塑料小盆注射模前模銅公設(shè)計(jì)方案

1、塑料小盆注射模前模銅公的設(shè)計(jì)-機(jī)械制造論文塑料小盆注射模前模銅公的設(shè)計(jì)吳光明(東莞市高技能公共實(shí)訓(xùn)中心，廣東東莞，523106)摘要：本文以塑料小盆注射模具前模銅公的設(shè)計(jì)為例，較為詳盡地講述 了運(yùn)用CAD'CAM軟件進(jìn)行塑料模具銅公設(shè)計(jì)的工藝步驟及注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：塑料小盆，注射模具，數(shù)控加工，前模銅公Desig n of the copper polar for a small plastic bas inin its injection mould cavityWu Guangming(Don ggua n Public Trai ningCen ter for Hi-skille

2、d Workers,Dongguan, Guang Dong ， 523016)Abstract: In this paper, with the example of Designing the copper polar in small plastic basininjectionmould cavity, we introducethetech no logy step and importa nt no tices of Desig ning the copperpolar in injectio n mould with CADCAM software in details.Keyw

3、ords: small plastic basin , injection mould, CNC processing, cavity copper polar一、引言電火花加工利用電腐蝕的原理工作。加工時(shí)，銅公和鋼料分別連接電源 兩極，在銅公和鋼料之間充入絕緣液體。通電后，銅公移近，接近鋼料，間隙減 少到一定值時(shí)，銅公和鋼料之間發(fā)生放電現(xiàn)象，放電電弧使放電間隙處產(chǎn)生高溫, 引起放電部位局部的鋼料熔化，熔化產(chǎn)生的殘?jiān)唤^緣液體沖刷并帶走。電火花加工結(jié)束時(shí)，模坯上的材料即被除去。也稱為電腐蝕。電火花加 工過(guò)程中，銅公和鋼料間沒(méi)有直接的加工作用力， 即使所需加工的孔或槽的尺寸 小、深度大、加工材料

4、硬度高，也可采用電火花加工。電火花加工提高了模具的 加工精度和效率，也使復(fù)雜的型腔結(jié)構(gòu)能夠地以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)模具型芯、型芯的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，材料比較硬，模具型腔或型芯上有 深孔、柱位、窄槽、小圓角、復(fù)雜曲面及尖角時(shí)，受刀具的硬度和規(guī)格尺寸等特 性限制，無(wú)法用數(shù)控機(jī)床加工出全部的余量時(shí)， 此時(shí)需要加工出電火花加工用的 銅公，用電火花進(jìn)行加工。二、設(shè)計(jì)銅公時(shí)的注意事項(xiàng)銅公的加工方法一般為數(shù)控銑或線切割。當(dāng)銅公上有較復(fù)雜的凹凸曲面 時(shí)，只能采用數(shù)控銑削加工。有時(shí)侯，銅公不能整體加工出來(lái)，就需要把整體銅 公分拆成兩個(gè)或多個(gè)銅公才能加工出來(lái)。 這種為了完成模具各個(gè)部位的放電加工 而把銅公各個(gè)部位分拆開(kāi)來(lái)組成各種

5、各樣的組合，分別成各個(gè)銅公的過(guò)程稱為分 拆銅公。拆分銅公應(yīng)考慮到加工的可行性、實(shí)用性、不變形、加工方便、銅公成本和外形美觀等，拆分的銅公越少越好。1、設(shè)計(jì)制作整體銅公能夠拆分整體銅公的，盡量拆分。但需要考慮加工的可行性，盡量一道 工序加工完成，無(wú)法一道工序加工完成的，拆分多個(gè)銅公。但有些整體銅公比較 特殊，需要多道工序加工。2、拆分散銅公有時(shí)整體銅公加工困難，有加工不到的死角，或者是不好加工，所需刀具太長(zhǎng)或太小，就可以考慮多拆一個(gè)銅公。有時(shí)局部需要清角銅公，這種銅公的 加工并不困難，但一定要搞清楚打火花時(shí)的偏數(shù)及校表基準(zhǔn)。 拆分散銅公首要前 提是拆分后必須能夠加工。3、拆分骨位銅公為增加塑膠產(chǎn)

