3D模具設計系統的案例
UG模具設計的《頂出系統》頂級設計師都不一定知道，UG模具設計必備
1 頂針與司筒的選用標準
1.1 頂針及司筒標準的選用
頂針及司筒優先采用正鋼標準，其次選用盤起標準；（客戶要求除外）
頂針分為兩種：全硬和氮化；
正鋼與盤起常用頂針司筒分類表：熱處理要求如下表所示
1.2 圓頂針
1、 圓頂針是最簡單,最普通的頂出裝置；
2、 設計時一般選用【EPD1 氮化型（SKD61）、EPD2 全硬型（SKD61）、EPH 全硬型（SKH51）】，請根椐模具的具體情況來選用；
3、 注意鑲針可選用頂針代替
1.3 臺階頂針
1、 頂針直徑小于等于 3mm 要用臺階頂針；
2、 設計時一般選用【EPDN1 氮化型（SKD61）、EPDN2 全硬型（SKD61）、EPHN 全硬型（SKH51）】，請根椐模具的具體情況來選用；
1.4 扁頂針
1、 特殊要求(如制品內部有特殊筋、骨、槽位等),需要使用扁頂針；
2、 設計時一般選用【ERD1 氮化型（SKD61）、ERD2 全硬型（SKD61）、ERH 全硬型（SKH51）】，請根椐模具的具體情況來選用；
1.5 司筒及司筒針
1、 司筒用在產品上有較深柱子的模具結構中，在司筒壁厚允許的情況下,優先使用下圖所示（圖1）的形式；
2、 司筒針底部均用壓板固定（如下圖所示），特殊情況需防轉的要設計防轉。
展開 塑膠模具設計系統班VIP學員模具設計問題，解答
2.虎口高度需做到15MM以上
3.虎口R角做得太大，做到R8
4.四周一定要做虎口
5.流道不要做成直沖式的，要有緩沖的
6.模具上有薄鐵，請調整。
7.此處有薄鐵，頂針移位調整
8.薄鐵，頂針移位調整
9.滑塊入子沿箭頭無定位
10.滑塊壓條加定位銷
11.此方向增加直身
12.水路太遠，需調整到15MM左右
13.此處取消頂針，用頂塊頂出
14.改成2個小頂針
15.這些深筋處的鑲件必須用鈹銅料，鈹銅下面有運水。否則后期A面上的縮影難調。
16.頂出距離35MM夠嗎？請做到55MM。
17.兩側對稱加行程開關，開關作成可調節式的，且要沉入模架內
18.彈簧孔重新加深，壓縮比需在40%之內
19.天側做防塵板，防塵板沉入模架內
20.分型面需做平衡塊
21.此產品噴鋼琴黑的油漆，對A面要求較高，所有深筋，卡腳根部壁厚先做到1.1MM，頭部壁厚0.8MM
22.此處距離最少要有9.00mm斜頂退出行程，建議更改產品
23.此處出后模有倒扣無法出模，建議向后模方向拔模更改產品！
數控，模具人才千千萬，其實你不孤單，只是你沒有找到組織
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展開 UG模具設計：利用胡波外掛快速做模具3D裝配
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定位齒條注塑模具設計要點+3d
模具的進膠方式為側澆口，澆口位置在齒條的根部無齒的部位，便于修剪，并在修剪后不影響塑件功能。
塑件外側的調節片需要設計后模滑塊，見圖3，此滑塊用斜導柱驅動，并在滑塊斜面設計耐磨塊，以便調節和更換。防滑齒在塑件的內側和齒條的上部，需要設計前模斜彈滑塊，此滑塊用固定在面板上的鏟機用T形槽驅動。澆口套固定在面板上，與A板避空，與前模仁以錐度配合。面板與A板之間加了限位螺釘，并套有彈簧輔助開模。AB板之間設計有樹脂開閉器，使前模斜彈滑塊首先打開再打開分型面。齒條部位必須設計成鑲件，是這種模具設計的關鍵，這樣便于齒形部位利用慢走絲加工。
塑件利用頂針頂出。由于頂針處于滑塊底部，模具設計了回位行程開關，監測頂出系統及時回位。模具前后模仁的冷卻運水全部采用了直通運水，有效保證注塑的正常進行。
圖1 定位齒條產品圖
圖2 定位齒條模具圖
圖3 滑塊結構
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診療儀端蓋注射模具設計+3d
推薦理由
完整案例結合3D圖檔。
