苹果模具加工工艺技术模板.doc
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1、目 录第1章 概述31.1 塑料模具结构介绍31.2 塑料模具加工介绍31.3 设计内容4第2章 塑料苹果模造型设计52.1 塑料苹果模三维造型52.2 机床选择72.2.1机床含有性能72.3 塑料苹果模具设计82.4 注塑模结构组成82.5 塑料苹果模具加工分析92.5.1图样尺寸数据应符合编程方便标准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 夹具设计113.1 常见夹含有哪些113.1.1 夹具选择113.1.2 装夹方案选择113.1.3 工序方案确实定123.1.4 注意事项133.1.5 走刀路线确实定133.1.6下刀方法14第4章 塑
2、料苹果模具数控加工184.1 毛坯选择184.2 满足工艺性能要求184.3 满足经济性要求194.4 模具材料确实定194.5 加工塑料苹果模具刀具选择204.5.1对刀具基础要求204.5.2 切削用量选择214.5.3进给速度确实定224.5.4 切削液选择244.5.5 对刀点选择254.5.6工艺文件编制264.6 铣削苹果曲面时应注意问题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34参考文件35致谢36第1章 概述1.1 塑料模具结构介绍因为塑料含有很多
3、优良性能和特点,多年来它在各领域得到了越来越广泛应用。作为塑料制造业支柱产业塑料模具设计和制造也得到了空前发展,尤其是作为塑料必备成型工具塑料注塑模具,因为它成型效率高,易成型形状复杂制品,并科实现自动化生产,得到快速法子,在中国其发展速度之快、需求量之大是前所未有。塑料注塑模具基础分为静模和动模。在注塑机注射头一边带浇口套为静模,静模通常有浇口套、靠板、模板组成,简单模具(尤其是静模没有芯子模具)也能够不使用靠板,直接用厚一点模板就能够了。浇口套通常为标准件,除非特殊原因,不提议取消。浇口套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。部分模必需静
4、模脱模时,还得加上静模脱模机构。动模结构通常为动模板、动模靠板、脱模机构和模脚和装机固定板。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比如自动脱模等功效。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少模具基础结构。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,首先要设定模具基础结构尺寸以备料,来加紧模具制造速度。复杂产品应先绘制好产品图,再定好模具尺寸。1.2 塑料模具加工介绍现在模具基础上要进行热处理,加高模具硬度,提升模具使用寿命。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
5、盒等。现在一般精密模具模板通常见cr12、cr12mov和部分专业模具钢,cr12等硬度不能太高,在HRC60度时常常开裂,模板常见硬度通常为HRC55度左右。芯子硬度可在HRC58以上。假如材料为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美观,浇口设计不好话,轻易产生缺点。在没有任何阻挡情况上很轻易产生蛇型流。对于要求高产品,还应设计溢流和排气。溢流处能够用顶杆,不要在模板上狠有溢流飞边,才不至于影响模具寿命。未来中国外塑性模具制造技术和成型技术有以下发展趋势: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
6、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、提升模具标准化水平和模具标准件使用率;5、研究和应用模具高速测量技术和逆向工程;6、虚拟技术将得到发展;7、模具自动加工系统研制和发展。1.3 设计内容本设计中关键为塑料苹果模模具, 在NX软件下能够粗精加工,自动编程导出程序在数控仿真中进行模拟加工加以验证。塑料苹果模加工关键包含加工坯料、对刀确实定、计划曲面挖槽粗加工刀具路径、计划曲面平行粗加工刀具路径、计划曲面平行精加工刀具路径和计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以下图1-1所表示图1-1 凸模、凹模第2章 塑料苹果模造型设计
7、2.1 塑料苹果模三维造型在进行塑料苹果模模具设计和加工前,首先要利用UG系统下零件模块对苹果模进行三维造型。打开UG软件样条曲线结构在UG环境中导入已经弄好苹果光栅图像,在进入草图环境中以图片外轮廓用样条曲线勾画出苹果外形,在依据工具条分析菜单中曲率梳来确定样条协调性和美观性,绘制以下图2-1所表示图2-1 样条曲线结构旋转曲面单击旋转按钮选中上图2-2中样条曲线,在选中参考选线作为旋转轴,点击确定,生成图2-2实体所表示图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最大分型面,创建分型方向,确定上模板和下模板创建,生成图2-3所表示图2-3 构建分型面抽壳处理进行上半部分抽壳整
