本文中看似非常簡單的產品，模具卻不簡單，有很多同行看過，都說設計這個產品的人不懂UG模具設計結構，無端端給UG模具設計師出難題。想請產品設計師修改產品結構，使模具簡化。但是國外的產品設計師堅持他的設計風格，無奈之下，很多公司都打了退堂鼓。今天這篇UG教程全方位給大家解析UG模具完整設計方案。
一、產品分析
這是一款平板彩色電視機的基座，見圖1和2。
圖1
圖2
產品材質為PC，造型比較簡潔，初看產品好像非常簡單，其實不然，這套模具是非常地複雜，甚至有無從入手的感覺。由於產品內測是有5°斜度的，橫置內壁的4個螺絲柱阻礙了模芯的脫出，對於注塑模具來說，出模方法極為繁複。由於外殼四周也均為5°的倒斜，4個螺絲柱的脫模受到嚴重的限制。考慮到模具結構的複雜性，客戶又要求一模二穴，所以，澆口形式的選擇受到很多因素的限制。我一拿到產品3D，基本可以肯定是要用前模內縮芯的結構，所以，點澆口和熱流道的形式是被排除的。經過Moldex 3D公司的模流分析，用潛伏式澆口的效果比較好，只有這種形式的澆口可以實現前模內縮芯結構的佈置。具體分析結果見圖3。
圖3
二、模具結構的初步設想
對於這類的產品，做“斜頂塊”是最直接的想法，見圖4。
圖4
從圖4可以看到，由於4個螺絲柱的脫模是用推管來實現的，然而，從上圖可以看到，斜頂塊與推管是相互干涉的，假如在斜頂塊上開一個缺口，避開推管，原理上是成立的，但是做成具體的零件並不合理。因為斜頂塊在脫模時要水平移動9。2mm，推管外側的凸模將被開通。
另外，由於產品的下部沿周有一圈R0。5的圓角，所以斜頂塊上必然有凹下0。5的造型，當斜頂塊向上頂起時，一定會有一個向內的水平移動，但是這個凹下的0。5的部位當充滿了塑膠（PC）後就會阻擋斜頂塊的的水平運動。所以，用斜頂塊的方案是行不通的，見圖5。
圖5
第二個思路是做“內縮滑塊”，見圖6。
圖6
如圖6所示，假如二個內縮滑塊向中間移動，給4個螺絲柱讓出位置，產品就可以正常脫模，但是這個方案也將面對二個問題，第一是產生二個內縮滑塊的斜鏟塊必須佈置在定模一邊，假如放在動模一邊將無法安排動模芯的冷卻水路。第二是二個內縮滑塊的軌道的間隙肯定會“鑽料”，這樣模具將無法正常工作。所以，必須想辦法將內縮滑塊的滑動軌道安排在定模一側。
三、分模
首先我們先將上下模簡單地分開：見圖7和圖8。
圖7
圖8
為了實現內滑塊縮芯機構，模芯可以被分割成這樣，見圖9。
圖9
圖9中的中間部分安排到前模，將這個部分設計成為內縮芯機構。動模芯的基礎部分仍然可以佈置理想的冷卻水路和推管頂出機構，見圖10。
圖10
安排到前模的一塊是這樣的，見11。
圖11
它可以被分割成3塊，是設計內縮滑塊和斜鏟塊的“基本型”，由於產品的造型的原因，一側有“邊”，一側沒有“邊”，所以滑塊內縮的距離是不同的，本來為了加工方便，可以將二邊的滑塊的斜度做成一樣的，但是由於機構的運動空間非常緊湊，所以我將斜鏟塊的二側的斜度做成不同的，一邊是4°，另一邊是10°，見圖12。
圖12
四、內縮滑塊和斜鏟塊的設計
內縮滑塊和斜鏟塊的設計是本套模具設計的關鍵所在，所有的其他部件的設計都是服從於內縮滑塊和斜鏟塊的設計。由於前面提到的原因，這3塊都是被安排在定模一側的，中間的一塊就成了斜鏟塊，兩側的二塊做成了內縮滑塊。最後，這3件設計成如圖13所示。
圖13
開模時，主分型面先不開啟，讓前模板與前模底板先分開一小段距離（30mm），迫使有凸“T”型軌道的斜鏟塊與有凹“T”型軌道的內縮滑塊產生相對運動，前模板和前模底板分開30mm後是這樣的，見圖14。
圖14
這時內縮滑塊已經可以與產品分離。直到滑塊完全從產品裡脫出來，然後主分型面分開，產品跟隨動模芯後移，在運動過程中，內縮滑塊上的凹的“T型槽”與斜鏟塊上的凸的“T型槽”始終有一小段是套在一起的，以免復位時“T”形軌道對不上，見圖15。
圖15
考慮到斜鏟塊與內縮滑塊這3個零件是在產品的中央位置，冷卻尤為重要，我在斜鏟塊裡設定了“水塘”和“隔水片”，見圖16。
圖16
兩邊的內縮滑塊是用鈹銅做的，這樣可以提高熱傳導的效率，斜鏟塊是用耐磨的合金鋼製作的，硬度為HRC48度。
五、定模仁的設計
根據客戶的要求，這套模具是一模二穴的，我們要考慮到澆口和橫流道應該儘量短，又要考慮到二組內滑塊有足夠的活動空間，考慮再三，決定將二穴的中心距設計成為130mm，見圖17。
圖17
翻過來是這樣的，見圖18。
圖18
這個定模仁與定模框的固定，我們採取了這樣的一個設計。因為考慮到內縮滑塊和斜鏟塊之間有個相對運動的距離（30mm），而內縮滑塊是被附加在定模仁上的，定模仁又是被固定在定模框上的，而斜鏟塊是固定在定模底板上的，所以，每一次開模，定模框就會與定模底板分開30mm。所以定模仁必須要固定在定模框上，但是定模框的底部是通的，常規的螺絲固定的方法就不起作用。我們採用了圖19的固定方法。
