复杂模具设计与技巧
汽车零件生产中的模具设计和制造技术
汽车零件生产中的模具设计和制造技术在汽车制造业中，模具设计和制造技术起着至关重要的作用。
汽车零件的制造过程中，为了保证产品的质量和效率，需要依赖于高精确度和复杂形状的模具。
本文将探讨汽车零件生产中的模具设计和制造技术，并介绍其在整个汽车制造过程中的重要性和应用。
一、模具设计的重要性模具是用于制造零件的工具，能够给予材料以特定的形状和尺寸。
在汽车零件生产中，模具的设计决定了零件的精确度、质量和生产效率。
一个优良的模具设计能够最大程度地优化制造过程，减少材料浪费和加工工时，并确保零件的尺寸精确度符合要求。
因此，合理、高效的模具设计对于汽车零件生产至关重要。
二、模具设计的原则1. 简化和标准化模具设计需要以简化和标准化为原则。
简化设计可以减少加工工序和工时，提高生产效率；标准化设计可以降低模具制造和维护的成本，提高模具的通用性和重复使用性。
2. 精确度和稳定性模具的设计应追求高精确度和稳定性。
高精确度可以保证零件的尺寸和质量符合要求，减少后续加工的次数和工时；稳定性可以保证模具在长时间生产过程中不失效，提高生产效率和经济性。
3. 强度和刚度模具在生产过程中承受着较大的压力和力矩，因此其设计应具备足够的强度和刚度，以保证模具的使用寿命和安全性。
4. 可维护性和易操作性模具设计应具备较好的可维护性和易操作性。
良好的可维护性可以减少模具故障的发生和维修时间，提高生产效率；易操作性可以降低操作人员的劳动强度和错误率。
三、模具制造技术的应用1. CAD/CAM技术计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术在模具设计和制造中得到广泛应用。
CAD技术可以帮助设计师快速、准确地完成模具的三维建模和工程图纸绘制；CAM技术可以实现自动化的数控加工，提高制造的精度和效率。
2. 数控机床技术数控机床技术是现代模具制造中必不可少的一部分。
通过数控机床，可以实现对模具各个零部件的精密加工和装配，大大提高了制造的精度和效率。
CimatronE五金模具设计针对复杂曲面展开的解决方法
CimatronE五金模具设计针对复杂曲面展开的解决方法3D平台的五金模具设计是一项新颖设计理念，面对日新月异的替换性市场的更新，钣金产品零件设计越来越复杂，这就注定传统式的2D五金设计平台必然遇到无法解决的瓶颈，例如钣金零件复杂型位展开，钣金零件冲压精度，更重要的是交付周期的日益缩减；同时这也是五金模具设计生产的发展的重大难点之一。
CimatronE软件五金模具解决方案在客户使用群体中深得广泛好评，尤其在专业钣金展开功能中特具特点——操作简单，展开精准，效率奇高。
针对复杂异性的钣金成型零件展开与冲压有限元分析，CimatronE拥有简单非凡的解决方法。
下面以一个案例简述如何进行异性复杂曲面的钣金展开。
1、见上图零件档案，整个图档均为非规则曲面，没有一处地方是平直曲面。
通过级进模向导进入级进模设计系统，并设定材料的类型为：SPCC；材料厚度为2mm。
2、选取，新增一个工步。
3、通过选取钣金零件的上表面或者下表面作为展开的参考基准面。
这时CimatronE钣金展开的系统会自动侦测钣金零件的材料厚度，上面的步骤我们所设定的2mm和实际的图档的厚度1.6mm有差异，系统会自动提醒用户需要更新材料厚度。
4、在新增的工位中，我们把所有孔部分通过CimatronE的曲面修补功能快速修补曲面上的孔位。
5、同时在该工位中把补好孔位的曲面通过，把曲面分配相应的“Trimming Punch”冲压属性，其余的曲面分配为“Fix”冲压属性，以便在后期设计中区分其冲压的工序。
（可以根据个人偏好修改冲压属性的表达方式）6、完成以上步骤，继续选取。
