一.设计准备

1. 必需的图纸、金型仕样书的内容等的确认： 　　

在正式的金型设计之前，下列图纸或文件通常要具备： 　　

① 部品图；

②金型设计制作仕样书；

③设计制作契约书；

④其他 　　

并且要对上述资料完全理解，不明确处要得到客户的确认。 　　

2. 把握图面的概要 　　

部品图决定了金型设计的最终目的，必须透彻地理解。日本客户提供的部品图是按照JIS制图规定采用三角法绘制的，通常由以下部分构成： 　　

正面图、平面图、侧面图、断面图、详细图、参考图、注记、公差一览、仕上记号一览、标题栏、其他 　　

在视图过程中要注意以下方面： 　　

① 公差要求较严格处；

②对金型构造有影响的部位； 　　

② 现有图面无法理解的部分；

④注记中特别突出的事项 　　

⑤特殊的材料和热处理要求；

⑥部品壁厚较薄处（t<0.6mm） 　　

⑦部品壁厚较厚处；

⑧外观上有无特别仕样要求 　　

⑨三维曲面部分；

⑩设计者、日期、纳期、价格等 　　

3. 部品立体形状的理解 　　

部品图是二维绘制的，要通过视图转换成设计者头脑中的三维形状，而手绘立体图对此很有帮助。 　　

准备好纸和铅笔。 　　

首先绘制出制品的大致外形轮廓，然后再根据自己对部品图的理解，绘制出部品各部位的断面图。 　　

上述这些对将来分型面的确定、入子的分割非常重要。如果条件允许，使用粘土等辅助物来帮助理解会更好。 　

4.标题栏的检讨 　　

部品图的标题栏一般注明了图面中的公差、部品的材料等一些内容，必须要认真研读。 　　

①部品名；

②图名；

③图番；

④材质（包括收缩率）；

⑤仕样，指材质的详细仕样，如生产厂家、商品名、树脂代号；

⑥尺度；

⑦设计者；

⑧变更栏； 　　

5.注记部分的检讨 　　

⑴浇口种类、位置、数量 　　

如无特殊要求，则金型设计者在自行决定后需征得客户的同意。 　　

⑵入子分割线的要求 　　

由于入子分隔线会在制品表面形成接痕，影响外观，尤其对折叠部位有害，所以设计者应遵守部品图的规定。 　　

⑶成型品表面划伤等缺陷的规定 　　

金型设计者应避免可能发生上述缺陷的金型结构设计。 　　

⑷未注公差的要求。 　　

⑸成型品形状及尺寸上的变更需征得客户的同意，作为金型设计者来说，不可自行决断。 　　

⑹主视图的检讨 　　

主视图是图面中尺寸较集中的地方，确认两侧公差及片侧公差，并标记其中较严格者。 　　

⑺其他各视图的检讨。

⑻必要型缔力的检讨 　　

熔融树脂在注射时，会在金型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机最大型缔力小于注射压力，则模板之间就会产生缝隙，发生溢边现象。必要型缔力的计算如下： 　　

F=P×A F：必要型缔力（Kg） 　　

P：注射压力（Kg/cm2），取300～500，视成型条件而定 　　

A：制品在注射方向上的投影面积cm2 　　

⑽必要射出体积的检讨 　　

在选择注射机时，要进行射出体积的检讨。 　　

包括聊吧、制品在内的体积总和要小于注射机最大注射量的1/2～2/3 　　

⑾其他事项 　　

如客户提供的资料不全，需跟客户联系，取得全部资料。 　　

使用彩笔标记出自己认为较重要的，以利于下一步的设计。

二.成型品基本图的设计

下图是金型设计工作的大致流程： 　　

初期检讨→成型品基本图设计→金型构造设计→部品图设计→检图→出图 　　

塑料注射金型的设计从成型品基本图的设计入手，其正确与否决定了成型制品的好坏。 　　

下面就成型品基本图的设计手法进行讲解： 　　

1. 了解成型材料的特性 　　

最关键的是流动性能的好坏和收缩率的大小 　　

2. 可充填性的检讨 　　

应全面考虑以下几个方面: 　　

