以达到要求或效率低下，需要进行结构优化和工艺创新结构优化应遵循分解复杂结构原则，将一个复杂整体分解为可独立加工的简单部件，通过精密装配实现整体功能现代模具制造中，增材制造技术打印为复杂结构提供了新解决方案，特别是带有共形冷却水路的模具部件对于高硬度材料的精密加工，结合电火花成形3D和高速硬铣加工可获得最佳效果采用五轴联动加工中心可大幅提高复杂曲面加工效率和精度，减少装夹次数和人工干预型腔表面处理结构处理方法硬度提升耐磨性提升适用场景氮化处理倍普通工作条件HRC+10-153-5模具镀膜倍高精度、高要PVD HV2000-8-10求模具3000镀膜倍高温、高磨损CVD HV2500-10-15工况3500电镀硬铬倍大型模具或局HV800-2-3部处理1000激光硬化倍局部易磨损区HRC+5-82域脱模斜度与倒角结构脱模斜度设计倒角结构功能脱模斜度是产品壁面相对于脱模方向的倾斜角倒角是模具中型腔棱边的圆角过渡结构，主要度，确保产品能顺利从模具中取出不同材料服务于以下功能增强产品结构强度，避免应和产品结构需要不同的脱模角度，一般塑料制力集中；改善材料流动性，防止卷边或缺料；品需要°°的脱模角减少模具磨损，延长使用寿命；提高产品外观

0.5-3质量，避免尖锐边缘影响脱模角度选择的因素包括材料收缩率、表面纹理、产品深度和模具表面光洁度等高收倒角半径通常为，根据产品要求

0.2-2mm缩材料如需要较大脱模角；表面纹理越深，选择过小的倒角难以加工且易造成应力集中；PP所需脱模角越大；型腔深度越大，脱模困难度过大的倒角则会影响产品外观和装配性能精越高，需增加脱模角密模具的倒角通常采用精密电火花加工或高速铣削工艺实现脱模系统优化是提高生产效率和产品质量的关键对于复杂产品，可采用分段脱模或序列脱模策略，先脱出简单区域，再脱出复杂部分表面处理如抛光、镀铬等可降低脱模摩擦力，特殊涂层如或钼基涂层可进一步提高脱PTFE模性能复杂产品模具结构实例复杂产品模具通常集成多种先进结构和机构，实现复杂的成型功能多型腔模具可在一次成型周期内生产多个相同或不同的产品，提高生产效率模具设计需解决型腔均衡充填、一致冷却和同步顶出等问题，通常采用流道平衡设计、分区温控系统和序列顶出机构复杂运动机构组合是高端模具的重要特征，可能包括多向滑块、旋转抽芯、折叠机构等这些机构通过精确的机械联动或电液控制系统协同工作，实现复杂产品的自动化成型和脱模现代高端模具还广泛应用传感器和监控系统，实时监测模具状态，确保生产稳定性，并通过数据分析优化生产参数精密模具对结构的特殊要求±

0.005mm Ra

0.2μm精度要求表面粗糙度精密模具关键尺寸的公差范围，远高于普通模具的高光模具表面的粗糙度要求，相当于镜面抛光级别±标准

0.02mmHRC60-64硬度标准精密模具核心部件的硬度要求，确保长期稳定性和耐磨性精密模具制造对结构设计提出了严格要求，必须考虑微小尺寸控制和热膨胀补偿对于微小尺寸控制，通常采用整体式结构减少装配误差，或精密配合的组合结构确保装配精度加工方法上选择精密磨削、精密电火花加工或超精密切削，在关键尺寸上设置补偿结构，抵消加工和热处理变形热膨胀控制是精密模具的另一关键问题设计时需计算各部件在工作温度下的尺寸变化，选用热膨胀系数小或匹配的材料，设置合理的配合间隙高端精密模具通常采用恒温控制系统，将模具温度控制在±℃的范围

