模具设计经典总结
我国冲压技术现状：技术落后、经济效益低。主要原因：①冲压基础理论与成形工艺落后；②模具标准化程度低；③模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后；④模具专业化水平低。所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。CAD软件：MouldWizard软件、PRO/ENGINEER软件、PowerSHAPE软件、CADCEUS
软件等。CAE软件:在冲压成形方面，有DYNAFORM、PARA、STAMP、FASTBLANK、FASTAMP、KMAS。在塑料注射成形方面，有MOLDFLOW、华塑CAE等；在铸造成形方面，有MAGAM、PROCAST、NOVACAST、CASTECH。
冲模重要性：模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德国被称为“金属加工业中的帝王”。模具设计与制造专业人才是制造业紧缺人才。
冲压与冲模概念：冲模与冲压件有“一模一样”的关系。冲模没有通用性。冲模是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了冲模是技术密集、高附加值型产品。
冲压成形加工特点：低耗、高效、低成本“一模一样”、质量稳定、高一
致性，可加工薄壁、复杂零件，板材有良好的压成形性能，模具成本高，所以，冲压成形适宜批量生产。
2.冲压技术发展方向满足产品开发在T(Time)、Q(Quality)、C(Cost)、S(Service)、E(Environment)的要求。1)冲压成形理论及冲压工艺:加强理论研究，开展CAE技术应用。开发和应用冲压新工艺。(2)模具先进制造工艺及设备数控化、高速化、复合化加工技术；先进特种加工技术；精密磨削、微细加工技术；先进工艺装备技术；数控测量。效率和质量是制造业的永恒主题。(3)模具新材料及热、表处理：提高使用性能,改善加工性能，提高寿命。(4)模具CAD/CAM技术：二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术。模具行业是最早应用CAD/CAM技术的行业之一。(5)快速经济制模技术：加快模具的制造速度，降低模具生产成本。适应小批量试制。(6)先进生产管理模式：并行工程思想、标准化、专业化生产。先进加工方法：多轴联动加工。精密电火花加工。快速制模。研磨抛光。模具热处理技术。而激光表面强化、气相沉积、离子注入以及热喷涂是最近发展起来的先进的材料表面强化技术，已在模具表面处理中获得应用，取得了良好的效果。
模具的分类与应用特点:按照成形件材料的不同可分为：冲压模具、塑料模具、锻造模具、压铸模具、粉末冶金模具、玻璃模具、陶瓷模具、橡胶模具。
冲压模具结构：模架、导向部分、固定部件、卸料部分、工作部件
冲压工艺类型及变形特点：冲压：是通过冲压机床经安装在其上的模具施加压力于板料或带料毛坯上，使毛坯全体或局部发生塑性变形，从而获得所需的具有一定形状的金属零件的一种塑性加工工艺。加工对象：主要金属板材。冷冲压材料：（1）黑色金属（钢）：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢、电工硅钢、碳素工具钢等。（2）铜及铜合金、铝及铝合金等。（3）非金属材料：纸板、胶木板、塑料板、纤维板等。加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）。加工设备：主要是压力机。加工工艺装备：冲压模具。冷冲压设备：1）曲柄压力机：效率高，用于冲裁、弯曲、拉深和挤压。(1)偏心压力机（偏心冲床）：行程较小，可调；吨位较小；开式。(2)曲轴压力机（曲轴冲床）：行程较大，固定；分为开式，吨位（＜100t）和闭式（吨位较大）两种。2）摩擦压力机：构造简单，价格便宜；滑块行程不固定；摩擦传动，过载打滑；生产效率低。适用于冲裁、弯曲、校平等工艺。3）液压机：工作原理：帕斯卡定理，在密闭容器内任一点的压强变化将等值向个点传递。在全行程实现全压和长时间保压；工作速度可调；工作平稳。是拉深、弯曲、成型和积压的重要设备。冷冲压设备的选用1)类型：◎中小型冲压件、弯曲件或拉深件，应选开式冲床；◎大中型冲压件应选闭式冲床。根据需要选用通用或专用的压力机。◎中性冲压件，小批量可选摩擦压力机。◎大型冲压件，小批量可选液压机。冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）冲压生产的三要素：合理的冲压工艺、先进的模具、高效的冲压设备。
常用的冲压工序：根据材料的变形特点，冲压加工的基本工序可分为分离工序与成形工序二类：分离工序：是使板料上工件部分的材料与其它部分相分开，并获得一定断面质量的加工方法。成形工序（又称变形工序）：是在毛坯材料不被破坏的条件下使其产生塑性变形，以获得所需工件形状和尺寸精度的加工方法。其中每一类方法还可根据其特点的不同，进一步细分：落料、冲孔、切口、切边。弯曲、拉深、翻边、起伏、缩口、涨形、整形。
