CAXA實體設計軟件在塑料模具設計中的應用

張自尾

（湖南郴州工業交通學校，湖南郴州 423000）

0 引言

CAXA（Computer Aided X Alliance-Always a step Ahead）實體設計軟件是功能相對全面且涉獵應用范圍廣泛的綜合軟件，囊括工程設計、協同設計與創新設計等內容，同時兼顧新一代CAD 系統解決技術方案，整體教育實用效果良好，可實現快速設計與兼容協同。該軟件有三維建模設計、分析仿真功能模塊以及協同工作模塊，它的易操作性與設計快速優勢確保可被應用于某些教育競賽。從教育實踐角度分析，CAXA 實體設計軟件集成了電子圖板技術，可保證使用者在同一個軟件環境下實現從2D 到3D 的設計形式轉換，且不需要使用任何文件格式。因此，將三維模型輕松轉換為二維圖紙，實現二維三維空間聯動，是它能夠應用于塑料模具設計的重要原因。

1 CAXA 實體設計軟件塑料模具設計步驟

CAXA 實體設計軟件可應用于塑料模具設計，具體的設計應用技術步驟繁多，塑料模型的整體設計過程主要由CAXA 實體設計展開從三維模型到二維圖紙的轉換，設計技術步驟如下：

塑料成型工藝分析→選擇注射機→塑料模具的型腔布局與分型面→選擇模架→設計澆注系統→設計推出機構→設計合模導向機構→設計冷卻系統→繪制模具總裝圖→加工模具成型零件。

2 塑料模具利用CAXA 的設計過程研究

圖1 設計的塑料模具制品所采用材料為ABS 材料（面蓋材料），由塑料注射機注射成型，可進行大批量生產，未注公差取值精度為MT5 級。

2.1 塑料模具的塑件成型工藝研究

采用ABS 材料是因為它的強度較高且韌性較好，容易加工成型，是一種典型的熱塑性高分子材料，具有耐腐蝕屬性，利用它良好的材料密度（1.04～1.08）、收縮率（0.4%～0.8%）以及相對較高的熔體粘度，應在設計中適當加大塑料注射機的注射壓力（注射壓力提高到最高100 MPa），并保證注射時間在（3～6）s，注射速度設置為中等，塑料模具在注射過程中的塑形溫度則始終保持在（60～90）℃。

圖1 塑料模具與三維圖形

設計過程對塑料模具的尺寸精度均沒有特殊要求，僅要求塑料模具內部表面粗糙度設定在Ra3.5 左右，再結合ABS 性能對其型腔脫模斜度進行計算，取值0.5°～1°[1]。

2.2 選擇注射機

利用CAXA 實體設計軟件繪出ABS 塑料模具三維圖，并按照一模一腔進行計算，其中要求澆注凝料比例為1：1，同時要求每個塑料模具質量都在50 g 左右。實際注射量與額定注射量控制在30%～80%。結合上述條件可選擇螺桿式注射機，對注射機進行質量檢驗校核，確定其注參數滿足注射要求后方可投入塑料模具設計。

2.3 塑料模具的型腔布局與分型面

該塑料模具設計采用一模一腔技術模式，且該設計選擇模具結構簡單且精度較高，模具的生產效率與質量也較高。可依據分型面的基本選擇原則充分考量塑件外觀及成型后輪廓，在最大輪廓處選擇塑件制件最終尺寸造型。

2.4 選擇模架

結合塑料模具的基本形狀與尺寸選擇模架，該設計主要選擇具有ECI 規格、無推件板及無托板設計的塑料模架，同時采用CAXA 實體設計軟件中的模架木塊進行模架設計。設計板厚度50 mm，標準長寬尺寸200 mm×300 mm。

2.5 設計澆注系統

澆筑系統的澆口套選擇脫唧嘴澆口套，明確澆口套的定位圈結構、基本尺寸與技術要求，配合定模板進行整合設計，共同形成澆注系統。

2.6 設計冷卻系統

本文所設計塑料模具主要采用動態配合定模兩種方式進行綜合冷卻處理，其中動態定模設計兩排結構簡單的冷卻水道，冷卻速度較快且注射機注射效率較高，易于塑料模型冷卻加工。冷卻回路采用到了直流循環模式，設計冷卻水口直徑10 mm。

2.7 模具總裝圖確定

最后確定該設計塑料模具的總裝圖，利用CAXA 實體設計軟件進行塑料模具的3D 化設計模塊處理，并將其轉化為2D 設計圖紙，編輯處理形成該塑料模具的二維總裝配圖[2]。

在塑料模具設計成型后可用于零件加工，主要用于數控銑床的型芯與型腔加工制作，制作形成成型的零件圖。具體操作工序主要包括備料、車料、熱處理和鉗工去毛刺、拋光。

3 結語

利用CAXA 實體設計軟件設計塑料模具可實現從3D 三維設計模型到最后2D 總裝配圖的有效轉換。其針對塑料模具的整體設計過程靈活且多元，不需要任何獨立的二維圖紙設計軟件，具有一定的3D 轉2D 設計應用價值。