1、（二一四年六月本科毕业设计说明书学校代码10128学号20XXXXXXXXX题目塑料法兰盘模具数控加工工艺研究及仿真加工学生姓名XXXX学院机械学院系别机械系专业机械电子工程班级XXXXXXXXXX指导教师XXXXXXXXX讲师内蒙古工业大学本科毕业论文摘要塑料工业是世界上增长最快的行业之一，而注塑模具是其中发展最快的种类，注塑成型的制品约占所有模具塑料制品总产量的三分之一，注塑模具约占塑料成型模具数量的二分之一以上，因此研究注塑模具对了解塑料制品的设计、加工过程和提高产品质量有着重大的意义。本课题基于UGCAD/MOLDWIZARD/CAM软件对简单产品进行注塑模具设计，开始使用NX60的C
2、AD模块建模，然后选取合适材料，利用MOLDWIZARD模块进行分型、添加模架、设计流道和冷却系统等操作。最后利用CAM进行模具的数控加工及其仿真。利用UG其交互性实时地、并行地的模拟模具的设计，提前发现产品设计时的缺陷，在设计的同时实现产品的优化设计，模拟出产品未来全过程及其对产品设计的影响，可预测产品性能和可制造性等等。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，了解其机构组成和工作原理，同时利用CAM实现模具的数控加工及仿真，进而提高模具设计及制造的工作效率。关键字注塑模具；分型；数控加工；NXMOLDWIZARD；法兰盘；内蒙古工业大学本科毕业设计说明书ABSTRCTTHEPLASTI
3、CSINDUSTRYISONEOFTHEFASTESTGROWINGINDUSTRIESINTHEWORLD,ANDTHEINJECTIONMOLDISONEKINDOFTHEFASTESTDEVELOPMENT,PRODUCTSBYINJECTIONMOLDACCOUNTFORABOUT1/3OFTHETOTALOUTPUTOFPLASTICMOLD,INJECTIONMOLDACCOUNTSFORMORETHAN1/2OFTHENUMBEROFPLASTICMOLDINGS,SOTHERESEARCHANDSTUDYOFINJECTIONMOLDDESIGNHAVEAGREATSIGNIF
4、ICANCEOFPLASTICPRODUCTSPROCESSINGANDIMPROVETHEQUALITYOFTHEPRODUCTSINJECTIONMOLDDESIGNOFSIMPLEPRODUCTSISBASEDONCADMODULEOFTHEUGCAD/MOLDWIZARD/CAMSOFTWARE,BEGINWITHMODELING,ANDTHENSELECTTHEAPPROPRIATEMATERIALS,TYPING,ADDAMOLD,DESIGNFLOWANDCOOLINGSYSTEMWITHMOLDWIZARDMODULENCMACHININGANDSIMULATIONTAKEUS
5、EOFCAMMOLDITHASAGREATIMPORTANCETOACHIEVETHEOPTIMIZATIONDESIGNOFTHEPRODUCTSBYDESIGNOFSIMULATIONMOULDUSINGUGINTERACTIVEREALTIMEANDPARALLELTOTHEDEFECTS,ANDTOACHIEVETHEOPTIMIZATIONDESIGNOFTHEPRODUCTSATTHESAMETIMEINTHEDESIGN,SIMULATETHATFUTUREPRODUCTSPROCESSANDITSEFFECTONPRODUCTDESIGN,SOWOCANPREDICTTHEPR
6、ODUCTPERFORMANCEANDMANUFACTURABILITYETCTHROUGHTHISDESIGN,WECANHAVEAPRELIMINARYUNDERSTANDINGOFTHEINJECTIONMOLD,ITSSTRUCTUREANDPRINCIPLENCMACHININGANDSIMULATIONANDCAMOFTHEMOLDCANIMPROVETHEEFFICIENCYOFMOLDDESIGNANDMANUFACTURINGKEYWORDSINJECTIONMOULDTYPINGNCMACHININGNXMOLDWIZARDFLANGE内蒙古工业大学本科毕业论文目录引言1第
7、一章MOLDWIZARD在注塑模具设计的应用211UGMOLDWIZARD简介212UGMOLDWIZARD的菜单选项功能简介213UG模具设计的一般过程4第二章塑件成型的工艺性分析521塑料件外形分析522塑件的材质的选择5第三章3D模型创建及模具的创建731模型的创建732材料的选择733模具CSYS734定义工件尺寸835分型设计836创建型腔和型芯937定义布局937加载模架1038添加滑块侧抽芯结构1039标准件的添加13内蒙古工业大学本科毕业设计说明书310冷却系统的添加13311流道和浇口的设计14312顶杆的设计15第四章数控加工及仿真1841UGCAM模块简介1842模具材料