常用冲压工序的变形特点：冲裁是一种在凸模和凹模刃口作用下，使板料分离的冲压工序，它是落料冲孔工序的总称。其变形过程可分为三个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段、剪裂分离阶段。弯曲变形特征：弯曲是一种使板料在弯矩作用下产生塑性变形、弯成有一定角度形状零件的成形方法。弯曲变形时塑性变形只发生在工件的圆角附近及与直边的“过渡部分”，其它处无塑性变形。其变形可分为三个阶段：弹性弯曲阶段、弹---塑性弯曲阶段、塑性弯曲阶段。变形特征：翻边是将工件的孔边缘或外边缘在模具作用下翻成竖立的直边，内缘翻边：边缘的厚度在翻边过程中不断变薄，翻边后竖边的边缘部位变薄最严重，容易开裂。外凸的外缘翻边：类似于浅拉深，变形区受切向拉应力，在变形过程中，材料易起皱。内凹的外缘翻边：类似于内孔翻边，变形区是切向伸长变形，易于边缘开裂。冲压件的工艺性：冲压件的冲压工艺性是指其冲压加工的难易程度，这与具体的冲压工序变形特点有关。良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单、寿命长、产品质量稳定而且操作简单。影响冲压工艺性的因素：
影响冲压工艺性的因素较多，如冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性
能等。下面仅就冲压件的几何形状讨论其冲压工艺性问题：冲裁工艺性：采用冲裁工艺成形零件时，其形状应满足一定的工艺性要求，主要包括以下几个方面：1）形状应尽量简单，以便于凸模的制造；2）轮廓连接处应圆滑，如果有尖角则凸模和凹模上亦会有尖角，在热处理过程中该尖角处易产生应力集中，在工作过程中则易磨损，从而导致模具破坏，此时，应考虑采用镶拼块结构。3）避免过长的悬臂和窄槽，否则，相应的凸模和凹模上就会有狭长的悬臂或孔槽，这不但增加了制造的难度，而且还会降低模具的强度，此时，应考虑采用分步冲裁工序和镶拼模具结构；4）孔径尺寸不能太小，否则凸模强度不够。为防止冲裁时凸模折断或压弯，当孔径尺寸太小时，应采用凸模保护套，或采用硬质合金钢材料；5）孔间距、孔边距不能太小。当该距离太小时，凹模或凸模的壁厚就不能满足强度要求，需采用特殊结构。拉深工艺性：1）对称零件在圆周方向上的变形是均匀的，而且模具加工也最方便，所以其工艺性最好。对于非轴对称零件应尽量避免急剧的轮廓变化；2）过高或过深的空心零件需要多次拉深工序，所以应尽量减小其高度；3）在零件的平面部分，尤其是在距离边缘较远位置上的局部凹坑与突起的高度不宜过大；4）应尽量避免曲面空心零件的尖底形状，尤其高度大时其工艺性更差；5）拉深件的圆角半径应尽量大些，以利于成形和减小拉深次数。弯曲工艺性：1）最小弯曲半径。2）最小弯曲高度。3）孔与弯曲处的最小距离。
冲模的分类：（1）根据工艺性质分类：冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。（2）根据工序组合程度分类：单工序模、复合模、级进模（1）单工序模（或简单模）：只有一个工位、只完成一道工序的冲模。又可细分为冲裁模、弯曲模、拉深模、翻边模和整形模等；（2）复合模：只有一个工位、且在该工位上完成两个或两个以上冲压工序的模具，按照组合工序的不同，可细分为落料、冲孔复合模，落料拉深复合模等；（3）连续模（或级进模）：具有两个或两个以上工位，条料以一定的步距由第一个工位逐步传送到最后一个工位，并在每一个工位上逐步将条料成形为所需要的冲模。可用于成形精密复杂的冲压件。
冲模组成零件：冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类：工艺零件：直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；结构零件：不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等.
冲裁变形过程：间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：1．弹性变形阶段：变形区内部材料应力小于屈服应力。2．塑性变形阶段：变形区内部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。3．断裂分离阶段：变形区内部材料应力大于强度极限。
冲裁模的凸、凹模刃口尺寸的计算方法:考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件上磨损后增大的尺寸应取公差范围内较小的数值，对磨损后减小的尺寸则应取公差范围内较大的数值，以保证在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。另外，在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又能保证有合理的间隙数值。