診療儀端蓋產品見圖1，產品最大外形尺寸為142.85 mm x 42.30 mm x 34.30 mm， 塑件平均膠位厚度2.50 mm，塑件材料為PC，縮水率為1.006，塑件質量為43.27克。塑件技術要求為不得存在披峰、注塑不滿、流紋、氣孔、翹曲變形、銀紋、冷料、噴射紋等各種缺陷。
圖1 診療儀端蓋產品圖
從圖1可以看出，塑件結構為頂面大底面小的內縮殼體，三側封閉，內部膠位邊緣傾斜，底部帶有3個螺絲柱。根據塑件結構分析，模具設計的難點在于內側面需要設計傾斜的大滑塊，且滑塊的兩側同樣需要設計滑塊。模具結構為滑塊帶動滑塊的復合滑塊的結構形式。
塑件的結構需要將全部膠位出在后模，滑塊也是后模滑塊。根據塑件尺寸和形狀，模具設計型腔排位為1出2，型腔及兩個滑塊的受力也能夠保持平衡。標準模架CH4545，模具設計排位圖見圖2所示。澆注系統設計為潛伏式澆口，熔融塑料從垂直主流道進入分型面后經過短的分流道直接進入潛伏式澆口。對于PC材料，注塑時防止注塑缺陷的有效手段是分流道短而粗才能取得較好的制品質量。
后模滑塊結構圖見圖3所示。塑件內部膠位三側封閉，如果直接一次抽芯，會使塑件拉變形。因此開模時需要分開幾次抽芯才能分解塑件對滑塊的包緊力，首先塑件中間的紅色小滑塊先抽芯，其運動導向為底部的T形槽。紅色小滑塊移開后，兩側的小滑塊（見圖4）會在兩個小彈簧的作用下，沿著底部的T型槽向中心移動，使塑件兩個側面的膠位脫模，兩個小滑塊的運動導向同樣為底部的T形槽。最終大滑塊才帶動整個滑塊系統完成抽芯。
由于后模兩側設計傾斜大滑塊，B板和大滑塊的強度需要得到關注。
展開 模具澆注系統模溫控系統設計,老師傅總結的10條重點,條條經典!
冷卻系統設計原則如下： 1、 冷卻系統應保證制品冷卻的充分性和均勻性；2、 在設計中冷卻水道要便于加工，盡可能不要出現 2 個角度的斜水路；3、 水道直徑選用 Ф6，Ф8，Ф10，Ф12, Ф15，Ф18 且一個工件盡量使用一種規格的水道直徑；4、 運水排布應盡量與制品形狀保持一致；5、 較大的行位斜頂,也需設置運水,因其尺寸大,如缺少冷卻,除影響成型的制品質量,還會在運動時因受熱易發生咬蝕；6、 盡量減少冷卻水道中“死水”(不參與流動的介質)的存在，不能有太長死角,以免冷卻水回流影響效果；7、 對冷卻水道布置有困難的部位應采取其它冷卻方式，如鈹銅、冷卻棒等；8、 對 PE、PP 等收縮較大的塑件，盡量沿制品收縮較大的方向排布運水；9、 合理確定冷卻水接頭位置，避免影響模具安裝、固定；10、模具主流道部位常與注塑機噴嘴接觸，是模具上溫度最高的部位，應加強冷卻，必要時應單獨冷卻；11、運水進出孔優先設計在非操作側；12、熱流道板需設計運水；13、熱嘴需設計單獨的運水六.水路的設計標準 4.2.1 水路的設計無客戶要求外具體要求如下:1、 運水到頂針、螺絲孔、鑲件孔等邊最少要保持 6mm 以上；當運水孔長度超過 1M 時，此邊距需做到 8MM 以上；2、 水孔間距 L 一般為(2.5～3.5)d（見下圖所示）；3、 水孔邊到型腔膠位距離 H 為（2～3）d（見下圖所示）；
4、 水路長度不可超過深孔鉆所能加工的最大長度,如超過則必須從兩面加工5、 模具在 2D 排位與 3D 圖上應注明運水的進出標識（ “IN1”與“OUT1”……），如下圖所示，（注意出口模的進出標識需按客戶要求來標注，如“E1”與“S1” ……）；為降低入水口與出水口的溫差，入水、出水溫差會影響模具冷卻的均勻性，如果一個回路的出水溫度減入水溫度＞5℃，此回路流長需要減短
展開 游樂場滑梯大型注射模具設計+3d
游樂場滑梯常用PE和PP等材料設計制作。產品設計時需要注意安全性，材料本身無毒無害，產品外觀設計符合幼兒娛樂需要，無尖銳部分，不能對幼兒造成傷害。從圖1可以看出，塑件尺寸很大，結構造型簡單，模具的分型面為曲面，塑件邊緣有4個小孔需要設計滑塊抽芯。因此，模具屬于大型模具。大型模具的設計與普通中小型模具相比，具有其特點。由于尺寸大而引起的難度主要在于責任大，任何一點小失誤或考慮不周，都會給模具制造過程帶來很大損失，嚴重時會浪費資金以及影響模具品質。
