塑料模具型腔制造工艺设计与加工

塑料模具型腔制造工艺设计与加工

姓名：罗建华

班级：数控 S11-5

指导老师：张云张鑫

设计说明书

目录

绪论 (4)

第一章塑料模具型腔制造工艺设计 (5)

1.1机械制造工艺基础的研究对象 (5)

1.2模具型腔的选材和热处理 (6)

第二章零件图样和要求 (7)

2.1塑料型腔模具的三视图 (7)

2.2塑料型腔模具的实体图 (8)

2.3电极二维图 (9)

2.4电极的实体图 (9)

第三章塑料模具型腔加工工艺过程 (10)

3.1数控铣床零件装夹和夹具的选择 (10)

3.2模具型腔加工工艺过程卡 (11)

第四章数控加工刀具表 (12)

第五章数控加工工序卡 (13)

第六章塑料模具型腔加工过程 (15)

6.1工序一 (15)

6.2工序二 (17)

6.3工序三 (19)

第七章自动加工编程 (21)

7.1工序一自动编程 (21)

7.2工序二自动编程 (25)

7.3工序三自动编程 (27)

总结 (29)

参考文献 (30)

绪论

随着中国当前的经济形势日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号

的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。

观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国

模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。

现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。21世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的

目标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。

未来模具工业的发展趋势将会围绕普及模具标准化、CAD/CAE/CAM技术的应用；提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，塑料模具型腔制造也要快速发展。

本课题研究的是塑料模具型腔制造工艺设计和数控加工，先用数控铣床加工

模具型腔大致形状，再用数控铣床加工出模具型腔形状的电极，后用电火花加工出我们要的塑料模具型腔。

第一章塑料模具型腔制造工艺设计

1.1机械制造工艺基础的研究对象

机械制造工艺，是指各种机械的制造方法和过程的总称。机械制造工艺涉及

的行业五花八门，产品的种类成千上万，但机械制造工艺基础所研究的问题可归

结为质量、生产率和经济性3大类。

1.1.1保证和提高产品的质量

产品质量包括整台机器的装配精度、使用性能、使用寿命和可靠性以及零件

的加工精度和加工表面质量。现在，由于航空航天、精密机械、电子工业和军工

的需要，对零件的精度和表面质量的要求越来越高，相继出现了新工艺和新技术。

如精密加工、超精密加工和微细加工等，加工精度由1μm级提高到0.1μm级～

0.01μm级，并正向纳米（nm）级（1nm=0.001μm）精度迈进。

1.1.2提高劳动生产率

提高劳动生产率的方法如下。一是提高切削用量，采用高速切削、高速磨削

和重磨削。例如，近年来出现的聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼等新型刀具材料，

其切削速度可达1200m/min，高速磨削的磨削速度可达200m/s。重磨削是高速磨削的发展方向，包括大进给、深切深缓进给的强力磨削、荒磨和切断磨削等。二

是改进工艺方法、创造新工艺。如利用锻压设备实现少无切屑加工，对高强度、

高硬度的难切削材料采用特种加工等。三是提高自动化程度，实现高度自动化。

如采用数控机床、加工中心、柔性制造单元（FMC）、柔性控制系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）和无人化车间或工厂等。成组技术的出现，能解决多品种，尤其是中、小批生产中存在的生产周期长、生产效率低的问题，也是企业实

现高度自动化的基础。

1.1.3降低成本

降低成本是要节省和合理选择原材料，研究新材料；合理使用和改进现有设

备，研制新的高效设备等。

对上述 3类问题，要辩证地、全面地进行分析，要在满足质量要求的前提

下，不断提高劳动生产率和降低成本。能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件

的加工和产品的装配，这样的工艺才是合理和先进的工艺。

工艺的发展不仅要依赖于生产的发展，还要进行实验研究，用科学的方法分

析和研究工艺问题，解决工艺问题，提高工艺水平。工艺的发展也促进了设备和

工艺装备的改进和发展。

1.2模具型腔的选材和热处理

塑料模具型腔及零部件包括型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等，是与

塑料直接接触而成型制品的模具零部件。模具型腔及零部件的材质直接关系到模

具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分慎重，一

般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。

模具型腔及零部件用模具钢材的选用原则：根据所成型塑料的种类、制品的

形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切

削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制

造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。

⒈对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的

高档进口模具钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13 类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均

为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136

的硬度一般为 HRC40-50，H13类钢的硬度一般为 HRC45-55（可根据具体牌号确定）。

⒉对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其模具型腔及零

部件用模具钢材选择如下：

a)型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80

（P21类）等，均为预硬状态，不需再进行热处理。

b)型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、

718等，均为预硬状态；对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或

S50C、S55C等进口优质碳素钢。

⒊对于制品外观质量要求一般的模具，其模具型腔及零部件用模具钢材选择

如下：

a)小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。

b)大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用中低档进口P20

或P20+Ni类钢材；型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C

等，也可选用国产塑料模具钢。

c)对于蚀皮纹的型腔，当蚀梨花纹时应争取避免选用 P20+Ni类的 2738 （738）牌号。