模具设计全流程标准化框架（附各阶段核心交付物）

2025-07-07

模具设计全流程标准化框架（附各阶段核心交付物）

模具设计全流程六阶体系


一、需求分析阶段（占时15%）

核心任务与交付物

任务
关键动作
交付物
工具方法
产品分析
3D模型评审
壁厚/拔模检测
产品DFM报告
Geomagic Control
工艺规划
注塑/冲压工艺选择
分型线确认
工艺路线图
Moldflow/AutoForm
产能规划
穴数计算
周期预估
产能分析表
公式：N=86400/(t_cycle×k)
设备匹配
锁模力/台面尺寸校验
设备参数表
注塑机数据库

注：DFM报告必须包含 壁厚均匀性、拔模角、缩水率补偿 三项分析

二、概念设计阶段（占时20%）

三大核心方案设计

  1. 分型系统

    • 主分型面定位（精度±0.02mm）
    • 侧向抽芯机构选型（斜顶/滑块/油缸）
    • 排气布局（面积比≥30%）

  2. 浇注系统

    热流道选型公式：
      D_nozzle = 0.75×√(V_part/t_cycle)
      (V_part：产品体积，单位cm³)

  3. 顶出系统

    • 顶针/司筒/气顶组合方案
    • 顶出行程 = 产品高度×1.5 + 安全量

交付物

  • 模具结构草图（爆炸视图）
  • 模流分析预报告（填充/冷却/变形）

三、详细设计阶段（占时35%）

标准化设计模块

模块
设计要点
精度要求
校验工具
模架
三板模/二板模选型
导柱配合H6/g5
模架库调用
成型部件
钢材选型（P20/NAK80）
表面处理（抛光/蚀纹）
型腔公差±0.03mm
电极清单
温控系统
随形水路设计
热平衡计算
温差ΔT≤5℃
冷却模拟
导向系统
导柱/导套/精定位
过盈量0.005-0.008mm
干涉检查

关键计算

冷却水道设计：
  流量 Q = 0.006×V_part (L/min)
  水道直径 D = √(4Q/πv)
  (v=流速，取2-3m/s)

四、设计验证阶段（占时15%）

四维验证体系

  1. 结构验证

    • 运动干涉分析（开合模行程）
    • 强度校核（应力<材料30%）

  2. 成型验证

    • 模流分析终版（熔接线/缩痕预测）
    • 公差分析（尺寸链闭合）

  3. 工艺验证

    • 加工工艺性评审（EDM/CNC）
    • 装配序列规划

  4. 成本验证

    • 模具BOM成本核算
    • 量产单件成本预估

交付物

  • 模具3D签样模型（STEP格式）
  • 工程图包（含GD&T标注）

五、制造支持阶段（占时10%）

协同要点

环节
设计介入点
交付文件
编程
电极拆分
加工策略
电极图+EDM图
加工
关键尺寸管控
检测基准书
组立
配作件标识
装配顺序
组立SOP
试模
试模参数建议
试模工艺卡

关键动作：现场解决图纸问题（24h响应）

六、试模优化阶段（占时5%）

问题闭环流程

典型优化项：

  • 浇口尺寸调整（±0.1mm）
  • 顶杆布局优化（增加/减少）
  • 冷却水路改造（流量+15%）

终极交付

  • 模具最终3D/2D数据包
  • 成型工艺窗口规范
  • 维护保养手册

流程管控关键指标

阶段
周期占比
质量门阀
交付延迟红线
需求分析
15%
DFM报告通过
≤3天
概念设计
20%
模流分析达标
≤5天
详细设计
35%
全结构CAE验证
≤8天
设计验证
15%
工程图签批
≤4天
制造支持
10%
T0试模完成
≤2天
试模优化
5%
PPAP通过
≤3天

行业标杆数据：
汽车模设计周期：45-60天
电子模设计周期：25-35天
通过PDM系统可缩短周期30%

设计铁律：
✅ 分型面必须在产品最大投影轮廓线上
✅ 冷却系统投资每增加10%，量产效率提升15%
✅ 试模前完成3轮虚拟试模可减少修模次数50%


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