8、的选择1843确定加工方法1844创建刀具1945创建机床坐标系2046型腔的粗加工2047型腔整体的半精加工2248型腔的整体精加工2249斜面的半精加工22410斜面的精加工23411斜面的清根24412其余各位置的清根24413后处理26总结27参考文献28谢辞29内蒙古工业大学本科毕业论文1引言塑料相关领域在近20年内来发展十分迅速，多年来塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，由于其独有的特点和优势，塑料制品充斥着各行各业，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及人民日常生活相关的各个领域中起着举足轻重的作用，它们构成了我们生活中不可或缺的一部分。多年来
9、，在塑料制品成形的领域中最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具产量中有半数以上是注塑模具。随着塑料制品复杂程度和精度要求的提高，以及企业生产效率的提升、生产周期的缩短，主要依靠经验的传统模具设计方法已不能适应市场的要求，采用高新技术得模具设计逐渐占据大部分的市场份额。如今科学技术突飞猛进的发展,各种产品的更新换代速度越来越快，而产品的更新是以新产品的造型设计和模具的设计、制造与更新为前提的，这就需要极大的模具生产力量来配合生产制造。计算机辅助设计与制造已经成为许多大型CAD/CAM/CAE软件追求的目标。而一个功能强大的CAD/CAM/CAE软件在实际生产中，也确实给我们的设计和加工带来了极
10、大的便利。如何将计算机应用和模具的制造有机的结合在一起，发挥出巨大的作用是当今制造业所面临的一个难题。本课题基于UGCAD/MOLDWIZARD/CAM软件对法兰盘进行注塑模具设计，利用软件的强大得交互性可以在产品设计阶段，实时地、并行地进行模拟模具的设计，提前发现产品设计的缺陷和不足，同时也可以在设计的同时实现产品的优化设计，模拟出产品未来全过程及其对产品设计的影响，达到预测产品性能、产品的可制造性的目的等等，最后利用UG的加工模块实现仿真加工，可以提前发现产品模具的可制造性，找出最佳的加工方案，应用到数控机床上，降低产品的研发成本，以达到产品的开发周期和成本的最小化、产品设计的最优化、生产
11、效率的最大化，在很大程度上解决现代制造企业的TQCS（“时间TIME、产品的质量QUALITY、产品的成本COST、服务（SERVICE）”）难题。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书2第一章MOLDWIZARD在注塑模具设计的应用11UGMOLDWIZARD简介UGMOLDWIZARD（模具向导）是UG用来进行注塑模具设计的专业应用模块。MOLDWIZARD运用UG中知识嵌入的基本理念，基于注塑模具设计的一般原理来模拟注塑模具设计的全过程，为用户提出了一个功能全面的计算机模具辅助设计方案，在很多方面有利于进行模具的最优设计。MOLDWIZARD并不是一个单独的模块，它可以与UG的其他模块结合，因
12、此具有功能强大的设计和修改能力，为设计模具的型芯、型腔、滑块、推杆和嵌件等其他标准件的设计提供了方便，使模具设计变得像积木一样快捷、简单，另外其创建出与产品参数相关的三维模具可以能应用于后期的加工及后处理。MOLDWIZARD用全参数的方法自动处理那些在模具设计中耗时多而且难做的部分，而产品参数的改变会反馈到模具设计上，MOLDWIZARD会自动更新所有相关的模具部件。除此之外，MOLDWIZARD调用的模架库和标准件库等具有参数化的模架装配结构和模具标准件，用户还可以根据自己的需要定义和扩展MOLDWIZARD的库。这更有利于设计人员和产品的交互。12UGMOLDWIZARD的菜单选项功能简
13、介在使用UGMOLDWIZARD进行注塑模具设计时，我们首先点击开始命令，在【所有应用模块】中勾选【注塑模向导】，将弹出如图11所示的MOLDWIZARD工具栏。图11MOLDWIZARD工具栏项目初始化加载产品是指用来载入需要进行模具设计的产品零件。载入零件后，系统将生成用于模具必须的标准元素，并生成默认装配结构的一组零件图内蒙古工业大学本科毕业设计说明书3文件。多腔模设计在一个模具里可以生成多个塑料制品的型芯和型腔，应用于一模多腔不同零件的应用。模具工作坐标系MOLDWIZARD的自动处理功能依赖坐标系的指向，例如ZC轴正向为产品的顶出方向，电极进给沿ZC轴方向进行等，因此需要在设计模具之