0.5内，最大限度减少热变形对精度的影响结构设计上，通过对称布局和平衡冷却，确保热变形均匀，维持相对精度稳定高产能模具结构特点模具结构建模简介CAD参数化设计现代模具系统广泛采用参数化设计方法，通过建立参数关联和特征模型，实现设计的快速修改和优化参数化设计允许设计者通过修改关键参数自动更新整个模型，极CAD大提高设计效率和灵活性装配体建模模具设计中的装配体建模是关键环节，通过建立零件间的位置约束和运动关系，实现复杂结构的虚拟组装和干涉检查装配体建模能够验证模具开合运动、顶出系统和抽芯机构的工作状态，及早发现设计问题集成CAD/CAM现代模具设计系统实现了与的无缝集成，三维模型可直接用于生成数控加工程序，减少数据转换和编程时间先进系统还能进行加工仿真和刀具路径优化，提高加CAD CAM工质量和效率模具结构典型失效案例1型芯断裂分析细长型芯是模具中最易断裂的部位，主要由于设计截面过小或支撑不足导致典型案例如手机连接器模具中的插针型芯，直径仅，长度超过，在侧向力作用下容易折断解决方案包括增加型芯根部过

0.5mm8mm渡圆角减少应力集中，采用高强度材料如粉末高速钢，并设计多级支撑结构提高刚性M3902分型面变形与泄漏模具工作过程中分型面变形导致材料泄漏是常见失效模式，多发生在大型薄壁模具上某汽车仪表板模具在使用万次后出现严重飞边，分析发现是模板厚度不足导致高压下变形改进措施包括增加模板厚度，设计3合理的支撑结构，采用预应力补偿设计抵消工作变形，以及优化分型面布局减小局部压力3热疲劳与热裂纹热作模具如压铸模和热塑模具常见热疲劳失效某铝合金压铸模在使用次后型腔表面出现网状裂纹，8000显著影响产品表面质量分析表明是热应力循环导致材料疲劳开裂解决方法包括优化冷却系统提高温度均匀性，采用高热疲劳强度材料如特种钢，表面进行等离子氮化处理提高耐热疲劳性能H13ESR4导向系统精度下降长期使用后导向系统精度下降导致产品尺寸偏差是精密模具常见问题某电子连接器模具使用万次后产品5配合间隙超差检测发现导柱与导套间隙从原设计的增加到，导致型腔错位改进方案

0.01mm

0.05mm包括选用高耐磨性导向组件，设计自动补偿结构，采用滚珠导向系统替代滑动导向，以及建立预防性维护制度定期更换易损件新型模具结构发展趋势智能模具技术集成各类传感器和监控系统的智能模具代表着行业前沿发展方向通过内置的温度、压力、位移传感器实时监测模具工作状态，结合边缘计算和无线通信技术，实现模具运行数据的采集与分析先进系统能够预测模具故障，提前安排维护，大幅提高生产效率和模具寿命模块化设计标准化模块组合的设计理念正在改变传统模具开发方式通过将模具分解为标准功能模块，如浇注模块、冷却模块、顶出模块等，可实现快速组合与更换这种方法大幅缩短设计周期、降低制造成本，同时提高模具维护便利性模块化设计特别适合多品种小批量生产需求，提升企业柔性制造能力新材料应用特种材料在模具领域的应用不断拓展高性能硬质合金、陶瓷复合材料和特种涂层技术极大提升了模具的耐磨性和使用寿命打印金属粉末材料允许制造具有共形冷却通道的复杂结3D构，显著提高散热效率纳米复合材料和自修复材料的应用为延长模具使用寿命提供了新途径绿色环保设计节能减排理念深入模具设计领域低能耗模具设计通过优化结构减少材料使用，轻量化设计降低能源消耗无润滑或少润滑设计减少工作过程中的污染物排放可循环材料和易拆解结构提高模具报废后的回收利用率，降低行业环境影响，符合可持续发展要求不同行业模具结构对比汽车模具家电模具特点是大型化、高强度和高效率，模具中大型模具，注重表面质量和尺寸稳定尺寸通常在米范围，重量可达数十性家电外壳模具常采用气辅或水辅注1-6吨结构设计注重热平衡和变形控制，塑技术，需设计特殊的气室或水路系统常采用多区温控系统和变形补偿结构为满足外观要求，表面处理技术如纹理、大型车身覆盖件模具需要精密的顺序压高光处理较为复杂，模具设计需考虑充力控制系统，确保材料流动均匀分排气和均匀冷却医疗模具电子模具洁净度和安全性是首要考虑因素医疗精密小型模具，对精度和一致性要求极器械模具通常采用不锈钢或特种合金材高电子连接器模具型腔精度通常在料，避免污染和腐蚀生产环境要求高，±以内，对导向系统精度要

