模具（mú jù），工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。 简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。 

在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。

种类

模具种类很多，根据加工对象和加工工艺可分为：①加工金属的模具。②加工非金属和粉末冶金的模具。包括塑料模(如双色模具、压塑模和挤塑模等) 、橡胶模和粉末冶金模等。根据结构特点，模具又可分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。模具一般为单件，小批生产。

分类

按所成型的材料的不同

五金模具、塑胶模具、以及其特殊模具。

五金模具分为：包括冲压模 ( 如冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、翻孔模具、缩孔模具、起伏模具、胀形模具、整形模具等)、锻模(如模锻模、镦锻模等)、挤压模具、挤出模具、压铸模具、锻造模具等；

非金属模具分为：塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分为：砂型模具，金属模具，真空模具，石蜡模具等等。其中，随着高分子塑料的快速发展，塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为：注射成型模具，挤塑成型模具，气辅成型 模具等等。

构成

模具除其本身外，还需要模座、模架、模芯导致制件顶出装置等，这些部件一般都制成通用型。 模具企业需要做大做精，要根据市场需求，及技术、资金、设备等条件，确定产品定位和市场定位，这些做法尤其值得小型模具企业学习和借鉴，集中力量逐步形成自己的技术优势和产品优势。所以，我国模具企业必须积极努力借鉴国外这些先进企业的经验，以便其未来更好的发展。

模具材料

模具材料最重要的因素是热强度和热稳定性，常用料模具材料：工作温度 成形材料 模具材料

<300℃锌合金Cr12、Cr12MoV、S-136、SLD、NAK80、GCr15、T8、T10。

300～500℃铝合金、铜合金 5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2。

500～800℃ 铝合金、铜合金、钢钛 GH130、GH33、GH37。

800～1000℃ 钛合金、钢、不锈钢、镍合金 K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA。

>1000℃ 镍合金 铜基合金模具、硬质合金模具。

塑料模具

浇注系统分类

根据浇注系统型制的不同可将塑料模具分为三类：

（1） 大水口模具：流道及浇口在分模线上，与产品在开模时一起脱模，设计最简单，容易加工，成本较低，所以较多人采用大水口系统作业。塑料模具结构分为两部分：动模和定模。随注射机活动部分为动模（多为顶出侧），在注射机射出端一般不活动称为定模。因大水口模具的定模部分一般由两块钢板组成故也有称此类结构模具为“两板模”。两板模是大水口模具中最简单的结构。

（2） 细水口模具：流道及浇口不在分模线上，一般直接在产品上，所以要设计多一组水口分模线，设计较为复杂，加工较困难，一般要视产品要求而选用细水口统。细水口模具的定模部分一般由三块钢板组成故也有称此类结构模具为“三板模”。三板模是细水口模具中最简单的结构。

（3） 热流道模具：此类模具结构与细水口大体相同，其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里，无冷料脱模，流道及浇口直接在产品上，所以流道不需要脱模，此系统又称为无水口系统，可节省原材料，适用于原材料较贵、制品要求较高的情况，设计及加工困难，模具成本高。 热流道系统，又称热浇道系统，主要由热浇口套，热浇道板，温控电箱构成。我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔，它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔，它适用于单腔多点入料或多腔模具.

成型分类

（1）注射成型

是先把塑料加入到注射机的加热料筒内，塑料受热熔融，在注射机螺杆或柱塞的推动下，经喷嘴和模具浇注系统进入模具型腔，由于物理及化学作用而硬化定型成为注塑制品。注射成型由具有注射、保压（冷却）和塑件脱模过程所构成循环周期，因而注射成型具有周期性的特点。热塑性塑料注射成型的成型周期短、生产效率高，熔料对模 具的磨损小，能大批量地成型形状复杂、表面图案与标记清晰、尺寸精度高的塑件；但是对于壁厚变化大的塑件，难以避免成型缺陷。塑件各向异性也是质量问题之 一，应采用一切可能措施，尽量减小。

(2)压缩成型

俗称压制成型，是最早成型塑件的方法之一。压缩成型是将塑料直接加入到具有一定温度的敞开的模具型腔内，然后闭合模具，在热与压力作用下塑料熔融变成流动状态。由于物理及化学作用，而使塑料硬化成为具有一定形状和尺寸的常温保持不变的塑件。压缩成型主要是用于成型热固性塑料，如酚醛模塑粉、脲醛与三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纤维增强酚醛塑料、环氧树脂、DAP树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等的模塑料，还可以成型加工不饱和聚酯料团（DMC）、片状模塑料（SMC）、预制整体模塑料（BMC）等。一般情况下，常常按压缩膜上、下模的配合结构，将压缩模分为溢料式、不溢料式、半溢料式三类。