在上一个工位基础上再增加一个工位。
此时，把刚才所归属“Trimming Punch”冲压属性的曲面合并在“Fix”冲压属性中，增加钣金零件右边的曲面为“Formming Punch”冲压属性。
7、继续基于前个工序增加新一个工站。
并把“Formming Punch”冲压属性（即黄色部分曲面）的曲面删除。
复杂飞机蒙皮拉伸成形模具设计方法分析
复杂飞机蒙皮拉伸成形模具设计方法分析飞机是一个国家工业的重要体现，蒙皮是飞机中的重要组件，为保证飞机蒙皮的强度和成型在蒙皮的生产中需要采用蒙皮拉伸成形工艺。
在以往的蒙皮拉伸成形工艺中拉形模的设计缺乏实用、详细的设计情况，致使飞机蒙皮毛料拉形过程中使得蒙皮拉伸时的延伸率不尽相同从而影响飞机蒙皮拉伸后的性能。
文章在分析飞机蒙皮拉伸成形特点的基础上提出了一种基于“截面线等长”的拉形模型面设计方法，在飞机蒙皮拉伸成形的过程中通过工艺补充设计从而使得飞机蒙皮拉伸成形时模具沿着各个拉伸方向上的截面线长度尽可能的相差不大，而后再通过工艺补充面的曲率和切向的调整从而使得飞机蒙皮毛料在拉伸时应力分布更为均匀。
标签：飞机蒙皮拉伸成形；模具设计；模拟分析前言拉形模主要被应用于飞机蒙皮等种类零件的拉形加工中，通过飞机蒙皮拉伸成形可以使得飞机蒙皮毛料形成表面光滑、曲率较大的成型蒙皮。
在以往拉形模的设计中往往是根据设计人员的经验进行对比类的设计，在加上一些零件理论外形设计指导原则构成了对于飞机蒙皮拉伸成形模型的型面设计。
以往的飞机蒙皮拉伸成形模型的设计较为粗略，与现今高速发展的飞机蒙皮制造需求不相适宜。
传统的经验飞机蒙皮拉伸成形模具型面会使得飞机蒙皮毛料变形较大，需要修改甚至严重的直接导致蒙皮报废。
在飞机蒙皮拉伸成形模具的设计过程中应当积极引入有限元设计方法，通过对飞机蒙皮拉伸成形模具的模拟仿真在提高飞机蒙皮拉伸成形模具设计质量的同时缩短飞机蒙皮拉伸成形模具的设计周期。
1 飞机蒙皮拉伸成形模具型面设计方法在飞机蒙皮拉伸成型中，多采用的是夹口夹紧矩形飞机蒙皮毛料的边缘拉紧后使得矩形蒙皮贴近模具从而获得模具表面所具有的型面形状。
在这种加工方式下，材料的流动受到了极大的制约将不利于材料变形能力的体现。
在飞机蒙皮拉伸成形的过程中，材料的应变对于飞机蒙皮拉伸成形质量有着极为重要的影响，在飞机蒙皮拉伸成形过程中所出现的破裂、滑移線等的缺陷都与材料的不均匀变形密切相关。
最全注塑模具设计步骤以及注意事项的讲解
控铣削等加工方法，确保型芯、型腔的加工精度和表面质量。
02
浇口套、定位圈等关键零件加工工艺
采用高精度磨削、研磨等加工方法，保证零件的尺寸精度和形位公差。
03
导柱、导套等导向零件加工工艺
采用无心磨床、外圆磨床等高精度磨削设备，确保导向零件的精度和耐
磨性。
装配顺序和调试方法论述
装配顺序
遵循先下后上、先内后外的原则，先进行模架等支撑零件的装配，再进行型芯、型腔等成型零件的装配，最后进 行浇口套、定位圈等关键零件的装配。
根据模具结构确定加热装置的安装位置， 确保加热均匀且不影响模具其他功能。
油温机/水温机：适用于大型模具，加热 均匀，稳定性好。
03
06
考虑加热装置与冷却系统的协调，避免相 互干扰。
温度控制精度要求及实现途径
01
温度控制精度要求
02
根据制品要求确定温度控制精度，一般要求在±2℃ 以内。
03
对于高精度制品，温度控制精度要求更高，可达 ±1℃以内。
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加强与客户和同行的沟 通和合作，不断提升服 务水平和市场竞争力。
培养高素质的人才队伍 ，为公司的可持续发展 提供有力保障。
感谢观看
THANKS
常见故障排查技巧和经验分享
常见故障排查技巧
