1 动模图形处理
如图1所示的塑料外壳动模3D图，绘图过程如下：
(1)首先将动模曲面复制。
(2)将盒子动模顶部的缺口补好。以盒子和夹子侧壁的缺口曲线作为基准，并向两边投影延伸，以此曲线绘制直纹面。将盒子两枕位向两边延伸到毛坯尽头，同时也将夹子的枕位延伸适当距离。盒子和夹子的动模枕位面如图1中。
图1塑料外壳动模3D图
(3)此副模具的分型面是一平面，按动模毛坯的尺寸，在Z0处绘制分型平面，将分型面裁减去中间的零件外形曲线得到模具的分型面。
(4)为避免加工时铲刀，同时提高加工效率，须将盒子的顶部缺口修补好。
(5)隐藏定模面后，将动模曲面、枕位、分型面等部分绘制成动模图。
(6)为保证加工质量，提高加工效率，根据动模型芯的加工要求，同时绘制了相应的切削曲线及加工边界。
由于图形图素众多，为便于管理，绘图进行了分层管理，分为7个层，第1层repairsurface绘制了动模修补枕位的3D曲面，第2层HMsurface绘制了动模曲面，第3层QMpartsurface绘制了定模的加工曲面，第4层zhenwei绘制了盒子和夹子的枕位曲面，第5层curveforcut绘制了2D编制刀路时要使用的曲线及加工边界，第6层Dim标注了动模的尺寸，第11层。uve绘制了动模绘图的曲线。层管理图如图2所示。切削曲线及边界如图1中。
图2层管理图
图形坐标原点放在动模XY方向的中心处，分型面顶部Z方向的尺寸为0.0mm。加工时打开第二、四和第五层，关闭其它层。
2 动模的数控加工工艺分析
图1所示为设计好的动模加工3D图。动模型芯加工有以下难点:
(1)动模型芯为塑料外壳的内表面，外观要求没有外表面高，顶出位置、螺丝型芯镶件也设计在动模。数控编程时，为避免加工时在螺丝孔、顶针孔及窄深槽小缺口的位置铲刀，影响加工效率和工件的表面粗糙度值，须将这些位置修补好。
(2)相对定模而言，动模型芯体积大，加工余量大，加工时间长，刀具损耗多。动模型芯曲面复杂，有多处凸台和凹槽，曲面间圆角过渡圆滑，倒角半径较小，难于清角加工，要采取合适的数控工艺。
(3)动模型芯采用整体式设计，枕位部分和动模型腔相交部分凹槽加工是动模加工的难点。
(4)曲面盒子内的螺丝柱位全部在动模中直接加工出，柱位中间的孔由动模镶嵌而出。螺丝型腔孔和柱位孔有锥度，要使用特殊磨制的刀具，顶针孔要铰削。这些部位可待数控加工和电火花加工之后进行。
(5)盒子动模型腔和枕位共有3部分凹进去的型腔，无法直接加工，要先用小直径的刀具粗加工，再设计加工铜公进行电火花加工。
(6)夹子中间的两个圆柱台阶孔分别在定动模镶嵌零件实现，两个方形孔及下部的支撑条也由定模镶嵌小型芯，动模出胶位来完成模具结构的设计。这些部位可待数控加工和电火花加工之后，采用其它工艺方法进行加工。
(7)夹子周边的4个半圆台阶部位在动模设计了4个枕位，夹子动模型腔和枕位部分尺寸较小，电火花加工前无须粗加工。
(8)因为模具装配时，动模枕位及分型面要同时和定模枕位及分型面保证无缝隙的接触(碰穿)，所以动模分型面要留有0．1mm的余量供模具钳工打磨。
(9)动模型芯精加工时，最后采用了拍mm的平底刀进行表面精加工及清角加工。数控加工完毕后，进行人工打磨即可达到加工要求。
(10)为降低塑件内表面的粗糙度值，同时便于脱模，动模型芯电加工后必须进行抛光。数控加工前，利用铣、平面磨等通用设备先加工出140mm×150mm×50mm的标准毛坯，要求保证上下面的平行度及四周面之间的相互垂直度。并选择垂直的3个面作为加工和定位的基准面，为便于辨认基准，磨削毛坯完成后，动、定模要同时打上字码。在零件的底面钻4个孔并攻牙肘16mm，用螺钉固定在布满孔阵的装夹固定板上，再将装夹固定板用压板固定在数控机床的工作台上进行加工。
3 动模型芯加工注意事项
(1)动模型芯通常成型塑件的内表面，表面粗糙度值要求没有定模低，但动模型芯结构比较复杂，抽芯、镶件等结构较多，加工量校定模多，材料同定模一样较硬。加工时要谨慎，避免差错。
(2)编写刀路之前，须将图形中心移动到系统默认坐标原点，最高点移动到Z原点，并将长边放在X轴方向，短边放在y轴方向，基准位置的长边向着自己。
(3)加工前必须检查工件的装夹方向与计算机中的图形方向是否一致，在模具中的排位是否正确，装夹具是否妨碍加工，动、定模的方向是否相配。
(4)动模型芯加工的刀路大致顺序：大直径刀粗加工→小直径刀粗加工和清角→大直径刀精加工→小直径刀清角和精加工。