① 型腔可否完全填充；

②溶接痕的位置；

③气泡的发生； 　　

③成型品的变形；

⑤点浇口的切断痕；

⑥其他 　　

在设计工作中，根据工作条件，采用下述方法来分析验证： 　　

① 类似金型的比较；

②流动比（L/T）的计算；

③CAD、CAE 　　

3. 浇口位置的确定 　　

4. 浇口形状的确定 　　

5. 分型面的确定 　　

应参照下述原则: 　　

① 尽量采用平面;

②易于加工;

③无离型不良发生;

④外观上分割线无影响处. 　　

6. 金型制作寸法的决定 　　

由于塑料冷却以后的收缩性，故金型制作寸法要考虑“成型收缩率”，方法如下：（以收缩率0.2%为例） 　　

①两侧公差: L=25±0.05 →L0=1.02×25=25.5 　　

②片侧公差: L=3-0.2 →L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96 　　

经过上述方法计算出的寸法，要经过以下两方面的补正： 　　

① 金型制作上可修改性的补正。 　　

② 奇数寸法的偶数化。 　　

7. 拔模斜度的决定（固定侧） 　　

为防止离型不良，有必要在固定侧型芯处设置拔模斜度，但要在成型品公差范围内，一般以30’～3°为宜。 　

8. 拔模斜度的决定（可动侧） 　　

如有必要，可动侧也可加拔模斜度，但一般可不加。如有顶出不良，可通过加装顶杆的方法来解决。 　　

9. 顶杆的配置 　　

按照以下原则： 　　

① 顶出面积尽可能大，因细小的顶杆孔难以加工。 　　

② 尽量采用圆顶杆，因方顶出孔难以加工（但利用镶件分割线做出的较简单）。 　　

③ 顶杆要配置在型芯附近。 　　

④ 顶杆孔周围最小1mm壁厚保证。 　　

10. 生产数的记入

三.金型构造设计

成型品基本图完成以后，即可开展最重要的工作-金型构造图面的设计。这部分工作占金型设计全部研讨工作的80%。下面就是具体的设计流程： 　　

1. 成型机金型取付仕样的确认： 　　

① 滑杆间距的确认 　　

金型大小不可超过滑杆间距，通常要留20mm以上的安全距离。 　　

② 最小型厚的确认 　　

金型的型厚要大于注射机的最小型厚 　　

③ 最大开模行程的确认 　　

④ 最大锁模力的确认 　　

⑤ 理论射出容量的确认 　　

⑥ 定位圈直径的确认（以选择定位圈型号） 　　

⑦ 注射机喷嘴先端形状的确认（以选择浇口套型号） 　　

⑧ 最大型厚的计算 　　

T=最小型厚+最大开模距离-S1-S2-S 　　

2. 型腔配置方法的检讨 　　

对于多型腔模具而言，要妥善安排型腔位置，使之投影中心完全位于模架中心上，并使流道最短地达到均衡进料。 　　

3. 型腔壁厚度的确定 　　

4. 模架的选择 　　

对于塑料注射模具而言，模架均已标准化。我公司均采用日本FUTABA（双叶）的模架。在选择模架时，除了大小规格外，应确认以下方面： 　　

① 导柱导套的位置，有的导柱在固定侧，而有的在可动侧。根据需要来选择。 　　

② 对于各模板的厚度，应结合成型品基本图来确认。一般来说，要使镶件非成形部分的长度在30mm左右为宜。 　　

③ 目前我们有FUTABA的标准模架CAD库，可使用它来快速生成模架图。 　　

5. 分型动作的决定 　　

在模板厚度确定后，进行分型动作的检讨。 　　

① 固定侧型板与流道板之间的开模距离S1 　　

S1=点浇口套长度+浇口套长度+10～20 　　

② 流道板与固定侧座板之间的开模距离S2 　　

S2=拉料勾勾头长度+3mm安全距离 　　

③ 止动螺栓长度决定 　　

L=固定侧型板厚+S1 　　

④ 止动螺栓头部长度决定 　　

⑤ 支撑导柱长度决定 　　

L=固定侧型板厚+S1+流道板厚+S2+固定侧座板厚 　　

⑥ 拉料勾长度决定 　　

⑦ 流道顶出装置决定 　　

⑧ 浇口套周边机构决定 　　

⑨ 要做到使成形品顶出后自然落下的模具布局 　　

6. 浇口套采用PUNCH市贩品 　　

7. 开模次序的确定,并采用相应机构来确保这种开模次序的实现. 　　

8. 流道从流道板顺利脱出的方法: 　　

采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI) 　　

9. 支撑柱配置的检讨 　　

在注射时,注射机会在可动侧型板的底部产生一个瞬间的注射压力,引起型板变形.为防止此种现象发生,可在模架中设置支撑柱,以不妨碍顶杆和力征安排在每个型腔附近为原则. 　　

