数控技术注塑模具设计与数控加工Word文档下载推荐.docx

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2.2数控加工仿真14

2.2.1定义轮廓线、毛坯14

2.2.2粗加工参数设置15

2.2.3轨迹仿真加工18

2.3生成数控加工代码.20

2.4机床实际操作加工.33

毕业设计总结35

致37

参考文献38

摘要

随着现代机械行业的发展，机械自动化程度越来越高.各种先进的机械加工设备和机械加工工艺让给现代制造业有了长足的发展。

随着人们物质生活的提高，对产品的多样性及实用性提出要求，一部分新产品的设计任务就交给了机械工作者。

现代生活中人们对于塑料制品的需求越来越大，而且对塑料制品的外形结构与工艺水品提出了更高的要求。

这就要求设计人员能够熟练运用注塑模具的设计知识以及模具的生产加工知识.其中包括数控加工技术和计算机辅助制造（CAM），以及各种二维和三维辅助设计软件的应用.在设计过程中要不断发现错误,修改尺寸参数,以求设计出符合质量要求以及工艺要求的产品来.设计出来的注塑模具要满足生产需要.也要便于模具的生产加工.在模具的加工过程中要合理选择加工参数保证模具的加工精度,尤其是表面粗糙度.表面粗糙度对模具的质量影响非常大,因此一定要把握好模具制造的质量，制造出符合要求的产品来。

关键词：

注塑模具设计数控铣床CAMCAXA制造工程师AutoCAD加工编程

毕业设计正文

1注塑模具的外形设计

题目要求：

设计粉笔盒上盖的注塑模具，要求能并排放下10根粉笔，并且能与粉笔盒相配合。

根据粉笔盒上盖的外形尺寸设计出模具，用数控加工仿真模拟模具的加工，并生成相应的加工文件。

做出对应的毕业设计说明书。

1.1注塑模具概论

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。

现在的模具基本上要进行热处理，加高模具的硬度，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。

未来国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。

1.2粉笔盒上盖的设计

粉笔盒上盖结构比较简单，设计过程中需要协调粉笔盒的尺寸外形，否则会

出现不搭配的现象，外形设计的合理性是决定模具制造的复杂性、工艺性、制造

成本的决定性因素。

1.2.1粉笔盒上盖的外形设计

粉笔盒上盖的造型图如图

（1）所示

图

（1）粉笔盒造型图

1.2.2粉笔盒上盖的尺寸设计

经过实践测量检验需求的粉笔盒的外轮廓尺寸为110×

80×

25（长×

宽×

高，单位：

mm）其中粉笔盒的壁厚为2mm周,边圆角为5mm.

下图为塑料盒上盖的尺寸见图

（2）、图（3）

图

（2）上盖主视图

图（3）塑料盒剖视图

其中塑料盒的壁厚均为2mm，这里为方便设计省去圆角。

1.2.3材料的选择

由于粉笔盒上盖属于日用品畴，可以用通用塑料，这里选取聚苯乙烯（PS）作为材料可以达到目的。

它无色无味透明，容易染色和加工，尺寸稳定。

而且成本低，流动性高，易成型成品率高。

产量大而且廉价，应用较多。

1.3粉笔盒上盖注塑模具的设计

根据粉笔盒上盖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。

1.3.1粉笔盒上盖注塑模具的外形设计

模具的主要零件尺寸图与整体结构如图（图4）所示，其中本次设计涉及到的是定模（上模座），其他部件不作考虑，只给出零件尺寸图。

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。

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：

作用是将型腔的气体排出

侧向分型与抽芯机构：

用来成型侧向凸台或者孔。

整体结构如图所示）

注赠模具整体结构图

图（4）注塑模具整体结构

1.3.2粉笔盒上盖注塑模具的尺寸设计

模动6图

图（5）上模座板尺寸

1.4注塑模具的型腔造型结构及其示意图

注塑模具安装在注塑机上实现工作，注射机的结构分为注射部分，合模部分，传动部分和控制部分。

注射部分是注射机的最重要的组成部分，它的作用是使塑料均匀塑化，并达到理想的流动状态，然后在高压作用下快速注射到成型模具中，注射部分包括加料装置、料筒、加热装置、螺杆和喷嘴等。

合模部分是为了保证成型模具可靠地闭合、实现模具的开启闭合和取出塑件等动作。

传动部分包括液压泵和机电动力装置等。

传动部分的作用是为注射和合模部分准确合理的动作提供动力如机械的减速、调速、运动方式的转变。

控制部分包括温度、压力、注射速度等参数的控制电路仪表等等，控制部分的作用是控制注塑机的工作循环和成型工艺条件，使注射机按预定的动作要求准确有效得工作。

图（8）模具模型示意图

图（9）需要进行加工的模具的尺寸（凹模倒角为R5）

2注塑模具的数控加工

注塑模具的结构已经完成，需要进行注塑模具（定模板）的CAM造型仿真加工，先进行注塑模具的材料选择，

2.1毛坯的选择

毛配选择尺寸为348*274*15（mm）的模具钢，对模具钢的要：

1.高耐蚀性很多树脂和添加剂对型腔表面都有腐蚀作用，这种腐蚀使型腔表面金属溶蚀、剥落，表面状况变坏、塑件质量变差。

所以，最好使用耐蚀钢，或对型腔表面进行镀铬、钹镍处理。

2.耐磨性好注塑塑件表面的光泽度和精度都和注塑模具型腔表面的耐磨性有直接关系，特别是有些塑料中加人了玻纤、无机填料及某些颜料时，它们和塑料熔体一起在流道、模腔中髙速流动，对型腔表面的摩擦很大，若材料不耐磨，很快就会磨损，使塑件质量受到损伤。

3.良好的尺寸稳定性在注塑成型时，注塑模具型腔的温度要达到300℃以上。

为此，最好选用经适当回火处理的工具钢（热处理钢）。

否则会引起材料微观结构的改变，从而造成注塑模具尺寸的变化。

4.易于加工模具零件多为金属材料制成，有的结构形状还很复杂，为了缩短生产周期、提高效率，要求模具材料易于加工成图纸所要求的形状和精度。

5.抛光性能好注塑塑件通常要求具有良好的光泽和表面状态，因此要求型腔表面的粗糙度非常小，这样，对型腔表面必须进行表面加工，如抛光、研磨等。

所以，选用的钢材不应含有粗糙的杂质和气孔等。

6.受热处理影响小为了提髙硬度和耐磨性，一般对注塑模具要进行热处理，但这种处理应使其尺寸变化很小。

因此，最好采用能切削加工的预硬化钢。

注塑模具就材料而言还分软模和硬模之分，软模一般用P-20预硬钢，也有此落后的地方用45号以上的碳素钢做，产能一般在50万次左右；

硬模是用H-13（铬钢）或420（不锈钢）等热作模钢做的，要经热处理加工工艺，材料和加工成本贵一倍以上，产能在一百万次以上。

综上所述选取3Cr2Mo作为模具材料。

适用特性及围：

热作模具钢，是引进美国的P20中碳Cr-Mo系列塑料模具钢，适用于制作塑料模具和压铸低熔点金属的模具材料。

此钢有良好的可切削性及镜面研磨性。

热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外，还要承受反复受热和冷却的做用，而引起很大的热应力。

热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、

耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面具有一致的力学性能。

对于压铸模用钢，还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。

这类钢一般属于中碳合金钢，碳质量分数在0.30%~0.60%，

属于亚共析钢，也有一部分钢由于加入较多的合金元素（如钨、钼、钒等）而成为共析或过共析钢。

2.1.