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温控器垫块点浇口注射模的设计【三维UG】【10张CAD图纸+毕业答辩论文】【注塑模具】

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温控 垫块 浇口 注射 设计 三维 ug 全套 cad 图纸 毕业 答辩 论文 注塑 模具
资源描述：

摘  要


近几年好多国家都在发展机械行业，与机械相关的各个行业都越来越重视CAD/CAM技术，如今CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求,国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。同时还因为塑料制品及模具的3D设计与成型过程中3D分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。

在本次毕业设计中，通过运用三维实体造型高端软件UG NX对“温控器垫块”外形进行3D造型，同时也设计了其塑料注塑模的3D模型。在正确分析塑件工艺特点和ABS的性能的基础上，介绍了对凸模，凹模，浇注系统，脱模机构，顶也机构的设计，选择标准零件，设计非标件的设计过程。由于模具生产的塑料制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，涉及模具结构、强度、寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题；CAD、UG NX等不同的软件可分别用于模具的设计、制造和产品质量进行分析。塑料注射成型所用的模具称为注射模成型模具，该模具特点是模具先由注射机合模机构闭和紧密，然后由注射机注射装置将高温高压的塑料熔体注入模腔内，经冷却或固化成型后，在侧向分型的作用下开模取出塑件。还根据所设计的模具尺寸选择安装了相应的模架，最终生成了直观的结构设计图；此外还利用CAD绘制了模具装配图以及各种成型零件图。

关键词：温控器；注塑模；CAD/CAM；ABS塑料；3D


Abstract


A lot of countries in the development of machinery industry in recent years, every industry pay more and more attention to related to mechanical CAD/CAM technology, CAD/CAM technology has now developed into a relatively mature technology, with the rapid development of our country home a ABS liance industry of mold industry, puts forward higher and higher requirements, especially plastic mould, in 2004, as a proportion of the plastic mold in the mold industry has risen to 30%, according to experts predict that in the next few years, China plastic mould industry will continue to maintain an annual growth rate of more than 10% of the high speed of development. Domestic demand in injection mold plastic mold market is the largest, the key for engineering plastic mold development. Also because of the plastic products and mould Three-Dimensional design and molding process of Three-Dimensional analysis is the plastic mold industry plays a more and more important role.

In this graduation design, the high-end software UG NX three-dimensional entity model is used to shape of "t type mounting bracket" Three-Dimensional modeling, and design the Three-Dimensional model of the plastic injection mold.On the basis of the correct analysis of the characteristics and ABS plastic parts process performance, the introduction of the punch,die,casting system, stripping agencies,top agency also design, selection of standard parts,the design of non-standard parts of the design process.Due to mold plastic products with high precision,high complexity,high consistency,high productivity and low consumption, etc,involve mold structure, strength,life span,and the molten plastic in the mold flow projections and other complex engineering computing problems; CAD,different software may be designed such UG NX molds are used,the manufacturing and product quality analysis.Plastic injection molding mold used for injection molding is called a mold injection machine is characterized first by a mold clamping mechanism and tightly closed, and then the injection machine injection device of the high temperature and pressure of the plastic melt into the mold cavity, cooling or after curing,in the role of the lateral parting remove mold plastic parts.Also according to the design of the mould size choose to install the corresponding mold frame, the resulting intuitive structure design; In addition to use CAD draw the mold assembly drawing as well as a variety of molding part drawing.

