深度解读模具设计的最基本要素和关键技术

模具的加工与制造应设计先行。这是因为在模具生产的全过程中，模具设计图样一旦经审核确定，就成为生产技术准备、工艺规程制定的依据。
模具生产任务的来源，取决于用户的订货合同。因此，合同中规定的所需加工制品零件的材料、形状、批量，是设计时选用成形设备，确定模具结构及模具工作零件形状、尺寸精度的基本条件。而制件与制件材料、模具的整体结构设计，以及模具工作零件的结构、尺寸精度计算、成形设备的选用，构成了模具设计的最基本要素和关键技术。东莞市弘超模具科技有限公司致力于模具钢材应用研究，专业销售瑞典一胜百模具钢、日本大同模具钢以及国产新型模具钢等最具性价比高品质模具钢，提供模具失效分析及模具寿命解决方案“一站式”服务。
⒈模具设计的基本依据和条件
模具成形的加工对象是工业产品制件。而产品制件的材料，则是模具设计的基本依据之一。这是因为在设计时，首先应以制品的材料来确定模具设计的选用的类型。如制品是板类金属或非金属材料，应设计成冲压类模具；若制件是塑料、橡胶或合金材料，应设计成型腔模如塑料注射模、压缩模或合金压铸模、粉末冶金模等结构形式。同时，还应以金属制品材料的力学性能如抗剪、拉弯强度、弹性指标，加工，热处理性能，以及非金属材料如塑料的粘度和流动性能、收缩量与成形温度、耐蚀性和材料的供应形式（板材、颗粒）等作为模具结构、计算的依据和条件。
⒉模具设计的关键技术
在设计模具时，模具主要工作零件如凸模、凹模及型腔的结构形式设计与尺寸计算、精度选用、表面质量等级确定，是模具设计中的关键技术。这些工作零件的型面，应与所制零件形体相吻合、相似或相同，而这些型面是由直线与曲线、平面与曲面采用平滑过渡连接而形成的。
在模具型面的设计中，其工作的部位形状、结构、与尺寸精度，型面的表面状态与力学、物理性能及抛光工艺性等，都必须与制件及其技术要求一致。如对于冲裁模，其型面是由凸模刃口和凹模刃口型线组成为一定的刃口高度的二维直壁型面所构成。刃口型线由直线与直线、直线与曲线平滑连接所构成的封闭型线，而这封闭的型线形状必须与制件形状相一致，并且其尺寸精度要比相应制件尺寸精度高1-2个数量级；而对于冲压模具的弯曲模、拉深模以及塑料模、合金压铸模、锻模等型腔类模具其工作零件的型面构成，主要是由二维平面与三维曲面平滑连接。其型面尺寸、形状应与制品的形状、尺寸相吻合一致，而精度应比制件尺寸精度要高。因此，这就要求在设计模具时，必须要认真研究其制品形状、尺寸精度要求，并通过合理、准确的计算，确定型面尺寸、精度。同时，通过对加工工艺和成形工艺的要求与条件的分析，确定其模具工作型面的合理分型、出件条件，以及送、退料，浇注系统、定位机构，并采取科学的设计规范，是模具优化设计和进行模具CAD/CAM/CAE计算机先进设计与加工制造技术的基础。
相关模具钢技术资料：日本大同模具钢、瑞典一胜百模具钢、火焰淬火钢、无磁模具钢、红冲模具钢、空冷钢、基体钢、ORVAR SUPREME、STAVAX ESR、SLEIPNER、S-STAR、NAK-PRM、NAK101、PD613、DC53等。
⒊成形加工机床的选用
模具是由各种机械零件构成的，它与相应的成形机床配合使用，才能发挥其特有的功能和作用。如冲压模具使用的压力机、锻模使用的锻压设备、塑料模使用的压力机及注射机、压铸模使用的压铸机械等。这些成形机床是模具使用的必备条件。这些成形设备的压力（含冲击力、锁模力、落锤力等）、行程与闭合高度、可控温度范围、生产效率与成形时间、安装模具的形式、尺寸范围、方法都是进行模具结构及构件设计、计算的依据和必要条件。因此，在模具设计时，必须要根据制品成形所需的压力，选择合适规格、型号的成形设备，方能进行模具的整体结构设计。