10. 冷却水孔的决定 　　

为了恒定模具温度，必须开设冷却水孔，通以冷却用水。 　　

冷却水孔的大小与冷却效率关系不大，中等大小的模具一般采用ф8.5的水孔即可，接口处采用PT1/8的管螺纹。 　　

冷却水孔的位置与数量与冷却效果有密切关系，在确定时，应尽可能地靠近型腔和尽可能地多，但不要发生干涉。 　　

11. 顶出部分的配置 　　

结合成形品基本图，合理配置顶杆位置，注意不要与冷却水孔及支撑柱等部件发生干涉。 　　

12. 浇口套的配置 　　

浇口套头部SR寸法要比注射机喷嘴的SR寸法大1mm左右。 　　

浇口套开口处ф寸法要比注射机喷嘴的ф寸法大0.5mm左右。 　　

对于锥度来说，采用片侧1°比较好。 　　

13. 定位圈的配置 　　

结合成形机仕样，采用PUNCH市贩品。 　　

14. 排气道的配置 　　

为了使型腔内空气顺利排出，有时需设排气道。不过一般设计中不予考虑，生产中如发现有排气不良，再予以解决。 　　

15. 顶出导柱与顶出导套的设计 　　

为了提高顶出部件运动的精度，从而延长顶杆、型芯寿命，防止顶杆拉伤，可设计顶出导柱与顶出导套。 　　

16. 部品番号的确定 　　

本公司制定有金型用部品番号的命名规则，按此规则进行确定。 　　

17. 其他 　　

至此，金型的构造设计基本完成。

四.部品图设计

在进行构造设计完成以后，根据成形品基本图和金型构造图进行金型部品图设计，包括下述内容： 　　

⑴设计需加工的部品图面。 　　

⑵外构件追加工部品图面。 　

⑶购入部品仕样书。 　　

1. 型腔部分的设计： 　　

⑴从金型构造图中把型腔部分的外形提取出来。X-Y方向与模板嵌合，注意公差与配合。Z方向采用螺钉或挂钩或键固定均可。 　　

⑵成形部分形状与寸法 　　

根据成形品基本图来决定，并考虑以下方面： 　　

① 成形品寸法公差。 　　

② 与别的部品之间的关系（配合）等。 　　

③ 便于金型的修正。 　　

④ 机械加工方法所能达到的加工能力。 　　

⑤ 加工费用。 　　

⑥ 其他。 　　

⑶型芯均采用挂钩的形式与型腔件配合，X-Y方向用公差来严格控制。 　　

⑷浇口设计 　　

⑸固定方法 　　

⑹材质、硬度的决定 　　

考虑以下方面： 　　

① 成形品的形状、寸法精度维持机能。 　　

② 成形品表面品质决定机能。 　　

③ 耐冲击，刚性、强度要足够。 　　

④ 耐腐蚀性。 　　

⑤ 耐磨性。 　　

⑥ 机加工性。 　　

⑦ 镜面特性。 　　

⑧ 热传导性。 　　

⑨ 热处理性。 　　

⑩ 材料价格。 　　

2. 固定侧型芯的设计 　　

形状与寸法根据成形品基本图确定。 　　

材质的选择参考上面的内容。 　　

可动侧型芯、型腔设计大致与固定侧相同，但多出顶出部分的设计内容。 　　

