对于一个优秀的模具设计师来说，首先要有质量和成本意识，模具设计应该充分满足顾客的需求。设计师不仅是能会使用UG、CAD等软件，更需要懂得并掌握与模具设计、制造相关的综合知识（如：模具结构设计知识、零件制造工艺、模具装配和验收标准、注塑成型工艺、制品成型缺陷原因等知识）。只有这样，才能使所设计的模具结构优化，使模具成本控制与制造工艺更加合理。

模具设计前，设计师首先需要对客户提供的设计数据进行可靠性审查。对客户的制品结构、形状设计进行审查和评审，这是模具产品开发的源头。如果，原始数据正确，会使模具结构设计工作非常顺利，避免设计或加工中途返工现象出现，不致浪费精力和增加成本。

模具结构设计好后需要对模具结构的设计进行确认。评审是模具生命周期质量管理的关键阶段。评审的质量，会直接影响着模具的制造周期、制造工艺、试模次数、塑件生产的成型工艺调试、制品质量及批量生产的时间、模具的失效。因此，企业要重视模具结构与设计的评审工作，按规范的设计评审流程实施，达到评审要求。而不是搞形式主义。避免经过评审的模具还有问题存在，到加工时才发现、有的严重的到试模时才发现问题，这样问题就大了。

注塑模具的质量是设计出来的,设计的质量决定了模具的质量。我们需要对客户提供的塑件形状、结构及设计数据，进行输入评审它的完整性、合理性，同时需要对对企业所设计的模具结构是否优化进行输出评审。这是项目质量管理中的关键阶段，所以项目与质量部门的负责人务必协同设计部门认真参加评审会议。

作为一个模具设计师，应该知道影响模具寿命的因素有哪些，应该了解注塑模具常见的失效形式有哪些，才能使所设计的模具成为优秀模具。

1.1注塑模具设计的理念、宗旨和要求

对于注塑成型的塑件来说，一副模具可能有不同结构的设计方案。因此，需要举一反三地选择最佳方案,这就是需要我们优化模具结构设计。

模具的设计质量决定于模具质量，从源头上控制了模具结构的设计质量，就会达到事半功倍的效果。所以，我们必须提高设计理念，重视模具结构设计与制造过程中的质量控制，具体要求如下：

1)设计理念：满足顾客的期望值，

2)设计宗旨:创新、优化、完美、高效。

3)图面质量要求:正确、合理、完整、清晰。

4)优化模具结构设计，达到优秀注塑模具的评定条件。

1.2设计模具应注意的问题

1)必须保证塑料成型制品质量，充分利用塑料成型的优越性，制品结构形状尽量用模具成型，以减少后加工工序。

2)必须注意塑料特性与模具设计的关系，这是塑料模具设计的重要基础。

3)优化模具结构设计，应注意结构的合理性、经济性、适用性和切合实际的先进性。参照资料上的典型模具结构或自行设计的模具结构都必须根据产量和实际生产条件，认真分析，吸收精华部分，做到结构合理，经济、适用。对目前生产中广泛使用的先进而又成熟的模具结构和设计、计算方法，积极加以采用，如热流道模具、气体辅助成型技术等，对产品质量、生产率、经济性等方面能收到很好的技术经济效果。

4)成型零件对塑料制品质量及成型工艺顺利进行影响很大，设计时必须注意结构形状及尺寸的正确性，制造工艺性，材料及热处理正确性，视图表达、尺寸标准、形状位置误差及表面粗糙度等符合国家标准。如：注意细节，模具零件各表面的转角或交角处，应尽量设计成圆角过渡，避免应力集中。

5)便于注塑成型操作、安全可靠,模具使用维修方便。

1.3 影响模具寿命的因素

模具失效的原因很多，也就是影响模具寿命的因素很多，其主要有六大方面：模具结构设计、制造加工工艺、模具材料选用及热处理、使用和维护保养，如图1-1的鱼翅图所示。

图1-1 影响模是具寿命的因素

1)模具结构设计。合理的模具结构有助于提高模具的承载能力，减轻模具零件的承载机械负荷。例如，模具零件对应力集中十分敏感，当承力件横截面尺寸变化很大时，零件交角处和尖角处,最容易由于应力集中而开裂。因此，零件横截面尺寸变化处理是否合理，模具零件的插碰、锥度设计的合理性,对模具使用寿命影响较大。

2)模具材料选用。应根据产品零件生产批量的大小选择模具材料。生产批量越大，对模具使用寿命的要求也越高，应选择承载能力强、使用寿命长的高性能模具材料。

模具材料的基本性能包括使用性能和工艺性能，提高模具的使用性能可以从强度、硬度、耐磨性、及热疲劳性能等方面考虑。模具的工艺性能，包括锻造工艺性能、切削加工性能、热处理工艺性能及淬透性。

