一.設計准備


1.
必需的圖紙、金型仕樣書的內容等的確認：
　　

在正式的金型設計之前，下列圖紙或文件通常要具備：
　　

①
部品圖；

②金型設計制作仕樣書；

③設計制作契約書；

④其他
　　

並且要對上述資料完全理解，不明確處要得到客戶的確認。
　　

2.
把握圖面的概要
　　

部品圖決定了金型設計的最終目的，必須透徹地理解。日本客戶提供的部品圖是按照JIS制圖規定采用三角法繪制的，通常由以下部分構成：
　　

正面圖、平面圖、側面圖、斷面圖、詳細圖、參考圖、注記、公差一覽、仕上記號一覽、標題欄、其他
　　

在視圖過程中要注意以下方面：
　　

①
公差要求較嚴格處；

②對金型構造有影響的部位；
　　

②
現有圖面無法理解的部分；

④注記中特別突出的事項
　　

⑤特殊的材料和熱處理要求；

⑥部品壁厚較薄處（t<0.6mm）
　　

⑦部品壁厚較厚處；

⑧外觀上有無特別仕樣要求
　　

⑨三維曲面部分；

⑩設計者、日期、納期、價格等
　　

3.
部品立體形狀的理解
　　

部品圖是二維繪制的，要通過視圖轉換成設計者頭腦中的三維形狀，而手繪立體圖對此很有幫助。
　　

准備好紙和鉛筆。
　　

首先繪制出制品的大致外形輪廓，然後再根據自己對部品圖的理解，繪制出部品各部位的斷面圖。
　　

上述這些對將來分型面的確定、入子的分割非常重要。如果條件允許，使用粘土等輔助物來幫助理解會更好。
　

4.標題欄的檢討
　　

部品圖的標題欄一般注明了圖面中的公差、部品的材料等一些內容，必須要認真研讀。
　　

①部品名；

②圖名；

③圖番；

④材質（包括收縮率）；

⑤仕樣，指材質的詳細仕樣，如生産廠家、商品名、樹脂代號；

⑥尺度；

⑦設計者；

⑧變更欄；
　　

5.注記部分的檢討
　　

⑴澆口種類、位置、數量
　　

如無特殊要求，則金型設計者在自行決定後需征得客戶的同意。
　　

⑵入子分割線的要求
　　

由于入子分隔線會在制品表面形成接痕，影響外觀，尤其對折疊部位有害，所以設計者應遵守部品圖的規定。
　　

⑶成型品表面劃傷等缺陷的規定
　　

金型設計者應避免可能發生上述缺陷的金型結構設計。
　　

⑷未注公差的要求。
　　

⑸成型品形狀及尺寸上的變更需征得客戶的同意，作爲金型設計者來說，不可自行決斷。
　　

⑹主視圖的檢討
　　

主視圖是圖面中尺寸較集中的地方，確認兩側公差及片側公差，並標記其中較嚴格者。
　　

⑺其他各視圖的檢討。

⑻必要型締力的檢討
　　

熔融樹脂在注射時，會在金型分型面上産生一個相當大的注射壓力。如注射機最大型締力小于注射壓力，則模板之間就會産生縫隙，發生溢邊現象。必要型締力的計算如下：
　　

F=P×A
F：必要型締力（Kg）
　　

P：注射壓力（Kg/cm2），取300～500，視成型條件而定
　　

A：制品在注射方向上的投影面積cm2
　　

⑽必要射出體積的檢討
　　

在選擇注射機時，要進行射出體積的檢討。
　　

包括聊吧、制品在內的體積總和要小于注射機最大注射量的1/2～2/3
　　

⑾其他事項
　　

如客戶提供的資料不全，需跟客戶聯系，取得全部資料。
　　

使用彩筆標記出自己認爲較重要的，以利于下一步的設計。


二.成型品基本圖的設計


下圖是金型設計工作的大致流程：
　　

初期檢討→成型品基本圖設計→金型構造設計→部品圖設計→檢圖→出圖
　　

塑料注射金型的設計從成型品基本圖的設計入手，其正確與否決定了成型制品的好壞。
　　

下面就成型品基本圖的設計手法進行講解：
　　

1.
了解成型材料的特性
　　

最關鍵的是流動性能的好壞和收縮率的大小
　　

2.
可充填性的檢討
　　

應全面考慮以下幾個方面:
　　