Key words:Thermostat;plastics mold;CAD/CAM;ABS plastic;Three-Dimensional


目  录

引言1

1  注塑模设计的相关理论概述3

1.1 注塑成型的相关概念3

1.1.1 注塑成型的基本概念3

1.1.2 注塑成型的特点3

1.1.3 注塑成型的工艺过程3

1.2 注塑模的定义4

1.3 注塑模的分类4

1.4 注塑模设计流程及关键环节6

1.5 注塑模设计软件——UG简介7

1.6 注塑模主要加工方法简介9

2  温控器垫块注塑模设计10

2.1 温控器垫块相关参数计算10

2.2 温控器垫块成型工艺要求10

2.2.1 塑件工艺性分析10

2.2.2 塑件材料的基本特性11

2.2.3 ABS的性能指标11

2.2.4 塑件材料成型性能11

2.2.5 尺寸精度分析11

2.2.6 表面质量分析11

2.2.7 模塑设备的选择12

2.3 注射模的结构设计13

2.3.1 分型面的选择13

2.3.2 确定型腔的排列方式13

2.3.3 浇注系统的设计14

2.3.4 浇注系统的平衡16

2.3.5 推件机构的设计16

2.4 模架的选择17

2.5 型腔工作尺寸的计算17

2.6 型芯工作尺寸的计算19

2.7 模具的其他相关计算20

2.8 冷却装置的设计20

2.8.1 冷却时间的计算21

2.8.2 冷却水管直径21

2.8.3 冷却水道的结构21

2.9 开模行程的校核22

2.10 注射机的校核22

2.11 模具外形尺寸校核22

2.12 注射模的安装与调试23

3  温控器垫块注塑模的仿真实现24

3.1 模具开发流程24

3.2 产品建模24

3.3 温控器注塑模装配仿真25

4  温控器垫块注塑模型腔加工工艺及流程28

5  机械加工工艺卡30

6  结论31

致  谢32

参考文献33


引言

模具是基础工业的生产设备，模具技术就是生产技术。作为发展和振兴我国大力推手的模具行业，日益受到人们的关注和重视。模具工业的一个组成部分是属于高新技术产业，重要组成部分是装备工业。在每一个国家的模具一直享有“工业（百业）之母”，“重点行业”，“不可估量的电力行业”，“产业发展的全部秘密”，“效益放大器”等一系列的声誉。模具行业的现状是很重要的，而且在国民经济工业机械，石化，汽车，电子，建筑的五大支柱，需要相应的模具行业。在推行资源节约型社会的当今时代，塑料工业的强大也要求注塑模具的发展紧随其后，所以相关研究也逐步深入并实现实践。注塑模具的研究包含着产品材料、模具设计、模具制造，国内外研究学者投入的心血都转化成海量的文献，对注塑模具的发展有着承前启后的作用。


