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第十三章 定位销、联接销结构设计 13.1 两定位销之间距离应尽可能远13.2 对称结构的零件，定位销不宜布置在对称的位置13.3 两个定位销不宜布置在两个零件上13.4 相配零件的销钉孔要同时加工13.5 淬火零件的销钉孔也应配作13.6 定位销要垂直于接合面13.7 必须保证销钉容易拔出13.8 在过盈配合面上不宜装定位销13.9 对不易观察的销钉装配要采用适当措施13.10 安装定位销不应使零件拆卸困难13.11 用销钉传力时要避免产生不平衡力 第十四章 粘接件结构设计 14.1 两圆柱对接时应加套管或内部加附加连接柱14.2 改进粘接接头结构，减少粘接面受力14.3 对剥离力较大部分采用增强措施14.4 粘接结构与铸、焊件有不同特点14.5 粘接用于修复时不能简单地粘合，要加大粘接面积14.6 修复重型零件除粘接外，应加波形键14.7 修复产生裂纹的零件除胶粘外，还应采取其他措施 来源：网络

气体辅助注塑有改善外观、节约材料、缩短周期、减低内应力等优点。但是由於气辅工艺发展的时间不长，在调试中气体不易控制，加上许多初次接触的工艺人员经验不足，常常会造成生产中废品增多。本文着重说明气体辅助成型工艺、结构特点及成型缺陷的应对措施。 　工艺原理 　气辅成型(GIM)是指在塑胶充填到型腔适当的时候(90%~99%)注入高压惰性气体，气体推动熔融塑胶继续充填满型腔，用气体保压来代替 塑胶保压过程的一种新兴的注塑成型技术。它是将熔融的树脂通过高压，高速注入型腔，再把高压气体引入到制件的壁厚部位，产生中空截面，驱动熔体完成充填过程并进行保压 　气辅成型原理筒图 在气辅成型工艺调试时，需要注意以下因素： 1.对於气针式面板模具来讲，气针处压入放气时，最容易产生进气不平衡，造成调试更加困难。其主要现象为缩水。解决方法为放气时检查气体流畅性。 　2.胶料的温度是影响生产正常进行的关键因素之一。气辅产品的质量对胶料温度更加敏感。射嘴料温过高会造成产品料花、烧焦等现象;料温过低会造成冷胶、冷嘴，封堵气针等现象。产品反映出的现象主要是缩水和料花。解决方法为检查胶料的温度是否合理。 　3.手动状态下检查封针式射嘴回料时是否有溢料现象。如有此现象则说明气辅封针未能将射嘴封住。注气时，高压气体会倒流入料管。主要现象为水口位大面积烧焦和料花，并且回料时间大幅度减少，打开封针时会有气体排出。主要解决方法为调整封针拉杆的长短。 　4.检查气辅感应开关是否灵敏，否则会造成不必要的损失。 　5.气辅产品是靠气体保压，产品缩水时可适当减胶。主要是降低产品内部的压力和空间，让气体更容易穿刺到胶位厚的地方来补压。 气辅成型优点 1.减少残余应力、降低翘曲问题。传统注塑成型，需要足够的高压以推动塑料由主流道至最外围区域;此高压会造成高流动剪应力，残存应力则会造成产品变形。GIM中形成中空气体流通管理(Gas Channel)则能有效传递压力，降低内应力，以便减少成品发生翘曲的问题。 2.消除凹陷痕迹。传统注塑产品会在厚部区域如筋部(Rib&Boss)背後，形成凹陷痕迹(Sink Mark)，这是由於物料产生收缩不均的结果。而GIM可借由中空气体管道施压，促使产品收缩时由内部向外进行，则固化後在外观上不会有此痕迹。 3.降低锁模力。传统注塑时高保压压力需要高锁模力，以防止塑料溢出，但GIM所需保压压力不高，可降低锁模力需求达25%~60%。 4.减少流道长度。气体流通管道之较大厚度设计，可引导帮助塑料流通，不需要特别的外在流道设计，进而减少模具加工成本，及控制熔接线位置等。 5.节省材料。由气体辅助注塑所生产的产品比传统注塑节省材料可达35%，节省多少视产品的形状而定。除内部中空节省料外，产品的浇口(水口)材料和数量亦大量减少。 6.缩短生产周期时间。传统注塑由於产品筋位厚、柱位多，很多时候都需要一定的注射、保压来保证产品定形。气辅成形的产品，产品外表看似很厚胶位，但由於内部中空，因此冷却时间比传统实心产品短，总的周期时间因保压及冷却时间减少而缩短。 　7.延长模具寿命。传统注塑工艺在打产品时，往往用很高的注射速度及压力，使浇口(水口)周围容易产生“披峰”，模具经常需要维修;使用气辅後，注塑压力、注射保压及锁模压力同时降低，模具所承受的压力亦相应降低，模具维修次数大大减少。 8.降低注塑机机械损耗。由於注塑压力及锁模力降低，注塑机各主要受力零件：哥林柱、机铰、机板等所承受的压力亦相应降低，因此各主要零件的磨损降低，寿命得以延长，减少维修及更换的次数。 模具特点 　1.气道横截面一般为半圆型，其直径的设计要求尽量小且保持一致，一般为壁厚的2-3倍。过大或过小会对气道末端的穿透不利。气道拐弯处应有较大的圆弧过渡;在加强筋、自攻螺钉柱等结构的根部可布置气道，以利用结构件作为分气道补缩。 　2.气针的配合间隙应小於0.02mm，以防止熔料进入气针间隙;气针外周与模具的密封必须良好，要求使用耐高温的密封圈。 　3.气针的结构形式要求能防止在冷却过程中氮气从气针与制品之间的间隙逸出。 　4.气针位置离浇口不能太近。因为在充填时浇口附近料温最高，粘度较低，易使熔料进入气针间隙，造成制品缩痕、吹裂等缺陷。 5.在进行流道、浇口的设计时，由於气辅成型取消了注射补偿相，故可以设置较少的流道和浇口数量。为保证较快的充模速度，应将流道和浇口扩大。潜伏式浇口直径一般为1.5mm左右。过大的浇口尺寸，会增加浇口凝固时间，影响生产效率，而且还可能引起氮气经浇口和流道後串入料桶的危险。 来源：塑胶五金网

