多年的注塑模具设计经验总结

我是从事注塑模具结构设计的，曾经设计过家电，汽车，电子产品类的模具。设计水平不见得很高，只是干过的活比较多比较杂而已。今天刚好闲着没事，跟大家共同讨论下关于注塑模具结构设计的问题。

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首先我们拿到了一个产品后，先不要急着分模，最重要的一件事就是先检查产品结构，包括拔模，厚度等模塑型问题。当然这些对于一个刚刚从事模具结构设计的人来说，可能是比较困难的。因为他们可能不知道如何才是比较适合模具设计用的产品，这些没关系，只是自己日常积累的一个过程。当你分析完产品的拔模，壁厚，以及在出模方向有倒扣的地方后，你基本上已经知道了模具分型面的走向，以及浇口的位置，当然这些最终还是要跟客户确认的。

有人说，是不是我分析好了产品结构后，就可以开始设计模具了呢，答案当然是NO。要想在设计时少走弯路，一些关于影响模具结构的项目是一定要确认好的。具体内容如下：1，客户用来生产的注塑机的吨位及型号类型，这个确认不好，你就没法确认你模具的浇口套的入口直径以及定位圈的直径，顶出孔的大小跟位置，还有注塑机能伸进模具内的深度，甚至模架的大小，闭合高度等等。你辛辛苦苦的设计好了一套用油缸抽芯的模具结构，你也颇有成就感，可模具到了客户那里没法生产，因为客户那里只有电动注塑机，而且没另外加中子，估计那时你会有种欲哭无泪的感觉。2，客户注塑机的码模方式，一般常用的是压板码模，螺丝码模，液压码模，磁力码模等等。这个确认好了，你才知道你设计模具时，到底需不需要设计码模螺丝过孔或者码模槽。3，刚才我们分析后的产品的问题点，以及产品夹线，产品材料及收缩率。不要想当然的认为PP的塑料收缩率就一定是1.5%，这个一定要跟客户确认好，要知道他们最终用于生产的材料是什么牌号的，有没有添加什么改性材料等等。

有条件时，最好能熟知产品的装配关系以及产品的用途等等，这些信息对于将来的模具结构设计是非常有帮助的。因为了解了这些，你就知道哪些是外观面，哪些是非外观，哪些地方的拔模角度是可以随便加大的，哪些地方是不能改的。甚至包括一些产品的结构，如果你了解了产品的实际装配关系以及用途，你就知道哪些倒扣结构是可以取消或改成另外一种简单形式的。一定要牢记，做模具的过程就是把复杂问题简单化的过程。常看到一些人以做了一套多么多么复杂的结构而感到骄傲自豪，我觉得那是非常得无知。因为很多产品工程师可能会由于自身的经验问题，设计了一些不太合理的结构，如果作为下游工序，不能帮他们指正的话，他们可能永远都觉得那样设计是没问题的。那我们产品工程师的进步就会非常的缓慢。

模具水路外接参数，油路外接参数，电路外接参数，气路外接参数。只有在设计之前了解了客户这些要求之后，你才能有预见性的设计水路油路气路，别到时辛辛苦苦设计好了模具，后来发现客户需要在模具内部串联油路，那时你再改动，估计会累个半死，因为你水路，顶杆，螺钉什么的都好不容易排好了位。像这四路的设计顺序一般是先保证油路，因为油路要分布平衡，特指需要油缸顶出的模具结构，如果油路不平衡的话，油缸顶出的动作就会有先后，容易顶出不平衡。当然也可以采用齿轮分油器,但那样就更复杂了.其次是水路，因为水路要保证冷却效果，分布不均会影响产品质量及模具寿命。最后才是气路跟电路。在模具上的放置顺序是，最靠近TOP方向的是电路，然后是水路，气路，最下面的是油路接头。

其它未尽事项。掌握了这些信息后，我们就可以着手设计模具了。首先是分模，这个过程估计是大家都比较喜欢的过程。因为分出模来有成就感。拉分型面的原则就是简单即好，能拉伸出来的坚决不扫描，或者用其它高级命令。其次拉分型面时要有大局观，尽量简化分型面，不要搞的七七八八的，如果不是精密模具，那些0.1~0.5的插穿位能避免的就要避免。另外分型面还要遵循一个原则，就是尽量顺着产品趋势做。那样做出来的分型面才会beautiful。串插一句题外话，在学习三维软件时，一定要切记，每个命令的原理都弄明白，那你就知道在什么时候能用到那个命令。很多时候重要的不是你不会用软件，而是你不会活学活用软件。同样一个命令，有经验的人会有很多种灵活的用法，这点体现在UG上是最明显的。一句话，重要的是思路，而不是工具本身。在做分型面的时候，只需要知道，插穿面的角度能大就大，碰穿面的面积能大就大，拉出来的枕位能宽就宽。要充分考虑你现在手上拉的这个分型面将来实际模具做出来后，人家车间负责飞模的师傅会不会骂你就行了。如果你觉得不会挨骂，那就OK，继续进行，当将来你真的被骂了，这些就是你的经验。

