注塑模具实用技术问答——设计篇

作者从模具的家庭作坊开始到五六亿产值的上市公司工作，与模具打交道将近六十年。在企业经常会碰到这些问题，深有体会，感触很深。由于模具是特殊行业，要求我们模具人具有广泛的知识和丰富的经验、较强的工作能力；更需要我们对这些存在的问题，有所认识，一旦碰这些到问题，就会产生条件反射，考虑怎样采取相应措施，给予解决。 作者在自己编著的，已出版的五本书的内容基础上，所提到的问题，分门别类地进行归纳，以问答形式编写了本书《注塑模具设计、制造、管理实用知识问答》。全书分上、中、下三篇（设计、制造、管理），书中内容充实、实用性、针对性强。读者可根据需要进行选读，既能充分利用时间，又便于理解和记忆。

中国已成为模具制造大国和出口大国，但模具行业基础还不够扎实，仍处于中低端发展水平，模具质量同国际先进水平相比还有不小差距。与此同时，国内市场的低端模具供大于求，市场价格竞争激烈。中国的模具要想实现向自动化、智能化整体迈进，企业必须做好基础工作，克服不足之处，不断提高企业管理水平。
笔者在模具行业从业将近六十年，从家庭作坊做钳工开始到模具设计、制造、管理，直到如今在上市模具公司担任技术顾问工作，深切体会到模具行业的特殊性。模具制造具有订单随机性高、设计变更多、质量要求高、交付周期短的特点。这样，使每副模具产品的设计、生产都较为复杂。所以，平时经常会碰到一系列问题，造成模具的产品质量、交货期、成本等问题难以解决。因此，要求模具从业人员对这些问题的存在有所认识和了解，同时要求模具设计师具有广泛的知识和丰富的经验、较强的设计和工作能力，才能胜任模具设计工作。
笔者认为，模具结构设计是否优化或出现设计差错，是设计师所具备的知识、经验和能力有机结合的结果。所以，夯实模具结构设计的基础知识，提高设计能力，了解模具设计过程中可能会出现的问题，就会在设计过程中引起高度重视和警惕，以避免问题的存在与发生。而且，一旦模具出现异常现象，也能及时采取相应措施进行解决，以减少损失。
本书详细描述了模具设计过程中经常会碰到的、需要解决的实际问题，更具针对性和实用性。
本书共五章，内容简单介绍如下。
第一章“注塑制品设计与评审”：注塑制品的形状、结构的设计，需要关注哪些问题。怎样对制品的设计进行评审，使制品设计完好。
第二章“零件图和装配图”：怎样使零件图样和装配图的画法与尺寸标注规范合理，避免图样存在问题，使图面质量达到“正确、合理，完整、清晰。”
第三章“注塑模具结构与设计的基本知识”：详尽讲述模具结构与设计基础知识、模具结构的设计原则和要求，使模具结构设计优化，避免模具结构设计出现差错。
第四章“模具结构设计禁忌”：关于模具设计的禁忌问题，怎样避免模具结构设计出现原理性错误，使模具质量和成本得到有效控制。
第五章“模具设计工作管理”：关于怎样做好技术部门管理工作（标准化工作、设计流程、设计评审等），使模具设计源头没有问题，为模具项目顺利完成奠定基础。
本书可作为大中专院校的模具设计专业补充教材以及模具企业技师考核的培训教材。对目前从事注塑模具设计与制造的工程技术人员来说，是一本极其实用的学习用书，书中附录表格，也可作为“应用手册”查阅。
由于本人学识水平有限，书中有不妥的地方，谨望读者批评指正，并在这里深表谢意！

石世铫
2023年8月

本书依据作者近六十年模具行业的从业经验和心得，以问答的形式对模具设计过程中经常会遇到的问题进行了系统论述。具体包括注塑制品设计与评审、零件图和装配图、注塑模具结构与设计的基本知识、模具结构设计禁忌、模具设计工作管理等，内容充实、图文并茂、针对性强。
本书可供从事模具设计与制造、项目管理、质量管理等人员参考；也可作为职业院校模具专业的补充教材或作为模具企业的培训教材。

