【正文】 目 錄第1章 概述 3 塑料模具結(jié)構(gòu)介紹 3 塑料模具的加工簡介 3 設(shè)計內(nèi)容 4第2章 塑料蘋果模的造型設(shè)計 5 塑料蘋果模的三維造型 5 機(jī)床選擇 7 7 塑料蘋果模具設(shè)計 8 注塑模結(jié)構(gòu)組成 8 塑料蘋果模具的加工分析 9 9 10 10第3章 夾具的設(shè)計 11 常見的夾具有哪些 11 夾具的選擇 11 裝夾方案的選擇 11 工序方案的確定 12 注意事項 13 走刀路線的確定 13 14第4章 塑料蘋果模具的數(shù)控加工 18 毛坯的選擇 18 滿足工藝性能要求 18 滿足經(jīng)濟(jì)性要求 19 模具材料的確定 19 加工塑料蘋果模具的刀具選擇 20 20 切削用量的選擇 21 22 切削液的選擇 24 對刀點的選擇 25 26 銑削蘋果曲面時應(yīng)注意的問題 27第5章 塑料蘋果模具加工仿真 29 NX中塑料蘋果模的操作步驟 29 粗精加工銑削 31 NX經(jīng)粗精加工后生成實體驗證 31 NX生成加工NC代碼 32總結(jié) 34參考文獻(xiàn) 3538 / 38致謝 36第1章 概述 塑料模具結(jié)構(gòu)介紹由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點，近年來它在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)——塑料模具的設(shè)計與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復(fù)雜的制品，并科實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，得到迅速的法子，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的。塑料注塑模具基本分為靜模和動模。在注塑機(jī)的注射頭一邊的帶澆口套的為靜模，靜模一般有澆口套、靠板、模板組成，簡單模具(特別是靜模沒有芯子的模具)也可以不使用靠板，直接用厚一點的模板就可以了。澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。有些特殊模具澆口套可用鉆出來或用錐度線割割成。部分模必須靜模脫模時，還得加上靜模脫模機(jī)構(gòu)。動模的結(jié)構(gòu)一般為動模板、動?？堪濉⒚撃C(jī)構(gòu)以及模腳和裝機(jī)固定板。脫模機(jī)構(gòu)中除了脫料桿，還有回位桿，部分模具還要增加彈簧以實現(xiàn)例如自動脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等也是不可少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)然斜導(dǎo)模具還有斜導(dǎo)盒、斜導(dǎo)柱等。當(dāng)為一產(chǎn)品設(shè)計模具時，首先要設(shè)定模具的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料，來加快模具制造的速度。復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸。 塑料模具的加工簡介現(xiàn)在的模具基本上要進(jìn)行熱處理，加高模具的硬度，提高模具使用壽命。在熱處理前，先對模板進(jìn)行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、回位孔(動模)、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔(動模)冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)盒等?，F(xiàn)在的普通精密模具的模板一般用cr1cr12mov和一些專業(yè)模具鋼，cr12等硬度不能太高,在HRC60度時經(jīng)常開裂,模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料為3Cr2w8v，制造后再氮化處理表面硬度，硬度應(yīng)為HRC58以上，氮化層應(yīng)越厚越好。澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計不好的話，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況上很容易產(chǎn)生蛇型流。對于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計溢流和排氣。溢流處可以用頂桿，不要在模板上狠有溢流飛邊，才不至于影響模具壽命。未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢：在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用；在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；虛擬技術(shù)將得到發(fā)展；模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計中主要為塑料蘋果模模具, 在NX軟件下可以粗精加工，自動編程導(dǎo)出程序在數(shù)控仿真中進(jìn)行模擬加工加以驗證。塑料蘋果模的加工主要包括加工坯料、對刀的確定、規(guī)劃曲面挖槽粗加工刀具路徑、規(guī)劃曲面平行粗加工刀具路徑、規(guī)劃曲面平行精加工刀具路徑以及規(guī)劃曲面等高外形精加工刀具路徑等內(nèi)容。塑料蘋果模平面圖見如下圖11所示圖11 凸模、凹模第2章 塑料蘋果模的造型設(shè)計 塑料蘋果模的三維造型在進(jìn)行塑料蘋果模模具設(shè)計與加工前,首先要利用UG系統(tǒng)下的零件模塊對蘋果模進(jìn)行三維造型。⑴打開UG軟件⑵樣條曲線構(gòu)造在UG環(huán)境中導(dǎo)入已經(jīng)弄好的蘋果光柵圖像，在進(jìn)入草圖環(huán)境中以圖片外輪廓用樣條曲線勾畫出蘋果的外形，在根據(jù)工具條分析菜單中的曲率梳來確定樣條的協(xié)調(diào)性與美觀性，繪制如下圖21所示圖21 樣條曲線構(gòu)造⑶旋轉(zhuǎn)曲面單擊旋轉(zhuǎn)按鈕選中上圖22中的樣條曲線，在選中參考選線作為旋轉(zhuǎn)軸，點擊確定，生成如圖22的實體所示圖22 旋轉(zhuǎn)曲面得到實體⑷構(gòu)建分型面選擇拆分體進(jìn)行蘋果造型的最大分型面，創(chuàng)建分型方向，確定上模板和下模板的創(chuàng)建，生成如圖23所示圖23 構(gòu)建分型面⑸抽殼處理進(jìn)行上半部分的抽殼整理，得到壁厚為1mm的塑料蘋果模殼體得到產(chǎn)品造型如圖24所示圖24 抽殼處理后⑹凸模制作因本組是加工蘋果上半部分模具，所以根據(jù)拆分體我們上半部分可以設(shè)計出凸模制作，如圖所示25所示圖25 凸模⑺凹模制作方法如上面操作一樣，凹模如圖26所示圖26 凹模 機(jī)床選擇數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。