吹風(fēng)機(jī)注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、 第一章 緒論1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的我重要地位模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。鑒于振興我國模具工業(yè)的重要性，在1989年3月國務(wù)

2、院頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。1997年以來，國家又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄和鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年到2002年，對全國部分重點(diǎn)專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。1999年7月國家計(jì)委和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的當(dāng)前國家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(目錄)，把電子專用工模具、塑料成形新技術(shù)與新設(shè)備、快速原型制造工藝及成套設(shè)備、激光加工技術(shù)及成套設(shè)備、汽車關(guān)鍵零部件等等，都列進(jìn)去了。1999年8月20日黨中央和國務(wù)院

3、發(fā)布的關(guān)于加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展高科技實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定指出：要在電子信息特別是集成電路設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)及通訊、計(jì)算機(jī)及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面，在生物技術(shù)及新醫(yī)藥、新技術(shù)、新能源、航天航空、海洋等有一定基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，形成一大批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、具有競爭優(yōu)勢的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。要加強(qiáng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。注重電子信息等技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的嫁接，大幅度提高國產(chǎn)技術(shù)裝備的水平。所有這些，都充分體現(xiàn)了國務(wù)院和國家有關(guān)部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。從以下四個(gè)方面，可以看出模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用。第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分。例如：屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計(jì)與

4、制造，不能沒有做引線框架的精密級進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模；計(jì)算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展，沒有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此，在航天航空領(lǐng)域也離不開精密模具。例如：形狀誤差小于0.10.3的空空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說，許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè)，已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。cadcaecam技術(shù)

5、在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個(gè)組成部分。在1998年以前，許多人把機(jī)械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998年11月召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度，推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化。將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來，是對機(jī)械工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然有

6、其重要地位。因?yàn)閲窠?jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門需要的裝備，其零部件有很大一部分是用模具做出來的。第四，模具工業(yè)地位之重要，還在于國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年，我國每年要進(jìn)口近10億美元的模具。我國石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具；生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗，也需要

7、大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對模具的需求當(dāng)中，也可以看到模具工業(yè)地位之重要。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。鑒于振興我國模具工業(yè)的

8、重要性，在1989年3月國務(wù)院頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。1997年以來，國家又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄和鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年到2002年，對全國部分重點(diǎn)專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。1999年7月國家計(jì)委和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的當(dāng)前國家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(目錄)，把電子專用工模具、塑料成形新技術(shù)與新設(shè)備、快速原型制造工藝及成套設(shè)備、激光加工技術(shù)及成套設(shè)備、汽車關(guān)鍵零部件等等，都列進(jìn)去了。199

9、9年8月20日黨中央和國務(wù)院發(fā)布的關(guān)于加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展高科技實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定指出：要在電子信息特別是集成電路設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)及通訊、計(jì)算機(jī)及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面，在生物技術(shù)及新醫(yī)藥、新技術(shù)、新能源、航天航空、海洋等有一定基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，形成一大批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、具有競爭優(yōu)勢的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。要加強(qiáng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。注重電子信息等技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的嫁接，大幅度提高國產(chǎn)技術(shù)裝備的水平。1.2 注塑模cad/cae一體化1.2.1 注塑模cad/cae/cam系統(tǒng)概述考慮到注塑模cad/cae/cam系統(tǒng)要求有較高的幾何造型功能，塑件設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)采用美國ptc公司的pr

10、o/e軟件作為注塑模cad的開發(fā)平臺。注塑模cae采用澳大利亞moldflow公司的注塑模分析軟件moldflow，該軟件具有強(qiáng)大的分析功能，可進(jìn)行注塑工程的流動(dòng)、保壓、冷卻、翹曲等多種分析。通過分析，模擬了塑料在模具中由熔融狀態(tài)到凝固態(tài)的一系列過程，預(yù)測塑料充填的效果，如充填不滿、有氣泡、熔接縫、應(yīng)力集中。冷卻后翹曲變形等各種問題。設(shè)計(jì)人員根據(jù)這些結(jié)果，更改不合理的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)的塑件用料最省，質(zhì)量最優(yōu)。通過分析，也得出了塑料充模的最佳工藝條件，保證試模一次成功。注塑模cam采用mastercam軟件，mastercam是一個(gè)功能強(qiáng)大的cad/cam應(yīng)用軟件，幾乎可以完成所有形狀零件的加工?？?/p>

11、以接受多種轉(zhuǎn)換格式的文件進(jìn)行處理。所支持的加工方法包括平面銑削、二軸仿形銑、多坐標(biāo)銑削、車削、線切割等，后處理的程序能夠支持多種類型的數(shù)控機(jī)，該軟件提供較強(qiáng)的模擬加工功能，除可觀察刀具加工軌跡外，此軟件還提供實(shí)體加工功能，即可觀察從坯料開始到加工結(jié)束過程中實(shí)體表面的去除過程。1.注塑模cad以solidworks作為注塑模cad的開發(fā)平臺，其具有造型能力強(qiáng)，直觀方便的優(yōu)越性，而且可在solidworks中進(jìn)行模擬裝配和干涉檢查。利用solidworks的模具型腔功能進(jìn)行塑件三維實(shí)體設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)，生成模具成型零件的三維實(shí)體模型，由于軟件存在著相關(guān)性，當(dāng)塑料制件的尺寸發(fā)生改變時(shí)，模

12、具成型零件的尺寸也會發(fā)生相關(guān)的變化，還可以完成其他零件的設(shè)計(jì)以及模具開啟和干涉檢查等。2.注塑模cae在solidworks中造型后，產(chǎn)品信息及模具有關(guān)信息通過stl格式文件傳入moldfolw，在moldflow中選擇塑料牌號及合格的注射溫度，注射壓力和注射機(jī)后即可進(jìn)行分析。軟件提供了流動(dòng)分析、冷卻分析、翹曲分析等功能。分析結(jié)束后，軟件可提供修改意見，注塑模cae的結(jié)果反饋到注塑模cad，為設(shè)計(jì)者提供工程模擬的結(jié)果，指導(dǎo)其檢查和更改設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)人員提早修改不合理設(shè)計(jì)，避免后期實(shí)際試模、生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)不合格產(chǎn)品，保證試模一次成功，節(jié)省了模具開發(fā)的時(shí)間和費(fèi)用。3.注塑模cam在moldflow中分析符