第一章注塑制品设计与评审001
第一节常用塑料特性及其用途001
1.什么是塑料？塑料是由哪些成分组成的？001
2.塑料怎样分类？001
3.塑料有哪些基本性能和特点？优、缺点是什么？001
4.塑料制品有哪些成型方法？002
5.塑料的哪些特性同模具和成型工艺有关？003
6.什么叫塑料的成型收缩率？006
7.汽车内饰件应用哪些塑料？有哪些零件？007
第二节塑料制品设计008
8.新产品的开发设计有哪七个步骤？008
9.对塑料制品设计师有什么具体要求？008
10.制品的形状结构设计有哪些原则和要求？008
11.塑料制品结构设计包括哪些内容？009
12.制品的形状、结构设计应注意哪些问题？011
13.怎样考虑制品的分型线？011
14.根据塑料制品形状结构，怎样考虑脱模斜度？012
15.怎样确定制品的成型收缩率？012
16.怎样确定制品的尺寸公差？013
17.制品壁厚的设计原则是什么？015
18.加强筋有什么作用？怎样设计制品的加强筋？016
19.怎样设计制品的凸台？016
20.制品为什么要设计成圆角，避免尖角？016
21.盒形容器的制品侧壁应怎样设计？017
22.孔的设计应注意哪些问题？018
23.螺纹孔的设计应注意哪些问题？018
24.制品表面装饰花纹应怎样设计？019
25.制品的文字、图案及标志符号应怎样设计？019
第三节塑料制品的设计评审020
26.模具对塑件形状结构的设计有哪些限制？020
27.为什么要对制品的形状结构设计进行评审？020
28.怎样对制品设计进行评审？021
29.制品设计评审有哪些具体内容？021

第二章零件图和装配图023
第一节制图标准023
1.机械制图有什么重要作用？023
2.技术制图和机械制图有哪些国家标准规定？023
3.技术制图的基本线型有哪几种？怎样应用各种线型？024
4.标题栏、明细表有哪些具体要求？024
5.图纸幅面尺寸和格式、字体有什么要求？025
第二节图样画法026
6.怎样学习机械制图？026
7.机械制图采用什么投影原理？其具有哪三性？026
8.通常三视图是指哪三个视图？有什么投影规律？026
9.图样中不同材料的剖面线应怎样画？027
10.什么叫六个基本视图？其配置怎样？028
11.第一角画法与第三角画法的配置有什么不同？028
12.机械图样画法中，有哪些表达内、外形的基本视图？028
13.机械制图的基本表示法中有哪五大类图样画法？029
14.向视图怎样配置？画法和标注是什么？029
15.什么叫局部视图？局部视图怎样配置？画法和标注是什么？030
16.斜视图怎样配置？画法和标注是什么？031
17.什么叫剖视图？剖视图的三要素是什么？剖视图应怎样标注？032
18.剖视图有哪几种？剖视图的画法应注意什么问题？033
19.什么叫断面图？断面图有哪两种画法？034
20.简化画法有什么原则和基本要求？各种简化画法应怎样画？036
21.螺纹的五要素是指什么？040
22.内、外螺纹装配图的画法有何规定？040
第三节公差配合和形位公差041
23.为什么零件要有公差配合的标准规定？041
24.什么叫基孔制？什么叫基轴制？注塑模具有哪些配合？041
25.什么叫公差带？041
26.公差与配合的术语和定义有哪些内容？042
27.配合有哪三大类别？如何定义的？其代号用什么字母？043
28.尺寸、偏差、公差在图样上如何标注？043
29.装配图中怎样标注公差配合？043
30.在国家标准规定中公差分为几级？怎样选用模具制造的精度等级？044
31.什么叫形位公差？其分类的项目和符号是否知道？044
32.形位公差在图样中如何标注？045
第四节模具零件图的画法要求046
33.模具的2D零件图样有什么重要作用？046
34. 2D零件图样有什么具体内容和要求？046
35.正确选择主视图要遵循哪四个原则？046
36.视图画法应注意哪几方面？046
37.图样的“技术要求”包括哪些内容？047
38.怎样书写“技术要求”？047
39.弹簧在装配图中是怎样的画法？047
40.正齿轮的画法是怎样的？048
41.滚动轴承的简化画法是怎样的？048
第五节尺寸标注049
42.尺寸标注有哪些基本要素？049
43.图样上的尺寸标注有哪些基本规则和要求？049
44.尺寸标注有哪些原则和要求？049
45.尺寸标注有哪几种方法？应怎样选用？050
46.尺寸标注应注意哪些问题？050
47.圆角光滑过渡的尺寸应怎样标注？050
48.尺寸、偏差、公差在图样上如何标注？050
第六节表面粗糙度052
49.表面粗糙度的定义及评定参数、图形符号、代号是怎样表示的？052
50.表面粗糙度对零件有什么重要作用？052
51.零件表面粗糙度选用有哪些原则？053
52.怎样选用零件表面粗糙度？要注意哪些事项？053
53.表面粗糙度在图样中应怎样标注？054
54.模具零件的表面粗糙度怎样检测和评定？054
第七节零件图常见的错误画法和标注056
55. 4号图幅可以横用吗？为什么？056
56.怎样避免图样中图层混乱？056
57.主视图选择错误有什么危害性？057
58.过渡线画法错误有哪些？057
59.标题栏格式和明细栏的内容有哪些错误？058
60.斜导柱滑块的图样画法有哪些错误？058
61.常见零件图的尺寸标注错误有哪些？058
62.零件的公差配合数值同公称尺寸大小无关吗？059
63.图样中尺寸标注不规范有什么危害性？060
64. 2D模具图样可能会出现哪些问题？060
第八节装配图的画法要求061
65.装配图有什么重要作用？061
66.模具的装配图有哪些习惯画法？061
67.怎样画模具装配图？062
68.装配图画法有哪些具体要求？062
69.模具装配图的技术要求有哪些内容？063
70.模具装配图中有哪些错误画法？064

