塑料注射模的设计与数控加工

辛 春

大连市农业科学职业技术学校，辽宁大连 116033

1 概述

在现代化模具制造与生产中，随着塑件结构的日趋复杂，给模具结构设计也提出全新要求。一套复杂的模具设计与数控加工过程，涉及到很多现代化思路与方法。在现代化模具设计和生产中，常采取MasterCAM、UG、Pro/E、Solidworks等先进软件，完成产品的3D图形设计，再结合产品实际特点，对模具结构进行设计，最终确定模具的分模面和型腔，形成模具的实体图与工程图，根据模具特点，确定加工参数与加工工艺，输入刀具路径，将加工程序输入到数控机床的控制系统中，完成自动化加工过程。

2 定模的设计与数控加工要点

以定模型腔尺寸140×150×30mm为例的塑料盒子为例，模具的型芯尺寸不

大，以整体式设计为宜，如图1所示。定模成型的塑料注射模，外表面光洁度的要求较高，结构复杂，在设计与数控加工时，注意以下要点：

图1 塑料外壳定模的3D图示

1）在定模的型腔中，最小凹圆角半径约R1.508mm，无法将前盒子的定模型腔直接加工完成，通过定模的设计加工，完成清角加工；

2）在定模中，盒子的两个圆弧半径为R6.8mm枕位，可以直接加工完成，不需要额外设计铜电极。但是在加工过程中，为了确保定模型腔与枕位相交位置的加工质量，应该将枕位曲面置放在独立层，加工时再调出使用。另外，还要对定模的型腔曲面缺口实行补缺处理。如图2所示；

图2 定模的枕位图

3）夹子定模外形的最小圆弧半径约R1.0mm，需设计外形的整体铜公。为了加工出模具夹子周围的四个半圆台阶定模，也需要设置铜公，完成电火花加工需求。

在进行数控加工之前，利用平面磨、铣磨等通用设备，先将模型的标准毛坯加工出来，注意确保上下面的平行以及四周面的相互垂直。选择其中三个垂直面作为加工与定位的基准面，在零件底部钻四个孔，使用固定螺钉，固定在装夹固定板中，然后将压板固定在数控机床的工作台上，完成整个加工过程。

3 动模的设计与数控加工要点

以塑料盒子注射模型为例，与定模相比，动模的型芯体积较大，加工时间长、余量大，给道具造成的损耗较多。再加上动模型芯的曲面较为复杂，存在多处凹槽或凸台，曲面间的圆角圆滑过渡，倒角的半径较小，不方便清角加工，因此对数控工艺要求较高。动模设计与数控加工要点分析如下：

1）动模的型芯是塑料外壳内表面，没有定模对外表面的要求那么高，将螺丝型芯镶件、顶出位置等都设计在动模中；

2）在夹子中间两个圆柱的台阶孔，分别通过定模镶嵌零件和动模镶嵌零件而完成，两个方形孔和下部支撑条也通过镶嵌小型芯来完成。在动模的出胶位置，完成模型结构的设计过程。等到数控加工以及电火花加工之后，利用其它工艺细化完成；

3）在对动模型芯进行精加工时，可利用平底刀，完成表面精加工和请角加工。完成数控加工之后，再进行人工打磨，即完成加工要求。

由上可见，通过应用MasterCAM、UG、Pro/E、Solidworks等软件，对塑料注射模进行3D模型设计，再根据具体的塑件，设计模具结构，完成定模和动模的分模设计，绘制型芯与模具零部件的3D图纸，确定数控具体参数，输入加工程序、完成刀具路径设置，再将数据输入到数控机床中，完成自动化加工。这一系列的加工步骤，体现了现代化塑料注射模的生产与发展趋势，改变了传统模具制造的弊端，减少模具制造时间，提高工作效率与生产质量。

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