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。

第二章零件图样和要求2.1塑料型腔模具的三视图2.2塑料型腔模具的实体图图2-1型腔实体图2.3电极二维图电极1 电极2 2.4电极的实体图电极1 电极2第三章塑料模具型腔加工工艺过程3.1数控铣床零件装夹和夹具的选择在数控加工中，既要保证加工质量，又要减少辅助时间，提高加工效率。

因此要注意选用能准确和迅速定位并夹紧工件的装夹方法和夹具。

零件的定位基准应尽量与设计基准及测量基准重合，以减少定位误差。

在数控铣床上的工件装夹方法与普通铣床一样，所使用的夹具往往并不很复杂，只要有简单的定位、夹紧机构就行。

为了不影响进给和切削加工，在装夹工件时一定要将加工部位敞开。

选择夹具时应尽量做到在一次装夹中将零件要求加工表面都加工出来。

一：先用数控铣床按照工件图纸加工大致外形出来(1)：调用刀具Φ10的平铣刀，粗精铣深度为9mm的带半圆的塑料零件型腔(2):调用刀具Φ10的平铣刀，粗精铣深度为30mm的矩形塑料零件型腔.(3):取出工件二:在用数控铣床加工出图纸给出的两个电极电极1加工:(1):手动丝锥攻螺纹m8x8(2):用Φ10的平铣刀粗精铣深度为32mm带半圆的外形.(3):用Φ10的平铣刀粗精铣深度为20.7mm的矩形外形.电极2加工:(1):手动丝锥攻螺纹m8x8(2):用Φ10的平铣刀粗精铣深度为32mm带半圆的外形.3.2模具型腔加工工艺过程卡产品型号123 模具 钢零件图号 零件名称NG124 模具型腔 3kg 机械加工工艺过程卡产品名称种类零件件号 材料 单件 重量净重 毛 坯45牌号规格 尺寸80*6每台件数 （公斤） 毛重 4kg 0 工 工 步 号 设备 工艺装备刀 简 图序 号 工序名称下料工序工步内容名称 型号夹具量具具1 1 下80×60×45的方料2 3热处理 检验1 1调质处理 毛坯检验Φ10 平铣 刀 游标 尺 12粗铣带半圆深度为9mm 的槽 铣深度为30mm 的方槽 数控铣床 数控铣床 虎钳虎钳4粗铣Φ10 平铣 刀 游标 尺Φ5 麻花 钻 121用Φ5麻花钻钻8mm 手动丝锥攻螺纹m8x8粗、精铣1、2号电极 数控铣床 数控铣床数控铣床 虎钳 虎钳虎钳56攻螺纹铣电极游标 尺 丝锥 Φ10 平铣 刀 游标 尺 电火花 机床电极 7 89电火花加工终检1 1用1、2号电极分别加工型腔1、2按照图纸要求检验入库产品名称及代号零件名称O0001O0002 型腔程序编号工序号工步号刀具名称刀具直径刀具型号备注(mm)1 12 立铣刀立铣刀HSSHSS1010挖槽挖槽Φ6.72 3 1216.7 钻孔麻花钻丝锥攻螺纹铣外形立铣刀HSSHSSHSSCu101082312立铣刀立铣刀电极铣外形铣外形4 型腔粗加工型腔精加工电极Cu数控加工 工序 车 间 工厂程序编号 夹具编号 使用设备 工序卡片（一）号 O0001 O0002 一虎钳普通铣床进给量 1工 加工 深度 刀具 类型 刀具规格 主轴转速步 号 工步内容（mm ）(r ／min) (mm ／min) （mm ）粗铣带半圆 方槽 平面 铣刀Φ10 Φ1019800800 100100粗铣长为40, 宽为30方槽平面 铣刀2 30数控加工 工序 号工厂程序编号 无夹具编号 使用设备 车间工序卡片（二）二虎钳2工 加工 深度 刀具 类型 刀具规格 主轴转速 进给量 步 号 工步内容（mm ）(r ／min) (mm ／min) （mm ）钻孔 麻花 钻Φ6.71280030（Φ6.7） 手动丝锥攻 螺纹丝锥数控加工工序 卡片(三)工厂 工序号 三程序编号 夹具编号 虎钳使用设备 数控铣床车间 O0004 O00051加工深 度 工步 刀具类 型 刀具规格 主轴转速(r ／min) 进给量 工步内容 号（mm ） (mm ／min)（mm ） 粗精铣电 平面铣 刀 Φ10 Φ1012极带半圆 外形 32800 800100 100粗精铣电 极矩形外 形平面铣 刀20.7数控加工工序 卡片(四)工厂 工序号 四程序编号 夹具编号 虎钳使用设备 数控铣床车间O0004 O00051加工深 度 工步 刀具类 型 刀具规格 主轴转速(r ／min) 进给量 工步内容 号（mm ） (mm ／min)（mm ） 粗精铣电 平面铣 刀 Φ10 Φ1012极带半圆 外形 32800 800100 100粗精铣电 极矩形外 形平面铣 刀20.9数控加工工序 卡片(五)工厂 工序号 五程序编号 夹具编号 虎钳使用设备 数控铣床车间 3加工深 度 工步 刀具类 型 刀具规格 主轴转速(r ／min) 进给量工步内容 号 （mm ） (mm ／min)（mm ） 电火花 130电极40×30加工第六章塑料模具型腔加工过程6.1工序一工步（一）：调用刀具Φ10的平铣刀，粗精铣深度为9mm的带半圆的塑料零件型腔，如图6-1，6-2。