概念
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。
軟件
1.CNC( 加工中心 )。
2.CIMATRON 是遲一些進入中國的以色列軍方軟件，在刀路上的功能優(yōu)越于 MASTERCAM ，彌補了 MASTERCAM 的不足。
3.PRO-E是美國PTC (參數(shù)技術有限公司)開發(fā)的軟件，十多年來已成為全世界最普及的三維 CAD/CAM (計算機輔助設計與制造)系統(tǒng)。
4.Unigraphics ( 簡稱 UG) 進入大陸比PRO-E晚很多，但同樣是當今世界上最先進、面向制造行業(yè)的 CAD/CAE/CAM 高端軟件。UG 軟件被當今許多世界領先的制造商用來從事工業(yè)設計、詳細的機械設計以 及工程制造等各個領域。如今 UG 在全球已擁有 17000 多個客戶。UG 自 90 年進入中國市場以來， 發(fā)展迅速，已經(jīng)成為汽車、機械、計算機及家用電器、模具設計等領域的首選軟件。
5.POWERMILL是英國的編程軟件，刀路最優(yōu)秀，特別適合殘料加工。
6.CATIA 的最特色的地方就是它的曲面功能強大，應該說是任何一個CAD三維軟件所不能比的，現(xiàn)在國 內(nèi)幾乎所有的航空飛機公司都用CATIA，當然UG也在用，但沒有它廣泛，不過小企業(yè)一般還是買不起正 版的，國內(nèi)盜版的也少。CATIA是一套集成的應用軟件包，內(nèi)容覆蓋了產(chǎn)品設計的各個方面：計算機輔 助設計(CAD)、計算機輔助工程分析(CAE)、計算機輔助制造(CAM)，既提供了支持各種類型的協(xié) 同產(chǎn)品設計的必要功能，也可以進行無縫集成完全支持“端到端”的企業(yè)流程解決方案。
流程
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、制品的技術要求(即技術條件)。
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，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。
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)向分型機構時，應確保其安全可靠，盡量避免與定出機構發(fā)生干擾，否則在模具上應設置先復機構。
第五步：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。
第六步: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。
第七步：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。
第八步：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)構的設計。
第九步：導向裝置設計
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)構進行專門設計。
第十步：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。
十一步：繪制配裝圖
排位模架及相關內(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)構上達到比較完美的設計。
第十二步：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)構件圖的繪制，當采用標準模架時，出標準模架以外的結(jié)構件，大部分可以不繪制結(jié)構件圖。
第十三步：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設計依據(jù)及客戶所提要求，對模具的總體結(jié)構、工作原理、操作的可行性等進行系統(tǒng)的校對。
第十四步：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。
第十五步：排氣系統(tǒng)對確保制品成型質(zhì)量起著至關重要的作用，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门艢馊艢狻?/p>
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。
發(fā)展
“模具是工業(yè)之母”這句話大家已經(jīng)耳熟能詳，模具的重要性日益被人們所認識，模具設計和模具制造技術取得了長足進步。
模具加工技術的革新，各種模具新材料的廣泛應用，模具零部件的標淮化和專業(yè)化等，都迫使我們在設計上要更快，更淮的適應模具的發(fā)展。
速度的提升，要求設計段能夠在3天左右就完成給后工段，精度的提升，要求在設計過程中考慮清楚各個零件的加工方法，盡量采用高精度且加工成本較低的加工方法。
精度和速度的提升是相鋪相承的。速度的提高必然要求精度的提升，精度的提高必然帶動速度的提升。
來源：網(wǎng)絡
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