畢業(yè)設計——地面磚泡塑模具的數控加工

1、地面磚泡塑模具的數控加工摘 要本文論述了地面磚泡塑模具的數控加工。首先通過合理地設計草圖來確定該模具的材料、長度尺寸，然后通過制定該模具的加工工藝，最后用UG軟件畫出模型，模擬一下該模具的加工過程，完成該模具的加工程序編制及加工工藝路線等要求。此次選用的機床說明一下。選用的是全自動車床及UT-380加工中心，與以往不同的是全自動車床多加了一個“機械手臂，即無人操作。文中將會做簡要介紹和一些圖片。本文最后還要通過使用NX 6.0 CAM軟件來建模和程序編制。關鍵詞：地面磚,UG軟件,模具 2目錄引言1一、產品的可行性分析2(一)泡塑模具的分析2 （二）產品功能結構分析7 （三）產品泡塑的作用和優(yōu)

2、點7二、模具的選擇91. 模具的分類92. 模具的材料選擇93. 模具尺寸選擇10三、 模具的結構設計12四、模具的工藝分析13（一）零件整體分析13（二）加工機床選擇13（三）加工路線13（四）加工所需刀具14（五）工藝分析14 （六）數控加工的程序編制153總結19參考文獻21謝辭2219引 言我實習的單位是杭州富陽市賢明塔泡塑機械有限公司，工作崗位是地面磚泡塑模具的數控加工操作工，兩個多月的忙碌對我來說有著豐富的收獲，我學到了很多，我學會了如何與同學、老師的溝通，學會了與同學配合完成任務，學會了如何利用圖書、網絡搜集信息等等。所以對一般性的模具零件的加工有一定的見解。本論文見解了UG N

3、X CAD應用案例教程。做好這個畢業(yè)設計要掌握機械的設計和制造專業(yè)知識，熟練掌握三維CADCAM軟件，如UG、PROE等；這樣的高的要求就更能考察我們的綜合知識掌握的怎么樣，所以我愿意接受這個任務，來自我檢驗一下自己是否合格一個的大學生。一、地面磚泡塑模具的可行性分析（一）地面磚泡塑模具的作用和優(yōu)點 要想家居裝修的好，居住舒適，一定要熟悉泡塑板的作用：1.對建筑物主體結構進行保護，延長建筑物壽命。由于外保溫是將保溫層置于結構外側，降低了由于溫度變化導致的結構變形產生的應力，并減少空氣中有害物質和紫外線對結構的侵蝕。2.有效消除“熱橋”以往采用保溫，“熱橋”是難以避免的，而外墻保溫有效地防止熱橋

4、的產生，避免結露。3.使墻體潮溫情況得到改善，一般內保溫需設隔汽層，而采用外保溫保溫材料的透溫性能遠遠強于主體結構，在墻體內部一般不會發(fā)生冷凝現(xiàn)象，結構層的整個墻身溫度提高了進一步增強了墻體的保溫性能。4.有利于室溫保持穩(wěn)定，采用外墻保溫，由于墻體蓄熱能力較大的結構層在墻體內側，有利于室溫保持穩(wěn)定。5.增加房屋使用面積，可以避免二次裝修對保溫層的破壞。(二)泡塑模具的分析從市場情況來看，塑料模具生產企業(yè)應重點發(fā)展那些技術含量高的大型、精密、復雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)

5、展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。近年來，港資、臺資、外資企業(yè)在中國大陸發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量自產自用塑料模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數字之中。下圖為泡塑模具的制造產品的圖例：圖1-1 地面磚泡塑模具 圖1-2地面磚泡塑模具圖1-3地面磚泡塑模具圖1-4地面磚泡塑模具圖1-5地面磚泡塑模具圖1-6地面磚泡塑模具圖1-7地面磚泡塑模具圖1-8地面磚泡塑模具（三）地面磚模具功能結構分析注塑模具結構是依產品功能不同而異的,我不知你的產品是什么,不過只要是該類模具,你只需注意以下幾個方面就可。1.成型部分要求制造精度,其實導向機構(如導柱及其它定位系統(tǒng)等)也一樣要求精度,包

6、括它的裝配精度。2.澆注系統(tǒng),包括澆口的選擇,是否采用熱流道。3.頂出結構,據產品而定,選用頂針,頂管,拉(推）料板等等。4.冷卻系統(tǒng)。5.對于側向結構，還要考慮抽芯機構，如斜導柱，斜頂等。二、地面磚模具的選擇（一）模具的分類1.根據工藝性質分類為沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模。2.根據工序組合程度分類為單工序模、復合模、級進模。（二）地面磚模具的材料選擇地面磚模具材料的選擇是整個模具制作過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。1.要滿足工作需求（1）耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時，沿型腔表面既流動又滑動，使型腔表面與坯料間產生劇烈的摩擦，從而導致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的