第三章注塑模具结构与设计的基本知识065
第一节注塑模具的分类065
1.什么叫模具？模具是怎样分类的？065
2.什么叫注塑模具？注塑模具有哪三大功能？065
3.注塑模具有哪几种分类方法？066
4.什么叫多型腔模具？多型腔模具有哪几类？067
5.什么叫精密注塑模具？067
第二节模具的基本结构和模架067
6.二板模与三板模有什么不同？067
7.注塑模具的结构由哪八大部件组成？067
8.注塑模具的零件名称为什么需要统一规定？068
9.注塑模具有哪几种模架？068
10.模架的大小型号应怎样标记？072
11.怎样选用模架？要注意哪些问题？072
12.模架的选用步骤是怎样的？072
13.怎样确定模架尺寸？073
14.设计模架要注意哪些事项？073
15.模架基本加工项目有哪些要求？074
16.模架应怎样验收？074
17.弹簧在模具中有什么作用？设计要注意哪些问题？075
18.内六角螺钉设计有什么要求？075
19.吊环螺钉设计有什么要求？076
20.什么叫标准件？注塑模具有哪些结构件？076
21.模具有哪些铭牌？077
第三节注塑模的导向与定位机构079
22.导向机构的作用与要求是什么？结构类型有哪几种？079
23.注塑模具为什么要有定位机构？079
24.定位机构有哪些结构？怎样选用？079
25.什么叫高型腔模具？高型腔模具的定位机构应怎样设计？081
26.汽车门板模具的定位机构应怎样设计？081
第四节注塑模具成型零件082
27.模具结构设计的基本原则是什么？082
28.模架的设计基准有什么要求？082
29.怎样确定动、定模的模板的宽度和厚度？083
30.成型零件的设计步骤是怎样的？084
31.模具型腔数目的确定需要考虑哪些综合因素？085
32.模具的型腔布局有哪些基本要求？085
33.什么叫分型线？什么叫分型面？分型面有什么重要作用？085
34.如何确定模具的开模方向和分型线？085
35.分型面形状有哪些类型？085
36.分型面的设计原则是什么？087
37.封胶面和平面接触块的设置有什么要求？087
38.动、定模的设计要点有哪些？088
39.什么叫模具的脱模斜度？脱模斜度表示方法有哪几种？089
40.如何确定塑件尺寸公差？089
41.影响塑件尺寸精度的因素有哪些？090
42.怎样控制动、定模零件的成型尺寸？091
43.怎样确定制品的成型收缩率？091
44.动、定模采用拼块、镶块结构的目的和作用是什么？091
45.怎样确定模具结构方案？整体与镶块哪个好？092
46.镶块设计要点有哪些？092
47.动、定模镶块结构有哪些？093
48.成型零件的尺寸应怎样确定？093
第五节浇注系统094
49.浇注系统的组成及其作用是什么？094
50.浇注系统的设计原则和要点有哪些？095
51.主流道有什么作用？怎样设计主流道？095
52.分流道设计有哪些原则和要点？分流道的截面形状有哪几种？096
53.怎样使制品成型时注塑压力平衡？097
54.为什么浇注系统设计是注塑模具的关键？097
55.浇口结构的形式、特点、用途是什么？怎样选用？098
56.浇口有什么重要作用？100
57.怎样选择浇口形式？100
58.怎样确定浇口的位置？100
59.怎样设计浇口尺寸？101
60.潜伏浇口有哪两种形式？103
61.多型腔模具的浇注系统的设计原则是什么？105
62.浇注系统的相关问题有哪些？105
第六节模流分析106
63. CAE模流分析有哪些重要作用和内容？106
64.注塑模具模流分析步骤和流程是怎样的？107
65.塑件的熔接痕是怎样产生的？怎样优化熔接痕？108
66.模流分析报告包含哪些内容？怎样看模流分析报告？108
第七节无流道模具设计114
67.无流道模具有哪五种喷嘴类型？怎样选用？114
68.无流道模具对成型塑料有什么要求？115
69.什么叫热流道模具？116
70.热流道模具有哪些优、缺点？116
71.热流道系统由哪些零部件组成？116
72.热流道模具的结构形式有哪两种？热流道有哪几种类型？119
