注射模具的案例
利用UG進行手機電池扣注射模具設計與制造
以手機電池扣為例，設計了一套基于UG Moldwizard的具有對稱抽芯機構的注射模具，闡述了UGMoldwizard 自動設計注射模具的過程和要點，以及其之于傳統注射模具設計的優勢所在。介紹了模具材料的選擇，以及基于UG CAM的模具制造的要點因素。
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塑料成型工藝與模具設計
影響熱固性塑料流動性的主要因素：塑料品種 模具結構 成型工藝
完整的注射工藝過程，按其先后順序應包括：成型前的準備 注射過程 塑件的后處理
注射過程一般包括加料 塑化 注射 冷卻和脫模
無論任何形式的注塑機，注射的過程可分為充模 保壓 倒流 澆口凍結后的冷卻 脫模
影響注射成型工藝的重要參數：塑化流動 冷卻溫度 壓力以及相應的各個作用時間
料筒最合適的溫度范圍應在粘流態溫度Qf和熱分解溫度Qd之間
注射模塑化過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力
塑化壓力：塑化壓力又稱背壓，是指采用螺桿式注射機時，螺桿頭部熔料在螺桿轉動后退時所受到的壓力
注射壓力：注射機的注射壓力是指柱塞或螺桿頭部對塑料熔體所施加的壓力
塑料制件結構工藝性設計的主要內容包括：尺寸和精度 表面粗糙度值 塑件形狀 壁厚 斜度 加強助 支承面 圓角 孔 螺紋 齒輪 嵌件
文字 符號及標記等
熱固性塑料的小型塑件，壁厚取值1.6~2.5mm，大型塑件取3.2~8mm 1.6--8mm
熱塑性塑料易于成型薄壁塑件，最小壁厚能達到0.25mm，但一般不宜小于0.6~0.9mm，常取2~4mm
加強助的主要作用是增強塑件強度和避免塑件變形翹曲
注射模具按其成型塑料的材料可分為熱塑性塑料注射模具和熱固性塑料注射模具；按其使用注射機的類型可分為臥式注射機用的注射模
具 立式注射機用的注射模具 角式注射機用的注射模具
注射模具的基本結構是由動模和定模兩大部分組成的。
展開 游樂場滑梯大型注射模具設計+3d
熔融塑料流程的計算，推薦讀者參考徐佩弦主編的《塑料注射成型與模具設計指南》（機械工業出版社出版，2014年）一書。
由于塑件的使用性能要求，外表面不能存在澆口或其它頂針痕跡。為此，模具設計了倒裝模具結構。由于頂針板巨大，在頂針板兩端設計兩個或4個油缸很難平衡頂出，故在頂針板中間設計了兩個頂出油缸，將每一側的方鐵截成兩端。
塑件的冷卻系統采取多路水塘冷卻，前后模均設計了水塘。
薄壁注塑加工對注射機和模具的要求
此外，還應該考慮到模具用材。
P20鋼被廣泛應用于傳統制品的模塑，但由于薄壁注塑的壓力更高，模具必須制造得十分堅固。H-13和其它硬鋼為薄壁模具增加了額外的安全系數。然而，堅固模具的成本可能高于標準模具的30%～40%。但增加的成本通常會被提高的生產性能所抵消。