第11章 考虑装配和维修的机械结构设计 11.1 拆卸一个零件时避免必须拆下其他零件11.2 避免同时装入两个配合面11.3 要为拆装零件留有必要的操作空间11.4 避免因错误安装而不能正常工作11.5 采用特殊结构避免错误安装11.6 采用对称结构简化装配工艺11.7 柔性套安装时要有引导部分11.8 难以看到的相配零件，要有引导部分11.9 为了便于用机械手安装，采用卡扣或内部锁定结构11.10 紧固件头部应具有平滑直边，以便拾取11.11 零件安装部位应该有必要的倒角11.12 自动上料机构供料的零件，应避免缠绕搭接11.13 简化装配运动方式11.14 对一个机械应合理划分部件11.15 尽量减少现场装配工作量11.16 尽量采用标准件11.17 零件在损坏后应易于拆下 回收材料 第12章 螺纹联接结构设计 12.1 对顶螺母高度不同时，不要装反12.2 防松的方法要确实可靠12.3 受弯矩的螺杆结构，应尽量减小螺纹受力12.4 避免螺杆受弯曲应力12.5 避免用螺纹件定位12.6 螺钉应布置在被联接件刚度最大的部位12.7 避免在拧紧螺母（或螺钉）时，被联接件产生过大的变形12.8 法兰螺栓不要布置在正下面12.9 侧盖的螺栓间距，应考虑密封性能12.10 不要使螺孔穿通，以防止泄漏12.11 螺纹孔不应穿通两个焊接件12.12 对深的螺孔，应在零件上设计相应的凸台12.13 高速旋转体的紧固螺栓的头部不要伸出12.14 螺孔要避免相交12.15 避免螺栓穿过有温差变化的腔室12.16 靠近基础混凝土端部不宜布置地脚螺栓12.17 受剪螺栓钉杆应有较大的接触长度12.18 考虑螺母拧紧时有足够的扳手空间12.19 法兰结构的螺栓直径、间距及联接处厚度要选择适当12.20 要保证螺栓的安装与拆卸的空间12.21 紧定螺钉只能加在不承受载荷的方向上12.22 铝制垫片不宜在电器设备中使用12.23 表面有镀层的螺钉，镀前加工尺寸应留镀层裕量12.24 螺孔的孔边要倒角12.25 螺杆顶端螺纹有碰伤的危险时，应有圆柱端以保护螺纹12.26 用多个沉头螺钉固定时，各埋头不可能都贴紧

“今后的工业车间里，一边是3D打印机器，一边是机器人。”中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军，1月25日在萧山举行的中国3D打印技术产业联盟2015年第一次理事会会议上表示，3D打印技术正在主动参与智能制造的大循环中，成为未来若干先进制造平台的一部分。 迎接3D打印3.0时代 罗军提出一个新概念，即“3D打印3.0时代”。 他认为，第一代3D打印主要以模型、模具打印以及快速制造为主，第二代3D打印发展到能够打印出高精度的功能性产品。而第三代3D打印，即3D打印3.0，则将与物联网、大数据等先进技术相结合，并成为智能制造平台上的某个部分。 “目前整个行业仍处于第二代3D打印阶段，至少还需要5年时间才能过渡到第三代。” 罗军认为，在以先临三维为代表的萧山3D产业企业中，已出现了这种融合趋势，这也是为何把此次会议放在萧山的关键因素。 总部位于萧山的先临三维公司，2014年8月8日正式在新三板挂牌上市，成为中国以三维数字化与3D打印产业为主营业务的第一股，也成为浙江工业与3D打印技术融合的旗帜。 据悉，该公司提出了要成为中国3D领军企业的目标，而公司董事长李诚也透露，先临三维的商业模式也比较好，既提供专业三维扫描及3D打印装备，也开设运营3D打印服务中心。 3D打印技术进入智造领域 事实上，就全球3D打印行业来说，小而散的格局并没有得到新改变，规模效应上还没有实现真正突破。“坦白地说，市场上至今为止尚未出现行业巨头或者是龙头企业，谁将会填补这一空白，值得各方期待。”罗军说。虽然现状如此，但世界各国仍十分看好3D打印行业的潜力，称之为朝阳行业，并开始纷纷进行战略性布局。 比如，美国提出要将3D打印作为制造回归的重要技术，而德国、英国、日本等国家也都随后跟进，而在国内，国家层面的3D打印推进计划也即将出台。李诚则认为，从长远看，3D打印是一种新型的制造技术，今后的制造将是按需制造、分布式制造、个性化制造、智能化制造，而不是现在集中、规模化制造。先临三维科技副总黄贤清认为，3D打印在“工业智造”领域至少有三层应用。一是军工领域，比如飞机某些部件要求轻量化，用3D打印能一次成型。二是普通工业，目前更多用于新产品开发，模具制作的时间从两个月一下子压缩到两天。目前仅在萧山就有50多家汽车零部件生产企业、五金配件生产企业和军工零件生产企业成为其客户。 三是个性化定制。以规模、批量主导的传统制造盈利模式在倡导个性工业领域的今天将显得暗淡无光。比如汽车方向盘可根据不同人的使用习惯以及特殊要求来一对一定制，这在传统工业靠批量生产取得规模效益的模式下就很难实现。 省内首个3D打印产业园年底建成 去年10月，浙江3D打印产业园在毗邻高新滨江区的萧山闻堰高新科创园破土动工。预计今年年底前能建成核心区块。 之所以选址这里，有两方面考虑。一是方便园内企业将3D打印作为生产性服务业向全国范围的制造业进行渗透，同时也方便园内企业利用互联网信息技术在3D打印服务端进行诸如云打印等商业模式的创新。 根据计划，浙江3D产业园瞄准工业与消费两个领域，着力打造工业级3D打印、消费级3D打印两个核心产业，同时培育生物医学、设计及工艺软件和关键零部件三个潜力3D打印产业，并力争经过3到5年的努力，成为国内最具竞争力的3D产业高地之一。 有专家高度评价了浙江3D产业园的定位，特别是该产业园把工业级3D打印作为核心产业之一。专家表示，如何把3D打印恰如其分地融入到当地制造业中，甚至推动整个浙江制造业升级，将成为浙江3D产业园最大看点。 来源：中国3D打印网