⑴高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床也實現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。⑵高精度：數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。⑶高速度：數(shù)控機(jī)床各軸運行的速度將大大加快。⑷高柔性：數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。⑸模塊化：數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。⑹數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。⑺不同類型的零件應(yīng)在不同的數(shù)控機(jī)床上加工，要根據(jù)零件的設(shè)計要求選擇數(shù)控機(jī)床。數(shù)控車床適合于加工形狀比較復(fù)雜的軸類零件盒由復(fù)雜曲線回轉(zhuǎn)形成的模具內(nèi)型腔。數(shù)控立式鏜銑床盒立式加工中心適于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜平面或立體零件、泵體閥體、殼體等。多坐標(biāo)聯(lián)動的臥室加工中心還可用于加工各種復(fù)雜的曲線、曲面、葉輪、模具等?？傊?，不同類型的零件要選用相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床加工，易發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率和特點。⑻數(shù)控銑床加工中心加工柔性比普通數(shù)控銑床優(yōu)越，有一個自動換刀的伺服系統(tǒng)，對于工序復(fù)雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時候可以減少很多輔助時間，很方便，而且能夠加工更加復(fù)雜的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成為關(guān)鍵，而合理運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機(jī)床效率往往具有意想不到的效果。綜合以上因素，選擇KVC650加工中心，參數(shù)如表27所示：表21 機(jī)床參數(shù)工作臺面尺寸（長寬）4051307（mm）主軸錐孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作臺最大縱向行程650mm主配控制系統(tǒng)FANUC 0iMateMC工作臺最大橫向行程450mm換刀時間（s）主軸箱垂向行程500mm主軸轉(zhuǎn)速范圍60—6000( r/min)工作臺T型槽（槽數(shù)寬度間距）51660mm快速移動速度10000（mm/min）主電動機(jī)功率（kw）進(jìn)給速度5—800（mm/min）脈沖當(dāng)量（mm/脈沖）工作臺最大承載(kg)700kg機(jī)床外形尺寸(長寬高)(mm)2540mm2520mm2710mm機(jī)床重量(kg)4000kg 塑料蘋果模具設(shè)計⑴根據(jù)蘋果形外殼上殼的結(jié)構(gòu)來設(shè)計注塑模具的結(jié)構(gòu)與形狀，其結(jié)構(gòu)包括定模座板，澆口套，導(dǎo)柱，定距導(dǎo)柱，動模板，凹模等等。⑵注射模的基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的，動模和定模一起構(gòu)成了模具型腔和澆注系統(tǒng)。定模安裝在注射機(jī)的固定板上，動模安裝在注射機(jī)的移動板上。注射成型時，定模部分和被拖動的動模部分經(jīng)導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合，塑料熔體從注射機(jī)噴嘴經(jīng)模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，注射成型后冷卻開模，動模和定模分開，一般情況下塑件留在動模部分，模具頂出機(jī)構(gòu)將塑件頂出模外。 注塑模結(jié)構(gòu)組成注塑模的結(jié)構(gòu)形式較多，根據(jù)注塑模的各部分的作用不同，一般注塑模具可由下列幾個部分組成：⑴成型零件：通常由凸模，凹模，鑲件等組成，合模時形成模具型腔，填充塑熔體。⑵澆注系統(tǒng)：由主流道，分流道，澆口與冷料穴組成。⑶導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：保證動模定模合模時準(zhǔn)確對合，確保塑件的尺寸準(zhǔn)確性。⑷脫模機(jī)構(gòu)：用于開模時將塑件從模具中脫出的裝置，又稱定出機(jī)構(gòu)或者頂出裝置。⑸加熱冷卻系統(tǒng)：滿足對注射工藝對模具的溫度要求，必須對模具溫度進(jìn)行控制，所以模具設(shè)計常有冷卻系統(tǒng)并在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。冷卻系統(tǒng)一般開有冷卻水道。⑹排氣系統(tǒng)：作用是將型腔內(nèi)的氣體排出。⑺側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：用來成型側(cè)向凸臺或者孔。 塑料蘋果模具的加工分析數(shù)控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面加以分析。⑴零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點，在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，又有利于設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和編程原點的統(tǒng)一。零件設(shè)計人員在尺寸標(biāo)注時，一般總是較多地考慮裝配等使用特性，因而常采用局部分散的標(biāo)注方法，這樣就給工序安排和