13、合要求后，可開始進(jìn)行注塑模的cam。在solidworks中提取相關(guān)的加工信息，通過iges或dxf傳入mastercam軟件中即可進(jìn)行模擬加工。mastercam是數(shù)控加工自動(dòng)編程常用的軟件，它提供刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等功能，設(shè)置有關(guān)參數(shù)，編輯好后處理文件，就可以自動(dòng)生成加工程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工，可提高工作質(zhì)量和效率。1.2.2 國內(nèi)外注塑模具cad/cae/cam的研究現(xiàn)狀和趨勢 1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國在注塑模cad技術(shù)開發(fā)研究與應(yīng)用方面起步較晚。從20世紀(jì)80年代中期開始，國內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進(jìn)了一些國外知名度較高的注塑模cad系統(tǒng)。同時(shí)，某些高等學(xué)校

14、和科研院所也開始了注塑模cad系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作，我國注塑模cad/cae/cam研究始于07年代末，發(fā)展較為迅速多年來,我國對注塑模設(shè)計(jì)制造技術(shù)及其cad的開發(fā)應(yīng)用十分重視，在“八五”期間,由北京航空航天大學(xué)、華中理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)等單位聯(lián)合進(jìn)行了國家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“注塑模cad/cae/cam集成系統(tǒng)”，并于1996年通過鑒定，部分成果己投入實(shí)際應(yīng)用，使我國的注塑模cad/cae/cam研究和應(yīng)用水平有了較大提高。我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距。但改革開發(fā)以來，再過家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，尤其是國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大大的提

15、高了模具的商品化程度，推動(dòng)了模具技術(shù)和模具工業(yè)的迅速發(fā)展。.(1) 一些科研院所和高等院校在模具技術(shù)的基礎(chǔ)理論、模具設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)、模具制造加工技術(shù)、模具材料及模具加工設(shè)備等方面都取得了可喜的實(shí)用性成果。并培養(yǎng)了一批高級模具技術(shù)人才，使現(xiàn)代模具制造技術(shù)中的高科技含量逐漸增加.(2) 模具標(biāo)準(zhǔn)化工作時(shí)代表模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。到目前為止，已經(jīng)制定了沖壓模、塑料模、壓鑄模、和模具基礎(chǔ)技術(shù)等50多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)、近300個(gè)標(biāo)準(zhǔn)號?；緷M足了國內(nèi)模具生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要。(3) 一些先進(jìn)、緊密和高自動(dòng)化程度的模具加工設(shè)備，如數(shù)控仿型銑床、數(shù)控加工中心、精密坐標(biāo)磨床、連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨床、高精度低損耗

16、數(shù)控電火花成形加工機(jī)床，慢走絲精密電火花線切割機(jī)床、精密電解加工機(jī)床、三坐標(biāo)測量儀、擠壓研磨機(jī)等模具加工和檢測用的精密高校設(shè)備，由過去依靠進(jìn)口到逐步自行設(shè)計(jì)制造，使模具加工工藝手段登上了一個(gè)新臺階，同時(shí)為先進(jìn)加工工藝的推廣奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。(4) 模具cad/cam已得到較廣泛的應(yīng)用，模具計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)制造中。各院校、研究機(jī)構(gòu)正在開展模具智能制造、并行工 程、虛擬制造、敏捷制造和快速制造等先進(jìn)制造技術(shù)的研究。(5) 研究開發(fā)了幾十種模具新鋼種及硬質(zhì)合金等新材料，并采用了熱處理等新工藝。模具新 材料的應(yīng)用，以及熱處理技術(shù)和表面處理技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，使模具壽命大幅度的提高。(6) 快

17、速成型技術(shù)在模具制造上的應(yīng)用。是20世紀(jì)80年代以來模具制造技術(shù)的又一重大發(fā)展?？焖俪尚椭圃旒夹g(shù)是綜合了機(jī)械工程、cad、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)的一種全新的制造工藝?？焖俪尚图夹g(shù)應(yīng)用于模具制造，使模具設(shè)計(jì)和制造更加快速、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，對多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)具有重要的意義。(7) 我國模具的品種、精度、和產(chǎn)業(yè)規(guī)模有了很大的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠2萬余家，從業(yè)人員50多萬人，九五期間的年增長率為13%，2000年總產(chǎn)值為270億元，占世界總量的5%。十五期間，我國模具市場在汽車 、家用電器、電子及通信產(chǎn)品、建材、玩具、儀器儀表等行業(yè)有更大的需求。從總體上看，雖然我國模具工業(yè)已

18、得到較大的發(fā)展，但仍然不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需 要。還須花費(fèi)大量資金向國外進(jìn)口一些模具，特 別是精密、大型、復(fù)雜、長壽命型模具，仍主要依賴進(jìn)口。目前，就整個(gè)模具市場來看，進(jìn)口模具約占市場總量的20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)口比例占到40%以上。2.國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢近二十多年間，國外注塑模cad/cae技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代許多研究者對一維流動(dòng)進(jìn)行了大量研究，由最初的cad技術(shù)和cam技術(shù)以圖紙為媒介傳遞信息cad/cam一體化方向發(fā)展。80年代初開展三維流動(dòng)與冷卻分析并把研究擴(kuò)展到保壓分子取向以及翹曲預(yù)測等領(lǐng)域。80年代中期注塑模cad/cae進(jìn)入實(shí)用階段，出現(xiàn)了許多商品化注塑模