第九章 机械加工件结构设计 9.1注意减小毛坯尺寸9.2加工面与不加工面不应平齐9.3减小加工面的长度9.4不同加工精度表面要分开9.5将形状复杂的零件改为组合件以便于加工9.6避免不必要的精度要求9.7刀具容易进入或退出加工面9.8避免加工封闭式空间9.9避免刀具不能接近工件9.10不能采用与刀具形状不适合的零件结构形状9.11要考虑到铸造误差的影响9.12避免多个零件组合加工9.13复杂加工表面要设计在外表面而不要设计在内表面上9.14避免复杂形状零件倒角9.15必须避免非圆形零件的止口配合9.16避免不必要的补充加工9.17避免无法夹持的零件结构9.18避免无测量基面的零件结构9.19避免加工中的冲击和振动9.20避免在斜面上钻孔9.21通孔的底部不要产生局部未钻通9.22减少加工同一零件所用刀具数9.23避免加工中的多次固定9.24注意使零件有一次加工多个零件的可能性 第十章 热处理和表面处理件结构设计 10.1避免零件各部分壁厚悬殊10.2要求高硬度的零件（整体淬火处理）尺寸不能太大10.3应避免尖角和突然的尺寸改变10.4避免采用不对称的结构10.5避免开口形零件淬火10.6避免淬火零件结构太复杂10.7避免零件刚度过低，产生淬火变形10.8采用局部淬火以减少变形10.9避免孔距零件边缘太近10.10高频淬火齿轮块两齿轮间应有一定距离10.11电镀钢零件表面不可太粗糙10.12电镀的相互配合零件在机械加工时应考虑镀层厚度10.13注意电镀零件反光不适于某些工作条件 来源：网络

随着机械加工工业的发展，生产中依靠冷作模制造的零件越来越多，使用的冷变形模具种类越来越多。冷体积模锻(冷镦、冷挤压、压印等);板料冲压(如拉伸、落料、切边、冲孔等);材料轧制(冷轧、轧轮成型等)。虽然冷变形模具的种类繁多，工作条件不一，性能要求也有所不同，但基础工作情况相近：即均在冷状态下使金属变形，工作时承受较大的剪切力、压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。因而对这类模具钢应具有以下基本性能： 　 　1)高硬度和高强度，以保证在承受高应力时不容易产生微量塑性变形或破坏。 　 　2)高的耐磨性能，在高的磨损条件下能保证模具的尺寸精度，这点对拉伸模和冷冲压模显得更加重要。 　 　3)足够的韧性，以便在冲击载荷和动载荷下，不易发生工作韧的剥落或崩溃。 　 　4)热处理变形要小，因大多数模具具有复杂的型腔和精确精度，热处理的变形很难用修磨加工来消除，此外有些冷变形模具还应有足够的耐热性能。 　 　如何合理的选择冷变形模具的材料和恰当的热处理手段，以提高模具的使用寿命是生产中最为关心的问题，作为冷变形模具的正常失效应该是磨损、微量的塑性变形和疲劳失效。但在实际生产中，除磨损失效外，而以崩韧折断、开裂等提前失效，屡见不鲜。众所周知，影响冷变形模具的使用寿命是一个综合的因素;原材料选择的合理性、原材料内部的冶金质量、设计和制造工艺的合理性、使用条件和操作工人的技术水平等。 来源：塑胶五金网