连续模设计的注意事项:1）尽量选用成熟的模具结构或标准结构。2）在设计连续模时，应注意上、下模间采用多重导向，保证凸、凹模间隙的均匀，以提高制件精度和模具寿命。一般除上、下模架上的导柱导套导向外，在卸料板、固定板上还需再安装4～8个小导柱导套。3）复杂连续模的凹模均采用嵌拼块结构，设计时应注意保证安装拆卸方便。4）在设计凸模时必须考虑凸模的稳定性及安装和拆卸的方便性。5）卸料板是连续模中非常重要的一个零件，精度要求较高，设计时其厚度一般取30～50mm，较固定板厚10～15mm。6）在设计连续模时，应注意保证模具具有良好的整体刚性。连续模的模座厚度应比其它类型模具的大，且凸模固定板与卸料板之间的距离尽可能小，这样可缩短凸模长度，同时也利于高速冲压生产。7）一般需采用使条料悬浮的抬料装置，以便条料能顺利送进。8）注意冲裁废料的处理，避免其回窜到模具表面或卡在凹模腔内。9）连续模的零件数目多，有时多达上百个零件，因此在设计时应注意避免零件与零件间、零件与条料间的干涉。冲模具设计要点：包含三部分：（1）冲模设计原始资料。1）冲压件图样及技术要求2）零件的批量大小3）产品工艺文件4）模具制造车间的设备加工能力5）冲压生产车间的冲压设备资料6）有关冲模标准化的资料。（2）成本分析与结构方案。在选择冲模结构方案时，除了考虑冲压件的质量、技术要求外，还要结合批量大小与现有的冲压设备类型，对冲压件的生产成本进行综合分析。（3）设计步骤。1）根据冲压件产品图进行冲压件工艺性分析；2）根据冲压件的形状特点、生产批量要求以及企业的模具制造能力，确定冲模结构类型：3）进行零件展开计算、毛坯排样、工序设计、冲压力及压力中心计算等，并绘制工序方案图或条料排样图；4）根据冲压力计算结果选择冲压设备；5）根据冲压工序的设计结果，确定模具的总体结构、选择模架、设计工作部件及辅助部件，必要时，还应进行零部件的强度校核计算，以确保零件的强度要求；6）绘制模具总装图和零部件图。冲压产品生产流程：◎冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据。◎冲模设计的目的是保证实现冲
压工艺。◎冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。
毛坯排样与冲压工艺设计：毛坯排样是指毛坯在条料上的布置方法，或者说是从条料上截取毛坯的方式，合理的排样是降低冲压件制造成本，提高冲压件质量，保证模具寿命的有效措施。（直排、斜排、直对排、斜对排、组合排、多行排、裁搭边、交叉排）冲压工艺方案设计，就是确定采用哪些冲压工序以及它们的组合方式来完成冲压件的加工。
排样设计应遵循的原则:多工位级进模的排样，除了遵守普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点：1．利于成形，后工序不能影响前已成形工序。2．载体形式选择:载体：多工位冲压时条料上连接工序件，并使工序件在模具上稳定送进的部分材料。载体基本形式：双边载体、单边载体、中间载体。3．冲裁轮廓形状分解时的前、后连接方式应避免出现错位、不平直、不圆滑、毛刺等。连接方式：交接、平接、切接。4．为了提高模具局部强度、储备工位，便于模具零件安装和运动，应正确设置空工位。5．成形方向的选择（向上或向下）要有利于模具的设计和制造，有利于送料的顺畅。
弯曲概念：将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。
板料弯曲的变形特点:1．中性层的内移。２．变形区板料厚度变薄和长度增加。３．细而长的板料弯曲后的纵向翘曲与窄板弯曲后的剖面畸变，管材、型材弯曲后的剖面畸变。
影响最小弯曲半径的因素：１）材料的力学性能２）材料表面和侧面的质量３）弯曲线的方向４）弯曲中心角
提高弯曲极限变形程度的方法：（1）经冷变形硬化的材料，可热处理后再弯曲。（2）清除冲裁毛刺，或将有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘。（3）对于低塑性的材料或厚料，可采用加热弯曲。（4）采取两次弯曲的工艺方法，中间加一次退火。（5）对较厚材料的弯曲，如结构允许，可采取开槽后弯曲。拉深：又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。分类：变薄拉深，不变薄拉深。拉深模的特点：结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。圆筒形件变形现象：平板圆形坯料的凸缘弯曲绕过凹模圆角；然后拉直形成竖直筒壁。变形区凸缘；已变形区筒壁；不变形区底部。底部和筒壁为传力区。拉深过程中的质量问题：
1.凸缘区起皱：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；主要决定于：一方面是切向压应力σ3的大小，越大越容易失稳起皱；另一方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力。凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越小，抵抗失稳能力越小。最易起皱的位置：凸缘边缘区域起皱最强烈的时刻：在Rt=（0.7～0.9）R0时防止起皱：压边
2.传力区（筒壁）拉裂：由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。主要取决于：一方面是筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处“危险断面”产生破裂。防止拉裂：一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度；另一方面通过正确制定拉深工艺和设计模具，降低筒壁所受拉应力。
