?之前看小米設(shè)計(jì)總監(jiān)李寧寧的專訪，關(guān)于一個(gè)合格設(shè)計(jì)師的要求，其中有一項(xiàng)就是產(chǎn)品的落地能力。工業(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)好看的外觀，需要背后結(jié)構(gòu)

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之前看小米設(shè)計(jì)總監(jiān)李寧寧的專訪，關(guān)于一個(gè)合格設(shè)計(jì)師的要求，其中有一項(xiàng)就是產(chǎn)品的落地能力。工業(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)好看的外觀，需要背后結(jié)構(gòu)工程師、模具工程師付出極大的努力?！肮Ψ蛟谠?shī)外”這句話對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)在適合不過了。

如果工業(yè)設(shè)計(jì)一直扭捏于形態(tài)，而不是和結(jié)構(gòu)工程師一起想辦法解決問題，征服工程師，讓對(duì)方佩服你解決問題的能力，反之，工程師就會(huì)在背后罵你什么都不懂 …還瞎JB指揮，所以這篇模具調(diào)研分享的出發(fā)點(diǎn)：一是分享模具加工流程，讓沒有接觸過模具廠的小伙伴們，知道模具是怎么生產(chǎn)出來的；二是提醒剛畢業(yè)的小伙伴注意拓展工業(yè)設(shè)計(jì)能力的邊界。

吹水篇

在之前的工作中，我很樂于做產(chǎn)品的形式創(chuàng)新，但在跟結(jié)構(gòu)和模具師傅的溝通中，因?yàn)椴欢Y(jié)構(gòu)和模具，有時(shí)在跟同事爭(zhēng)論某個(gè)產(chǎn)品表面不能有進(jìn)膠口、頂針痕跡等問題時(shí)，往往很難達(dá)成共識(shí)，最后我就丟給他們一句話，我這個(gè)東西不能改，怎么實(shí)現(xiàn)，你們結(jié)構(gòu)和模具自己去想辦法。但是這樣的溝通次數(shù)多了，問題不但沒有解決，反而在溝通成本、時(shí)間成本上浪費(fèi)了很多精力。

為了解決這個(gè)問題，我開始關(guān)注產(chǎn)品落地方面的知識(shí)積累，所以每次遇到做模具的師傅，我都很開心，很多模具老師傅都不善言辭，但是一聊到專業(yè)問題就會(huì)眉飛色舞。

這次的調(diào)研走訪，我再一次鎖定了模具廠，我和同事一起約了已經(jīng)做模具20多年的老江，在福州這個(gè)偏離模具產(chǎn)業(yè)帶的地方，老江從以前的模具加工成變成了今天的模塑一體工廠，見到老江的時(shí)候，你很難想象一個(gè)四十多歲的老模具工程師居然看起來很靦腆，是不是有點(diǎn)可愛，我想這是不是做技術(shù)的人性格都是這樣-話少只愛干工作。

老江先是帶我們?nèi)チ怂臅?huì)客廳喝茶，這是江浙廣福一帶見老板必做的一件事情，先吃茶先。但是老江應(yīng)該不是很愛喝茶，從他不怎么嫻熟的泡茶動(dòng)作可以看的出來。和這種老師傅聊天有一個(gè)好處，他們言無(wú)不盡。

老江說，現(xiàn)在做模具很難賺到錢了，價(jià)格內(nèi)卷厲害，人工也特別貴，單純的模具加工已經(jīng)很難養(yǎng)活這群模具師傅了。所以他們也引薦了六七臺(tái)成型設(shè)備，通過賺加工費(fèi)的方式來養(yǎng)活工廠一大群人。一陣寒暄后，老江就帶我們?nèi)ニ哪＞呒庸S和注塑廠參考。

美食篇

肉燕

我的第一感覺跟我們四川的包面很像，但是具體的口感還是差別很大的，肉燕的皮更薄，包面的皮要厚一些，口感也更老一些。具體的做法也有差別，肉燕用清湯煮，在放一些蔬菜。很簡(jiǎn)單也很家常。是我喜歡的一道福州美食了。據(jù)當(dāng)?shù)厝酥v，肉燕也叫太平燕，她的皮是肉和地瓜粉做的。也是一道喜慶菜。福州人逢年過節(jié)，婚喪喜慶，親友聚別，必吃“太平燕”，即取其“太平”、“平安”之吉利，故“無(wú)燕不成宴，無(wú)燕不成年”。