在做分型面的同时肯定是要考虑滑块跟斜顶的排布的，因为那些也要涉及到分型面的改动。典型滑块结构就是三角函数关系，这个没事自己多算算就行，但要保证斜导柱的角度不要太大，尽量做到30度以下。斜导柱选用的原则就是能粗就粗，别太小气，因为斜导柱是要受力的。另外滑块也分很多变异的结构，例如，上坡滑块，下坡滑块，内抽滑块，油缸抽，前模滑块，滑块带滑块，滑块带反顶，滑块带斜顶，等等，这些特殊结构都是充分利用了三角函数关系式，目的就是为了实现产品倒扣的脱模，及模具的正常开合模动作。滑块的计算公式各大论坛都有详细的介绍，我就不在此赘述了。

其次是斜顶，斜顶比较灵活，但典型斜顶的角度也不要太大，尽量不要超过15度，当然你非要做20度也行，但寿命就很难保证了，而且动作也会很不顺畅，具体原理参照三角函数与理论力学。斜顶的形状有很多演化形式，例如，上坡斜顶，下坡斜顶，歪脖子斜顶，镶拼斜顶杆的大斜顶，镶拼圆杆的大斜顶，镶拼挂台的小斜顶，顶块下面走斜顶的，滑块上走斜顶的，斜顶上走斜顶的，斜顶上带反顶的，等等，这些所有的结构都是一个目的，利用三角函数把产品的倒扣做出来。由此可见，学好三角函数是多麽的重要啊!所以至于各种特殊的结构，都是人想出来的，你大可以充分发挥你的想象力，不管什么样的结构都可以去随便想，想好了，就去大胆的设计，搞不好你就有新发明呢，但设计完后，一定要验证下三角函数的关系，就是实际模拟下模具的开合模动作，以及考虑下在注塑时会不会有问题等等。

说着说着，我们分模分好了。接下来就是模具结构的排位了，这些内容都是事先要理清头绪的，根据产品的实际情况，选用不同类型的模具结构，例如，两板模，三板模，热流道，IMD，IML，双色，叠模等等。所有的模具结构类型都是为了能很好的实现产品的量产而服务的。在选用模架时，我们就要充分考虑刚才提到的那4点注意事项了。

选好了模架我们就要考虑模具的镶拼了，镶拼的原则就是简化加工，节省材料，利于产品成型，比如排气等等。你觉得模具上存在特别薄的地方，一定要单独镶拼出来，易于将来更换。在镶拼的时候要充分考虑镶件的强度，加工性，以及将来水路的可设计性。镶拼完了后，就要加标准件了。 加标准件的原则就是先重点后局部，尽量布置平衡对称。一般都是要先加顶杆的，加顶杆时一定要考虑水路的排布。一般情况下，要优先考虑顶杆的排布，然后大体设计水路，然后再根据实际情况调整水路顶杆，使两者达到平衡。加顶出的原则就是抱紧力大的地方，另外要加在产品的楞，台，边等强度结构比较好的地方，以免顶白或顶出不平衡。排水路的原则就是加顶出的原则，因为一般来讲，产品抱紧力大的地方也就是产品的热点，需要加强冷却的部位，这个矛盾需要调节好。至于到底是用顶杆还是用顶块或者推板，就需要具体问题具体分析了。这个要结合产品的结构特点来分析，比如产品容易粘前模，就要考虑要不要后模加倒扣，或者前模加顶出，这些都是自然而然的事情，但很多朋友都不会想全面是什么原因呢，那还是因为没有对产品结构分析充分，没有实际考虑下产品在注塑过程中的状态。这是问题的关键。顶杆水路加完了，剩下的就是那些乱七八糟的标准件了，大家在加的时候尽量考虑对称平衡就是了。

整套模具设计完成后，一定要做以下几项检查，首先是镶块的拔模分析，看看有没有倒扣的地方，其次是模具各零件的干涉检查，重中之重。现在的三维软件都有这项功能，方便的很。然后就是模具开合模动作的模拟，再简单的模具只要自己不是太清晰，就一定要实际模拟下，另外就是模具各零件的可加工性以及模具的装配过程，别辛辛苦苦设计出来了个巧妙的结构，理论计算也没问题，加工完了，结果装不进去，或者不好装配。

至此，可以恭喜你了，大体的流程都已经结束了。其实模具设计是个充满着矛盾的事情。想设计完美些，模具费用就高了，想设计简单一些，可能产品就要改或者模具的强度，使用寿命都会有影响。所以模具设计没有绝对的。只要寻好了那个平衡点，你设计的模具就是成功的。所以，别人设计的结构未必都适合你。只要遵循了以上的模具设计要点，估计大家都能设计出比较合理的模具结构来。