①
型腔可否完全填充；

②溶接痕的位置；

③氣泡的發生；
　　

③成型品的變形；

⑤點澆口的切斷痕；

⑥其他
　　

在設計工作中，根據工作條件，采用下述方法來分析驗證：
　　

①
類似金型的比較；

②流動比（L/T）的計算；

③CAD、CAE
　　

3.
澆口位置的確定
　　

4.
澆口形狀的確定
　　

5.
分型面的確定
　　

應參照下述原則:
　　

①
盡量采用平面;

②易于加工;

③無離型不良發生;

④外觀上分割線無影響處.
　　

6.
金型制作寸法的決定
　　

由于塑料冷卻以後的收縮性，故金型制作寸法要考慮“成型收縮率”，方法如下：（以收縮率0.2%爲例）
　　

①兩側公差:
L=25±0.05
→L0=1.02×25=25.5
　　

②片側公差:
L=3　0.2
→L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96
　　

經過上述方法計算出的寸法，要經過以下兩方面的補正：
　　

①
金型制作上可修改性的補正。
　　

②
奇數寸法的偶數化。
　　

7.
拔模斜度的決定（固定側）
　　

爲防止離型不良，有必要在固定側型芯處設置拔模斜度，但要在成型品公差範圍內，一般以30’～3°爲宜。
　

8.
拔模斜度的決定（可動側）
　　

如有必要，可動側也可加拔模斜度，但一般可不加。如有頂出不良，可通過加裝頂杆的方法來解決。
　　

9.
頂杆的配置
　　

按照以下原則：
　　

①
頂出面積盡可能大，因細小的頂杆孔難以加工。
　　

②
盡量采用圓頂杆，因方頂出孔難以加工（但利用鑲件分割線做出的較簡單）。
　　

③
頂杆要配置在型芯附近。
　　

④
頂杆孔周圍最小1mm壁厚保證。
　　

10.
生産數的記入


三.金型構造設計


成型品基本圖完成以後，即可開展最重要的工作　金型構造圖面的設計。這部分工作占金型設計全部研討工作的80%。下面就是具體的設計流程：
　　

1.
成型機金型取付仕樣的確認：
　　

①
滑杆間距的確認
　　

金型大小不可超過滑杆間距，通常要留20mm以上的安全距離。
　　

②
最小型厚的確認
　　

金型的型厚要大于注射機的最小型厚
　　

③
最大開模行程的確認
　　

④
最大鎖模力的確認
　　

⑤
理論射出容量的確認
　　

⑥
定位圈直徑的確認（以選擇定位圈型號）
　　

⑦
注射機噴嘴先端形狀的確認（以選擇澆口套型號）
　　

⑧
最大型厚的計算
　　

T=最小型厚+最大開模距離　S1　S2　S
　　

2.
型腔配置方法的檢討
　　

對于多型腔模具而言，要妥善安排型腔位置，使之投影中心完全位于模架中心上，並使流道最短地達到均衡進料。
　　

3.
型腔壁厚度的確定
　　

4.
模架的選擇
　　

對于塑料注射模具而言，模架均已標准化。我公司均采用日本FUTABA（雙葉）的模架。在選擇模架時，除了大小規格外，應確認以下方面：
　　

①
導柱導套的位置，有的導柱在固定側，而有的在可動側。根據需要來選擇。
　　

②
對于各模板的厚度，應結合成型品基本圖來確認。一般來說，要使鑲件非成形部分的長度在30mm左右爲宜。
　　

③
目前我們有FUTABA的標准模架CAD庫，可使用它來快速生成模架圖。
　　

5.
分型動作的決定
　　

在模板厚度確定後，進行分型動作的檢討。
　　

①
固定側型板與流道板之間的開模距離S1
　　

S1=點澆口套長度+澆口套長度+10～20
　　

②
流道板與固定側座板之間的開模距離S2
　　

S2=拉料勾勾頭長度+3mm安全距離
　　

③
止動螺栓長度決定
　　

L=固定側型板厚+S1
　　

④
止動螺栓頭部長度決定
　　

⑤
支撐導柱長度決定
　　

L=固定側型板厚+S1+流道板厚+S2+固定側座板厚
　　

⑥
拉料勾長度決定
　　

⑦
流道頂出裝置決定
　　

⑧
澆口套周邊機構決定
　　

⑨
要做到使成形品頂出後自然落下的模具布局
　　

6.
澆口套采用PUNCH市販品
　　

7.
開模次序的確定,並采用相應機構來確保這種開模次序的實現.
　　

8.
流道從流道板順利脫出的方法:
　　

采用RUNNER
EJECTING
SET(MISUMI)
　　

9.
支撐柱配置的檢討
　　

在注射時,注射機會在可動側型板的底部産生一個瞬間的注射壓力,引起型板變形.爲防止此種現象發生,可在模架中設置支撐柱,以不妨礙頂杆和力征安排在每個型腔附近爲原則.
　　