14、前正确定义坐标系的方向。收缩率由于因液态塑料凝固为固态塑料制品时会产生收缩，所以在设计模具的时候，需要把塑料得收缩量补偿到模具的相应尺寸中，所以收缩率是用以补偿零件收缩的一个比例因子。工件工件也叫毛胚，是用来生产模具型腔和型芯的毛胚实体的，因此用来定义毛胚的形状及外形尺寸。型腔布局对于一个模具里放置了多个零件产品，且要确定模具中的个数和型腔在模具中的排列顺序。注塑模工具模具工具是指为了简化分模的过程，改变型芯和型腔的结构，用以修补各种孔、槽以及修剪修补块的方法。分型分型也叫分模，是把毛胚分割成型芯和型腔的一个过程。分型的过程包括了创建分型线、分型面、引导线和型芯、型腔等，是创建模具的关键步骤之
15、一。模架用户可以选择模架库中的标准模架，也可以对模架的某些部件尺寸进行修改，以满足用户的实际需要。标准部件标准部件用于模具设计中起固定、导向等作用的标准器件，MOLDWIZARD的标准件包括螺钉、导向柱、镶块、定位环和电极等。顶杆顶杆也是一种标准件，用于开模时将成品顶出模腔。设计顶杆时，先从标准件库调出合适的标准件，然后利用【顶杆后处理】修剪顶杆的顶部形状使其符合零件的顶出面。滑块抽芯零件上通常有侧向凸出或凹进的特征，一般正常的开模动作无法分离这样的零件，用户可以需要创建能够侧向运动的滑块，为了在分模的时候提前滑动离开，以达到使模具能够顺利开模，分离零件成品的目的。浇口液态塑料进入型腔的入口，
16、它影响到液态塑料的流动速度、方向等，在MOLDWIZARD中有8种浇口可供选择。流道流到是浇口套与浇口之间的通道，形状及尺寸对于塑料件成型的好坏有很大的关系。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书4冷却模具工作时会因受热温度升高，为了能够迅速交联固化，定型出模，则需要一个比较好的冷却系统来降低模具的温度。模具裁剪经常用于把型芯或型腔毛胚上多余的部分修剪去掉，从而获得所需的轮廓外形。腔体用于把型芯、型腔上需要安装标准件的区域建立型孔并留有间隙，所有与之相交的零件部分都会自动切除标准件部分，并且保持尺寸及形状上与标准件的相关性。材料清单材料清单也称明细表，是基于模具的装配状态产生的与装配信息相关的模具部
17、件列表，它将反映所有的零部件，创建的材料清单上显示的项目可以由用户选择定制。模具图纸根据实际的工艺要求，创建出模具工程图，可以在其上添加不同的视图或者截面图，它包括装配图纸、组件图纸和孔表3个选项。视图管理器对所设计模具的构件的可见性控制，颜色编辑，更新控制，以及打开或关闭文件得管理视图功能。删除文件对所设计模具的部分或者全部不合理以及有名字没被使用的部件进行删除。13UG模具设计的一般过程MOLDWIZARD设计过程一般由以下几个部分构成（1）项目名称、材料、装载产品和单位等的初始化。（2）确定拔模方向、收缩率和工件等。（3）修补开放面等。（4）定义分型面，创建型芯、型腔。（5）标准模架的设
18、计。（6）推杆、滑块、内抽芯和内嵌件的设计。（7）浇口、流道、冷却系统、电极、建腔、材料清单和模具装配图的设计。我们将按照这个步骤设计法兰盘模具。内蒙古工业大学本科毕业论文5第二章塑件成型的工艺性分析21塑料件外形分析图21常见的塑料法兰盘（1）我将基于图21的法兰盘设计新型的法兰盘，鉴于本塑件总体结构简单，壁厚均匀，塑件的尺寸不大，塑料的熔体流程不太长，但有一处需要侧抽芯，适合于注射成型，模架结构选择比较简单得就能满足要求。（2）精度分析每个尺寸的公差不一样，有的属于一般的精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。22塑件的材质的选择选取PCABS材质。PC/ABS是一种通过混炼后合成的改
19、性工程塑料。其中，PC塑胶原料就是聚碳酸脂，ABS就是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）的共聚物。这种改性塑料比单纯的PC和ABS性能更好，例如抗冲击性提高，内蒙古工业大学本科毕业设计说明书6耐热性提高，硬度提高等等。其特点1、综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好；2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理；3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好；5、机械性能的卓越平衡；6、低温时也具备高冲击强度；7、室内紫外线稳定性；8、较高的热变形温度（80125）；9、耐燃性（UL945VB