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1.沖壓模具（沖模）:沖裁模（無、少廢料沖裁、整修、光潔沖裁、深孔沖裁精沖模等），彎曲模具，拉深模具，單工序模具（沖裁、彎曲、拉深、成形等），復合沖模，級進沖模；汽車覆蓋件沖模，組合沖模，電機硅鋼片沖模板材沖壓成形2.塑料成型模具:壓塑模具，擠塑模具，注射模具（立式、式、角式注射模具）；熱固性塑料注射模具，擠出成形模具（管材、簿膜扁平機頭等）發泡成形模具，低刀具工具泡注射成形模具，吹塑成形模具等塑料制品成形加黃巖工藝（熱固性和熱塑性模塑料）3.壓鑄模:熱室壓鑄機用壓鑄模，立式冷室壓鑄機用壓鑄模，臣式冷室壓鑄機用壓鑄模，全立式壓鑄機用壓鑄模，有色金屬（鋅、鋁、銅、鎂合金）壓鑄，黑色金屬壓鑄模有色金屬與黑色金屬壓力鑄造成形工藝4.鍛造成形模具模鍛和大型壓力機用鍛模，螺旋壓力機用鍛模，平鍛機鍛模，輥鍛模等；各種緊固件冷鐓模，擠壓模具，拉絲模具，液態鍛造用模具等金屬零件成形沖壓模具http://zhizao.mouldu.com/sell_list/keyword-沖壓模具，采用鍛壓、擠壓5.鑄造用金屬模具各種金屬零件鑄造時采用的金屬模型 金屬澆鑄成形工藝6.粉末冶金模具成形模；手動模：實體單向壓制、實體雙向壓制手動模；實體浮動壓模；機動模：大型截面實體浮動壓模，極掌單向壓模，套類單向、雙向壓模，套類浮動壓模；整形模；手動模；徑向整形模，帶外臺階套類全整形模，帶球面件整形模等。機動模：無臺階實體件自動整形模，軸套拉桿式半自動整形饃，軸套通過式自動整形模軸套全整形自動模，帶外臺階與帶外球面軸套全整形自動模等 粉末制品壓坯的壓制成形黃巖藝。主模具電加工設備用于銅基、鐵基粉末制品；機械零件，工具材料與制品易熱零件等7.玻璃制品模具吹一吹法成形瓶罐模具，壓一吹法成形瓶罐模具，玻璃器皿用模具等玻璃制品成形工藝8.橡膠成型模具橡膠制品的壓膠模、擠膠模、注射模。
展開 什么是塑膠模具？給大家分析下塑膠模的類型
塑料模具，是塑料加工工業中和塑料成型機配套，賦予塑料制品以完整構型和精確尺寸的工具。簡單的說，塑料模具就是用來加工塑料的一種工具。
由于塑料品種和加工方法繁多，塑料成型機和塑料制品的結構又繁簡不一，所以，塑料模具的種類和結構也是多種多樣的。主要分為以下6種。
1、塑料注射（塑）模具
它主要是熱塑性塑料件產品生產中應用最為普遍的一種成型模具，塑料注射模具對應的加工設備是塑料注射成型機，塑料首先在注射機底加熱料筒內受熱熔融，然后在注射機的螺桿或柱塞推動下，經注射機噴嘴和模具的澆注系統進入模具型腔，塑料冷卻硬化成型，脫模得到制品。其結構通常由成型部件、澆注系統、導向部件、推出機構、調溫系統、排氣系統、支撐部件等部分組成。制造材料通常采用塑料模具鋼模塊，常用的材質主要為碳素結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼，高速鋼等。注射成型加工方式通常只適用于熱塑料品的制品生產，用注射成型工藝生產的塑料制品十分廣泛，從生活日用品到各類復雜的機械，電器、交通工具零件等都是用注射模具成型的，它是塑料制品生產中應用最廣的一種加工方法。
2、塑料壓塑模具
包括壓縮成型和壓注成型兩種結構模具類型。它們是主要用來成型熱固性塑料的一類模具，其所對應的設備是壓力成型機。壓縮成型方法根據塑料特性，將模具加熱至成型溫度（一般在103°—108°），然后將計量好的壓塑粉放入模具型腔和加料室，閉合模具，塑料在高熱，高壓作用下呈軟化粘流，經一定時間后固化定型，成為所需制品形狀。壓注成型與壓縮成型不同的是有單獨的加料室，成型前模具先閉合，塑料在加料室內完成預熱呈粘流態，在壓力作用下調整擠入模具型腔，硬化成型。壓縮模具也用來成型某些特殊的熱塑性塑料如難以熔融的熱塑性塑料（如聚加氟乙烯）毛坯（冷壓成型），光學性能很高的樹脂鏡片，輕微發泡的硝酸纖維素汽車方向盤等。