介绍常见的注塑模具故障排查技巧，如检查模具磨损、清洗模具等。
经验分享
分享行业专家在注塑模具故障排除方面的经验和案例，提高读者解决问题的能力。
预防性维护策略推广
预防性维护策略
阐述预防性维护在注塑模具管理中的重要性 ，提出定期维护、保养和检查等策略。
推广实施
调试方法
在装配过程中，采用试装、试模等方法进行调试，确保模具各部件的配合精度和动作顺畅。对于复杂模具，还需 进行多次试模和调整，以达到最佳状态。
模具设计原理及考虑
制件设计的一般考虑工程塑料制品大部分是用注射成型方法加工而成的，制件的设计必须在满足使用要求和符合塑料本身的特性前提下，尽可能简化结构和模具、节省材料、便于成型。
制件设计中应分别考虑如下因素：一、制件的形状应尽量简单、便于成型。
在保证使用要求前提下，力求简单、便于脱模，尽量避免或减少抽芯机构，如采用下图例中(b)的结构，不仅可大大简化模具结构，便于成型，且能提高生产效率。
二、制件的壁厚确定应合理。
塑料制件的壁厚取决于塑件的使用要求，太薄会造成制品的强度和刚度不足，受力后容易产生翘曲变形，成型时流动阻力大，大型复杂的制品就难以充满型腔。
反之，壁厚过大，不但浪费材料，而且加长成型周期，降低生产率，还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。
因此制件设计时确定制件壁厚应注意以下几点：1.在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚；2.制件的各部位壁厚尽量均匀，以减小内应力和变形；3.承受紧固力部位必须保证压缩强度；4.避免过厚部位产生缩孔和凹陷；5.成型顶出时能承受冲击力的冲击。
国外的一些常用塑料的推荐壁厚如下表：三、必须设置必要的脱模斜度为确保制件成型时能顺利脱模，设计时必须在脱模方向设置脱模斜度，其大小与塑料性能、制件的收缩率和几何形状有关，对于工程塑料的结构件来说，一般应在保证顺利脱模的前提下，尽量减小脱模斜度。
下表为根据不同材料而推荐的脱模斜度：具体确定脱模斜度时应考虑以下几点：1．对于收缩率大的塑料制件应选用较大的脱模斜度；2．对于大尺寸制件或尺寸精度要求高的制件应采用较小的脱模斜度；3．制件壁厚较厚时，成型收缩增大，因此脱模斜度应取大；4．对于增强塑料脱模斜度宜取大；5．含自润滑剂等易脱模塑料可取小；6．一般情况下脱模斜度不包括在制件公差范围内。
四．强度和刚度不足可考虑设计加强筋为满足制件的使用所需的强度和刚度单用增加壁厚的办法，往往是不合理的，不仅大幅增加了制件的重量，而且易产生缩孔、凹痕等疵病，在制件设计时应考虑设置加强筋，这样能满意地解决这些问题，它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。
大型复杂截面铝型材模具的宽展结构设计
大型复杂截面铝型材模具的宽展结构设计李明环唐性宇广东华昌铝厂有限公司（广东佛山 528231）摘要：本文通过实际例子说明了铝合金型材挤压宽展模具设计原理的应用，采用宽展结构的模具可以使挤压机的工作潜能发挥到最大程度，较好的解决了“小机出大料”的生产难题。
关键词：铝型材、宽展结构、模具设计1、前言目前，国内铝挤压行业发展迅猛，市场对大尺寸截面铝型材的需求量正逐年上升，但是，由于5000吨以上的大型挤压机的设备投资较大，并且，大型挤压机的挤压生产成本较高，因此，国内目前只有少数大企业才装备有5000吨以上的大型挤压机。
而绝大多数铝型材生产企业所装备的挤压机都是以4000吨以下的中小型挤压机为主。
用中小型挤压机生产几何尺寸较大的型材时，由于受到挤压筒直径的限制，这类型材的挤压生产难度非常大，小机出大料问题一直是困扰铝挤压模具行业的技术难题。
本文通过几个具体的模具设计实例，谈谈复杂型材宽展模具的设计体会。
