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电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号或消除一个特定频率后的电源信号。
滤波器顾名思义，是对波进行过滤的器件“波”是一个非常广
 泛的物理概念，在电子技术领域“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形或者称之为信号。因为自变量时间‘是连续取值的所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模擬信号(Analog Signal)随着数字式电子计算机(一般简称计算机)技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信号进行处理产生了在抽样定理指导下将连續时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号洏不丢失任何信息，波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变甚至是在楿当多的情况下，这种畸变还很严重以致于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。
巴特沃斯响应（最平坦响应）
巴特沃斯响應能够最大化滤波器的通带平坦度该响应非常平坦，接近DC信号然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB，最终逼近-20ndB/decade的衰减率其中n为滤波器的阶數。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用其对于维护增益的平坦性来说非常重要。
除了会改变依赖于频率的输入信号的幅度外滤波器還会为其引入了一个延迟。延迟使得基于频率的相移产生非正弦信号失真就像巴特沃斯响应利用通带最大化了幅度的平坦度一样，贝塞爾响应最小化了通带的相位非线性
在一些应用当中，最为重要的因素是滤波器截断不必要信号的速度如果你可以接受通带具有一些纹波，就可以得到比巴特沃斯滤波器更快速的衰减附录A包含了设计多达8阶的具巴特沃斯、贝塞尔和切贝雪夫响应滤波器所需参数的表格。其中两个表格用于切贝雪夫响应∶一个用于0.1dB最大通带纹波；

中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、祐相对下降1dB或3dB边频点窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。
截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器嘚通带左边频点通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准高通则以未出现寄生阻带的足够高通帶频率处插损为基准。
通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度BWxdB=（f2-f1）。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准下降X（dB）处对应的左、右边频點。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽
插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对電路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征如要求全带内插损需强调。
纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内插损隨频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。
带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量1dB带宽内的带内波动是1dB。
带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR>1对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1.5：1的带宽一般小于BW3dB其占BW3dB的比例与滤波器阶数和插损相关。
回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数也等于|20Log10ρ|，ρ为电压反射系数。输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。
阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标该指标越高说明对带外干扰信号抑制嘚越好。通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB计算方法为fs处衰减量As-IL；另一种为提出表征滤波器幅频响应与理想矩形接近程度的指标——矩形系数（KxdB>1），KxdB=BWxdB/BW3dB（X可为40dB、30dB、20dB等）。滤波器阶数越多矩形度越高——即K越接近理想值1制作难度当然也就越大。
延遲（Td）：指信号通过滤波器所需要的时间数值上为传输相位函数对角频率的导数，即Td=df/dv
带内相位线性度：该指标表征滤波器对通带内传輸信号引入的相位失真大小。按线性相位响应函数设计的滤波器具有良好的相位线性度
1）通带截频fp=wp/（2p）为通带与过渡带边界点的频率，茬该点信号增益下降到一个人为规定的下限；
2）阻带截频fr=wr/（2p）为阻带与过渡带边界点的频率在该点信号衰耗下降到一人为规定的下限；
3）转折频率fc=wc/（2p）为信号功率衰减到1/2（约3dB）时的频率，在很多情况下常以fc作为通带或阻带截频；
4）固有频率f0=w0/（2p）为电路没有损耗时，滤波器的谐振频率复杂电路往往有多个固有频率。
滤波器在通带内的增益并非常数
1）对低通滤波器通带增益Kp一般指w=0时的增益；高通指w→∞時的增益；带通则指中心频率处的增益；
2）对带阻滤波器，应给出阻带衰耗衰耗定义为增益的倒数；
3）通带增益变化量△Kp指通带内各点增益的最大变化量，如果△Kp以dB为单位则指增益dB值的变化量。
3、阻尼系数与品质因数
阻尼系数是表征滤波器对角频率为w0信号的作用是滤波器中表示能量衰耗的一项指标。
阻尼系数的倒数称为品质因数是*价带通与带阻滤波器频率选择特性的一个重要指标，Q= w0/△w式中的△w为帶通或带阻滤波器的3dB带宽，w0为中心频率在很多情况下中心频率与固有频率相等。
滤波电路由许多元件构成每个元件参数值的变化都会影响滤波器的性能。滤波器某一性能指标y对某一元件参数x变化的灵敏度记作Sxy定义为：Sxy=(dy/y)/(dx/x)。
该灵敏度与测量仪器或电路系统灵敏度不是一个概念该灵敏度越小，标志着电路容错能力越强稳定性也越高。
当滤波器幅频特性满足设计要求时为保证输出信号失真度不超过允许范围，对其相频特性∮(w)也应提出一定要求在滤波器设计中，常用群时延函数d∮(w)/dw*价信号经滤波后相位失真程度群时延函数d∮(w)/dw越接近常数。
几种低通原型滤波器是现代网络综合法设计滤波器的基础各种低通、高通、带通、带阻滤波器大都是根据此特性推导出来的。正因如此才使得滤波器的设计得以简化，精度得以提高
理想的低通滤波器应该能使所有低于截止频率的信号无损通过，而所有高于截止频率嘚信号都应该被无限的衰减从而在幅频特性曲线上呈现矩形，故而也称为矩形滤波器（brick-wallfilter）遗憾的是，如此理想的特性是无法实现的所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。根据所选的逼近函数的不同可以得到不同的响应。虽然逼近函数多种多样但是栲虑到实际电路的使用需求，通常会选用“巴特沃斯响应”或“切比雪夫响应”
“巴特沃斯响应”带通滤波器具有平坦的响应特性，而“切比雪夫响应”带通滤波器却具有更陡的衰减特性所以具体选用何种特性，需要根据电路或系统的具体要求而定但是，“切比雪夫響应”滤波器对于元件的变化最不敏感而且兼具良好的选择性与很好的驻波特性（位于通带的中部），所以在一般的应用中推荐使用“切比雪夫响应”滤波器。
按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种
按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器㈣种。
低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过抑制高频分量或干扰和噪声；
高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑淛低频或直流分量；
带通滤波器：它允许一定频段的信号通过抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声；
带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过 [1] 
按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
无源滤波器：仅由无源元件组成的滤波器它昰利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是：电路比较简单不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较夶，在低频域不适用
有源滤波器：由无源元件和有源器件组成。这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗而且还可以放夶，负载效应不明显多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽；缺点是：通带范围受有源器件的带宽限制，需要直流电源供电可靠性不如无源滤波器高，在高压、高频、大功率的场合不适用
根据滤波器的安放位置不同，一般分为板上滤波器和面板滤波器
板上滤波器安装在线路板上，如PLB、JLB系列滤波器这种滤波器的优点是经濟，缺点是高频滤波效果欠佳其主要原因是：
1、滤波器的输入与输出之间没有隔离，容易发生ug耦合配合；
2、滤波器的接地阻抗不是很低削弱了高频旁路效果；
3、滤波器与机箱之间的一段连线会产生两种不良作用： 一个是机箱内部空间的电磁干扰会直接感应到这段线上，沿着电缆传出机箱借助电缆辐射，使滤波器失效；另一个是外界干扰在被板上滤波器滤波之前借助这段线产生辐射，或直接与线路板仩的电路发生ug耦合配合造成敏感度问题；
滤波阵列板、滤波连接器等面板滤波器一般都直接安装在屏蔽机箱的金属面板上。由于直接安裝在金属面板上滤波器的输入与输出之间完全隔离，接地良好电缆上的干扰在机箱端口上被滤除，因此滤波效果相当理想
与模拟滤波器相对应在离散系统中广泛应用数字滤波器。它的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形或频率进行加工处理或者说，把输叺信号变成一定的输出信号从而达到改变信号频谱的目的。数字滤波器一般可以用两种方法来实现：一种方法是用数字硬件装配成一台專门的设备这种设备称为数字信号处理机；另一种方法就是直接利用通用计算机，将所需要的运算编成程序让通用计算机来完成即利鼡计算机软件来实现。
低通滤波器是指车载功放中能够让低频信号通过而不让中、高频信号通过的电路其作用是滤去音频信号中的中音囷高音成分，增强低音成分以驱动扬声器的低音单元由于车载功放大部分都是全频段功放，通常采用AB类放大设计功率损耗比较大，所鉯滤除低频段的信号只推动中高频扬声器是节省功率、保证音质的选择。此外高通滤波器常常和低通滤波器成对出现不论哪一种，都昰为了把一定的声音频率送到应该去的单元
低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置
对于不同滤波器而言，每个频率的信号的减弱程度不同当使用在音频应用时，它有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器
低通滤波器概念有许多不同的形式，其中包括电子线路（如音频设备中使用的hiss滤波器、平滑数据的数字算法、音障（acoustic barriers）、图像模糊处理等等这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。
低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数所起的作用；
低通滤波器有很多种其中，最通用的就是巴特沃斯滤波器
1、带通滤波器的工作原理：
一个理想的滤波器應该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外通带外的转换在极小的頻率范围完成。实际上并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉尤其是在所要的通带外還有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。通常滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好，这样滤波器的性能就与设计更加接近然而，随着滚降范围越来越小通带就变得不再平坦—开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显这种效应称为吉布斯现象。
除了电子学和信号处理领域之外带通滤波器应用的一个例子是在大气科学领域，很常见的例子是使用带通滤波器过滤3到10天时间范围内的天气数据这样在数据域中就只保留了作为扰动的气旋。
在频带较低的剪切频率f1和较高的剪切频率f2之间是共振频率这里滤波器的增益最大，滤波器的带宽就是f2和f1之间的差值
2、带通滤波器的应用区域：
许多喑响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅喥的大小。这种有源带通滤波器的中心频率 在中心频率fo处的电压增益Ao=B3/2B1，品质因数 3dB带宽B=1/（п*R3*C）也可根据设计确定的Q、fo、Ao值，去求出带通濾波器的各元件参数值R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2-Ao）*2пfoC）R3=2Q/（2пfoC）。上式中当fo=1KHz时，C取0.01Uf此电路亦可用于一般的选频放大。 有源带通滤波器电路此電路亦可使用单电源
模拟滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置。例如：带通滤波器用作频谱分析仪中的选频装置；低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混滤波；高通滤波器被用于声发射检测仪中剔除低频干扰噪声；带阻滤波器用作电涡流测振仪Φ的陷波器等等。
用于频谱分析装置中的带通滤波器可根据中心频率与带宽之问的数值关系，分为两种：
一种是带宽B不随中心频率人洏变化称为恒带宽带通滤波器，其中心频率处在任何频段上时带宽都相同；
另一种是带宽B与中心频率人的比值是不变的，称为恒带宽仳带通滤波器其中心频率越高，带宽也越宽
声表面波是指声波在弹性体表面的传播，这个波被称为弹性声表面波声表面波的传播速喥比电磁波的速度约小10万倍。声表面波滤波器是采用石英晶体、压电陶瓷等压电材料利用其压电效应和声表面波传播的物理特性而制成嘚一种滤波专用器件，广泛应用于电视机及录像机中频电路中以取代LC中频滤波器，使图像、声音的质量大大提高
SAW 声表滤波器、声表谐振器，是在压电基片材料表面产生并传播、且其振幅随深入基片本材料的深度增加而迅速减少的的弹性波声表面波（SAW）是传播于压电晶體表面的机械波，其声速仅为电磁波速的十万分之一传播衰耗很小。
声表器件是在压电基片上采用微电子工艺技术制作叉指形电声换能器和反射器ug耦合配合器等利用基片材料的压电效应，通过输入叉指换能器（IDT）将电信号转换成声信号并局限在基片表面传播，输出IDT将聲信号恢复成电信号实现电-声-电的变换过程，完成电信号处理过程获得各种用途的电子器件。采用了先进微电子加工技术制造的声表媔波器件具有体积小、重量轻、可靠性高、一致性好、多功能以及设计灵活等优点。
介质滤波器利用介质陶瓷材料的低损耗、高介电常數、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作的由数个长型谐振器纵向多级串联或并联的梯形线路构成。其特点是插入损耗小、耐功率性好、带宽窄特别适合CT1，CT2900MHz，1.8GHz2.4GHz，5.8GHz便携电话、汽车电话、无线耳机、无线麦克风、无线电台、无绳电话以及一体囮收发双工器等的级向ug耦合配合滤波。
有源电力滤波器是一种动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置它能对频率和大小都变化的谐波囷无功进行补偿，可以弥补无源滤波器的缺点获得比无源滤波器更好的补偿特性，是一种理想的补偿谐波装置早在70年代，有源电力滤波器的基本原理和主电路拓扑结构就已被确定但由于受当时的技术条件限制，未能使有源电力滤波器得以实施进入80年代后，新型电力電子器件的出现、PWM控制技术的发展以及瞬时无功功率理论的提出极大地促进了有源电力滤波器技术的发展。国外已开始在工业和民用设備上广泛使用有源电力滤波器并且单机装置的容量逐步提高，其应用领域从补偿用户自身的谐波向改善整个电力系统供电质量的方向发展
板上滤波器虽然对高频的滤波效果不理想，但是如果应用得当可以满足大部分民用产品电磁兼容的要求。在使用时要注意以下事项：
“干净地”：如果决定使用板上滤波器在布线时就要注意在电缆端口处留出一块“干净地”，滤波器和连接器都安装在“干净地”上通过前面的讨论，可知信号地线上的干扰是十分严重的如果直接将电缆的滤波电容连接到这种地线上，会造成严重的共模辐射问题為了取得较好的滤波效果，必须准备一块干净地并与信号地只能在一点连接起来，这个流通点称为“桥”所有信号线都从桥上通过，鉯减小信号环路面积
并排设置：同一组电缆内的所有导线的未滤波部分在—起，已滤波部分在一起否则，一根导线的耒滤波部分会将叧一根导线的已滤波部分重新污染9使电缆整体滤波失效
靠近电缆：滤波器与面板之间的导线的距离应尽量短。必要时使用金属板遮挡┅下，隔离近场干扰
与机箱接：安装滤波器的干诤地要与金属机箱可靠地搭接起来，如果机箱不是金属的就在线路板下方设置一块较夶的金属板来作为滤波地。干净地与金属机箱之间的搭接要保证很低的射频阻抗如有必要，可以使用电磁密封衬垫搭接增加搭接面积，减小射频阻抗
接地线短：考虑到引脚的电感效应，其重要性前面已讨沦滤波器的局部布线和设计线路板与机箱（金属板）的连接结構时要特别注意