19、cad/cae軟件，比較著名的有:1.澳大利亞moldflow公司的moldflow系統(tǒng)；2.美國ptc公司的pro/engineer 軟件；3.美國ug公司的ugllunigraphicsl系統(tǒng)等等.這些先進(jìn)軟件的熟練掌握極大地促進(jìn)了國外模具行業(yè)的發(fā)展。因此，未來的一段時(shí)間內(nèi)，他們將朝著大型、精密、復(fù)雜與長壽命模具的方向發(fā)展。1.3 課題研究的內(nèi)容和意義本課題為吹風(fēng)機(jī)注塑類模具設(shè)計(jì)，模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，而本題的研究將涉及一些二維和三維的軟件的應(yīng)用，如auto cad等，以及相關(guān)軟件的應(yīng)用。塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工

20、業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，在我國由于人才缺乏和工作基礎(chǔ)較差，引進(jìn)的軟件未能很好應(yīng)用及發(fā)揮其應(yīng)有的效益的現(xiàn)象普遍存在，其設(shè)計(jì)制造水平比國際水平低許多。因此，研究注塑模具首先對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 根據(jù)注塑模具的成型特點(diǎn)，注塑成型是熱塑性制件最重要的加工方法，用此方法加工成型的塑料制件，其品種樣式之多是其他成型方法無可比擬的。注塑成型技術(shù)與其他成型技術(shù)相比較有其獨(dú)特的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精準(zhǔn)、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制品。其次注塑成型對各種塑料適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。再者，注塑成型所需設(shè)備昂貴，模具結(jié)構(gòu)

21、比較復(fù)雜，制造成本高，所以比較適合大批量的生產(chǎn)，沖壓模具相對就形狀簡單。有專家預(yù)測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提升，其發(fā)展速度將高于其他模具。模具種類向熱流道、氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型工藝方向發(fā)展成為一大發(fā)展趨勢。模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，研究模具有利于提高模具技術(shù)水平，可以提高著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，滿足市場需求。在獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高。隨著塑料制品在機(jī)械、電子、交通、國防、建筑、農(nóng)業(yè)、等各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用，對塑料模具的需求日益增加，塑料模在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。同時(shí)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還涉及到模具注塑模的相關(guān)知

22、識。這對我來說是一個(gè)新領(lǐng)域，所以通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我自學(xué)能力的培養(yǎng)是一個(gè)很好的機(jī)會。隨著電吹風(fēng)的普及,消費(fèi)者愛好的差異化及需求的多層次化越來越明顯,對電吹風(fēng)外觀要求也越來越高，電吹風(fēng)外型也在不斷地變化：最早體積較大攜帶不方便的，隨著人們生活水平的不斷提高，外出工作旅行的需要最后演化出體積較小攜帶比較方便的小型電吹風(fēng)。隨著人們舍美觀點(diǎn)發(fā)展，在未來市場的競爭中，外觀設(shè)計(jì)的競爭將占相當(dāng)大的份額，能否貼近生活，能否把握潮流是設(shè)計(jì)者的根本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，必須通過電吹風(fēng)形狀、尺寸和局部細(xì)節(jié)表現(xiàn)用戶不同職業(yè)、興趣愛好等個(gè)性化的特點(diǎn)，讓用戶產(chǎn)生擁有感才能更好的抓住消費(fèi)者的消費(fèi)趨向。例如對稱或矩形能顯示空間的嚴(yán)謹(jǐn)，有

23、利于營造莊嚴(yán)、寧靜、典雅的氣氛；圓形和橢圓形能顯示包容，有利于營造圓滿、明快活潑的氣氛；用自由曲面造型有利于營造自由熱烈的氣氛。因此通過本次學(xué)習(xí)將對我進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識及靈活應(yīng)用所學(xué)知識來解決實(shí)際問題有著深遠(yuǎn)的意義。第4章 吹風(fēng)機(jī)外殼注塑模具的數(shù)控加工4.1 凹模凸模的工藝分析4.1.1凹模的工藝分析凹模作為模具中重要的一個(gè)零件，其孔型（通孔）形狀、尺寸由成型件的形狀、精度決定。凹模與凸模相比是有所不同的，其加工特點(diǎn)如下：（1）凹模加工一般為內(nèi)形加工，加工難度大。外形一般呈圓形或方形，內(nèi)形根據(jù)需要有時(shí)帶有許多工藝結(jié)構(gòu)，如圓角、脫模斜度等。（2）凹模在鏜孔時(shí)，孔與外形有一定位置精度要求，加工時(shí)要

24、求確定基準(zhǔn)，并準(zhǔn)確確定孔的中心位置，這給加工帶來很大難度。（3）在多孔沖裁?；蚣夁M(jìn)模中，凹模上有一系列孔，空系位置精度高，通常要求在（0.01-0.02）以上，這給孔的加工帶來了困難。（4）凹模淬火前，其上所有的螺釘孔、銷釘孔以及其他非內(nèi)腔加工部分均應(yīng)加工好，否則會增加加工成本，甚至無法加工。（5）為了降低加工難度，減少熱處理的變形，防止淬火開裂，凹模類零件經(jīng)常采用鑲拼結(jié)構(gòu)。凹模型孔按其形狀特點(diǎn)可分為圓形和非圓形兩種，其加工方法隨其形狀而定。1. 圓形型孔凹模的加工（1） 單圓形孔凹模型孔為圓形時(shí)，凹模的制造比較簡單。毛坯經(jīng)鍛造、退火后進(jìn)行車削（或銑削）及鉆、鏜型孔，并在上、下平面和型孔處留適

25、當(dāng)磨削余量。再由鉗工畫線、鉆所有固定用孔、攻螺紋、鉸銷孔，然后進(jìn)行淬火、回火。熱處理后磨削頂面、底面及型孔即成。磨削型孔時(shí)，可在萬能磨床或內(nèi)圓磨床上進(jìn)行，磨孔精度可達(dá)it5-it6級，表面粗糙度為ra0.20.8um.當(dāng)凹模型孔直徑小于5mm時(shí)，應(yīng)先鉆孔、后鉸孔，熱處理后磨削頂面和底面，用砂布拋光型孔。（2） 多圓形孔凹模沖裁模中的連續(xù)模和復(fù)合模，凹模有時(shí)會出現(xiàn)一系列圓孔，各孔尺寸及相互位置有較高的精度要求，這些孔稱為孔系。加工時(shí)除保證各型孔的尺寸及精度外，還要保證各型孔之間的相對位置。2. 非圓形型孔凹模的加工非圓形型孔的凹模，機(jī)械加工比較困難。在缺少精加工機(jī)床的情況下，可采用厝削加工或壓印

