模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。大到飛機、汽車，小到茶杯、釘子，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽稱號。
模具設計是指從事企業(yè)模具的數(shù)字化設計，包括型腔模與冷沖模，在傳統(tǒng)模具設計的基礎上，充分應用數(shù)字化設計工具，提高模具設計質(zhì)量，縮短模具設計周期的人員。模具設計人員可在模具數(shù)控編程加工、模具三維設計、產(chǎn)品開發(fā)三維設計等領(lǐng)域就業(yè)。
 
    第一步:對制品2D圖及3D圖的分析和消化，其內(nèi)容包括以下幾個方面：
    1、制品的幾何形狀。
    2、制品的尺寸、公差及設計基準。
    3、制品的技術(shù)要求（即技術(shù)條件）。
    4、制品所用塑料名稱、縮水及顏色。
    5、制品的表面要求。
 
    第二步：注射劑型號的確定
    注射劑規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑料制品的大小及生產(chǎn)批量。設設計人員在選擇注射機時，主要考慮其塑化率、注射量、鎖模力、安裝模具的有效面積（注射機拉桿內(nèi)間距）、容模量、頂頂出形式及定出長度。倘若客戶已提供所用注射劑的型號或規(guī)格，設計人員必須對其參數(shù)進行校核，若滿足不了要求，則必須與客戶商量更換。
 
    第三步：型腔數(shù)量的確定及型腔排列
    模具型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的投影面積、幾何形狀（有無側(cè)抽芯）、制品精度、批量以及經(jīng)濟效益來確定。
    型腔數(shù)量主要依據(jù)以下因素進行確定：
    1、制品的生產(chǎn)批量（月批量或年批量）。
    2、制品有無側(cè)抽芯及其處理方法。
    3、模具外形尺寸與注射劑安裝模具的有效面積（或注射機拉桿內(nèi)間距）。
    4、制品重量與注射機的注射量。
    5、制品的投影面積與鎖模力。
    6、制品精度。
    7、制品顏色。
    8、經(jīng)濟效益（每套模的生產(chǎn)值）。
 
    以上這些因素有時是相互制約的，因此在確定設計方案時，必須進行協(xié)調(diào)，以保證滿足其主要條件。
    性強數(shù)量確定之后，便進行型腔的排列，以及型腔位置的布局。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設計、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯（滑塊）機構(gòu)的設計、鑲件型芯的設計以及熱流道系統(tǒng)的設計。以上這些問題由于分型面及澆口位置的選擇有關(guān)，所以在具體設計過程中，要進行必要的調(diào)整，以達到最完美的設計。
 
    第四步：分型面的確定
    分型面，在一些國外的制品圖中已作具體規(guī)定，但在很多的模具設計中要由模具人員來確定，一般來講，在平面上的分型面比較容易處理，有時碰到立體形式的分型面就應當特別注意。其分型面的選擇應遵照以下原則：
    1、不影響制品的外觀，尤其是對外觀有明確要求的制品，更應注意分型面對外觀的影響。
    2、利于保證制品的精度。
    3,、利于模具加工，特別是型腔的加工。先復機構(gòu)。
    4、利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設計。
    5、利于制品的脫模，確保在開模時使制品留于動模一側(cè)。
    6、便于金屬嵌件。
    在設計側(cè)向分型機構(gòu)時，應確保其安全可靠，盡量避免與定出機構(gòu)發(fā)生干擾，否則在模具上應設置先復機構(gòu)。
 
    第六步：模架的確定和標準件的選用
    以上內(nèi)容全部確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設計模架。在設計模架時，盡可能地選用便準模架，確定出標準模架的形式、規(guī)格及A、B板厚度。標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。模具專用標準件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導柱、導套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件、二次分型機構(gòu)及精密定位用標準組件等。
    需要強調(diào)的是，設計模具時，盡可能地選用標準模架和標準件，因為標準件有很大一部分已經(jīng)商品化，隨時可以在市場上買到，這對縮短制造周期、降低制造成本是極其有利的。
買家尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進行必要的強度和剛性計算，以校核所選模架是否適當，尤其是對大型模具，這一點尤為重要。
 