20、）；10、色彩范围广泛；11、易于注塑和挤塑，吹塑加工；12、良好的电镀性；13、一般密度在105120间；注塑模工艺条件干燥处理加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于004，建议干燥条件为90110C，24小时。熔化温度230300C。模具温度50100C。注射压力取决于塑件。注射速度尽可能的高。化学和物理特性PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。收缩率在05左右。目前广泛应用于以下领域1汽车内外饰仪表板，饰柱，仪表前盖，格栅，内外饰件2商务设
21、备机壳和内置部件笔记本/台式电脑，复印机，打印机，绘图仪，显示器3电信，移动电话外壳，附件以及智能卡（SIM卡）4电器产品，电子产品外壳，电表罩和壳体，家用开关，插头和插座，电缆电线管道5家用电器，如洗衣机，吹风机，微波炉内外部件内蒙古工业大学本科毕业设计说明书7第三章3D模型创建及模具的创建31模型的创建利用UG强大的建模模块创建如图31的模型。图31法兰盘实体32材料的选择选择PCABS材质，由于产品在充模后，一般都会发生收缩现象，所以在设计模具时需要考虑到产品的收缩率。一般情况下，必须把产品的收缩尺寸补偿到模具的相应尺寸里面，模具的尺寸为实际成品尺寸加上收缩尺寸。根据材料性质，收缩率选择
22、默认的10045。33模具CSYS模具坐标系的选取将决定一个模具的成败。UG注塑模规定模具坐标原点位于动、内蒙古工业大学本科毕业设计说明书8定模板接触面的中心，而坐标主平面（XY平面）定义在分型面上，且Z的正方向指向定模侧，即脱模方向。由于法兰盘的模具坐标Z向没有指向脱模方向（就需要调整。点击“格式”“WCS”“动态”，选择合适旋转方法使Z向指向脱模方向，结果如图32所示。34定义工件尺寸单击【工件】，根据塑件的尺寸大小，默认尺寸已经满足要求，设置工件尺寸时选取如图33的尺寸。35分型设计塑胶模具分型面的设计是最重要的一环，如果设计不合理，轻则塑件不易取出，重则损坏模具，下面介绍一下塑胶模具分
23、型面的设计原则。1便于脱出塑件，简化塑胶模具结构，分型面应该在最大截面处。在加压方向选定后，分型面的位置应尽量使塑件落在下模。2对同轴度精度高的塑件，分型面宜选在可将两直径放在模具的同一侧，即同时放在下模或上模的位置上。3塑件沿高度方向精度要求高时，宜采用半溢型腔，在分型面处形成横向飞边，则易保证高度精度，而不溢式型腔不易保证。4当径向尺寸精度较高时，应考虑飞边厚度对塑件精度的影响，如图所示。若塑件取垂直分型而易保证，取水平型面则因飞边厚度不易控制，影响塑件精度。5保证塑件外观，分型面尽量不要选择塑件光滑的外表面，避免影响外观质量。6便于塑胶模具制作及成型零件的加工，改进后的分型面，使塑胶模具
24、加工同心度要求低，便于制造，飞边也不损坏塑件外观。7保证成型零件的强度，如确定分型面时，避免成型零件出现薄壁及尖角。由于塑件螺栓联接的部分有孔，制作模具的时候，首先需要在这些孔上进行曲面补片。为了将塑料制件和浇注凝料等从密闭的模具内取出，将模具适当地分成若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通常为分型面。该塑件分型面比较好确定，通过对该塑料制件的分析，考虑到塑件的外观表面和侧抽芯结构，可以得出该塑料制件有两个分型面，通过比较，选择最大界面处，即用UG60直接获取塑件的最大截面处，如图34所示。内蒙古工业大学本科毕业论文9图32CSYS设置图33工件尺寸图34补片过的分型面36创建型腔和型
25、芯单击分型上的【型腔和型芯】按钮，选择【所有区域】，单击确定，接受默认的设置，最终生成如图35、36所示的型腔和型芯。图35型腔图36型芯37定义布局根据工件尺寸，采用一模多腔形式有利于加工效率的提升，按照以上步骤继续加内蒙古工业大学本科毕业设计说明书10载零件，并完成型腔和型芯的创建，直到完成四个法兰盘的加载。最后利用【型腔布局】功能调整方向和位置结果如图37所示，这样有利于侧方抽芯机构的创建。最后点击【自动校准中心】图标，调整坐标系，用于模架的装配。图37生成的型腔布局37加载模架模架是用于型腔和型芯装夹、顶出和分离的机构。标准模架是有结构、形式和尺寸都标准化、系统化并具有一定互换性的零件