被涂刀具表面应是光亮的磨光面，刀具各工作表面上不得有锈斑、磨糊、氧化、崩刃等缺陷，要求刃口上无毛刺。前、后刀面上的表面粗糙度应达到 Ra<0.8~1.25 μ m 。表面粗糙度值愈小，涂层的结合度愈好。此外，刀具表面的清洗质量也十分重要。 一、刀具基体材料 涂层刀具的基体材料与涂层材料应合理匹配，须根据不同的加工要求选用。涂层高速钢刀具的基体，既可用W6Mo5Cr4V2(M2)的通用型高速钢，也可用含钴的超硬高速钢和粉末冶金高速钢(PM HSS)。因粉末冶金的基体均匀，故使用效果好。加工钛合金时，推荐用含钴超硬高速钢如W2Mo9Cr4VCo8(M42)作为刀具的基体材料。对于涂层滚刀，当以正常切削速度(<45m/min)加工齿轮时，崩刃是滚刀磨损的主要原因，因此应选择韧性较好的 W6Mo5Cr4V2高速钢作为刀具的基体材料；而在高速滚齿时(切削速度大于100m/min)，月牙洼磨损是滚刀磨损的主要原因，因此应选用耐热性和耐磨性较高的含钴超硬高速钢或 CW9Mo3Cr4VN高速钢为刀具的基体材料。 涂层硬质合金刀具的基体，在加工钢材时，宜选择加工钢材的硬质合金，如WC-TiC-Co 或WC-TiC-TaC-Co类合金(P30用得较多)；加工铸铁和有色金属时，宜选择 WC-Co 类合金(K20用得较多)。 被加工材料的硬度及切削加工性，对涂层刀具的使用效果也有一定影响。试验证实，涂层刀具最适于切削高硬度和耐磨合金一类难加工材料。 二、刀具的几何角度 由于涂层的润滑性好，所以涂层刀具工作时常会在工件表面上打滑，为此涂层刀具上的后角应比未涂层刀具的后角略大。实践表明，对铰刀等一类精加工刀具，加大后角后，可使刃口锋利，切屑形成容易，打滑现象明显减少，刀具的使用性能提高。 三、切削用量和切削液 为了充分发挥涂层刀具的性能，必须正确选用切削用量和切削液。涂层刀具由于耐热性好，抗月牙硅磨损能力强，故可采用较大进给量和切削速度工作，但首先应选取较大进给量。通常涂层高速钢刀具采用的进给量比未涂层刀具提高10%~100%，提高20%~30%的切削速度是合适的。为了提高工效，涂层硬质合金刀具也可采用比未涂层刀具高 25%~70% 的切削速度进行切削。目前，用涂层硬质合金通用刀具加工中碳结构钢时的切削速度，立铣刀可达100~150m/min，钻头可达80~100m/min；丝锥加工铸铁为20~40m/min。 实践证明，使用20号机械油加10% 煤油冷却时，可使涂层高速钢镗刀的寿命提高1~2 倍。TiN 涂层高速钢滚刀加工20CrMnTi(197HBS)钢制斜齿圆柱齿轮(模数m=5)时，使用20 号机械油和煤油混合润滑，刀具寿命可提高5倍左右，即使重磨后也可提高2~3倍，干切时寿命仅提高1倍。 涂层刀具使用时还要求机床的精度好、刚性高和振动小，刀具或刀片的夹持也应牢固。 四、涂层刀具的重磨和重涂 涂层刀具磨损后必须进行重磨。涂层刀具重磨时，须将刀具上的磨损部分全部磨掉。对于只需重磨前刀面的刀具(如拉刀、齿轮滚刀和插齿刀等) 或只需重磨后刀面的刀具(如钻头和铰刀等)，若在其毗连切削刃的另一个刀面(如钻头的螺旋出屑槽)上的涂层未受损伤，刀具耐磨性即可提高。重新刃磨后的涂层刀具，其刀具寿命可达原来新涂层刀具寿命 50% 左右或更长，仍比未涂层刀具的寿命要高。 刃磨涂层硬质合金刀具所用砂轮可采用金刚石砂轮。但刃磨涂层高速钢刀具时，用立方氮化硼 (CBN) 砂轮磨削有较好效果。刀具的磨损处应全部磨去，涂层不能剥落，又不能使刀具退火。 使用涂层刀具的一个重要问题是重磨后刀具切削性能恢复的问题，即刀具每次刃磨 (开口) 后可否再进行重复涂层 (重涂) 的问题。对于重磨的成形刀具，只有进行重涂，才能保证刀具的总寿命提高3~5倍以上。凡重涂刀具首先必须按工艺要求将各几何参数磨好，其磨光部分不允许存在各种质量缺陷，如磨糊、毛刺等。重涂时可采用局部屏蔽技术只对刃磨面进行涂层。对於不采用屏蔽技术的重涂，在重涂4~6次后，刀具的非刃磨面的涂层厚度就会过大，从而影响刀具的精度和产生局部剥落现象，此时要对刀具进行脱膜处理后再重涂。重涂后的刀具切削性能一般不低於第一次新涂层刀具，刀具可重涂多次，直到报废为止。 由上可知，重涂对提高刀具耐磨性和生产率是有很大潜力的。但重磨后是否要重涂，还要看该刀具在技术上可否重涂和在经济上是否合算而定 来源：模具工业在线

第七章 锻造和冲压件结构设计 7.1 自由锻零件应避免锥形和楔形7.2 相贯形体力求简化7.3 避免用肋板7.4 自由锻件不应设计复杂的凸台7.5 自由锻造的叉形零件内部不应有凸台7.6 模锻件的分模面尺寸应当是零件的最大尺寸，且分模面应为平面7.7 模锻件形状应对称7.8 模锻件应有适当的圆角半径7.9 模锻件应适于脱模7.10 模锻件形状应尽量简单7.11 冲压件的外形应尽可能对称7.12 零件的局部宽度不宜太窄7.13 凸台和孔的深度和形状应有一定要求7.14 冲压件设计应考虑节料7.15 冲压件外形应避免大的平面7.16 弯曲件在弯曲处要避免起皱7.17 注意设计斜度7.18 防止孔变形7.19 简化展开图7.20 注意支撑不应太薄7.21 薄板弯曲件在弯曲处要有切口7.22 压肋能提高刚度但有方向性7.23 拉延件外形力求简单7.24 拉延件的凸边应均匀7.25 利用切口工艺可以简化结构7.26 冲压件标注尺寸应考虑冲模磨损7.27 标注冲压件尺寸要考虑冲压过程第8章 焊接零件毛坯的结构 8.1 合理设计外形8.2 减少边角料8.3 采用套料剪裁8.4 断面转折处不应布置焊缝8.5 焊件不能不顾自己特点，简单模仿铸件8.6 截面形状应有利于减少变形和应力集中8.7 正确选择焊缝位置8.8 不要让焊接影响区相距太近8.9 注意焊缝受力8.10 焊缝的加强肋布置要合理8.11 减小焊缝的受力8.12 减小热变形8.13 合理利用型材，简化焊接工艺8.14 焊缝应避开加工表面8.15 考虑气体扩散8.16 可以用冲压件代替加工件8.17 采用板料弯曲件以减少焊缝 来源：网络

以紧固件为代表的基础件，不仅是我国装备制造业的基础性产业，也是国民经济建设各领域的重要基础。十二五期间装载机、挖掘机、压路机等工程机械产品保有量将达600万台，年销售量在5万台左右，据此估算，年需求高强度紧固件约在2万～3万吨。 近年来，虽然在技术引进、技术改造、科研开发等方面，国家给予了一定的支持，但与当前市场需求及国外水平相比，仍有不小差距，具体表现在：产品品种少、水平低，质量不稳定，早期故障率高，可靠性差。 在十二五期间，行业在保持部分成本优势的同时，必须靠技术进步、质量提升和产品性价比等新优势实现可持续发展。预计至2015年末全行业总产量将达750万~800万吨；在扩大出口的总体形势下，出口产品将呈起伏式增长态势，预计十二五期间年平均出口增长率为8%～10%，到2015年全行业出口总额将达到300亿元。 目前，国内紧固件厂限于资金或其他原因，较多采用国产设备和台湾设备来生产汽车用紧固件，对于保证大规模生产高端紧固件产品的尺寸公差和形位公差，应该加大在线监控手段和模具制作水平。消除生产中的不合格品，从而保证主机厂、整车厂的装配质量。 在巨大的市场需求之下如何保证我国的紧固件产业有序发展，将是其面对的主要问题。我国制定相关严格行业标准，提高产业链的准入门槛将是产业有序发展的有力支撑点。 来源：模具工业在线