6、品前段時(shí)間所設(shè)計(jì)的薄片狀結(jié)構(gòu)稱之為骨位。骨位既窄又 深，很難直接加工出來(lái)，一般都須設(shè)計(jì)骨位銅公。骨位銅公加工時(shí)容易變形，力卩 工時(shí)特別注意。4、銅公直身位取25mm，方便火花機(jī)沖水，XY軸校表位預(yù)設(shè)單邊3 8mm左右，基準(zhǔn)高5mm以上。5、銅公的基準(zhǔn)通常取3個(gè)圓角1個(gè)斜角，斜 角對(duì)準(zhǔn)模具型腔的基準(zhǔn)，銅公中心數(shù)對(duì)模具型腔的基準(zhǔn)取整數(shù)。6、高低落差較大的銅公要盡量拆分多個(gè)銅公，以節(jié)省銅公材料。7、左右對(duì)稱的銅公經(jīng)常做在一起進(jìn)行偏移尺寸加工，形狀相似的銅公要注意區(qū)別（如多加1個(gè)斜角或圓角），兩銅公相接處要延長(zhǎng)1mm。8、拆好的銅公要套進(jìn)工件中仔細(xì)檢查是否干涉，近似和對(duì)稱的銅公要 檢查是否拆分合理，平

7、移或旋轉(zhuǎn)出來(lái)的銅公要檢查平移距離和旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)是否正 確。9、常常由產(chǎn)品外觀要求決定粗、精銅公。有時(shí)為節(jié)省銅料，銅公打完后，將銅公的整體曲面想下降低設(shè)計(jì)，精銑削銅公后，再進(jìn)行電火花精加工。10、模具的狹窄及深腔部位，刀具粗加工不到的地方往往要局部或整體 做粗、精銅公。11、設(shè)計(jì)骨位銅公時(shí)，為加強(qiáng)銅公的強(qiáng)度，防止加工變形，骨位可改斜 度及做底部加強(qiáng)設(shè)計(jì)。12、型腔、型芯的膠位面要與枕位面分開(kāi)拆分銅公，保證模具型腔的利 角。13、拆分設(shè)計(jì)銅公時(shí)，建議不要輕易改變銅公的坐標(biāo)系，采用裝配拆分 銅公，1個(gè)銅公1個(gè)圖檔，也可以使用圖層來(lái)區(qū)分銅公。三、小盆前模銅公A的加工小盆模具中，前模盆體四周的裙邊設(shè)計(jì)有寬

8、度為6.6mm的加強(qiáng)筋，其深度為2.23mm，裙邊深度大，寬度窄，無(wú)法直接加工出來(lái)，要設(shè)計(jì)銅公進(jìn)行 電火花加工。圖1為前模銅公A分解圖?？紤]到前模銅公曲面的形狀窄高，為 避免加工變形，須在銅公曲面的內(nèi)、外部分別設(shè)計(jì)相關(guān)輔助平面。圖2噩集秦知的3D囹圖3前柚公A僮置尺寸圉依次點(diǎn)擊File/Read file讀入前模的3D圖形文件。打開(kāi)所有圖層，將 圖形在前視圖旋轉(zhuǎn)180度。關(guān)閉無(wú)關(guān)的層，打開(kāi)前模曲面的層，因?yàn)榍澳ｃ~公A 和零件的前模曲面是一模一樣的，所以只需用零件的3D圖即可。依次點(diǎn)選前模銅公A的曲面進(jìn)行平移復(fù)制，將此曲面放置在新層surfaceforcut中，并沿Z方向移回原位置。選擇前模銅公

