塑料注射模的設計與數控加工

辛 春

大連市農業科學職業技術學校，遼寧大連 116033

1 概述

在現代化模具制造與生產中，隨著塑件結構的日趨復雜，給模具結構設計也提出全新要求。一套復雜的模具設計與數控加工過程，涉及到很多現代化思路與方法。在現代化模具設計和生產中，常采取MasterCAM、UG、Pro/E、Solidworks等先進軟件，完成產品的3D圖形設計，再結合產品實際特點，對模具結構進行設計，最終確定模具的分模面和型腔，形成模具的實體圖與工程圖，根據模具特點，確定加工參數與加工工藝，輸入刀具路徑，將加工程序輸入到數控機床的控制系統中，完成自動化加工過程。

2 定模的設計與數控加工要點

以定模型腔尺寸140×150×30mm為例的塑料盒子為例，模具的型芯尺寸不

大，以整體式設計為宜，如圖1所示。定模成型的塑料注射模，外表面光潔度的要求較高，結構復雜，在設計與數控加工時，注意以下要點：

圖1 塑料外殼定模的3D圖示

1）在定模的型腔中，最小凹圓角半徑約R1.508mm，無法將前盒子的定模型腔直接加工完成，通過定模的設計加工，完成清角加工；

2）在定模中，盒子的兩個圓弧半徑為R6.8mm枕位，可以直接加工完成，不需要額外設計銅電極。但是在加工過程中，為了確保定模型腔與枕位相交位置的加工質量，應該將枕位曲面置放在獨立層，加工時再調出使用。另外，還要對定模的型腔曲面缺口實行補缺處理。如圖2所示；

圖2 定模的枕位圖

3）夾子定模外形的最小圓弧半徑約R1.0mm，需設計外形的整體銅公。為了加工出模具夾子周圍的四個半圓臺階定模，也需要設置銅公，完成電火花加工需求。

在進行數控加工之前，利用平面磨、銑磨等通用設備，先將模型的標準毛坯加工出來，注意確保上下面的平行以及四周面的相互垂直。選擇其中三個垂直面作為加工與定位的基準面，在零件底部鉆四個孔，使用固定螺釘，固定在裝夾固定板中，然后將壓板固定在數控機床的工作臺上，完成整個加工過程。

3 動模的設計與數控加工要點

以塑料盒子注射模型為例，與定模相比，動模的型芯體積較大，加工時間長、余量大，給道具造成的損耗較多。再加上動模型芯的曲面較為復雜，存在多處凹槽或凸臺，曲面間的圓角圓滑過渡，倒角的半徑較小，不方便清角加工，因此對數控工藝要求較高。動模設計與數控加工要點分析如下：

1）動模的型芯是塑料外殼內表面，沒有定模對外表面的要求那么高，將螺絲型芯鑲件、頂出位置等都設計在動模中；

2）在夾子中間兩個圓柱的臺階孔，分別通過定模鑲嵌零件和動模鑲嵌零件而完成，兩個方形孔和下部支撐條也通過鑲嵌小型芯來完成。在動模的出膠位置，完成模型結構的設計過程。等到數控加工以及電火花加工之后，利用其它工藝細化完成；

3）在對動模型芯進行精加工時，可利用平底刀，完成表面精加工和請角加工。完成數控加工之后，再進行人工打磨，即完成加工要求。

由上可見，通過應用MasterCAM、UG、Pro/E、Solidworks等軟件，對塑料注射模進行3D模型設計，再根據具體的塑件，設計模具結構，完成定模和動模的分模設計，繪制型芯與模具零部件的3D圖紙，確定數控具體參數，輸入加工程序、完成刀具路徑設置，再將數據輸入到數控機床中，完成自動化加工。這一系列的加工步驟，體現了現代化塑料注射模的生產與發展趨勢，改變了傳統模具制造的弊端，減少模具制造時間，提高工作效率與生產質量。

[1]黃娟.塑料注射模斜分型面的線切割加工[J].金屬加工：冷加工，2008(3).

[2]陳華森.提高塑料注射模壽命的途徑與措施[J].裝備制造技術，2008(5).

[3]范有發，范新鳳，肖雪清.塑料注射模組合式二級側抽芯機構設計[J].模具工藝，2006(7).