1.4　模具开发流程

不同类型的模具其开发过程基本上都是相同的，可以被广泛应用。客户或产品开发部门提供开模信息后，由业务人员或模具部门对模具进行接单和报价。客户批准模具报价后，就需要进行模具结构的评估和模具设计。当完成结构的设计，就需要尽快订购模具所需的材料，准备模具的加工制造。制造好的零配件，经过品质部门的检查，合格后才可以进行下一步模具的装配。完成模具装配，就要试模，验证模具运作的顺畅性及所需产品的正确性。当试模样品与设计的产品存在差异、模具动作有误时就需要修正模具，修好后，再试模。直到产品合格后，再把模具交给到生产部门。模具开发流程如图1-9所示。

图1-10详细介绍了模具公司开发模具的过程，对从如何引进客户的报价信息，到模具和零件产品的报价，再到模具验收和模具款项的收取进行了一系列的详细介绍。该新产品流程图适用于大部分的模具公司，可根据每个公司内部组织架构做适当的调整即可作为公司内部的资料。

1.4.1　业务引入新产品过程

1.4.1.1　客户询价及品质标准的确认

为了获得更多的模具订单，只要客户有意向，业务人员都会去报价。前期业务人员并不是很清楚客户的品质标准，无法确定产品的订单量，所以报价工程师工作的开展就会存在一定的难度。在产品初次询价过程中，为了保证不亏损，模具报价一般情况下都会高于后期的价格。

针对于长期合作的客户或制度完善的客户，在报价过程中，客户会提供产品的详细图档，包括2D、3D图档，同时会注明产品的外观面与非外观面位置，哪些是重点管控的尺寸，具体位置是否有装配关系以及产品外观的详细检验标准和需要测试的项目。在拿到客户详细信息的时候，模具的报价就会比较准确地体现模具的实际价格，更利于客户新产品开发中成本核算的准确和产品可行性的评估。

1.4.1.2　模具报价过程

报价工程师在收到业务人员的产品信息后，根据产品的月需求量，确定模具的穴数，估算成型周期。再确定模具结构和模坯大小、所需要的注塑机吨位。根据客户对产品总量的需求和新产品的生命周期来估算模具的大概寿命，选取模具钢材。确定了以上信息后，模具的价格也就基本可以报出来了。模具报价流程如图1-11所示。

报价是一个很慎重的过程，收集完客户信息后，报价工程师需要对模具结构、产品结构、所使用的材料进行系统的了解，才可能准确地报好模具价格。报价工程师按企业的要求，填写标准的报价信息表，由部门经理审核后，把报价表传送给总经理（主要针对大型企业）或者企业老板（中小型企业）审核。最后，业务员才可以把报价结果告知客户。

1.4.1.3　合同评审及正式启动

客户确认报价后，业务人员就会与客户签订模具销售合同，对产品的信息再一次核对，同时合同里面会对模具使用寿命、模具的产能、模具结构作一个大概的描述，然后模具就可以正式启动了。

1.4.2　模具开模过程

模具启动后，就需要进行下面的工作：跟模工程师需要制定模具进度计划表，告知客户模具开发的开始和完成时间，请客户确认模具开发计划表是否符合客户新产品的开发进度。如果不能满足客户要求，跟模工程师还需要与公司内部人员商讨如何来达成客户的进度要求。

1.4.2.1　模具进度计划表

模具进度计划表示例如表1-1所示。

对模具的所有加工过程，模具进度表中都需要有开始和完成的一个时间节点，能够清楚地反映模具加工状况、是否存在异常或没有加工的情况发生。模具进度表由跟模工程师负责更新进度，定期向上级或客户进行汇报。必要情况下拍下模具加工过程中的照片，以证实进度与实际加工的一致性。

1.4.2.2　产品结构的评估

①确定产品精度等级　检查产品尺寸精度与其相关尺寸的正确性，确保加工精度。

②确定产品装配及外观面　根据整个产品上的装配要求和功能来确定其表面质量和具体尺寸属于哪一种：外观质量要求较高、尺寸精度要求较低的塑料制品如玩具；功能性塑料制品，尺寸要求严格，如汽车内部装配连接器；外观与尺寸都要求很严的塑料制品，如手机、平板电脑、数码相机等数码类产品。