圖19
在定模仁的反面做了一個臺階，從臺階處收緊螺絲：
這樣的固定方法可以使得定模仁非常穩定，同時又可以獲得最短的主流道。
六、定模框與定模底板的滑動連線設計
為了減少模具製作成本，我採用了普通標準模架加裝附加導柱導套的結構，運動的距離是由4個限位螺絲來控制的，見圖20。
圖20
這樣的結構比較簡單，加工方便，也省去了定製非標模架的費用。（一般非標的模架要加價30%）
七、內縮滑塊滑動軌道的設計
內縮滑塊滑動軌道的設計見圖21。
圖21
內縮滑塊滑動軌道的設計是採用卡槽式的結構，從圖21可以看到在模框上有供“軌道”安裝的缺口，加工好的“軌道”可以很方便地從側面的缺口插進去，然後用螺絲固定。“軌道”用優質耐磨的合金鋼製作，硬度為HRC58度。
八、主流道的設計
為了獲得最佳的注塑效果，採用瞭如圖22的澆口套。
圖22
它需要注塑機另外配置專用的加長噴嘴。澆口套與模仁的配合處採用了3°的錐度。以避免定模框與定模第板分開時澆口套外圓被拉毛而產生飛邊。
九、 分流道和進料口
這個產品的澆口系統採用的是常規的潛伏式澆口，見圖23。
圖23
塑膠從產品上附加的一個小片上進入，產品出來後再將它切除，這樣的注塑效果比較好，見圖24。
圖24
十、定模的冷卻
為了提高注塑生產的效率和控制均勻的模溫，以減少產品的內應力，定模部分採用了充分的冷卻。定模仁的冷卻是採用了二個“單迴圈”，見圖25。
圖25
二處“斜鏟塊”是重要的冷卻位置，由於結構的關係，內縮滑塊上是做不到冷卻的，整個凸模的熱量的50%靠“斜鏟塊”中間的“水塘”帶走。它的水路是從定模底板裡走的，如下圖，為了避開澆口套，在定模板上饒了個圈，因為要考慮到除錯注塑機的工人節駁水管的方便，水接頭要放在方便的位置，出於無奈，只好這樣做了，見圖26。
圖26
定模的二層的水管的出口的接頭是安排在注塑機操作面板的反面一側的，這樣調機工接駁水管比較方便，水管接頭儘量少放在模具的上面和下面，放在上面的水管接頭在裝拆時有水滴在模具上容易生鏽。放在下面的水管接頭裝拆不方便。所以我一般都是喜歡如圖27的佈置。
圖27
十一、動、定模的精確定位
定模部分最終裝配後的狀況是這樣的，分型面上設有二處圓錐形的精定位器。與動模部分精確定位，以保證注塑出來的產品壁厚均勻不錯位，見圖28。
圖28
本套模具的一個關鍵動作是定模框與定模底板要分開30mm的空檔，迫使“斜鏟塊”與“內縮滑塊”分開30mm。這個動作的的拉力是靠4個“尼龍拉釘”來實現的。開模時由於“尼龍拉釘”的作用，動模板緊緊地拉住動模框，等到定模框上的6個“限位螺絲”到位，這時內縮滑塊已經縮到位，動模板才與定模框分開。“尼龍拉釘”的拉力失效，則“內縮滑塊”的動作也失效，產品獎會被“內縮滑塊”刮壞。定模框上與“尼龍拉釘”相配的孔的內表面要求很光滑，這樣“尼龍拉釘”的拉力才充分體現，而且“尼龍拉釘”的壽命會延長。
十二、動模的設計
動模的整體外觀是這樣的，見圖29。
圖29
動模仁是這樣的，見圖30。
圖30
動模仁在模具閉合狀態與二個內滑塊以及斜鏟塊是密合的，包括二側3°的斜面和底面，如果間隙大就會“鑽料”，產生“飛邊”，使得內縮滑塊不能正常工作，見圖31。
圖31
我們將它放透明看，可以看到每個動模仁上有2處“水塘”和推管孔，見圖32。
圖32
動模部分的水冷卻是這樣安排的，見圖33。
圖33
十三、產品的頂出
產品的頂出比較簡單，就靠4根推管來實現的，見圖34。
圖34
十四、整套模具的外形
如圖35。
圖35
這套模具的成本控制與加工合理性均屬上乘，由常州某日資模具廠製造，效果如預期，一次試模成功，已量產。
小結：
講真的，這套UG模具設計無論從進膠到模具結構的構思，都有點難度，現在既然已經設計出來了，模具也投入了生產。我將幾個關鍵點與大家分享一下。
1、內縮滑塊是安排在定模側的，開模時定模框與定模底板先分開一段距離，使得內縮滑塊與斜鏟塊之間產生相對運動，實現滑塊的內縮，是典型的前模內縮芯機構，可以用在很多場合。關鍵是在模具的開合過程中，內縮滑塊與斜鏟塊始終有一小段是套在一起的。假如設計時沒有想到這一點，內縮滑塊與斜鏟塊離開了，再想對準“T”型軌道是不可能的，後果是內縮滑塊與斜鏟塊被壓壞。
2、內縮滑塊的軌道的形式和裝配方法有獨特的地方。
3、澆口的設計有點無奈，但是我的思路是，雖然澆口要合理，要最最佳化，但是始終要服從模具的總體結構。這套模具的澆口不是很最佳化，但是在統籌兼顧的前提下，已經達到了比較好的效果，而且主流道非常短，使得入膠的阻力比較小。