塑料外殼模具設(shè)計(jì)的數(shù)控加工范文

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【摘要】

現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，最常用的實(shí)際上就是利用先進(jìn)軟件來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維圖形，然后對(duì)其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和加工，本文主要分析塑料外殼注射模具設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行數(shù)控加工，合理分析加工步驟和工藝。

【關(guān)鍵詞】

塑料外殼；模具設(shè)計(jì)；數(shù)控加工

現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，依據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)模具，從而確定模具設(shè)計(jì)的分模面、模具型腔，建立模具的工程圖、實(shí)體圖，依據(jù)產(chǎn)品模具型腔實(shí)際特點(diǎn)來(lái)實(shí)施模具數(shù)控加工，以此來(lái)進(jìn)行數(shù)控編程以及加工?；诖说哪＞咴O(shè)計(jì)方式是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是簡(jiǎn)單化復(fù)雜模具生產(chǎn)的數(shù)控自動(dòng)化生產(chǎn)方式，利用CAD/CAM軟件來(lái)設(shè)計(jì)模具以及數(shù)控加工編程，對(duì)加工進(jìn)行模擬仿真，從而有效提高生產(chǎn)效率和加工精度。

1分析產(chǎn)品和模具結(jié)構(gòu)

一材料為ABS的塑料外殼，0.5%的收縮率。擁有比較復(fù)雜的塑料外殼形狀，全部由復(fù)雜曲面構(gòu)成，曲面之間比較小的圓角半徑，并且圓滑過(guò)度，R0.5mm是最小圓弧半徑。塑料頂部存在臺(tái)階孔，兩端擁有兩個(gè)小缺口，側(cè)壁存在大的缺口，設(shè)計(jì)的時(shí)候動(dòng)模存在很多加強(qiáng)筋，在交匯點(diǎn)的位置合理設(shè)計(jì)四個(gè)螺紋孔，五個(gè)加強(qiáng)柱，是設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要，也是最難的部分。

2分析模具結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)塑料外殼模具,塑件外形尺寸是31.5×14.5×11.5mm，從經(jīng)濟(jì)、加工、注射等多方面進(jìn)行綜合分析，對(duì)稱分布設(shè)計(jì)一個(gè)模型四個(gè)腔，塑件外表面內(nèi)凹位置合理設(shè)計(jì)澆口，進(jìn)行裝配的時(shí)候，需要合理的貼上標(biāo)簽，不會(huì)對(duì)塑件外觀造成影響，以點(diǎn)澆口的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。合理使用模具的標(biāo)準(zhǔn)模架，高性能模具鋼型芯，相對(duì)復(fù)雜的塑件結(jié)構(gòu)，分型的時(shí)候需要分析很多問(wèn)題，在塑件成型位置應(yīng)該合理擺放，以便于能夠進(jìn)行脫模，光滑外表面在模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)設(shè)計(jì)成上模成型；分型線確定上下模，所有內(nèi)部圓角和外表面過(guò)渡相交的位置，利用數(shù)條加強(qiáng)筋、五個(gè)加強(qiáng)柱、四個(gè)螺釘孔設(shè)計(jì)成下模成型[1]。設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中，最困難的就是塑件兩端兩孔成型，主要應(yīng)用結(jié)構(gòu)是斜導(dǎo)柱滑塊抽芯。為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，確保可以可靠穩(wěn)定運(yùn)行抽芯結(jié)構(gòu)，合理應(yīng)用整體抽芯滑塊[2]。為了不影響塑件外觀，在設(shè)計(jì)上模和滑塊分型的時(shí)候，需要在兩側(cè)圓角過(guò)度位置以及兩孔外形曲面上設(shè)計(jì)抽芯滑塊。設(shè)計(jì)上模型腔兩端的時(shí)候，合理加入不規(guī)則枕位，也就是說(shuō)常開(kāi)缺口的外殼塑件邊緣，對(duì)于各種配件進(jìn)行安裝，為了可以提高模具整體強(qiáng)度，在更改分型面以后出現(xiàn)的枕狀就是枕位。在設(shè)計(jì)相互配合的枕位和抽芯滑塊時(shí)，抽芯滑塊和下模型芯中存在矩形滑動(dòng)導(dǎo)軌，確保可以穩(wěn)定運(yùn)行抽芯結(jié)構(gòu)。