26、法對型孔進(jìn)行精加工。目前，較先進(jìn)的加工方法主要有電火花線切割加工和電火花成型加工。此外，尺寸較大的型孔常用仿形銑床進(jìn)行平面輪廓仿形加工，而精度要求特別高的型孔，則需要用坐標(biāo)磨床進(jìn)行精密磨削。若將凹模設(shè)計(jì)成鑲拼結(jié)構(gòu)的話，還可應(yīng)用成型磨削方法加工型孔。非圓形型孔凹模通常采用鍛件作為毛坯，型孔精加工之前，首先要去除型孔中心的余料。去除方法有用帶鋸機(jī)切除廢料氣割。去除型孔余料之后，可采用銼削加工、壓印銼修、銑削、電火花成型加工型孔、電火花切割加工型孔坐標(biāo)磨削、鑲拼型孔的成型磨削等方法對型孔進(jìn)行半精加工或精加工。3. 凹模的加工工藝過程，如圖4.1.1所示。工序號工序名稱工序內(nèi)容1下料將毛坯鍛成平行六面

27、體。尺寸為：2熱處理退火3銑平面銑各平面，厚度留磨削余量0.8mm，側(cè)面留磨削余量0.5mm4磨平面磨上下平面，留磨削余量0.30.4mm磨相鄰兩側(cè)面，保證垂直5鉗工劃線鉆穿絲孔，在程序加工起點(diǎn)處鉆出直徑為23mm的穿絲孔；鉆、攻固定固定卸料板、下模座的螺孔及銷釘孔。6熱處理淬火回火，保證5862hrc7磨平面磨上下面及基準(zhǔn)面達(dá)要求8電加工按著圖樣編制線切割加工程序并進(jìn)行線切割加工。9研磨型孔鉗工研磨型孔達(dá)規(guī)定技術(shù)要求凹模的加工工藝過程 圖4.1.14.1.2凸模的工藝分析凸模是冷沖壓、壓鑄模、鍛模、塑料膜等模具中重要的成型零件，用于成型制件的內(nèi)表面。他們的質(zhì)量直接影響著模具的使用壽命和制件的

28、質(zhì)量，因此，對該類模具零件有較高的技術(shù)質(zhì)量要求。凸模類零件加工時(shí)有以下特點(diǎn)：（1） 凸模加工一般是外形加工。凸模工作表面的加工精度和表面質(zhì)量要求高，是加工的關(guān)鍵。（2） 凸模一般有兩部分組成，即工作部分和安裝部分。工作部分主要由成型件形狀及尺寸決定，具有較高的尺寸及形位精度;凸模端面要求與軸線垂直，安裝部分與固定板一般為h7/m6配合，且要求與工作部分同軸。為了方便裝配，安裝部分徑向尺寸較工作部分稍大，裝入固定板以后，與固定板平面配磨平齊，以保證工作部分垂直。（3） 當(dāng)凸模有較強(qiáng)要求時(shí)，其表面不允許出現(xiàn)影響強(qiáng)度的溝槽，個(gè)連接部分應(yīng)采用圓弧過渡。（4） 對于塑料膜，為了使塑件容易從凸模上脫下，凸

29、模往往常有一定的脫模斜度。脫模斜度一般為0.251。由于成型制件的形狀各異、尺寸差別較大，所以凸模的品種很多。按凸模工作斷面的形狀，大致可以分為圓形凸模和非圓形凸模兩大類。凸模工作表面的加工方法與其形狀有關(guān)。凸模的加工工藝過程，如圖4.1.2所示。工序號工序名稱工序內(nèi)容1下料尺寸為：2熱處理退火3車端面厚度留磨削余量0.8mm，4車外圓留車削余量0.30.4mm5磨外圓留0.5mm余量6熱處理淬火回火，保證5862hrc7精磨達(dá)到尺寸要求凸模的加工工藝過程 圖4.1.24.2 刀具的選型4.2.1 刀具材料應(yīng)具備的基本性能 高硬度 足夠的強(qiáng)度和韌性 高耐磨性和耐熱性 良好的導(dǎo)熱性 良好的工藝性

30、好和經(jīng)濟(jì)性 抗粘接性 化學(xué)穩(wěn)定性4.2.2 刀具材料的種類及其選用 1.高速鋼（high speed steel，hss）高速鋼是一種含鎢（w）、鉬（mo）、鉻（cr）、釩（v）等合金元素較多的工具鋼，它具有較好的力學(xué)性能和良好的工藝性，可以承受較大的切削力和沖擊。 普通高速鋼 國內(nèi)外使用最多的普通高速鋼是w6mo5cr4v2（m2鉬系）及w18cr4v（w18鎢系）鋼，含碳量為0.7%0.9%，硬度6366hrc，不適于高速和硬材料切削。 高性能高速鋼 指在普通高速鋼中加入一些合金，如co、al等，使其耐熱性、耐磨性又有進(jìn)一步提高，熱穩(wěn)定性高。如w12mo3cr4v3co5si、w6mo5c

31、r4v2a1、w10mo4cr4v3al，硬度達(dá)6769hrc，可用于制造出口鉆頭、鉸刀、銑刀等。 粉末冶金高速鋼 可以避免熔煉鋼產(chǎn)生的碳化物偏析。其強(qiáng)度、韌性比熔煉鋼有很大提高?？捎糜诩庸こ邚?qiáng)度鋼、不銹鋼、鈦合金等難加工材料。用于制造大型拉刀和齒輪刀具，特別是切削時(shí)受沖擊載荷的刀具效果更好。 2.硬質(zhì)合金（cemented carbide）1) 普通硬質(zhì)合金鎢鈷類（yg）wc+co，強(qiáng)度好，硬度和耐磨性較差，用于加工脆性材料、有色金屬和非金屬材料。常用牌號：yg3、yg6、yg8、yg6x。數(shù)字表示co的百分含量， co多韌性好，用于粗加工； co少用于精加工。鎢鈦鈷類（yt）tic+wc