26、成套组成而成的模架。标准模架可以买来即用，简单方便，而且降低了模具的设计和制造，缩短了模具的生产周期，同时标准模架还能保证模具的加工精度，除此之外模具中的零件是标准件，对于易损零件而言，互换性好，便于模具的维修。根据工件的大小以及型腔数目，初步选取龙记的大水口系统，参照布局信息的参数，W310、Z_UP20、L320、Z_DOWN90选取5555系列的模架，AP_H选取70，BP_H选取100，其余选取默认值，如图38所示。图38模架参数设置38添加滑块侧抽芯结构首先通过【创建方块】制作一个包容实体，利用【插入】里的【同步建模】中的内蒙古工业大学本科毕业设计说明书11【替换面】修剪这个实体，最
27、后将实体修剪成如图39所示。利用布尔操作先与型腔进行求交操作，其中勾选【保持工具】选项，得到如图310的修剪体。接下来完成抽芯机构的创建，需要在平面上拉伸一个投影曲线和图310的工件求和得到侧抽芯的主体，如图311所示。利用这个修剪体去修剪型腔，使用布尔减命令，需要勾选【保持工具】选项，得到如图312带有侧抽芯的型腔。图39修剪后的实体图310修剪体图311侧抽芯主体内蒙古工业大学本科毕业设计说明书12图312最终的型腔我们先将坐标系移动至图313的位置上，并且调整好YC的方向指向型腔的内部，ZC指向开模方向。点击【滑块和浮升销】，加入滑块机构，并且调到合适的位置。在装配环境里点击【WAVE几
28、何链接器】，在类型里选择【体】，选择滑块体后【确定】，然后进行布尔加操作，结果如图313所示，我们还需要完成其他几个型腔的抽芯机构。图313侧抽芯机构内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1339标准件的添加定位环作用为使注塑机与浇口套对准的标准部件，也可以固定浇口套，防止浇口套脱离模架。单击【注塑模具向导】工具栏中的【标准部件库】按钮，在弹出的【标准部件管理】对话框中有无螺钉定位环（LOCATINGRINGNOSCREWS），带螺钉定位环（LOCATINGRINGWITHSCREWS），浇口套（SPRUEBUSHING）三种标准件可以选择。我们依次选择【DME_MM,INJECTION】，【LOC
29、ATINGRINGWITHSCREWS】，单击【确定】按钮，完成对标准件定位环的创建，结果如图314所示。图314带螺钉的定位环浇口套是让熔融的塑料材料从注塑机的喷嘴注入到模具内部的流道组成部分，用于连接成型模具与注塑机的金属配件。单机【标准件】在目录里选择【DME_MM】，分类选择【ALLSTANDARDS】，选择【SPRUEBUSHING】，选择的浇口套如图315所示，单击确定完成添加。310冷却系统的添加一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下，所以热塑性塑料在注射成型后，必须设计专门的冷却系统对模具进行有内蒙古工业大学本科毕业设计说明书14效的冷
30、却，以尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。有效的冷却系统可以使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率，所以我们在模具上需要设置冷却系统使模具达到理想的温度要求。通过【冷却】功能，在模具中创建如图316的冷却系统，在冷却管道上添加塞子和连接头。图315浇口套参数图316冷却系统311流道和浇口的设计为了防止模具受力不均产生偏载而发生撑模溢料的问题，流道尽量采取对称布置。而且主流道应该比分流到运输更多的塑料溶液，所以将主流道的直径设置为8MM,分流道设置为4MM。点击【流道】按钮，在参数里设置如图317的参数，接下来完成流道的设计。接下来设计【浇口】，在【类型】中选取PIN类，
31、设计浇口参数如图318所示将浇口的点定义到流道的圆心上，设计玩流道浇口如图319所示。内蒙古工业大学本科毕业论文15图317流道参数图318浇口参数图319流道和浇口的结果312顶杆的设计内蒙古工业大学本科毕业设计说明书16顶杆也可叫做顶针，是注塑模具顶出系统中最常用的顶出部件之一。在顶出标准件主要有直顶杆，扁顶杆，托顶杆等多种形式的顶杆可以选择。我们本次将在模具里添加常见的直顶杆。单击【标准件】按钮，弹出对话框，具体参数选择如图320所示，然后单击【确定】按钮，在模具中添加其他模具相对应的顶杆。图320顶杆参数然后利用【顶杆后处理】修剪顶杆如图321所示。图321修建后的顶杆内蒙古工业大学本
32、科毕业设计说明书17通过以上步骤，已经完成所有标准件的添加，只需要利用【腔体】作出修剪了，我们最终得到如图322的模架总装配爆炸图。图322模具总装配爆炸图内蒙古工业大学本科毕业论文18第四章数控加工及仿真41UGCAM模块简介UGCAM功能非常强大，它的加工模块可以给用户提供25轴铣削加工，24轴车削加工，电火花切割和点位加工。用回可以根据零件结构、加工表面形状和加工精度要求选择加工类型，可以在图形的方式观察刀具路径，以及运动过程，生成刀具位置源文件。同时在屏幕显示刀具运动轨迹，模拟刀具的真实切削过程，在通过检查功能检测相关参数设置的合理性。42模具材料的选择选择塑料模具钢的时候应该满足以下