(3)挤塑成型

是使处于粘流状态的塑料，在高温和一定的压力下，通过具有特定断面形状的口模，然后在较低的温度下，定型成为所需截面形状的连续型材的一种成型方法。挤塑成型的生产过程，是准备成型物料、挤出造型、冷却定型、牵引与切断、挤出品后处理（调质或热处理）。在挤塑成型过程中，注意调整好挤出机料筒各加热段和机头口模的温度、螺杆转数、牵引速度等工艺参数以便得到合格的挤塑型材。特别要注意调整好聚合物熔体由 机头口模中挤出的速率。因为当熔融料挤出的速率较低时，挤出物具有光滑的表面、均匀的断面形状；但是当熔融物料挤出速率达到某一限度时，挤出物表面就会变 得粗糙、失去光泽，出现鲨鱼皮、桔皮纹、形状扭曲等现象。当挤出速率进一步增大时，挤出物表面出现畸变，甚至支离和断裂成熔体碎片或圆柱。因此挤出速率的控制至关重要。

(4)压注成型

亦称铸压成型。是将塑料原料加入预热的加料室内，然后把压柱放入加料室中锁紧模具，通过压柱向塑料施加压力，塑料在高温、高压下熔化为流动状态，并通过浇注系统进入型腔逐渐固化成塑件。此种成型方法，也称传递模塑成型。压注成型适用于各低于固性塑料，原则上能进行压缩成型的塑料，也可用压注法成型。但要求成型物料在低于固化温度时，熔融状态具有良好的流动性，在高于固化温度时，有较大的固化速率。

(5)中空成型

是把由挤出或注射制得的、尚处于塑化状态的管状或片状坯材趋势固定于成型模具中，立刻通入压缩空气，迫使坯材膨胀并贴于模具型腔壁面上，待冷却定型后脱模，即得所需中空制品的一种加工方法。适合中空成型的塑料为高压聚乙烯、低压聚乙烯、硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根据型坯成型方法的不同，中空成型主要分为挤出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型两种。挤出吹塑中空成型的优点是挤出机与挤出吹塑模的结构简单，缺点是型坯的壁厚不一致，容易造成塑料制品的壁厚不匀。右图是挤出吹塑中空成型原理示意图。注射吹 塑中空成型的优点是型坯的壁厚均匀、无飞边，由于注射型坯有底面，因此中空制品的底部不会产生拼和缝，不仅美观而且强度高。缺点是所用的成型设备和模具价格贵，故这种成型方法多用于小型中空制品的大批量生产上，在使用上没有挤出吹塑中空成型方法广泛。

(6)压铸成型模具

压铸成型模具又称传递成型模具。将塑料原料加入预热的加料室，然后向压柱施加压力，塑料在高温高压下熔融，并通过模具的浇注系统进入型腔，逐渐硬化成型，这种成型方法叫作压铸成型，所用的模具叫压铸成型模具。这种模具多用于热固性塑料的成型。

除此之外，还有泡沫塑料成型模具、玻纤增强塑料低压成型模具等等。

其它分类

(1)热流道模具

借助加热装置使浇注系统中的塑料不会凝固，也不会随制品脱模，所以又称无流道模。优点：1）无废料 2）可降低注射压力，可以采用多腔模 3）可缩短成型周期 4）提高制品的质量 适合热流道模塑料的特点：5）塑料的熔融温度范围较宽。低温时，流动性好，高温时，具有较好的热稳定性。6）对压力敏感，不加压力不流动，但施加压力时即可流动。7）比热性好，以便在模具中很快冷却。可用热流道的塑料有PE，ABS，POM，PC，HIPS，PS。常用的热流道有两种：1）加热流道模 2）绝热流道模。

(2)硬模

内模件所采用的钢板，买回来后需要进行热处理，如淬火渗碳，才能达到使用的要求，这样的注塑模叫硬模，如内模件采用H13钢，420钢，S7钢。

(3)软模（44HRC 以下）

内模件所采用的钢材，买回来后不需要进行热处理，就能达到使用的要求，这样的注塑叫软模。如内模件采用P20钢，王牌钢，420钢，NAK80，铝，铍铜。

双射成型

原理

基本原理：

双射成型主要以双射成型机两只料管配合两套模具按先后次序经两次成型制成双射产品.

工作步骤:1.A原料经A料管射入1次成型模制成单射产品A.

2．经周期开模,产品A留于公模，成型机动模板旋转至B合模.

3．B原料经B料管射入2次成型模制成双射成品,开模顶出.