魚丸

第一次吃魚丸的小伙伴，特別提醒，小心燙、小心燙、小心燙。因?yàn)轸~丸里面包的是肉餡，剛煮熟的魚丸里面肉餡溫度特別高，如果一口咬下去就會(huì)被燙傷，我現(xiàn)在嘴唇就有一個(gè)泡，這你受得了嗎。但是不管怎么說，魚丸還是蠻好吃的，Q彈的狠，吃這種小吃就要去街邊小店吃哈。

佛跳墻

在福州吃佛跳墻要去聚春園吃，很多其他的餐廳也有這道美食，但是味道還是聚春園拿捏的好。我第一次吃佛跳墻的順序是先喝了一口湯，這個(gè)湯汁真是濃厚，滿口的鮮嫩。然后就是彈牙的鮑魚、Q彈的海參，還有魚唇、鵪鶉蛋，其他的食材我也不知道是啥了，反正一個(gè)感覺。鮮嫩，味道層次豐富，盜夢(mèng)空間有夢(mèng)中夢(mèng)，佛跳墻有味中味，最后在用湯汁拌一碗白米飯，那個(gè)感覺巴適得狠。

設(shè)計(jì)篇-模具的基礎(chǔ)知識(shí)
導(dǎo)讀：這篇模具加工流程調(diào)研，主要是依據(jù)模具工程師面對(duì)面交流，工程師口述和我平時(shí)工作總結(jié)所得。作為工程技術(shù)還不嚴(yán)謹(jǐn)，只能作為模具基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的參考。內(nèi)容分為模具基礎(chǔ)知識(shí)和模具加工流程兩個(gè)部分，基礎(chǔ)知識(shí)部分很枯燥，但是這個(gè)部分的歸納總結(jié)是為了更好的理解模具加工流程。

一，模具分類

1.模具按照模胚基本結(jié)構(gòu)以及進(jìn)膠口方式：

可以分為大水口模、細(xì)水口模和簡(jiǎn)易型細(xì)水口模。

2.按照用途和使用場(chǎng)景：

兩版模：多用于中心進(jìn)膠和一模多穴邊緣進(jìn)膠；三版模:表面點(diǎn)進(jìn)膠或者進(jìn)膠點(diǎn)偏心；熱流程：無(wú)流動(dòng)，可減少?gòu)U料

二、模具的七大系統(tǒng)

注塑模有七大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)，成型系統(tǒng)，抽芯系統(tǒng)，頂出系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)。

1.澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)主要了解兩個(gè)問題，一個(gè)是流道設(shè)計(jì)，一個(gè)是膠口設(shè)計(jì)

a.流道

模具流道主要分為三種：

（1）圓形流道：效率高，加工難度大

（2）T型流道：面積比圓形流道多39%，易加工，但是費(fèi)料

（3）U型流道：結(jié)合了圓形流道和T型流道的優(yōu)點(diǎn)，面積比圓形流道多14%

設(shè)計(jì)流道時(shí)注意的事項(xiàng)：

（1）流道盡量短

（2）流道設(shè)計(jì)要平衡

b.膠口

膠口主要分為：直角（側(cè)膠、扇形、點(diǎn)膠、盤型、潛伏式、牛角）膠口，當(dāng)我們對(duì)成型制品的表面要求高時(shí)，通常選用點(diǎn)膠口、潛伏式膠口、牛角口，當(dāng)然這也會(huì)影響我們的模具價(jià)格。

膠口設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

（1）流程短 ，流動(dòng)平衡

（2）外觀滿足（澆口位置、汽紋、流紋、夾水紋、應(yīng)力紋 、縮水、無(wú)彎曲變形、避免熔接痕）

2.成型系統(tǒng)

組成成型所需產(chǎn)品形狀的封閉腔體的零件總稱,主要組成零件：前、后內(nèi)模,內(nèi)模鑲件,內(nèi)模鑲針,行位,斜頂。

3.抽芯系統(tǒng)（滑塊、斜銷）

4.頂出系統(tǒng)