32、+co類（yt）：常用牌號有yt5、yt14、yt15、yt30等。此類硬質(zhì)合金硬度、耐磨性、耐熱性都明顯提高，但韌性、抗沖擊振動(dòng)性差，主要用于加工鋼料,不宜加工脆性材料。含tic量多，含co量少，耐磨性好，適合精加工；含tic量少，含co量多，承受沖擊性能好，適合粗加工。 2)新型硬質(zhì)合金鎢鈦鉭（鈮）鈷類（yw）添加 tac 或 nbc，提高高溫硬度、強(qiáng)度、耐磨性。用于加工難切削材料和斷續(xù)切削。常用牌號：yw1、yw2。碳化鈦基類（yn）tic+ni+mo，硬度高、抗粘接、抗月牙洼磨損和抗氧化能力強(qiáng)。用于合金鋼、工具鋼、淬火鋼的連續(xù)精加工。牌號：yn05、yn10。3.新型刀具材料 涂層刀具

33、刀具基體材料上涂一薄層耐磨性高的難熔金屬化合物而得到的刀具材料.常用涂層材料:tin、tic、al2o3 陶瓷刀具材料（ceramics）a. al2o3基陶瓷刀具 主要成分 al2o3，硬度、耐熱性和耐磨性高于硬質(zhì)合金，不粘刀。脆性大，易蹦刃, 主要用于切削45-55hrc 的工具鋼和淬火鋼。b. si3n4基陶瓷刀具主要成分si3n4，強(qiáng)度、韌性、疲勞強(qiáng)度、切削穩(wěn)定性高于al2o3 基陶瓷刀具，主要用于端銑和切有氧化皮的毛坯工件，也可對鑄鐵、淬硬鋼進(jìn)行精加工和半精加工。c. 塞隆(sialon)陶瓷si3n4中加入al2o3等形成的新材料。迄今陶瓷中強(qiáng)度最高的材料，化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化能力都

34、很好。 超硬刀具材料 金剛石和立方氮化硼的統(tǒng)稱，用于超精加工和硬脆材料加工。a.聚晶金剛石（pcd） 硬度高、耐磨性好，但耐熱性差、強(qiáng)度低、脆性大，與鐵親和力強(qiáng)，用于高速精細(xì)車削、鏜削有色金屬及其合金和非金屬材料，不宜加工黑色金屬。b. 立方氮化硼（ cbn） 硬度和耐磨性僅次于金剛石，但熱穩(wěn)定性好，主要用于加工高硬度(64-70hrc)的淬硬鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等難加工材料。4.2.3 數(shù)控機(jī)床刀具種類及特點(diǎn)1. 數(shù)控機(jī)床的刀具系統(tǒng) (1)刀柄圓錐刀柄,其特點(diǎn)如下：a.不能自鎖，換刀比較方便b.與直柄相比具有較高的定心精度和剛度c.刀柄要配上拉釘才能固定在主軸錐孔上d.刀柄與拉釘都已標(biāo)準(zhǔn)化

35、e.刀柄的選用要和機(jī)床的主軸孔相對應(yīng)f.刀柄型號：jt、bt、st。hsk刀柄（柄部錐度為1：10），其特點(diǎn)如下： a.定位精度高。其經(jīng)向和軸向重復(fù)定位精度一般在2mm以內(nèi)，并能長期保持高精度。b.靜態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度高。采用錐度和端面同時(shí)定位（過定位）。 c.適合高速加工d.重量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。 e.清除污垢方便3.可轉(zhuǎn)位刀片及其代碼 （1） 可轉(zhuǎn)位刀具優(yōu)點(diǎn): 刀具壽命高 生產(chǎn)效率高 有利于推廣新技術(shù)、新工藝可轉(zhuǎn)位車刀的組成：如圖4.2.1所示：1-刀桿 2-刀墊 3-刀片 4-夾固元件圖4.2.14.2.4 數(shù)控刀具的選擇1）選擇刀片（刀具）應(yīng)考慮的要素： 被加工工件材料的類別 被加工件材

36、料性能的狀況 切削工藝的類別 被加工工件的幾何形狀2）選擇鏜孔（內(nèi)孔）刀具的考慮要點(diǎn): 盡可能選擇大的刀桿直徑，接近鏜孔直徑。 盡可能選擇短的刀臂 選擇主偏角（切入角kr）接近90，大于75。刀具形狀和工件形狀的關(guān)系如圖4.2.2圖4.2.23）選用數(shù)控銑刀時(shí)注意事項(xiàng):在數(shù)控機(jī)床上銑削平面時(shí)，應(yīng)采用可轉(zhuǎn)位式硬質(zhì)合金刀片銑刀。 高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因?yàn)槊髅嬗杏不瘜雍蛫A砂現(xiàn)象，會加速刀具的磨損。4) 在mastercam軟件中刀具的選擇設(shè)置刀具的外形數(shù)據(jù)的方法是選擇下拉菜單【刀具路徑】/【刀具管理器】命令，系統(tǒng)彈出【刀具管理器】對話框，在加工群組的空白位置右

37、擊，在彈出的快捷菜單中選擇【新建刀具】命令，如圖4.2.3所示系統(tǒng)彈出【定義刀具】對話框，如圖4.2.4所示，選擇相應(yīng)的刀具來定義，也可以直接在【刀具管理器】對話框中指定已選用過的刀具?？梢愿鶕?jù)以下圖示選擇刀具。又或者是通過加工工件時(shí)，通過選擇刀具路徑里設(shè)置各項(xiàng)切削參數(shù)，同時(shí)選擇你所需的刀具的大小，種類，如圖4.2.5、4.2.6。 圖4.2.3 刀具管理器對話框 圖4.2.4 定義刀具對話框 圖4.2.5 刀具路徑選擇對話框 圖4.2.6 選擇庫中刀具對話框4.3 機(jī)床夾具在機(jī)械制造的機(jī)械加工、焊接、熱處理、檢驗(yàn)、裝配等工藝過程中，為了安裝加工工件，使之占有正確的位置，以保證零件盒產(chǎn)品的質(zhì)量

