快速的塑膠模具制造技術探索

王虹

摘要：本文首先分析了模具結構設計，接下來詳細闡述了塑料模具加工制造工藝，希望給行業內人士以借鑒和啟發，同時希望為我國快速的塑膠模具制造技術的論述獻言獻策。

關鍵詞：快速制造;塑膠模具;制造技術;探索

引言

塑料模具的組成結構分析塑料模具結構分為澆注系統、熱流道系統、冷卻系統、導向定位零件、推出機構與排氣系統等部分，不同模塊在注塑過程中具有不同功能。（1）澆注系統。澆注系統一般由主流道、分流道、冷料穴、澆口等組成，其能夠將熔融后的塑料，由注射機噴嘴引導至型腔的流道部位，主要負責塑料引流作業。（2）熱流道系統。熱流道系統是區別于冷流道系統的模具結構，通常由噴嘴、分流板、控溫箱及附件組成。在使用熱流道系統注塑的過程中，可以利用加熱裝置進行流道內部持續加熱，以保障熔融塑料始終保持液體狀態，從而有效節約塑料原料與縮短生產周期。（3）冷卻系統、導向定位零件與推出機構。塑料模具冷卻系統包含冷卻水道、加熱組件及模具溫度控制器，其主要作用在于控制模具溫度、減少脫模變形和提高塑件質量。所以冷卻水道在塑料模具中的位置，會對注塑成品的壁厚、形狀產生影響，通常其會被設置在熱傳導困難的地方。而導向定位零件、推出機構等構件，則負責塑料鑄件的位置確定、導向與導出工作，能夠輔助塑料模具完成生產。（4）排氣系統。排氣系統是將塑模內型腔、芯腔的空氣，以及塑料模具注射成型中揮發出的氣體，排出模外的裝置。該系統在塑料模具分型面上開設排氣槽，或者利用模具、型芯之間的間隙進行排氣，以盡可能保證型腔注塑工藝的順利開展

1模具結構設計

塑件材料是ABS，塑件的左側有一斜向方通孔，是用于接出線攬排插頭，需要做一個斜滑塊抽芯，且抽芯較長（25mm以上）。塑件的后面有一個扣位孔，需要做一個動模滑塊抽芯，塑件的前面是一個圓形出線孔用于接入電池線，由于塑件外觀不能有接痕，所以需要做一個定模滑塊抽芯，塑件的右側是一個裝飾線槽，用于和基座件相配，所以要做一個包膠的滑塊抽芯。

1.1分型面和澆注系統的選擇

分型面是分開模具取出塑件的模具可離面，在模具設計中，分型面對模具的結構、塑件的成型及脫模的影響非常大，因此必須仔細分析，認真選擇。澆注系統可選擇XGI簡化型細水口直接進膠方式。

1.2側向抽芯機構的設計

由于塑件長側邊有一個碰穿圓孔和一個扣位方孔;寬側邊有一斜方孔和包膠裝飾槽，這些孔與扣位都必須做滑塊抽芯，所以無論是模具設計還是制造加工制造，都是這副模具的一個重點難點。而模具設計的合理化會減少很多在制造中加工制造時間和加工制造難度。對于長側的前端碰穿圓孔，考慮到圓孔處不能有明顯夾線，所以采用定模做（C型）滑塊抽芯;長側另一端方孔膠位在分型面下的動模，因為它只是一個方形碰穿扣位，其側向壓力并不大，所以采用方便快捷的B型滑塊抽芯。對于寬側的斜方孔，考慮到方孔抽芯行程較大，采用A型滑塊抽芯;在寬側另一端的線槽位，其包膠位較大，采用D型滑塊抽芯，為了確保包膠位在注塑側向壓力作用下不出現毛邊;不均等現象，因此在D滑塊型芯上做了反鏟定位，更好地保證了滑塊不被移位的狀況。

1.3頂出機構的設計

由于此塑件尺寸并不大，且外觀為不透明ABS料，但考慮到塑件有兩個臺階且四周包膠模具，收縮包緊力可能導致脫模困難，因此選擇在第二臺階處共設置12支圓頂針頂出。

2塑膠模具加工制造工藝研究

2.1塑膠模具加工制造的CNC數控車銑工藝

數控機床在塑膠模具加工制造中的應用，需要用到多種裝夾工具、刀具等，在進行銑刀、虎鉗及卡盤的裝夾固定后，就可以開始某一塑膠模具的車銑作業。所以數控銑削的加工制造流程，主要包括加工制造對象分析、加工制造方案制定、加工制造工藝及裝備的安置、數控程序編制等，不同塑膠模具加工制造流程的配合，可以完成對模具平面、曲面與輪廓的銑削工作。利用CNC數控程序編程，開展塑膠模具加工制造的工藝如下：（1）編程加工制造前應根據塑膠模具圖紙，進行加工制造毛坯尺寸的測量，并調整好數控設備加工制造參數，選擇正確的銑刀、虎鉗和卡盤等完成裝夾，以準備對塑膠模具展開加工制造。（2）利用CAXA制造工程師2013r5軟件，進行模具加工制造操作，包括構件平面輪廓的正面銑削、反面銑削，以及曲面輪廓的線切割覫30工藝加工制造，加工制造過程中預留0.03mm拋光設置。（3）之后檢查塑膠模具尺寸是否符合要求，并使用砂紙、油石或拋光膏等，去除模具上殘留的毛刺、倒棱邊。通過使用CNC數控車銑工藝，進行塑膠模具的加工制造與生產，可以有效提高不同結構組件的耐用性、加工制造精度，并解決傳統加工制造工藝存在的問題。

2.2粗銑

模具粗加工制造主要在于去除多余材料，所以其應選擇小切削用量、高切削速度、高進給率的方式，進行塑膠模具幾何輪廓的加工制造。當前使用復合刀具材料對模具工件的切削加工制造，應順著規劃的刀路進行分層內螺旋銑削，銑削時刀具要以圓弧形式，來完成加工制造路徑連續光滑的切入、切出，這樣能夠保證模具拐角處的自然過渡。而在塑膠模具型芯加工制造的過程中，應先從模具外部水平下刀，刀具切削進給量要盡可能大，切入、切出工件時采用傾斜式切削，切削后模具體積非常平整自然。

2.3精銑

精加工制造是高速銑削加工制造的最終流程，其要在模件半精加工制造基礎上，對塑膠模具出形狀、尺寸及表面平滑度，作出進一步切削與打磨操作。精銑加工制造主要采用刀路交叉的切入、切出方式，沿塑膠模具結構徑向進行往復銑削，銑削曲面的曲率半徑大于刀具半徑，以盡可能保證進給方向時圓弧的過渡自然。現階段對塑膠模具的高速銑削精加工制造，通常包含等高精加工制造、螺旋等高精加工制造、三維偏置等加工制造工藝，多種加工制造策略的混合使用，可以有效確保工件切削的高精度、平滑，并完成對模具表面精度、加工制造時間的控制。

結語

塑膠模具作為塑料制品生產的工具，主要包含凹模基板、凸模基板、凹模組件、凸模組件、凹模卡板口凸模卡板等構件，可用于機械制造、航天航空、電力、儀表等行業產品的生產。在塑膠模具設計時，往往會受很多因素的影響，但是塑膠模具設計的問題也是不可以避免的，這就要求相關設計人員對塑膠模具設計的要求進行熟練的掌握，也要將相關理論運用到實際中，同時也要和先進的技術相結合，這樣才可以保證塑膠模具設計的提升，從而提高整個設計水平以及生產效率。

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（作者身份證號：210522198908254125）