模具設計圖見圖2所示，模具型腔排位為1出1，模胚為非標模胚75180，對于這樣的大型模具，模仁多采用原身留的設計方法。前后模AB板均采用P20制作，前模的型腔直接做在A板上，用大型龍門CNC加工。后模鑲件的加工內容較多，需要線割頂針孔，電火花放電加工骨位，這兩道工序的機床尺寸有限，因此后模的鑲件分為三部分，見圖5所示。
大型模具，容易產生剛性不足，因此，除了模板需要滿足剛性設計和強度設計之外，模板之間的組合強度同樣重要，合模后的剛性，需要模板上的虎口來實現。6處虎口見圖6所示。
圖2 模具3D圖
圖3 模具分型面
對于特大型塑件的模具，澆注系統設計顯得非常重要。最典型的大型模具，如汽車配件，門板，保險杠等，大型醫療器械CT機的機架等。這些塑件的模具，澆注系統的設計不能全靠經驗來設計。多數需要采用模流分析來確定優秀的澆注系統設計方案。游樂場滑梯的澆口數量，經過模流分析，采用YODU熱流道系統，需要三點澆口。
圖4 動模部分圖
圖5 后模仁組合圖
圖6 前模仁圖
熱嘴的型號為BIM45CC，開放式熱流道系統，3個熱嘴進膠，配置一個分流板。
展開 左右后視鏡殼體注射模具設計+3d
側面的大型開口處需要設計滑塊抽芯，滑塊同時要包住側面的?7.15小孔。
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
A產品
B產品
圖1 多通管接頭圖
圖2 模具設計排位圖
圖3 后模滑塊組合圖
從圖1可以看出，塑件A為復雜六通管接頭，其中一處口部邊緣外徑有螺紋，另有一處口部傾斜。塑件B為三通管接頭，內孔抽芯距離較長。多通管接頭模具設計的難點有以下幾點;1.開模方向，即塑件的動定模具兩側分析，滑塊朝向哪一側的分析。2.油缸抽芯和斜導柱抽芯的確定。3.滑塊在內孔中的結合分析，即中子結合處不能阻礙中子運動，中子結合處不能有披鋒，中子在射膠壓力下不能彎曲變形。
本套模具中，塑件的開模方向分析是關鍵。對于塑件A，將斜的接頭朝向動模，見圖2所示。對于塑件B，將十字骨位朝向動模，最大抽芯方向朝向外側。模具設計型腔排位為1+1，模胚為標準模胚4060，澆注系統為潛伏式澆口。
圖4 模具排位分析
根據塑件的結構，確定了開模方向，做好排位。本套模具的滑塊抽芯采用了液壓油缸抽芯。多通管件的模具，內孔抽芯時往往需要做好內孔的兩個中子的對碰封膠問題。一般來說，抽芯距離超過70時，必須采用油缸抽芯。如果采用斜導柱抽芯，則斜導柱強度和剛性不足，而且斜導柱的長度過長，伸出模外。另一個原因，油缸抽芯便于控制抽芯的時機，使相互對碰的中子能夠很好地實現封膠。
油缸抽芯的注意事項如下；
1.做好滑塊的導向。通常可以設計導柱導套為活塞桿導向并增加剛性。也可以在壓條上做導向，例如本套模具。
2.油缸的連接，不可將油缸活塞桿直接連接在滑塊上。而是在活塞桿的頭部擰一個戒指。將戒指卡在滑塊尾部的T形槽內。
3.油缸抽芯行程的確認。通常需要在行程的起始兩個位置設計行程開關來控制油缸運作。
展開 防護屏外罩注射模具設計+3d
圖1 防護屏外罩產品圖
從圖1可以看出，塑件結構造型為Z型，頂面有3處擦穿位，背面有3處需要設計滑塊抽芯。由于塑件扭曲呈Z型，高低落差大，合理布置3處滑塊，防止塑件變形是模具設計的首要任務。另一方面，由于分型面扭曲傾斜，塑件材料為PP，模具設計和制造必須考慮塑件不能產生批鋒。
針對塑件形狀，模具設計排位采取1出2，模胚為標準模胚CT 4050 A130 B100 C120，澆口為側澆口，從塑件側面一點進膠。為了避免塑件在注塑時產生批鋒，最有效的措施是設計成硬模，即對前后模仁進行熱處理。模具材料為1.2344，熱處理48～52HRC,模具設計圖見圖2. 3D分模時，需要將流道部分做成平位，便于塑膠流動，分型面要作順滑。順滑的分型面便于提高CNC刀具切削精度，利于飛模，因此能有效提升合模精度。前后模仁圖分別見圖4和圖5.
