胶囊模具是硫化胶囊生产的主要设备,其型腔质量直接影响着胶囊的外观质量、使用性能和使用寿命。本课题首先对胶囊的成型方法及现状进行了综述,在此基础上分析了两种常用的胶囊成型方式——单囊模压法和胶囊注射法,总结了以上两种方式的优缺点,并提出了一种新型的成型方法——注射模压法,并以此为基础,设计了适合这种新型成型方法的胶囊模具。本文通过理论推导建立了胶囊模具的应力和应变等数学模型,并进行了大量的设计计算和有限元分析,以PTC公司的分析工具Pro/MECHANICA为平台,对模具进行了设计——分析——优化——再设计的循环的设计过程,直到模具达到设计要求和设计目的。本文所作的主要工作如下:1.查阅了大量资料,分析了国内外轮胎胶囊的现状及发展。2.分析了目前两种胶囊成型方法的优缺点,提出了一种新型的成型方法- -注射模压法,并论证了此方法的优点和可行性。3.成功设计了一套胶囊模具,整套模具结构合理,优点突出,工作可靠。配合橡胶注射机,能够提高胶囊质量;并能实现自动化生产,大大的提高劳动生产率。4.研究基于特征技术的三维建模方法,包括特征的定义、分类,特征的约束、组合关系和特征编辑的方法等。讨论基于特征的实体建模方法。5.以Pro/M为分析平台,运用有限元分析方法,对模具工作状况中的实际受力情况、模型的有限元网格划分、边界条件的确定和施加进行研究。通过应力分析和显示应力云图,确定模型的最大主应力、最大主应变部位(即应力集中点),为灵敏度分析提供依据。6.利用Pro/M的Thermal模块分析了电加热系统的加热效果,模拟了模具内部的温度场,以判定电热方法的可行性,为加热器功率的选择提供依据。7.讨论结构优化设计的方法,根据优化目标和参数值的设定,对模具进行最优化设计。