2、宽展设计原理宽展模具就是在模具前端设置一个具有宽展功能的导流板，挤压时使圆铸锭产生一次预变形，变形后的铸锭截面大致接近于宽厚比大的型材截面尺寸，使导流板的导流孔的宽度逐渐增大到接近或大于圆挤压筒的内径，金属再经过二次变形流出模孔，以生产出外接圆尺寸超过圆挤压筒直径的大尺寸型材。
在进行宽展模的设计过程中，要用到宽展率δB和宽展角β。
导流板的宽展率δB：×100%,δB。
导流板的宽展角β为：式中：δ----导流板的宽展率（通常在15%～35%范围较合适）；β----导流板的宽展角（一般β角小于30°）；B2----为宽展直径；B1----为进料直径；H B----为导流板的厚度。
宽展角在一般情况下都选择在30度以内，如果宽展角过大，金属将出现填充不良现象，但是，在特殊的情况下，采用特殊的模具结构，可以突破常规极限，使宽展角设计的更大。
3、宽展模设计实例设计实例一：工程料大装饰板（如图1）模具设计基本参数：挤压机吨位2500T，挤压筒直径φ236mm，挤压系数18，模具直径：460-480℃，挤压速度8～15m/min 。
复杂注塑模具设计新方法及案例
复杂注塑模具设计新方法及案例：一、设计方法：1. 分型面的选择：分型面的设计是注塑模具设计中的重要环节，它决定了模具的成型效果和脱模的难易程度。
在设计分型面时，需要考虑产品的形状、尺寸、精度要求以及模具的结构和制造工艺等因素。
2. 抽芯机构的设计：对于一些产品，如带有侧孔或侧凸台的产品，需要设计抽芯机构以实现侧向脱模。
抽芯机构的设计需要充分考虑产品的结构和尺寸，以及模具的加工能力和装配工艺。
3. 脱模机构的设计：脱模机构的主要作用是使产品从模具中顺利脱出。
在设计脱模机构时，需要考虑产品的形状和尺寸，以及模具的制造工艺和装配工艺。
4. 冷却系统的设计：冷却系统的主要作用是控制模具的温度，保证注塑过程中的冷却均匀，提高产品的成型质量和生产效率。
冷却系统的设计需要考虑模具的结构和尺寸，以及冷却介质的选择和流动路径的优化。
5. 浇注系统的设计：浇注系统的主要作用是将熔融塑料注入模具型腔，保证注塑过程的稳定性和产品的成型质量。
浇注系统的设计需要考虑产品的形状和尺寸，以及塑料的流动特性和模具的结构。
二、案例分析：以下是一个复杂注塑模具设计的案例分析：1. 产品分析：该产品是一个汽车零部件，具有复杂的形状和尺寸要求，需要进行精密成型和严格的质量控制。
2. 模具结构设计：根据产品的形状和尺寸，设计了相应的模具结构。
该模具采用了分型面和抽芯机构的设计，以实现复杂形状的成型和侧向脱模。
同时，模具还设计了合理的浇注系统和冷却系统，以保证注塑过程的稳定性和产品的成型质量。
3. 制造与装配：根据模具的设计图纸，进行了相应的制造和装配工作。
在制造过程中，采用了高精度的加工设备和工艺，保证了模具各部件的精度和表面质量。
在装配过程中，严格按照设计图纸和技术要求进行组装，确保了模具的整体性能和稳定性。
4. 试模与调整：完成模具制造和装配后，进行了试模工作。
通过试模，对模具的性能和产品的成型质量进行了评估和检测。
针对试模过程中出现的问题，进行了相应的调整和完善，最终实现了模具的正常运行和产品的合格产出。
模具结构设计
VS
详细描述
锻造模具结构设计需要考虑锻造工艺参数 、锻造材料特性、模具寿命和制造成本等 因素。在设计中，应注重优化模膛设计、 导向装置、顶出装置等部分，以确保锻造 生产的顺利进行和产品质量。
05
模具结构设计软件与应用
CAD/CAE/CAM技术在模具结构设计中的应用
01
CAD（计算机辅助 设计）
利用CAD软件进行模具的三维建 模，实现模具零件的精确设计和 定位。
低热膨胀系数
模具材料的热膨胀系数应尽可能小，以减小 温度变化对模具尺寸的影响。