制品頂出是注射成型過程中最后一個(gè)環(huán)節(jié),當(dāng)制品在模具中固化后,將制品從模具中頂出的零件。頂出系統(tǒng)有如下幾類﹕ 圓頂針、扁頂針、司筒、推塊、推板、斜頂 、氣頂 。

5.冷卻系統(tǒng)（水路或者模具杯身散熱）

小知識(shí)：不同的塑料定型的時(shí)間不一致，ABS的定型時(shí)間是24小時(shí)，PP的定型時(shí)間是36小時(shí)。

冷卻系統(tǒng)主要是提供塑件質(zhì)量（表面光潔度、殘余應(yīng)力、結(jié)晶度、熱彎曲的影響）；縮短成型周期（成型周期80%都用于冷卻）；避免大型的滑動(dòng)件卡死。在我們的實(shí)際工作中，就有因?yàn)樵黾永鋮s系統(tǒng)改善制品彎曲變形的問題。

6.排氣系統(tǒng)

排氣槽根據(jù)不同塑料，尺寸也有差別，比如ABS的排氣槽3個(gè)絲，PP的排氣槽1個(gè)絲。模具中氣體的來源主要有一下幾個(gè)方面：

（1）模腔原有的空氣

（2）塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣

（3）塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體

（4）塑料輔助劑揮發(fā)(或化學(xué)反應(yīng))所產(chǎn)生的氣體

（5）熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體

開排氣槽的位置：

（1）產(chǎn)品充填末端加開排氣槽

（2）環(huán)繞產(chǎn)品做一圈環(huán)形排氣槽

（3）在膠料流動(dòng)的未端或夾水線結(jié)合處開排氣

注意：排氣槽盡量便于加工、位置不確定的情況下，必須做模流分析

7.合模導(dǎo)向系統(tǒng)

保證零部件間準(zhǔn)確對(duì)合；保證塑料制品精度；避免模碰撞和干涉

設(shè)計(jì)篇-模具加工設(shè)備

設(shè)計(jì)篇-模具加工分類

1.按原理分類

• 刀具加工：銑床、車床、鉆床、磨床、電腦鑼、深孔鉆
• 電脈沖蝕除：火花機(jī)、線切割、細(xì)孔放電

2.按加工類型分類

• 平面：磨床、銑床、電腦鑼、線切割
• 曲面：電腦鑼、火花機(jī)
• 孔：鉆床、銑床、細(xì)孔放電、線切割、深孔鉆、火花機(jī)
• 圓柱：車床、磨床

設(shè)計(jì)篇-模具加工流程
這個(gè)加工流程是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)口述總結(jié)歸納的

一，原材料（塑料模具鋼）

塑料模具用鋼要求具有一定的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性等性能。此外，還要求具有良好的工藝性，如熱處理變形小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補(bǔ)焊性能好、粗糙度高、導(dǎo)熱性好和工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等。在家居日用品行業(yè)，用的最多的P20模具鋼。

模具小知識(shí)：1.通常模具鋼的硬度在30-40，根據(jù)模次越高，材料的硬度要求越高，通常用熱處理來強(qiáng)化；2.對(duì)于不同材料，比如具有腐蝕性的材料PVC，POM;或者硬度較高的材料PC/PA+玻纖；或者ABS/PP對(duì)模具鋼的硬度要求是不一樣。

二，模仁加工

1.訂料

產(chǎn)品模具圖紙確認(rèn)后，根據(jù)尺寸定模仁材料，P20鋼材已預(yù)先硬化處理至285-330HB（30-36HRC），可直接用于制模加工，并具有尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，預(yù)硬鋼材才可滿足一般用途需求，模具壽命可達(dá)50W模次。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，不同模具廠對(duì)原料的需求不一樣，大致分為一下幾種

a.毛料

表面為黑色，用鋸床或者火切為長(zhǎng)寬厚余量在3-5MM的毛料，模具廠在根據(jù)實(shí)際需要用銑床或者磨床在精確加工尺寸，以及打直角

b.光板和精版（銑六研二）

在毛料的基礎(chǔ)上，在用銑床銑六面，磨床長(zhǎng)寬厚，加工余量在0-0.5MM，這樣加工的原料，模具廠就減少加工量。在毛料的基礎(chǔ)上，在用銑床精銑六面，磨床精磨長(zhǎng)寬厚，加工余量在0-0.5MM