至此，金型部品图中与成形有关的部分已完成，下面进行金型构造部分的部品设计。

五.检图

部品图设计完了以后要进行检图，这与设计工作同等重要。在投入生产前发现错误，要比在生产中或完成后才发现要节省大量的金钱与精力。 　　

检图工作，可由设计者自身承担，也可由第三者担任。在检图中应把握如下原则： 　　

⑴详细设计、重要设计检查时，最好在精力充沛时进行。 　　

⑵连续工作1～2小时，应休息10～15分钟，保持头脑清醒。 　　

⑶不要惧怕失败，在失败中取得成长的经验。 　　

⑷不要从详细设计着手，应从总体方案开始，这样容易发现大的原则性的错误。 　　

⑸可调查类似金型在使用过程中发生的问题，并与自己的设计工作相对照。 　　

检图工作主要内容如下： 　　

1. 重要的原则性的项目 　　

⑴根据型芯、型腔明细表，有无遗漏设计的部分。 　　

⑵金型取数是否合适。 　　

⑶分型面的设置是否正确？是否满足金型仕样书的要求？ 　　

⑷型腔可否完全填充？ 　　

⑸制作费用是否在预算范围内？ 　　

⑹成形品生产成本是否在预算范围内？ 　　

⑺金型纳期可否完成？ 　　

⑻为保证纳期，是否采取了合理的措施？ 　　

⑼成形品型腔可否顺利脱出？ 　　

⑽成形品型芯可否顺利脱出？ 　　

⑾浇口、流道的配置有无不当？ 　　

⑿冷却水道有无干涉处？ 　　

⒀支撑柱、顶杆、定出导向柱有无干涉？ 　　

⒁成形收缩率计算是否正确？ 　　

⒂镶件分割方式是否正确？ 　　

⒃两侧相互配合的部件设计是否正确？ 　　

⒄成形机取付仕样是否满足要求？ 　　

⒅其他特殊要求是否满足？ 　　

2. 金型构造方面的检讨 　　

⑴目前的设计正确与否，有无可以改进之处？ 　　

⑵树脂流动的预想是否正确？ 　　

⑶型芯、型腔离型对策正确与否？ 　　

⑷滑块与滑动型芯的设计是否正确？ 　　

⑸配合处公差是否正确？ 　　

⑹排气道是否合适？ 　　

⑺配合间隙是否合适？ CAD/CAM/CAE

⑻装配时是否困难？ 　　

⑼拆卸是否方便？ 　　

⑽对白化现象有无预防？ 　　

⑾两侧各部件之间有无干涉？ 　　

3. 进行详细检讨的部分： 　　

⑴有无尺寸相互不一致处？ 　　

⑵断面形状正确与否？ 　　

⑶部品个数是否正确？ 　　

⑷部品材质是否正确？ 　　

⑸型板刚性是否满足要求？ 　　

⑹型腔刚性、强度是否满足要求？ 　　

⑺浇口形状是否合适？ 　　

⑻加工方法是否经过妥善考虑？ 　　

⑼电极设计是否正确？ 　　

⑽标准部品发注书是否有误？ 　　

⑾客户仕样变更部分是否已全部变更？ 　

⑿废旧图面是否已被替换？ 　　

⒀寸法公差、表面粗糙度有无过于严格处？ 　　

⒁机械加工性是否适当？

文章来源：五金机械网（www.5jjx.com）