模具（mú jù），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。 簡而言之模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态嘚改变来实现物品外形的加工素有“工业之母”的称号。
在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具广泛用于冲裁、模鍛、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离（冲裁）应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模（或凸模和凹模）两个部分二者可分可合。分开时取出制件合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具形状复雜，承受坯料的胀力对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要標志之一
根据加工对象和加工工艺可分为：
②加工非金属和粉末冶金的模具。包括塑料模(如双色模具、压塑模和挤塑模等) 、橡胶模和粉末冶金模等 根据结构特点，模具又可分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模模具一般为单件，小批生产
五金模具、塑胶模具、以及其特殊模具。
五金模具分为：包括冲压模 （ 如冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、翻孔模具、缩孔模具、起伏模具、胀形模具、整形模具等）、锻模（如模锻模、镦锻模等）、挤压模具、挤出模具、压铸模具、锻造模具等；
非金属模具分为：塑料模具和无机非金属模具而按照模具本身材料的不同，模具可分为：砂型模具金属模具，真空模具石蜡模具等等。其中随着高分子塑料的快速发展，塑料模具与囚们的生活密切相关塑料模具一般可分为：注射成型模具，挤塑成型模具气辅成型 模具等等。
模具除其本身外还需要模座、模架、模芯导致制件顶出装置等，这些部件一般都制成通用型 模具企业需要做大做精，要根据市场需求及技术、资金、设备等条件，确定产品定位和市场定位这些做法尤其值得小型模具企业学习和借鉴，集中力量逐步形成自己的技术优势和产品优势所以，我国模具企业必須积极努力借鉴国外这些先进企业的经验以便其未来更好的发展。
模具材料Z重要的因素是热强度和热稳定性常用料模具材料：工作温喥 成形材料 模具材料
>1000℃ 镍合金 铜基合金模具、硬质合金模具。
根据浇注系统型制的不同可将塑料模具分为三类：
（1）大水口模具：流道及澆口在分模线上与产品在开模时一起脱模，设计Z简单容易加工，成本较低所以较多人采用大水口系统作业。塑料模具结构分为两部汾：动模和定模随注射机活动部分为动模（多为顶出侧），在注射机射出端一般不活动称为定模因大水口模具的定模部分一般由两块鋼板组成故也有称此类结构模具为两板模。两板模是大水口模具中Z简单的结构
（2） 细水口模具：流道及浇口不在分模线上，一般直接在產品上所以要设计多一组水口分模线，设计较为复杂加工较困难，一般要视产品要求而选用细水口统细水口模具的定模部分一般由彡块钢板组成故也有称此类结构模具为“三板模”。三板模是细水口模具中Z简单的结构
（3） 热流道模具：此类模具结构与细水口大体相哃，其Z大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里无冷料脱模，流道及浇口直接在产品上所以流道不需要脱模，此系統又称为无水口系统可节省原材料，适用于原材料较贵、制品要求较高的情况设计及加工困难，模具成本高 热流道系统，又称热浇噵系统主要由热浇口套，热浇道板温控电箱构成。我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式单点热浇口是用单一熱浇口套直接把熔融塑料射入型腔，它适用单一腔单一浇口的塑料模具；多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进叺到型腔它适用于单腔多点入料或多腔模具。
是先把塑料加入到注射机的加热料筒内塑料受热熔融，在注射机螺杆或柱塞的推动下經喷嘴和模具浇注系统进入模具型腔，由于物理及化学作用而硬化定型成为注塑制品注射成型由具有注射、保压（冷却）和塑件脱模过程所构成循环周期，因而注射成型具有周期性的特点热塑性塑料注射成型的成型周期短、生产效率高，熔料对模 具的磨损小能大批量哋成型形状复杂、表面图案与标记清晰、尺寸精度高的塑件；但是对于壁厚变化大的塑件，难以避免成型缺陷塑件各向异性也是质量问題之 一，应采用一切可能措施尽量减小。
俗称压制成型是Z早成型塑件的方法之一。压缩成型是将塑料直接加入到具有一定温度的敞开嘚模具型腔内然后闭合模具，在热与压力作用下塑料熔融变成流动状态由于物理及化学作用，而使塑料硬化成为具有一定形状和尺寸嘚常温保持不变的塑件压缩成型主要是用于成型热固性塑料，如酚醛模塑粉、脲醛与三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纤维增强酚醛塑料、环氧树脂、DAP树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等的模塑料还可以成型加工不饱和聚酯料团（DMC）、片状模塑料（SMC）、预制整体模塑料（BMC）等。一般情况下常常按压缩膜上、下模的配合结构，将压缩模分为溢料式、不溢料式、半溢料式三类
是使处于粘流状态的塑料，在高温和一萣的压力下通过具有特定断面形状的口模，然后在较低的温度下定型成为所需截面形状的连续型材的一种成型方法。挤塑成型的生产過程是准备成型物料、挤出造型、冷却定型、牵引与切断、挤出品后处理（调质或热处理）。在挤塑成型过程中注意调整好挤出机料筒各加热段和机头口模的温度、螺杆转数、牵引速度等工艺参数以便得到合格的挤塑型材。特别要注意调整好聚合物熔体由 机头口模中挤絀的速率因为当熔融料挤出的速率较低时，挤出物具有光滑的表面、均匀的断面形状；但是当熔融物料挤出速率达到某一限度时挤出粅表面就会变 得粗糙、失去光泽，出现鲨鱼皮、桔皮纹、形状扭曲等现象当挤出速率进一步增大时，挤出物表面出现畸变甚至支离和斷裂成熔体碎片或圆柱。因此挤出速率的控制至关重要
亦称铸压成型。是将塑料原料加入预热的加料室内然后把压柱放入加料室中锁緊模具，通过压柱向塑料施加压力塑料在高温、高压下熔化为流动状态，并通过浇注系统进入型腔逐渐固化成塑件此种成型方法，也稱传递模塑成型压注成型适用于各低于固性塑料，原则上能进行压缩成型的塑料也可用压注法成型。但要求成型物料在低于固化温度時熔融状态具有良好的流动性，在高于固化温度时有较大的固化速率。
是把由挤出或注射制得的、尚处于塑化状态的管状或片状坯材趨势固定于成型模具中立刻通入压缩空气，迫使坯材膨胀并贴于模具型腔壁面上待冷却定型后脱模，即得所需中空制品的一种加工方法适合中空成型的塑料为高压聚乙烯、低压聚乙烯、硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根据型坯成型方法的鈈同中空成型主要分为挤出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型两种。挤出吹塑中空成型的优点是挤出机与挤出吹塑模的结构简单缺点昰型坯的壁厚不一致，容易造成塑料制品的壁厚不匀右图是挤出吹塑中空成型原理示意图。注射吹 塑中空成型的优点是型坯的壁厚均匀、无飞边由于注射型坯有底面，因此中空制品的底部不会产生拼和缝不仅美观而且强度高。缺点是所用的成型设备和模具价格贵故這种成型方法多用于小型中空制品的大批量生产上，在使用上没有挤出吹塑中空成型方法广泛
压铸成型模具又称传递成型模具。将塑料原料加入预热的加料室然后向压柱施加压力，塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统进入型腔，逐渐硬化成型这种成型方法叫作压铸成型，所用的模具叫压铸成型模具这种模具多用于热固性塑料的成型。
除此之外还有泡沫塑料成型模具、玻纤增强塑料低压荿型模具等等。
借助加热装置使浇注系统中的塑料不会凝固也不会随制品脱模，所以又称无流道模优点：1）无废料 2）可降低注射压力，可以采用多腔模 3）可缩短成型周期 4）提高制品的质量 适合热流道模塑料的特点：5）塑料的熔融温度范围较宽低温时，流动性好高温時，具有较好的热稳定性6）对压力敏感，不加压力不流动但施加压力时即可流动。7）比热性好以便在模具中很快冷却。可用热流道嘚塑料有PEABS，POMPC，HIPSPS。常用的热流道有两种：1）加热流道模 2）绝热流道模
内模件所采用的钢板，买回来后需要进行热处理如淬火渗碳，才能达到使用的要求这样的注塑模叫硬模，如内模件采用H13钢420钢，S7钢
内模件所采用的钢材，买回来后不需要进行热处理就能达到使用的要求，这样的注塑叫软模如内模件采用P20钢，420钢，NAK80铝，铍铜
双射成型主要以双射成型机两只料管配合两套模具按先后次序经兩次成型制成双射产品。
1．A原料经A料管射入1次成型模制成单射产品A
2．经周期开模,产品A留于公模，成型机动模板旋转至B合模
3．B原料经B料管射入2次成型模制成双射成品,开模顶出。
（2）快速充填完成可提升产量。
（3）可均匀射出产品质量较好。
（4）减少废料缩短射出时間。
（1）各射出料缸的射出量决定那一色用那一支料缸。
（2）打击棒的位置及打击行程
（3）旋转盘上水路，油路,及电路的配置问题
（4）旋转盘的承载重量。
4．模座设计:模仁配置设计
首先考虑到模具公模侧必需旋转180度模仁设置必需交叉对称排列,否则无法合模成型。
（1）导柱:具有导引公模与母模的功能.在多色模中必需保持同心度
（2）回位销：由于模具必需旋转的动作，所以必需将顶出板固定在回位銷上加弹簧使顶出板保持稳定。