0.005mm模具设计需考虑无死角、易清洁特性求严格多采用热流道系统和精密温控，对精度和表面质量要求高，常采用全电确保产品尺寸稳定模具材料常选用高动注塑机和精密控制系统耐磨、高稳定性的特种钢模具结构在自动化生产中的应用自动脱模系统现代自动化生产线中，模具脱模系统已实现全自动化通过伺服电机或液压系统精确控制顶出力度和速度，结合机械手或机器人实现产品自动取出和摆放先进系统还配备视觉检测装置，能够实时监控产品质量，对不合格品自动分拣在线监控结构模具内置各类传感器，构成完整的在线监控网络温度传感器监测模具各区域温度分布；压力传感器监测型腔内压力变化；位移传感器监测模具开合状态和顶出动作这些数据通过工业物联网技术实时传输至控制中心，实现模具工作状态的全程监控智能制造案例先进的智能制造工厂中，模具已成为数字化生产的核心节点模具配备唯一标识和数据存储芯片，记录生产参数和使用历史基于大数据分析技术，系统能预测模具维护ID时间，优化生产计划模具与智能注塑机、机器人和系统无缝集成，实现从原料到成品的全过程智能化管理MES模具结构知识总结深化应用将知识应用于实际设计与创新系统掌握理解各结构间的关联与协同作用功能认知明确各模具结构的功能与作用基础原理4掌握模具工作原理与基本构成通过本课程的学习，我们系统了解了模具的基本结构组成、工作原理及各部件功能从定模板、动模板、型腔型芯等基础结构，到导向系统、顶出机构、冷却系统等功能组件，再到先进的热流道系统、智能监控装置等高级结构，构建了完整的模具结构知识体系模具结构设计是一门综合性学科，需要平衡功能实现、加工工艺、使用寿命和经济性等多方面因素在实际应用中，我们应根据产品特点和生产需求，选择合适的结构形式，进行合理的结构设计随着新材料、新工艺和智能技术的发展，模具结构将不断创新，向着高精度、高效率、长寿命和智能化方向发展问答与课程结束常见问题解答学习建议行业展望对于初学者来说，模具结构中最需要重模具结构学习应遵循理论结合实践的原模具行业正向数字化、智能化、绿色化点掌握的是模具的基本组成和工作原理，则除了课堂学习外，建议参观模具制方向发展未来的模具结构将更加注重包括定模板、动模板的功能区别，型腔造企业，了解实际生产过程；动手拆装模块化设计和标准化应用，融入更多的型芯的作用，以及导向系统的重要性实际模具，感受各部件的配合关系；参传感器和控制单元，实现智能监测和自与简单模具的设计与制造，将理论知识适应调节功能应用到实践中在实际工作中，最容易出现问题的模具对于有志于从事模具设计与制造的学习结构主要有冷却系统布局不合理导致产推荐的进阶学习资料包括《精密注塑模者，建议关注增材制造技术、数字孪生品变形，顶出系统设计不当造成产品划具设计与制造》、《模具技技术和人工智能技术在模具领域的应用，CAD/CAM伤，以及分型面精度不足引起飞边针术》等专业书籍，以及行业权威期刊如这些新兴技术将为模具结构设计带来革对这些问题，需要在设计阶段进行充分《模具工业》、《塑料工程》等此外，命性变化，创造更多的职业发展机会考虑和优化参加行业展会和技术交流活动也是拓展视野的有效途径。