73.热流道板、喷嘴采用哪些隔热方法？119
74.热流道模具的设计要点有哪些？119
75.热流道结构设计有哪些具体要求？120
76.热流道模具的喷嘴结构形式有哪几种？121
77.热流道的浇口形式有哪四种？各有什么特点？121
78.热流道喷嘴有哪些类型？针阀式喷嘴有哪些优点？123
79.热流道标准件的常用品牌有哪几种？选用的原则有哪些？125
80.热流道模具常见故障及解决办法是什么？125
第八节注塑模具温度控制系统131
81.冷却系统有什么重要作用？131
82.模具温度控制系统有哪些设计原则？132
83.冷却水道的直径与位置有什么要求？132
84.模具的冷却系统设计要注意哪些问题？133
85.冷却水的回路布局形式有哪两种？135
86.常用冷却水的回路设置有哪些类型？135
87.定模冷却水通道形式有哪几种？136
88.动模冷却水通道形式有哪几种？138
89.模具的冷却水的回路铭牌有哪些要求？140
90. O形密封圈有哪三种密封方法？141
91.常用的水管接头规格型号有哪几种？141
第九节排气系统142
92.注塑模具内的气体是从哪里来的？142
93.排气有什么重要作用？模具内聚积的气体有什么危害性？142
94.排气槽的设计原则和要点是什么？143
95.注塑模具的排气途径和方法有哪些？143
96.排气槽的开设有什么要求？144
第十节侧向分型与抽芯机构145
97.什么叫侧向分型和侧向抽芯机构？145
98.侧向抽芯机构怎样分类？146
99.斜导柱滑块抽芯机构的原理是怎样的？146
100.斜导柱滑块抽芯机构由哪些零件组成？147
101.斜导柱滑块抽芯机构的设计原则有哪些？147
102.斜导柱滑块抽芯机构类型有哪些？148
103.斜导柱滑块抽芯机构有哪些具体要求？150
104.斜导柱常见固定方式有哪几种？153
105.楔紧块的结构形式有哪些？154
106.滑块的导滑部分有哪些结构形式？装配要求是怎样的？155
107.滑块的定位基准怎样确定？有哪些定位装置？156
108.滑块的压板和耐磨块的油槽有什么要求？158
109.斜导柱滑块抽芯机构中，在怎样的情况下要采用先复位机构？159
110.油缸抽芯机构有什么特点？设计要注意哪三个问题？160
111.大型滑块设计有哪些具体要求？161
112.浮块抽芯机构适用于什么场合？设计要点是什么？161
113.滑块弯销式侧向分型抽芯机构的特点与设计要点是什么？162
第十一节斜顶机构162
114.在什么情况下应用斜顶机构？162
115.斜顶杆的抽芯原理是什么？斜顶杆的基本结构和类型是怎样的？163
116.怎样设计斜顶杆抽芯的成型结构？163
117.斜顶杆结构设计有什么具体要求？164
118.斜顶杆结构设计要注意哪些问题？165
119.斜顶杆滑动组件结构类型有哪几种？怎样选用？167
120.斜顶杆机构的油槽有什么具体要求？168
121.斜顶块的设计有什么具体要求？168
第十二节脱模机构171
122.脱模机构有哪几类？171
123.脱模机构的设计原则有哪些？172
124.顶杆布置有哪些原则？172
125.顶杆有哪些结构类型？有哪些具体要求？172
126.顶管结构有什么规范要求？173
127.顶板顶出设计要点和注意事项有哪些？175
128.在什么情况下需要两次顶出和延时顶出？如何实现延时顶出？177
129.螺纹脱模机构有哪些类型？178
130.螺纹自动脱模机构有哪些传动方式？178
131.螺纹自动脱模机构的设计有哪些要点？180
第十三节模具钢材选用和热处理181
132.塑料模具钢有哪些钢材种类？用途怎样？181
133.塑料模具钢有哪些性能要求？183
134.钢材中有哪些微量元素？其作用是什么？183
135.注塑模具钢材的选用原则是什么？184
136.注塑模具钢材的选用应注意哪些问题？186
137.什么叫金属热处理？187
138.钢材热处理的名称定义及其作用与目的各是什么？187
139.钢材的硬度值有哪些标注方法？怎样正确标注硬度值？188
140.热处理零件应如何验收？会出现哪些缺陷？189