(5)动模型芯与定模所用材料相同，应尽量用镶合金刀粒的大直径刀具进行加工，不要用太小的刀。分型面为平面时，可用圆鼻刀精加工。
(6)动模型芯的加工一般先选取镶合金刀粒的大直径圆鼻刀(因这种刀够大，有力)进行粗加工，采用3D曲面挖槽刀路进行加工(留0.25mm的余量)。
(7)半精加工一般选取镶合金刀粒的刀具(或合金刀)，采用等高外形刀路进行加工(留0.15mm的余量)。
(8)精加工一般选取镶合金刀粒的球头刀(尺寸小时选小直径整体球头刀)，采用平行铣削来进行加工(不留余量)。局部辅以清角加工。加工型芯时，常遇到的问题是球头刀不易清除利角，这时可以用端铣刀走曲面斜面加工清角。
(9)如果动模型芯采用的是镶件，则动模分为镶件型芯和镶件固定板。需要分开加工。加工镶件固定板的内部外形要多走几遍空刀，不然外形会有斜度，造成上面加工到尺寸，下面加工不到位的现象，安装时难以配模。若镶件固定框深度尺寸大，则更明显。精加工外形框时尽量用大直径的新刀。
(10)镶件固定板深度较大时，可翻转过来，首先加工外形部位，装配人框后，再加工型芯的外部形状。
(11)塑件上下壳配合处突起的边缘称为止口，止口结构在型芯镶件上加工或在镶件固定板上用外形刀路加工。
(12)如果有止口台阶，用球头刀精加工时需控制加工深度，防止过切。镶件固定板的尺寸可比型芯镶件单边小0．02mm，以便配模。型芯镶件精加工时的公差为0.01-0.03mm，z方向步距值为0.2~0.5mm。
4 动模型芯加工刀路
(1)选取Φ25R5镶合金刀粒圆鼻刀，CNC刀杆规格：TRS-5Rx25×150。刀片规格：PPMW1003M0。进给率1，000mm／min，下刀速率500mm／min，抬刀速率2000m/min，主轴转速S=2，000转／min。用3D曲面挖槽刀路对动模型芯曲面粗加工。加工余量0.4mm。最小加工深度为15.276mm，最大加工深度设置成0.1mm。加工刀具路径如图3所示。
图3 3D曲面挖槽刀路刀具路径
(2)继续选取西25mm镶合金刀粒圆鼻刀，用3D曲面挖槽刀路对动模的分型面精加工。加工余量0.5mm(保护加工面)。此处将最小深度和最大深度都设置成0.0mm，在同一深度上精加工分型面。加工刀具路径如图4所示。
图4 3D曲面挖槽刀路刀具路径
(3)因为夹子的动模尺寸很小，没有刀具的直径大。这里选取西25尺5镶合金刀粒圆鼻刀，取消刀具补偿，用2D外形加工刀路对夹子的动模顶部平面进行精加工。X、y、z加工余量都设置为0.0mm。加工刀具路径如图5所示。
图5 2D外形刀路粗加工刀具路径
(4)选取Φ16R8镶合金刀粒圆鼻刀，用等高外形刀路对动模型芯面半精加工。加工余量0.1mm。最小加工深度为15.276mm，最大加工深度设置成0.0mm。加工刀具路径如图6所示。
图6等高外形刀路刀具路径
(5)因为前面粗加工工序所采用的是Φ25mm的大刀，很多地方加工不了。选取蛳mm平底合金刀，用3D曲面挖槽刀路对盒子动模型腔和两枕位中间部分粗加工。加工余量0.25mm。最小加工深度为9.8mm，最大加工深度设置成0.0mm。加工刀具路径如图7所示。
图7 3D曲面挖槽刀路刀具路径
(6)继续选取Φ6mm平底合金刀，用3D曲面挖槽刀路对盒子动模右边型芯和两枕位中间部分粗加工。加工余量0.25mm。最小加工深度为9.8mm，最大加工深度设置成0.0mm。加工刀具路径如图8所示。
(7)选取Φ6mm平底合金刀，用3D曲面挖槽刀路对盒子动模左边型芯和两枕位中间部分粗加工。加工余量0.25mm。最小加工深度为9.8mm，最大加工深度设置成0.0mm。加工刀具路径如图9所示。
图9 3D曲面挖槽刀路刀具路径
(8)选取Φmm平底合金刀，用等高外形刀路对动模型芯的曲面精加工。加工余量0.0mm。最小加工深度为15.276mm，最大加工深度设置成0.0mm。加工刀具路径如图10所示。
图10等高外形刀路刀具路径
(9)选取Φ6mm平底合金刀，用2D外形加工刀路对夹子的动模型芯侧壁进行精加工。x、y、z加工余量都设置为0．0mm。加工刀具路径如图11所示。
图112D外形刀路粗加工刀具路径
图12为实体加工模拟效果图。
图12塑料外壳动模型芯加工模拟效
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本文标题：塑料外壳注射模动模设计与数控技术加工
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