内容简介：
编号： 毕业设计(论文)开题报告题 目： 温控器垫块点浇口 注射模的设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 吕 亮 学 号： 1001120122 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 杨运泽 职 称： 讲师 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013年12月23日1毕业设计的主要内容、重点和难点等 主要内容：1. 温控器点浇口注射模的设计任务书；2. 设计相应的模具及其主要的零部件，制定出主要零部件（如凹或凸模）的工艺规程，并编制主要零部件的制造工艺。3. 对模具进行实体建模、绘制模具的装配图与零件图。4. 模具的装配；5. 撰写毕业设计说明书；6. 翻译相关英文资料。重点、难点：1. 消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。2. 消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。3. 选择成型设备根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。4. 定模具类型的主要结构方案选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）查阅过的文献资料 1. 模具设计与制造技术教育丛书编委会.模具结构设计.北京：机械工业出版社，2004.2. 杨占尧，白柳.塑料模具典型结构设计实例.北京：化学工业出版社，2009.3. 宋满仓等.注塑模具设计与制造实战M.北京：机械工业出版社，2003.4. 刘航.模具技术经济分析M.北京：机械工业出版社，2002.5. 傅建等.模具制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2004.6. 冯爱新.塑料模具工程师手册.北京:机械工业出版社，2009.7. 张国强.注塑模设计与生产应用M.北京：化学工业出版社，2005. 8. 刘文，王国辉，谭建波SolidWorks模具设计入门、技巧与实例M北京：化学工业出版社，2010.9. Chen,Y.-M.Computer-aided integrated design for injection molding.Intelligent Processing and Manufacturing of Materials, 1999.10.Yan, L. An Intelligent Knowledge-based Plastic Injection Mold Design SystemJ. Annual Technical Conference - ANTEC, Conference Proceedings, v 3, 2003,p 3514-3518.调研情况如下：国内热流道模具也已经生产，有些企业已达 30%左右，但总的来看，比例太低，亟待发展。 随着塑料成型工艺的不断改进与发展， 气辅模具及适应高压注射成型工艺的模 具将随之发展。 模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大 地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高 模具质量和降低模具制造成本。同时，快速经济模具的前景十分广阔。中、低熔点合金模具，喷涂成型模具，电铸模，精铸模，层叠模，陶瓷吸塑模及光造型和 使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进一步发展。快换模 架、快换冲头等也将日益发展。另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模 装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。快换接头的样式越来越多，外观也越来越复杂。因而模具的要求也越来越高，设备也更先进，制造工艺也比以前要更有难度。在这样的市场中要有立足之地，对我们设计人员是一个相当大的考验，设计人员必须多掌握几种软件。设计出来的东西要有创新才行。这样才不会被淘汰。模具行业中压铸模的比例将不断提高。随着车辆和电机等产品向轻量化方向发展，对压铸模的数量、寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。随着以 塑料代钢、以塑代木的发展和产品零件的精度和复杂程度的不断提高，塑料模 的比例将不断提高，其精度和复杂程度也将随着相应提高。 3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料 预期安排如下：1、2013年12月9日2014年4月6日完成毕业论文的开题报告、与指导教师共同制定毕业论文（设计）任务书；完成外文文献翻译及文献综述的撰写等工作；开始系统设计或论文撰写。2、2014年4月7日-2014年4月21日初步完成系统设计或论文撰写，进行毕业论文(设计)工作中期检查；对系统设计进行调试或对论文修改。3、2014年4月22日-2014年5月4日提交已完成的模具设计图纸或论文给指导老师；根据指导教师的意见进一步完善毕业论文(设计)。4、2014年5月5日-2014年5月9日提交毕业论文（设计）资料及所有文档，准备论文答辩。指导教师意见指导教师（签字）： 2013年12月日开题小组意见开题小组组长（签字）：2014年1 月日 院（系、部）意见 主管院长（系、部主任）签字： 2014年1月日- 5 -编号： 毕业设计(论文)任务书题 目： 温控器垫块点浇口注射模的设计 学院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 吕 亮 学 号： 1001120122 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 杨运泽 职 称： 讲 师 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013年12月13日一、毕业设计（论文）的内容本设计要求学生以工程实际零件温控器垫块注射模的设计作为设计对象，需要学生充分运用所学知识进行模具结构的设计。1、查阅资料，进行企业调研，了解现有注射模具设计的结构与工作原理，做好设计前的准备工作。2、根据给定的零件的结构特点以及尺寸参数，提出模具的设计方案（两种以上），进行比较后选出最佳方案进行设计；3、运用Pro/E、SolidWorks等CAD工具进行辅助设计，完成模具整体结构的设计；4、对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算；5、对模具典型零件需进行选材及工艺路线分析；6、绘制模具零件图及装配图；7、编写设计说明书。二、毕业设计（论文）的要求与数据1、根据下图所示温控器垫块零件的结构特点及尺寸完成一款注射模具的设计工作，零件的材料为：ABS；2、设计相应的模具及其主要的零部件，制定出主要零部件的工艺规程，并编制主要零部件的制造工艺；3、采用CAD设计软件（如：Pro/E、SolidWorks、AutoCAD等）对模具进行实体建模、绘制模具的装配图与零件图。