7、性能之一。硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數量、形態(tài)、大小及分布有關。（2）強韌性 模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負荷，從而導致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時突然脆斷，模具要具有較高的強度和韌性。模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。（3）高溫性能 當模具的工作溫度較高進，會使硬度和強度下降，導致模具早期磨損或產生塑性變形而失效。因此，模具材料應具有較高的抗回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強度。2.滿足工藝性能要求 地面磚模具的制造一般都要經過鍛造、切

8、削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質量，降低生產成本，其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。 （1）可鍛性 具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網狀碳化物傾向低。 （2）退火工藝性 球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動范圍小，球化率高。（3）切削加工性 切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。 （4）可磨削性 砂輪相對損耗小，無燒傷極限磨削用量大，對砂輪質量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。(三)地面磚泡塑模具滿足經濟性要求 在給地面磚泡塑模具選材是，必須考慮經濟性這一原則，盡

9、可能地降低制造成本。因此，在滿足使用性能的前提下，首先選用價格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國產材料就不用進口材料。另外，在選材時還應考慮市場的生產和供應情況，所選鋁種應盡量少而集中，易購買。（三）地面磚泡塑模具尺寸選擇 首先，模仁的尺寸由工件而來，工件加上澆排系統(tǒng)后，距離模仁邊最小距離不小于30mm，保證封鋁面的尺寸，模仁一般取方形。模框尺寸一般由模仁而來，根據壓鑄機噸位大小而變化，有滑塊是需要考慮滑塊結構，適當加大尺寸。這些在正規(guī)壓鑄廠和模具廠都有自己的具體要求，大同小異，向廠的領導要來直接用即可，都是經驗值，不需要去論證，反正都是安全系數大小而已。1.模架的寬及長 （1）模架的寬與長

10、由模仁的寬與長和模仁邊到A板邊或B板邊的距離確定 模仁邊到A板邊或B板邊的距離一般取5070mm。于是： 模架寬=模仁寬2(5070)mm 模架長=模仁長2(5070)mm 。（2）檢驗調出的模架是否合適。 a.將后模視圖調入模架的后模視圖中，調出合適的復位彈簧，檢驗模仁邊到彈簧孔邊的距離一般應有510mm;（回針中心到距離=D510mm，）。b.頂針板寬模仁寬=510mm(模仁寬頂針板寬)。2.確定模仁尺寸 (1)冷卻水道的直徑一般為6、8、10，優(yōu)先采用大直徑冷卻水道，其冷卻效果較好； (2)冷卻水道邊到螺絲孔邊、頂針孔邊的距離最少為4mm； (3)冷卻水道中心到模仁邊的距離不少于12mm

11、； (4)冷卻水道邊到產品邊的距離不能太近，一般在15mm左右。三、地面磚模具的數控加工工藝分析（一）模具整體分析地面磚模具的合理結構應滿足一下基本條件：模具上零件的準確定位與固定、模具上零件便于裝拆和調整、良好的加工工藝性、盡量減少應力集中。地面磚模具的結構為雙板模，其模具結構圖見圖3-1，模具裝配圖見圖3-2。圖3-1 模具結構圖圖3-2 模具裝配圖該公司主要加工型腔的凹模與凸模。該模具主要涉及到通水孔、螺紋以及車外圓，相對加工比較的簡單。使用的場合也不是非常重要的，所以各部位的尺寸精度、形位公差以及表面粗糙度選著一般的等級就行.又軸兩端相互對稱，可以用一個程序，分兩次加工。編程的原點都選

12、為軸的末端。軸的材料選為普通的45鋼，需正火處理來增加軸的強度，防止斷裂。（二）模具的數控加工機床選擇1CAK6136VCAK6140V數控機床數控車床CAK6136VCAK6140V數控機床主要加工車外圓，見圖3-2。主要技術參數有床身上回轉直徑/工件長度380/7000mm,(400/850mm)，拖板上最大回轉直徑為190mm(210mm)，主軸轉速范圍為2002200r/min(變頻)1502000r/min(3檔變頻)，主電機功率為5.6KW，主軸通孔直徑為53mm(55mm)，刀架工位數/形式為4/立式制，系統(tǒng)配置為GSK980TA/DA98。圖3-2 全自動機床的實體圖2、加工中

13、心UT-380該加工中心UT-380主要加工的是內螺紋及加工中心孔，見圖3-3。 圖3-3 加工中心打孔機及內螺紋（三）數控加工工藝路線該模具的凸模與凹模主要由內螺紋、車外圓、倒角等輪廓組成。外圓面的加工方法常用的有車削和磨削。車削是外圓面的主要加工方法。根據材料以及精度要求選擇該模具的凸模和凹模的數控加工工藝路線為粗車-半精車-精車。倒角、內螺紋及車外圓加工方案見表3-1。表3-1 倒角、內螺紋及車外圓的加工方案序號加工方案經濟精度等級IT表面粗糙度Ra適用范圍1粗車13-1150-100適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車-半精車10-86.3-3.23粗車-半精-精車8-71.6-0.84粗