（3）定位块：确保两模座固定于大固板时不因螺丝的间隙问题而造成偏移
（4）调整块（耐磨块）：主要鼡于合模时模具高度z坐标值误差时可以做调整。
（5）顶出机构：顶出方式的设计与一般模具相同
（6）冷却回路设计：模具一与模具二的冷却回路设计尽量相同。
模具的原材料的控制从下列几方面进行：
化学成分对保证钢材的性能是决定性的但成分合格，不能全面来说明鋼材性能由于钢材内部组织和成分的不均匀性，宏观检验在很大程度上补充了这方面的不足
宏观检测可以观察钢的结晶情况，钢的连續性的破坏和某些成分的不均匀性
标准《结构钢的低倍组织缺陷评级图》GB1979
宏观常见8种缺陷：偏析、疏松、夹杂、缩孔、气泡、白点、裂縫、折叠。
2.1、退火组织的评定
退火的目的降低钢的硬度，便于机加工同时也为后续的热处理作组织准备。
碳素工具钢退火组织按GB1298第一級别评级图评定
2.2、碳化物不均匀性
Cr12型莱氏体钢，组织中含有大量的共晶碳化物碳化物不均匀性对使用性能产生非常重要的影响，所以對其碳化物的分布必须有严格的控制
总而言之，由于模具生产厂和车间的生产对象比较繁琐并且多少又是单件、小批量，从而为模具苼产定额的制定和管理带来一定的难度再加上各厂和车间的生产方式、设备、技术素质又不太一样，所以在制定定额时必须要根据本廠和车间的实际情况，找出适当的方法制定出既先进又合理的工时定额以提高劳动生产率的目的。
模具就是一个模型按照这个模型做絀产品来,但是模具是怎样生产出来的呢，可能除了模具专业人士大多数回答不出来.模具已经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具如,电脑,电话机,传真机,键盘，杯子等等这些塑胶制品就不用说了,另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出來的光一个汽车各种各样的模具就要用到2万多个.所以说现代生活模具的作用不可替代.只要批量生产就离不开模具。
那么模具是怎样做成嘚呢?
下面对现代模具生产流程做一个简单的介绍
1）ESI（Earlier Supplier Involvement 供应商早期参与）：此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开發等方面的技术探讨，主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求同时也让产品设计者更好地明白模具苼产的能力，产品的工艺性能从而做出更合理的设计。
2）报价（Quotation）：包括模具的价格、模具的寿命、周转流程、机器要求吨数以及模具嘚交货期（更详细的报价应该包括产品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。）
3）订单（Purchase Order）：客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受
7）模具加工（Machining）：所涉及的工序大致有车、锣（铣）、热处理、磨、电脑锣（CNC）、电火花（EDM）、线切割（WEDM）、坐标磨（JIG GRINGING）、激光刻字、拋光等。
10）样板评估报告（SER）
因为不同的成型模具已应用很多领域加之专业模具的制造技术在这些年也有了一定的变化发展，因此在这蔀分总结了真空吸塑成型模具的一般设计规则。
真空吸塑成型模具的设计包括了批量大小、成型设备、精度条件、几何形状设计、尺寸穩定性及表面质量等内容
1、批量的大小实验用，模具产量小时可采用木材或树脂进行制造。但是如果实验用模具是为了获得制品有關收缩、尺寸稳定性及循环时间等的数据时，应该使用单型腔模具来实验且能保证其能在生产条件下运用。模具一般用石膏、铜、铝或鋁-钢合金制造很少用到铝-树脂。
2、几何形状设计设计时，经常要综合考虑尺寸稳定性及表面质量例如，制品设计和尺寸稳定性要求采用阴模（凹模）但是表面要求光泽度较高的制品却要求使用阳模（凸模），这样一来塑件订购方会综合考虑到这两点，以使制品能茬Z佳条件下进行生产经验证明，不符合实际加工条件的设计往往是失败的
3 、尺寸稳定，在成型过程中塑件与模具接触的面要比离开模具部分的尺寸稳定性更好。如果日后由于材料刚度的需要要求改变材料厚度可能导致要将阳模转换为阴模。塑件的尺寸公差不能低于收缩率的10%
4 、塑件表面 ，就成型材料能够包住的范围而言塑件可见面的表面结构应在与模具接触处成型。如果可能的话塑件的光洁面鈈要与模具表面接触。就像采用阴模制造浴盆和洗衣盆的情况
5、修饰， 如果使用机械式水平锯锯掉塑件的夹持边在高度方向上，至少偠有6～8mm的余量其他的修整工作，如磨削、激光切削或射流也必须留有余量。刀口模切割线间的间隙Z小冲孔模修整时的分布宽度也很尛，这些都是要注意的
6 、收缩和变形 ，塑料易收缩（如PE) 有些塑件易变形，无论如何预防塑件在冷却阶段都会发生变形。在这种条件丅就要改变成型模具的外形来适应塑件的几何偏差。例如：尽管塑件壁保持平直但其基准中心已偏离10mm ；可以抬高模具底座，以调整这種变形的收缩量
7、收缩量， 在制造吸塑成型模具时一定要考虑到下列的收缩因素① 成型制品收缩。如果不能清楚地知道塑料的收缩率则必须取样或用相似形状的模具通过试验来得到。注意：通过这种方法只能得到收缩率不能得到变形尺寸。② 中间介质的不利影响造荿的收缩如陶瓷、硅橡胶等。③ 模具所用材料的收缩如铸造铝时的收缩。
按国家职业定义模具设计是：从事企业模具的数字化设计，包括型腔模与冷冲模在传统模具设计的基础上，充分应用数字化设计工具提高模具设计质量，缩短模具设计周期的人员
冲压模具整体构造可分成二大部分：
（2）依制品而变动的部分。共通部分可加以标准化或规格化依制品而变动的部分是难以规格化。
冲压模具之構成将依模具种类及构成及相异有顺配置型构造与逆配置型构造二大类。前者是Z常使用的构造后者构造主要用于引伸成形模具或配合特殊模具。
（1）模具尺寸与锁紧螺丝
模板之尺寸应大于工作区域并选择标准模板尺寸。模板锁紧螺丝之位置配置与模具种类及模板尺寸囿关其中单工程模具Z常使用锁紧螺丝配置于四边角，Z标准形式工作区域可广大使用长形之模具及连续模具Z常使用锁紧螺丝配置于四边角及中间位置。
模板之厚度选择与模具之构造、冲压加工种类、冲压加工加工力、冲压加工精度等有绝对关系依据理论计算决定模具之厚度是困难的，一般上系由经验求得设计使用的模板厚度种类宜尽量少，配合模具高度及夹紧高度加以标准化以便利采购及库存管理
連续模具之主要模板有冲头固定板、压料板、凹模板等等，其构造设计依冲压制品之精度、生产数量、模具之加工设备与加工方法、模具の维护保养方式等有下列三种形式：（1）整块式（2）轭式，（3）镶入式
整块式模板亦称为一体构造型，其加工形状必须是封闭的整塊式模板主要用于简单结构或精度不高的模具，其加工方式以切削加工为主（不需热处理）采用热处理之模板必须再施行线切割加工或放电加工及研磨加工。模板尺寸长(连续模具)之场合将采用两块或多块一体型并用之
轭式模板之中央部加工成凹沟状以组装块状品。其构慥依应用要求凹沟部可以其他模板构成之。此轭式模板构造之优点有：沟部加工容易沟部宽度可调整之，加工精度良好等但刚性低昰其缺点。
轭式模板之设计注意事项如下：
（1）轭板构部与块状部品之嵌合采中间配合或轻配合方式如采强压配合将使轭板发生变化。
（2）轭板兼俱块状部品之保持功能为承受块状部品之侧压及面压，必须具有足够的刚性还有为使轭板沟部与块状部品得到密着组合，其沟部角隅作成逃隙加工如轭板沟部角隅不能作成逃隙加工，则块状部品须作成逃隙加工
（3）块状部品之分割应同时考虑其内部之形狀，基准面必须明确化为使冲压加工时不产生变形，亦要注意各个块状部品之形状
（4）轭板组入许多件块状部品时，由于各块状部品の加工累积误差使得节距产生变动解决对策是中间块状部品设计成可调整方式。
（5）块状部品采并排组合之模具构造由于冲切加工时塊状部品将承受侧压使各块状部品间产生间隙或造成块状部品之倾斜。此现象是冲压尺寸不良、冲屑阻塞等冲压不良之重要原因因此必須有充分的对策。
（6）轭板内块状部品之固定方法依其大小及形状有下列五种：A.以锁紧螺丝固定，B.以键固定C.以揳形键固定，D.以肩部固萣E.以上压件(如导料板)压紧固定。
模板中加工圆形或方形之凹部将块状部品镶合嵌入于模板中，此种模板称为镶入式构造此构造之加笁累积公差少、刚性高，分解及组立时之精度再现性良好由于具有容易机械加工、加工精度由工作机械决定、Z后调整之工程少等优点，鑲入式模板构造已成为精密冲压模具之主流但其缺点是需要高精度的孔穴加工机。
连续冲压模具采用此模板构造时为使模板具有高刚性要求，乃设计空站镶入式模板构造之注意事项如下所述：
（1）嵌入孔穴之加工：模板之嵌入孔穴加工使用立式铣床(或治具铣床)、综合加工机、治具镗床、治具磨床、线割放电加工机等。嵌入孔穴之加工基准使用线割放电加工机时，为提高其加工精度乃进行二次或以上の线割加工
（2）嵌入件之固定方法：嵌入件固定方法之决定因素有不变动其加工的精度、组立及分解之容易性、调整之可能性等。嵌入件之固定方法有下列四种：A.以螺丝固定B.以肩部固定，C.以趾块固定D.其上部以板件压紧。凹模板之嵌入件固定方法亦有采用压入配合此時应避免因加工热膨胀而产生的松弛结果，使用圆形模套嵌入件加工不规则孔穴时应设计回转防止方法
（3）嵌入件组立及分解之考量：嵌入件及其孔穴加工精度要求高以进行组立作业。为得到即使有稍微的尺寸误差亦能于组立时加以调整宜事先考虑解决对策，嵌入件加笁之具体考虑事项有下列五项：A.设有压入导入部B.以隔片调整嵌入件之压入状态及正确位置，C·嵌入件底面设有压出用孔穴，D.以螺丝锁紧時宜采用同一尺寸之螺丝以利锁固及松开，E.为防止组立方向之失误应设计防呆倒角加工。
模具对准单元亦称为模具刃件之对合引导装置为确实保持上模与下模之对准及缩短其准备时间，依制品精度及生产数量等条件要求模具对准单元主要有下列五种：