多工位级进模特点：1.可以完成多道冲压工序，局部分离与连续成形结合。2.具有高精度的导向和准确的定距系统。3.配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。4.模具结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，制造和装调难度大。用于：冲制厚度较薄（一般不超过2mm)、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。重要性：排样设计是多工位级进模设计的重要内容，是模具结构设计的依据之一。它影响到材料利用率、冲件质量、模具结构、成本和寿命。
模具装配特点：①直接进入装配：按图纸尺寸和公差独立加工的（如落料凹模、冲孔凸模、导柱和导套、模柄等）零件；②需协调相关尺寸：只有部分尺寸可按图纸尺寸加工的零件；③在装配前需采用合体加工（如瓣合模）；④装配过程中通过配制取得协调，图上标的该部分尺寸只作参考（如凸模固定板上的凸模固定孔，需连接固定在一起的板件螺栓孔、销钉孔等）装配技术要求：（1）模架精度应符合国家标准，模具的闭合高度应符合图纸的规定要求。（2）上模沿导柱上、下滑动应平稳、可靠。（3）冲裁间隙应符合图纸要求，分布均匀。凸模或凹模的工作行程符合技术条件的规定。（4）定位和挡料装置的相对位置应符合图纸要求。（5）卸料和顶件装置的相对位置应符合设计要求，超高量在许用规定范围内，工作面不允许有倾斜或单边偏摆。（6）紧固件装配应可靠，如螺栓螺纹旋入长度；销钉的配合长度。（7）落料孔或出料槽应畅通无阻。（8）标准件应能互换。（9）模具在压力机上的安装尺寸需符合选用设备的要求；起吊零件应安全可靠。（10）模具应在生产的条件下进行试验，冲出的制件应符合设计要求。
冲模装配的工艺要点：（1）选择装配基准件（2）组件装配（3）总体装配（4）调整凸、凹模间隙（5）检验、调试。冲模装配顺序确定：一般先装基准件，再装其它件并调整间隙均匀。（1）无导向装置的冲模（2）有导柱的单工序模（3）有导柱的连续模（4）有导柱的复合模模具调试的目的：（1）鉴定模具的质量。（2）帮助确定产品的成形条件和工艺规程。（3）帮助确定成形零件毛坯形状、尺寸及用料标准。（4）帮助确定工艺和模具设计中的某些尺寸。（5）通过调试，发现问题，解决问题，积累经验，有助于进一步提高模具设计和制造水平。冲裁模调试要点：（1）模具闭合高度调试。（2）导向机构的调试。（3）凸、凹模刃口及间隙调试。（4）定位装置的调试。5）卸料及出件装置的调试。
三者关系：（冲压工艺设计、模具设计、模具制造）：相互关联、相互影响。冲压工艺设计是冲模设计的基础
和依据；冲模设计的目的是保证实现冲压工艺；冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。
塑料的定义：以合成高聚物为主要成分。它在一定的温度和压力下具有可塑性，能够流动变形，其被塑造成制品之后，在一定的使用环境条件之下，能保持形状、尺寸不变，并满足一定的使用性能要求。制备方法：加聚反应，缩聚反应。加聚反应：在聚合反应过程中没有副产物产生，生成的高分子化合物具有参于反应的单元相同的成分。缩聚反应：由一种或多种单体缩合成为高聚物的大分子链，同时析出其它低分子物质的反应。塑料的空间构型(制和结构)：线型、支链状线型及体型。（体型分子的主链同样是长链形状，但这些长链之间有短链横跨连接，并在三维空间相互交联）
由基本结构单元组成的大分子叫链，每一个基本结构单元叫链节，而一个大分链上重复串联结构单元的个数叫链节数。由两种单体A和B交替串联形成，叫交替共聚物（尼龙66）。由三种单体组成的大分子叫三元共聚物。塑料的组成：树脂填充剂增塑剂稳定剂润滑剂固化剂着色剂抗静电剂发泡剂阻燃剂塑料的特性:质量轻化学稳定优越电绝缘性能好比强度高减摩，耐磨性能优良，自润滑性好成型加工方便粘结性能好光学性能好着色性能较强导热率低
塑料的应用:目前，塑料也存在着一些缺点，使其应用受到一定限制。一般塑料的机械强度均不如金属。塑料成型时收缩率较高。塑料对温度的敏感性远比金属或其它非金属材料的大，塑料的使用温度范围远较其它材料的窄。塑料若长期受载荷作用，即使温度不高，其形状会产生“蠕变”，塑料这种渐渐产生的塑件流动是不可塑的，导致塑件尺寸精度丧失。所以，在选择塑料时要注意扬长避短。热塑性塑料：将该类塑料升温熔融为粘稠液体后施加高压，便可以充满一定形状的型腔而后使其冷却固化定型成为制品．如果在将其加热又可进行另一次塑料成型，如此可反复地进行多次．在成型过程中，该塑料主要是发生物理变化，仅有少量化学变化，其变化过程基本上是可逆的．填充剂的作用：填充剂起降低产品成本、改善塑料性能和增强的作用。增塑剂的作用：加入增塑剂能提高塑料的弹性、可塑性、流动性，改善其低温脆化的弱点，使塑料变得柔软和抗振。
润滑剂的作用：润滑剂的作用是易于成型流动与脱模。
稳定剂的作用与种类：稳定剂的作用：能抑制和防止塑料在加工成型或使用过程中，因受热、光、氧等作用而产生降解、养花断链、交链等现象而致使塑料性能遭到破坏，使塑料的性能稳定。稳定剂的种类有：光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂等。塑料的物理状态：玻璃态、高弹态和粘流态应力有三种类型：剪切应力、拉伸应力、压缩应力，因而对应产生三种应变（在应力作用下产生的形状与尺寸变化叫做应变）：剪切应变、拉伸应变和压缩应变。剪切应力对塑料的成型最为重要。
流变学：研究物质形变与流动的科学。⑴牛顿型流体⑵非牛顿型流体（非牛顿型流体包括粘性流体、粘弹性流体和时间依赖性流体）
