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模具工业是技术密集型产业，人才是行业发展的关键。随着我国模具工业的蓬勃发展，相关技术人才需求量日益增多。企业十分渴求专业技能扎实的技术人才，主要包括模具设计与制造、工艺编制技术人员，专业技术工人（高级蓝领），高级模具钳工、模具维修调试人员，以及加工中心编程、操作、维修人员。
模具技术人才主要来源于高校各相关模具专业，所以高校是输送模具技术人才的重要基地。掌握模具设计技术，是对每个模具专业学生的基本要求。然而事实表明，有不少学生在毕业时没有达到这种要求，直接表现为工作后无法胜任岗位技术工作。
在这里我们不再探究具体原因，仅从学习的角度来说，没有压力就没有动力，不深入实践就无法切身体验该学习哪些知识。可是有些学生由于环境的制约，确实无法身临其境地实践学习，所以对模具设计到底该怎样学、学些什么很迷茫。
为帮助学生更好地理解本书内容，我们在谈怎样学好模具设计之前，先简单介绍一下实际加工现场的模具生产流程，使学生对模具生产所涉及的各个环节有所了解，这样才能更好地指导学生学习。
目前，对于一个模具公司（厂）来说，从接到订单开始，直至将模具交付客户，大致流程如图1-7所示。
图1-7 模具生产流程图
需要说明的是，图1-7只是模具生产的大致流程，根据不同加工现场的情况不同，模具生产流程可能略有不同。正规大厂实力雄厚、设备先进，分工会更细，而小厂、小作坊分工则不会很细，如只负责设计、配模，至于自己无法搞定的加工业务则可能会委托给外协单位负责，但大致都差不多，基本上就是这个流程。
下面对每个环节一一进行介绍。
模具厂接单通常有几种情况：一是客户提供图纸，不提供产品实物，这个图纸可能是二维（2D）图档，也可能是三维（3D）图档（3D数据文件），或者2D和3D图档都有；二是客户提供产品实物，不提供图纸；三是客户既提供图纸又提供产品实物。
无论何种情况，一旦接单，就由模具厂来负责制作模具，设计任务就下发到设计人员那里。
设计人员在进行模具设计之前，首先要进行产品分析，即仔细研究产品，根据自身加工现场的实际情况，看看需要做成什么结构的模具才合适。模具既要能够加工出来，又要保证质量，还要考虑生产成本。所以模具设计有些时候并不单纯是一个技术问题，往往需要和客户及主管充分交换意见方能对模具结构最终定型。
产品分析的主要内容包括产品肉厚分析、产品拔模分析、产品倒扣分析、产品需要出几腔、如何进胶、产品的分型面分析、模具成型机构分析、注塑成型仿真分析等。分析结果最终以开模检讨报告的形式呈现给客户。如果发现问题，则要及时跟客户沟通，对问题点进行研讨与改进，以最合理的方案进行模具设计，保证后期的注塑成型能生产出合格产品。
产品分析完成后，就开始进行模具设计，即根据产品的不同结构特点，使用相关软件设计出对应结构的模具。在当今现代化的加工条件下，模具设计具体指的是3D分模及2D排位，这是模具设计师的主要工作。
分模也称拆模，是指运用模具设计软件根据产品模型，把模具（毛坯）分开，从而得到组成模具型腔的零件（定、动模）。具体来说就是将产品的3D模型放缩水后，利用3D软件（如Pro/E、UG等）将产品拆分为定/动模仁、斜顶、滑块、镶件等，如图1-8所示。3D分模是整个模具设计过程中的核心工作。只有经过分模，才能将模具里面成型产品的动/定模仁等相关零件设计出来，才能为后续的零件加工提供数据文件。
图1-8 3D分模图
3D分模并不仅指软件操作。如果简单地认为掌握了3D分模就掌握了模具设计，那就错了。在很久以前，产品都很简单，计算机的使用也不普及，通过人工计算和普通机床就可以把模具做出来。但是随着对产品的要求不断提高，产品的结构日趋复杂，通过人工计算和普通机床已经无法把模具做出来了。例如，产品的各种复杂曲面部分已经无法通过人工计算和机床摇数加工做出来，必须借助数控加工才能够做出来。然而，采用数控加工，就要编制刀路程序，而要编制刀路程序，首先必须要有零件模型。这个零件模型就是组成模具的3D零件，它就是通过计算机自动分模产生的。因此，对于当今模具加工来说，没有3D分模，设计加工模具简直是无法想象的。