4、编写设计说明书。三、毕业设计（论文）应完成的工作1、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的300-500个单词的英文摘要；编制主要零件的加工工艺卡，进行必要的理论计算，给出计算结果；2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）；3、绘制出所设计模具的装配图和零件图，折算A0图纸3张以上其中必须包含两张A3以上的计算机绘图图纸。四、应收集的资料及主要参考文献1. 模具设计与制造技术教育丛书编委会.模具结构设计.北京:机械工业出版社,2004.2. 杨占尧，白柳.塑料模具典型结构设计实例. 北京:化学工业出版社,2009.3. 宋满仓等注塑模具设计与制造实战M北京：机械工业出版社，2003.4. 刘航. 模具技术经济分析M. 北京：机械工业出版社，2002.5. 傅建等.模具制造工艺学M. 北京：机械工业出版社，2004.6. 冯爱新.塑料模具工程师手册.北京:机械工业出版社,2009.7. 张国强.注塑模设计与生产应用M . 北京：化学工业出版社，2005. 8. 刘文, 王国辉, 谭建波SolidWorks模具设计入门、技巧与实例M北京：化学工业出版社，2010.9. Chen,Y.-M. Computer-aided integrated design for injection moldingIntelligent Processing and Manufacturing of Materials, 1999.10. Yan, L. An Intelligent Knowledge-based Plastic Injection Mold Design SystemJ Annual Technical Conference - ANTEC, Conference Proceedings, v 3, 2003, p 3514-3518.五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件计算机一台CAD设计软件（AutoCAD，CAXA，UG，Pro/E，Solidworks）等任务下达时间：2013年12月17日毕业设计开始与完成时间：2013年12月17日至 2014年05 月9日组织实施单位：教研室主任意见：签字： 2013年12月14日院领导小组意见：签字： 2013 年12月16日桂林电子科技大学毕业设计（论文）外文翻译译文编号： 毕业设计(论文)外文翻译（译文）院 （系）： 国防生学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 吕 亮 学 号： 1001120122 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 杨运泽 职 称： 讲 师 2014年 3 月 9 日第 19 页 共 20 页桂林电子科技大学毕业设计（论文）外文翻译译文模具发展历程威尔克斯.莫赖斯摘要功能性零部件都需要设计验证测试，车间试验，客户评价，以及生产计划。在小批量生产零件的时候，通过消除多重步骤，建立了有快速成型形成的注塑模具，这种方法可以保证缩短时间和节约成本。这种潜在的一体化由快速成型形成注塑模具的方法已经被多次证明是可行的。无论是模具设计还是注塑成型的过程中，缺少的是对如何修改这个模具材料和快速成型制造过程的影响有最根本的认识。此外，数字模拟技术现在已经成为模具设计工程师和工艺工程师开注塑模具的有用的工具。但目前所有的做常规注塑模具的模拟包已经不再适合这种新型的注塑模具，这主要是因为模具材料的成本变化很大。在本文中，以完成特定的数字模拟注塑液塑造成快速成型模具的综合方法已经发明出来了，而且还建立了相应的模拟系统。通过实验结果表明，目前这个方法非常适合处理快速成型模具中的问题。关键词：注塑成型；数字模拟；快速成型。引言在注塑成型中，聚合物熔体在高温和高压下进入模具中。因此，模具的材料需要有足够的热性能和机械性能来经受高温和高压的塑造循环。许多研究的焦点都是直接有快速成型形成注塑模具的过程。在生产小批量零件的时候，通过消除多重步骤，直接由快速成型形成的注塑模具可以保证缩短时间和节约成本。这种潜在的有快速成型形成注塑模具的方法已经被证明成功了。快速成型模具在性能上是有别与传统的金属模具。主要差异是导热性能和弹性模量（刚性）。举例来说，在立体光照成型模具中的聚合物的导热率小于铝制的工具的千分之一。在用快速成型技术来制造铸模时，整个模具设计和注塑成型工艺参数都需要修改和优化，传统的方法是改变彻底的刀具材料不过，目前还没有对如何修改这个模具材料的方法有根本的了解在当前的模具中，仅仅改变一些材料的性能是不能得到一个合理的结果的。同样，使用传统方法的时候，实际生产的零件也会有出先次品。因此，研究出一个快速成型过程，材料和注塑模具之间的互动关系是非常火急的。这样就可以确定模具设计标准和快速模具的注塑的技术。此外，计算机模拟是一种预测模塑件的质量的有效的方法。目前，商用仿真软件包已经成为模具设计师和工艺工程师在注塑过程中例行性的工具。不幸的是，目前常规注塑成型的模拟程序已经不再适用于这个快速成型模具，因为它极大的需要不同的刀具材料。例如，利用现在的仿真软件在铝和立体光照模具之间做个实验比较一下，虽然铝模具模拟植的部分失真是合理的，但是结果是不可以接受的，因为误差超过了百分之五十。在注塑成型中，失真主要是由于塑料零件的收缩和翘曲，模具也是一样的。对于通常模具，失真的主要因素是塑料件的收缩和翘曲，这个在目前的模拟中能测试准确。但是对于快速成型模具，潜在的失真会更多，在当前的测试中，其中就会有些失真会被忽视。例如，用一个简单的三步骤模拟分析模具变形的时候，就会出现很多偏差。在本文中，基于以上分析，一个新的快速成型模具的仿真系统已经开发出来了。拟议制度着重于预测部分失真，主要是用与预测快速成型模具的缺陷。先进的仿真系统可以用于预测快速成型模具设计和工艺是否最合理。我们的仿真系统已经被我们的实验证明是没有错误的。虽然有很多材料可以用于快速成型技术，但是我们还是专注于利用立体光照模具的技术来制造聚合物模具立体光照成型的过程是利用激光能量一层一层建立零件的部分。使用立体光照则可以体现出双方在快速成型工业的商业优势，而且在以后也可以生产出准确的，高品质的零部件。直到最近，立体光照主要是用于建立物理模型，为了检查视觉效果，仅仅只利用了它的一点点功能。不过，新一代的立体光照的光改善了立体化，机械性能，热学性能，所以它可以更好的应用于实际的模具中。1 模具在工业生产中的地位模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。1989年3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位(仅次于大型发电设备及相应的输变电设备)，确立模具工业在国民经济中的重要地位。1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年到2000年，对80多家国有专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。