c.淬火料（銑六研二）

在用銑床精銑六面，熱處理后磨床磨兩面，長(zhǎng)寬厚加工余量在0.02-0.05MM。

備注：這里的原料加工余量不具有普遍性，每家模具廠要求不一致，僅供參考

2.加工模仁

材料定好后，模具接下來就是加工模具型腔，這也是模具加工中最重要，用時(shí)最多的部分。

a.加工水路和螺絲孔

• 水路：模具廠拿到材料后，用銑床或鉆床加工水路，銑床加工一般先用銑刀定位，然后用鉆刀鉆孔，水路加工好后，要測(cè)試水路的密封性。
• 螺絲孔：螺絲孔加工好后，還要用鉆床或者人工攻牙，一般要三攻，每次使用的攻牙刀具也不一樣。在這個(gè)步驟中，還有一個(gè)打字碼的步驟，相當(dāng)于給模具編號(hào)。

b.加工型腔

• 型腔：加工型腔用電腦鑼，根據(jù)模具圖紙，設(shè)計(jì)好刀路圖，工程師編好程序輸入CNC設(shè)備，然后將加工好水路和螺絲孔的模仁，安裝在幾臺(tái)上，校表分中后，就可以加工，這個(gè)過程又分為飛刀（鎢鋼刀）開粗-光刀光面-銅公電極加工死角。

• 頂針孔、滑塊孔：孔的加工，一般用慢走絲加工，在線切割前，先用銑床定位加工一個(gè)盲孔，在用銅絲放電加工一個(gè)細(xì)小的通孔，最后在用線切割。在這里要區(qū)分慢走絲和快走絲，慢走絲加工設(shè)備費(fèi)用貴，加工精度高。

• 銅公放電：銅公放電主要是加工型腔加工不到的直角，以及對(duì)孔銅公，除去加工紋路，使面更光滑。

• 省模：如果使用高精密電腦設(shè)備，可以不用省模，一般設(shè)備加工，省模具步驟是油石-砂紙-風(fēng)動(dòng)打磨機(jī)
  油石：220，一個(gè)小時(shí)——320，兩個(gè)小時(shí)
  砂紙：240，一個(gè)小時(shí)——320一個(gè)小時(shí)——600，四十分鐘——1000,2.5小時(shí)
  風(fēng)動(dòng)打磨機(jī)(鉆石糕+棉球），五分鐘

• 曬紋：根據(jù)產(chǎn)品需求，設(shè)計(jì)紋路。

模具熱處理：模具熱處理后，硬度加大，加工難道會(huì)增加，所以一般都是加工好型腔后，在熱處理，熱處理會(huì)讓模具輕微變形，需要再次用P4平口夾在磨床上磨直角。

為提高模具壽命達(dá)到80萬(wàn)模次以上，可對(duì)預(yù)硬鋼實(shí)施淬火加低溫回火的加硬方式來實(shí)現(xiàn)。淬火時(shí)先在500-600℃預(yù)熱2-4小時(shí)，然后在850-880℃保溫一定時(shí)間（至少2小時(shí)），放入油中冷卻至50-100℃出油空冷，淬火后硬度可達(dá)50-52HRC，為防止開裂應(yīng)立即進(jìn)行200℃低溫回火處理，回火后，硬度可保持48HRC以上

三.加工模胚

模胚加工是在模仁加工快結(jié)束時(shí)，就要開始拆模胚和訂料，大概需要一周時(shí)間，有時(shí)需要半個(gè)月時(shí)間才能定好。拿到模胚后，加工順序是先開粗框，在開精框，磨排氣。排氣對(duì)于不同的材料排氣槽的尺寸不一樣，排氣除了在模胚上，還可以在頂針和鑲件處開排氣。

然后就是模仁、模胚試裝，試裝這個(gè)步驟是在模仁銅公后，省模前，通過在模具表面打上丹紅的形式，檢驗(yàn)?zāi)Ｈ省⒛Ｅ叩某叽缗浜稀?/p>

四.加工頂針/鑲件/滑塊/銅公

• 銅公：銅公材料有石墨電極和銅公電極兩種，現(xiàn)在銅公用的比較多，銅公的加工用精雕機(jī)，加工順序跟電腦鑼一樣，出圖紙-編程-裝夾固定-開粗-精銑。這里特別提醒的是，銅公如果也有加工不到的地方，我們可以采用拆銅公的方式解決。