塑料粘度的调节：从成型工艺出发，欲获得理想的粘度，主要取决于对温度、剪切速率及压力。1.温度提高其温度不超过分解温度，粘度可下降。但是,将温度调节，对有的塑料效果颇佳，有的则差。2.剪切速率绝大多数塑料熔体属于塑性流体，具有表现粘度随剪切速率或切应力的增大而减小的流变性能。与温度一样，各种假塑性塑料的粘度对其所受剪切速率发生改变的敏感性亦不一致。3.压力提高压力（注射压力和挤压压力）对塑料粘度起增大作用。粘度对压力的敏感性也因塑料品种而异。成型制品时，应注意模具温度状况和浇注系统结构同样对塑料熔体充模流动粘度发生重要影响，要真正实现合理的粘度，还必须包括这部分的设计要合理。
分子取向：塑料中的聚合物大分子、细而长的纤维状填料分子在成型过程中由于受到应力作用而产生分子整齐、平行排列的现象影响分子定向的因素：定向方向在流动取向下，分子方向沿着料流方向平行排列。料流方向又取决于料流进入型腔的位置即浇口位置，故在型腔一定时影响分子定向方向的因素是浇口位置。定向程度分子定向程度与塑料的类别和塑料制品的壁厚大小有关。此外，分子定向程度还与注射工艺条件及模具的浇口设计关系密切注塑工艺过程：（1）.注射前的准备（2）注射成型过程（3）制品的后处理主要成型工艺参数：（1）.温度：料筒温度、喷嘴温度、模具温度、脱模温度（2）.压力：塑化压力、注射压力、保压压力、模腔压力（3）.时间：注射时间、保压时间、冷却时间模塑周期：它由注射时间、保压时间、冷却时间和辅助时间四部分组成。溢料间隙：指熔体塑料在成型高压下不得流过的最大间隙值。
造成收缩的因素：(1).热胀冷缩(2).塑料品种(3).成型工艺｛收缩率受工艺条件（压力、温度、时间）的影响很大)｝(4).模具结构(5).塑件结构
比容：是单位重量的松散塑料所占有的体积。压缩率：是松散塑料的体积与同重量塑料的体积之比。
结晶性：结晶性即指聚合物分子能做空间规则排列生成结晶的能力。聚合物的结晶性与它们的结晶度能力大小有关。
热敏性：系指塑料的热稳定性差的性能
上式是凹内径，型芯外径是加号
HM=[HS+HSSCP-2/3Δ]+δZ凹加深度型芯减
注塑过程：任务、分析任务、制定成型工艺方案、设配选择、模具设计方案、模具装配图、零部件图、对图纸审核、出图、试生产和修模、生产
减少应力措施：注射压力不宜取得过高，使用较高的料温和模温，保压时间要适度，可采取降压保压方法，成型后将制品进行热处理。制品的后处理：退火处理调温处理
塑料的成型特性：塑料的成型特性有：流动性、收缩性和收缩率、比容和压缩率、结晶性、挥发物含量、相容性、热敏性、固化、熔体破裂、熔结痕、内应力、制品的后处理。
塑件设计原则:⑴满足使用要求和外观要求⑵针对不同物理性能扬长避短⑶便于成型加工⑷尽量简化模具结构
影响塑件尺寸精度的因素：1、模具制造的精度，约为1/3。2、成型时工艺条件的变化，约为1/3。3、模具磨损及收缩率的波动。具体来说，对于小尺寸制品，模具制造误差对尺寸精度影响最大；而大尺寸制品则收缩波动为主要。
塑件制品的表面质量要求:①表面粗糙度要求。②表面光泽性、色彩均匀性要求。③云纹、冷疤、表面缩陷程度要求。④熔结痕、毛刺、拼接缝及推杆痕迹等缺陷的要求。
型腔表面粗糙度要求：1一般型腔表面粗糙度要求达0.2-0.4mm2透明制品型腔和型芯粗糙度一致3非透明制品的隐蔽面可取较大粗糙度，即型芯表面相对型腔表面略为粗糙形状和结构设计：设计塑件的内外表面形状要尽量避免侧凹结构，以避免模具采用侧向分型和侧向抽芯机构，否则因设置这些机构而使模具结构复杂.不但模具的制造成本提高，而且还会在塑件上留下分型面线痕，增加了去除飞边的后加工的困难。图3-1a所示塑件在取出模具前，必须先由抽芯机构抽出侧型芯，然后才能，取出模具结构复杂。图3-1b侧孔形式，无需侧向型芯，模具结构简单。图3-2a所示塑件的内侧有凸起，需采用由侧向抽芯机构驱动的组合式型芯，模具制造困难。图3-2b避免了组合式型芯，模具结构简单。图3-3、3-4的图a形式需要侧抽芯，图b形式不需侧型芯。
脱模斜度的选择原则：⑴热塑性塑料件脱模斜度取0.5°-3.0°。热固性酚醛压塑件取0.5°-1.0°。⑵塑件内孔的脱模斜度以小端为准，符合图样要求，斜度由扩大方向得到；外形以大端为准，符合图样要求，斜度由缩小方向得到。⑶塑料收缩率大，塑件壁厚大则脱模斜度取大些。⑷对塑件高度或深度较大的尺寸，应取较小的脱模斜度。
塑件的最小壁厚应满足的条件：保证塑件的使用时的强度和刚度。使塑料熔体充满整个型腔.塑件壁厚过小，则塑料充模流动的阻力很大，对于形状复杂或大型塑件成型较困难。塑件壁厚过大，则不但浪费塑料原料，而且还给成型带来困难，尤其降低了塑件的生产率，还给塑件带来内部气孔、外部凹陷等缺陷。
加强筋的设计原则：⑴沿塑料流向设置，从而降低塑料的充模流动阻力。⑵应避免或减少塑料的局部集中，以防止产生凹陷和气泡。⑶加强筋以设计矮一些多一些为好。⑷筋与筋的间隔距离应大于塑件的壁厚。
塑件设计成圆角的作用：⑴避免产生应力集中。⑵提高了塑件强度。⑶利于塑料的充模流动。⑷塑件对应模具型腔部位设计成圆角，可以使模具在淬火和使用时不致因应力集中而开裂，提高模具的坚固性。
塑件中镶入嵌件的目的：增加局部强度、硬度、耐磨、导磁、导电性能，加强塑件尺寸精度和形状的稳定性，起装饰作用等。嵌件结构有柱状、针杆状、片状和框架等