③确定脱模角度是否合理　角度（斜度）要与塑料制品在成型的分模或分模面相适应；确保不会影响外观和壁厚尺寸的精度；确保不会影响塑料制品某部位的强度。

④产品壁厚分析　分析产品是否有很薄的地方，壁厚是否均匀过渡，根据流动比，是否能满足注塑成型要求，从设计的角度考虑如何去优化产品。

⑤产品是否存在不能出模的结构　产品的位置无法用模具动作实现，需要及时与客户沟通并确认。

1.4.2.3　模具结构设计

（1）对塑料制品图及实体（样品）的分析和消化

①产品的表面要求：是镜面，电镀面，晒纹，火花纹，还是省光等？且每种要求都要注明不同的条件、规格、等级，如表面镜面要求（超光学镜面、普通镜面）、晒纹要求（AN-50B，UT1001等，并要附样品）、火花纹要求（VDI-18等，并附样品）。技术要求应该是唯一的，不能有多种结果，不能有争议。②产品结构要求：进料方式、进料位置、顶出方式、顶出位置、冷却方式、冷却位置、PL位置、镶拼位置等都要明确。③产品成型（注塑）的要求：塑料原料的特性、成型工艺要求（温度、周期等）、产品取出方式（机械手取、手工取）、表面的特别要求（熔接痕、缩印、困气）。④缩水率的要求：由于塑料原料不同的特性、注射成型不同的条件等影响，产品的缩水率在研讨时就要明确。原则上产品的缩水率要求客户指定（若客户不能指定，由模具公司指定且因塑料或成型原因导致尺寸偏差的责任由客户承担）。⑤模芯的材质要求：客户对塑料产品的要求越来越高，对比较高要求的产品客户一般都会指定模芯的材质与特定要求。对有此要求的模具，项目经理一定要严格把关，要认真确认指定的材质与要求是否相配。如有疑问要及时向客户提出，如高镜面钢、高硬度钢、高防酸钢等。

同时了解客户对产品的要求、产品的用途、客户联系人、客户的历史背景（以前有无外发过模具？有多少家？为何选定目标模具公司等）。并向客户进一步了解产品的试模计划、走模计划、注塑材料的特性要求，是否有其它替代型材料。与设计部、生产部和采购部进行计划性交接，落实计划（附各个部门过程管控）。进一步检查产品，分析模具是否可以再简单化些（设计和制造）。

（2）型腔数量和型腔排列

型腔数量的确定依据以下几项因素。①制品重量与注射机的注射量；②制品的投影面积与注射机的锁模力；③模具外形尺寸与注射机容模量（注射机拉杆内间距）；④制品颜色；⑤制品有无侧抽芯；⑥制品的生产批量；⑦经济效益（每模的生产值）。型腔数量确定之后，然后进行型腔的排列，型腔的排列涉及模具外形尺寸、流道系统的设计、流道系统的平衡、抽芯机构的设计、镶件及型芯的设计等。

（3）分型面的确定原则

①不影响产品外观或者设计，客户能接受的分模线位置；

②有利于保证产品精度，模具易于加工，特别是型腔的加工，以达到高效制模的目的；

③有利于流道系统、排气系统、冷却系统的设计；

④有利于开模（脱模），确保在开模时，使制品留于顶出一侧，保证产品人工取出或机械手取出的方便性；

⑤便于金属嵌块的放入，保证有足够的空间操作，确保安全性和放入的可靠性。

（4）流道系统的设计

流道系统设计包括主流道的选择、分流道截面形状及尺寸的确定、浇口的位置的选择、浇口形式及浇口截面尺寸的确定，当利用点浇口时，为了确保分流道的脱落还应注意脱浇口装置的设计。

在设计流道系统时，首先是选择浇口的位置。浇口位置的选择直接关系到产品成型质量及注射过程的顺利进行，浇口位置的选择应遵循以下原则：

①浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；

②浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使流程为最短；

③浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对型腔宽而壁厚大的部位，以便于塑料顺利流入；

④浇口位置应开设在塑件截面最厚处；

⑤避免塑料在流下型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件，使塑料能尽快流入到型腔各部位，并避免型芯或嵌件变形；

⑥尽量避免使制品产生熔接痕，但也可使熔接痕产生在制品不重要部位；

⑦浇口位置及其塑料流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行的方向均匀地流入，并有利于型腔内气体的排出；