据据模具的工作条件合理选用高强度、高韧性的合金材料，是保证模具安全和经济合理的关键因素。

3)模具零件的制造工艺及加工质量。模具零件在机械加工、电火花加工、锻造、预处理、淬火硬化，以及表面处理时的缺陷都会对模具的耐磨性、抗咬合能力、抗断裂能力产生显著的影响。例如，模具表面粗糙度、残存的刀痕、电火花加工的显微裂纹、热处理时的表层增碳和脱碳等缺陷,都会给模具的承载能力和使用寿命带来影响。在切削加工中，不当的磨削工艺如进给量过大、冷却不充足等，容易烧伤模具表面或产生磨削裂纹、降低模具疲劳强度和断裂抗力和发生显微裂纹，导致模具变形、开裂和和表面剥落。

4)零件的尺寸及装配精度、表面质量硬度等都对模具使用寿命有直接的关系。

5)模具的维护。模具工作时，使用设备的精度与模具表面的清洁、滑动部件的润滑，模具的热平衡等都会对模具使用寿命产生影响。

6)模具的使用。如模温和熔料温度、注射压力、注塑量的参数选用操作不当,都会使模具损坏甚至提前失效。

1.4注塑模具常见的失效形式

注塑模具都在一定的温度和压力下工作的。普通注塑模的模温在150°C以下,型腔承受的成型压力约为25～45MPa,精密注塑时压力高达100MPa以上。

在塑料熔体充模时，模具工作零件的表面，尤其是浇注系统明显地受到熔体流动的摩擦、冲刷，特别是注塑以无机纤维材料为填料的增强塑料时更为突出。

当注塑聚氯乙烯、氟塑料及阻燃级的ABS塑料制品时, 在其成型过程中分解出的HCl、SO2、HF等腐蚀性气体，会使模具表面腐蚀损坏。

由于塑料模在上述工作条件下工作，因而可能产生的主要失效形式有摩擦磨损，动定模对插部位的粘合磨损，过量变形和破裂，表面腐蚀等。一旦模具破裂或塑料制品形状、尺寸精度和表面质量不符合要求，溢料严重，飞边过大，而模具又无法修复，那麻烦就大了。

模具失效是指模具工作部分发生严重的磨损，不能用一般收复方法（抛光、锉、磨）使其重新复役的现象，叫模具失效。模具失效之前所成型的制品总数即为模具寿命，模具的寿命是由制品的生产批量多少决定的，分为四个等级,制品的数量在100万以上的为一级，50万～100万模次的为二级，10万～50万模次的为三级， 10万模次以下的为四级。

1、模具的失效形式模具失效分偶然失效（因设计错误或使用不当，使模具过度磨损）和工作失效（正常使用的磨损，到了所使用的期限）两类。注塑模具常见的失效形式有,见表1-1,具体内容如下：

1)表面磨损和腐蚀失效：由于塑料中增强树脂填料对模具的模腔表面产生冲刷,使模腔表面严重磨损和腐蚀；其形式表现为粗糙度增大，动、定模间隙增大，塑件产生废边增厚，型腔壁拉毛、尺寸超差。刃门钝化、棱角变圆、平面下陷、表面沟痕、黏膜剥落等。避免方法，应用耐磨性良好的钢材，表面氮化处理。

2)疲劳和热疲劳引起的龟裂、咬合：注塑模的机械负荷是循环变化的。由于并且注塑模具长期受热（模温50°～100°,熔料温度更高）、冷却，温度经常会出现周期性变化。同时，注塑模在充模和保压阶段，型腔承受高压熔体的压力，而在冷却和脱模阶段，外加负荷完全解除。一次接一次的重复工作，使型腔表面承受脉动拉应力作用，从而可能引起疲劳破坏。这样，容易使模具材料在使用过程中发生热疲劳，导致模腔表面出现龟裂、裂纹。

模具相互运动、摩擦产生的热疲劳，也会导致零件表面咬合。可选用热模钢制造。

3)局部塑性变形失效：注塑模腔在成型压力和成型温度作用下，因局部发生塑性变形而导致模具不能继续使用的现象叫做塑性变形失效。如表面出现麻点、发生起皱、局部出现型腔塌陷或凹陷、型腔涨大、型孔扩大、动模棱角纵向弯曲等。产生变形失效的主要原因是材质选用欠佳，模腔材料强度不足，热处理工艺不合理或不当，表面硬化层太薄，造成氧化磨损、粘离磨损。

4)断裂失效：注塑模在使用过程中，模腔内或动模芯局部因为应力集中而发生裂纹或断裂的现象叫做断裂(裂缝、劈裂、折断、胀裂等)失效。这种失效形式多发生在几何形状比较复杂的模具,发生部位一般都是设计不当型腔中的尖角处或薄壁处。材质选用高韧性的钢材，设计时采用镶块结构，当失效发生时，可便于更换和维修。

注意零件加工后，会产生加工应力，要做好应力消除处理。

表1-1 模具失效形式与特征