• 頂針：采購(gòu)現(xiàn)成的頂針，再用磨床加工成需要的尺寸

• 鑲件、滑塊、斜頂：1. 開料、打直角；2.線切割（用中走絲或者快走絲）；3.銑床鉆孔；4.磨床精尺寸

五.FIT模

在前面模仁模胚試裝后，我們還要對(duì)各種頂針、滑塊、鑲件進(jìn)行試裝，要達(dá)到用手能輕松裝取，不然在試模的時(shí)候容易燒死。在這個(gè)過程中，就要反復(fù)用到打磨機(jī)、磨床等設(shè)備。斜頂,行位與模芯的配合面以及前后模的碰/插穿面需FIT模，這個(gè)過程較費(fèi)時(shí)間和精力，但也是關(guān)乎模具質(zhì)量的重要一環(huán)。

備注：

• 所有的加工，都需要檢測(cè)尺寸
• 檢測(cè)工具: 精準(zhǔn)卡尺，三次元
• 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：圖紙

配模（比較耗費(fèi)時(shí)間）

六.試模（幾小時(shí)-半天不等）

完成模具組裝后，就是試模，這個(gè)部分主要就是涉及成型設(shè)備，以及調(diào)參數(shù)，修改模具的問題。

試模（試模需要把原料注塑機(jī)料筒的材料清理干凈，原料混上色料后進(jìn)行測(cè)試）

設(shè)計(jì)篇-模具的成本計(jì)算

關(guān)于模具報(bào)價(jià)部分，比如怎么評(píng)估模具報(bào)價(jià)是否合理，辦法就是了解模具加工以及多看模具廠的報(bào)價(jià)單，分析總結(jié)。我這里根據(jù)我自己的工作經(jīng)驗(yàn)給出一些影響模具報(bào)價(jià)的因素，大家結(jié)合這些因素去具體研究就可以啦。

1. 模具的類型和尺寸（兩版模、三版模、熱流道）
2. 進(jìn)膠方式、分型面、滑塊、斜頂（難易程度）
3. 模具有無(wú)熱處理、表面紋理、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)方式
4. 材料費(fèi)用、加工費(fèi)用、人工費(fèi)、運(yùn)費(fèi)、試模費(fèi)
5. 管理費(fèi)、稅費(fèi)、利潤(rùn)
   

案例分享

（設(shè)計(jì)篇-汽車燈罩透明件）

1. 產(chǎn)品名稱：汽車尾燈透明件
2. 成品要求：光學(xué)要求，燈光透過透明件后，不能太暗，也不能太晃眼
3. 成品材料：PC
4. 表面質(zhì)感：拋光+蝕紋
5. 模具費(fèi)用：整體模具費(fèi)用3萬(wàn)
6. 模具加工遇到的問題：因?yàn)閷?duì)制品的光學(xué)要求，模具省模要求高，蝕紋多次嘗試才達(dá)到光學(xué)要求
7. 試模遇到的問題：

• 尺寸問題：最開始用較小噸位的注塑機(jī)，尺寸精度一直有幾個(gè)絲的誤差，最后改用大噸位機(jī)器解決；
• 材料問題：最初3萬(wàn)多一噸的PC滿足不了制品的要求，改用6萬(wàn)一噸的PC料，結(jié)合模具修模最終達(dá)到成品的光學(xué)的要求。

總結(jié)：對(duì)于塑料制品精度要求高的產(chǎn)品，除了要求設(shè)計(jì)高質(zhì)量外，需要清楚設(shè)備、加工精度、材料對(duì)成型制品的影響。之前在一次校友會(huì)中，經(jīng)過老師引薦認(rèn)識(shí)了做模具的波哥，他們正在給小米做產(chǎn)品，因?yàn)樾∶讓?duì)成品的光潔度要求，波哥介紹說，他們不斷的提高模具加工精度，同時(shí)更改更高等級(jí)的制品材料，才滿足小米對(duì)成品的質(zhì)量要求。最后以陸游的一句詩(shī)結(jié)尾：汝果欲學(xué)詩(shī)，功夫在詩(shī)外。

關(guān)注設(shè)計(jì)公眾號(hào)：WHY_ME2016