展開 注射模具的基本結構及分類
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如何提高塑料模具的精密度？
防護屏外罩注射模具設計+3d
軟模和硬模除了模具的壽命區別較大外，對產品一般沒有影響。
硬模的制造工序較多，模具成本會比同等的軟模提高30% 以上，淬火的目的是大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足模具的長壽命要求。由于淬火會導致工件變形，所以需要設計預留變形量。
硬模模仁的典型加工工藝為：在模仁的長寬高三個方向均分別增加加工余量0.5mm.需要注意胚料各方向的垂直度公差不能大于0.02；胚料檢查合格后，用色筆標注基準角及需要加工的部位。
模具的滑塊設計圖見圖4.所有滑塊均采用斜導柱驅動。
塑件采用頂針頂出，設計中托司為頂針板導向。
展開 診療儀端蓋注射模具設計+3d
圖2 模具設計排位圖
圖3 后模滑塊結構圖
圖4 側面小滑塊結構圖
圖5 后模大滑塊圖
模具時需要注意模具零件的加工工藝性，由于塑件膠位部分往往不規則，模具零件在非膠位部分必須設計兩個垂直的平面作為基準面。兩側小滑塊的加工基準見圖7所示。模具設計時，如果忽視模具零件的加工基準，則會使模具零件難以加工。例如CNC加工，線切割加工和電火花加工，均需要加工基準。
圖6 B板結構圖
圖7 小滑塊的加工基準
摩托羅拉手機后殼注射模具設計+3d
手機外殼模具屬于高要求的精密模具。一般多采用1出1的型腔設計。個別情況下也有做1出2的型腔排位，但對模具制造提出了更高的要求。本套模具采用1出1，模胚為DCI2535，在模胚的四邊分別設計一個零度定位塊，保證模具精確合模。
手機外殼模具的高精度主要體現在以下幾方面：
1）材料選擇，手機外殼材料一般為PC+ABS，俗稱塑料合金，既有ABS優良的注塑性能合流動性，又有PC料的強度和硬度。
2）手機模具的設計制作周期都很短，給模具制造帶來很大的挑戰。很多模具廠都是提前備有鋼材和模胚，一旦下單，立即投入CNC加工。對于小滑塊和小斜頂則盡可能地標準化，提前加工一些標準件。
3）手機外殼模具都屬于大批量生產的模具，模具鋼材均需要熱處理，采用S136,熱處理至48～52HRC.
4）手機屬于消費電子產品，人們對手機的要求就是手感和舒適性，因此，手機模具的分型面夾線和滑塊夾線要做到0.02以下，而且由于模具鋼材經過熱處理，才使得分型面夾線的精度具有保持性。
5）由于生產批量較大，滑塊需要做鑲件，卡在滑塊座上，用螺釘固定，見3D圖。后模滑塊盡可能采用斜導柱驅動，并在滑塊斜面和底部增加耐磨塊，便于調整和更換。
圖2 模具設計排位圖
圖3 前模斜頂及其復位設計
6）斜頂要氮化或者進行DLC處理。DLC是一種非晶態薄膜，由于具有高硬度和高彈性模量、低摩擦因數、自潤滑、耐磨損以及良好的真空摩擦學特性，很適合于作為耐磨涂層。DLC技術可以應用在斜頂、滑塊等運動部件上，減少摩擦磨損，提高模具壽命。近來DLC技術在塑料模具行業應用越來越廣泛。例如著名的模具零部件供應商HASCO標準件的導柱和方導柱等零件已經廣泛采用了DLC技術。
7）斜頂在封膠的同時，需要配松一些，在大批量生產時以免卡死。