第五章 考虑发热、腐蚀、噪声等问题的结构设计 5.1避免采用低效率的机械结构5.2润滑油箱尺寸应足够大5.3分流系统的返回流体要经过冷却5.4避免高压容器、管道等在烈日下曝晒5.5零件暴露在高温下的部分忌用橡胶，聚乙烯塑料等制造56精密机械的箱体零件内部不宜安排油箱，以免产生热变形5.7对较长的机械零部件，要考虑因温度变化产生尺寸变化时，能自由变形5.8淬硬材料工作温度不能过高5.9避免高压阀放气导致的湿气凝结5.10热膨胀大的箱体可以在中心支持5.11用螺栓联接的凸缘作为管道的联接，当一面受日光照射时由于两面温度及伸长不同，产生弯曲5.12与腐蚀性介质接触的结构应避免有狭缝5.13容器内的液体应能排除干净5.14注意避免轴与轮毂的接触面产生机械化学磨损（微动磨损）5.15避免易腐蚀的螺钉结构5.16钢管与铜管联接时，易产生电化学腐蚀，可安排一段管定期更换5.17避免采用易被腐蚀的结构5.18注意避免热交换器管道的冲击微动磨损5.19减少或避免运动部件的冲击和碰撞，以减小噪声5.20高速转子必须进行平衡5.21受冲击零件质量不应太小5.22为吸收振动，零件应该有较强的阻尼性第六章 铸造结构设计 6.1分型面力求简单6.2铸件表面避免内凹6.3表面凸台尽量集中6。4大型铸件外表面不应有小的凸出部分6.5改进妨碍起模的结构6.6避免较大又较薄的水平面6.7避免采用产生较大内应力的形状6.8防止合型偏差对外观造成不利影响6.9采用易于脱芯的结构6.10分型面要尽量少6.11铸件壁厚力求均匀6.12用加强肋使壁厚均匀6.13考虑凝固顺序设计铸件壁厚6.14内壁厚应小于外壁厚6.15铸件壁厚应逐渐过渡6.16两壁相交时夹角不宜太小6.17铸件内腔应使造芯方便6.18不用或少用型芯撑6.19尽量不用型芯6.20铸件的孔边应有凸台6.21铸件结构应有利于清除芯砂6.22型芯设计应有助于提高铸件质量6.23铸件的孔尽可能穿通6.24合理布置加强肋6.25保证铸件自由收缩，避免产生缺陷6.26注意肋的受力6.27肋的设置要考虑结构稳定性6.28去掉不必要的圆角6.29化大为小，化繁为简6.30注意铸件合理传力和支持 来源：网络

中国现已成为世界最大的塑机生产国和消费国之一，但我国每年仍要花近10亿美元进口大量科技含量高的注塑机，特别是大型和高精密注塑机。 　　 本文介绍的博创机械液压复合锁模注射成型机在加工大型深腔复杂制品及汽车行业配件等领域表现出显著优势，具有广阔市场。 　　 国内外相关技术介绍 　　 大型注塑机的锁模单元的结构形式大体上可归纳为三种: (1) 双曲肘式机械锁模结构;(2) 两板单油缸直压式锁模结构;(3) 两板四油缸增压式锁模结构。锁模单元的结构形式，在欧、美、日等先进工业国家的注塑机制造业界经过二十多年来的优化筛选与实践，基本上已有定论：双曲肘式机械锁模结构是属于淘汰型的结构。它能耗低、结构简单、造价低廉，但在重负荷下有强烈的机械磨擦，导致机器的固有运行精度在一段时间的使用后，就受到较大的影响，相对的维护成本也较高。 　 　两板单油缸直压式锁模与两板四油缸增压式锁模两种结构形式，则各有优缺点。 　　 两板四油缸增压式锁模结构 　 　优点： 　　 ● 无论哥林柱与高压锁模油缸活塞之间是采用旋转式连接或者抱合式连接，在开模状态下，哥林柱均可脱离定模板。因此，可实现侧面进模的操作。无形中降低了对厂房高度的要求，是一个很可取的优点; 　 　● 动模板结构简单，故相对而言，锁模部套的整体重量比较轻，运输、吊装方便; 　　 ● 脱模顶出机构安装于动模板的背面，空间不受任何限制，安装、拆卸、维修均较方便; 　 　● 结构相对简单，故造价也相对低廉。 　 　缺点： 　 　● 四油缸的外形因受限于定模板尺寸，而无法做得很大，且能有效产生锁模力的只限于四个油缸活塞的环带面积。相对于单油缸结构的有效面积而言，该有效面积是不够大的。为了达到额定锁模力，唯有将高压锁模压力增压至280-320kg/cm2，甚至350kg/cm2。这就对油缸体的形位公差、表面光洁度、整体质量及密封件的质量有相当苛刻的要求。而目前中国制造业的水准普遍难以达到此要求，故国产两板四油缸增压式锁模大型注塑机，普遍存在高压漏油问题，无法彻底解决。这是此结构的一大致命弱点。 　　● 对于哥林柱与定模板高压锁模油缸之间采用旋转连接的四缸锁模结构，由于承受锁模力的螺扣有效面积减半，压强太大，容易引起螺扣屈服破裂甚至于哥林柱头部断裂。这种案例屡见不鲜。 　 　● 改变容模空间，必须通过调模机构来实现。这对于液压锁模注塑机而言，是一不足之处。 　 　两板单油缸直压式锁模结构 　　 优点： 　 　● 动模板不靠哥林柱导向，头、二板两个码模面之间的平行度可在一定范围内进行随意调整，因此可调整到近于绝对平行的程度，有利于精密模塑。 　　 ● 开锁模行程不受结构上的限制，可根据工艺上的需要，加大其开锁模行程。这是液压锁模注塑机最大的优点，也是曲肘式机械锁模注塑机最主要的弱点。 　 　● 不需要调模机构，借助于精密的传感技术，在整个容模空间范围内，能快速自行定位、螺母抱合、起高压锁模。所有动作连续、准确、轻快、迅速地进行。 　　 缺点： 　 　● 因其动模板是采用复合式结构，故相对而言，锁模部套的整体重量比较重，运输、吊装不太方便。 　　 ● 因四根哥林柱与定模板之间采用固定连接，故不可能让一根或者多根哥林柱脱离定模板，而实现侧面进模的操作。 　　 ● 因锁模机构较复杂，制造工艺要求高，故成本较高。 　　 技术特点 　 　● 锁模结构融合目前全液压式单油缸与四油缸锁模机构的优点，属于四油缸增压锁模，但四根哥林柱与定模板之间采用固定连接，四缸抱闸位置独立控制，动板底部设计自调节液压滑脚并在四根固定式哥林柱的强导向作用使的动板的移动自由且可控。 　 　● 注射机构采用高刚性双缸注射油缸采用活塞杆内再套导向杆的缸内缸设计，可直接实现内部差动射胶，射胶油缸靠近锁模端的油腔是和大气联通，无需液压油，提高射速，降低能耗;射移和射胶采用直线导轨可确保高刚性低摩擦;为了大型机维修的方便设计全自动旋转射台。 　　● 液压系统特点：a.差动快速开模及差动快速注射系统，可提高30%的速度;b.高性能进口液压件优化组合配置;c.独立油泵控制过滤冷却油温系统和油温预热系统，实现油温及油质的稳定控制，确保注射时的液压系统压力的稳定，使注射工艺更易于控制;d.油温警报装置;e.高压锁模增压油缸系统和增压开模增压油缸系统，在确保锁模力的条件下采用局部增压，使高压锁模油缸的结构尺寸减小，而系统油泵压力并不提高，整机成本降低。 　　● 控制系统特点：合模电子尺采用美国MTS公司的数字式电子尺，能提供高精度和高重复性的位置检测，采用CANbus总线输出的工作方式。具体特点有：线测量，绝对值输出;LED指示灯提供诊断功能;坚固可靠，无接触测量，没有磨损，使用寿命长;超高的精度，分辩率最高为 2mm;非线性度低于0.01%;重复精度达 0.001%;标准CAN总线输出，位置和速度。 　 　应用 　　 ● 成型制品范围广。由于锁模力可任意并精确设定，所以成型任何制品时均可按制品实际所需锁模力来调整机器的锁模力，这样不仅可使机器寿命延长，节能降耗，还可降低对模具的要求及延长模具使用寿命。 ● 机器哥林柱间距的设计比同等吨位的普通机器大一到两个级别，且拥有超大的开模行程，特别适合低压注射成型工艺，低注射压力低锁模力成型更大投影面积的制品，如汽车行业配件、汽车内饰板、汽车保险杠、仪表盘、踢脚板、遮阳板、车灯等;非汽车应用有：物料盛放容器、航运集装箱、商用机器外壳、浴洗用具和建筑材料;潜在的大型应用包括卡车驾驶室及船壳等注塑成型。 来源：塑胶五金网