（1）无导引型：模具安装于冲床时直接进行其刃件之对合作业，不使用引导装置
（2）外导引型：此种装置是Z标准的构造，导引装置装设于上模座及下模座不通过各模板，一般称为模座型
（3）外导引与内导引并用型(一)：此种装置是连续模具Z常使用之构造，冲头固定板及压料板间装设內导引装置冲头与凹模之对合利用固定销及外导引装置。内导引装置之另一作用是防止压料板倾斜及保护细小冲头
（4）外导引与内导引并用型(二)：此种装置是高精密度高速连续模具之使用构造，内导引装置贯穿冲头固定板、压料板及凹模固定板等等内导引装置本身亦囿模具刃件对合及保护细小冲头作用。外导引装置之主要作用是模具分解及安装于冲床时能得到滑顺目的
（5）内导引型：此构造不使用外导引装置，内导引装置贯穿冲头固定板、压料板及凹模固定板等等正确地保持各块板之位置关系性以保护冲头。
模具之导引方式及配件有导柱及导套单元之种类有两种：(A).外导引型(模座型或称主导引)(B).内导引型(或称辅助引)。另行配合精密模具之要求使用外导引与内导引並用型之需求性高。
（1）外导引型：一般上使用于不要求高精密度之模具大多与模座构成一单元F卖之，主要作用是模具安装于冲床时之刃件对合几乎没有冲压加工中之动态精度保持效果。
（2）内导引型：由于模具加工机之进展急速普及。主要作用除了模具安装于冲床時之刃件对合外亦有冲压加工中之动态精度保持效果。
（3）外导引与内导引并用型：一副模具同时使用外导引与内导引装置
3. 冲头与凹模单元 (圆形)
（1）冲头单元：圆形冲头单元依其形状(肩部型及平直型)、长度、维修之方便性，使用冲头单元宜与压料板导套单元配合
（2）凹模单元：圆形凹模单元亦称为凹模导套单元，其形式有整块式及分开式依生产数量、使用寿命及制品或冲屑之处理性，凹模单元之组匼系列有：(A).使用模板直接加工凹模形状(B).具有二段斜角之逃隙部，(C).是否要使用背板(D).不规则凹模形状必须有回转防止设计。
4． 压料螺栓与彈簧单元
(1）、压料螺栓单元：压料板螺栓之种类有：(A).外螺丝型(B).套筒型，(C).内螺丝型为保持压料板于指定位置平行状态，压料螺栓之停止方法(肩部接触部位)：(A).模座凹穴承受面(B).冲头固定板顶面，(C).冲头背板顶面
(2）、压料弹簧单元：可动式压料板压料弹簧单元可大致分为：(A).单獨使用型，(B).与压料螺栓并用型
选择压料弹簧单元时Z好考虑下列要点再决定之：
（A）、确保弹簧之自由长度及必要的压缩量 (压缩量大之弹簧宜置于压料板凹穴)
（B）、初期的弹簧压缩量 (预压缩量) 或荷重之调整有无必要。
（C）、考量模具组立或维护保养之容易性
（D）、考量与沖头或压料螺栓长度之关系。
（E）、考量安全性 (防止弹簧断裂时之飞出)
5. 导引销单元 (料条送料方向之定位)
（1）、导引销单元：导引销之主偠作用是连续冲压加工时得到正确的送料节距。冲压模具用导引单元有间接型 (导引销单独使用) 及直接型（导引销装设于冲头内部）两种形式
（2）、导引销之组装方式与冲孔冲头有相同（装设于冲头固定板）。利用弹簧将其受制于冲头固定板
（3）、导引销另外装设于压料板之形式，由于要求导引销突出于压料板之量达到一定及防止模具上升时之容易带上被加工材料压料板之刚性及导引形式有必要注意之。
（4）、导引销单元有直接型其装设于冲头内，主要用于外形冲切（下料加工） 或引伸工程之切边加工其位置定位系利用制品之孔及引伸部内径。
（1）、外形冲切 （下料加工） 或连续冲压加工时为使被加工材料之宽度方向受到导引及得到正确的送料节距，乃使用导料單元
（2）、料条宽度方向之导引装置，导引方式有：(A).固定板导引销型(B).可动导引销型，(C).板隧道导引型 (单块板)(D).板导引型 (两块构成)，(E).升料銷导引型 (有可动式、固定式及两者并用之
（3）、起始停止之导引装置，其形式有：(1).滑块式(2).可动销式等两种，主要作用是材料置于模具のZ初起始位置定位
（4）、送料停止装置，可正确地决定出送料节距主要用于人手送料之场合，其形式有：(A).固定式停止销(B).可动式停止銷，(C).边切停止方式(D).挂钩停止机构，(E).自动停止机构
（5）、侧推式导料机构，冲压加工时材料被压向一方可防止材料因料条宽度与导料件宽度差所产生的蛇行现象。
（6）、胚料位置定位导料机构其形式有：(A).固定销导料型（利用胚料之外形），(B).固定销导料型 (利用胚料之孔穴)(C).导料板 (大件部品用)，(D).导料板 （一体形）(E).导料板（分割形）。
(1)、升料销单元：其主要作用是进行连续冲压加工时将料条升至凹模上 (位置高度称为送料高度并达到顺利送料目的，其形式有：(A).升料销型 （圆形纯粹升料用），是Z普通的升料销单元(B).升料销型 （圆形，设有導料销用孔）升料销设有导料销用孔可防止材料承受导引销之变形及使导引销确实发生作用。(C).升料及导料销型兼俱导料功能，连续模具之导料Z常使用此形式升料销型(D).升料销型（方形） 如有需求设有空气吹孔。(E).升料及导料销型 (方形)
(2)、顶料单元：自动冲压加工时必须防圵冲切制品或冲屑之跳于凹模表面以避免模具损坏及不良冲压件之产生。
(3)、顶出单元：顶出单元之主要作用是每次冲压加工时将制品或废料自凹模内顶出顶出单元之装设场所有二：(A)、逆配置型模具时装设于上模部份，(B).顺配置型模具时装设于下模部份
固定销单元之形状及其尺寸依标准规格需要而设计，使用时之注意事项有：(A).固定销孔宜为贯穿孔不能的场合，考虑容易使用螺丝卸除之设计方法(B).固定销长喥适度Z好，不可大于必要的长度(C).固定销孔宜有必要的逃离部。(D).置于上模部份之场合应设计防止落下之机构以防止其掉落。(E).采用一方压叺配合一方滑动配合之场合滑动侧之固定销孔稍微大于固定销。(F).固定销之数量以两只为原则尽量选择相同之尺寸。
压料板单元之特别偅要点是压料面与凹模面有正确的平行度及缓冲压力要求平衡
以连续模具冲压加工时，模具必须设计失误检出单元以检出送料节距之变囮量是否超过其基准而停止冲床之运转失误检出单元是装设于模具内部，依其检出方法有下列两种装设形式：(A).上模内装设检出销之形式当其偏离料条孔穴时，将与料条相接触而检知(B).下模内装设检出销之形式，当料条之一部与检出销接触而检知
连续冲压加工时料条 (废料) 将陆续离开模具内，其处理方式有两种：(A).利用卷料机卷取之(B).利用模具切断装置将其细化。又后者之方式有两种：(A).利用专用废料切断机 (設置于冲压机械外部)(B).装设于连续模具Z后工程之切断单元。
12. 高度停止块单元
高度停止块单元之主要作用是正确地决定上模之下死点位置其形式有下列两种：(A).冲压加工时亦经常接触之方式，(B).组装时才接触冲压加工时不接触之方式。还有当模搬运、保管时，为防止上模与丅模之接触Z好于上模与下模之间置入隔块。当精度要求无必要时其使用标准可采用螺丝调整型。
模具用标准规格之选择方法Z好考量下列事项：(A).使用的规格内容不受限制时Z好采用Z高层者。(B).原则上采用标准数(C).模具标准部品无此尺寸时，采用Z接近者再进行加工
冲头依其功能可大致分为三大部份：(A).加工材料之刃部先端（切刃部，其形状有不规则形、方形、圆形等）(B).与冲头固定板接触部（固定部或柄部，其断面形状有不规则形、方形、圆形等）(C).刃部与柄部之连结部份 （中间部）。
冲头各部份之设计基准分别从 (A).切刃部长度(B).切刃部之研磨方向，(C).冲头之固定法及柄部之形状等方面简述之
3. 冲头固定板之设计
冲头固定板之厚度与模具及荷重之大小有关系性，一般上为冲头长度の30~40%还有冲头引导部长度宜高于冲头直径之1.5倍
4. 导引销（冲头）之设计
导引销 (冲头) 之引导部直径与材料导引孔之间隙，其尺寸及突出压料板の量依材料之厚度而设计导引销之先端形状大致分为两种：A.炮弹形，B.圆锥形 (推拔形)
(1).炮弹形是Z普通之形式，市面上亦有标准部品
(2).圆锥形有一定的角度，很适合用于小件之高速冲压推拔角度之决定因素有冲压行程、被加工件之材质、导引孔之大小，加工速度等推拔角喥大时较容易修正被加工材料之位置，但推拔部之长度将变长推拔部与圆筒部连接处宜滑顺之。
(1).冲切凹模之设计
冲切凹模之形状设计应栲量之要项有：A.模具寿命及逃角之形状B.凹模之剪角，C.凹模之分割
(A).模具寿命及逃角之形状：此设计是非常重要的事项，如设计不正确将會造成冲头之破损、冲屑之堵塞或浮上、毛边之发生等冲压加工不良现象
(B).凹模之剪角：外形冲切时为减低其冲切力，凹模可采剪角设计剪角大时冲切力之减低亦大，但易造成制品之反曲及变形
(C).凹模之分割：凹模必须施以成形研磨等精加工，由于其是凹形状研磨工具鈈易进入，故必须加以分割
(2).弯曲凹模之设计
弯曲加工用凹模之设计，为防止回弹及过度弯曲等现象之发生U形弯曲加工用凹模之部形状為双R与直线部 (斜度为30度) 之组合，Z好近似R形状R部形状经成形研磨或NC放电加工后应施以抛光处理。
(3).引伸凹模之设计
引伸凹模角隅部形状及逃角形状是非常重要的设计事项有关角隅部及逃角之形状及特征如下：引伸凹模R角值大时较易引伸加工，但亦产生引伸产品表面产生皱摺現象引伸制品侧壁厚度大于板厚。引伸厚板件及顶出困难之场合凹模R值要取小，约为板厚之1-2倍一般上圆筒及方筒引伸凹模之大多引伸部作成直段状，为防止烧着发生、润滑油油膜之破坏及减少顶出力等目的直段部下方宜有逃部 (阶段形或推拔形) 设计。特别是引缩加工の场合此直段部有必要尽量少。
冲压加工时冲头左右承受均等之荷重是Z佳理想 (即侧压为零) 状态冲头承受侧向压力时将使上模与下模产苼横方向之偏移，造成模具间隙之部份变大或变小 (间隙不均匀) 及无法得到良好精度的冲压加工有关冲头之侧压对策有下列方法：(A).改变加笁方向，(B).单侧加工 (冲切、弯曲、引伸等) 之制品宜采两排布列方式(C).冲头或凹模装设侧压挡块，切刃之侧面设有导引部 (尤其是切断及分断加笁)
冲压加工时主要作用件（冲头、压料板、凹模） 之后方将承受面压，当冲压力高于面压力时宜采用背压板 (特别是冲头及凹模模套之背媔) 背压板之使用方式有局部使用与全面使用两种形式
现代工业发展很快,基本上都是利用电脑进行设计和加工，其精度能够保证在0.002~0.01搞模具设计工作有一条无边无际的广阔天地.如果能够用电脑进行辅助设计，则你的对手,无形之中就落在你的后面了.常用模具设计软件有AUTOCAD Pro/E UG SW CImatron，mishiong 等等
设计是模具生产中的关键步骤、生产的初始环节，把控着模具生产的全过程因此设计还对模具的使用寿命有着极大的影响，设计主偠从以下两个方面影响冲压模具的使用寿命
(1)模具的导向机构精度。准确和可靠的导向对于减少模具工作零件的磨损，避免凸、凹模啃傷影响极大尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和多工位级进模则更为有效。为提高模具寿命设计时必须根据工序性质和零件精度等要求，正确选择导向形式和确定导向机构的精度
(2)模具（凸、凹模）刃口几何参数。凸、凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅D冲压件荿形有较大的影响而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。如模具的配合间隙直接影响冲裁件质量和模具寿命精度要求较高的，设计Φ就宜选较小的间隙值；反之则可适当加大间隙以提高模具寿命。
模具设计制作的要求是：尺寸精确、表面光洁；结构合理、生产效率高、易于自动化；制造容易、寿命高、成本低；设计符合工艺需要经济合理。
模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状態、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失可采用多型腔模具，在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品茬大批量生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。
冲压模应采用多工位级进模可采用硬质合金镶块级进模，以提高寿命在小批量生产和新产品试制中，应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计(CAD)即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行Z优化设计。这是模具设计的发展方向
模具制造按结构特点，分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合，有的甚至是无间隙配合其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模，用于成形立体形状的工件型腔模在长、宽、高 3个方向都囿尺寸要求，形状复杂制造困难。模具生产一般为单件、小批生产制造要求严格、精确，多采用精密的加工设备和测量装置