圖2 模具3D圖
圖3 模具分型面
圖4 滑塊設計圖
圖5 前模仁圖
圖6 后模仁圖
軟模是指模仁硬度在44HRC以下，模仁所采用的鋼材買回來后不用進行熱處理就能達到使用要求，例如常見的預硬化鋼材718H，S136H和NAK80，以及鈹銅等材料制作的模仁。
日本鋼材NAK80，在預硬化鋼材中屬于較硬的一種，硬度38～41HRC，其組織細密均勻，適合拋光。模具型腔的粗加工和精加工主要是依靠CNC切削加工的。在目前技術條件下，鋼材最適宜加工的硬度是38HRC，這個硬度時切削刀具耐用度也高，加工效率也最高。
機械加工既可產生應力，又可消除殘余應力，這樣可能會引起工件立刻變形，或者在以后的熱處理中產生變形。
展開 注塑模具澆注系統設計原則
澆注系統的設計是注塑模具設計的一個重要環節，它對注塑成型周期和塑件質量(如外觀、物理性能、尺寸精度等)都有直接影響。
設計時須遵循如下原則
(1) 型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而產生溢料現象。
(2) 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。
(3) 系統流道應盡可能短，斷面尺寸適當(太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大)；盡量減小彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。
(4) 對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置。
(5) 滿足型腔充滿的前提下，澆注系統容積盡量小，以減少塑料的耗量。
(6) 澆口位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。
展開 
注塑模具頂出系統設計
產品完成一個成形周期后開模，產品會包裹在模具的一邊，必須將其從模具上取下來。此工作必須由頂出系統來完成，它是整套模具結構中重要組成部分。一般由頂出、復位和頂出導向等三部分組成。
1、頂出系統的設計原則
頂出系統形式多種多樣，它與產品的形狀、結構和塑料性能有關，一般有頂桿、頂管、推板、頂出塊、氣壓復合式頂出等。
圖8.1 頂出系統結構圖
頂出系統的結構圖，如圖8.1。其設計原則如下：
①選擇分模面時盡量使產品留在有脫模機構的一邊。
②頂出力和位置平衡確保產品不變形、不頂破。
③ 頂針須設在不影響產品外觀和功能處。
④ 盡量使用標準件安全可靠有利于制造和更換。
⑤ 頂出位置應設置在阻力大處，不可離鑲件或型芯太近。對于箱形類等深腔模具，側面阻力最大，應采用頂面和側面同時頂出方式以免產品變形頂破。
⑥ 當有細而深的加強筋時一般在其底部設置頂桿。
⑦ 在產品進膠口處，避免設置頂針以免破裂。
⑧ 對于薄肉產品，在分流道上設置頂針，即可將產品帶出。
⑨ 頂針與頂針孔配合一般為間隙配合，如太松易產生毛邊，太緊易造成卡死。為利于加工和裝配、減少摩擦面，一般在動模上預留10~15mm的配合長度，其余部分擴孔0.5~1.0mm, 形成逃孔。
⑩ 為防止頂針在生產時轉動，須將其固定在頂針板上，其形式多種多樣，須根據頂針大小、形狀、位置來具體確定。
展開 摩托羅拉手機后殼注射模具設計+3d
另外，對于斜頂，需要設計導向塊，利于增加小斜頂的強度。
8）前模斜頂及其復位設計見圖3所示。前模斜頂需要設計小的頂針板，需要設計復位桿兼導向桿，動模B板通過拉板驅動小頂針板。斜頂需要設計導向塊。
9）頂出系統的頂針板回位需要設計行程開關，見3D圖。
10）前后模具均需要設計冷卻系統，以保證注塑過程平穩運行。
11）澆口采用三板模具點澆口，4點進膠。注意手機模具的澆口殘留痕跡要小，澆口斷點不能影響塑件美觀性。
12）模仁最小角部半徑有限制。一般電火花加工能得到的最小角部半徑略大于加工放電間隙，通常為0.02mm～0.03mm，若電極有損耗或采用平動頭加工，則角部半徑還要增大。分型面及模仁的加工要盡可能采用鏡面火花機加工，不能手工修正。