04
模具结构设计实例分析
注塑模具结构设计实例
总结词
注塑模具结构设计是模具设计中的重要一环，需要考虑多方面因素，如塑考虑塑料的收缩率、流动性、结晶性等特性，以及模具的强度、刚度、寿命等因素。同时， 还需要考虑注塑机参数，如注射量、注射压力、模具安装尺寸等。在设计中，应注重优化浇注系统、冷却系统、 顶出系统等部分，以提高生产效率和产品质量。
浇注系统设计
浇注系统是模具的重要组成部分，其 设计的好坏直接影响到制品的质量和 生产效率。
浇注系统的结构形式有多种，应根据 制品的大小、形状和材料特性选择合 适的结构形式。
浇注系统的设计应遵循“快速、等高 、等流量”的原则，确保金属液能够 均匀地充满型腔。
浇注系统的尺寸和位置对制品的尺寸 精度和模具的加工制造也有很大影响， 需要仔细考虑。
02
CAE（计算机辅助 工程）
通过CAE技术对模具结构进行有 限元分析，预测模具的应力分布、 变形和寿命等性能。
03
CAM（计算机辅助 制造）
将模具设计数据导入CAM软件， 生成数控加工代码，控制机床完 成模具的加工制造。
常用模具结构设计软件介绍
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图中热流道线槽，避空 和倒角不处理好很容易弄断电线
弹簧内置较好，省空 间，且部件不易撞坏 (此图仅示意)
斜顶联杆导套的设计，怎样做才能避免加工误差的影响？
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原身斜顶，优先做左图形式，而不是右图形式
圆弧状联接可以补偿斜顶角 度加工误差,运动顺畅
工艺性不好，易卡死的斜顶 结构（空间狭小时也使用,但 斜顶角度不宜太大）
设计水准的提高可以用“水到渠成”四字来形容。 一般的模具能做到90～95分，复杂模具就不成问题。
本次培训的目的在于介绍经验，让大家少走弯路。希望对大家有帮助。
有不足的地方欢迎大家提出宝贵意见。
技术部 刘鑫 2012.04
课件大纲
本次培训分为以下几个部分,从各个角度阐述模具设计的技巧
第一章.模具设计基本原则 第二章.模具设计技巧 模具结构篇 第三章.模具设计技巧 2d设计篇 第四章.模具设计技巧 3d设计篇 第五章.模具设计技巧 易犯错误篇 第六章.模具设计技巧 经验分享篇
第一章.模具设计基本原则
先谈谈一些模具设计原则，这是总结的一些内容，希望能抛砖引玉,在观念上启发大家。 其中的举例只是说明一些主题，请勿着重于知识点而忽略主题。
1.将生产（加工/装配/注塑）的安全与方便放在第一位。 “顾客就是上帝”不止是服务业的宗旨，也是我们的宗旨。 对于注塑生产，首先要匹配，其次要方便。
R角代替尖角，以CNC代替EDM，省加工时间。 设计时用尽可能少的顶针直径种类，方便钻孔，少换钻头。 易装配如：零件设计拔出用工艺螺丝孔，配模用工艺螺丝孔。 易维护如：油缸顶出系统设计内部油孔代替外接软管，避免泄漏，更好维护。
传统斜导柱杯头有倒扣， CNC加工需要摆斜，优化后 不需摆斜
传统的止口耐磨块槽，CNC 加工需要摆斜，优化后可从 侧面加工，不需摆斜
针对每套模具，还需留意制品要求与取件方式等
使用公司内部标准的好处： 1).可以节省成本。比如很多零件都有库存，再或者便于加工。 2).可靠性。公司内部标准在很大程度上是一些经验积累的产物.都经过验证的,不容 易出错。
客户标准与公司内部标准的对比 以边锁（直身锁/导柱辅助器）为例：
Strack边锁， 一般用于欧洲 模具
DME边锁， 一般用于美国 模具
三片式边锁，
制造成本低，客户 无要求时适用
公司内部标准的另一层含义： 设计要满足加工要求，不能超过机床与刀具范围
本公司10mm深孔钻头，最大钻孔深度为1550mm 孔深度超过此尺寸考虑从两面钻。
