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1、浙江水利水电专科学校毕业设计ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE 毕业设计（论文）题 目： 系 （部）： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 年 月 日目 录0、引言11、零件分析11.1 零件材料 11.2 零件形状 12、模具设计 22.1 模具结构及注塑原理 22.2 模具材料 22.3 分型面 32.4 加工工艺 32.5 凹模设计 43、模具制造53.1 装夹定位，工件坐标系的建立 53.2 步骤、刀具、切削参数、加工方法（走刀路径方式） 54、仿真与加工程序 84.1 仿真 84.2 生成NC文件 95、总结 1
2、16、参考资料 120、引言CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它是以计算机软件的形式，为模具设计与制造提供了一种有效的辅助工具。本文利用ProEneineer设计软件对加湿机注塑模具的凹模进行了设计；用MasteCAM软件对凹模进行了自动编程和模拟仿真加工。1 零件分析1.1零件材料 零件要求无色透明，要求表面光滑、无水纹、毛刺等影响美观的缺陷。材料为ABS塑料，系丁二烯丙烯腈苯乙烯组成的三元共聚物，俗称工程塑料塑料，其临界表面张力为3438mN/cm，热变形温度为70107, 比重:1.05克/立方厘米,适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零
3、件和电讯零件。具有以下性能： (1)综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。(2)与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。(3)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。(4)流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。1.2零件形状控制面板零件形状稍复杂，属薄壁壳体类零件如图1-1所示，模具加工应采用注塑方法成型。由于零件形状大，应采用一出一的加工方式，即单型腔注塑。零件有许多的柱形突起物、加强筋等可用电火花加工成型。 图1-1 控制面板 2 模具设计2.1模具结构及注塑原理模具结构如图2-1所示，分为定模板、控制面板凹模、中间板、控制面板
4、凸模、动模板。原理：熔融的塑料从浇口道流入，然后流入型腔，成形出形状完整、质地致密的塑件。待塑件冷却到一定的温度即可开模，在顶杆的作用下将模具分开。 图2-1 模具结构原理图2.2、模具材料3Cr2Mo(P20) 所属类别:预硬型塑料模具钢 钢材特性: 综合力学性能较好,淬透性高,可以使截面尺寸较大的钢材获得较均匀的硬度. 具有很好的抛光性能,制成模具的表面90粗糙度值低.用该钢制造模具使,一般先进行调质处理,硬度为2835HRC(即预硬化),在经冷加工制成模具后可以直接使用,这样既保证了模具的使用性能,又避免了热处理引起模具的变形. 主要用途:适于制造大中型和精密塑料模以及低熔点合金(如锡,
5、锌,铅,铅合金)压铸模等. 化学成分:% 标准GB/T1299-2000, C:0.280.40 Si:0.200.80 Mn:0.601.00 Cr:1.402.00 Mo:0.300.55 P:0.030 S:0.030 出厂状态: 硬度HBS330280。用途 热塑性塑胶注塑模具，挤压模具； 热塑性塑料吹塑模具； 重载模具的主要部件； 结构制件； 常用制造电视机壳、洗衣机、冰箱内壳、水桶等。 直接制模 已预先硬化处理至260-320HB，可直接用于制模加工，并具有尺寸稳定性好的特点，预硬钢材可满足一般用途需求，模具寿命可达到50万模次。 加硬处理 为提高模具寿命达到80万模次以上，可对预