3分析下模以及相關(guān)工藝

設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中，主體分型面實(shí)際上是平面，對(duì)應(yīng)上模XY軸方向中心位置就是圖形坐標(biāo)原點(diǎn)，Z方向分型面尺寸是0。為了保證可以順利進(jìn)行下模成型內(nèi)表面塑件的脫模，在下模型芯位置設(shè)計(jì)模具頂出結(jié)構(gòu)，從以下方面分析設(shè)計(jì)難點(diǎn)：一是，下模型芯毛坯實(shí)際上屬于標(biāo)準(zhǔn)立方體，存在比較大的加工余量，以及比較大的零件體積，鋼材質(zhì)硬的模具，加工過(guò)程中切削力大、加工時(shí)間長(zhǎng)，比較多的耗損刀具，油壓臺(tái)鉗裝夾的應(yīng)用，可以確保穩(wěn)定的進(jìn)行加工[3]。二是，下模是凹凸交錯(cuò)的，存在復(fù)雜的形狀。進(jìn)行粗加工的時(shí)候，首先應(yīng)用鑲合金刀粒的大刀，粗加工工藝是曲面挖槽刀路，預(yù)留0.35mm的余量，然后在進(jìn)行細(xì)加工的時(shí)候應(yīng)用等高外形刀路，余量是0.2mm。2D挖槽刀路對(duì)分型面等平面進(jìn)行精加工，小直徑合金銑刀對(duì)關(guān)鍵部位實(shí)施精加工。三是，設(shè)計(jì)下模的時(shí)候，存在一些很難進(jìn)行加工的復(fù)雜架構(gòu)，型腔曲面相交尖角，不可以進(jìn)行直接加工，加工的時(shí)候需要進(jìn)行銅電極電火花加工。下模加工的時(shí)候，為了有效降低加工余量，需要半精加工相關(guān)位置。四是，下模成型的時(shí)候，數(shù)條加強(qiáng)筋、五根加強(qiáng)柱、四個(gè)螺釘孔不能進(jìn)行直接安裝，需要合理應(yīng)用銅電極電火花加工方式。對(duì)下模芯進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了保障不出現(xiàn)刀具鏟刀以及增加設(shè)計(jì)加工效率，必須修補(bǔ)好加工部位。五是，一般使用T型銑刀來(lái)設(shè)計(jì)下模上的抽芯滑塊導(dǎo)軌，加工的時(shí)候應(yīng)用普通銑刀，預(yù)留0.1mm余量。人工修磨待裝配型芯滑塊，在普通銑刀上加工型腔滑塊。六是，直接精加工下模型芯主體曲面符合相關(guān)尺寸需求，合理應(yīng)用曲面平行銑削，人工拋光處理。實(shí)際設(shè)計(jì)模具的過(guò)程需要符合結(jié)構(gòu)特征，合理繪制邊界和曲線[4]。

4分析抽芯滑塊結(jié)構(gòu)和工藝

設(shè)計(jì)抽芯成型滑塊的時(shí)候，外殼兩側(cè)兩通孔需要在塑件表面形成分型線?；瑝K加工的時(shí)候，使用高性能模具鋼，此時(shí)需要利用通用設(shè)備（銑、平面磨）來(lái)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)毛坯進(jìn)行加工，并且對(duì)滑槽部位進(jìn)行導(dǎo)出，下模導(dǎo)滑軌道和相關(guān)部位相互配合，預(yù)留0.1mm余量，裝配模具的時(shí)候，進(jìn)行人工修磨，保證可以順暢進(jìn)行抽芯導(dǎo)滑。裝配滑塊上斜導(dǎo)柱孔、導(dǎo)滑槽、楔緊斜面的時(shí)候，需要合理應(yīng)用普通銑床。抽芯滑塊加工的過(guò)程中，主要需要應(yīng)用臺(tái)鉗裝夾工件，粗加工時(shí)使用三維曲面挖槽刀路，精加工抽芯凸臺(tái)曲面時(shí)應(yīng)用等高外形銑削刀路，精加工抽芯曲面時(shí)使用曲面平行銑削刀路[5]。

5結(jié)語(yǔ)

綜上，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，CAD技術(shù)越來(lái)越普及，為了提高模具加工精度、加工質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，模具加工生產(chǎn)的重要部分就是模具模仁的設(shè)計(jì)和數(shù)控加工，確定模具型腔的時(shí)候需要依據(jù)產(chǎn)品3D模型，繪制3D特性，模擬加工步驟，可以在一定程度上提高模具設(shè)計(jì)加工的生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳光明.塑料半圓外殼的模具設(shè)計(jì)和數(shù)控加工[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2012(9).

[2]楊飛,高東強(qiáng),閆媛媛等.逆向工程技術(shù)在塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].塑料工業(yè),2013,41(8).

[3]任長(zhǎng)春,竇寶林,秦勇等.澆口偏置筆記本電腦外殼注塑模設(shè)計(jì)[J].工程塑料應(yīng)用,2012,40(8).

[4]李輝,尹甜甜,楊永順等.車載電視外殼注塑模具設(shè)計(jì)[J].塑料工業(yè),2015,43(6).

[5]趙亞窮,王波,馮躍戰(zhàn)等.水表外殼上蓋注塑模具設(shè)計(jì)[J].塑料工業(yè),2012,40(6).

作者：黃立東 周小蓉 單位：湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院