38、，并提高生產(chǎn)，所采用的工藝裝備成為夾具。按使用的機(jī)床分類，夾具可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床家具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。以下介紹幾種比較常用的夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。4.3.1 車床夾具車床主要用于加工零件的內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋以及端平面等。根據(jù)加工特點(diǎn)和夾具在機(jī)床上安裝的位置，將車床夾具分為兩種基本類型，心軸類車床夾具、角鐵式車床夾具和花盤式車床夾具。設(shè)計(jì)車床夾具時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1 因車床夾具隨機(jī)床主軸高速回轉(zhuǎn)，所以要求它結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸盡可能小，重量要輕，重心盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，以減小慣性力和回轉(zhuǎn)力矩。2 應(yīng)有消除回轉(zhuǎn)中的不平衡現(xiàn)象的平衡措施。3

39、夾具上的定位、夾緊原件及其它裝置不應(yīng)大于夾具體的回轉(zhuǎn)直徑，靠近夾具體外緣的元件，應(yīng)盡可能避免有尖角或凸起部分，必要時(shí)回轉(zhuǎn)部分外面可加防護(hù)罩。夾緊力要足夠大，自鎖可靠。4 當(dāng)主軸有高速旋轉(zhuǎn)、急剎車等情況時(shí)，夾具與主軸之間的連接應(yīng)有防松裝置。5 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于對工件進(jìn)行測量，還應(yīng)有便于清理和排泄切屑。4.3.2 銑床夾具銑床夾具主要用于加工零件上的平面、溝槽、缺口、花鍵、直線成形面等。因夾具大都與工作臺一起做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)廠取決于銑削的進(jìn)給方式，主要可分為直線進(jìn)給夾具、圓周進(jìn)給夾具、沿曲線進(jìn)給夾具三類。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：1 由于銑削過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，所需的切削力較大而大小及方向隨時(shí)

40、可能變化，致使在銑削過程中產(chǎn)生振動(dòng)，因此銑床夾具要有足夠的夾緊力，夾具結(jié)構(gòu)要有足夠的剛性。 2 為了提高銑床夾具的剛性，工件待加工的表面應(yīng)盡量不超出工作臺，在確保夾具有足夠排屑空間的前提下，盡最降低夾具的高度，一般夾具高與寬之比為 11.25。 3 以工件毛坯面定位時(shí)為避免毛坯誤差應(yīng)多設(shè)置若干個(gè)輔助支承。4 正確選用對刀裝置和定向建，保證工件與刀具、工件與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間的位置精度。5 為防止工件在加工過程中因振動(dòng)而使夾緊松脫，夾緊裝置應(yīng)具有足夠的自鎖能力。6 從側(cè)面壓緊工件的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面的支承點(diǎn)并使其產(chǎn)生作用在支承上的合力。4.3.3 鉆床夾具在鉆床上進(jìn)行孔的鉆、擴(kuò)、鉸、锪、攻螺紋所用的

41、夾具，稱為鉆床夾具。鉆床夾具是用鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的，也簡稱磚模。有利于保證被加工孔對其定位基準(zhǔn)和各孔之間的尺寸精度和位置精度，并可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。鉆床夾具的種類繁多，根據(jù)被加工孔的分布情況和鉆模板的的特點(diǎn)分為固定式、回轉(zhuǎn)式、移動(dòng)式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑柱式等六種類型。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：1 鉆床夾具的主要特點(diǎn)是都有一個(gè)安裝鉆套的鉆模板。鉆套和鉆模板都是鉆床夾具的特殊元件。首先設(shè)計(jì)鉆床夾具要注意鉆套的選擇和鉆模板的設(shè)計(jì)。2 鉆模板上安裝鉆套的座孔距離定位元件的位置應(yīng)具有足夠的精度。3 鉆模板應(yīng)有一定的強(qiáng)度和剛度，以保證鉆套軸線位置的準(zhǔn)確性，防止因變形而影響鉆套的位置和引導(dǎo)精度。4 被鉆孔

42、直徑大于10mm以及孔距與孔和基面公差小于0.05mm時(shí)，宜采用固定式鉆模；翻轉(zhuǎn)式鉆模適用于加工包括工件在內(nèi)的總重量不超過10kg中小件；鉆模板和夾具體為焊接式的鉆模，因焊接應(yīng)力不能徹底消除，精度不能長期保持，因此，一般在工件孔距公差要求不高時(shí)采用。5 夾具體上應(yīng)設(shè)置支架。為減少夾具底面與機(jī)床工作臺的接觸面積，使夾具放置平穩(wěn)，一般都在相對鉆頭送進(jìn)方向的夾具體上設(shè)置四個(gè)支角。4.3.4 鏜床夾具鏜床夾具通常稱為鏜模。鏜模是一種精密夾具，它主要用來加工箱體類零件上的精密孔系。鏜模和鉆模一樣，是依靠專門的導(dǎo)引元件鏜套來引導(dǎo)鏜桿，從而保證所鏜的孔具有很高的位置精度。采用鏜模后，鏜孔的精度可不受機(jī)床精度