33、性能要求（1）要求材料有较高的硬度、好的耐磨性，其型面硬度应为30至60HRC，淬硬性55HRC，有足够的硬化深度，材料中心部位有足够强韧性，以免脆断、塑性变形等。（2）要求材料具有一定的抗热性，能在150250C的温度下长期工作，且不氧化、不变形，尺寸稳定性良好。（3）要求材料具有一定的耐腐蚀性。（4）要求材料的焊接性能、锻造工艺性能良好。塑料模具钢材料的选用选取3CR2MO预硬塑料模具钢。3CR2MO硬度均匀，具有良好的抛光性能及光蚀刻花性能，加工性能佳。预硬状态供货，无需再热处理可直接用于模具加工，缩短工期。经锻轧制加工，组织致密，100超声波检验，无气孔，针眼缺陷。因此这种钢在中国得到
34、了广泛应用，而且它的出厂硬度为HRC3042，适用于大中型精密模具，适用于长期生产高质塑料模具。另外，这个钢目前广泛应用于电视机前壳、电话机、饮水机、吸尘器等塑料模及模架。43确定加工方法（1）粗加工利用合适的铣刀首先在毛胚上加工出突起的圆柱以及分型面，然后加工出中间的环形槽。在加工过程中最大化地切除毛坯上大部分多余的材料，使毛坯在形状和尺寸上更加接近成品零件，实现铣削出零件的大致轮廓。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书19（2）半精加工将粗加工后的地方加工成理想的形状，除去粗加工的加工余量，为精加工留下加工余量，可以有效的提高零件表面的精度和美观。（3）精加工将半精加工切削留下的材料彻底清除掉
35、，达到模具设计的最终要求。（4）清根是沿着面之间凹角运动的曲面加工类型，主要用于大刀具不能进入的部位进行残料加工。根据以上分析，准备按表41所示加工部件。表41工步及使用的刀具工步刀具加工方法余量主轴转速进给率加工范围1D5R2型腔铣13000250整体开粗2D5R2型腔铣0253000250半精加工3D5R2型腔铣013000250精加工4D3型腔铣0253000250斜面半精加工5D3轮廓区域铣03000250斜面精加工6D3轮廓区域铣03000250斜面清根加工7D3型腔铣03000250全部清根加工44创建刀具点击【创建刀具】，在弹出的如图41的对话框中按照图41所示的尺寸创建刀具D5
36、R2。图41创建刀具图42D5R2刀具参数内蒙古工业大学本科毕业论文20按照同样的操作创建D3的刀具，如图43所示。图43D2R1刀具参数45创建机床坐标系机床坐标系也叫加工坐标系，是所有后续刀轨输出点的基准位置。它的坐标原点就是对刀点，ZM默认为刀轴。要想编辑加工坐标系，首先进入加工环境，选择菜单栏的【文件】中的【打开】命令，选择需要加工的型腔工件，选择MILL_CONTOUR后单击【确定】。在【几何视图】中编辑MCS_MILL，在机床坐标系一项中选取最高平面的圆心为坐标原点，设置最高的圆形平面为安全平面，并且【偏置】设置为10MM。单击确定将显示安全平面所在位置。设置工件时编辑WORKPI
37、ECE，在几何体中单击【指定部件】，选取型腔体。指定毛胚时选择【自动块】选项，在ZM的数值设置为10MM。点击【确定】完成几何体的创建，结果如图44所示。46型腔的粗加工内蒙古工业大学本科毕业设计说明书21图44加工坐标系及安全平面图45创建操作的位置参数设置在菜单栏里面单击【创建操作】按钮，设置【类型】为MILL_CONTOUR,子类型选择CAVITY_MILL，程序选取PROGRAM，刀具选取D5R2，几何体选取之前设置好的WORKPIECE，方法选择MILL_ROUGH，结果如图45所示，点击【确定】完成操作。然后在【指定切削区域】选项里设置要切削的区域，选择上表面的所有面。在刀轨设置时
38、从【切削模式】列表里选择【跟随部件】，如图46所示。修改【全局每刀深度】为4MM，在【进给和速度】中，设置主轴转速3000RPM，切削速度250，快进10000，逼近1000，进刀200，第一刀切削400，单步执行400，移刀400，退刀10000，离开0，所有进给的单位为MM/MIN，结果如图47所示。生成刀轨并检验单击【生成】系统将自动计算生成刀路运动轨迹，通过旋转、平移等操作对生成的刀路进行检验，确认无误之后单击【确认】进行刀路的2D仿真，在选项中勾选【碰撞时暂停】选项。点击播放查看结果，最终单击【确定】接受刀轨。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书22图46切削模式图47进给率参数47型腔