10.
冷卻水孔的決定
　　

爲了恒定模具溫度，必須開設冷卻水孔，通以冷卻用水。
　　

冷卻水孔的大小與冷卻效率關系不大，中等大小的模具一般采用ф8.5的水孔即可，接口處采用PT1/8的管螺紋。
　　

冷卻水孔的位置與數量與冷卻效果有密切關系，在確定時，應盡可能地靠近型腔和盡可能地多，但不要發生幹涉。
　　

11.
頂出部分的配置
　　

結合成形品基本圖，合理配置頂杆位置，注意不要與冷卻水孔及支撐柱等部件發生幹涉。
　　

12.
澆口套的配置
　　

澆口套頭部SR寸法要比注射機噴嘴的SR寸法大1mm左右。
　　

澆口套開口處ф寸法要比注射機噴嘴的ф寸法大0.5mm左右。
　　

對于錐度來說，采用片側1°比較好。
　　

13.
定位圈的配置
　　

結合成形機仕樣，采用PUNCH市販品。
　　

14.
排氣道的配置
　　

爲了使型腔內空氣順利排出，有時需設排氣道。不過一般設計中不予考慮，生産中如發現有排氣不良，再予以解決。
　　

15.
頂出導柱與頂出導套的設計
　　

爲了提高頂出部件運動的精度，從而延長頂杆、型芯壽命，防止頂杆拉傷，可設計頂出導柱與頂出導套。
　　

16.
部品番號的確定
　　

本公司制定有金型用部品番號的命名規則，按此規則進行確定。
　　

17.
其他
　　

至此，金型的構造設計基本完成。


四.部品圖設計


在進行構造設計完成以後，根據成形品基本圖和金型構造圖進行金型部品圖設計，包括下述內容：
　　

⑴設計需加工的部品圖面。
　　

⑵外構件追加工部品圖面。
　

⑶購入部品仕樣書。
　　

1.
型腔部分的設計：
　　

⑴從金型構造圖中把型腔部分的外形提取出來。X　Y方向與模板嵌合，注意公差與配合。Z方向采用螺釘或挂鈎或鍵固定均可。
　　

⑵成形部分形狀與寸法
　　

根據成形品基本圖來決定，並考慮以下方面：
　　

①
成形品寸法公差。
　　

②
與別的部品之間的關系（配合）等。
　　

③
便于金型的修正。
　　

④
機械加工方法所能達到的加工能力。
　　

⑤
加工費用。
　　

⑥
其他。
　　

⑶型芯均采用挂鈎的形式與型腔件配合，X　Y方向用公差來嚴格控制。
　　

⑷澆口設計
　　

⑸固定方法
　　

⑹材質、硬度的決定
　　

考慮以下方面：
　　

①
成形品的形狀、寸法精度維持機能。
　　

②
成形品表面品質決定機能。
　　

③
耐沖擊，剛性、強度要足夠。
　　

④
耐腐蝕性。
　　

⑤
耐磨性。
　　

⑥
機加工性。
　　

⑦
鏡面特性。
　　

⑧
熱傳導性。
　　

⑨
熱處理性。
　　

⑩
材料價格。
　　

2.
固定側型芯的設計
　　

形狀與寸法根據成形品基本圖確定。
　　

材質的選擇參考上面的內容。
　　

