现代模具设计技术的现状及发展趋势
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【摘 要】本文重在阐释现代模具设计的内容以及基本方式，对模具与机械的设计区別进行了相关分析，在此基础上并对模具设计的软件进行介绍，其中有二维、三维、计算机辅助设计的软件，并对各个模具设计软件进行相关分析。展望未来模具设计智能、集成、网络化的发展趋势。
【关键词】现代模具;计算机辅助设计（CAD）;发展趋势
模具设计从本质上来说是机械设计的一种类型，在模具设计的最初阶段，手工绘图是最重要的手段之一。由于手工绘图的局限性，因此模具制造与精度以及装备上往往不能差强人意。随着计算机以及信息技术的高速发展，国内的模具设计产业也获得了快速的发展进步。手工绘图此时已经不再是最为主要的设计手段，通过计算机进行辅助设计的CAD方式悄然兴起。与这一技术相辅相成的CAE成为这一行业设计的主要方式。
1.模具设计
1.1模具设计的内容
就目前而言，模具设计主要包括四种基本的类型：成型零件、全新的制造工艺、整体构造以及二维图纸的设计。
（1）制品工艺分析与设计。进行制品设计的时候，较好的成型工艺性是必然，这不仅能够降低材料消耗，简化工序，同时在模具结构、质量方面也表现稳定，其简单的操作，也是其优点之一。在进行设计的时候，通常情况下是先考虑可行的成型工艺方案，必须要针对产品本身在整体生产的效率与质量以及其它与产品安全、成本控制、以及寿命等方面的原因展开必要的分析，从而确定成型工艺方案。由确定的成型工艺方案及其制品特点，再对其精度、生产的批量以及加工条件进行进一步落实，划分模具的类型和结构，最后进行设计参数的计算。
（2）所谓的模具成型零件设计指的是与制品的整体形状相吻合的零件设计类型，而要想完成模具成型零件的设计必须要充分的解决凹、凸两种模型以及其他的镶件。一般情况下，主要针对的是关于凸模以及凹模型芯、型腔的相关设计，让其形状结构、尺寸以及精度等达到技术要求。
1.2模具设计的方法
模具设计的方法与CAD技术的应用之间存在尤为紧密的联系，除此之外，在参数化、智能化、标准化以及模块化设计方面都存在尤为紧密的联系。
（1）参数化设计方式
所谓的参数化设计本身是以尺寸作为主要驱动力量，也就是需要针对零件在相应特征上面的约束，例如：平行、同轴、水质以及对其等方式，而针对位于零件之上的相应特征，可以通过迟勋以及几何形状等下相应参数的变化来进行必要的表示。通过修改参数再生，驱动特征变化，点击保存后与其关联的二维工程图会自动更新，从而减少出图工作量，而且不会担心漏改。对设计好的零件可以进行模拟装配，若装配中存在干涉、间隙等问题能清楚看出，在设计阶段就能发现，从而减少损失和返工。
（2）标准化设计
标准化本身指的是某些零部件本身的标注化设计方式，例如：弹簧、导套、螺钉以及导柱等等。通过标准化设计相应的零部件能够直接投入使用之中，不需要进行重新设计，进而达到提升设计整体效率的目的。模具的标准化对于模具性能和质量，经济效应以及生产周期方面都有着较大作用，有利于优化生产管理以及一定程度上减少企业的库存压力。
（3）模块化设计
所谓的模块化设计指的是利用模具上零部件结构和功能特点，让产品达到标准化以及组合化。经实践，模块化设计可以让设计工作在时间上、质量上得以提升，大众汽车就成功利用模块化设计设计出多款车型，周期短、成本低。相比于其他机械产品，模具的模块化有着零件空间交错、凸凹模以及一部分零件外形不能预见的特点，其结构和类型也是变化多样。
2.模具设计技术的发展趋势
与传统的模具设计技术相比较，现代化的模具制造方式呈现出的基本特点主要包括：单件小批量、离散型生产。这对于提升产品质量，提高生产效率，更好的满足用户需求有着较大作用。另外，这种特点也是进一步强化模具设计技术对现代市场变化的应变能力，未来的模具设计趋势如下：
（1）多集成趋势。这种趋势要求现代模具计不应该固守传统发展模式，而是整合技术、人力资源以及管理技术，使其形成多集成趋势发展。而与模具设计相关的理论主要包括：模具设计学理论、机械学、光学、热血以及电磁学等相应学科类型。
（2）智能化的发展趋势。当前背景之下，产品的设计已经开始转向模具设计的方向进行发展，在从传统的产品设计至模具设计转化的全过程之中，至相应产品的设计成型，这其中所有的环节都在朝向智能化的方向发展。除此之外，作为模具的设计人员以及最终的实际操作人员的整体操作必须建立在科学理论的指导之下，从而实现人和机之间的紧密配合。
（3）网络化趋势。模具设计过程中的常用软件全部需要利用网络中的软件技术或硬件技术来实现。在模具设计中越来越突出自动化、网络化的趋势，很多成功的案例出现在模具设计的跨界合作中，这是一种越来越明显的发展趋势。
（4）不间断进行更新。当前，国内模具设计产业整体快速发展，相应的竞争也在趋于激烈，作为设计人员必须要已发展的眼光来看待问题，从而保证自己的设计水准始终位于整个时代的前言。不断加强创新，以此使自己在行业竞争中立于不败之地。
（5）模具软件功能集成化。要想能够更好的实现软件功能整体的集成化，首先要保证所有的软件功能模块都是齐备的，每个功能模块都要以同一数据库或数据模型作为基础，以此来达到对信息进行综合管理和共享的目的，进而在每一个生产过程中，都能达成最佳效益，实现这个最终目标。
结束语
本文当中对模具设计技术进行了主要地介绍，也就是从模具设计在内容、方法与工具方面进行介绍，将模具设计和机械设计进行区分，其区别包括：1）模具设计分为具体四个方面，即制品工艺分析和设计、模具零件设计、模具整体设计与模具二维图纸设计;2）模具设计有很多不同的方法，有模块化设计、标准化设计、智能化设计与参数化设计;3）模具设计的主要工具是模具设计的相关软件，其中包括CAE软件、三维CAD软件与二维CAD软件等。对模具设计进行优化一般会采用CAE软件;4）模具设计应该向网络化、智能化方向发展，更多集成，不断进行创新，让模具软件功能逐步实现集成化与三维化。
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（作者单位：无锡微研股份有限公司）
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