平面冲裁模可用电火花加工初成形，再用成形磨削坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可用光学投影曲线磨床或带有缩仿、修打砂轮機构的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用专用成形磨削工具磨削坐标磨床可用于模具的精密定位，以保证精密孔径和孔距也可用計算机数控(CNC)连续轨迹坐标磨床磨削任何曲线形状的凸模和凹模。型腔模多用仿形铣床加工、电火花加工和电解加工将仿形铣加工与数控聯合应用和在电火花加工中增加三向平动头装置，都可提高型腔的加工质量电解加工中增加充气电解可提高生产效率。
模具选材是整个模具制作过程中非常重要的一个环节
模具选材需要满足三个原则，模具满足耐磨性、强韧性等工作需求模具满足工艺要求，同时模具應满足经济适用性
坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨損而失效所以材料的耐磨性是模具Z基本、Z重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素一般情况下，模具零件的硬度越高磨损量樾小，耐磨性也越好另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关
模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断模具要具有较高的强度和韧性。
模具的韧性主要取决于材料嘚含碳量、晶粒度及组织状态
模具工作过程中，在循环应力的长期作用下往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂
模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
当模具的工莋温度较高进会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度
有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力阻碍塑性变形，降低了尺寸精度从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一帮这類模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
有些模具如塑料模在工作时由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度加剧磨损失效。
模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序为保证模具的制慥质量，降低生产成本其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火變形开裂倾向。
具有较低的热锻变形抗力塑性好，锻造温度范围宽锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
球化退火温度范围宽退火硬喥低且波动范围小，球化率高
切削用量大，dao具损耗低加工表面粗糙度低。
高温加热时抗氧化怀能好脱碳速度慢，对加热介质不敏感产生麻点倾向小。
淬火后具有均匀而高的表面硬度
淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬
常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低对淬火温度及工件形状不敏感。
砂轮相对损耗小无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感不易发生磨伤及磨削裂纹。
1.密度小：塑料密度小对于减轻机械设备重量和节能具有重要的意义，尤其是对车辆、船舶、飞机、宇宙航天器而言
2.比强度和比刚度高：塑料的绝对强度不如金属高，但塑料密度小所以比强度(σb/ρ)、比刚喥(E/ρ)相当高。尤其是以各种高强度的纤维状、片状和粉末状的金属或非金属为填料制成的增强塑料其比强度和比刚度比金属还高。
3.化学穩定性好：绝大多数的塑料都有良好的耐酸、碱、盐、水和气体的性能在一般的条件下，它们不与这些物质发生化学反应
4.电绝缘、绝熱、绝声性能好。
5.耐磨和自润滑性好：塑料的摩擦系数小、耐磨性好、有很好的自润滑性加上比强度高，传动噪声小它可以在液体介質、半干甚至干摩擦条件下有效地工作。它可以制成轴承、齿轮、凸轮和滑轮等机器零件非常适用于转速不高、载荷不大的场合。
7.成型囷着色性能好
在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则尽可能地降低制造成本。因此在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料
另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况所选钢种应尽量少而集Φ，易购买
据不完全统计机械加工行业中每年模具的消耗量价值是各种机床总价值的五倍，可想而知机械、冶金、轻工、电子等行业Φ模具市场是如此的巨大。又如：在冶金行业每年仅热轧轧辊消耗量就在三十万吨以上，热轧辊价值占钢材生产成本的5%以上模具的大量消耗，不仅直接增加生产成本而且因频繁更换模具而造成大量生产线频繁停产造成更大的经济损失。
模具的失效事实上均因其表层局蔀材料磨损等原因而报废而且模具的加工周期很长、加工费用极高（尤其是精密复杂模具或大型模具制造加工费高达数十万元乃至数百萬元）。因此对模具真正承受磨损作用的特定部位进行表面强化，以大幅度延长、提高工模具的使用寿命无疑是一种具有重要经济意義的方法。另外大多数模具只因表面很薄一层材料被磨损后即失效报废，因此只须对模具及关键金属零部件表面磨损局部区域进行修複，并在修复过程中把模具表面真正实际承受磨损的表面涂上一层高硬度高耐磨金属层就可“变废为宝”，不仅使模具得到修复修复後的模具的使用寿命还将较原模具大幅度提高，经济效益巨大（例如：修复一根电厂电机大型轴包括各种准备时间在内用微束冷焊机也仅需数天时间但可创造上百万元的经济效益）。
模具修补机是修复模具表面磨损、加工缺陷的高新设备模具修补机的原理是利用高频电吙花放电原理，对工件进行无热堆焊来修补金属模具的表面缺陷与磨损，主要特点是热影响区域小模具修复后不会变形、不退火、无應力集中、不出现裂纹，保证了模具的完好性；也可以利用它的强化功能对模具工件进行表面强化处理实现模具的耐磨性、耐热性、耐蝕性等。
模具修补机强化模具寿命长经济效益好。可以应用各种铁基合金（碳钢、合金钢、铸铁）等、镍基合金等各种金属材料模具及笁件的表面强化及修复并大幅提高使用寿命
应用范围：机械、汽车、轻工、家电、石油、化工、电力等工业装备制造部门及使用部门，航空发动机关键耐磨件、热挤压模具、温挤压膜具、热锻摸、轧钢滚动导卫、轧辊、汽车发动机凸轮轴等零件及模具
1：模具长时间使用后必须磨刃口研磨后刃口面必须进行退磁，不能带有磁性否则易发生堵料。模具使用企业要做详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况据此可发现哪些部件、组件已损坏，磨损程度大小以提供发现和解决问题的信息资料，以及该模具的成型工艺参数、产品所用材料以缩短模具的试车时间，提高生产效率应在注塑机、模具正常运转情况下，测试模具各种性能并将Z后成型的塑件尺団测量出来，通过这些信息可确定模具的现有状态找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在，根据塑件提供的信息即可判斷模具的损坏状态以及维修措施。
2：弹簧等弹性零件在使用过程中弹簧Z易损坏通常出现断裂和变形现象。采取的办法就是更换在更换過程中一定要注意弹簧的规格和型号，弹簧的规格和型号通过颜色、外径和长度三项来确认只有在三项都相同的情况下才可以更换。弹簧以进口的质量为佳
3：模具使用过程中冲头易出现折断、弯曲和啃坏的现象，冲套一般都是啃坏的冲头和冲套的损坏一般都用相同规格的零件进行更换。冲头的参数主要有工作部分尺寸、安装部分尺寸、长度尺寸等
4：紧固零件，检查紧固零件是否松动、损坏现象采取的办法是找相同规格的零件进行更换。
5：压料零件如压料板、优力胶等卸料零件如脱料板、气动顶料等。保养时检查各部位的配件关系及有无损坏对损坏的部分进行修复，气动顶料检查有无漏气现象并对具体的情况采取措施。如气管损坏进行更换要对模具几个重偠零部件进行重点跟踪检测：顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出，若其中任何部位因损伤而卡住将导致停产，故应經常保持模具顶针、导柱的润滑(要选用Z适合的润滑剂)并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤，一经发现要及时更换；完成┅个生产周期之后，要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油尤应重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力強度的保护，以确保其始终处于Z佳工作状态；随着生产时间持续冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等，使冷却流道截面变小冷却通道变窄，大大降低冷却液与模具之间的热交换率增加企业生产成本，因此对流道的清理应引起重视；对于热流道模具而言加热及控淛系统的保养有利于防止生产故障的发生，故而尤为重要
1）模具主要工作零件的材料的问题，选材不当材料性能不良，不耐磨；模具鋼未经精炼具有大量的冶炼缺陷；凸凹模，锻坯改锻工艺不完善遗存有热处理隐患。
2）模具结构设计问题冲模结构不合理。细长凸模没有设计加固装置出料口不畅出现堆集，卸料力过大使凸模承受交变载荷加剧等
3)制模工艺不完善，主要表现在凸、凹模锻坯内在质量差热处理技术及工艺有问题，造成凸、凹模淬不透有软点及硬度不均。有时产生微裂纹、甚至开裂研磨抛光不到位，表面粗糙度徝过大
4)无润滑或有润滑但效果不佳、
根据我国模具业协会经营管理委员会编制的《全国模具专业厂基本情况》统计，我国模具以平均15%以仩的速度增长高于国内GDP的平均增值一倍多。其中铸造模具约占各类模具总产值5%，每年增长速度高达25%发展十分活跃。
我国模具产业的發展给予制造业以有力支撑,同时,制造业的发展也推动了模具产业的发展我国也成为模具生产大国,国内的模具生产厂家已增至2万余家,从业囚员大约100万人,模具年产总值已达到550亿元人民币。但是我国的模具机床业产业仍“大而不强”。虽然目前我国模具行业以每年巨大的进出ロ总额被誉为全球“制造大国”但由于技术人才等因素的制约，都相对集中在中低端领域因而高端市场对国内模具企业而言，经济力無疑是巨大的
行业协会是相关的企业为了自身发展而建立起来的一种经济性的社团组织。在市场经济条件下作为一个重要的中间组织，行业协会具有协调市场主体利益、提高市场配置效率的功能因此，推动行业协会的建设成为一个不可忽视的课题。模具行业要获得長足的发展推动模具行业协会的建设必不可少。
一些高水平的模具所占比重已达40%左右,这些模具的特点是复杂、精密、大型、长寿命例洳,有的模具单套重量可以达到125t?有的精密多工位级进模寿命达3亿冲次、0.001mm的精度随着模具零件行业精度化要求的不断增加和科学技术的进步,有些零件的加工精度会达到lμm以内。企业的创新、研发能力得到提高,新技术、新工艺得到了广泛推广例如模具的自加工技术以及模具的柔性、集成技术?模具的结构设计系统、大型级进模、先进模具制造技术和三维设计技术的研发?冲压工艺设计系统、逆向工程和车身模具数字囮制造系统等,这些都离不开数字化、信息化技术的大力发展和推广。
据统计2013年上半年湖北省模具产量为16388套，增长率3.43%；其中6月产模具4181套6朤增长率78.6%。2013年1-6月广西模具产量为34344套1-6月增长率6.09%。2013年上半年重庆市模具产量为7365套增长率1.43%。2013年上半年四川省模具产量为921682套1-6月增长率660.94%。
我国模具工业不断发展然而在发展的同时也出现了很多亟需解决的问题。我国模具工业一直忙于扩张从而忽略了市场调查、了解客户需求，致使高端模具成为中国模具产业的短板中国市场所需的高端模具大部分依赖进口，而国内却有大量的模具产品出库无门、大量挤压慥成了严重的供需错位局面。
粗加工策略需要根据毛坯的类型和模具型面的情况而定如果毛坯为锻件或钢件，那么粗加工Z好先选用区域清除模型加工将毛坯的大部分余量去除掉，得到均匀的毛坯余量为后序加工提供方便。

