模具简介

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。

基本信息
中文名称
模具
拼音
mú jù

称号
百业之母
目录
1基本简介
2行业发展
3基本分类
4分类详述
5模具材料
6模具选料
7材料工艺
8模具满足工作条件要求　
9热处理工艺
10热处理设备
11工艺性能
12生产流程
13模具设计
14设计原理
15参数条件
16模具制造
17发展目标
18模具保养
19爆裂
折叠编辑本段基本简介

模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，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。在冲裁、成形冲压、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，用以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。

折叠编辑本段行业发展

近年来，我国模具产销规模逐年攀升，前瞻产业研究院发布的《中国模具制造行业产销需求预测与转型升级分析报告前瞻》显示，2008-2012年，我国模具的工业总产值由908.66亿元增加至1845.13亿元，销售收入由861.96亿元增加至1816.20亿元。市场规模的持续扩大，显示了模具行业广阔的发展前景。虽然我国模具总产量位居世界第三，但我国生产技术较其他国家落后许多。我国模具行业是大而不强，模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例只有30%左右，国外在50%以上。前瞻产业研究院监测数据显示，2012年，我国模具产量达2114.04万吨，较上年增长102.12%，增速也较上年大幅提高;而2012年，我国模具工业总产值增长

率为9.81%，较上年的18.82%有所下降。产量增速的提高与产值增速的下降也反映了我国模具产品的附加值较低。

模具行业是一个需长期积累经验的行业，一个模具师傅起码要有2到3年的实践经验，一个精通模具设计的工程师也要有5到8年的经验积累。但由于传统教育对模具人才的培养不足和坚持学习到最后的人较少等原因，我国模具人才的缺口较大。以广东为例，据业内人士估计，广东省大大小小的模具企业约有6000多家，以平均每家需要100名技术工人来算，广东的模具人才需求量达60万人，而全省的模具从业人员一共约有20多万，单就广东一省来看，其人才缺口就达40万人。

折叠编辑本段基本分类


按所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为：铸造模具（有色金属压铸，钢铁铸造）、冲压模具和锻造模具等；非金属模具也分为：塑料模具和无机非金属模具。

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。

大规模生产的非钣金钢件－－冷镦、模锻、金属模等 。

钣金出料－－热轧、冷轧、热卷、冷卷钣金加工－－拉深、整型、折弯，冲孔，落料有色金属－－压铸，粉末冶金塑料件－－注塑、吹塑（塑料瓶），挤塑（管件）模具其他分类：

合金模具、钣金模具、塑料模具、冲压模具、橡胶模具,铸造模具、锻造模具、挤出模具、压铸模具、汽车模具、滚丝模具

折叠编辑本段分类详述

折叠塑料模具

一般类别

（1）两板模具：又称单一分型面模，是注塑模中最简单的一种，它以分型面为界面将整个模具分为两部分：动模和定模。一部分型腔在动模，另一部分型腔在定模。主流道在定模；分流道开设在分型面上，开模后，制品和流道留在动模，动模部分设有顶出系统。

（2）三板模或细水口模 ：有两个分型面将模具分成三部分，比两板增加了浇口板，适用于制品的四周不准有浇口痕迹的场合，这种模具分成采用点浇口，所以叫细水口模，这种模具结构相应复杂些。启动动力用山打螺丝或拉板。

折叠成型分类

（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。

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。

折叠其它分类

(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。

我们现在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铜，420铜，S7铜。

(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铜，王牌，420铜，NAK80，铝，铂铜。

折叠双射成型模具

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.