    第七步:澆注系統(tǒng)的設計
    澆注系統(tǒng)的設計包括主流道的選擇、分流道截面形狀及尺寸的確定。
    如采用點澆口時，為確保分流道的脫落，還應注意脫澆口裝置的設計。
    在設計澆注系統(tǒng)是，首先是選擇澆口的位置。澆澆口位置選擇的適當與否，將直接關(guān)系到制品成型質(zhì)量及注射過程是否能順利進行，澆口位置的選擇應遵循以下原則：
    1、澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用澆口的清理。
    2、澆澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程為最短（一般大水口很難做到）。
    3、澆口位置應保證塑料注入型腔時對著型腔中寬敞、厚壁部位，以便于塑料流入。
    4、避免塑料在流入型腔時直沖到型腔壁、型芯或嵌件，是塑料能盡快流入型腔各部位，并避免型芯或嵌件變形。
    5、盡量避免制品產(chǎn)生熔接痕，若要產(chǎn)生，使其溶解痕產(chǎn)生在制品不重要的地方。
    6、澆口位置及其塑料注入方向，應是塑料在注入型腔時能沿著型腔平行方向均勻地流入，并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。
    7、澆口應設計在制品上最容易清除的部位，同時盡可能不影響制品的外觀。
 
    第八步：頂出系統(tǒng)的設計
    制品的頂出形式，歸納起來可分為機械頂出、液壓頂出、氣動頂出三大類。
    在機械頂出是注射成型過程中最后一個環(huán)節(jié)，頂出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品頂出是不可忽視。在設計頂出系統(tǒng)時應遵守下列原則：
    1、為使制品不致因頂出產(chǎn)生變形，推力點應盡量靠近型芯或難于脫模的部位，如制品上細長的中空圓柱，多采用推管頂出。推力點的布置應盡量平衡。
    2、推力點應作用在制品能承受力最大的部位，及剛性好的部位，如筋部、突緣、殼體型制品的壁緣等處。
    3、盡量避免推力點作用在制品較薄平面上，防止制品頂白、頂高等，如殼體形制品及筒形制品多采用推板頂出。
    4、盡量避免頂出痕跡影響制品外觀，頂出裝置應設在制品的隱蔽面或非裝飾表面。于透明制品尤其要注意定出位置及頂出形式的選擇。
    5、為使制品在頂出時受力均勻，同時避免因真空吸附而使制品產(chǎn)生變形，往往采用復合頂出或特殊形式的頂出系統(tǒng)，如推桿、推板或推桿、推管復合頂出，或者采用進氣事推桿、推塊等定出裝置，必要時還應設置進氣閥。
 
    第九步：冷卻系統(tǒng)的設計
    冷卻系統(tǒng)的設計是一項較繁瑣的工作，要考慮冷卻效果、冷卻的均勻性和冷卻系統(tǒng)對模具整體結(jié)構(gòu)的影響。冷卻系統(tǒng)的設計包括以下內(nèi)容：
    1、冷卻系統(tǒng)的排列方式及冷卻系統(tǒng)的具體形式。
    2、冷卻系統(tǒng)的具體位置及尺寸的確定。
    3、重點部位如動模型芯或鑲件的冷卻。
    4、側(cè)滑塊及側(cè)滑芯的冷卻。
    5、冷卻元件的設計及冷卻標準元件的選用。
    6、密封結(jié)構(gòu)的設計。
 
    第十步：
    塑料注射模上的導向裝置，在采用標準模架時，已經(jīng)確定下來。一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用就可以了。但根據(jù)制品要求須設置精密導向裝置時，則必須由設計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設計。
    一般導向分為：動、定模之間的導向；推板及推桿固定板導向；推板桿與動模板之間的導向；定模座與推劉盜版之間的導向。一般導向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時間之后，其配合精度降低，會直接影響制品的精度，因此對精度要求較高的制品必須另行設計精密定位元件，有的已經(jīng)標準化，如錐形定位銷、定位塊等可供選用，但有些精密導向定位裝置須根據(jù)模塊的具體結(jié)構(gòu)進行專門設計。
 
    第十一部：模具鋼材的選用
    模具成型零件（型腔、型芯）材料的選用，主要根據(jù)制品的批量、塑料類別來確定。對對于高光澤或透明的制品，主要選用4Cr13等類型的馬氏體耐蝕不銹鋼或時效硬化鋼。
    含有玻璃纖維增強的塑料制品，則應選用Cr12MoV等類型的具有高耐磨性的淬火鋼。
    當制品的材料為PVC、POM或含有阻燃劑時，必須選用耐蝕不銹鋼。
 