14、車-半精-精車-滾壓7-60.2-0.085粗車-半精-粗磨-精磨-超精加工50.1-0.0126粗車-半精-精車-金剛車7-60.4-0.025有色金屬7粗車-半精-粗磨-精磨-鏡面磨5以下0.2-0.025用于極高精度鋼件的外圓面加工8粗車-半精-粗磨-精磨-研磨5以下0.1-0.059粗車-半精-粗磨-精磨-拋光5以下0.4-0.025（四）數控車外圓加工所需刀具1外圓面右偏粗車刀。2、外圓面右偏精車刀。3、外圓切槽刀。4、外圓螺紋刀。 5、立銑刀。（五）數控加工的工藝分析1. 地面磚模具的工藝分析該地面磚模具的工藝分析，見表3-2。表3-2 模具數控加工的工藝卡片（注：切削用量選取表）

15、材質布氏硬度抗拉強度切削速度m/分每齒進給量MM/齒平面銑刀、槽銑刀立銑刀粗銑精銑負前角正前角鑄鐵低硬度中硬度高硬度HB=170170-180220-300 60-9055-8045-60 90-12075-10560-90 0.5-1.20.3-1.00.2-0.8 0.3-0.90.3-0.80.2-0.60.15-0.40.1-0.30.1-0.2 鋼一般鋼低硬合金鋼中硬合金鋼高硬合金鋼鑄鋼 n/mm2400-700500-800800-11001100-1400400-700 120-24090-18060-12025-6045-90 150-300120-24060-12030-90

16、75-140 0.3-1.00.3-0.90.3-0.80.2-0.80.3-1.0 0.2-0.80.2-0.80.2-0.60.3-0.8 0.15-0.40.1-0.30.1-0.250.08-0.150.1-0.3 黃銅150-600300-900-0.25-0.50青銅90-300150-300-0.25-0.50鋁900-4500=1500-0.15-1.00查表得出在車外圓時，粗加工選擇背吃刀量為1.5mm，精加工選擇背吃刀量為0.06mm,切削速度設為200mm/min2.模具凹模與凸模的數控加工過程（1）粗車輪廓和外圓，刀具為外圓面粗車刀，主軸轉速180r/min，進給速度0

17、.2mm/r。（2）精車輪廓和外圓，刀具為外圓面粗車刀，主軸轉速550r/min，進給速度0.03mm/r。（3）車螺紋，刀具為外螺紋刀，主軸轉速400r/min，進給速度2.0mm/r。（六）數控加工的程序編制1.第一道工序車外圓G50 S1500G00 X500.0 Z500.0G00 X78.00 Z0.60 R0 G96 S1500 M03 T1G01 X62.0 F200 G00 X78.0 Z20.0 Z0.1G01 X62.0G00 X90.0 Z20.0 Z-3.90G01 X75.50G00 X90.0 Z50.0 Z-4.9G01 X75.50G00 X90 Z2.0 X7

18、4.10 Z2.0G01 Z-3.0 Z-4.9.0 F100 X90.0 F250GOO X500 Z500M01G00 X90 Z-4.98 G96 S1280 M03 M08 T2G01 X74.5 F150G00 X80.0 Z10.0 X76.0 Z0.05G01 X63.0 G96 S1280G01 Z0G76 X74.0 L0.8G01 Z-4.9 F100 Z-5.00 F150 X88.0 F150G00 X500 Z500G91 XO Y270 M05M302.第二道工序倒角及內螺紋G50 S2000G00 X500.0 Z500.0G00 X90.0 Z0.50 T4G9

19、6 S1500 M03 M08G01 X56.0 F150G00 X90.0 Z80.0 Z0.10G01 X56.0G00 X85.0 Z80.0 Z1.0GO1 Z-1.20G00 X95.0 Z80.0 X82.0 Z2.0G01 Z0.1G01 X85.50 A135.0G01 Z-7.0G00 X500 Z500M01N100G00 X59.70 Z2.0 T3 G96 S1200 M03 M08G01 Z-7.50 F150G00 X50.0 Z80.0 X62.0 Z2.0G01 Z-0.3 X59.60 A-135.0G00 X50.0 Z80.0N150 X64.0 Z2.0G41 G01 Z-0.3G01 X63.790 X59.60 A-135.0G01 X58.0G40G00 X50.0 Z80.0N180 X65.30 Z2.0G41G01 Z-0.3 X63.790 X59.60 A-135.0G01 X58.0G40G00 X50.0 Z80.0 X500.0 Z500.0M01N200G00 X72.550 Z2.0 T4G96 S1200 MO3 M08GO1 Z-0.7 F200G00 Z20.0 X65.30 Z2.0G01 Z-0.035G0