6、硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。淬火时先在500-600预热2-4小时，然后在850-880保温一定时间（至少2小时），放入油中冷却至50-100出油空冷，淬火后硬度可达50-52HRC，为防止开裂应立即进行200低温回火处理，回火后，硬度可保持48HRC以上。2.3分型面分型面的选择要求：（1）应保证塑件能顺利取出（2）应方便塑件顺利脱模（3）应保证塑件的精度要求（4）应考虑塑件外观质量（5）应考虑排气效果此外还要考虑模具零件制造的难易程度，锁模力的方向和锁模的可靠性，侧向抽芯的方便与否。该零件分型面如图2-2所示。 图2-2 分型面2.4加工工艺（1）备料（2）采用锻件 因为模具要
7、求是个规则的矩形，采用棒料浪费材料；要求锻造之后回火，以便加工。（3）铣外表面采用普通铣床 因为是单件小批生产，加工效率高，为后续加工（平面磨）留出余量。（4）调质处理（5）平面磨（除上表面）使模具表面平整，易于装夹定位和提高精度。（6） 型腔加工（见数控工艺卡）（7） 电火花成型加工型腔内部一些刀具无法加工的死角和尖角需用电火花加工。（8）磨顶面型腔加工后顶面会留下一些毛刺和刮痕，磨下可以提高光洁度和精度。（9）手工抛光提高模具光洁度。（10）检查2.5凹模设计（1）建立模具模型：首先导入设计完成的零件或直接在模具模式下创建零件，即模具参考模型，然后装入预先设计完成的毛坯，或直接创建毛坯。（
8、2）创建浇道系统，浇道系统主要包括浇道、流道、浇口和水道等。（3）创建收缩率。（4）创建分型面。（5）创建模型的内腔。（6）用分型面分割工件。（7）向模具型腔内注入材料，生成铸件。系统用工件体积减去提取出的元件体积，根据剩余的几何体自动生成铸件。（8）定义打开模具的步骤，对每一步进行静态干涉检查。（9）根据需要装入模具基座元件。（10）利用Pro/DETAIL模块完成细化设计。3 模具制造3.1装夹定位，工件坐标系的建立以底面固定安装在机床上，将零件固定在工艺板上，将工艺板装夹压紧在机床工作台上。因为工件是个规则的几何图形，坐标原点选在工件的中心。X：模型的中心Y：模型的中心Z：工件顶面在机床
9、进行Z轴对刀时，模板顶平面设为0。然后将此刀具与工作台台面的相对高度设定为长度补正值，以后各加工程序所用的刀具以工作台为对刀基准。3.2步骤、刀具、切削参数、加工方法（走刀路径方式）（1）打开MasterCAM9.0在主菜单中选择打开文件，文件转换中的IGES，然后读取后缀为iges的文件，如图3-1所示。 图3-1 文件读取对话框（2）选择刀具路径，在工件设定的界面设定工件的大小，如图3-2所示。 图3-2 工件设定对话框（3）返回主菜单在刀具路径中选择刀具路径表面铣削粗铣挖槽铣削选择加工的槽选择刀具，如图3-3所示。 图3-3 刀具选择对话框（4）选择球刀10R1的刀具，刃长25.0，进给
10、率为800，主轴转速1200，切削深度0.3，如图3-4所示。 图3-4 刀具参数设定对话框（5）在主菜单中选择刀具路径操作管理刀具路径的模拟，如图3-5所示。 图3-5 粗加工的模拟图（6）选择球刀6R1的刀具，刃长25.0，进给率为600，主轴转速1400，切削深度0.2，如图3-6所示。图3-6刀具参数设定对话框（7）在主菜单中选择刀具路径操作管理刀具路径的模拟，如图3-7所示。 图3-7 粗加工的模拟图 （8）在主菜单中选择刀具路径表面铣削精加工平行切削（Parallel）选择要加工的型腔，如图3-8所示。图3-8 加工方式选择对话菜单（9）选择球刀4R1，进给率为600，主轴转速15
11、00的的刀具，以水平方向环形铣削，如图3-9所示。图3-9刀具参数设定对话框（10）在主菜单中选择刀具路径操作管理刀具路径的模拟，如图3-10所示。图3-10 精加工的模拟图最后全部选择进行刀具路径的模拟，检查模拟的效果及其导出程序。4仿真与加工程序4.1仿真（效果图）精加工之后的效果如图4-1所示。图4-1 加工后的效果图4.2 生成NC文件并修改%O0001N100G21N102G0G17G40G49G80G90N104T1M6N106G0G90G54X-.025Y-35.99A0.S1200M3N108G43H1Z60.N110Z4.8N112G1Z-.2F50.N114X.005F800.N116X6.37Y-35.946N118X12.749Y-35.81N120X18.605Y-35.6N6214X42.293Z-5.312N6216X42.142Z-5.201