虽说3D分模是借助软件自动完成的，但是软件不是万能的，它是不知道这里要做什么结构，那里要做什么结构的。软件的作用仅是取代人脑进行数学计算，简化程序而已。设计人员必须懂得模具结构设计知识，然后才能借助软件来进行操作，表达设计思路。不懂模具结构设计知识而去分模，分出的零件能不能加工、结构合理不合理都是不确定的。
时至今日，模具CAD/CAE/CAM技术的应用已经在大大小小的模具厂得到了普及，设计模具零件已经不需要大量的手工计算了，完全可以借助软件（如Pro/E、UG等）来设计。在校的学生必须认识到这一点，努力掌握好这项技能，才能适应企业的需求，切莫做空头的模具设计理论家。
2D装配图主要是指绘制的模具组立图，如图1-9所示，当然这里也包括绘制的零件图、线割加工图、放电加工图等。图纸对模具加工非常重要，即使在数字化加工的条件下，对于多数加工企业来说依然需要图纸。一般情况下设计人员在完成3D拆模后，就要绘制2D装配图并进行2D排位，以供加工车间各工序的加工师傅使用。绘制清晰、完整、准确的2D装配图是十分有必要的。
图1-9 2D装配图
2D排位与3D分模一样，专业性很强，并不是会用AutoCAD绘图，就能进行2D排位。只有懂模具结构设计知识，并且能熟练使用模具设计软件，才能够做好2D排位。在具体排位时，有许多细节和画法是表达模具结构所特有的，需要不断实践才能掌握。
模具零件加工是指根据设计图纸将各个模具零件加工出来。模具零件加工方法大致分为两种：一种是普通加工，包括普通车、铣、磨、钻等；另一种是特种加工，包括CNC加工、放电加工、电火花线切割加工等。具体采用何种加工方法，要根据待加工零件的特点、生产成本、交货期、精度要求等来确定，并非采用越精密的设备越好。在普通的模具企业中，通常情况下车间里两种加工设备都有。
普通加工包括普通车、铣、磨、钻等，模具加工企业一般来说都离不开普通加工。对于一些简单的零件，采用普通加工方法加工起来快速、方便。常见加工机床如表1-1所示。
表1-1 常见加工机床
续表
传统的机械加工都是手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，用卡尺等工具测量产品精度，时至今日这种普通的加工方式仍然在模具加工现场发挥着重要作用。随着计算机技术的飞速发展，如今的模具加工现场已使用计算机控制机床进行作业。数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对产品和零部件进行加工，这就是我们所说的CNC加工。CNC是英文Computerized Numerical Control（计算机数字化控制）的缩写，CNC加工包括数控铣加工、数控车加工、数控电火花加工等。只不过，对模具加工来说，CNC加工普遍是指数控铣加工，如数控加工中心加工等，如图1-10所示。
图1-10 数控加工中心加工
这里的放电加工指的是电火花加工，如图1-11所示。放电加工利用浸在工作液中的两电极间的脉冲放电来蚀除导电材料，英文简称为EDM。放电加工是模具加工中很典型的一种加工方法，特别适用于加工用普通切削加工方法难以切削的材料和形状复杂的工件。放电加工主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等。
图1-11 放电加工
电火花线切割加工（WEDM），有时简称线割加工，其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作为电极，对工件进行脉冲火花放电切割成型。
线割加工主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，各种微细孔槽、窄缝，以及任意曲线等。线割机床及工件如图1-12所示。线割机床具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，在模具加工生产中得到了广泛应用，一般模具车间必备此类加工设备。