嵌件设计的要点：⑴防止嵌件在塑件中转动或被抽离。柱状嵌件可在外形滚直纹并切出沟槽，或在外表面滚菱形花纹。针杆状嵌件可切口或冲孔。⑵防止成型时嵌件周围产生严重的应力集中和熔接痕。嵌件转折处应以斜面或圆角过渡，在机加工后应进行去毛刺和去油污处理。⑶保证嵌件安装准确并具有良好的稳定性。模具的定位孔、定位杆或定位槽与嵌件之间采用间隙配合，配合长度应足够使嵌件抵抗物料的冲击。⑷防止细长或薄板类嵌件受塑料压力作用而弯曲变形。⑸为了提高安放嵌件的效率，可采取将嵌件成组安放。塑件成型之后再将嵌件两端连接部分切断。模塑螺纹的性能特点：a.模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹。直径较小螺纹更不宜用细牙螺纹和多头螺纹特别是用纤维增强塑料成型时，螺牙尖端狭小区域常常只被纯树脂所填充而真正获得增强，而不能达到应有的强度。b.模型螺纹的精度不高，一般低于GB3级。由于塑料的收缩性较大，当模具螺纹零件未加放收缩量或加放收缩量不当时，成型出的塑料螺纹的牙距误差较大，致使螺纹旋合长度较短。
塑料模的的分类：最常用的是按照模塑的方法、模具安装方式、型腔数目及分型面形式的不同进行分类。1.按模塑方法分类：注射模压缩模压注模2.按模具的安装方式分类。移动式模具固定式模具半固定式模具3.按型腔数目分类：单型腔模具多型腔模具4.按分型面特征分类：若按分型面的数目，可分为一个分型面、两个分型面、三个分型面多个分型面模具。水平分型面垂直分型面
塑料模的组成零件：塑料模组成零件按照用途分为：成型零件、机构零件两大类。成型零件：是指直接与塑料接触或部分接触并决定塑件形状、尺寸、表面质量的零件，是核心零件；其包括：凸模、凹模、型芯、螺纹型芯、螺纹型环及镶件等。结构零件：是除了成型零件以外模具的其他零件；包括：固定板，垫板、导向零件、浇注系统，分型与抽芯机构、推出机构等零部件，加热或冷却装置及标准件如螺钉、销钉、弹簧等。
塑料模的基本结构：水平分型面、单型腔、移动式模具。模具由上模和下模构成。或：水平分型面、多型腔、固定式模具。模具分动模和定模两大部分
分型面:模具用以取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触表面。分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面。
分型面选择的原则：基本原则：必须选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面，这是确保塑件能够脱出模具的基本原则。影响：塑件质量、模具加工、的生产难易度
分型面选择应遵循的原则：1.尽量使塑件在开模后留动、下模边2.保证塑件外观质量要求3.确保塑件位置及尺寸精度4.便于实现侧向分型抽芯动作5.有利于模具制造6.有利于排气7.有利于塑件脱模8.考虑溢边对塑件的影响9.考虑对设备合模力的要求10.考虑脱模斜度的影响塑件留模措施:1.调整脱模斜度2.调整表面粗糙度3.设置滞留结构
确定模具型腔数目时，应考虑：1.塑件大小与设备的关系2.充分利用现有设备3.使塑件精度比较容易得到满足4.不使模具结构复杂化5.视塑件生产批量要求6.降低模具制造费用凹模的结构设计：(1).整体式凹模(2).整体嵌入式凹模(3).局部镶嵌式凹模(4).大面积镶嵌组合式凹模(5).四壁拼合的组合式凹模影响塑料制品尺寸精度的因素：1.成型零件的制造公差2.成型收缩率的影响3.成型零件的磨损量4.安装配合误差5.水平溢边厚度的波动
座板：模具上机安装时与注射机固定连接的模板称为座板有定模座板和动模座板调节高度零件、其他零件：垫块限位钉销钉、螺钉、水嘴、吊钩:
对模具材料的性能要求：1.良好的力学性能2.机械加工性能好，热处理变形小，可淬性好3.抛光性能优良4.耐热性和耐热疲劳性良好，热膨胀系数要小5.耐腐蚀性良好6.良好的表面腐蚀加工7.良好的电加工性能8.焊接性好
常用模具钢的种类：1.碳素结构钢2.碳素工具钢3.合金结构钢4.合金工具钢5.不锈钢
塑料模常用的材料类型有：导柱导套：45、T8A、T10A成型零部件：球墨铸铁、铝合金、10、15、20、38CrMoALA主流道衬套：45、50、55推杆、拉料杆等：T8、T8A、T10、T10A、45、50、55各种模板、推板、固定板、模座等：45、HT200、40Cr、40MnB、45MnZ
----------------------------------------------------------------------------------热塑性塑料与热固性材料区别：成型前，塑料中树脂分子结构：线型或支链状线型聚合物分子、线型聚合物分子。使制品固化定型的模具温度条件：冷却、加热（提供交联反应温度）成型后，塑料中树脂分子结构：基本与成型前的相同、转变为体型分子。成型过程中树脂所发生的变化：物理变化（可能有少量分解或交链现象发生）、既有物理变化，又有化学变化。有低分子析出。制品的熔化，溶解性能：可熔化可溶解、既不可熔化，也不可溶解。塑料的使用性：反复多次使用（可回收废料）、一次性使用，因成型过程不可逆。常采用的成型方法：注射、挤出、吹塑等、压缩或压注。有的品种可以采用注射。
图2-19:1下模座、2导柱、3导套、4上模座、5固定板、6垫板、71721销钉、8模柄、9防转销、10152022螺钉、11卸料螺钉、12凸模、13橡胶、14卸料板、16导料板、18凹模、19档料销、23承料板
图2-20:1上模座、2导套、3凹模、4凸模固定板、51117螺钉、616销钉、7模柄、8推杆、9推板、10凸模、12推销、13垫板、14推件块、15导料销、18凹凸模、1922弹簧、20活动挡料销、21卸料螺钉、23卸料板、24导柱、25下模座
