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1、湖南信息职业技术学院学生毕业设计题 目： 玩具壳的模具设计和模具制造 姓 名： 学 号： 3 4 号 系 (部)： 机 电 工 程 系 专 业： 数 控 技 术 及 其 运 用 指导教师： 开题时间： 年09月 完成时间： 年11月 年 11 月 2 日湖南信息职业技术学院目 录一 前言1.1 模具制造简介1.1.1模具工业在国民经济中的地位1.1.2模具制造的基本要求和特点1.1.3模具零件的加工机床及测量设备1.1.4模具制造工艺及加工程序二 模具设计2.1塑件图纸及其材料的选择 2.1.1 产品3D图 2.1.2 塑件材料的选择2.2 模具结构形式的拟定 2.2.1型腔数量及排列方式的确
2、定 2.2.2分型面的确定2.3 Pro/E 3D分模 2.3.1 模具型芯、型腔等零件3D图 2.3.2 模具总装3D图2.4模具图纸 2.4.1 2D排位草图 2.4.2 型芯、型腔加工图纸三 模具加工工艺3.1模具标准件及材料的准备 3.1.1 标准模架的确定3.1.2 其他标准件准及材料的准备3.2钻水路及螺纹孔的加工工艺3.3型芯加工工艺 3.3.1 装夹、对刀及刀具补偿值输入3.3.2 UG粗加工主要的刀轨参数设置3.3.3 热处理3.3.4 UG精加工主要刀轨参数设置3.3.5 型芯电火花加工3.3.6 型芯线切割加工3.3.7 模具的抛光3.4 模具的装配3.5 试模四 工艺卡
3、片五 参考文献 六 谢词前言毕业设计是高等职业教育教学计划的重要组成部分，是加强理论与实际相结合的重要实践学习环节。光阴似梭,大学三年的学习一晃而过,为了具体体验这三年来的学习效果,综合检测理论在实际应用中的能力,我开始了信息学院最后一次的自我检验- - - - -毕业设计。本次毕业设计的课题来源与生活,应用广泛。模具结构相对来说有点复杂,但这对我们来说是一个很好的考验。它能加强我们对模具结构的理解。同时论文中模具制造工艺的编写让我们对数控编程和工艺的编写有了更进一步的理解与加强。本次设计以模具的加工工艺为主,综合了模具结构设计、模具制造，最后到模具总的装配等一系列模具生产过程。起到很好的学以
4、至用的效果。在设计模具并编写模具加工工艺的同时把以前学过的基础课程综合应用到了本次设计中。在设计中除了翻阅大量模具设计与制造的理论性书籍之外，还应用了CAD、cad燕秀外挂、Pro/E、EMX模具外挂、UG等专业软件,力求达到减小劳动强度,提高工作效率。非常感谢张乐老师对本次设计由指导,同时也感谢信息学院各位老师的精心教诲。由于实际经验和理论技术有限,设计之中难免有遗漏与错误,希望各位老师批评指正。 设计者：龚亮2010年11月2日毕业设计任务说明书1.1 模具制造简介1.1.1模具工业在国民经济中的地位 在现代生产中，模具是大批量生产各种产品和日用生活品的重要工艺装备，它以特定的形状通过一定
5、的方式使原料成型。现已在国民经济各个部门，特别是汽车、航天航空、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等部门得到极其广泛的应用。 研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一。随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。1.1.2 模具制造的基本要求和特点 1、模具制造的要求在模具生产中，除了正确进行模具设计，采用合理的模具结构外，还必须以先进的模具制造技术作为保证。制造模具时，应满足以下几个基本要求:(l)制造精度高 为了保证制品精度，模具工作部分的精
6、度通常要比制品精度高2一4级;模具结构对上、下模之间的配合有较高要求，因此组成模具的零件都必须有足够的制造精度。(2)使用寿命长 模具是比较昂贵的工艺装备，其使用寿命长短直接影响产品成木的高低。 (3)制造周期短 为了满足生产需要，提高产品竟争能力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具制造周期。 (4)模具成本低 模具成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度要求及加工方法等有关，必须根据制品要求合理设计模具和制定其加工工艺。 1.1.3 模具制造的特点: (l)单件生产 用模具成型制品时，每种模具一般只生产1-2副，所以模具制造属于单件生产。 (2)制造质量要求高 模具制造不仅要求加工精度高
7、，而且还要求加工表面质量好。一般来说，模具工作部分制造公差应控制在0.01mm左右;工作部分的表面粗糙度Ra要求小于0.8m。 (3)形状复杂 模具的工作部分一般都是二维或三维复杂曲面，而不是一般机械的简单几何体。(4)材料硬度高 模具实际上相当于一种机械加工工具，硬度要求高，一般用淬火工具钢或硬质合金等材料，采用传统的机械加工方法制造有时十分困难。1.1.4 模具零件的加工机床及测量设备模具零件绝大多数为金属材料，主要的加工方法有机械加工、特种加工和表面加工等。所涉及的机床有：刨床、铣床、车床、钻床、镗床、磨床、电火花 线切割机床、抛光机等。涉及的检测设备有：手动三坐标、投影仪、精密千分尺、
