模具設計和數控加工在塑料外殼的應用論文
摘要：在塑料外殼的加工制造過(guò)程中，最關(guān)鍵的兩大環(huán)節一個(gè)是模具設計，另一個(gè)是數控加工。在設計過(guò)程中，現在常用先進(jìn)的設計軟件直接對產(chǎn)品進(jìn)行三維構造，并通過(guò)系統對這種結構進(jìn)行分析、加工。本文結合工作經(jīng)驗，對于產(chǎn)品的模具設計與數控加工進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：模具設計；數控加工；塑料外殼
在對模具進(jìn)行設計時(shí)，通常需要對產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行具體的分析，然后根據分析確定模具的模面和模具型腔，并以此建立模具工程圖、實(shí)體圖，根據模具的特點(diǎn)進(jìn)行模具的加工，進(jìn)行數控編程。所以模具設計在產(chǎn)品設計中占有非常重要的地位，是未來(lái)發(fā)展的一種趨勢，也是簡(jiǎn)單化的復雜模具的自動(dòng)化生產(chǎn)的一種方式。通過(guò)利用CAD/CAM軟件進(jìn)行模具的設計，對數據編程進(jìn)行加工等，可以進(jìn)行模擬仿真，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和加工的精度。
一、對產(chǎn)品的模具結構進(jìn)行分析
目前很多材料都使用ABS外殼，收縮率一般為0.5%。塑料外殼的形狀比較復雜，大多是由一些曲面形狀構成，而且曲面結構之間都有很小的圓角半徑，圓滑會(huì )過(guò)度，且R0.5mm是設計中的最小圓弧半徑。在塑料的頂部可以開(kāi)設臺階孔，這樣可以在兩個(gè)端口設置小的缺口，而在側壁上設置大的缺口，在設計時(shí)要注意動(dòng)模會(huì )存在較大的強筋，這樣在交匯點(diǎn)出可以更加合理的設置4個(gè)螺紋孔，并在周?chē)友b5個(gè)加強柱。這是設計過(guò)程中最難的、也是最重要的設計部分。
二、對模具結構進(jìn)行分析
在對塑料外殼進(jìn)行設計時(shí)，塑料的外形設計尺寸一般選擇為31.5X14.5X11.5mm，這一尺寸是從經(jīng)濟、加工以及注射等多方面進(jìn)行考慮的。設計時(shí)一般要考慮到模型中的四個(gè)腔，并通過(guò)塑件的外部表面的內凹位置設計澆口。在進(jìn)行裝配時(shí)，需要考慮到標簽的粘貼位置，一方面這需要對外觀(guān)可能造成的影響，另一方面需要對點(diǎn)澆口進(jìn)行設計。模具的選擇一般要選擇合理的標準模架或者高性能的模具鋼型芯，這一部分塑件的結構相對比較復雜，而且在進(jìn)行分型時(shí)會(huì )產(chǎn)生比較多的問(wèn)題。所以在塑件成型的位置上應該合理的進(jìn)行擺放，這樣能夠及時(shí)的對模具進(jìn)行脫模處理，外表面由于比較光滑在設計過(guò)程中應該盡量設計成一種能夠上模成型的方式，通過(guò)分型線(xiàn)確定模型的上下模，多有的內部圓角和外表面發(fā)生交匯的位置，可以利用周?chē)募訌娊�、加強柱以及螺紋釘設計成一種下模型。在進(jìn)行模具設計時(shí)，要注意最困難的環(huán)節時(shí)對塑件兩端的孔成型設計，而該結構主要是通過(guò)斜導柱滑塊進(jìn)行抽芯的。為了在設計過(guò)程中簡(jiǎn)化這種設計方式，確保系統具有穩定的抽芯和運行結構，應該合理的設計抽芯滑快。并且不能影響塑件的整體外觀(guān)，而在設計上模和對滑快進(jìn)行分型的時(shí)候，要在模具的兩側位置中的圓角處和兩孔處的外曲面上優(yōu)化對抽芯結構的設計。而在對上模型進(jìn)行設計時(shí)，在型腔的兩端要合理的加入一些不規則形狀的枕位，這種枕位也是我們日常所用的常開(kāi)缺口的外形塑件邊緣，隨后在對相關(guān)的配件進(jìn)行安裝。在安裝過(guò)程中，為了提高模具安裝的整體性強度，在對模具的分型面進(jìn)行更改以后隨之展現的枕狀就是需要設計的枕位。