图1-12 线割机床及工件
模具零件全部加工完毕后，就要由钳工来装配模具，即配模，如图1-13所示。由于所有的机床加工都有误差，模具零件加工完后不一定正好能装配成功，因此需要非常耐心、细心地去配模。钳工丰富的配模经验在这时显得无比重要，一个操作熟练的模具钳工堪比模具设计师。
钳工配模完毕后，在将模具交付客户之前必须试模，即将模具装在注塑机上打一些塑件，以检验模具是否存在问题，如图1-14所示。如果出现问题，则要仔细分析原因。通常来说，试模过程中会出现各种各样的问题，集中反映在产品质量上。究其原因，可能是模具设计存在问题，或者成型工艺存在问题，也可能是装配过程中出现问题等。只有试制出合格的产品，客户看后满意，此套模具才算合格。
图1-13 钳工配模
图1-14 试模
前面介绍了模具生产流程，从中可以看出模具设计是模具生产企业中一个重要的技术岗位，要想成为一名合格的模具设计师，需要具备哪些基本条件呢？
基础理论包括机械制图、模具结构设计、塑料、注塑成型等方面的知识。
不懂机械制图，就无法看懂模具工程图，无法了解零件结构，无法和别人交流技术，所以模具设计师必须懂机械制图知识；模具结构设计知识很重要，模具设计师需要了解各种典型的模具结构，这是很专业的知识，只有弄懂这些知识后才能看懂各种复杂产品的结构；模具是为注塑成型生产服务的，模具设计师如果不懂注塑成型原理，不了解产品成型过程中可能出现的质量问题，那么其模具设计水平也不会有多高。
如今模具设计及制造均采用数字化的方法进行，都是在计算机中完成的。因此，模具设计师必须熟练掌握相关的设计软件，如3D设计软件Pro/E、UG、SolidWorks等，2D设计软件AutoCAD等，要会利用这些软件进行模具设计，具体来说就是要会造型、分模，能够熟练使用AutoCAD绘制模具工程图。
空头的模具设计理论家谁都会做，但要想真正具备设计能力，必须经过实践的锻炼。没有人天生就是设计师，每个设计师都要经历由不懂到懂，由懂得很少到懂得很多这样一个过程。就算是那些优秀的模具设计师，也依然能够清晰地记得自己设计的模具第一次付诸加工时的心情——激动、紧张与兴奋。盼望它试模成功，因为这将检验自己的真正水平。模具设计技术本身就是一门工程技术，来源于工程实践，必将在工程实践中不断得到发展，新手只有反复地实践，才能逐步掌握模具设计技术，做设计才能更加得心应手。
许多初学模具设计的人害怕下车间，不愿意到加工现场，嫌那些地方枯燥、无趣，可事实上只有熟悉加工工艺，了解车间各机床的加工情况，才能合理地设计模具，否则设计出的模具有可能根本就无法加工出来。
最后要说态度问题，从事模具设计这一行要有一种不怕吃苦、踏实努力、谦虚谨慎的工作态度，切勿浮躁。
“水滴石穿，积水成渊”的道理大家都懂，“三天打渔，两天晒网”的寓意大家也都明白。它们都说明了一个道理：一件事情的成功，需要踏踏实实、坚持努力的态度。
眼下有不少青年学子在初入模具设计这一行时热情很高，认为这是技术活，薪酬也不错。可他们刚毕业，没有设计经验，怎么能马上做设计呢，于是被安排下车间锻炼，车间工作又苦又累，还很枯燥，工资也不高，他们的热情极容易受挫，往往干不长就萌生跳槽之念。这并非好事，须知科班毕业，拿到大学文凭，只能表明你学过模具设计，而不代表你就能做好模具设计。下车间了解加工工艺、配模工艺、成型工艺等，与车间师傅尽早交流沟通，对于设计模具大有裨益，即使将来从事管理工作，也能得心应手。从加工一线走出来的模具设计师往往底气十足，经验十足，更具有竞争力，也是模具管理人才的首选。有时候老板安排你下车间是在锻炼你，也是在磨炼你，让你更有能力担当大任。
所谓“人往高处走，水往低处流”，这固然没错，但如果这山望着那山高，感情用事，没有远见地频繁跳槽，于己是不利的，毕竟青春易逝，几年时间很容易伴随着频繁跳槽浪费掉。
事实上，只要你具备乐观向上、勤奋踏实、谦虚好学的品行，即使不从事模具设计这一行，也肯定会在其他事业方面有所成就。