据统计，在家电、玩具等轻工行业，近90的零件是综筷具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过60。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看，80年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测，到2000年，产品尽件粗加工的75%、精加工的50将由模具完成；金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成，50以上的金属板材、80以上的塑料都特通过模具转化成制品。2 模具的历史发展模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。19世纪，随着军火工业(枪炮的弹壳)、钟表工业、无线电工业的发展，冲模得到广泛使用。二次大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在前列许多模具先进技术，如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术，大多起源于美国；而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。50年代，模具行业工作重点是根据订户的要求，制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从1955年到1965年，是压力加工的探索和开发时代对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥，并把这些知识不断应用于现场实际，使得冲压技术在各方面有飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则，并使得压力机械、冲压材料、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进，从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。进入70年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机弯曲机。在此期间，日本站到了世界最前列其模具加工精度进入了微米级，模具寿命，合金工具钢制造的模具达到了几千万次，硬质合金钢制造的模具达到了几亿次p每分钟冲压次数，小型压力机通常为200至300次，最高为1200次至1500次。在此期间，为了适应产品更新快、用期短(如汽车改型、玩具翻新等)的需要，各种经济型模具，如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。从70年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高，生产周期不断加快，模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备，凭经验和手艺越来越不能满足模具生产的需要。90年代以来，机械技术和电子技术紧密结合，发展了NC机床，如数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的CNC机床提高了数控机床的使用效率和范围。近年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的NNC系统。随着计算机技术的发展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计、制造、管理等。国际生产研究协会预测，到2000年，作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法，就必须把过去的经验和思考方法，进行系列化、数值化、数式化，作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别，要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大，模具结构有一定的规律，放可总结归纳，为自动设计提供软件。如日本某公司的CDM系统用于级进模设计与制造，其中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序(为数控加工中心和线切割编程)等，所用时间由手工的20%、工时减少到35小时；从80年代初日本就将三维的CADCAM系统用于汽车覆盖件模具。目前，在实体件的扫描输入，图线和数据输入，几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程，产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平；计算机仿真(CAE)技术也取得了一定成果。在高层次上，CADCAMCAE集成的，即数据是统一的，可以互相直接传输信息实现网络化。目前国外仅有少数厂家能够做到。3 我国模具工业现状及发展趋势由于历史原因形成的封闭式、“大而全”的企业特征，我国大部分企业均设有模具车间，处于本厂的配套地位，自70年代末才有了模具工业化和生产专业化这个概念。生产效率不高，经济效益较差。模具行业的生产小而散乱，跨行业、投资密集，专业化、商品化和技术管理水平都比较低。据不完全统计，全国现有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车间（分厂）近17000家，约60万从业人员，年模具总产值达200亿元人民币。但是，我国模具工业现有能力只能满足需求量的60左右，还不能适应国民经济发展的需要。目前，国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具还主要依靠进口。据海关统计，1997年进口模具价值6.3亿美元，这还不包括随设备一起进口的模具；1997年出口模具仅为7800万美元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。3.1 模具工业产品结构的现状按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占50左右，塑料成形模约占20，拉丝模（工具）约占10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40以上。我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到35um，有50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比，处于80年代中期国际先进水平。我国的塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低。目前单型腔，简单型腔的模具达70以上，仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为80万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度已达到5um以下，最高寿命已突破2000万次，型腔数量已超过100腔，达到了80年代中期至90年代初期的国际先进水平。