型芯工艺设计

1、课程设计任务书题目模具加工课程设计系（部）工程机械学院专业材料成型及控制工程（模具）班级成型132学生姓名李宜东学号 130616207月日至月日共周指导教师（签字）系主任（签字）2016年11月16日模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等 方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的 工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所 成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、 模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程

2、塑料、橡胶、陶瓷等 制品的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃 口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离（冲裁）。应用内腔形状可使坯料 获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模（或凸模和凹模）两个部分，二者 可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具， 形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工 精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。数控加工在机械制造业中的地位和作用随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋 提高，更新换代频繁，生产类型由大批量生产向多品

3、种小批量生产转化。因此， 对机械产品的加工相应地提出了高精度、高柔性与高自动化的要求。随着计算机 技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资， 对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。 在机械产品中，单件 与小批量产品占到70%80%,这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时 机床与工艺装备均需作相应的变换与调整，而且通用机床的自动化程度不高，基 本上由人工操作，难以保证生产效率与产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组 成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线或样板用手工操作的方 法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。由于数控机床综合应用了

4、电 子计算机、自动控制、伺服驱动、精密监测与新型机械结构等方面的技术成果， 具有高柔性、高精度、与高自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机 械加工中常规技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂型面零件 的加工。应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展 进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多 品种及高可靠性的机械产品。目前应用数控技术的领域已从当初的航空工业部门 逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造，并取得了巨大的经济效益。 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家 投入巨资，对现代制

5、造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造 系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自 动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业 实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。数控加工的工作原理数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信 息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件一一机床的 伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动 机构驱动数控机床，从而加工零件。所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数 的获取，即数控编程。数控编程及其发展数控机床和普通

6、机床不同，整个加 工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。在数控机床上加工零件时，首 先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动 轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转与反转、 切削液的开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编 制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质（或称程序载体）上，最后输人到 数控机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因此，把 从分析零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的 编制。 数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。（1）手工编程。手工编程是指

7、程序编制的整个步骤几乎全部是由人工来完成 的。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单， 出错机会较少，这时用手工编程既及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于 形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件轮廓复杂，特别是加工非圆弧 曲线、曲面等表面，或工件加工程序较长时，使用手工编程将十分繁琐、费时， 而且容易出错，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况，影响数控机 床的开动率。此时必须用自动编程的方法编制程序。(2)自动编程。自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是利用 计算机和相应的处理程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程

8、 序的编程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工进行外(有 些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数)，其余的工作，包括数值计算、 编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编程人 员只需要根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送人计算机， 由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，并在屏幕模 拟显示加工过程，及时修改，直至自动穿出数控加工纸带，或将加工程序通过直 接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。CAM软件是将加工零件以图形形 式输人计算机，由计算机自动进行数值计算、前置处理，在屏幕上形成加工轨迹， 及时修改，再通

9、过后置处理形成加工程序输人数控机床进行加工。自动编程的出 现使得一些计算繁琐、手工编程困难、或手工无法编出的程序都能够实现本次设计主要是塑料罩，注塑模成型工作零件由型芯和型腔组成。在设计型内零 件时，例如型腔、型芯，对强度、刚度以及一些物理、化学性能就有不同的要求； 选择材料时，要顾及加工性、表面精度、粗糙度、耐腐蚀性。需要考虑塑料的各 种要求和特性来确定一些零件结构的设计，确定型腔、型芯零件的结构尺寸以及 成型塑件的外表面设置的位置。并且因为在注射时材料会产生差异性，因此最后 需要强度校核，也可以保证塑件的尺寸精度。因为这次需要的是塑料罩，它的结构比较规则，为了预防费时费力，所以加 工起来并

10、没有想象中那么困难，由此我们对本设计采用整体式型腔以及采用大的 型芯镶件不能像一般加工方法来加工。塑料罩型芯结构设计如下图所示1、零件图工艺分析。该零件主要由平面、孔系及外轮廓组成方法有钻孔、扩孔、加工等。根据加工方法选择原则周边的平行度为、表面 粗造度要求较高，可采用钻一粗镗一精镗方案，四个孔R10孔处没有尺寸公差要 求，可按自由尺寸公差IT11IT12处理，表面粗造度要求不高；在本图中，平面 与外轮廓表面粗糙度要求Ra6.3mm，可采用粗铣一精铣方案。选择以上方法完全 可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。确定装夹方案。由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证

11、零件 在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的 结构特点，加工上表面、及其平面和孔系，可选用平口虎钳夹紧；铣削外轮廓时， 应采用一面两孔定位方式。选择上述装夹方式，结构相对简单，能保证加工要求， 便于实施。3确定加工顺序。加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先 行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面(底面)一磨加工上下表面一孔系加工。4刀具选择。刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而 且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、 工件材料等因

12、素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅 要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求 采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。影响成形零部件工作尺寸的因素为了保证产品零件的精度、质量、加工工艺等问题，往往考虑到一些能影响 成型零件工作尺寸的因素。例如材料的不规则变化、安装时候产生的位置误差或 者测量问题、制造零件时意外的消耗。工艺条件下，在加工时，塑件的塑性收缩率也可能会进行改变，所以在计算时，一般按平均收缩率来进行计算，有公式可得塑件的收缩率为：S = Sma* + Smin X100%(3.11)收 2式中，S收一一塑件的平均收缩率S ma-一塑件的最大收缩率s min塑件的最小收缩率经查表，PP的收缩率为1.5%1.8%，则VS收=1.5 ；1.8 x 100% = 1.65%本设计为了方便计算，取值为1.6%型芯工作尺寸表3.7型芯工作尺寸塑件内表面径向公 称尺寸/mm146径向尺寸公差/mm0.62凸模径向公称尺寸/mm148.8010-0.21凹槽深度公称尺寸/mm72深度尺寸公差/mm0.38凸模高度公称尺寸/mm73.4050-0.13模具零件加工工艺过程卡零件名称型芯零件编号零件简图模具名称模具编号OB