注射模具图6-7:1定位圈、2主流道衬套、3定模座板、4定模扳、5动模板、6动模垫板、7摸底做、8推出固定板、9推板、10拉料杆、11推杆、12导柱、13型芯、14凹模、15冷却水通道LM=[LS+LSSCP-3/4Δ]+δZLS塑件基本尺寸；SCP模塑收缩率；Δ塑件的尺寸公差；δｚ模具制造公差系数3/4考虑模具制造误差，磨损量等因素而采取的综合修正系数。有时也取2/3。
扩展阅读：模具设计实战总结
模具实战经验总结(转载)
模具经验一：模具外观
1、模具必须有模具编号，并整齐地打在基准角长方向对面一边，大模用10~12mm字码，小模用6~8mm字码，左上角打模号，右上角打数字以确认模板顺序
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2、方铁上喷模具编号、产品名称。
3、运水接头上IN（进）OUT（出）标志，吊环螺丝孔根据吊环大小上MXX标志。
4、模板光洁，无刀纹，外观防锈、去污、整洁、美观。
二：模具基本要求
1、冷却系统分布合理，尽量分布在热集中周围。（以设计基准为准）2、分型面做KNOCK精密定位防模具生产太久而产生分离运动，定位件可采用标准件。3、模具（前后模模胚）分型面有撬模坑，做45度斜度，大模30*30*10（深），小模20*20*10*（深）。
4、所有尖锐边角（含螺丝孔们顶针板孔位均须倒角），导套做排气槽，在码板模上锣出。
5、分型面做锁模块，以防运输过程模具脱离，大模必须做。6、行位（滑块）与顶针，斜顶正投影干涉时，必须做顶针复位机构。而顶针、斜顶应尽避免和行位相互干涉。
7、行位、斜顶、耐磨块、压板都需热处理，较大行位除外。三：定位环机嘴
1、位环外径一般情况下用￠99.8*20.特殊情况根据注塑机可用其它规格。2、定位环要藏入码模内深约10MM左右，须与上码模板配合良好（间隙配合），无虚位，用螺丝固定。
3、位环要将机嘴压住，防止漏胶，机嘴必须定位。
4、机嘴配合射嘴圆弧采用大模SPR19-20左右，小模SPR13-15左右，根据设计图纸为准。
5、定位环、机嘴尽量采用标准件，以节省工期。
6、模具啤塑要用加长炉嘴时，定位环内径不小于￠80。
7、机嘴入水口尺寸小模保持￠4.0,大模￠5.0￠5.5斜度单边1--2度，根据实际情况而定。
8、板模细水口模具之机嘴：用标准机嘴与水口板之间加工斜度配合，以防机嘴烧坏。
9、特殊情况下，机嘴要进行适当的低度数热处理。四：入水浇道
1、大水口模具按产品的胶料来设计浇道与水口的大小，入水口处理产品边1.5MM左右.2、细水口模横浇道深度X宽度,产品较小4MM*6MM,中型和大模5MM*8MM(不
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!MR%{*n+z"_%}"}#k2X3W5-y!L.{)r:ka&y可过深,以免水口难以冷却,影响注塑)
3、水口竖浇道,保证两块板相接处有平面台阶,一层一个台阶,直径相差0.2MM左右,并省光滑.
4、口板拉针,高度与水口板平或高出平面小于1.0MM,水口板可做一个R3~R4的圆球胶位,拉针如做反斜度,斜度应在7~8度之间,直径不宜过大,约￠3~￠4左右,角上利角R0.5.5、嘴流道省光滑,特别是潜伏式浇口必须省光滑,以防啤塑有胶粉现象发生.6、水口流道有冷料位,流道做全圆或梯形(5度以上出模)自动注塑和模具,机嘴处冷凝料用5度倒角形式顶出,避免用”Z”形拉料方式..7、模,动模圆形流道夹口线不超过0.1MM,以利于保压注塑.8、进料浇口根据产品的重量、形状确定大小,深度.五:模肉
1、后模表面光洁,去除刀纹,倒角整齐,模内镶嵌整齐无缝.
2、图纸末标出模斜度,胶位部分最少在0.5度出模斜度,需蚀纹模具要有足够的出模斜度3度以上,蚀纹每深0.1MM即加斜度1度.
3、品深骨尽量做镶件,并必须双边做出斜度,底部有台阶管位.4、骨、柱等根部厚度(T)与壁厚(t)之比例t小于0.5T,否则容易产生缩水，严重影响外观.
5、柱、胶位低都必须做R0.25~R0.5,己标明的除外.6、壁厚不能突然改变转弯,以防固气和缩水.
7，.运水孔直径在Ф8以下，孔边离产品钢位不少于10MM，运水孔直径在Ф10以上，孔边离产品钢位不少于15MM。.运水孔水平相距40~50MM。8，薄而高的钢位及不易散热的地方.可做铍铜镶件.
9，前后模插穿分型面至少有1度斜度，严禁用直身插穿.10，镶件钻锣丝孔.便于装拆，搬运.11，尽量避免做薄而高骨位.
12，后模表面一半用400#砂纸，去除刀纹，顶针位尽可能做到和胶位一样平
低于产品胶位面0.05~0.1MM。六：行位
1，行位要顺畅，但不能有太大虚位。
2，前模大弹块行位要有保险钩启动，分型面锣油槽或做耐磨块.3，行位要有弹簧或玻珠仔定位.
4，行位尽量用压板结构，严禁用T型刀原身锣出.
5，行位滑动面必须做油槽，油槽不能通里边或两边，至少留5.0MM用圆铣刀或45度排布V型油槽，间距10~15MM.
6，位底部在模胚上加做耐磨硬片，材料Cr12或P20，638均可.7，行位压紧斜面必须做耐磨块。材料同上.8，压紧面斜度保证要比斜导柱斜度大1~2度，保证退出时互不干涉.9，分型面底部行位滑动面均倒角1*45度便于运动，但封胶部分一定要留15MM左右.
10，行位后面一定要有防脱离机构（限位块）.
11，行位底与高之比必须大于1（特殊情况视设计图为准）.