第三章 提高精度的结构设计 3.1尽量不采用不符合阿贝原则的结构方案3.2避免磨损量产生误差的互相叠加3.3避免加工误差与磨损量互相叠加3.4导轨的驱动力作用点，应作用在两导轨摩擦力的压力中心上，使两条导轨摩擦力产生的力矩互相平衡3.5对于要求精度较高的导轨，不宜用少量滚珠支持3.6要求运动精度的减速传动链中，最后一级传动比应该取最大值3.7测量用螺旋的螺母扣数不宜太少3.8必须严格限制螺旋轴承的轴向窜动3.9避免轴承精度的不合理搭配3.10避免轴承径向振摆的不合理配置3.11避免紧定螺钉影响滚动导轨的精度3.12当推杆与导路之间间隙太大时，宜采用正弦机构，不宜采用正切机构3.13正弦机构精度比正切机构高第四章 考虑人机学的结构设计问题 4.1合理选定操作姿势4.2设备的工作台高度与人体尺寸比例应采用合理数值4.3合理安置调整环节以加强设备的适用性4.4机械的操纵、控制与显示装置应安排在操作者面前最合理的位置4.5显示装置采用合理的形式”4.6仪表盘上的刻字应清楚易读4.7旋钮大小、形状要合理4.8按键应便于操作4.9操作手柄所需的力和手的活动范围不宜过大4.10手柄形状便于操作与发力4.11合理设计坐椅的尺寸和形状4.12合理设计坐椅的材料和弹性4.13不得在工作环境有过大的噪声4.14操作场地光照度不得太低 来源：网络