    十二步：繪制配裝圖
    排位模架及相關(guān)內(nèi)容確定之后，便可以繪制裝配圖。在繪制裝配圖過程中，對已選定的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、抽芯系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等做出進一步的協(xié)調(diào)和完善，從結(jié)構(gòu)上達到比較完美的設計。
 
    第十三步：模具主要零件圖的繪制
    在繪制型腔或型芯圖時，必須主義所給定的成型尺寸、公差及脫模斜度是否相協(xié)調(diào)，其設計基準是否與制品的設計基準相協(xié)調(diào)。同時還要考慮型腔、型芯在加工時的工藝性及使用時的力學性能及其可靠性。
    結(jié)構(gòu)件圖的繪制，當采用標準模架時，出標準模架以外的結(jié)構(gòu)件，大部分可以不繪制結(jié)構(gòu)件圖。
 
    第十四步：設計圖紙的校對
    模具圖設計完成后，模具設計人員將設計圖及相關(guān)原始資料一同交主管人員進行校對。
    校對人員應針對客戶所提供的有關(guān)設計依據(jù)及客戶所提要求，對模具的總體結(jié)構(gòu)、工作原理、操作的可行性等進行系統(tǒng)的校對。
 
    第十五步：設計圖紙的會簽
模具設計圖紙完成之后，必須立即交給客戶認可。只有客戶同意后，模具才可以備料投入生產(chǎn)。當客戶有較大意見需要作重大修改時，則必須在再重新設計后再交給客戶認可，直至客戶滿意為止。
 
    第十六步：
    排氣系統(tǒng)對確保制品成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，其排氣方式有以下幾種：
    1、利用排氣槽。排氣槽一般設在型腔最后被充滿的部位。排氣槽的深度因塑料不同而異，基本上是以塑料不產(chǎn)生飛邊時所允許的最大間隙來確定。
    2、利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙或?qū)Ｓ门艢馊�排氣�?/span>
    3、有時為了防止在制品在頂事造成真空變形，必須設計排氣鑲針。
 
    結(jié)論
    綜合以上的模具設計程序，其中有些內(nèi)容可以合并考慮，有些內(nèi)容則要反復你考慮。因為其中因素常常相互矛盾，必須在設計過程中不斷論證、相互協(xié)調(diào)才能得到較好的處理，特別是涉及模具結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容，一定要認真對待，往往要做幾個方案同時考慮，對每一種結(jié)構(gòu)盡可能列出各方面的優(yōu)缺點，在逐一分析，進行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)上的原因會直接影響模具的制造和使用，后果嚴重點甚至會造成整套模具報廢。所以，模具設計是保證模具質(zhì)量的關(guān)鍵性的一步，其設計過程就是一項系統(tǒng)工程。
 