12.小行位必须热处理，（具体视行位大小而定），行位上均要求有运水。
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"c#g*l)k&N$x-m1a0L.y七：斜顶
１.顶固端要长且靠进胶位，防止斜顶松或注胶时斜顶变形.。
２.斜顶孔在模胚上的槽要镶青铜或导套定位，以防止烧坏斜顶.。斜顶无胶位部分必须做Ｖ型油槽，油槽严禁用打磨机打出。
３.斜顶底部的螺丝牙一要够深，大于１.５～２倍螺丝。４.顶部用Ｔ行镶块或圆型台阶镶件。避免用顶针。
５.斜顶尽量用比较好的材料，但都必须热处理（氮化）、（可以试模、改模后完成）八：弹簧
１.弹簧必须预压１５～２０ＭＭ或１５～２０％原长度。２.弹簧受压时不可短于原长度６０％。
３.弹簧长度超直径３倍便必须增加弹簧管柱。
４.顶针板后位弹簧由工程部订好，长度方面均为平面。避免把长弹簧磨短用。
九：冷却水
１.水孔接头严格按客户规定制作，运水接头首选向里面一边。（即啤工对面）。
２.运水打上ＩＮ（进），ＯＵＴ（出）标志，试模前运水保持通畅。３.密封胶圈高出模具平面（小胶圈）０.６左右，密封槽比胶圈宽０.４～０.５（单边），底部做光滑圆弧，中间留圈钢位（严禁用平底锣刀直接踩出）。
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４.胶圈高出模具平面０.６～０.８ＭＭ，周边间隙１.０左右，中间留圈钢位。
５.水尽量合理，以缩短啤塑周期。十：模顶（撑头）
1，如位置许可，尽量能多做撑头，第一次试模前一定完成。
2，撑头两端面要一起磨出，保证平行，并钻螺丝孔，周定于底板一定要保证中心。
3，撑头比方铁高（小模高0.1~0.2，大模高0.2~0.3）。4，顶针板避空孔直径大2MM，周边倒角45度*2.0。
5，撑头要用M8或M10螺丝码在下模固定板上，撑头倒角。十一：镶针、顶针、司筒针、螺丝孔
1，针、顶针必须有头部压以防拉出，不可以打塌头的方法，也不能钻盲孔做镶件，镶针需要有韧性的材料。顶针板上的顶针孔比顶针头深0.05~0.1MM左右，间隙大0.5。
2，要配合或同一类的镶件、顶针、司筒针都有要打字码，做标记。
3，有方向性的镶针、顶针、司筒针要做定位，有斜面表面司筒针做压板取代无头螺丝的做法，并定位。
4，大斜面上的顶针要磨一点平面（去掉尖角处）或蚀纹。5，镶针、顶针、司筒、司筒针等禁止烧焊使用。
6，顶针、司筒端面部都要磨出，保证光滑度使成型后胶位平整
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模具设计流程（个人经验）模具设计流程（个人经验）
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$e,x(X+Z2e#N2b8z"q+W当我们接到客户的CASE之后，首先要了解清楚客户的要求（如产品的外观要求，结构上的要求或其它的一些特殊要求）与客户进行沟通，接下来就要开始分析要做的这个产品了，主要是检查产品的拔模及肉厚，对一些柱位及肋位进行防缩水处理（这些很必要，可以减少以后开模中一些不必要麻烦，提高你在客户心目中的地位）
下面就要进入我们的主题模具设计（以下以PRO/E进行模仁3D，再在CAD里面完成所有设计为基础）
1：对产品进行排位（这将决定模具的大小，在这里要考虑的东西大多了，主要的还是靠你的经验及你们公司的要求）（如果用CAD设计的话注意要先对产品进行镜像，再放缩水，然后才排位）排位再好做到产品四面分中，以便后面加工时出数）2：对产品加上收缩率（缩水）
3：确定模仁的大小（具体的不多讲，网上有很多参考资料）
4：现在可以开始做分模面了，这里考的就是你的真功夫，不仅3D要用的好，模具结构更是重中之重
5：分模面做好就可以把模具分开了，前后模，镶件，斜顶，行位都可以在这边分好6：接下来做的就是流道了，这个关系到公司生产的成本及产品的质量，设计时要三思啊7：下面就是冷却水路的布置及镙丝也的放置，顶针的排列（用EMX设计这里只要做基准点就可以
8：用CAD设计的话我一般做完以上的工作就把它转成平面图，直接放入模胚再在CAD里面设计了，以下的设计以CAD为主（可能很多人做法会不一样）
9：模仁图有了，就开始模胚上的设计了，先要以模仁的太小及结构定出模胚的大小及形式（如大水口，细水口等）然后用模具外挂调出适用的模胚，装入模仁（注意图层的控制及颜色的控制，以便在后面出散件图时能更快，更易识别）
10：把水路引到模胚上，当然还有镙丝，再来画上弹弓，垃圾钉，顶棍孔，在主视图上做这些的同时要在剖面图上表达出来，当然不有顶针了，别忘了这里把唧嘴给画上，如果是细水口的话就忙了，水口拉针，拉杆，开闭器都要在这里设计好，如果有行位的模具应先设计好行位
11：做好这些好像差不多了，可以休息10分钟了，接下来的工作是撑头及锁模片，还有一个撬模坑差点忘了
12:简单一点的模具做到这里也就差不多了（只是说结构图）开始标数吧，同时也是检查设计正确性的重要一环
13：搞定就开始做BOM表了，做完套上图框，这个不用多说了吧，填好标题栏再检查一遍（这时我一般自己看一遍再调给同事看一遍（自己的错误有时怎么都看不出来）好了，出个组立图先，给客户确认一下，看客户还没有不满意的，有问题的话赶快改吧，没问题就万事大吉了，可以出散件图了
14：散件图看你们公司的要求了，我们公司要求出的很详细，每个零件都要出图
当然，以上说的只是一个步骤，一套高质量的模具的设计不仅要有一个好的思路，更要在实践中不断的积累，不断提升，不断完善
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友情提示：本文中关于《模具设计经典总结》给出的范例仅供您参考拓展思维使用，模具设计经典总结：该篇文章建议您自主创作。
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