模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具，模具主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。 　 　模具所需的钢材可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢3类。志盛威华模具防腐涂料人员总结，冷模具用于锻造、冲压、切型、压铸等，冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等；热作模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型，包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具，塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。 　 　综合上诉，模具高温下钢材的保护是关键，做好模具高温防腐涂层尤为重要。位于丰台区的北京志盛威华化工有限公司最近开发的两种模具高温防腐涂料，ZS-722导热防腐涂料和ZS-822复合陶瓷高温防腐涂料，是针对模具实际工况研发生产，耐高温、耐磨抗冲击，耐酸耐碱腐蚀。 　　 涂刷在高温模具上防腐耐磨，ZS-722耐酸导热防腐涂料涂层长期耐温可以达到750℃，涂料传导系数(70℃)可以达到50w/m.k，涂层黑体热辐射系数可以达到0.92ε，热量交换率比没有涂刷ZS-722耐酸导热防腐涂料基体材质能提高10%以上，部分材质上可以提高50%以上，可以长期耐住其他各种酸碱的腐蚀，防腐寿命长。ZS-722耐酸导热防腐涂料涂料和基体粘接牢固，无缝隙和空穴，形成一个致密粘接层。ZS-722耐酸导热防腐涂料热膨胀系数高，温度反复升降时涂层的膨胀和收缩能和保持一致，不会产生裂纹和脱落等现象。ZS-722耐酸导热防腐涂料多种组分组成的陶瓷功能填料，相互协同赋予了涂层优异的耐磨、抗热冲击性，可以长时间耐气蚀液蚀摩擦和粉料摩擦。 　 　涂刷高温模具高温防腐涂料涂层，ZS-822涂料耐温高，耐温可以达到1400℃，涂层致密，抗氧扩散性能好，在高温下并形成致密的陶瓷釉面，硬度可以达到7H，涂层光滑自洁，抗冲击，可以长期耐酸耐碱腐蚀，附着力强，防水防油，也可以耐住有机溶剂的腐蚀浸泡，在防腐腐蚀上，抗冲击，耐磨耐高温。 　 模具高温防腐涂料必须具备的技术特点是，志盛威华模具高温防腐涂料必须具备，硬度极高，耐磨性极好；摩擦系数低，脱模容易，改善拉伸五金冲压、成型的润滑问题；耐高温，不容易氧化，改善干切削和压铸成型问题；化学屏障，可有效防止因高温导致硬质合金刀具的钴元素流失；改善压铸出现的热龟裂问题，涂层后不影响产品最终尺寸。模具型腔要承受炽热熔融合金的急热作用，工作表面会产生压缩热应力；压铸结束后要在模具内喷润滑剂，进行急冷，因而又在其表面产生拉应力。志盛威华ZS模具高温防腐涂料，在这样的交变热应力作用下，模具表面会减少产生热疲劳微裂纹，随着压铸循环次数的增加，会减少微裂纹急剧扩展，有的向心部扩展，会减少形成龟裂纹。如果在裂纹周围同时伴随有熔融合金对模具型腔的冲刷及腐蚀，模具表面还会进一步损坏，最终造成模具的早期开裂甚至报废。涂刷高温模具防腐涂料，有效的保护好模具钢板的使用时间和提高生产效率，节能能源，提高企业的经济效益。 来源：中研网

第一章 提高强度和刚度的结构设计 1.1 避免受力点与支持点距离太远1.2 避免悬臂结构或减小悬臂长度1.3 勿忽略工作载荷可以产生的有利作用1.4 受振动载荷的零件避免用摩擦传力1.5 避免机构中的不平衡力1.6 避免只考虑单一的传力途径1.7 不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响1.8 避免铸铁件受大的拉伸应力1.9 避免细杆受弯曲应力1.10 受冲击载荷零件避免刚度过大1.11 受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕1.12 受变应力零件表面应避免有残余拉应力1.13 受变载荷零件应避免或减小应力集中1.14 避免影响强度的局部结构相距太近1.15 避免预变形与工作负载产生的变形方向相同1.16 钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小1.17 避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲1.18 起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量1.19 可以不传力的中间零件应尽量避免受力1.20 尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力1.21 尽量减小作用在地基上的力 第二章 提高耐磨性的结构设计 2.1 避免相同材料配成滑动摩擦副2.2 避免白合金耐磨层厚度太大2.3 避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求2.4 避免大零件局部磨损而导致整个零件报废2.5 用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计2.6 润滑剂供应充分，布满工作面2.7 润滑油箱不能太小2.8 勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂2.9 滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理2.10 滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多2.11 对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量2.12 注意零件磨损后的调整2.13 同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小2.14 采用防尘装置防止磨粒磨损2.15 避免形成阶梯磨损2.16 滑动轴承不能用接触式油封2.17 对易磨损部分应予以保护2.18 对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构 来源：网络