43、影響。鏜模由定位元件、裝夾裝置、導(dǎo)引元件、夾具體四個(gè)部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)：1 若鏜刀調(diào)整好后，伸入鏜模進(jìn)行加工，需注意鏜刀從鏜套中穿過時(shí)的刀具引入問題。若鏜桿上是多刀加工工件上同軸線的多孔，必須注意刀具從未加工毛孔中穿過問題。一般處理方法是刀尖都對準(zhǔn)停在刀桿上部，將工件先抬高，刀具進(jìn)入到加工位置后，工件再落下，夾緊固定。2 鏜模導(dǎo)向支架上不允許安裝夾緊機(jī)構(gòu)及元件，以防受力變形，影響孔的加工精度和孔系位置精度。4.3.5 工件的裝夾1工件的裝夾在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，在加工前，應(yīng)確定工件在機(jī)床上的位置，并固定好，以接受加工或檢測。將工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過程，稱為裝夾。

44、工件的安裝包含了兩個(gè)方面的內(nèi)容：定位 ：確定工件在機(jī)床上或夾具中正確位置的過程，稱為定位。夾緊 ：工件定位后將其固定，使其在加工中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。2 裝夾的方法工件的裝夾方法有找正發(fā)裝夾和夾具裝夾。找正法裝夾是以工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT劃出的線痕為找正證據(jù)，用劃針或指示表進(jìn)行找正，將工件正確定位，然后將工件夾緊，進(jìn)行加工。這種方法簡單，不需專門設(shè)備，但精度不高，生產(chǎn)率低，因此多用于單件、小批量生產(chǎn)。夾具裝夾法是依靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對于刀具、機(jī)床的正確位置。4.4 模具數(shù)控加工試驗(yàn)與分析4.4.1 數(shù)控加工技術(shù)介紹數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（numerical contr

45、ol）。它是利用數(shù)字化的信息對機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。用數(shù)控技術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控(nc)機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸驅(qū)動(dòng)器及進(jìn)給裝置等部分?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)集合?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和開放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動(dòng)向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實(shí)力的水平。它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)

46、化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫并能自動(dòng)更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作數(shù)控機(jī)床。在加工中工零件的特點(diǎn)是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具；自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能地對工件各加工面自動(dòng)地進(jìn)行鉆孔锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動(dòng)地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間及工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。4.4.2 數(shù)控系統(tǒng)加工的基本過程數(shù)控系統(tǒng)加工的過程包

47、括了cad零件的設(shè)計(jì)、參數(shù)的設(shè)定、刀具路徑的規(guī)劃和后處理這些環(huán)節(jié)，其具體表現(xiàn)形式如圖4.4.1所示。 圖4.4.1 選擇庫中刀具對話框加工參數(shù)的設(shè)定包含了兩個(gè)方面的內(nèi)容：加工工藝分析規(guī)劃和加工參數(shù)設(shè)置。加工工藝分析及規(guī)劃。加工工藝分析和規(guī)劃在很大程度上決定了數(shù)控程序的質(zhì)量，主要是確定加工區(qū)域、加工性質(zhì)、走刀方式、使用刀具、主軸轉(zhuǎn)速和切削進(jìn)給等項(xiàng)目。加工工藝分析和規(guī)劃主要包括以下內(nèi)容：1.加工對象的確定：通過對模型的分析，確定工件的哪些部位需要在數(shù)控銑床上或者數(shù)控加工中心加工。數(shù)控銑加工的工藝適應(yīng)性也是有一定限制的，對于尖角、細(xì)小的筋條等部位是不適合加工的，應(yīng)使用線切割或者電加工來加工；而某些加

48、工內(nèi)容可能使用普通機(jī)床有更好的經(jīng)濟(jì)性，如孔的加工可以使用鉆床、回轉(zhuǎn)體加工可以用車床來加工。2.加工區(qū)域規(guī)劃：即對加工對象進(jìn)行分析，按其形狀特征、功能特征及精度、粗糙度要求將加工對象分成若干個(gè)加工區(qū)域。對加工區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃，可以達(dá)到提高加工效率和加工質(zhì)量的目的。3.加工工藝路線規(guī)劃：從粗加工到精加工，再到清根加工的加工流程規(guī)劃，以及加工余量分配。加工工藝和加工方式確定：如刀具選擇、加工工藝參數(shù)和切削方式的選擇等。設(shè)置加工參數(shù)。參數(shù)設(shè)置可視為對工藝分析和規(guī)劃的具體實(shí)施，它構(gòu)成了利用catia進(jìn)行數(shù)控編程的主要操作內(nèi)容，直接影響生成的數(shù)控程序質(zhì)量。參數(shù)設(shè)置的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：設(shè)置加工對象：用

49、戶通過交互手段選擇被加工的幾何體或其中的加工分區(qū)、毛坯和避讓區(qū)域等。1.設(shè)置切削方式：指定刀軌的類型及相關(guān)參數(shù)。2.設(shè)置刀具及機(jī)械參數(shù)：針對每一個(gè)加工工序選擇適合的加工刀具并在catia中設(shè)置相應(yīng)的機(jī)械參數(shù)，包括主軸轉(zhuǎn)速、切削進(jìn)給、切削液控制等。3.設(shè)置加工程序參數(shù)：包括對進(jìn)退刀位置及方式、切削用量、行間距、加工余量、安全高度等的設(shè)置。這是參數(shù)設(shè)置中最主要的內(nèi)容之一。刀具路徑規(guī)劃：由于零件復(fù)雜多變，以及加工環(huán)境的復(fù)雜性，為確保程序的安全，必須對生成的刀具路徑進(jìn)行檢查。主要的檢查內(nèi)容是加工過程中的過切或欠切、刀具與機(jī)床和工件碰撞問題。通過上訴幾步運(yùn)行，最后進(jìn)行后處理加工，將用前置處理生成的到作為