9、 A外部四周的曲面，繪制曲面邊界。因?yàn)榇诉?界要作為后續(xù)的加工曲線，所以必須將此曲線修剪圓順，不能有斷點(diǎn)和重復(fù)的曲 線。在Z-1處繪制286*146的矩形。選擇矩形的兩條邊，繪制出所須的平面。選擇所繪制的平面和曲面邊界，用投影剪切對(duì)平面進(jìn)行剪切。得到前模銅公A的外部平面。選擇前模銅公 A內(nèi)部四周的曲面，在Z-5.588處繪制的曲面邊界。 加工中要對(duì)曲面型腔的頂部進(jìn)行精加工，按加工的要求，繪制了四個(gè)加工邊界。圖形圖素較多，為便于管理，繪圖進(jìn)行了分層管理，前模銅公A的3D圖如圖2。因?yàn)榱慵亲笥覍?duì)稱的，圖形坐標(biāo)原點(diǎn)放在 X方向的中心處，為避免電 加工時(shí)銅公曲面外部的校表面部分傷及前模的分型面， 設(shè)

10、計(jì)和加工時(shí)，將銅公的 最大外形向下延伸到Z-1.0mm，即曲面外部大平面的Z方向尺寸為-1.0mm。銅公用于電火花加工時(shí)要校平，并確定其中心位置和高度值。此大平面 可作為銅公的校表面。設(shè)計(jì)了圖 3中的Chain1作為XY方向的分中面，零件的 坐標(biāo)中心到前模的坐標(biāo)中心位置 Y方向距離為23.62mm，X方向重合。電火花加工時(shí)需調(diào)整Y和Z方向的尺寸。前模銅公 A位置尺寸圖如圖3.耐杭撲圧Z煞和將駅T.Bt:Chain I馬一；審舞霜處聖尺櫛精加工曲面時(shí)，針對(duì)曲面的形狀特點(diǎn)，為獲得較好的加工表面光潔度,要采用小直徑的刀具，將曲面分為四塊進(jìn)行精加工銅公的加工模擬效果如圖4所示雷4熹承愛(ài)報(bào)加：j氏旺筆四

11、、小盆前模銅公B的加工前模中，肥皂臺(tái)四周也設(shè)計(jì)了有寬度為 6.6mm的裙邊加強(qiáng)筋， 深度上分為兩個(gè)臺(tái)階， 最深為5.025mm，深度大，寬度窄，同樣無(wú)法直接加工出來(lái)，要設(shè)計(jì)銅公進(jìn)行電火花加工。圖 5為前模銅公B分解圖，銅公B的曲面形狀窄高，為避免加工變形，在銅公曲面的內(nèi)、外部分別設(shè)計(jì)了相關(guān)輔助平面讀入前模的3D圖形文件。打開(kāi)所有圖層，將圖形在前視圖旋轉(zhuǎn)180度。 因?yàn)榍澳ｃ~公B和零件的前模肥皂臺(tái)裙邊加強(qiáng)筋處的曲面是一模一樣的，所以 只需用零件的曲面即可。選擇前模銅公 B外部四周的曲面，繪制的曲面邊界。 為避免銅公變形，保證銅公的強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了銅公的校表面，同時(shí)要避免電加工時(shí) 銅公曲面外部的校表面

12、部分傷及前模的分型面。將銅公的校表面設(shè)計(jì)在Z-2深度。前模中，肥皂臺(tái)的中間高度為 Z4.572，設(shè)計(jì)和加工銅公時(shí)，為避免電加工 時(shí)銅公曲面內(nèi)部平面部分傷及前模的肥皂臺(tái)曲面，設(shè)計(jì)加工時(shí)，要將銅公的此部分外形向下延伸到Z-6.5mm。根據(jù)加工工藝，選擇前模銅公B相關(guān)部分的曲面， 繪制其它的曲面加工邊界。繪圖進(jìn)行了分層管理，圖6為設(shè)計(jì)好的前模銅公B的3D圖。前模銅公 B的位置尺寸圖如前圖4所示。零件是左右對(duì)稱的，圖形坐標(biāo)原點(diǎn)放在 X方向的中心處，銅公用于電火 花加工時(shí)要校平，并確定其中心位置和高度值，銅公曲面外部的平面可作為銅公 的校表面，其Z方向尺寸為Z2.0。設(shè)計(jì)了圖6中的Cha ini作為XY