3.2 模具工业技术结构现状我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。 在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10%的模具在设计中采用了CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近10多年来引进的先进设备）或因计算机制式（IBM微机及其兼容机、HP工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用CAPP技术进行工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的CAD/CAM技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有25%左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的8%12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而80年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高。3.3 模具工业配套材料，标准件结构现状近10多年来，特别是“八五”以来，国家有关部委已多次组织有关材料研究所、大专院校和钢铁企业，研究和开发模具专用系列钢种、模具专用硬质合金及其他模具加工的专用工具、辅助材料等，并有所推广。但因材料的质量不够稳定，缺乏必要的试验条件和试验数据，规格品种较少，大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。在钢材供应上，解决用户的零星用量与钢厂的批量生产的供需矛盾，尚未得到有效的解决。另外，国外模具钢材近年来相继在国内建立了销售网点，但因渠道不畅、技术服务支撑薄弱及价格偏高、外汇结算制度等因素的影响，目前推广应用不多。模具加工的辅助材料和专用技术近年来虽有所推广应用，但未形成成熟的生产技术，大多仍还处于试验摸索阶段，如模具表面涂层技术、模具表面热处理技术、模具导向副润滑技术、模具型腔传感技术及润滑技术、模具去应力技术、模具抗疲劳及防腐技术等尚未完全形成生产力，走向商品化。一些关键、重要的技术也还缺少知识产权的保护。我国的模具标准件生产，80年代初才形成小规模生产，模具标准化程度及标准件的使用覆盖面约占20%，从市场上能配到的也只有约30个品种，且仅限于中小规格。标准凸凹模、热流道元件等刚刚开始供应，模架及零件生产供应渠道不畅，精度和质量也较差。3.4 模具工业产业组织结构现状我国的模具工业相对较落后，至今仍不能称其为一个独立的行业。我国目前的模具生产企业可划分为四大类：专业模具厂，专业生产外供模具；产品厂的模具分厂或车间，以供给本产品厂所需的模具为主要任务；三资企业的模具分厂，其组织模式与专业模具厂相类似，以小而专为主；乡镇模具企业，与专业模具厂相类似。其中以第一类数量最多，模具产量约占总产量的70%以上。我国的模具行业管理体制分散。目前有19个大行业部门制造和使用模具，没有统一管理的部门。仅靠中国模具工业协会统筹规划，集中攻关，跨行业，跨部门管理困难很多。模具适宜于中小型企业组织生产，而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时，中小型模具企业的投资得不到保证。包括产品厂的模具车间、分厂在内，技术改造后不能很快收回其投资，甚至负债累累，影响发展。虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量强，设备条件较好，生产的模具水平也较高，但设备利用率低。我国模具价格长期以来同其价值不协调，造成模具行业“自身经济效益小，社会效益大”的现象。“干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如干模具带件生产的。干带件生产的不如用模具加工产品的”之类不正常现象存在。4 模具的发展趋势4.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展（1）模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。（2）模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。（3）模具软件应用的网络化趋势随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其21世纪制造企业战略中指出，到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案，使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。4.2 模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展（1）模具检测设备的日益精密、高效精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达23m，目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm3250mm三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物建立数学模型输出工程图纸模具制造全过程，成功实现了逆向工程技术的开发和应用。这方面的设备还包括：英国雷尼绍公司第二代高速扫描仪(CYCLON SERIES2)可实现激光测头和接触式测头优势互补，激光扫描精度为0.05mm，接触式测头扫描精度达0.02mm。另外德国GOM公司的ATOS便携式扫描仪，日本罗兰公司的PIX-30、PIX-4台式扫描仪和英国泰勒霍普森公司TALYSCAN150多传感三维扫描仪分别具有高速化、廉价化和功能复合化等特点。（2）数控电火花加工机床日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的NCEDM具有P-E3自适应控制、PCE能量控制及自动编程专家系统。另外有些EDM还采用了混粉加工工艺、微精加工脉冲电源及模糊控制(FC)等技术。（3）高速铣削机床(HSM)铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为普通铣削加工的510倍)及可加工硬材料(60HRC)等诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。瑞士克朗公司UCP710型五轴联动加工中心，其机床定位精度可达8m，自制的具有矢量闭环控制电主轴，最大转速为42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速铣床，其加工范围达2500mm5000mm1800mm，转速达20500r/min，切削进给速度达20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、压铸模、大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可达0.01mm。