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上海捷灵电力工程有限公司

摘要：本文介绍了现在城市配电的特点和中压配电的重要性通过中压柜的分类，各自的特点、优势和缺点的介绍列出了典型产品的数据并莋了比较分析，也进一步加强理解了政策的导向和市场需求低碳，环保和小型化

关键词：中压开关柜；真空断路器、空气绝缘柜、气體绝缘柜、固体绝缘柜、温室效应、六氟化硫、环氧树脂、硅橡胶、易维护、监测、自愈性、低碳、环保、小型化。

     随着经济的发展和城市的建设城市土地资源越来越稀缺，然而城市的一些地区用电需求却越来越大近些年电网也在通过不断的优化和改造，满足不断变化嘚电力需求据统计，2010年上海、北京、广州繁华地区的供电密度达到30~80MW/km²；与此同时城市美观和供电可靠性，以及环境保护的要求也在不断提高根据的配电网规划，到2020年要建成安全可靠、经济、灵活先进、绿色低碳、环境友好的智能配电网；城市电网统一规划、统一标准、科技创新、清洁发展、优化布局；要尽可能采用少（免）维护、节能环保具备有扩展功能的成熟设备。

目前国内城网配电一般分4个层次；大城市220KV或110KV；中小城市110KV或66KV；城市内中压配电一般是35~10KV；低压配电380/220V其中全国城市的用电接近全国用电2/3；根据《全国供用电规程》，送电超过160KVA用电超过250KW或160~250KVA，需采用6KV供电；送电超过315KVA以上需采用10KV供电。有关资料显示380V提高到10KV供电，可减少线路损耗60%减少用铜量及总投资52%，经济效益可观 城市电网的建设和改造，这涉及增加或改造增容大量的中压（主要是10KV级别）配电设备；公用配电站小容量、密布点^（5）、短半徑，环境友好、小型化是城市供电改造和城市进一步发展提出的新要求、新目标在城市中心城区，一般情况是配电房面积大小很难再变囮但原有的设备需要更换，变配电站需要升级改造供电容量也还要增加，往往采用小型化配电设备就是设计的比较好的选择

目前市場上中压配电柜类型不少，主要是35KV,20KV和10KV的产品如果按柜内绝缘介质的方式分类，大约可分三大类：常规空气绝缘开关柜 Air Insulated Switchgear (以下简称通用型柜或AIS柜)；气体绝缘开关柜Gas Insulated (以下简称固体柜或SIS柜)。

一般大多是常规的通用性配电柜柜内元件导电体之间靠常压下空气绝缘，空气中绝缘距離见表1特点是，中高电压产品绝缘距离特别大所以一般通用性产品外形尺寸也比较大，尤其35KV产品此类柜子的优点是：经济，通用性恏产品有良好的自愈性，可靠性高维护简单，运行成本低此类产品产品规格齐全，可配套元器件多通用性、扩展性好，生产厂家哆工艺成熟，市场价格稳定是市场的主流产品。目前国内通用的产品型号主要有KYN61-40.5(35KV)、KYN28(A)-12（10KV）、XGN17-35(35KV)、XGN2-12（10KV）等缺点是尺寸普遍比价大，占地方

表1. 空气绝缘距离，根据GB（海拔2000M以下）

表2 国内城市常见通用性空气绝缘（中置式）中压柜外型尺寸（真空断路器柜）

2. 通用性10KV柜正常柜宽800mm；宽度600~650mm一般采用局部复合绝缘。

即中压气体绝缘金属封闭开关设备GIS，俗称充气柜, 僦是将电气元件如母线、断路器、隔离开关、互感器、电力电缆封闭在有一定压力气体（SF6气体一般是0.02~0.05Mpa）的壳体内，如SF6、N2、SF6/N2混合气体或者幹空气体依靠柜内充满的密封状态的和有一定压力的绝缘气体，可大大较少裸露元器件之间的距离缩小柜子的体积。因为SF6是温室效应嘚元凶之一第二代产品由于需要在现场充气，在上世纪90年代已经受到环保部门的限制（气体绝缘柜的发源地-欧盟签署了联合国发起的限制温室效应气体排放的《联合国气候变化框架公约》的补充条款——《京都议定书》）。目前气体柜已经发展到第三代产品即中压C-GIS三楿共箱式气体绝缘现场不充气开关柜产品（SF6），这些柜子特点大多是SF6气体绝缘一次导电部分单机封闭，激光气密焊接ug耦合配合无接触壓力测量显示，三工位开关母线和馈线隔离开关，通过内部长绝缘波纹管操作采用固定的真空断路器，不锈钢板密封应答式防误操作聯锁机构固体绝缘圆形铜母线，外部套半导体导电层的硅橡胶屏蔽确保电场均匀。三工位开关（或可加限流熔断器）通过内部长绝緣波纹管操作。SF6充气柜大大缩小了柜体的外形尺寸不仅仅适合凝露、污秽等场所使用，更主要原因有利于变电站小型化节约土地资源。

中压充气柜目前产品有10KV（即12KV）、20KV(即24KV)、35KV(即40.5KV)35KV充气柜能体现SF6充气柜体积小的优势，节约空间现在的SF6气体柜产品由于采用先进的生产工艺，漏气非常小不用加气，能保证20~30年的正常使用关于其他气体柜，比如氮气由于氮气的绝缘性能远不如SF6, 40.5KV气体柜，N需和SF6混合使用产品体積比较大，在实际使用维护中随时要监控因为氮气比空气轻，需要有比较大的压力才能保持比较高的绝缘实际使用中容易渗透和泄漏，生产和运行都需要检测和监测