第四章模具结构设计禁忌190
第一节模具结构设计禁忌190
1.模具企业设计工作有哪些禁忌？190
2.怎样使模具结构设计优化？191
3.什么叫原理性设计错误？原理性设计错误有什么危害性？191
4.怎样避免模具结构的原理性设计错误？有哪些案例分享？191
5.怎样防止模具结构设计出现重大错误？193
6.注塑模具设计不能忽视哪三大关键问题？193
7.模具结构设计有哪些禁忌？193
8.模具结构设计有哪些细节误区？194
9.模具失效形式及原因有哪些？195
10.3D造型结构设计存在哪些问题？196
11.2D图样画法有哪些禁忌？197
12.多型腔模具设计有哪些误区？198
13.三板模的导柱设计有哪些误区？198
14.精密注塑模具的设计与使用禁忌有哪些？198
第二节成型零件设计禁忌201
15.成型零件设计有哪些误区？201
16.怎样确定设计基准？模具设计基准有哪些类别？202
17.怎样考虑成型零件的设计步骤？202
18.动、定模的定位结构设计有哪些误区？203
19.模具分型面设计有哪些错误？分型面设计应注意哪些事项？203
20.动、定模的平面接触块设计有哪些误区？204
21.怎样考虑动、定模的结构（整体或镶块）设计？204
22.模具的过定位设计有什么危害性？205
23.模具的欠定位设计有什么危害性？205
24.有哪些模具结构设计没有考虑到动、定模的热平衡？205
25.大型复杂的深型腔模具，脱模困难怎样解决？206
26.设计成型零件，怎样对模具抛光？206
第三节浇注系统的设计207
27.浇注系统的设计有哪些问题存在？207
28.偏心主流道与倾斜主流道如何设计？208
29.浇口尺寸与位置设置有哪些误区？209
30.热流道模具的设计有哪些误区？209
第四节其他系统设计误区210
31.导向机构的设计会存在哪些问题？210
32.方导柱的设计有哪些误区？210
33.油槽有哪些设计误区？210
34.斜导柱滑块机构有哪些设计误区？211
35.斜顶杆设计有哪些误区？212
36.斜顶块抽芯机构设计有哪些误区？213
37.脱模机构的设计有哪些误区？214
38.顶出机构设计会存在哪些问题？214
39.冷却系统设计误区有哪些？215
40.排气结构设计错误有哪些？215
41.支承柱与垫铁的设计禁忌有哪些？215
42.支承柱设计会存在哪些问题？216
43.标准件会存在哪些问题？216
44.模具标识和铭牌会存在哪些问题？216
45.模具吊装零件设计存在哪些问题？217
第五节模具钢材选用与热处理禁忌217
46.模具钢材选用禁忌有哪些？217
47.怎样正确编制热处理工艺？217
48.热处理常见哪些问题？218
49.模具钢材及热处理的验收误区有哪些？218
50.零件氮化需注意哪些问题？218

