苹果模具加工工艺技术

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1、沧州职业技术学院毕业设计目 录第1章 概述31.1 塑料模具结构介绍31.2 塑料模具的加工简介31.3 设计内容4第2章 塑料苹果模的造型设计52.1 塑料苹果模的三维造型52.2 机床选择72.2.1机床具备的性能72.3 塑料苹果模具设计82.4 注塑模结构组成82.5 塑料苹果模具的加工分析92.5.1图样尺寸数据应符合编程方便的原则92.5.2加工部位结构工艺性应符合数控加工特点102.5.3定位基准分析10第3章 夹具的设计113.1 常见的夹具有哪些113.1.1 夹具的选择113.1.2 装夹方案的选择113.1.3 工序方案的确定123.1.4 注意事项133.1.5 走刀路

2、线的确定133.1.6下刀方式14第4章 塑料苹果模具的数控加工184.1 毛坯的选择184.2 满足工艺性能要求184.3 满足经济性要求194.4 模具材料的确定194.5 加工塑料苹果模具的刀具选择204.5.1对刀具的基本要求204.5.2 切削用量的选择214.5.3进给速度的确定224.5.4 切削液的选择244.5.5 对刀点的选择254.5.6工艺文件编制264.6 铣削苹果曲面时应注意的问题27第5章 塑料苹果模具加工仿真295.1 NX中塑料苹果模的操作步骤295.3 粗精加工铣削315.4 NX经粗精加工后生成实体验证315.5 NX生成加工NC代码32总结34参考文献3

3、5沧州职业技术学院毕业设计致谢36沧州职业技术学院毕业设计第1章 概述1.1 塑料模具结构介绍由于塑料具有很多优良的性能和特点，近年来它在各领域得到了越来越广泛的应用。作为塑料制造业的支柱产业塑料模具的设计与制造也得到了空前的发展，特别是作为塑料必备成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形状复杂的制品，并科实现自动化生产，得到迅速的法子，在我国其发展速度之快、需求量之大是前所未有的。塑料注塑模具基本分为静模和动模。在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模，静模一般有浇口套、靠板、模板组成，简单模具(特别是静模没有芯子的模具)也可以不使用靠板，直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准

4、件，除非特殊原因，不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便，不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模必须静模脱模时，还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。脱模机构中除了脱料杆，还有回位杆，部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。当为一产品设计模具时，首先要设定模具的基本结构尺寸以备料，来加快模具制造的速度。复杂产品应先绘制好产品图，再定好模具的尺寸。1.2 塑料模具的加工简介现在的模具基本上要进行热处理，加高模具的硬度，

5、提高模具使用寿命。在热处理前，先对模板进行初步加工：钻好导柱孔、回位孔(动模)、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔(动模)冷却水孔等，铣好流道、型腔，有些模具还应铣好斜导盒等。现在的普通精密模具的模板一般用cr12、cr12mov和一些专业模具钢，cr12等硬度不能太高,在HRC60度时经常开裂,模板的常用硬度一般为HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料为3Cr2w8v，制造后再氮化处理表面硬度，硬度应为HRC58以上，氮化层应越厚越好。浇口直接关系到塑件的美观，浇口设计不好的话，容易产生缺陷。在没有任何阻挡的情况上很容易产生蛇型流。对于要求高的产品，还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶

6、杆，不要在模板上狠有溢流飞边，才不至于影响模具寿命。5沧州职业技术学院毕业设计未来国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下发展趋势：1、在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；2、高速铣削加工将得到更广泛地应用；3、在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；4、提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；5、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；6、虚拟技术将得到发展；7、模具自动加工系统的研制和发展。1.3 设计内容本设计中主要为塑料苹果模模具, 在NX软件下可以粗精加工，自动编程导出程序在数控仿真中进行模拟加工加以验证。塑料苹果模的加工主要包括加工坯料、对刀

7、的确定、规划曲面挖槽粗加工刀具路径、规划曲面平行粗加工刀具路径、规划曲面平行精加工刀具路径以及规划曲面等高外形精加工刀具路径等内容。塑料苹果模平面图见如下图1-1所示图1-1 凸模、凹模沧州职业技术学院毕业设计第2章 塑料苹果模的造型设计2.1 塑料苹果模的三维造型在进行塑料苹果模模具设计与加工前,首先要利用UG系统下的零件模块对苹果模进行三维造型。打开UG软件样条曲线构造在UG环境中导入已经弄好的苹果光栅图像，在进入草图环境中以图片外轮廓用样条曲线勾画出苹果的外形，在根据工具条分析菜单中的曲率梳来确定样条的协调性与美观性，绘制如下图2-1所示图2-1 样条曲线构造旋转曲面单击旋转按钮选中上图