⑧浇口应设置在制品上最易清除的部位，同时尽可能不影响产品外观；

⑨进料口位尽量不要用人工去修理，这样很难保证产品质量，设计为不用修水口或者热流道进料方式，可以省去人工成本，达到提效减员的目的。

（5）排气系统的设计

排气系统对确保制品成型质量与成型效率起着至关重要的作用。排气槽一般设在型腔最后被充满的部位，排气槽的深度因塑料种类不同而异，基本上是以塑料不产生飞边所允许的最大间隙来确定，如ABS为0.04mm以下、尼龙0.02mm以下、赛钢0.02mm以下。利用型芯镶件推杆等的配合间隙或专用排气镶件排气；有时为了防止制品在顶出时造成真空变形和真空吸附，必设气销，相当于气顶；各流道均需要有排气槽位，不能让流道内的气体流入到型腔中，而增长注塑时间，影响成型周期。

（6）冷却系统的设计

冷却系统的设计是一项比较繁琐的工作，既要考虑冷却效果及冷却的均匀性；又要考虑冷却系统对模具整体结构的影响。主要考虑要点如下：冷却系统的排列方式及冷却系统的具体形式；冷却系统的具体位置及尺寸的确定；重点部位如动模或镶件的冷却；侧滑块及侧型芯的冷却；冷却元件的设计及冷却标准元件的选用；密封结构设计。模具上有很多冷却水路，一定要考虑好，由于水压有限，串在一起过多会导致水流不动，起不到冷却效果。

1.4.2.4　模具制造

模具结构设计完成后，下一步就是模具的加工与制造。设计人员把设计图档交给编程工程师，对模具CNC加工编程和必要的电极设计；同时，要按照图纸的规格订购模具材料，准备好模具材料和加工程序后，就可以对模具进行加工了，这个过程所耗时间也是最长的，一旦加工失误就会造成模具制造进度的延误；当所有的模具零件加工完成后，确认模具零件尺寸没有问题，就可以组装模具了。

1.4.3　模具样品确认过程

模具样品确认即试模，具体过程如下。

（1）T0准备

①落实塑料原料的情况：数量、颜色、规格有无环保要求等。

②检查模具：有无漏做、错做、飞模质量等。

③落实注塑部的试模计划与机台。

（2）T1试模

在现场观察并记录试模问题，能在机台上解决的问题必须在机台上解决，尽量减少上机次数，降低能耗成本，协助调机技师认真调整注塑参数，检查产品尺寸、表面要求、模具顶出顺畅与开模状况等。

（3）T1改良

根据试模记录并整理改良资料。改良资料一定要按标准进行，如改良样板、改良完成时间、改良示意图与改良方案等。

（4）其它改良

根据试模实际问题作T2～T3改良，而针对客户的设计变更要求要认真考虑模具的实际情况，如模具寿命、改良的合理性，改良的成本，妥善地与客户协调报价。

完成试模以后，由品质部责任人对产品的外观和尺寸进行全面的确认，提供相关报告，再经模具设计师、跟模工程师和业务人员进行沟通，确定是否送样给客户。

送样后，根据产品测试要求，对产品进行所使用材料组成成分、是否环保、是否需要进行冲击测试、老化测试等一系列要求的测试。这些测试所花费的时间较多，所以要尽快提前去测试，以免影响整个模具的移交和产品风险的监控。

1.4.4　模具验收与移交

模具验收与移交分为走模前准备和走模两部分。①走模前准备：接到客户走模通知后，要协助技师与品管部认真检查模具，如运水、组装、备用件、零件等情况；同时需要附带最新模具的2D/3D图档；附带模具试模问题点记录表、试模成型参数表、成型材料物性表、DOE验证表等。②走模：协助生产部按客户要求包装模具零配件，包装箱上要按要求作唛头，协助品管部作说明书；有特殊要求的模具（如油缸的先后顺序、多板模的开合顺序）要在模具上刻明先后顺序，同时也要附带模具操作说明书；按客户要求对模具外表面进行喷漆处理。详细要求见模具验收标准。

本章通进从新产品开发的流程到模具开发的流程作了一个框架的介绍，让从业人员对于开发新模具有更深一步的认识，后续工作的开展更加有准备、有思路。