39、整体的半精加工复制粗加工的操作后粘贴，修改【方法】为半精加工，此时在加工余量修改【切削参数】的【空间范围】将【处理中的工件】设置为【使用3D】。其余的接受默认值，生成刀轨，通过旋转、平移等操作对生成的刀路进行检验，确认无误之后单击【确认】进行刀路的2D仿真，在选项中勾选【碰撞时暂停】选项。点击播放查看结果，最终单击【确定】接受刀轨。斜面的加工首先将切削区域设置为将要铣削的斜面，将【全局每刀深度】设置为1MM，在【切削参数】中将【余量】的部件侧面余量设置为03MM，在【空间范围】中将【处理中的工件】设置为“使用3D”。最后【确定】生成刀路，再次【确定】。48型腔的整体精加工由于半精加工时留下02
40、5MM的加工余量，我们将在精加工阶段清除，使工件达到设计时的尺寸。现在将半精加工的加工操作复制粘贴到最下面，修改【全局每刀深度】为1MM。将其中的加工方法改成【MILL_FINISH】，单击确定完成。49斜面的半精加工内蒙古工业大学本科毕业设计说明书23由于之前做的操作所选择的刀具相对于斜面尺寸较大，所以没有加工斜面区域，现在创建一个对斜面的半精操作，再次去除斜面的材料，为精加工做准备。在菜单栏里面单击【创建操作】按钮，设置【类型】为MILL_CONTOUR,子类型选择CAVITY_MILL，程序选取PROGRAM，刀具选取D2R1，几何体选取之前设置好的WORKPIECE，方法选择MILL_
41、SEMI_FINISH，【全局每刀深度】设置为2MM。然后在【指定切削区域】选项里设置要切削的区域为斜面。在【非切削移动】的【进刀】选项卡中，设置【进刀类型】为插销。中结果如图46所示，点击【确定】完成操作。生成的刀具运动轨迹如图48所示。图48斜面的半精加工路径410斜面的精加工在菜单栏里面单击【创建操作】按钮，创建【轮廓区域】操作，程序选取PROGRAM，刀具选取D1，几何体选取之前设置好的WORKPIECE，方法选择MILL_FINISH，然后在【指定切削区域】选项里设置要切削的区域为斜面。从如图410的【驱动方法】下拉菜单中选择【区域铣削】，【进给和速度】同样设置主轴转速3000RPM
42、，切削速度250，快进10000，逼近1000，进刀200，第一刀切削400，单步执行400，移刀400，退刀10000，离开0，所有进给的单位为MM/MIN，然内蒙古工业大学本科毕业设计说明书24后确定。单击【生成】系统将自动计算生成刀路运动轨迹，通过旋转、平移等操作对生成的刀路进行检验，确认无误之后单击【确认】进行刀路的2D仿真，在选项中勾选【碰撞时暂停】选项，点击播放查看结果，最终单击【确定】接受刀轨。图49驱动方法选项411斜面的清根之前在凹角处有未切削的材料，为了将大的刀具不能进入的部位进行残料加工，所以我们选择D1刀具将未切削的区域进行加工。创建【轮廓区域】操作，程序选取PROGR
43、AM，刀具选取D1，几何体选取之前设置好的WORKPIECE，方法选择MILL_FINISH，然后在【指定切削区域】选项里设置要切削的区域为斜面。在从如图49的【驱动方法】下拉菜单中选择【清根】，【进给和速度】同样设置主轴转速3000RPM，切削速度250，快进10000，逼近1000，进刀200，第一刀切削400，单步执行400，移刀400，退刀10000，离开0，所有进给的单位为MM/MIN，然后确定。继续点击【生成】，系统将自动计算生成刀路运动轨迹，通过旋转、平移等操作对生成的刀路进行检验，确认无误之后单击【确认】进行刀路的2D仿真，在选项中勾选【碰撞时暂停】选项，点击播放查看结果，最终
44、单击【确定】接受刀轨，刀轨如图410所示。412其余各位置的清根创建【型腔铣】操作，程序选取PROGRAM，刀具选取D1，几何体选取之前设置好的WORKPIECE，方法选择MILL_FINISH，然后在【指定切削区域】选项里设置要切削的区域为大的平面和底面。内蒙古工业大学本科毕业论文25图410刀具轨迹路线图411刀轨设置刀轨设置如图411所示。修改【切削参数】的【空间范围】将【处理中的工件】设置为【使用3D】。【进给和速度】同样设置主轴转速3000RPM，切削速度250，快进10000，逼近1000，进刀200，第一刀切削400，单步执行400，移刀400，退刀10000，离开0，所有进给的
45、单位为MM/MIN，然后确定。继续点击【生成】，系统将自动计算生成刀路运动轨迹，通过旋转、平移等操作对生成的刀路进行检验，确认无误之后单击【确认】进行刀路的2D仿真，在选项中勾选【碰撞时暂停】选项，点击播放查看结果，最终单击【确定】接受刀轨，刀轨如图412所示。图412清根刀具轨迹路线内蒙古工业大学本科毕业设计说明书26413后处理我们要将UG加工生成的刀路CLSF文件转换成机床能读取的程序文件。单击【后处理】命令，在弹出的【后处理】对话框中，选择适用于某种数控系统的后处理器，目前选择【MILL_3_AXIS_TURBO】，如图313所示，点击【确定】。图313后处理器的选择系统自动生成的代码