第五章模具设计工作管理219
第一节设计部门管理219
1.设计部门负责人（技术总监）应具备哪些素质？219
2.设计部门的模具质量管理工作有哪些要求？219
3.注塑模具设计师需要懂得哪些知识？220
4.设计师的设计理念、宗旨、目标是什么？220
5.现代的注塑模具是怎样设计、制造的？220
6.为什么说模具的质量是设计出来的？220
7.模具设计师的水平是怎样划分的？220
8.注塑模具设计需要哪些资料？221
9.注塑模具设计内容与步骤是怎样的？221
10.模具设计师需要正视哪些问题？通过哪些有效途径提升设计能力？222
11.优秀模具有哪些评定标准？222
12.怎样做好模具设计过程的质量控制？223
13.设计部门的组织框架有哪几种类型？怎样选用？223
14.设计部门人员由哪些岗位组成？224
15.设计部长的工作职责是什么？224
16.模具结构与设计有哪些基本要求？224
17.模具设计师事前必须了解该模具的哪些事项？225
18.模具设计师需要考虑哪些问题？225
19.怎样避免模具设计的时间延误？225
20.怎样对模具设计师进行绩效考核？226
21.图样与文件档案应怎样管理？227
22.图样应怎样变更？227
23.“一模一档”有什么重要的作用？228
24.怎样做好“一模一档”工作？模具档案有哪些信息和内容要求？228
25.技术部门可能会存在着哪些管理问题？229
26.开设模具设计室﹙公司﹚需要考虑和解决哪些问题？229
第二节关于模具产业的标准化230
27.模具标准化的目的是什么？标准化工作有哪些内容？230
28.模具行业有哪三大标准？231
29.什么叫作技术标准？模具技术标准的等级怎样划分？232
30.企业的技术标准体系怎样组成？模具技术标准体系有哪些内容？232
31.制订模具设计标准有什么重要作用？233
32.怎样制订模具设计技术标准？234
33.中国已制订哪些模具技术标准？234
34.中国已制订好哪些注塑模具的标准件？234
第三节模具设计流程235
35.模具设计任务书的内容有哪些？235
36.模具设计流程为什么非常重要？236
37.规范的模具设计流程有什么要求？237
38.注塑模具的设计流程是怎样的？238
39.大型注塑模具设计流程是怎样的？239
40.设计变更的流程有哪些具体要求？239
第四节模具设计出错240
41.什么叫模具设计出错？240
42.模具设计出错有什么危害性？241
43.常见模具的设计出错原因有哪些？241
44.模具设计出错现象有哪些？应怎样采取有效措施？241
第五节模具结构设计评审243
45.为什么要对模具结构设计进行输出评审？243
46.模具结构的设计评审内容有哪些？244
47.模具评审有哪些要求？251
48.怎样做好模具结构设计的输出评审工作？251
49.一副模具需要经过几次评审？252

附录1 253

附录2 281

参考文献 283

后记 284