50、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合于具體機(jī)床數(shù)據(jù)的數(shù)控加工程序。4.4.3 零件試驗(yàn)設(shè)計(jì)思想數(shù)控銑削加工時(shí)，實(shí)際加工出的工件形狀、尺寸與理論形狀和尺寸必然會存在一定偏差，這是正常的。但偏差的大小、偏差是否能控制在允許的公差范圍之內(nèi)，則與銑削用量、銑削條件和具體工藝等多種因素有關(guān)，其中銑刀懸伸長度就是一個(gè)重要的影響因素。另外，當(dāng)進(jìn)行銑削加工時(shí)，某些場合必須要求銑刀有較大的懸長，比如深槽加工、零件結(jié)構(gòu)干涉等情況34。但不同的銑刀懸長對加工結(jié)果有何影響？銑刀懸長與加工精度有何關(guān)系？需要在加工前就應(yīng)有比較清楚地了解和認(rèn)識，以便有針對性的進(jìn)行加工補(bǔ)償35。鑒于此，通過進(jìn)行數(shù)控加工中不同銑刀懸長對加工結(jié)果的影響試驗(yàn)，為實(shí)際加

51、工中銑刀懸長不同時(shí)如何進(jìn)行補(bǔ)償、減小。試驗(yàn)一主要是用同一把螺旋立銑刀，通過改變懸長銑削多個(gè)同尺寸槽的槽壁(其它銑削參數(shù)和加工條件相同)，銑刀在加工過程中會受銑削力的作用而產(chǎn)生彎曲變形，顯然此變形會影響加工出的槽的尺寸，通過測量不同懸長下加工出的槽的實(shí)際尺寸，研究在不同懸長時(shí)銑刀變形對加工誤差的影響。試驗(yàn)二主要是用同一把螺旋立銑刀，通過改變懸長銑削多個(gè)同尺寸圓柱型腔的腔壁(其它銑削參數(shù)和加工條件相同)，銑刀在加工過程中會受銑削力的作用而產(chǎn)生彎曲變形，此變形會影響加工出的型腔的尺寸和圓度，通過測量不同懸長下加工出的圓柱型腔的尺寸和圓度，研究在不同懸長時(shí)銑刀變形對加工誤差的影響。試驗(yàn)三主要是用同一把

52、螺旋立銑刀，通過改變其懸長銑削多個(gè)斜面(其它銑削參數(shù)和加工條件相同)，銑刀在加工過程中會受銑削力的作用而產(chǎn)生彎曲變形，此變形會使加工出的斜面產(chǎn)生誤差，通過測量銑刀不同懸長下加工出的斜面相對于同一平行平面的距離的不同，研銑刀不同懸長下加工斜面時(shí)銑刀變形對加工誤差的影響。4.5. 模具型芯及型腔的數(shù)控加工型芯與型腔是塑料模的主要工作零件，是用來成型制件的關(guān)鍵部件，它們的質(zhì)量直接影響著模具的使用壽命和制件質(zhì)量。4.5.1 mastercam 介紹及功能特點(diǎn)mastercam是美國cnc software inc.公司開發(fā)的基于pc平臺的cad/cam軟件。它集二維繪圖、三維實(shí)體造型、曲面設(shè)計(jì)、體素拼

53、合、數(shù)控編程、刀具路徑摸擬及真實(shí)感摸擬等到功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型 mastercam提供了設(shè)計(jì)零件外形所需的理想環(huán)境，其強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面零件。mastercam9.0以上版本還有支持中文環(huán)境，而且價(jià)位適中，對廣大的中小企業(yè)來說是理想的選擇，是經(jīng)濟(jì)有效的全方位的軟件系統(tǒng)，是工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用的cad/cam系統(tǒng)。mastercam不但具有強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能，可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面零件，而且具有強(qiáng)大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀具路徑效驗(yàn)功能使mastercam可模擬零件加工的整個(gè)過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查出刀具和夾具與被加

54、工零件的干涉、碰撞情況，真實(shí)反映加工過程中的實(shí)際情況，不愧為一優(yōu)秀的cad/cam軟件。同時(shí)mastercam對系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設(shè)計(jì)、cnc銑床、cnc車床或cnc線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果。其功能特點(diǎn)為：mastercam軟件已被廣泛的應(yīng)用于通用機(jī)械、航空、船舶、軍工等行業(yè)的設(shè)計(jì)與nc加工，從80年代末起，我國就引進(jìn)了這一款著名的cad/cam軟件，為我國的制造業(yè)迅速崛起作出了巨大貢獻(xiàn)。mastercam具有強(qiáng)勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 mastercam提供了多種先進(jìn)的粗加工技術(shù)，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。mastercam還具有豐富的曲面精

55、加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復(fù)雜的零件。mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性?？煽康牡毒呗窂叫ｒ?yàn)功能 mastercam可模擬零件加工的整個(gè)過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。mastercam提供400種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，比如常用的fanuc系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，編制專門的后置處理文件，編譯nci文件經(jīng)后置處理后便可生成加工程序。其操作特點(diǎn)為：使用mastercam 實(shí)現(xiàn)dnc加工, dnc是指用一臺計(jì)算機(jī)直接控制多臺數(shù)控機(jī)床，其技術(shù)是實(shí)現(xiàn)cad/cam的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于本

56、工件較大,處理的數(shù)據(jù)多，所生成的程序長，數(shù)控機(jī)床的磁泡存儲器已不能滿足程序量的要求，這樣就必須采用dnc加工方式，利用rs-232串行接口，將計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床連接起來。利用mastercam的communic功能進(jìn)行通訊，而不必考慮機(jī)床的內(nèi)存不足問題,經(jīng)大量的實(shí)踐,用mastercam軟件編制復(fù)雜零件的加工程序極為方便，而且能對加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真,真實(shí)反映加工過程中的實(shí)際情況。4.5.2 型芯、型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求型腔按其結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、鑲拼式和組合式。型腔主要作用是成型制件的外形表面，其精度和表面質(zhì)量要求較高，且屬于盲孔型內(nèi)表面加工，型腔的種類、形狀、大小有很多種，比較復(fù)雜，有的表面還有花紋、圖案、文字等。因此，制造工藝過程復(fù)雜，制造難度較大。型芯與型腔的技術(shù)要求如下：1)表面粗糙度要求高。由于塑料流動(dòng)性差，成型表面的粗糙度要求r=0.10.2m，所以，工作部分各表面都要進(jìn)行研磨和拋光加工。2)位置精度要求高。塑料模凸模和型芯上的工作部分和固定部分在滿