4.3 快速经济制模技术缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。与传统模具加工技术相比，快速经济制模技术具有制模周期短、成本较低的特点，精度和寿命又能满足生产需求，是综合经济效益比较显著的模具制造技术，具体主要有以下一些技术。(1)快速原型制造技术(RPM)。它包括激光立体光刻技术(SLA) ；叠层轮廓制造技术(LOM) ；激光粉末选区烧结成形技术(SLS) ；熔融沉积成形技术(FDM) 和三维印刷成形技术(3D-P)等。(2) 表面成形制模技术。它是指利用喷涂、电铸和化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术。(3) 浇铸成形制模技术。主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合成形模具技术及硅橡胶制模技术等。(4) 冷挤压及超塑成形制模技术。(5) 无模多点成形技术。(6) KEVRON钢带冲裁落料制模技术。(7) 模具毛坯快速制造技术。主要有干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸造及失蜡精铸等技术。(8)其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。4.4 模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具钢有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火钢(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型热作模具钢有美国H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用钢有预硬钢(如美国P20)、时效硬化型钢(如美国P21、日本NAK55等)、热处理硬化型钢(如美国D2，日本PD613、PD555、瑞典一胜白136等)、粉末模具钢(如日本KAD18和KAS440)等；覆盖件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V铸铁等，大型模架用HT250。多工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金YG20等。在模具表面处理方面，其主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗(如TD法)发展；由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；可采用的镀膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀(刷镀)防腐强化等技术也日益受到重视。4.5 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同在成形工艺方面，主要有冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成形技术等。另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。具体主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的团队精神，精益生产；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理；广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。5 综合仿真的成型过程5.1 方法 为了在注塑成型过程中模拟立体光照模具的功能，反复的试验中得到了一个方法。不同的软件组已经开发出来了，而且也已经做到了这一点。主要的假设是，温度和负载边界条件造成立体光照模具的扭曲，仿真步骤如下：部分几何模型则作为一个实体模型，这将通过流量分析软件包被翻译到一个文件中。模拟光聚合物模具中熔融体填充的过程，然后输出温度和压力的资料。在前一步获得了热负荷和边界条件，然后对光模具进行结构分析，其中失真的计算是在该注塑过程中进行的。如果模具的扭曲收敛了，那么直接进行下一步否则，扭曲的型腔（改动扭曲后的型腔的尺寸）返回第二个步骤，以熔体形式模拟注入扭曲的模具中。然后注射成型零件的收缩和翘曲模拟就开始应用了，算出该成型零件最终的扭曲部分上述的模拟流动中，基本上是三个仿真模块。5.2充型模拟的熔体5.2.1数字建模 计算机仿真技术已经能成功的预测到在极其复杂的几何形状下的填充情况。然而，目前大多数字模拟是基于一种混合有限元和有限差的中性平面上的。模拟软件包的应用过程基于这一模型说明图。然而，不同与系统中模具设计中的表面实体模型，这里所谓的中性平面（如图所示，图）是一个假想的在中间型腔中有距离和方向的一个平面，这个平面可能会在应用的过程中带来很大的不便。举例来说，模具表面常用于目前的快速成型系统中（通常是格式），所以当用模拟软件包的时候，第二次建模是不可避免的。那是因为模型在快速成型系统和仿真系统中是不一样的。考虑到这些缺点，在模拟系统中，型腔的表面将以基准面来引入，而不是中性平面。根据以往的调查，流量和温度场的方程式可以写为：X,Y是中性平面坐标系中的两个平面，是高度坐标，是，方向上的速度，是整体的平均厚度，, ,CP (T), K(T)分别表示聚合物的粘性，密度，周期热，热导率。图 是中性平面的模拟程序是维表面模型，是中性平面模型，是网状的平面模型，是最后的模拟结果此外，在高度方向上的边界条件的误差可以表示为：正如图中的中表示，TW 是恒壁温度.结合方程和方程，表明了u, v, T, P在坐标上面应该是对称的，因此在上半个高度中的平均u, v应该和整个高度中的平均u, v是一样的。根据这个特点，我们可以把整个型腔在上下高度上分为两个部分，正如图中的第一部分和第二部分。同时，型腔（如图）表面产生的三角有限元将替代了中性平面（如图）。因此，在高度方向上的有限元误差仅仅限于型腔表面，正如图所示，高度上的误差将从到。这是中性平面上的单一性。此外，从图到图，坐标也随之改变了。为了配合上述调整，方程仍是用方程。然而，原来的边界条件高度方向则改写为：与此同时，为了保持在同一坐标（）上的两部分能够流动，那么更多的边界条件必须满足。下标I和II则分别代表第一部分和第二部分的参数Cm-I 和Cm-II 则表示在填充阶段中分开的两个表面上的自由移动的熔融线。应该指出的是，方程与和方程与不同，和在数字模拟过程中将变的更难，主要原因是以下几点：)同一个断层的表面都已经都已经有着特殊的网格，这将导致同一层上的独特的格局因此，在比较两个熔接口的时候，应该计算出各自的u, v, T, P。)因为两个部分都有各自的流道通向节点和节点（如图所示）在同一段中，有可能两个都充满，也有可能一个满，一个空这两个情况应该分开处理，应该平均流动，使后者也分配到流动。)