8、2-2中的样条曲线，在选中参考选线作为旋转轴，点击确定，生成如图2-2的实体所示图2-2 旋转曲面得到实体构建分型面选择拆分体进行苹果造型的最大分型面，创建分型方向，确定上模板和下模板的沧州职业技术学院毕业设计创建，生成如图2-3所示图2-3 构建分型面抽壳处理进行上半部分的抽壳整理，得到壁厚为1mm的塑料苹果模壳体得到产品造型如图2-4所示图2-4 抽壳处理后凸模制作因本组是加工苹果上半部分模具，所以根据拆分体我们上半部分可以设计出凸模制作，如图所示2-5所示图2-5 凸模36沧州职业技术学院毕业设计凹模制作方法如上面操作一样，凹模如图2-6所示图2-6 凹模2.2 机床选择2.2.1机床具

9、备的性能数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。数控机床使用范围越来越大，国内国际市场容量也越来越大，但竞争也会加剧，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶

10、超世界先进水平。不同类型的零件应在不同的数控机床上加工，要根据零件的设计要求选择数控机床。数控车床适合于加工形状比较复杂的轴类零件盒由复杂曲线回转形成的模具内型腔。数控立式镗铣床盒立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂平面或立体零件、泵体阀体、壳体等。多坐标联动的卧室加工中心还可用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。总之，不同类型的零件要选用相应的数控机床加工，易发挥数控机床的效率和特点。数控铣床加工中心加工柔性比普通数控铣床优越，有一个自动换刀的伺服系统，对于工序复杂的零件需要多把刀加工，在换刀的时候可以减少很多辅助时间，很方便，而且能够加工更加复杂的曲面等工件。因此

11、，提高加工中心的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。综合以上因素，选择KVC650加工中心，参数如表2-7所示：表2-1 机床参数工作台面尺寸（长宽）4051307（mm）主轴锥孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作台最大纵向行程650mm主配控制系统FANUC 0iMate-MC工作台最大横向行程450mm换刀时间（s）6.5s主轴箱垂向行程500mm主轴转速范围606000( r/min)工作台T型槽（槽数-宽度间距）5-1660mm快速移动速度10000（mm/min）主电动机功率5.5/7.5（kw）进给

12、速度5800（mm/min）脉冲当量（mm/脉冲）0.001工作台最大承载(kg)700kg机床外形尺寸(长宽高)(mm)2540mm2520mm2710mm机床重量(kg)4000kg2.3 塑料苹果模具设计根据苹果形外壳上壳的结构来设计注塑模具的结构与形状，其结构包括定模座板，浇口套，导柱，定距导柱，动模板，凹模等等。注射模的基本结构都是由动模和定模两大部分组成的，动模和定模一起构成了模具型腔和浇注系统。定模安装在注射机的固定板上，动模安装在注射机的移动板上。注射成型时，定模部分和被拖动的动模部分经导柱导向而闭合，塑料熔体从注射机喷嘴经模具浇注系统进入型腔，注射成型后冷却开模，动模和定模分

13、开，一般情况下塑件留在动模部分，模具顶出机构将塑件顶出模外。2.4 注塑模结构组成注塑模的结构形式较多，根据注塑模的各部分的作用不同，一般注塑模具可由下列几个部分组成：成型零件：通常由凸模，凹模，镶件等组成，合模时形成模具型腔，填充塑熔体。浇注系统：由主流道，分流道，浇口与冷料穴组成。导向机构：保证动模定模合模时准确对合，确保塑件的尺寸准确性。脱模机构：用于开模时将塑件从模具中脱出的装置，又称定出机构或者顶出装置。加热冷却系统：满足对注射工艺对模具的温度要求，必须对模具温度进行控制，所以模具设计常有冷却系统并在模具内部或四周安装加热元件。冷却系统一般开有冷却水道。排气系统：作用是将型腔内的气体

14、排出。侧向分型与抽芯机构：用来成型侧向凸台或者孔。2.5 塑料苹果模具的加工分析数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。2.5.1零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点，在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。零件设计人员在尺寸标注时，一般总是较多地考虑装配等使用特性，因而常采用局部分散的标注方法，这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大

15、的累积误差而破坏零件的使用特性，因此，可将局部的分散标注法改为同一基准标注或直接标注坐标尺寸。分析被加工零件的设计图纸，根据标注的尺寸公差和形位公差等相关信息，将加工表面区分为重要表面和次要表面，并找出其设计基准，进而遵循基准选择的原则，确定加工零件的定位基准，分析零件的毛坯是否便于定位和装夹，夹紧方式和夹紧点的选取是否会有碍刀具的运动，夹紧变形是否对加工质量有影响等。为工件定位、安装和夹具设计提供依据。构成零件轮廓的几何元素(点、线、面)的条件(如相切、相交、垂直和平行等)，是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算每一个节点的坐标；自动编程时，则要根据这些条件对构成零件的所有几何元素进行定义，无论哪一个条件不明确，都会导致编程无法进行。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。