可動側型芯、型腔設計大致與固定側相同，但多出頂出部分的設計內容。
　　

至此，金型部品圖中與成形有關的部分已完成，下面進行金型構造部分的部品設計。


五.檢圖


部品圖設計完了以後要進行檢圖，這與設計工作同等重要。在投入生産前發現錯誤，要比在生産中或完成後才發現要節省大量的金錢與精力。
　　

檢圖工作，可由設計者自身承擔，也可由第三者擔任。在檢圖中應把握如下原則：
　　

⑴詳細設計、重要設計檢查時，最好在精力充沛時進行。
　　

⑵連續工作1～2小時，應休息10～15分鍾，保持頭腦清醒。
　　

⑶不要懼怕失敗，在失敗中取得成長的經驗。
　　

⑷不要從詳細設計著手，應從總體方案開始，這樣容易發現大的原則性的錯誤。
　　

⑸可調查類似金型在使用過程中發生的問題，並與自己的設計工作相對照。
　　

檢圖工作主要內容如下：
　　

1.
重要的原則性的項目
　　

⑴根據型芯、型腔明細表，有無遺漏設計的部分。
　　

⑵金型取數是否合適。
　　

⑶分型面的設置是否正確？是否滿足金型仕樣書的要求？
　　

⑷型腔可否完全填充？
　　

⑸制作費用是否在預算範圍內？
　　

⑹成形品生産成本是否在預算範圍內？
　　

⑺金型納期可否完成？
　　

⑻爲保證納期，是否采取了合理的措施？
　　

⑼成形品型腔可否順利脫出？
　　

⑽成形品型芯可否順利脫出？
　　

⑾澆口、流道的配置有無不當？
　　

⑿冷卻水道有無幹涉處？
　　

⒀支撐柱、頂杆、定出導向柱有無幹涉？
　　

⒁成形收縮率計算是否正確？
　　

⒂鑲件分割方式是否正確？
　　

⒃兩側相互配合的部件設計是否正確？
　　

⒄成形機取付仕樣是否滿足要求？
　　

⒅其他特殊要求是否滿足？
　　

2.
金型構造方面的檢討
　　

⑴目前的設計正確與否，有無可以改進之處？
　　

⑵樹脂流動的預想是否正確？
　　

⑶型芯、型腔離型對策正確與否？
　　

⑷滑塊與滑動型芯的設計是否正確？
　　

⑸配合處公差是否正確？
　　

⑹排氣道是否合適？
　　

⑺配合間隙是否合適？
CAD/CAM/CAE


⑻裝配時是否困難？
　　

⑼拆卸是否方便？
　　

⑽對白化現象有無預防？
　　

⑾兩側各部件之間有無幹涉？
　　

3.
進行詳細檢討的部分：
　　

⑴有無尺寸相互不一致處？
　　

⑵斷面形狀正確與否？
　　

⑶部品個數是否正確？
　　

⑷部品材質是否正確？
　　

⑸型板剛性是否滿足要求？
　　

⑹型腔剛性、強度是否滿足要求？
　　

⑺澆口形狀是否合適？
　　

⑻加工方法是否經過妥善考慮？
　　

⑼電極設計是否正確？
　　

⑽標准部品發注書是否有誤？
　　

⑾客戶仕樣變更部分是否已全部變更？
　

⑿廢舊圖面是否已被替換？
　　

⒀寸法公差、表面粗糙度有無過于嚴格處？
　　

⒁機械加工性是否適當？