13）線切割要采用慢走絲精密加工。
14）頂針頭部高度要做平整。因此，對于手機模具來說，模胚最好是能采用富得巴精密模胚，模板的厚度公差為±0.02，長期保持精度不變。
15）做好鑲件排氣。細小鑲件可以采用高速鋼SKH51加工，增加模具壽命。
展開 滴壺+三通+手柄注塑模具設計+3d
從圖1可以看出，滴壺為長筒形塑件，內部有一圈突起的扣位，凸起高度為0.3，需要設計強制脫模。三通塑件的內孔斜孔與中心孔均需要設計滑塊抽芯，滑塊的中子配合部位需要緊密封膠，不能有輕微的批鋒。任何細小的批鋒會通過輸液的藥品進入人體，會加大醫療風險的可能性。因此兩處滑塊中子的配合需要有較高的精度要求。
模具設計型腔排位為1+1+1，三個塑件各出1穴。由于塑件材料分別為PVC和PC兩種材料，因此，注塑時需要分開注塑，采用切換流道裝置實現分別注塑，模具設計圖見圖2.模架為標準模架GAI2525,澆口為側澆口，其中滴壺的澆口位置在肩部。
三通的滑塊中心部位的抽芯采用油缸抽芯，斜度方向的中子采用斜導柱抽芯。采用油缸抽芯可以在合模前提前將中子插到位，然后合模時再將斜度方向的中子插入。這樣順序插入中子才能保證兩支中子的精密配合，防止中子損壞。
滴壺的頂出為司筒頂出，由于塑件直徑較大，動模芯較長，熱量較多，需要在司筒針的中心設計冷卻回路，司筒針運水連接板見圖5和圖6所示。
圖2 滴壺+三通+手柄模具圖
圖3 分模面流道圖
由于PVC為具有腐蝕性的塑料，其模具鋼材必須采用不銹鋼。因此，本套模具的前后模仁鋼材采用S136H. PVC是熱敏感性材料，其注塑成型工藝性較差，原因是過高的熔膠溫度或過長的受熱時間很容易使PVC分解，因此控制熔融溫度是注塑PVC產品的關鍵。
熔化PVC原料的熱源來自兩方面即螺桿運動產生對塑料的剪切熱和機筒外壁的電阻絲加熱，而主要是螺桿運動的剪切熱，機筒的外加熱主要是機器起動時提供熱源。
圖4 動模3D圖
圖5 司筒針運水連接板
PVC產品設計和模具設計上應注意以下幾點：
1．產品盡量不要有尖角或突變，厚度力求變化不大，以防止出現PVC解降變質。
展開 Moldex3D模流分析SYNC之模具嵌入件、冷卻系統、感測節點設定
模具嵌入件 (Mold Insert)
本章節將演示如何設置模具嵌入件(Mold Insert)和其相關參數。
?雙擊Mold Insert在樹狀菜單中選擇您的模具嵌入件(Mold Insert)。
?單擊您的模型進行選擇，Moldex3D材料精靈將會被啟用。
?從下拉式選單中選擇所需的材料并單擊OK；使用者可以選擇 金屬(metals)。
?透過單擊 進階…，使用者可以進入完整的Moldex3D材料庫。
?完成設定后，樹狀菜單上將會顯示你所設置的項目。
?雙擊項目以修改先前任何的設定，或是使用鍵盤上的 Delete 鍵進行刪除。
冷卻系統 (Cooling System)
本章節將演示如何設置 冷卻系統(Cooling System) 和其相關參數。
1. 從線元素創建冷卻系統 (Create Cooling System from Line Elements)
?雙擊Cooling System在樹狀菜單中選擇您的 冷卻水路( Cooling Channels).
?單擊您要指定為冷卻水路的線段(lines)，然后單擊 OK 進行確認。決定冷卻水路的類型、形狀和尺寸， 然后單擊 OK 進行確認。
?欲修改特定冷卻水路的尺寸，雙擊項目以修改先前任何的設定，或是使用鍵盤上的 Delete 鍵進行刪除。
?雙擊冷卻水路的項目，用戶可以更改流道類型、形狀和尺寸，單擊 OK 以確認您的設定。
項目將會隨著尺寸的變更而更新。
2. 從實體創建冷卻系統 (Create Cooling System from Solid Bodies)
本章節將演示如何將實體指定為冷卻水路(cooling channels)。
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