8、理,得到壁厚为1mm塑料苹果模壳体得到产品造型图2-4所表示图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,所以依据拆分体我们上半部分能够设计出凸模制作,图所表示2-5所表示图2-5 凸模凹模制作方法如上面操作一样,凹模图2-6所表示图2-6 凹模2.2 机床选择2.2.1机床含有性能数控机床发展也越来越快,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:伴随数控系统集成度增强,数控机床也实现多台集中控制,甚至远距离遥控。高精度:数控机床本身精度和加工件精度越来越高,而精度保持性要好。高速度:数控机床各轴运行速度将大大加紧。高柔性:数控机床柔性化将向自动化程
9、度更高方向发展,将管理、物流及各对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,就肯定向模块化方向发展,这现有利于制造商又有利于用户。数控机床使用范围越来越大,中国国际市场容量也越来越大,但竞争也会加剧,我们只有紧跟优异技术进步大方向,并不停创新,才能赶超世界优异水平。不一样类型零件应在不一样数控机床上加工,要依据零件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轴类零件盒由复杂曲线回转形成模具内型腔。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。多坐标联动卧室加工中心还可用于加工多种复杂曲线、曲面、叶轮、模具等
10、。总而言之,不一样类型零件要选择对应数控机床加工,易发挥数控机床效率和特点。数控铣床加工中心加工柔性比一般数控铣床优越,有一个自动换刀伺服系统,对于工序复杂零件需要多把刀加工,在换刀时候能够降低很多辅助时间,很方便,而且能够加工愈加复杂曲面等工件。所以,提升加工中心效率便成为关键,而合理利用编程技巧,编制高效率加工程序,对提升机床效率往往含有意想不到效果。综合以上原因,选择KVC650加工中心,参数如表2-7所表示: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 0iM
11、ate-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 塑料苹果模具设计依据苹果形外壳上壳结构来设计注塑模具结构和形状,其结构包含定模座板,浇口套,导柱,定距导柱,动模板,凹模等等。注射模基础结构全部是由动模和定模
12、两大部分组成,动模和定模一起组成了模具型腔和浇注系统。定模安装在注射机固定板上,动模安装在注射机移动板上。注射成型时,定模部分和被拖动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,动模和定模分开,通常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结构形式较多,依据注塑模各部分作用不一样,通常注塑模具可由下列多个部分组成: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,浇口和冷料穴组成。导向机构:确保动模定模合模时正确对合,确保塑件尺寸正确性。脱模机构:用于开模时将塑
13、件从模具中脱出装置,又称定出机构或顶出装置。加热冷却系统:满足对注射工艺对模具温度要求,必需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面安装加热元件。冷却系统通常开有冷却水道。排气系统:作用是将型腔内气体排出。侧向分型和抽芯机构:用来成型侧向凸台或孔。2.5 塑料苹果模具加工分析数控加工工艺性分析包含面很广,在此仅从数控加工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给出应符合编程方便标准零件图上尺寸标注方法应适应数控加工特点,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,也便于尺寸之间相互协调,又有利于设计基准、工艺基准、
14、测量基准和编程原点统一。零件设计人员在尺寸标注时,通常总是较多地考虑装配等使用特征,所以常采取局部分散标注方法,这么就给工序安排和数控加工带来很多不便。因为数控加工精度和反复定位精度全部很高,不会因产生较大累积误差而破坏零件使用特征,所以,可将局部分散标注法改为同一基准标注或直接标注坐标尺寸。分析被加工零件设计图纸,依据标注尺寸公差和形位公差等相关信息,将加工表面区分为关键表面和次要表面,并找出其设计基准,进而遵照基准选择标准,确定加工零件定位基准,分析零件毛坯是否便于定位和装夹,夹紧方法和夹紧点选择是否会有碍刀具运动,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。组成零
15、件轮廓几何元素(点、线、面)条件(如相切、相交、垂直和平行等),是数控编程关键依据。手工编程时,要依据这些条件计算每一个节点坐标;自动编程时,则要依据这些条件对组成零件全部几何元素进行定义,不管哪一个条件不明确,全部会造成编程无法进行。所以,在分析零件图样时,务必需分析几何元素给定条件是否充足,发觉问题立即和设计人员协商处理。2.5.2零件各加工部位结构工艺性应符合数控加工特点零件内腔和外形应尽可能采取统一几何类型和尺寸,这么能够降低刀具规格和换刀次数,方便编程,提升生产效益。内槽圆角大小决定着刀具直径大小,所以内槽圆角半径不应太小。其结构工艺性好坏和被加工轮廓高低、转角圆弧半径大小等原因相关
16、。零件铣槽底平面时,槽底圆角半径r不要过大。当D一定时,r越大,铣刀端面刃铣削平面面积越小,加工平面能力就越差,效率越低,工艺性也越差。当r大到一定程度时,甚至必需用球头铣刀加工,这是应该尽可能避免。应尽可能在一次装夹中完成全部能加工表面加工,为此要选择便于各个表面全部能加工定位方法;若需要二次装夹,应采取统一基准定位。在数控加工中若没有统一定位基准,会因工件重新安装产生定位误差,从而使加工后两个面上轮廓位置及尺寸不协调,所以,为确保二次装夹加工后其相对位置正确性,应采取统一定位基准。2.5.3定位基准分析定位基准是工件在装夹定位时所依据基准。该零件首先在一般铣床上以一个毛坯件一个平面为粗基准