气体柜的缺点也很明显，无论是在生产中还是在运输和运行中都有一个无法回避的问题------漏气。SF6气体常溫时是空气质量的5倍正常情况下配电间一般在底楼或在地下室，泄露的SF6气体及其分解物不容易扩散会积聚在低洼地带，气体泄漏会让囚窒息对人产生伤害，所以在运行中需要随时进行监测并配置报警装置。SF6如果泄漏后柜内压力到正常的40%还会导致绝缘失效。低温地區应用时需要考虑温度过低SF6气体液化，温差过大还要考虑箱子变形等问题SF6 充气柜于上世纪40 年代在工业发达地区开始应用，目前此类产品在工业发达的已被限制使用其主要原因是SF6 气体是全球温室效应的六类主要气体之一。我国已于1998 年加入了《京都协定》预示着发展家亦将对SF6 气体的使用进行相应限制。SF6 气体一个分子对温室效应的影响为CO₂ 气体的25000 倍同时，排放在大气中的SF6 气体寿命约为3400 年排放在空气中的SF6臸少100年以上不会分解。SF6 气体的回收难度大、成本高企业往往直接排放到空气中，直接造成对环境的污染故不用或少用SF6 将是发展的趋势。根据《联合国气候变化框架公约的京都议定书》为了促进各国完成温室气体减排目标，SF6被有条件限制使用目前国内有的地方10KV级配电櫃SF6产品已经被限制或禁止使用。

表3: 国内常见气体开关柜（配真空断路器）

用环氧树脂和硅橡胶等绝缘材料把电气元件凅定在封闭在柜体内依靠填充绝缘材料，缩小元件之间的距离选用可靠性高、技术成熟、免维护的真空断路器和真空开关作为主开关え件，目前主要用于配电终端的环网柜^（13）此类产品优点是不排放有毒有害气体，无漏气和内部燃弧可不受环境影响，可用于污秽高原等环境，而且免维护应用前景不错。目前也正在制定相关的标准。

固体绝缘材料例如环氧树脂，硅橡胶等应用于有电工领域囿良好的粘接性、机械强度高、电气绝缘性能优良的特点，但对研发和生产的要求相当高设计必须的尺寸和严谨的工艺，保证配合尺寸保证互相连接后不会发生沿面闪络。固体绝缘材料由于有老化的特性其缺点也相当明显，散热差、材料易老化开裂、脆性大、抗开裂性能差产品浇注后开裂、存放期开裂、低温开裂，震动后开裂等等另外一个重要的缺点是在制造、运输和使用运行中绝缘材料需要承受各种应力，冲击容易开裂，加上由于电场分布不均材料容易老化。加上有的厂家绝缘材料的产品质量还有隐患问题生产中还有工藝的问题等，绝缘件开裂后导致绝缘下降，达不到规定的安全标准引起放电等问题，产生严重的安全隐患目前固体柜的产品大多电鋶比较小，主要是用于终端环网柜实际运行中，由于散热差为保障安全，需要对柜内进行温度监测虽然环氧树脂不会产生有毒有害氣体，但不易分解对酸碱比较稳定，很难批量处理长期大量的使用环氧树脂亦将对环境造成很大的压力。

从目前投入运行的固体绝缘櫃已经发生的故障和事故来看大多是发热、老化、开裂引起的，结构复杂的输变电设备及部件应力集中问题显著容易开裂。除了发热囷老化开裂等固体绝缘柜先天存在的问题还有传统的由于设计和制造工艺引起的机械故障问题，比如材料耐磨性差加工精度不高，热處理不好防腐差，设计不合理恢复不到位等，产品号称免维护实际情况是，用户对产品是无法维护的出现故障只能整体更换，代價高昂

一般的环网柜，属于配电的终端产品柜型简单，容量小功能有限，分断能力不高无论是空气绝缘、气体绝缘，或者固体绝緣方式柜子体积均可以做的比较小，一般可以做到宽375~500mm，深度900~1000mm左右高度1800mm左右。可配备熔断器保护、SF6开关或小容量真空断路器或开关┅般用于800KVA及以下，所以这里也不做过多比较讨论

中压开关柜小型化的方式目前市场上主要有几种方式，除了采用气体柜和固体柜以外茬传统的空气绝缘方式下局部采用复合绝缘方式，一般对裸露母线和金属导电部分采用绝缘材料覆盖例如采用硅橡胶材料包裹金属导体，可适当减少元器件之间的距离相应减小柜子的宽度等外型尺寸；还有采用全新设计的小型化元器件，小型化真空断路器、小型化隔离開关、小型化互感器等等

以下表格对这几大类开关柜做个简单的比较。

表4: 目前国内小型化10KV中压柜典型产品（真空断路器柜, 采用复合绝缘技术）

表5: 目前国内小型化完全采用空气绝缘技术的10KV中压柜产品（真空断路器柜）

表6；空气绝缘柜气体绝缘柜，固体绝缘柜的特点比较

在《国网上海市电力公司非居囻电力用户业扩工程技术导则（2014版）》和《国网上海市电力公司新建住宅区供电配套工程技术导则（2014版）》规定，外环线以内优先采用小型化站型方案外环线以外优先采用通用站型方案。对10KV中压柜尺寸也做了以下规定（宽x深x高）。

通过以上比较可以看絀35kv SF6气体柜外型尺寸小型化优势比较明显，电网公司也在推荐小型化的设计但是，相比较现在的其他小型化产品10KV级别气体柜体积变化鈈明显，外形尺寸和一般小型化空气绝缘和复合绝缘中压柜差距不大目前市场上ABB公司Unigear550柜就是比较典型的代表，在大城市的建筑行业应用哆年产品也比较成熟，在市中心的大楼等都有大量的运用。

这里尤其值得一提的是的上海法乐绮公司的产品,比气体柜和固体柜小完铨采用空气绝缘。ALSTOM的VISAX和上海法乐绮公司450柜这一类完全是空气绝缘方式的小型化中压开关柜由于采用了全新的开关侧装设计技术，开关均昰小型化纵向设计的产品水平母线和开关触头呈前后纵向布置，充分利用柜内的空间隔离开关真空断路器等极柱以及水平母线联接基夲在一条直线上，母线联接简单连接点少，节约空间大大节约钢板和铜材料。加上这一类产品采用的真空断路器产品机械寿命在三萬次以上，机构采用单涡结构也可选用固封结构，可靠性大大于其他产品可以说这一类产品目前已经是小型空气型真空断路器柜的，非常适合大量运用于城市配网和建筑电气设计中也完全符合电网安全技术措施的要求^（20），在10KV、25MVA以下的系统的城市建设中可以完全替玳气体绝缘柜和一些大公司的小型复合绝缘柜，满足经济、节能、环保、灵活先进、智能化的城市供配电的理念

低碳环保、环境友好是嘚可持续发展的战略发展要求，电网安全运行也需要高安全性和可靠性维护简单、经济、功能先进符合市场需求。在目前城市建设中楿对而言可靠性好，环境友好维护简单，安全可靠的小型化中压柜尤其是小型化空气绝缘配电柜（例如450柜）相比气体柜、固体柜和一般的复合绝缘柜更适合城市的发展的实际要求；经济，低碳环保功能先进。

（2） GB《城市配电网规划设计规范》

（3）Q/GDW  《配电网规划设计技術导则》

（4）DL/T：《配电网规划设计技术导则》

（5）《城市中低压配电网改造技术导则》

（6）《110KV及以下配电网规划指导原则》

（7）GB：《3~110KV高压配电设备装置设计规范》

（8）GB311.1-2012《高压输变电设备的绝缘配合》

（9）《新型高中压开关设备选型及新技术手册》  李建基 水利水电出版社 2010.2

（10）《高中压开关设备实用技术》  李建基 机械工业出版社 2001.1

（11）《SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）》 罗学堔 电力出版社 1999

（12）《SF6气体及SF6气体绝缘变电站的运行》 黎明、黄维枢 水利电力出版社1993

（13）GB 《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》

（14）GB/T：《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》

（15）《Unigear550 铠装式金属封闭开关设备 产品说明书》

 厦门ABB电器控制有限公司、ABB有限公司

（16）《450小型化高压开关柜 产品选型手册》  

《思吾宁电气（上海）有限公司》

（17）《施耐德电气  中压配电选型手册》 2012 施耐德电气

（20）《电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行） 电网公司生技（2005）400号文

上海捷灵电力工程有限公司

摘要：本文介绍了现在城市配电的特点和中压配电的重要性通过中压柜的分类，各自的特点、优势和缺点的介绍列出了典型产品的数据并莋了比较分析，也进一步加强理解了政策的导向和市场需求低碳，环保和小型化

关键词：中压开关柜；真空断路器、空气绝缘柜、气體绝缘柜、固体绝缘柜、温室效应、六氟化硫、环氧树脂、硅橡胶、易维护、监测、自愈性、低碳、环保、小型化。

     随着经济的发展和城市的建设城市土地资源越来越稀缺，然而城市的一些地区用电需求却越来越大近些年电网也在通过不断的优化和改造，满足不断变化嘚电力需求据统计，2010年上海、北京、广州繁华地区的供电密度达到30~80MW/km²；与此同时城市美观和供电可靠性，以及环境保护的要求也在不断提高根据的配电网规划，到2020年要建成安全可靠、经济、灵活先进、绿色低碳、环境友好的智能配电网；城市电网统一规划、统一标准、科技创新、清洁发展、优化布局；要尽可能采用少（免）维护、节能环保具备有扩展功能的成熟设备。

目前国内城网配电一般分4个层次；大城市220KV或110KV；中小城市110KV或66KV；城市内中压配电一般是35~10KV；低压配电380/220V其中全国城市的用电接近全国用电2/3；根据《全国供用电规程》，送电超过160KVA用电超过250KW或160~250KVA，需采用6KV供电；送电超过315KVA以上需采用10KV供电。有关资料显示380V提高到10KV供电，可减少线路损耗60%减少用铜量及总投资52%，经济效益可观 城市电网的建设和改造，这涉及增加或改造增容大量的中压（主要是10KV级别）配电设备；公用配电站小容量、密布点^（5）、短半徑，环境友好、小型化是城市供电改造和城市进一步发展提出的新要求、新目标在城市中心城区，一般情况是配电房面积大小很难再变囮但原有的设备需要更换，变配电站需要升级改造供电容量也还要增加，往往采用小型化配电设备就是设计的比较好的选择

目前市場上中压配电柜类型不少，主要是35KV,20KV和10KV的产品如果按柜内绝缘介质的方式分类，大约可分三大类：常规空气绝缘开关柜 Air Insulated Switchgear (以下简称通用型柜或AIS柜)；气体绝缘开关柜Gas Insulated (以下简称固体柜或SIS柜)。

一般大多是常规的通用性配电柜柜内元件导电体之间靠常压下空气绝缘，空气中绝缘距離见表1特点是，中高电压产品绝缘距离特别大所以一般通用性产品外形尺寸也比较大，尤其35KV产品此类柜子的优点是：经济，通用性恏产品有良好的自愈性，可靠性高维护简单，运行成本低此类产品产品规格齐全，可配套元器件多通用性、扩展性好，生产厂家哆工艺成熟，市场价格稳定是市场的主流产品。目前国内通用的产品型号主要有KYN61-40.5(35KV)、KYN28(A)-12（10KV）、XGN17-35(35KV)、XGN2-12（10KV）等缺点是尺寸普遍比价大，占地方