三、對下模工藝的分析
在對模具設計時(shí)，分型面一般會(huì )根據位置的不同分為幾個(gè)部分，而主體是平面分型面。該分型面對應的結構是上模XY軸上的中心位置所對應的圖形坐標的原點(diǎn)，在Z方向上其分型面尺寸為0。所以為了確保下模成型的內表面能夠在塑件時(shí)順利的脫模，在設計過(guò)程中要對模具的頂部結構中的芯位置進(jìn)行設計，根據以往的設計經(jīng)驗，在這一設計過(guò)程中主要有以下兩個(gè)難點(diǎn)：
�。ㄒ唬┠＞叩南履Ｐ偷拿髌鋵�(shí)是一種非常標準的立方體，所以在加工時(shí)余量較大，而且零件的體積也比較大，鋼材的模具比較質(zhì)硬，所以在進(jìn)行加工時(shí)要用較大的切削力進(jìn)行加工，加工時(shí)間也會(huì )比較長(cháng)，對道具的耗損比較大，可以通過(guò)應用油壓臺鉗提高加工效果，這樣加工過(guò)程也會(huì )更加穩定。
�。ǘ┯捎谙履６嗍前纪瓜嗷ソ诲e，所以形狀比較復雜。在進(jìn)行粗加工時(shí)，應該先選用鑲合金的大刀，在對粗加工工藝進(jìn)行選擇時(shí)盡量選擇曲面的挖槽刀路，要預留下0.35mm的尺寸余量，完成后在對模具進(jìn)行細加工，細加工時(shí)應該選擇高外形刀路，其余量要預留0.2mm。
四、對模具抽芯模塊進(jìn)行結構和工藝分析
在對模具的抽芯滑快進(jìn)行設計時(shí)，要盡量在模具外殼的兩側位置設計塑件分型線(xiàn)。在對滑快進(jìn)行加工時(shí)，盡量使用高性能的模具鋼，同時(shí)要借助通用的設備，如銑磨、平面磨等對毛坯進(jìn)行標準式的加工，在加工過(guò)程中對于滑槽要進(jìn)行導出，而下模的導化軌道與其余的部位之間需要進(jìn)行配合，對此的預留量應該設置在0.1mm。在對模具進(jìn)行裝配的時(shí)候，要盡量的使用人工進(jìn)行修磨，這樣可以保證抽芯導滑比較順暢。裝配時(shí)在滑快上進(jìn)行斜導柱孔和導滑槽時(shí)，要合理的使用銑床，在對滑快加工時(shí)，一般需要應用臺鉗進(jìn)行裝夾。在進(jìn)行粗加工時(shí)，則需要選擇三維曲面的挖槽刀路，進(jìn)行抽芯臺面的精加工時(shí)則需要選擇高外形的銑削刀路，在進(jìn)行精加工時(shí)需要根據抽芯的曲面選擇平行的銑削刀路。
五、結語(yǔ)
綜上所述，由于現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CAD模具設計技術(shù)的應用已經(jīng)非常廣泛，為了在模具的加工過(guò)程中提高加工精度和加工質(zhì)量，提升效率，在對模具進(jìn)行加工生產(chǎn)時(shí)最重要的環(huán)節就是要對模具的模仁進(jìn)行設計，并根據設計方案機型數控加工。在對模具型腔進(jìn)行確定時(shí)，一般需要用到3D模型，并根據模型繪制其特性，對加工進(jìn)行模擬。這樣可以提高對模具的設計和加工效果。
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