    模具設計中的重點：
    1、模具整體布置合理，
    2、分型面的選擇
    3、流道的布置，進膠口的選取
    4、頂出裝置
    5、運水布置
    6、排氣的選擇
    7、分模時注意拔模角，鑲件的抽取，擦位角的處理，材料的收縮選取
    8、加工圖應詳細，但求簡單。
    能脫模！易加工！頂出易！
    H13也就是歐洲的2344，日本的SKD61同類的     H13是軟料，材料的淬透性和耐磨性很好，一般可用在30萬啤以上的模具，熱處理后可達到56HRC，一般常用 的硬度也就在48~56HRC間。     
    對于一般的斜頂材料，要求其表面硬度高，內(nèi)部又要有一定的韌性，所以如果模仁用H13的，加硬后到52HRC時，斜頂可以用NAK80等這樣的預硬剛，對 于一般大公司里都要求模仁材料不能與斜頂同料，如果客戶明確指定同料，熱處理后都必須比模仁料正5HRC或負5HRC，以防成型過程中燒死或咬傷，也會改 善其的耐磨性能。
    一般都不太推薦用420類的做斜頂，因其是不銹鋼，容易燒死。
    重點是結(jié)構(gòu)
    如果最大可能地簡化結(jié)構(gòu),但又要保證模具質(zhì)量,公司就會從中掙取最大的利潤.當我們接到一個產(chǎn)品,第一個問題是找出最大分型面,大概地確定前 后模,然后在此分型面的基礎上再分析前模結(jié)構(gòu),后模結(jié)構(gòu):鑲件,行位,斜頂,其它輔助機構(gòu).結(jié)構(gòu)的思路清晰后,下一步是考慮加工,從而確定結(jié)構(gòu)的合理性: 鑲還是不鑲;應該CNC還是線割;應該CNC還是雕刻等等.結(jié)構(gòu)影響加工,加工牽連成本及交期時間.
    那么我們?nèi)绾巫畲罂赡艿睾喕�模具結(jié)構(gòu)呢？
    一方面與客戶檢討產(chǎn)品當時,要著重指出產(chǎn)品給開模帶來的出模問題,是否把產(chǎn)品改善:另一方面,模具設計前是否在公司內(nèi)召開會議,征求多種可行結(jié)構(gòu)建議.從加工與客戶要求的角度確定最終方案.
    1．對所設計模具之產(chǎn)品進行可行性分析，以電腦機箱為例，首先將各組件產(chǎn)品圖紙利用設計軟件進行組立分析，即工作中所說的套圖，確保在模具設計之前各產(chǎn)品圖紙的正確性，另一方面可以熟悉各組件在整個機箱中的重要性，以確定重點尺寸，這樣在模具設計中很有好處的，具體的套圖方法這里就不做詳細的介紹了。
    2．在產(chǎn)品分析之后所要進行的工作，對產(chǎn)品進行分析采用什么樣的模具結(jié)構(gòu)，并對產(chǎn)品進行排工序，確定各工序沖工內(nèi)容，并利用設計軟件進行產(chǎn)品展開，在產(chǎn)品展開時一般從后續(xù)工程向前展開，例如一產(chǎn)品需要量五個工序，沖壓完成則在產(chǎn)品展開時從產(chǎn)品圖紙開始到四工程、三工程、二工程、一工程，并展開一個圖形后復制一份再進行前一工程的展開工作，即完成了五工程的產(chǎn)品展開工作，然后進行細致的工作，注意，這一步很重要，同時需特別細心，這一步完成的好的話，在繪制模具圖中將節(jié)省很多時間，對每一工程所沖壓的內(nèi)容確定好后，包括在成型模中，產(chǎn)品材料厚度的內(nèi)外線保留，以確定凸凹模尺寸時使用，對于產(chǎn)品展開的方法在這里不再說明，將在產(chǎn)品展開方法中具體介紹。
    3．備料，依產(chǎn)品展開圖進行備料，在圖紙中確定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、鑲件等，注意直接在產(chǎn)品展開圖中進行備料，這樣對畫模具圖是有很大好處的，我所見到有很多模具設計人員直接對產(chǎn)品展開圖進行手工計算來備料，這種方法效率太低，直接在圖紙上畫出模板規(guī)格尺寸，以組立圖的形式表述，一方面可以完成備料，另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作，因為在繪制各組件的工作中只需在備料圖紙中加入定位、銷釘、導柱、螺絲孔即可。
    4．在備料完成后即可全面進入模具圖的繪制，在備料圖紙中再制一份出來，進行各組件的繪制，如加入螺絲孔，導柱孔，定位孔等孔位，并且在沖孔模中各種孔需線切割的穿絲孔，在成型模中，上下模的成型間隙，一定不能忘記，所以這些工作完成后一個產(chǎn)品的模具圖差不多已完成了80%，另外在繪制模具圖的過程中需注意：各工序，指制作，如鉗工劃線，線切割等到不同的加工工序都有完整制作好圖層，這樣對線切割及圖紙管理有很大的好處，如顏色的區(qū)分等，尺寸的標注也是一個非常重要的工作，同時也是一件最麻煩的工作，因為太浪費時間了。
    5．在以上圖紙完成之后，其實還不能發(fā)行圖紙，還需對模具圖紙進行校對，將所有配件組立，對每一塊不同的模具板制作不同的圖層，并以同一基準如導柱孔等到進行模具組立分析，并將各工序產(chǎn)品展開圖套入組立圖中，確保各模板孔位一致以及折彎位置的上下模間隙配合是否正確。