46、如图314所示。图314加工代码内蒙古工业大学本科毕业设计说明书27总结通过几个月的不懈努力，今天终于可以完成毕业设计论文最后的部分，当我现在回忆起求学期间的点点滴滴，不禁感叹，真是时光飞逝啊大学生活就在这一转眼间过去了四年的努力与付出，随着论文的完成，终于让我的大学生活划下了一个完整的句点。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过实际参与到毕业设计中发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己综合能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺，自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己会的东西很多，什么东
47、西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，我们必须在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。刚开始万事开头难，不知道如何入手，最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论知识必须通过应用才能实现其价值有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我得到的结论就是“学以致用才是硬道理”。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，虽然经历了不少艰辛，但是却让自己学到了不少知识。在整个设计中我懂得了许多东西不单单是设计方面的，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对
48、今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了和同学合作处理事情的能力，虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。在此我要特别感谢我的指导老师其木格对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。是老师的教导在我做设计迷茫的时候，给我指明了方向；在我遇到问题的时候，悉心解释，这次毕业设计的成功是离不开老师的指导的。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么问题大家在一起商量解决，同学们不同的见解让我们更好的理解知识拓展思路，所以在这里非常感谢帮助我的同学们。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书28参考文献1李锦标UGNX
49、从数控编程到CNC加工实战北京20097机械工业出版社2查韬，刘大慧从学习到实践UGNX6模具设计北京20096清华大学出版社3梁庆，田佩模具数控铣削加工工艺分析与操作案例北京20079化学工业出版社4李道军UGNX数控编程专家精讲实战技巧版北京20129中国铁道出版社5程联军UGNX60模具设计行业应用实践北京20109机械工业出版社6宋满仓模具制造工艺。北京20101电子工业出版社7李集仁，翟建军模具设计及制造西安20102西安电子科技大学出版社8邓明实用模具设计简明手册北京20061机械工业出版社9潘文斌轻松掌握UGNX8中文版数控加工编程技术北京20127机械工业出版社10王辉等注塑模设计方法及实例解析北京2013机械工业出版社11裘升东基于NX复杂零件注塑模的设计与数控编程机械制造2011年第12期12李艳艳基于NX的注塑模具研究华北电力大学硕士学位论文201213毛德君NX60基于实体的模具数控加工策略及应用模具制造2005第9期14王颖CAD技术在模具行业的应用及其发展方向天津理工学院学报。20036第2期15罗继相浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策J模具技术,2001,316陈永涛数控编程技能培训UG中文版M人民邮电出版社，201017马志诚数控技术M北京理工大学出版社，201218MCMAHONC,BROWNEJCAD/CAMPRINCIP