13、方向的分中 面，零件的坐標(biāo)中心到前模的坐標(biāo)中心位置丫方向距離為60.0mm，X方向重合。電火花加工時(shí)需調(diào)整丫和Z方向的尺寸。頂祈粳沢:沁燈:慎加工前模銅公B時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1、由于粗加工時(shí)采用的刀具直徑較大，而曲面內(nèi)部轉(zhuǎn)角處成直角相交， 粗加工時(shí)會(huì)留下很大的加工余量，精加工時(shí)，使用的刀具直徑很小，為避免斷刀, 為先用較小直徑的刀具進(jìn)行清角。2、由于銅公曲面在高度上分為兩個(gè)臺(tái)階，為保證銅公強(qiáng)度，避免加工 時(shí)變形，在銅公曲面的外部設(shè)計(jì)了 Z-2.0的輔助平面。輔助平面的兩斷出也要進(jìn) 行清角精加工。3、銅公前部設(shè)計(jì)有8個(gè)R1.5的半圓柱，它們和曲面的相交處也要應(yīng) 用小直徑的刀具進(jìn)行清角。4、要精加

14、工曲面時(shí)，針對(duì)曲面的形狀特點(diǎn)，為獲得較好的加工表面光 潔度，要采用小直徑的刀具，將曲面分為兩塊進(jìn)行精加工。圖7是銅公實(shí)體模擬加工效果圖。&黑述!*朮抑工岐趕幣五、小盆前模銅公C的加工前模中，前模型腔兩端的過(guò)度圓角是逐漸減小的，而前模型的深度較大，無(wú)法直接加工出來(lái)，要設(shè)計(jì)銅公進(jìn)行電火花加工。圖8為前模銅公C分解 圖，銅公C的曲面形狀窄高， 長(zhǎng)寬高為39 X 22 X 87.75且曲面沒(méi)有可作為校 表面的平面，加工時(shí)較難裝夾。考慮到電加工時(shí)銅公的定位，須設(shè)計(jì)出分中面和 校表面。因?yàn)殡娂庸r(shí)，實(shí)際起作用的是銅公的前部，銅公曲面和校表面相交的部位并不起作用，所以加工時(shí)，無(wú)須對(duì)此部位進(jìn)行清角。前

15、模兩端的此部分曲面是一樣的，故只須加工一個(gè)銅公，電加工時(shí)將銅 公旋轉(zhuǎn)即可。讀入前模的3D圖形文件。將圖形在前視圖旋轉(zhuǎn)180度。關(guān)閉無(wú)關(guān)的層， 打開(kāi)前模曲面的層，因?yàn)榍澳ｃ~公 C和的前模兩端的曲面過(guò)度處的曲面是一模 一樣的，所以只需用零件的曲面即可。選擇前模銅公C外部四周的曲面，繪制的曲面邊界。關(guān)閉其它圖層，只保留銅公曲面和曲面邊界，將構(gòu)圖面設(shè)置為前視 圖，以坐標(biāo)原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，將圖形逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。在Z0處繪制銅公的分中外形，如圖10中的Cha in 1?？紤]到電加工時(shí)，避免銅公曲面下部的此部分 曲面?zhèn)扒澳Ｐ颓?。將銅公的分中外形向下加工到Z-5深度。繪圖進(jìn)行了分層管理。圖9為設(shè)計(jì)好的前模銅公C的3D圖。為便于加 工，加工時(shí)將銅旋轉(zhuǎn)90度平放。實(shí)際加工時(shí)銅公 C的3D圖如圖10所示。前 模銅公C的位置尺寸圖如前圖11 o零件是上下對(duì)稱的，圖形坐標(biāo)原點(diǎn)放在 丫方向的中心處，銅公用于電火花加工時(shí)，首先要旋轉(zhuǎn)90度，然后校平，并確定其中心位