CAXA实体设计软件在塑料模具设计中的应用

张自尾

（湖南郴州工业交通学校，湖南郴州 423000）

0 引言

CAXA（Computer Aided X Alliance-Always a step Ahead）实体设计软件是功能相对全面且涉猎应用范围广泛的综合软件，囊括工程设计、协同设计与创新设计等内容，同时兼顾新一代CAD 系统解决技术方案，整体教育实用效果良好，可实现快速设计与兼容协同。该软件有三维建模设计、分析仿真功能模块以及协同工作模块，它的易操作性与设计快速优势确保可被应用于某些教育竞赛。从教育实践角度分析，CAXA 实体设计软件集成了电子图板技术，可保证使用者在同一个软件环境下实现从2D 到3D 的设计形式转换，且不需要使用任何文件格式。因此，将三维模型轻松转换为二维图纸，实现二维三维空间联动，是它能够应用于塑料模具设计的重要原因。

1 CAXA 实体设计软件塑料模具设计步骤

CAXA 实体设计软件可应用于塑料模具设计，具体的设计应用技术步骤繁多，塑料模型的整体设计过程主要由CAXA 实体设计展开从三维模型到二维图纸的转换，设计技术步骤如下：

塑料成型工艺分析→选择注射机→塑料模具的型腔布局与分型面→选择模架→设计浇注系统→设计推出机构→设计合模导向机构→设计冷却系统→绘制模具总装图→加工模具成型零件。

2 塑料模具利用CAXA 的设计过程研究

图1 设计的塑料模具制品所采用材料为ABS 材料（面盖材料），由塑料注射机注射成型，可进行大批量生产，未注公差取值精度为MT5 级。

2.1 塑料模具的塑件成型工艺研究

采用ABS 材料是因为它的强度较高且韧性较好，容易加工成型，是一种典型的热塑性高分子材料，具有耐腐蚀属性，利用它良好的材料密度（1.04～1.08）、收缩率（0.4%～0.8%）以及相对较高的熔体粘度，应在设计中适当加大塑料注射机的注射压力（注射压力提高到最高100 MPa），并保证注射时间在（3～6）s，注射速度设置为中等，塑料模具在注射过程中的塑形温度则始终保持在（60～90）℃。

图1 塑料模具与三维图形

设计过程对塑料模具的尺寸精度均没有特殊要求，仅要求塑料模具内部表面粗糙度设定在Ra3.5 左右，再结合ABS 性能对其型腔脱模斜度进行计算，取值0.5°～1°[1]。

2.2 选择注射机

利用CAXA 实体设计软件绘出ABS 塑料模具三维图，并按照一模一腔进行计算，其中要求浇注凝料比例为1：1，同时要求每个塑料模具质量都在50 g 左右。实际注射量与额定注射量控制在30%～80%。结合上述条件可选择螺杆式注射机，对注射机进行质量检验校核，确定其注参数满足注射要求后方可投入塑料模具设计。

2.3 塑料模具的型腔布局与分型面

该塑料模具设计采用一模一腔技术模式，且该设计选择模具结构简单且精度较高，模具的生产效率与质量也较高。可依据分型面的基本选择原则充分考量塑件外观及成型后轮廓，在最大轮廓处选择塑件制件最终尺寸造型。

2.4 选择模架

结合塑料模具的基本形状与尺寸选择模架，该设计主要选择具有ECI 规格、无推件板及无托板设计的塑料模架，同时采用CAXA 实体设计软件中的模架木块进行模架设计。设计板厚度50 mm，标准长宽尺寸200 mm×300 mm。

2.5 设计浇注系统

浇筑系统的浇口套选择脱唧嘴浇口套，明确浇口套的定位圈结构、基本尺寸与技术要求，配合定模板进行整合设计，共同形成浇注系统。

2.6 设计冷却系统

本文所设计塑料模具主要采用动态配合定模两种方式进行综合冷却处理，其中动态定模设计两排结构简单的冷却水道，冷却速度较快且注射机注射效率较高，易于塑料模型冷却加工。冷却回路采用到了直流循环模式，设计冷却水口直径10 mm。

2.7 模具总装图确定

最后确定该设计塑料模具的总装图，利用CAXA 实体设计软件进行塑料模具的3D 化设计模块处理，并将其转化为2D 设计图纸，编辑处理形成该塑料模具的二维总装配图[2]。

在塑料模具设计成型后可用于零件加工，主要用于数控铣床的型芯与型腔加工制作，制作形成成型的零件图。具体操作工序主要包括备料、车料、热处理和钳工去毛刺、抛光。

3 结语

利用CAXA 实体设计软件设计塑料模具可实现从3D 三维设计模型到最后2D 总装配图的有效转换。其针对塑料模具的整体设计过程灵活且多元，不需要任何独立的二维图纸设计软件，具有一定的3D 转2D 设计应用价值。