设计要点

一.设计前检讨事项

1．模具材质

2．成型品

3．成型机选择

4．模座基本构造

二.模具设计重要项目

1．多色射出组合方式

2．浇道系统

(1)射出压力较低

(2)快速充填完成，可提升产量

(3)可均匀射出,产品质量较好

(4)减少废料，缩短射出时间

3．成型设备：

(1)各射出料缸的射出量,决定那一色用那一支料缸.

(2)打击棒的位置及打击行程.

(3).旋转盘上水路，油路,及电路的配置问题.

(4).旋转盘的承载重量.

4．模座设计:模仁配置设计

首先考虑到模具公模侧必需旋转180度，模仁设置必需交叉对称排列,否则无法合模成型.

(1).导柱:具有导引公模与母模的功能.在多色模中必需保持同心度.

(2).回位销：由于模具必需旋转的动作，所以必需将顶出板固定,在回位销上加弹簧使顶出板保持稳定.

(3).定位块:确保两模座固定于大固板时不因螺丝的间隙问题而造成偏移.

(4).调整块(耐磨块):主要用于合模时模具高度z坐标值误差时可以做调整.

(5).顶出机构：顶出方式的设计与一般模具相同.

(6).冷却回路设计:模具一与模具二的冷却回路设计尽量相同.

设计原理

因为不同的成型模具已应用很多领域，加之专业模具的制造技术在这些年也有了一定的变化发展，因此在这部分，总结了真空吸塑成型模具的一般设计规则。

真空吸塑成型模具的设计包括了批量大小、成型设备、精度条件、几何形状设计、尺寸稳定性及表面质量等内容。

1、批量的大小实验用，模具产量小时，可采用木材或树脂进行制造。但是，如果实验用模具是为了获得制品有关收缩、尺寸稳定性及循环时间等的数据时，应该使用单型腔模具来实验，且能保证其能在生产条件下运用。模具一般用石膏、铜、铝或铝-钢合金制造，很少用到铝-树脂。

2、几何形状设计，设计时，经常要综合考虑尺寸稳定性及表面质量。例如，制品设计和尺寸稳定性要求采用阴模（凹模），但是表面要求光泽度较高的制品却要求使用阳模（凸模），这样一来，塑件订购方会综合考虑到这两点，以使制品能在最佳条件下进行生产。经验证明，不符合实际加工条件的设计往往是失败的。

3 、尺寸稳定，在成型过程中，塑件与模具接触的面要比离开模具部分的尺寸稳定性更好。如果日后由于材料刚度的需要要求改变材料厚度，可能导致要将阳模转换为阴模。塑件的尺寸公差不能低于收缩率的10%。

4 、塑件表面 ，就成型材料能够包住的范围而言，塑件可见面的表面结构应在与模具接触处成型。如果可能的话，塑件的光洁面不要与模具表面接触。就像采用阴模制造浴盆和洗衣盆的情况。

5、修饰， 如果使用机械式水平锯锯掉塑件的夹持边，在高度方向上，至少要有6～8mm的余量。其他的修整工作，如磨削、激光切削或射流，也必须留有余量。刀口模切割线间的间隙最小，冲孔模修整时的分布宽度也很小，这些都是要注意的。

6 、收缩和变形 ，塑料易收缩（如PE) ，有些塑件易变形，无论如何预防，塑件在冷却阶段都会发生变形。在这种条件下，就要改变成型模具的外形来适应塑件的几何偏差。例如：尽管塑件壁保持平直，但其基准中心已偏离10mm ；可以抬高模具底座，以调整这种变形的收缩量。

7、收缩量， 在制造吸塑成型模具时一定要考虑到下列的收缩因素。① 成型制品收缩。如果不能清楚地知道塑料的收缩率，则必须取样或用相似形状的模具通过试验来得到。注意：通过这种方法只能得到收缩率，不能得到变形尺寸。② 中间介质的不利影响造成的收缩，如陶瓷、硅橡胶等。③ 模具所用材料的收缩，如铸造铝时的收缩。

维护保养

1：模具长时间使用后必须磨刃口，研磨后刃口面必须进行退磁，不能带有磁性，否则易发生堵料。模具使用企业要做详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况，据此可发现哪些部件、组件已损坏，磨损程度大小，以提供发现和解决问题的信息资料，以及该模具的成型工艺参数、产品所用材料，以缩短模具的试车时间，提高生产效率。应在注塑机、模具正常运转情况下，测试模具各种性能，并将最后成型的塑件尺寸测量出来，通过这些信息可确定模具的现有状态，找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在，根据塑件提供的信息，即可判断模具的损坏状态以及维修措施。