⒋模具结构与部件设计要求模具是由机械零、部件，通用机构和功能元件构成。因此，其整体结构设计方法和通用机械设计方法基本相同。但由于模具使用功能和作用对象是使金属和非金属材料加工和成形为所要求的制品（冲压件、塑件、铸件、锻件），而且模具只能用于加工成形一种特定的制件，其专用性很强，是属于一种专用成形工具。因此，其整体结构及部件设计又具有独特的特点及要求。
⑴、整体结构设计特点与要求
①、必须能生产出合格的制品零件。
②、必须适应批量生产的要求。
③、必须使用方便、操作安全可靠。
④、必须紧固耐用，达到使用寿命要求。
⑤、必须容易加工制造、便于维修。
⑥、必须成本低廉。
⑵、零部件设计特点与要求
①、工作零件。模具的工作零件包括凸模（动模）、凹模（定模）、型芯与型腔，它是模具型腔的承载体，其功能是赋于制件以一定形状和尺寸，是模具的关键成形零件。因此，在设计时，一定要使其形状、结构、尺寸及尺寸精度、型面的表面状态要与制品零件相吻合、相似或相同。同时，还应具有耐压、耐磨损的高强度、高硬度性能。对于模具需加热状态下工作时，其所设计的模具工作零件还应具有耐热、耐腐蚀性能。了解更多国内外模具动态资讯，敬请关注东莞弘超模具钢材专业网站www.hongchao-dg.cn，海量的模具钢材产品信息，最新的模具行业动态资讯，尽在弘超模具钢材网站。
②、定位零件。模具的定位零件主要是在模具使用时，使其条料、坯料能有准确位置，以保证生产出合格的制品零件。如冲模中的定位板（销）、挡料销、导正销、定位侧刃及导料板等。设计时，一定要保证其定位准确、可靠、同时要结构简单。
③、卸料零件。模具的卸料零件，主要是用来卸出制品及废料，以便模具能继续使用。如卸料板、顶出板（杆）、抽芯机构、斜楔等。对于这类零件，在设计时要保证制品及废料从模具顺利退出、动作要灵敏、可靠、安全。
④、导向零件。模具的导向零件主要能使模具的上、下模（型腔模的定、动模）在工作时能有准确位置。如导柱、导套、导板、导钉（销）等。在设计时，要求这些零件导向精度要高。
⑤、支撑零件。模具的支撑零件主要是用来连接及固定模具的工作零件及其他零件，使之成为模具的整体。如冲模的上、下模板、垫板、凸、凹模固定板、型腔模的定模、动模板、支承板等。在设计这类零件时，一定要有足够的刚度和强度。
⑥、进料。冷却加热零件。如型腔模的进料口、分流锥、加热板等，其功用是使引导熔融的材料能正确进入模具型腔；而加热、冷却系统零件主要是对材料加热或对成形后的制品冷却作用。这类零件在设计时，一是进料口位置要准确，并能使溶料充满型腔；，二是冷却、加热要均匀一致。
⑦、紧固零件。模具的紧固零件主要是螺钉与圆柱销。其作用是将模具各零件连接、固定在一起，其圆柱销兼起定位作用。这类零件一般是标准件，可在市场中购置，但在使用时，紧固要牢固，并且刚性要好。
模具的设计是一项技术含量很高的脑力劳动，设计者不仅要有高超的技艺和渊博的技术理论知识、计算能力，而且还要有丰富的实践经验。只有在不断实践及创新中，才能设计出结构合理、成本低廉、使用方便、寿命较长的优质模具，以更好地为现代化生产服务。

更多信息
请直接与东莞市弘超模具科技有限公司服务人员联络（热线电话：0769-82621066/82621088，全国统一服务热线：400-699-1286），以获得更多的有关模具设计的最基本要素和关键技术以及其它高品质模具钢材的选择、应用、热处理及库存等相关资料。
资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司技术中心
『版权所有，转载或引用请注明链接和出处』