展開 注射成型模具生銹原因及其排除方法
注塑模具多用工具鋼制成，在工作中它要遇到腐蝕性氣體、水等導致生銹的物質。生銹模具制得的塑件將會產生質量問題，因此需要將其排除。
熔體分解產生的氣體
有些原料加熱后會生產揮發性氣體，很多原料在過熱時也產生揮發性氣體，這些氣體多帶腐蝕性，它們彌漫于機器周圍，當模具不工作時，它們會對模具產生腐蝕。
對此，在機器停止工作時，應用軟布將模具擦凈，并閉合模具，若較長時間不用時，模腔內要噴防銹劑，在關閉模具時還要涂上黃油，堵上澆口。
模具中的冷卻水
模具中多通冷卻水以驚醒冷卻，因此機器周圍水氣較多。如將模具冷卻到露點一下，空氣中的潮氣就會在模具表面結成水珠，如不及時擦去就易生銹。
特別是在模具停止工作后，會很快產生冷凝水。因此，不要輕易停止成型，即使要停止，也要關閉冷卻水，并將模具擦干。
成型時產生的碳化物
模具在較長時間工作后，成型材料中析出和分解生成碳化物，常使模具磨損、腐蝕或生銹。對此，若發現有碳化物生成，應立即用干布將其擦掉、擦凈。
展開 
左右后視鏡殼體注射模具設計+3d
模具外形圖見圖2所示，由于塑件左右對稱，因此，模具設計型腔排位為1+1，模具設計排位為兩穴直線并列排位，兩個滑塊處于同一側。模胚為非標模胚CI5790，模具屬于大型模具，模胚邊緣設計了4個斜度定位塊，便于模具抵御注塑時型腔的側向力，保持合模精度，模架定位塊的定位通常稱為二級定位。
圖2 左右后視鏡殼體模具外形圖
二級定位是前后模胚的精確定位，零度定位塊的定位精度要遠遠高于導柱導套的定位精度。定位塊在模胚上盡量要在模架廠完成加工并組裝，保證前后模架的配合精度。定位塊材料采用合金鋼熱處理或銅加石墨材料，在定位塊摩擦面要有潤滑油槽。零度定位塊具有導向和定位兩種作用，可以有效保護模仁上的薄弱插穿面。
圖3 分型面及后模圖
圖4 后模滑塊
在前后模仁上設計了三級定位，就是定位虎口，設計在每個模仁的四角，側面角度為5゜，可以有效保護模具型腔內的擦穿位。如果薄弱的擦穿鑲件的擦穿角很小，則虎口側面的角度取小值。模具設計時需要注意使后模仁的虎口凸起，前模仁的虎口凹下。
模具設計時需要注意，左右后視鏡殼體模具屬于高光模具，需要精密控制成型條件，設計足夠的冷卻回路。選擇適合高光塑件的鋼材。這種鋼材多是含鉻量或者含鎳量高的鋼材。由于滑塊（見圖4）后模鑲件多處存在尖角，模具容易磨損，需要采用熱處理后的鋼材，做硬模，才能有效延長模具使用壽命。
塑件采用頂針頂出，為了安全起見，設計了先復位機構。
側向抽芯機構設計采用斜導柱驅動，并在滑塊斜面和底面設計耐磨塊，便于調整和更換。
模具設計時，必須考慮模具零件的加工工藝性。確定基準是模具零件加工很重要的一環。
展開 多通管接頭液壓抽芯注射模具設計+3d
5.對于某些模具，需要分析油缸是推出或者是縮進。即模具抽芯所需要的滑塊抽芯動作。
6.油缸抽芯時，模具的成型周期會受到影響，因此，需要得到客戶的確認。
7.設計油缸抽芯的模具時，油管需要適當固定，防止影響模具動作。如果需要模具運作平衡，則設計集油器，將進出油的接頭統一進出油。
8.油缸抽芯時，油溫需要保持穩定。油缸抽芯在高溫模具中慎用。
9.油缸抽芯時，必須采用鏟基鎖緊油缸。特別小的孔位抽芯，可以不鎖，利用油缸本身的力量鎖緊。
清潔機器人底殼注射模具設計+3d