2：弹簧等弹性零件在使用过程中弹簧最易损坏，通常出现断裂和变形现象。采取的办法就是更换，在更换过程中一定要注意弹簧的规格和型号，弹簧的规格和型号通过颜色、外径和长度三项来确认，只有在三项都相同的情况下才可以更换。弹簧以进口的质量为佳。

3：模具使用过程中冲头易出现折断、弯曲和啃坏的现象，冲套一般都是啃坏的。冲头和冲套的损坏一般都用相同规格的零件进行更换。冲头的参数主要有工作部分尺寸、安装部分尺寸、长度尺寸等。

4：紧固零件，检查紧固零件是否松动、损坏现象，采取的办法是找相同规格的零件进行更换。

5：压料零件如压料板、优力胶等，卸料零件如脱料板、气动顶料等。保养时检查各部位的配件关系及有无损坏，对损坏的部分进行修复，气动顶料检查有无漏气现象，并对具体的情况采取措施。如气管损坏进行更换。要对模具几个重要零部件进行重点跟踪检测：顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出，若其中任何部位因损伤而卡住，将导致停产，故应经常保持模具顶针、导柱的润滑(要选用最适合的润滑剂)，并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤，一经发现，要及时更换；完成一个生产周期之后，要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油，尤应重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力强度的保护，以确保其始终处于最佳工作状态；随着生产时间持续，冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等，使冷却流道截面变小，冷却通道变窄，大大降低冷却液与模具之间的热交换率，增加企业生产成本，因此对流道的清理应引起重视；对于热流道模具而言，加热及控制系统的保养有利于防止生产故障的发生，故而尤为重要。

损耗原因

1）模具主要工作零件的材料的问题，选材不当。材料性能不良，不耐磨；模具钢未经精炼，具有大量的冶炼缺陷；凸凹模，锻坯改锻工艺不完善，遗存有热处理隐患。

2）模具结构设计问题，冲模结构不合理。细长凸模没有设计加固装置，出料口不畅出现堆集，卸料力过大使凸模承受交变载荷加剧等。

3)制模工艺不完善，主要表现在凸、凹模锻坯内在质量差，热处理技术及工艺有问题，造成凸、凹模淬不透，有软点及硬度不均。有时产生微裂纹、甚至开裂，研磨抛光不到位，表面粗糙度值过大。

4)无润滑或有润滑但效果不佳、

依靠科技编辑

我国各界都高度重视科技的力量，大到政府社会小到企业工厂对之的关注度日益增加，对科技创新的投入也大幅增加，长期以来我国模具企业因科技投入短缺、人才流失、设施落后发展薄弱的局面得到逐渐改变，当下的数字化生产技术更是让模具企业开始了一场激发活力之战。

经过长期的应用实验表明，数字化模具生产技术能有效地提高模具的设计水平，缩短设计到生产的时间，缩短模具的生产周期，提高模具的质量。由于数字化的模具生产技术具有如上优势，它逐渐成为汽车模具生产领域的主流技术。所谓数字化模具生产技术，就是计算机技术或计算机辅助技术在模具设计制造过程中的应用。例如国内外汽车模具企业应用计算机辅助技术的成功经验，数字化汽车模具生产技术主要包括，在设计时考虑和分析可制造性，保证工艺的成功。具型面设计的辅助技术，发展智能化的型面设计技术。在铸造CAE辅助分析和仿真冲压成形的工艺过程，预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。当下很多大型企业都在使用华铸CAE系统软件，因为有华中科技大学做强大科技后盾，所以很受企业们欢迎。大中型模具企业在综合这些方面后更多的投入到科技机制。

在当前，我国正处在工业化、信息化、市场化、国际化深入发展时期，经济社会结构面临重大转型。因此，我国不管是模具企业还是铸件企业都要依靠科技发展，激发企业活力这个重大战略，加快从跟踪模仿向自主创新为主转变。

从当前发展来看，中国经济保持持续增长，中国模具近年来的发展趋势呈现大幅增长，铸造模具更以高达25%增速的发展，高于中国GDP的平均增值一倍多，今后模具总体需求还会进一步增长。

铸造模具的发展机遇：

从当前发展来看，中国经济保持持续增长，中国模具近年来的发展趋势呈现大幅增长，铸造模具更以高达25%增速的发展，高于中国GDP的平均增值一倍多，今后模具总体需求还会进一步增长。

铸造模具企业要转换机制，发展专业化生产，增强巿场意识，促进铸造模具业的产业结构调整。过去，在计划经济条件下，大型企业内部设有模具分厂(车间)，制造能力和技术力量较强，占了国内模具产值的相当比例，除少量标准件外购外，大部分工作量均由模具分厂去完成，致使专业化、标准化程度低。