三板式注塑模设计与制造

江丽珍， 廖金盛

（华南理工大学广州学院机械工程学院，广州510800）

0 引言

为了充实本校工程训练中心模具拆装工种的注塑模种类，本学年开展了一项学生研究计划——三板式注塑模设计与制造。希望通过设计并加工一套简单的三板式注塑模，让大三学生将刚学习的CAD、CAM软件及加工制造理论灵活运用在实际工作中，真正做到学以致用，提高学生的软件应用能力、模具设计水平、工艺设计能力、加工制造技术、独立思考及动手能力。

1 模具设计

塑件如图1，材料为ABS，产品壁厚1mm，缩水率是1.005。

考虑到本校工程训练中心的加工能力及各工种的装夹范围，将模具定位为一模一腔，采用龙记标准模架1518系列。由于模具只是供本中心模具拆装工种实习使用，为了节省经费，减小加工难度，决定将非标准零件全部使用铝合金材料。

图1 塑件二维示意图

经Pro/ENGINEER软件对塑件进行分模，用EMX插件导入龙记标准模架，并单独对一些零件的尺寸进行相应的修改，装配先前分好的型腔和型芯，在相应模板上生成点浇口、冷却水道、排气槽，加载顶杆、限位螺钉和弹簧等。最终的模具装配图如图2所示。

2 模具加工工艺设计

图2 模具装配图

本校工程训练中心以金工实习教学为主，加工范围较小。普通铣床和数控铣床的装夹最大尺寸为120 mm，只有加工中心能装夹较大尺寸，可加工200 mm以下工件。

根据本校的实际加工能力，模具的加工工艺设计如下：

1）在普通铣床上铣好各模板的4个侧面，加工过程中注意打表保证各个面与上下平面的垂直度。

2）加工定模座板9。加工中心加工出导柱孔（φ16mm）及台阶、浇口套孔（φ12 mm）及台阶、塞打螺钉孔、螺母避空孔；反转工件，加工弹簧避空孔。普车修正浇口套长度，压入定模座板。

3）加工定模8。（1）加工中心：加工型腔轮廓、导套孔（φ24 mm），塞打螺钉孔、排气槽；反转工件，加工导套孔台阶、弹簧避空孔，并用中心钻预钻点浇口定位孔；再旋转工件至各侧面，钻冷却水通道（φ6mm）。（2）电火花加工：点浇口、型腔耳朵部位。电极图分别见图3和图4。（3）钳工：钻M8止水塞和水嘴螺纹孔并攻牙；钻吊模孔M10，并攻牙；型腔抛光。

图3 点浇口电极示意图

图4 型腔电极示意图

4）加工型芯11。数控铣床加工型芯外形轮廓及固定台阶，用φ5.8mm的钻头钻推杆孔后，将推杆孔铰至φ6.0mm。

5）加工动模5。（1）加工中心：加工型芯固定沉孔、导套孔、塞打螺钉避空孔、钻复位杆孔φ7.8 mm，再反面加工导套台阶孔、固定型芯的螺钉孔。（2）钳工：将复位杆孔铰至φ8.0 mm；钻吊模孔M10，并攻牙。

6）装配型芯。将型芯压入动模板，通过动模板背后的螺钉孔引钻型芯的螺孔φ3.3 mm，再通过型芯引钻动模板上的推杆孔，攻型芯后的螺牙M4。

7）压入导柱、导套。将导柱压入定模座板，导套压入定模和动模，保证导向，滑动顺畅。

8）加工推板16。以一侧面为基准画线，在普通铣床上钻4个螺钉孔，并铣对应沉孔。

9）加工推杆固定板15。通过推板引钻螺钉孔后攻牙，再通过动模板引钻推杆固定板上的推杆和复位杆孔，只钻出锥孔以做定位，在普通铣床上钻出推杆和复位杆孔，同时铣出对应沉孔。

10）组装推出机构。

11）加工动模座板1。在加工中心上直接加工出螺钉孔及其沉孔、顶棍孔。

12）加工垫块2。在数控铣床上加工导柱孔、螺钉孔（φ11mm和φ6.8 mm），再对φ6.8 mm的孔攻牙M8。

13）引钻动模板上的螺钉孔M10，并攻牙。

14）组装动模部分。修正推杆和复位杆的长度。

15）完成装配。

3 注意事项和经验总结

1）定模座板、定模和动模需要双面加工，而反面加工时，两次对刀不可避免地存在误差，从而影响孔的同轴度。若虎钳安装不正，将会加剧同轴度的偏差。所以，在加工之前，必须先对虎钳的夹板进行打表，校正其平行度，以减小虎钳安装造成的偏差。

2）因为导套与型腔、型芯之间都有装配关系，为了保证它们之间的位置，加工时，定模的导套孔必须与型腔同一面加工，动模的导套孔也必须与型芯固定孔同面加工。不能为了保证导套孔与导套轴肩孔的同轴度，而将留在型腔/型芯固定孔背面加工。

3）加工动模的型芯固定沉孔时，可尝试将型芯放入。若型芯放不下去，可通过调整加工余量进行修正。若遗漏这一步，造成型芯放不进沉孔，为了方便，可对型芯配合端进行修整。

4 结语

通过本次学生研究计划，学生能将设计软件Pro/E灵活运用在实际设计上，更好地掌握该软件的建模、模具设计和工程图三大模块，对模具加工与装配的工艺设计的重要性也有了深刻的认识。另外，在模具的加工过程中，学生亲自动手操作了普车、普铣、数铣、数车、加工中心、电火花、钳工等多个工种，真正地让他们在实践中学习，在实践中进步。

［1］ 毕永良，王明荣．塑料小夹子注射模加工与装配工艺［J］．模具制造，2013（11）：59-61.

［2］ 甄瑞麟．模具制造技术［M］．北京：机械工业出版社，2005．

［3］ 黄毅宏，李明辉．模具制造工艺［M］．北京：机械工业出版社，1996：226-231.