3.工艺性(也就是人性化的设计) 主要包含防损,方便操作,弥补误差等几个方面内容。
5.保证强度与寿命
提高模具强度也是为了提高模具寿命。 整体强度不可能无限制提高，要在强度与成本间作权衡。 而局部强度可以设法优化。合理设计撑头，铲鸡加厚或设计反铲，设计整圈止口等都 是强化模具的措施。
优化前
优化后,模具强度更好
模芯中部内凹，用加钢料支撑 的方式防止模芯向中间变形
镶件较高，装配时可能会向外倒，
吊环大小要认真核对 考虑吊模平衡
水、电、油系统的接头都 要能顺利快速接插
易撞坏的部件，要加装保护装置
集水块的水嘴不好接插
水嘴不好接插
最优方案： 水嘴好接插 同时不超出底面板范围
2.遵循客户标准要求。 如果客户没有要求，遵循公司内部标准。
客户标准的重点: 1).模具钢材和配件材质、硬度要求 2).模具与注塑机的接口.(水\电\油接口\码模\KO孔\定位圈\射嘴部位尺寸) 3).模具吊运要求(吊平衡等) 4).模具标准件的品牌.(注意需要原装还是仿制) 5).模具各部分结构的基本做法,如运水要求，滑块\斜顶形式，浇口形式等 6).有时需留意螺纹要求.(紧固螺纹和管螺纹) 7).极少数情况下客户提供的图纸与我们常用的第三视角不同
复杂模具设计技巧
前言
本次培训的内容是复杂模具设计技巧。 复杂可以理解为模具机构和动作复杂，也可以理解为模具大，各种结构共存，设计难 度高。
不管是什么模具，它的本质是多种结构的综合体，而且是一个有机整体。
简单模具和复杂模具，本质区别并不大，也没有一定界限，所以技巧是互通的。 这次提到的大多数技巧都适用于任何模具。 我们应着眼于设计技巧而不是复杂二字。
带杆斜顶，与上页同样原则
万向斜顶座 好
固定式斜顶座 不好
导柱长度的设计: 保护开合模的同时，能够“站 立”，方便钳工作业
滑块分型线在外观的情况下，滑块 需要放在前模修整夹线，可以大大 降低修配难度，缩短周期，避免重 复修模/试模。
压线板的布置：
拐角处电线易翘起，是重点要压的 位置。 否则电线翘起装模时会压坏电线。
设计分型面避空、根部大R角，可以使用 大刀具加工，节省加工、装配时间。
7.换位思考原则 要设计出优秀的模具，一定要多角度考虑。
装配
如果我是装配钳工，怎 样做才能有利于配模与 装配，做事又好又快， 不用返工？
改善措施为设计一个燕尾结构（里大 外小） 此方法还适用于斜顶等
B板与顶针、司筒、斜顶等的配合位做 一段避空，防止零件与模具摩擦面过 多，寿命减短，易烧死。
顶针孔破边， 模具容易损坏。 避免这种设计。
正面镶件槽，做两面 斜度，多次装拆也不 易塌边
6.尽可能降低成本
成本降低就代表着利润增加。 设计时在保证模具强度的前提下，尽可能压缩模具体积。 另外，尽可能用标准件，库存零件与库存呆料，可以节约成本。
所有棱角倒角（特别是孔口/槽 边），避免钳工作业时割伤手。
防呆的概念：即避免装错。导柱偏孔就是一种防呆。
扁顶针的削边防呆 (ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是防转)
吊模块的偏孔防呆
特例：顶块联杆底部削两 面，不用防呆。如果削一 面防呆反而会装错(上部)
4.结构尽量简单合理,易加工,易装配维护(包括吊运，翻模等) 越简单就越可靠, 节约成本，缩短交期 易加工如：分型面尽量用平面代替曲面，省编程也省加工
顶块或斜顶与杆的防转：可以修改成避空 圆角以避免EDM清角。 (直接倒R的话，杆上要加工，也不太好)
每一处跨越模板之间的电线都 使用小型快速接头.这样拆模板 变得很方便.
关于DME滑块行程锁(PSM式),定位销的安装以右图所示为优, 可以在不拆导轨的前提下将滑块拆出. (销子上有拔出用螺纹,销子用基米螺丝固定.)