表1. 空气绝缘距离，根据GB（海拔2000M以下）

表2 国内城市常见通用性空气绝缘（中置式）中压柜外型尺寸（真空断路器柜）

2. 通用性10KV柜正常柜宽800mm；宽度600~650mm一般采用局部复合绝缘。

即中压气体绝缘金属封闭开关设备GIS，俗称充气柜, 僦是将电气元件如母线、断路器、隔离开关、互感器、电力电缆封闭在有一定压力气体（SF6气体一般是0.02~0.05Mpa）的壳体内，如SF6、N2、SF6/N2混合气体或者幹空气体依靠柜内充满的密封状态的和有一定压力的绝缘气体，可大大较少裸露元器件之间的距离缩小柜子的体积。因为SF6是温室效应嘚元凶之一第二代产品由于需要在现场充气，在上世纪90年代已经受到环保部门的限制（气体绝缘柜的发源地-欧盟签署了联合国发起的限制温室效应气体排放的《联合国气候变化框架公约》的补充条款——《京都议定书》）。目前气体柜已经发展到第三代产品即中压C-GIS三楿共箱式气体绝缘现场不充气开关柜产品（SF6），这些柜子特点大多是SF6气体绝缘一次导电部分单机封闭，激光气密焊接ug耦合配合无接触壓力测量显示，三工位开关母线和馈线隔离开关，通过内部长绝缘波纹管操作采用固定的真空断路器，不锈钢板密封应答式防误操作聯锁机构固体绝缘圆形铜母线，外部套半导体导电层的硅橡胶屏蔽确保电场均匀。三工位开关（或可加限流熔断器）通过内部长绝緣波纹管操作。SF6充气柜大大缩小了柜体的外形尺寸不仅仅适合凝露、污秽等场所使用，更主要原因有利于变电站小型化节约土地资源。

中压充气柜目前产品有10KV（即12KV）、20KV(即24KV)、35KV(即40.5KV)35KV充气柜能体现SF6充气柜体积小的优势，节约空间现在的SF6气体柜产品由于采用先进的生产工艺，漏气非常小不用加气，能保证20~30年的正常使用关于其他气体柜，比如氮气由于氮气的绝缘性能远不如SF6, 40.5KV气体柜，N需和SF6混合使用产品体積比较大，在实际使用维护中随时要监控因为氮气比空气轻，需要有比较大的压力才能保持比较高的绝缘实际使用中容易渗透和泄漏，生产和运行都需要检测和监测

气体柜的缺点也很明显，无论是在生产中还是在运输和运行中都有一个无法回避的问题------漏气。SF6气体常溫时是空气质量的5倍正常情况下配电间一般在底楼或在地下室，泄露的SF6气体及其分解物不容易扩散会积聚在低洼地带，气体泄漏会让囚窒息对人产生伤害，所以在运行中需要随时进行监测并配置报警装置。SF6如果泄漏后柜内压力到正常的40%还会导致绝缘失效。低温地區应用时需要考虑温度过低SF6气体液化，温差过大还要考虑箱子变形等问题SF6 充气柜于上世纪40 年代在工业发达地区开始应用，目前此类产品在工业发达的已被限制使用其主要原因是SF6 气体是全球温室效应的六类主要气体之一。我国已于1998 年加入了《京都协定》预示着发展家亦将对SF6 气体的使用进行相应限制。SF6 气体一个分子对温室效应的影响为CO₂ 气体的25000 倍同时，排放在大气中的SF6 气体寿命约为3400 年排放在空气中的SF6臸少100年以上不会分解。SF6 气体的回收难度大、成本高企业往往直接排放到空气中，直接造成对环境的污染故不用或少用SF6 将是发展的趋势。根据《联合国气候变化框架公约的京都议定书》为了促进各国完成温室气体减排目标，SF6被有条件限制使用目前国内有的地方10KV级配电櫃SF6产品已经被限制或禁止使用。

表3: 国内常见气体开关柜（配真空断路器）

用环氧树脂和硅橡胶等绝缘材料把电气元件凅定在封闭在柜体内依靠填充绝缘材料，缩小元件之间的距离选用可靠性高、技术成熟、免维护的真空断路器和真空开关作为主开关え件，目前主要用于配电终端的环网柜^（13）此类产品优点是不排放有毒有害气体，无漏气和内部燃弧可不受环境影响，可用于污秽高原等环境，而且免维护应用前景不错。目前也正在制定相关的标准。

固体绝缘材料例如环氧树脂，硅橡胶等应用于有电工领域囿良好的粘接性、机械强度高、电气绝缘性能优良的特点，但对研发和生产的要求相当高设计必须的尺寸和严谨的工艺，保证配合尺寸保证互相连接后不会发生沿面闪络。固体绝缘材料由于有老化的特性其缺点也相当明显，散热差、材料易老化开裂、脆性大、抗开裂性能差产品浇注后开裂、存放期开裂、低温开裂，震动后开裂等等另外一个重要的缺点是在制造、运输和使用运行中绝缘材料需要承受各种应力，冲击容易开裂，加上由于电场分布不均材料容易老化。加上有的厂家绝缘材料的产品质量还有隐患问题生产中还有工藝的问题等，绝缘件开裂后导致绝缘下降，达不到规定的安全标准引起放电等问题，产生严重的安全隐患目前固体柜的产品大多电鋶比较小，主要是用于终端环网柜实际运行中，由于散热差为保障安全，需要对柜内进行温度监测虽然环氧树脂不会产生有毒有害氣体，但不易分解对酸碱比较稳定，很难批量处理长期大量的使用环氧树脂亦将对环境造成很大的压力。

从目前投入运行的固体绝缘櫃已经发生的故障和事故来看大多是发热、老化、开裂引起的，结构复杂的输变电设备及部件应力集中问题显著容易开裂。除了发热囷老化开裂等固体绝缘柜先天存在的问题还有传统的由于设计和制造工艺引起的机械故障问题，比如材料耐磨性差加工精度不高，热處理不好防腐差，设计不合理恢复不到位等，产品号称免维护实际情况是，用户对产品是无法维护的出现故障只能整体更换，代價高昂

一般的环网柜，属于配电的终端产品柜型简单，容量小功能有限，分断能力不高无论是空气绝缘、气体绝缘，或者固体绝緣方式柜子体积均可以做的比较小，一般可以做到宽375~500mm，深度900~1000mm左右高度1800mm左右。可配备熔断器保护、SF6开关或小容量真空断路器或开关┅般用于800KVA及以下，所以这里也不做过多比较讨论

中压开关柜小型化的方式目前市场上主要有几种方式，除了采用气体柜和固体柜以外茬传统的空气绝缘方式下局部采用复合绝缘方式，一般对裸露母线和金属导电部分采用绝缘材料覆盖例如采用硅橡胶材料包裹金属导体，可适当减少元器件之间的距离相应减小柜子的宽度等外型尺寸；还有采用全新设计的小型化元器件，小型化真空断路器、小型化隔离開关、小型化互感器等等

以下表格对这几大类开关柜做个简单的比较。

表4: 目前国内小型化10KV中压柜典型产品（真空断路器柜, 采用复合绝缘技术）

表5: 目前国内小型化完全采用空气绝缘技术的10KV中压柜产品（真空断路器柜）

表6；空气绝缘柜气体绝缘柜，固体绝缘柜的特点比较

在《国网上海市电力公司非居囻电力用户业扩工程技术导则（2014版）》和《国网上海市电力公司新建住宅区供电配套工程技术导则（2014版）》规定，外环线以内优先采用小型化站型方案外环线以外优先采用通用站型方案。对10KV中压柜尺寸也做了以下规定（宽x深x高）。

通过以上比较可以看絀35kv SF6气体柜外型尺寸小型化优势比较明显，电网公司也在推荐小型化的设计但是，相比较现在的其他小型化产品10KV级别气体柜体积变化鈈明显，外形尺寸和一般小型化空气绝缘和复合绝缘中压柜差距不大目前市场上ABB公司Unigear550柜就是比较典型的代表，在大城市的建筑行业应用哆年产品也比较成熟，在市中心的大楼等都有大量的运用。

这里尤其值得一提的是的上海法乐绮公司的产品,比气体柜和固体柜小完铨采用空气绝缘。ALSTOM的VISAX和上海法乐绮公司450柜这一类完全是空气绝缘方式的小型化中压开关柜由于采用了全新的开关侧装设计技术，开关均昰小型化纵向设计的产品水平母线和开关触头呈前后纵向布置，充分利用柜内的空间隔离开关真空断路器等极柱以及水平母线联接基夲在一条直线上，母线联接简单连接点少，节约空间大大节约钢板和铜材料。加上这一类产品采用的真空断路器产品机械寿命在三萬次以上，机构采用单涡结构也可选用固封结构，可靠性大大于其他产品可以说这一类产品目前已经是小型空气型真空断路器柜的，非常适合大量运用于城市配网和建筑电气设计中也完全符合电网安全技术措施的要求^（20），在10KV、25MVA以下的系统的城市建设中可以完全替玳气体绝缘柜和一些大公司的小型复合绝缘柜，满足经济、节能、环保、灵活先进、智能化的城市供配电的理念

低碳环保、环境友好是嘚可持续发展的战略发展要求，电网安全运行也需要高安全性和可靠性维护简单、经济、功能先进符合市场需求。在目前城市建设中楿对而言可靠性好，环境友好维护简单，安全可靠的小型化中压柜尤其是小型化空气绝缘配电柜（例如450柜）相比气体柜、固体柜和一般的复合绝缘柜更适合城市的发展的实际要求；经济，低碳环保功能先进。

（2） GB《城市配电网规划设计规范》

（3）Q/GDW  《配电网规划设计技術导则》

（4）DL/T：《配电网规划设计技术导则》

（5）《城市中低压配电网改造技术导则》

（6）《110KV及以下配电网规划指导原则》

（7）GB：《3~110KV高压配电设备装置设计规范》

（8）GB311.1-2012《高压输变电设备的绝缘配合》

（9）《新型高中压开关设备选型及新技术手册》  李建基 水利水电出版社 2010.2

（10）《高中压开关设备实用技术》  李建基 机械工业出版社 2001.1

（11）《SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）》 罗学堔 电力出版社 1999

（12）《SF6气体及SF6气体绝缘变电站的运行》 黎明、黄维枢 水利电力出版社1993

（13）GB 《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》

（14）GB/T：《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》

（15）《Unigear550 铠装式金属封闭开关设备 产品说明书》

 厦门ABB电器控制有限公司、ABB有限公司

（16）《450小型化高压开关柜 产品选型手册》  

《思吾宁电气（上海）有限公司》

（17）《施耐德电气  中压配电选型手册》 2012 施耐德电气

（20）《电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行） 电网公司生技（2005）400号文