折叠金属模具

模具按加工金属的加工工艺分类，常用的有：

冲压模，包括冲裁模、弯曲模、拉深模、翻边模、缩口模、起伏模、胀形模、整形模等；

锻模，包括模锻用锻模、镦锻模等；以及挤压模和压铸模。

用于加工非金属和粉末冶金的模具则按加工对象命名和分类，有

塑料模、橡胶模和粉末冶金模等。

1.冲压模用于板料冲压成形和分离的模具。成形用的模具有型腔，分离用的模具有刃口。最常用的冲压模只有一个工位，完成一道生产工序。这种模具应用普遍，结构简单，制造容易，但生产效率低。为提高生产率，可将多道冲压工序，如落料、拉深、冲孔、切边等安排在同一模具上，使坯料在同一工位上完成多道冲压工序，这种模具称为复合模。另有将落料、弯曲、拉深、冲孔和切边等多工序安排在同一模具的不同工位上，这种模具称为级进模（又称连续模）。

2.锻模用于热态金属模锻成形的模具。模锻时，坯料往往经过多次变形才能制成锻件，这就需要在一个模块上刻有几个型腔。金属依次送至各个型腔，并在型腔内塑性流动，最后充满型腔制成锻件。在模锻成形中，坯料很难与终锻时型腔体积相等，为了避免废品，坯料选用稍大一些。为此，在终锻模的上、下模分界面的型腔四周设有飞边槽，以存贮多余的金属，成形后将飞边切去。型腔中应尽量减少尖角、深槽，以利于金属塑性流动和充填，减少模具磨损和开裂，提高模具寿命。

3.挤压模用于将金属挤压成形的模具。正挤压模有一个静止的凹模和放置坯料的挤压筒和对坯料施加压力的冲头。挤压空心件时，冲头前端带有芯棒。反挤压模的挤压筒为凹模，冲头成为凸模。金属需要在很大的压强下才能从凹模挤出成形，在冷态下所需压强可高达2000千牛/毫米（200千克/毫米）以上。为此，挤压筒和反挤压的凹模需要有很高的强度，常采用多层预应力组合结构。冲头和凸模的工作长度宜短，避免在高的压应力下发生不稳和弯曲。

4. 压铸模安装在压铸机上，液态金属在高压下注入型腔、保压至金属凝固和成形的模具。它主要用于铝、锌、铜件，也可用于钢件。压铸模的结构与塑料注射模类似。它由动模与定模构成型腔，用型芯形成铸件的孔腔。金属在型腔内冷却、凝固后抽出型芯，分开模具，由顶杆推出铸件。压铸件一般壁薄中空，有众多台、筋，形状结构复杂，尺寸要求较精确，表面较光洁，金属在熔融的高温下成形。因此压铸模需要采用耐高温的材料制造。

5.粉末冶金模将固体金属粉末压制成形的模具。将金属粉末定量地倒入下模，然后上模压下、闭合、成形，再用顶料装置顶出预制坯。将预制坯送入烧结炉内烧结，遂制成粉末冶金零件。一般粉末冶金件的空隙很大，占总体积的15%左右，成形压力不大，模具结构较简单，精度、表面粗糙度要求一般，所以对模具无特殊要求。为了减少空隙、提高密度和强度，对烧结后的坯件，再进行

一次热锻，通称粉末锻造。所用的模具与模锻模相似。

折叠编辑本段模具材料

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

折叠编辑本段模具选料

模具选材模具选材是整个模具制作过程中非常重要的一个环节。

模具选材需要满足三个原则，模具满足耐磨性、强韧性、抗腐蚀性等工作需求，模具满足工艺要求，同时模具应满足经济适用性和后期保养

折叠编辑本段材料工艺

模具选材是整个模具制作过程中非常重要的一个环节。

模具选材需要满足三个原则，模具满足耐磨性、强韧性等工作需求，模具满足工艺要求，同时模具应满足经济适用性。

折叠编辑本段模具满足工作条件要求　

折叠1、耐磨性

坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。

折叠2．强韧性

模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。

模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

折叠3．疲劳断裂性能

模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。

模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。

折叠4．高温性能

当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。

折叠5．耐冷热疲劳性能

有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而

导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

折叠6．耐蚀性

有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。