塑件尺寸較大，模具結構復雜，外形有多處滑塊抽芯，模具設計型腔排位為1出1.模具設計排位圖見圖2所示。模胚為非標模胚6075，模胚邊緣設計了兩處斜度定位塊。
圖2 模具設計排位圖
圖3 滑塊及其分型面設計
圖4 氣缸驅動針閥式熱嘴
為了提升制品品質，縮短注塑周期，節約塑膠原料，采用了針閥式熱流道系統，針閥式熱流道系統比開放式熱流道系統有更好的產品品質。在制品外觀上進澆口處平整，無凸起澆口痕跡，能使用較大直徑的澆口，可使型腔填充加快，并進一步降低注射壓力，減小產品變形；因此澆注系統采用針閥式熱嘴單點進膠，針閥利用氣缸驅動，見圖5所示。在定模座板與A板之間增加一塊模板用來安裝針閥式熱嘴和氣缸。并在定模座板與熱嘴固定板之間設計?30定位銷，此定位銷受力很大，不能太細。針閥式熱嘴最常見的控制方式有氣壓控制和液壓控制兩種，由于氣壓控制使用空氣，清潔環保，具有明顯的優勢，因此清潔機器人底殼的針閥式熱流道采用了氣壓控制的方式。
由于氣缸厚度以及活塞桿運動需要足夠的空間位置，氣缸體下沉在A板背面，氣缸蓋上設計銅套為活塞桿導向，杠桿固定座固定在A板的背面，用定位銷防止轉動。杠桿的回轉中心固定在杠桿固定座上，一端開槽用來卡住閥針的杯頭，一端連接在活塞桿上。活塞底部通氣可以使活塞桿向上抬起，杠桿擺動，驅動閥針下壓，鎖緊澆口。注塑保壓完畢，活塞頂部通氣可以使閥針抬起。
所有滑塊均為后模滑塊，角部傾斜的圓孔處的滑塊為油缸驅動的滑塊，油缸為日本太陽鐵油缸。其余的滑塊均為斜導柱驅動的滑塊。在設計斜導柱時，如果滑塊較高，則斜導柱必須作用在滑塊尾部較低的部位，見模具圖（有1處較高的滑塊），在滑塊斜面設計耐磨板，便于模具飛模和調整。
塑件邊緣有整圈的密封件安裝槽，內部有很多骨位，因此，塑件對后模的包緊力很大。模具的頂出系統設計了頂針和直頂兩種頂出元件。
展開 注塑模具中做鑲件的目的是什么？
注塑模具鑲件也叫做嵌件，也有人稱其為入子，叫法不一。指的是用于鑲嵌在注塑模具模仁中的模具配件，對精密度的要求非常高。那么為什么要在注塑模具加工時費力氣做鑲件呢？
主要有以下幾個目的：
1、節省注塑模具制造材料
眾所周知，注射模具固定材料是固定形狀的比較規則的塊狀鋼材，但是前后模具的材料是以z的高度決定的，無論是前模還是后模，如果某個地方比其他地方高的話，就可以制作鑲件來降低模具的高度。
2、方便改模
注射模經常修改的地方，可以拆下來做成鑲件，以后換模具時只要換鑲件，甚至開模時還可以多做幾塊鑲件替換，這樣便于對模具進行修改。
3、有利于注塑模具排氣
注射成型模具的排氣非常重要。如果排氣不好，模具腔內會出現困氣，尤其是在相對較深的骨位。注射成型時，產品容易出現氣泡或收縮、缺膠、變白或黑點等不良現象。因此，可以在模具需要排氣的地方添加鑲件，并利用鑲件的配合間隙進行排氣。
4、方便注塑模具加工
注射模中有些深骨位，刀具難以進行加工，雖然可以用電火花加工，但EDM加工速度慢，加工效率不高，所以一般會選擇做鑲件，減少了加工難度，也便于排氣。另外就是深骨型省模，因為出模必須要省的地方省模很不方便，但在這些地方開鑲件，拆開省就方便多了。
5、延長注塑模具的使用壽命
通常來說，注塑模具需要設計鑲件的地方，往往是模具中易損壞的地方，一旦鑲件損壞就可進行更換，從而延長注塑模具的使用壽命。
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