制造业是社会经济向前快速发展的重要支柱产业，制造业在将制造资源转化成产品以及随后产品的使用和废弃后的处理过程中，将会给生态环境带来不同程度的污染。对于制造业来说，未来所面临解决的重大问题是如何减少资源的消耗和尽可能少地产生环境污染。因而绿色制造应运而生，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输，使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的负影响最小，资源使用效率最高。 模具是制造业中使用量大、影响面广的工具产品，是工业生产当中的基础工艺装备。它的生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。“绿色模具”不仅仅指在使用时对环境的影响小，还应是从制造到报废的整个生命周期内对环境的破坏是最小的。因此，模具的绿色制造设计要求设计者在构思阶段就要优先考虑模具产品的环境属性(模具的可拆卸性，可再次回收性等等)，然后再考虑原有应该考虑的模具产品应用的基本属性。总的来说，模具绿色制造的整个生命周期包括绿色设计，绿色制造，绿色包装、绿色维护和绿色回收、再处理等阶段。 1、 模具的绿色设计 模具绿色设计对模具绿色制造有着非常重要的地位，这一步解决的好坏直接影响到最终利用模具加工产品的绿色生产问题。 　 　1.1 模具材料的选择 　　 绿色模具材料应是低能耗、低成本的材料，尤其是少污染的材料。是易加工和加工过程中无污染或少污染的材料，是易回收处理、可重复多次使用或可降解的材料。比如，可选择优质镜面模具钢加工型腔，辅之以良好的抛光手段，直接用不锈钢材料来加工防腐的模具，以替代表面处理的方式。另外除在材料上选用不锈钢来避免使用电镀外，也可采用镍磷镀替代电镀铬，因为镍磷镀在对氯化氢气体的防腐上要优于电镀铬，且前者对环境的危害也要小于后者。 　 　1.2 延长寿命的模具设计 　 　延长产品寿命是绿色制造的主要手段之一。对于冲压模具，如冲压闻隙值的合理选取，尽量压缩凸模工作部分长度，采用弹性卸料板，改进凸(凹)模的结构如采用一模多形、一形两用和拼装式模具来提高模具的利用率。对于注塑模具，如采用随形冷却水道可提高注塑精度和模具使用寿命;将模具型芯由整体结构改为镶拼式结构，可解决模具的变形问题，提高模具寿命。 　 　 1.3 模具的可拆卸性设计 　 　模具可拆卸性对于模具绿色制造来说是很重要的。当模具在使用过程中部分零部件由于承受过大的摩擦与冲击磨损较大时，只需更换这部分零部件模具仍可使用。因而在设计初期就要考虑模具结构易于拆卸，维护方便，这样就便于在后续回收处理中再利用。因此，在模具设计时应尽可能选择通用结构，以便更换;在满足强度要求的前提下，尽量采用可拆卸联接(如螺纹联接)，不用焊接、铆接、胶接等;不用或少用过盈配合;采用组合模架。 　 　1.4 模具设计的标准化、规范化、系列化 　　 无论是锻造，冲压模还是塑料模，都有必要向标准化、规范化、系列化方向发展，模具标准化是组织模具专业化生产的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。模具设计向标准化、规范化、系列化方向发展，便于采用和购买模许多规格的标准模架及其它标准件，而这些模架及标准件又可由专门的厂家、企业通过社会化分工进行生产，从而使有限的资源得到优化配置。 　　 2、 模具的绿色制造工艺 　　 在模具绿色制造过程中，采用绿色制造工艺也是实现模具绿色制造的一个重要环节，它是一种既能提高经济效益，又能同时减少环境影响的工艺技术。近来年，随着先进制造技术在模具行业的推广，模具行业也向着绿色制造工艺方向努力。目前，在模具行业中应用的较为典型的先进制造技术有： 　 　 2.1 快速原型制造 　　 快速原型制造是一项集计算机、激光、数控及精密传动等技术于一体的先进制造技术，其在原理上突破了传统加工技术采用材料“去除”的原则，而采用材料“逐层堆积”的原理，能根据产品的CAD数据，快速地制造出具有一定结构和功能的原型，甚至产品，由此可有效地加快新产品的开发速度。而以RP&M原型作母模来翻制模具的快速模具制造技术，进一步发挥了快速成型技术的优越性，可在短期内迅速推出满足用户需求的产品，大幅度降低新产品开发研制的成本和投资风险，缩短了新产品研制和投放市场的周期，在小批量，多品种、改型快的现代模具制造模式下具有强劲的发展势头。 　　 2.2 虚拟制造技术 　 　虚拟制造是对制造过程中的各个环节，包括产品的设计、加工、装配，乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模，形成一个可运行的虚拟制造环境，以专门的虚拟软件技术为支撑，借助高性能的硬件，在虚拟制造环境中生成数字化产品，实现产品设计、性能分析、工艺决策、制造装配和质量检验，从而缩短模具产品的设计与制造周期，降低开模的开发成本，提高快速响应市场变化的能力。 　 　2.3 高速切削 　 　高速切削在模具领域的应用主要是加工复杂曲面，其中高速铣削(也称为硬铣削，Hard Milling，HM)可以把复杂形面加工得非常光滑。加工表面粗糙度值很小、浅腔大曲率半径的模具完全可用高速铣削来代替电加工;对深腔小曲率半径的模具可用高速铣削加工作为粗加工和半精加工，而电加工只作为精加工。这样可大大节约电火花和抛光的时间以及有关材料的消耗，这对保护环境的贡献足不言而喻的。 　　 3、 模具的绿色包装 　　 模具的绿色包装主要包括三个方面的内容：模具包装材料的选择，模具包装结构和模具包装材料的回收。具体来讲，第一方面就是在模具远程配送过程中，在不影响包装强度的前提下尽可能使用一些常见的木制材料(如合成板)，这是由于模具产品不同于其他一些精制产品，它不太注重产品的外包装精美问题，只关心产品的内在保护质量。第二方面就是要合理设计包装箱内部结构，从而简化包装复杂度。即多个零件尽量在一个包装箱中放置。第三方面就是要在包装箱上注明包装材料的可回收性标志及回收处理方式。 　　 4 、模具的绿色回收、再处理 　 　由于新产品的不断开发以及产品更新换代的步伐不断加快，旧产品模具必将被逐一淘汰。如何对废弃模具进行回收处理，这是目前一直困扰模具行业无法得到解决的问题。提出模具绿色制造问题，很大一部分原因就是要有效地解决这个问题。如果模具在设计和制造阶段就采用了绿色概念，则后续的回收处理就比较简单，即只需根据模具的具体磨损情况，有针对性地进行拆卸，取其可用部分，进行适当修护加工，就可应用到新模具产品上，而剩余部分则可作废料处理。 　　 5、 结语 　 　绿色制造能使产品生命周期内的环境影响达到最小，并能充分合理地利用资源，是人类社会得以可持续发展的主要因素之一。模具设计和先进制造技术与绿色制造的有机结合是模具工业的发展必然，并将大大加快模具行业前进的步伐，真正实现高质量、少污染，短周期和低成本的目标。 来源：塑胶五金网

凡是铝型材生产厂家都有共同的认识，挤压模具是铝合金挤压成型的关键工具。所以，工模具的设计制造质量，是挤压生产高产、优质、低耗最重要的基础保障，是确定铝材生产形成批量、供货及时、经济可行的重要因素。在国内铝型材挤压模具的设计制造或采购成本，要占到铝型材挤压生产成本的20%一30%。挤压模具的报废原因大致分别为三类:一是模具由于长时间的使用，磨损、修模等造成的超差报废，其占的比例较大，为80%左右;二是危险断面铝型材模具的压塌、断裂、悬臂挤歪等造成的报废，占巧%左右;三是型材断面设计改进或淘汰造成的模具报废，占5%左右。这些些易压塌、断裂、悬臂挤歪等危险断铝型材模具就称为危险断面模具。 一般来说，铝型材挤压工模具设计的工艺要素主要包括如下内容: 　　(1)模孔型腔出口断面的形状与尺寸; 　　(2)模孔工作带的形状与长度; 　　(3)模孔的人口端的圆角半径; 　　(4)止推角或促流角; 　　(5)模角和挤压筒表面到模子表面的过渡区; 　　(6)模孔工作带的人口角或叫做“阻碍角”; 　　(7)阶段变断面型材模子中的“料兜”的过渡区的形状、尺寸和圆角半径; 　　(8)型腔在模子平面上的布置及金属的分配; 　　(9)模孔的数目及其分布; 　　(10)模子的厚度及外形尺寸; 　　(11)分流组合模模桥舌芯的形状与尺寸，分流孔的数目、大小、形状与分布，焊合腔的形状与体积; 　　( 12)穿孔针的结构、形状、锥度及过渡方式; (13)挤压垫片的尺寸和形状等。 来源：塑胶五金网