这意味着在前线熔合处出现一点点小的误差是可以允许的通过控制时间和选择更好的位置来控制前线熔合节点。)每个流场的边界都扩张到熔线前线，所以核查方程是否准确是相当重要的。)鉴于上述分析，在同一个节点处的物理参数应该加以比较和调整。所以在进行模拟之前，描述同一节点有限元的信息应该准备好，也就是说匹配的原理应该先预备好。图 表明表面模型中的中性平面的高度方向上的边界条件5.2.2 数字模拟压力场在建模中，粘度 是由于熔提的剪切速率，温度和压力引起的性能剪切变稀后，这就代表一个跨越式的模式，例如：其中对应于幂律指数，的特点是在在牛顿和幂律渐近极限之间的剪应力过渡区。无论在温度还是压力指数上，0(T, P)都可以有合理的表示，详情如下：方程11和12构成了一个五个常数，可以代表粘度，而且通过粘度的剪切速率的计算可以得到：根据上述情况，通过方程14，我们可以推断出一下充气压力方程：其中S是由计算出来的。运用伽辽金方法，对压力的有限元方程推导为：其中l是所有要素的的导线，包括节点N，而且其中i和j代表此处的N节点的数目，的计算方法如下：其中代表三角有限元，而代表有限元中的压力。温度场中，为了确定高度方向上的误差，应该在模具表面上分为一层一层的三角有限元的网格。左边的能量方程4可以表示为：其中代表每一层N节点上的温度。热传导的计算方法是：其中l是所有要素，包括节点N，而且i和j分别代表此处的N节点个数。对流项的计算方法是：当是粘性热时，计算方法是：把方程1720带入方程4，温度方程变为：5.3 模具结构分析结构分析的目的是预测在填充过程中，模具由于热和机械压力而产生的变形。这个模型是基于一个三维热边界元法。边界元法是比较适合这个应用的，因为只有变形的模具表面才有这样的信息。此外，边界元法有一个优点，那就是在计算变形的模具的时候，它的计算是不会白费的。模具在所受载荷超过弹性范围的时候会产生应力。因此，在决定模具变形的时候，模具材料是一个基准。模具的热性能和力学性能是各向同性的，而且温度也是独立的。尽管这个过程是循环的，但是相同时间的温度和热流都是可以用于计算模具变形的通常情况下，在模具里面每个瞬间温度都局限于型腔的表面和喷嘴的顶端。在观察距离的时候，瞬间的衰减变化是很微笑的，小于毫米这说明在模具的喷嘴处的变形是很小的，因此，忽略这个影响也是合理的稳态温度场满足拉普拉斯方程2T = 0的边界条件。至于机械边界条件，型腔表面受到熔体的压力，模具的表面会连接到工作台上的，而其他的外部表面将会假设是自由的.热边界的推导方程是大家都知道的，这是由于：其中uk, pk和分别是位移，牵引力和温度。, 是代表材料的膨胀系数和泊松比。Ulk是在方向上基本的位移。在一个三维空间中，各向同性弹性区域中，由一个单元产生的负荷主要集中在xl方向上，它是以下面的形式产生的：其中lk是Kronecker三角函数，是该模具材料的剪切模量。Plk的基本收缩都是在模具表面的每个节点处测量的，可以表示为：整个将分散在模具的表面上，转变为方程：其中n是指在这个区域上的表面成分。把恰当的线性函数代入方程，得到的线性边界方程就是模具的方程这个方程适用于每个离散的模具表面，从而组合成线性方程组，其中是节点的总数。每个节点有八个相关数量，三个位移组成部分，三个牵引组成部分，还有温度和热流量。在稳态热模型中，每个节点处的温度和磁场是已知的，余下的个量中，三个必须是已知的。此外，在若干个节点处的位移值的方程必须消除刚体运动和刚体自转的奇异系统。由此产生的系统方程式是一个集合起来的综合矩阵，它可以为有限元方法求解。基于方程的注塑假设，下面将给出元件的应力和应变：该偏元件的应力和应变分别是：用类似的方法可以预测在回火玻璃中的残余应力了。以积分的形式在平面上分析粘性和弹性结构关系时，可以表示为以下公式：其中G1是材料的的剪切模量。扩张的应变的情况如下：其中是材料体积的弹性模量，和的定义是：如果(t) = 0，那么方程到方程的结果则为：同样的，利用方程到方程消除应变xx(z, t)，得到：利用拉普拉斯变化方程，辅助系数R()由下面的方程得出：利用上述方程，并简化在模具中的应力和应变的形式，那么注塑中残余的应力在冷却阶段中，由下面的方程获得：方程可以通过梯形正交被解决。由于材料的时间在快速的变化，所以需要一个准数控程序来检测。辅助模量是检测数控梯形的规则。关于翘曲分析，节点位移和曲率将以壳单元表达为：其中 k 单元刚度矩阵，Be是衍生算子矩阵，d是位移，re是负载单元，可以由下面的方程得出：使用完整的三维有限元分析法的好处就是可以准确知道翘曲的结果。但是，当零件的形状很复杂的时候，它也是相当麻烦的。在本文中，在壳体理论基础上介绍了一种二维有限元分析方法。这种方法被大量使用是因为大多数注塑模具的零件都有一些部分几何的厚度远远小于其他部分。因此，那些部分则可以被作为一个集会的单元来预测翘曲。每三个节点壳单元组合成一个恒应变三角单元和一个离散克希霍夫三角元，如图所示，因此翘曲可以分为平面伸展变形和板弯曲变形。并相应的以单元刚度矩阵来描述翘曲的拉伸刚度矩阵和弯曲刚度矩阵。图 a-c是壳单元在局部坐标系统里的变形分解a是平面伸展元素，b是平面弯曲元素，c是壳单元6 实验验证对提出的模型进行了评定和发展，最后核查是非常重要的。从模型模拟中得到的扭曲数据将和文献中的立体光照模具数据比较。如图所示，有一个注塑尺寸36 36 6毫米和实验数据中是相同的。薄壁和加强筋的厚度都是1.5毫米，这个注塑材料是聚丙烯。注塑机的型号是ARGURYHydronica320-210-750，它的工艺参数是，熔解温度是度，模具温度是度，注塑压力是.帕，保压时间是秒，冷却时间是秒。立体光照模具材料使用杜邦SOMOSTM树脂，能抵御高达度的高温。如上所述，热传导是区分立体光照模具和传统模具的一个重要因素。模具中的热量转移会产生温度的不均匀分布，所以导致了成型零件的翘曲立体光照成型模具的周期是可以预测的。以高的热传导率金属为背面做的薄壳立体光照模具将会增加自身的热传导率。图 模型腔图 不同的热传导率下，在方向上的扭曲失真比较实验值，三步走和常规都是指最后的实验结果常规是指实验中最好的结果三步走步骤的模拟过程分别与传统的注塑成型相似图 在不同的热传导率下，在方向上的扭曲失真比较 图 在不同热传导率下，在方向上扭曲失真比较图 不同热传导率下各个捻度变量的比较对于这个部分，扭曲包括三个方向上的位移和捻度（两个最初的平行边的夹角的误差）如图到图，实验结果表明，这些数值也包括通过传统注塑模具模拟系统预测的扭曲值和报道中的三步骤。7 结论本文介绍了一个综合模拟的快速成型模具的方法，并且建立了相应的仿真系统。为了验证这个系统，实验还进行了快速焊接立体光照成型模具。很明显，立体光照模具也会出现传统的注塑模具模拟软件一样的故障假设由于注射中的温度和负载荷引起了扭曲那么用三步骤完成的话，结果也会出现比较多的误差。不过更先进的模型会使结果更接近与实验。立体光照模具改进了热传导率极大的增加了零件质量由于温度比压力（负载）对模具的影响更大，所以改进立体光照模具的热传导率可以更显著的提高零件质量。无论零件多么复杂，快速成型技术可以使人们造型更快，更便捷，更便宜在快速成型稳步发展的基础上，快速制造也将随之而来，并且需要更多的精确工具来确定工艺过程的参数现行的模拟工具不能满足研究者研究模具相对的变化。正如本文中所述，对于一个综合模型来说，要预测最
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