8、卡尺、硬度计、粗糙度仪、千分表、高度仪等。五、模具制造工艺及加工程序二 模具设计2.1塑件图纸及其材料的选择2.1.1 产品3D图2.1.2 塑件材料的选择根据厂家要求以及此产品的特点，选用ABS材料。因为ABS材料具有易成型，低蠕动性、优异的尺寸稳定性以及高抗冲击强度等特点。根据厂家要求此产品规定产量为100万左右。2.2 模具结构形式的拟定2.2.1 型腔数量及排列方式的确定 根据产品尺寸的大小、生产批量，以及产品侧抽芯位置等特点确定此套模具为一模两腔的排列方式。（见下图）。2.2.2 分型面的确定注： 球标1：侧抽芯分型面球标2：斜顶分型面2.3 Pro/E 3D分模图2.3.1模具型芯
9、、型腔等零件3D图2.3.2 模具总装3D图（正面）2.3.2 模具总装3D图（背面）2.4模具图纸2.4.1 2D排位草图型腔加工图纸：型芯加工图纸：三 模具加工工艺3.1 模具标准件及材料的准备3.1.1标准模架的确定 为了满足侧抽芯机构的设计以及浇口凝料自动脱落等要求，选用标准模架如下图所示：FCI-2530-A60-B60-C80-L2503.1.2 其他标准件准及材料的准备 浇口套：SBA12xL60xH13xD35定位圈：LRA100顶 针：3.0X150 型芯：P20（150X180X31 精料） 型腔：P20（150X180X36 精料） 滑块：P20（40X30X47精料）
10、镶件：P20（4X50）其余材料选用：45#P20特性：1.硬度均匀，具有良好的抛光性能及光蚀刻花性能，加工性能佳。 2.真空脱气精炼处理钢质纯净，适合要求抛光或蚀纹加工塑胶模。 3.预硬状态供货，模具寿命在50万次以下无需在热处理可直接用于模具加工，缩短工期。 3.2 钻水路及螺纹孔的加工工艺 型芯、型腔精料采购回来后第一件事就是检测精料六面的垂直度以及表面质量。等检查完毕就开始根据模具设计师提供的图纸进行水路以及螺纹孔的加工。1、机床的选择模具制造中水路以及螺丝孔的加工精度以及定位精度要求不高，所以钻水路和螺丝孔一般选用钻床和简易数控铣床。如型号为YL1632K3铣床和型号为Z3040x1
11、0(13)的摇臂钻床。2、零件装夹与找正定位钻孔时，零件装夹在机床导轨的虎口钳上，保证待加工孔的轴线与机床导轨垂直。孔的定位如果在铣床上加工，可先对刀，确定零件的加工的中心基准，然后控制机床到待加工点的坐标。为了避免麻花钻钻孔时的偏心，须先用中心钻钻一中心孔，然后换麻花钻加工水路及螺纹孔。如果用摇臂钻床加工，孔的定位可通过划线找正的方法。3、加工时的注意事项a. 应采用低转速低的进给速度，防止断刀和注意切屑的排出。b. 加工过程中应不断浇注冷却液，防止钻头的烧坏。c. 对于较深的水路，为了保证孔相对于导轨的垂直度，应尽量不选用较长的钻头。可以通过两头加工保证孔的精度。4、攻丝 水路孔以及螺丝孔
12、加工完以后就把零件交给钳工师傅攻丝。此套模具，水路的水塞均采用带螺纹的铜水塞，型芯和型腔在上下模板中的定位也需要紧固螺丝固定，所以这些地方都得攻丝。攻丝时，为了达到螺纹顺利配合要求，对一个孔必须重复攻丝。攻丝时要注意用力。保证与表面的垂直度。注意防止丝锥断到孔中。3.3型芯加工工艺根据产品3D图形进行模具设计后，将模具型芯的3D实体图转换成STP图形格式，输入到UG中。前模加工3D图，如下图图所示。3.3.1 装夹、校表、对刀及刀具补偿值输入1）装夹因为工件加工区域为整个面，为了便于机床走刀以及好找正，我们可以采用组合夹具装夹，如下图所示。注：工件与下面圆盘垫块的固定采用内六角螺丝，工件底面已
13、在第一步加工出了型芯与上模板的定位螺丝孔。在这里可利用那些螺丝孔进行装夹固定。2）校表因为模具要求加工精度较高，我们采用百分表找正。找准工件与导轨平行，然后完全固定。3）对刀模具加工的对刀一般不直接用加工的刀具对刀，刀具对刀很难保证模具加工的精度。模具加工常用的对刀工具有：寻边器（对X、Y轴）和Z轴设定器。通过对刀工具对刀后，确定工件的正中心为加工零点。对刀时应注意：（1）根据加工要求采用正确的对刀工具及方法，控制对刀误差； （2）在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度； （3）对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险； （4）对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址
14、，防止因调用 错误而产生严重后果。 4） 刀具的补偿值的设定。根据刀具的实际尺寸和位置，将刀具半径补偿值和刀具长度补偿值输入到与程序对应的存储位置。需注意的是，补偿的数据正确性、符号正确性及数据所在地址正确性都将威胁到加工，从而导致撞车危险或加工报废。3.3.2 UG粗加工主要的刀轨参数设置1）开粗 用20圆角半径为2mm的飞刀开粗，预留1mm的切削余（1）UG中主要的刀轨设置参数： 选择加工类型为：型腔铣 加工方法： 粗加工切削模式：步距： 距离： 全局每刀深度：2mm切削参数设置为：余量设置：非切削移动参数设定： 进刀类型：沿形状斜进刀倾斜角度：5 退刀：与进刀相同进给和速度：主轴转速：2000（rpm） 进给率：300(mmpm)（2）刀具路线如下图