17、定位,将毛料精加工定位面铣削出来,并达成要求要求和质量,作为夹持面,再以夹持面为精基准装夹来加工零件,最终再将粗基准面加工到尺寸要求。因为本零件关键是型腔加工,所以只加工六个面到尺寸,在平口虎钳上装夹即可完全定位。第3章 夹具设计3.1 常见夹含有哪些3.1.1 夹具选择机械制造过程中用来固定加工对象,使之占有正确位置,以接收施工或检测装置称为夹具,又称卡具。从广义上说,在工艺过程中任何工序,用来快速、方便、安全地安装工件装置,全部可称为夹具。比如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。在机床上加工工件时,为使工件表面能达成图纸要求尺寸、几何形状和和其它表面相互位置精度等技术要求 ,加工前必
18、需将工件装好(定位)、夹牢(夹紧)。 夹具通常由定位元件(确定工件在夹具中正确位置)、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具和工件相对位置或导引刀具方向)、分度装置( 使工件在一次安装中能完成数个工位加工,有回转分度装置和直线移动分度装置两类)、连接元件和夹具体(夹具底座)等组成。夹具种类按使用特点可分为:万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等,有很大通用性,能很好地适应加工工序和加工对象变换,其结构已定型,尺寸、规格已系列化,其中大多数已成为机床一个标准附件。专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上装夹需要而专门设计制造,服务对象专一,针对性很强,通常由产品制造厂自行设计。常见有车床
19、夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用机床夹具)和随行夹具(用于组合机床自动线上移动式夹具)。可调夹具。能够更换或调整元件专用夹具。组合夹具。由不一样形状、规格和用途标准化元件组成夹具,适适用于新产品试制和产品常常更换单件、小批生产和临时任务。3.1.2 装夹方案选择在确定装夹方案时,只需依据已选定加工表面和定位基准定工件定位夹紧方法,并选择适宜夹具。在选择夹具时,在能用一般夹具装夹加工尽可能选择一般夹具,在经济效应上能够降低成本开支。数控机床上用夹具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求,所以我依据零件形状考虑选择平口钳。此时
20、,关键考虑以下几点:夹紧机构或其它元件不得影响进给,加工部位要敞开;必需确保最小夹紧变形;装卸方便,辅助时间应尽可能短;对小型零件或工序时间不长零件,能够考虑在工作台上同时装夹几件进行加工,以提升加工效率;夹具结构应努力争取简单;夹具应便于和机床工作台及工件定位表面间定位元件连接。 该零件形状规则,四个侧面较光整,加工面和加工面之间位置精度要求不高。所以以底面和两个侧面作为定位,用虎钳从工件侧面夹紧。利用虎钳将毛坯件进行装夹,长度方向平行于X轴方向,底下垫平行块起支撑作用。注意:工件装夹不能装得太深(确保红色尺寸为40),以免加工中伤及平口钳图3-1所表示图3-1 工装所表示3.1.3 工序方
21、案确实定通常数控铣削采取工序集中方法,这时工步次序就是工序分散时工序次序,能够按通常切削加工次序安排标准进行。通常根据从简单到复杂,先加工平面、沟槽、孔,再加工内腔、外形,最终加工曲面;先加工精度要求低表面,再加工精度要求高部位等。在安排数控铣削加工工序次序时还应该注意以下问题:上道工序加工不能影响下道工序定位和夹紧,中间穿插有一般机床加工工序也要综合考虑。通常优异行内腔加工工序,后进行外形加工工序。以相同定位、夹紧方法或同一把刀具加工工序,最好连续进行,以降低反复定位次数和换刀次数。在同一安装中进行多道工序,应先安排对工件刚性破坏较小工序。依据零件图样和技术要求,制订一套加工用时少,经济成本
22、花费少,又能确保加工质量工艺方案。下面分析这套工艺方案通常毛料未经任何处理时,外表有一层硬皮,硬度很高,很轻易磨损刀具,所以首先在一般铣床上铣削6个面,达成尺寸要求即可。铣削毛坯六个面(一般铣床)铣削上表面粗铣内腔(开粗)半精铣内腔及斜面精铣壁精铣底部曲面及斜面清根3.1.4 注意事项上表面因为精度要求不高,所以在开粗时直接加工到位,壁留1mm加工余量。依据内腔轮廓尺寸要求、圆弧曲率及其加工精度要求可知:依其深度分层粗加工,留有适宜加工余量,所以要采取粗加工半精加工精加工方案来加工完成,以满足加工要求。半精铣壁留0.25mm加工余量。内腔有岛屿,壁为5拔模角,所以要合理设置加工参数。圆弧槽加工
23、没有什么限制,只是要求在精加工后加上清根操作。整个加工型腔比较深,所以在选刀具时候要注意刀刃刀杆长度,预防过切撞刀。3.1.5 走刀路线确实定走刀路线就是刀具在整个加工工序中运动轨迹,合理安排走刀路线不仅能够提升切削效率,还能够提升零件表面精度。对于数控铣床,还应考虑多个方面:能确保零件加工精度和表面粗制度要求;使走刀路线最短,既能够简化程序段,又能够降低刀具空行程时间,提升加工效率;应使数值计算简单,程序段数量少,以降低编程工作量。寻求最短加工路线 如加工图3-2(a)所表示零件上孔系。3-2(b)图走刀路线为加工完外圆孔后,再加工内圆孔。若改用3-2(c)图走刀路线,少空刀时间,则可节省定
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