飲料瓶中空吹塑模具設(shè)計(jì)與關(guān)鍵零件制造

大連民族學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）飲料瓶中空吹塑模具設(shè)計(jì)與關(guān)鍵零件制造MoulddesignandkeypartsmanufacturingofPopbottlesforblowmolding學(xué)院（系）：機(jī)電信息工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：李滿生學(xué)號(hào)：2007022508指導(dǎo)教師：胡紅英評(píng)閱教師：完成日期：大連民族學(xué)院摘要現(xiàn)代模具業(yè)，具有“不衰亡工業(yè)之稱”。模具是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定的方式，使材料稱為制品的工業(yè)產(chǎn)品。模具工業(yè)已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，現(xiàn)代的產(chǎn)品生產(chǎn)制造有80%以上靠模具來完成；模具的設(shè)計(jì)和制造水平直接關(guān)系到整個(gè)制造業(yè)的水平和后續(xù)發(fā)展。本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用Pro/Engineer軟件的制造模塊進(jìn)行中空吹塑飲料瓶模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再應(yīng)用UGNX軟件對(duì)模具型腔零件進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程和加工仿真。主要采用的步驟為：首先應(yīng)用Pro/Engineer進(jìn)行飲料瓶零件建模，接著對(duì)飲料瓶進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再將設(shè)計(jì)出的模具生成工程圖文件，最后應(yīng)用UGNX的UG/CAM模塊對(duì)型腔零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝規(guī)劃化和自動(dòng)編程并進(jìn)行加工仿真，生成數(shù)控機(jī)床代碼。此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，程序清晰易懂。關(guān)鍵詞：模具業(yè)；模具設(shè)計(jì)；模具制造；Pro/Engineer；UGNX

MoulddesignandkeypartsmanufacturingofPopbottlesforblowmoldingAbstractModernmoldindustry,whichhasanameof"nodecayindustrial.Mouldstructureformindustrialproducts.throughaspecialcertainwaysofmakingmaterialwhichiscalledproducts.Themoldindustryhasbecomethefoundationofmodernmanufactureindustry.Morethan80percentofmodernproductsaremanufacturedbymold.Thedesignandmanufacturelevelofmoldindustryhaveavitalinfluenceonthewholemanufactureindustryanditsdevelopment.MydesignmainlyusesthemanufacturemoldofPro/EngineertocompletetheconstructiondesignofcenterspatialblowmoldingandmakesuseoftheUGNXtocompletetheautomotiveprogramofnumeralcontrolprocessingandsimulationprocessing.Thedesignprocessis:FirstIusethePro/Engineertocompletethemoldingofbeveragebottle.ThenIdothemoldingdesignandmoldingconstructiondesignofbeveragebottleandturnthemoldintoengineeringplatdocument.Atlast,IusethemoduleofUGNXtocarryonthecraftplanningandautomotiveprogramoncavitycomponentsandcompletethesimulationprocessing.ThroughtheprocessofthewholedesignIcangetthecodeofnumeralcontrolmachinetool.Thisdesignissimple,practical,andprogramistransparent。Keywords:matrix；molddesign；moldmanufacture；Pro/Engineer；UGNX目錄TOC\o"1-3"\h\u239摘要 I30847Abstract II14791目錄 III40221緒論 1193331.1設(shè)計(jì)背景與意義 1323671.1.1塑料類制品的應(yīng)用 154071.1.2中空類塑料制品的應(yīng)用 1234131.1.3模具設(shè)計(jì) 1243721.2本文的設(shè)計(jì)任務(wù) 2117462中空吹塑飲料瓶模具設(shè)計(jì) 3229202.1軟件簡(jiǎn)介 3243732.1.1Pro/E軟件簡(jiǎn)介 313452.1.2Pro/E軟件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 3151292.2模具設(shè)計(jì)與制造的一般流程 4312462.3中空吹塑模工藝 4210932.4模具材料的選擇 596452.5用Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì) 57982.5.1分模流程簡(jiǎn)介 5246742.5.2瓶樣的CAD設(shè)計(jì) 5136952.5.3飲料瓶模具設(shè)計(jì) 877682.5.4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1113132.6模具的工程圖文件 1364592.6.1Pro/E的工程圖功能簡(jiǎn)介 1313982.6.2利用Pro/E生成的工程圖和BOM表 143483型腔零件數(shù)控加工 15238973.1軟件介紹 15261163.1.1UGNX軟件簡(jiǎn)介 1548783.1.2UGNX加工模塊簡(jiǎn)介 1581983.2數(shù)控加工基本知識(shí) 16167143.2.1刀具的選擇 16142483.2.2走刀方式和切削方式 17281613.2.3切削參數(shù)的控制 18181213.3型腔零件數(shù)控加工自動(dòng)編程與仿真 19123933.3.1零件數(shù)控加工的流程 1985313.3.2模具型腔零件分析 20266573.3.3零件數(shù)控加工工藝規(guī)劃 2077473.3.4型腔零件的數(shù)控加工自動(dòng)編程 2258033.3.5加工文件的后處理，CNC程序的生成 2728094總結(jié) 293348參考文獻(xiàn) 3030463附錄 3113715致謝 411緒論1.1設(shè)計(jì)背景與意義1.1.1塑料類制品的應(yīng)用眾所周知，塑料是當(dāng)今世界各國國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門及人們生活領(lǐng)域中廣泛使用的一種新型結(jié)構(gòu)材料。據(jù)調(diào)查，近幾年來，塑料制品在我國的應(yīng)用情況大致如下所示：有10%的建筑材料工業(yè)；包裝工業(yè)占的比例為25%；電器、電子信息工業(yè)占的比例高達(dá)10%；占2%的是汽車及其他交通工業(yè)；有15%d的是農(nóng)業(yè)；輕工業(yè)（含日用品、服裝、鞋、玩具、游戲機(jī)、體育用品等）所占的比重高達(dá)27%；機(jī)械工業(yè)（含醫(yī)療器械）2%，其他的還有9%的比重。估計(jì)在今后幾年，塑料制品在建筑材料工業(yè)、包裝工業(yè)、特別是汽車工業(yè)、電器、電子、通信工業(yè)、農(nóng)業(yè)中的農(nóng)膜節(jié)能、節(jié)水、排灌、滴灌、微灌設(shè)備中使用的比重將會(huì)有很大的提高。1.1.2中空類塑料制品的應(yīng)用50年代后期，隨著高密度聚乙烯的誕生和吹塑成型機(jī)的發(fā)展，吹塑技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。中空容器的體積可達(dá)數(shù)千升，有的生產(chǎn)已采用了計(jì)算機(jī)控制。適用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等，所得到的中空容器廣泛用作工業(yè)包裝容器。越來越多的塑料瓶代替了玻璃瓶，而且形狀更美觀，款式也非常多，用途也相當(dāng)廣泛，如：洗潔精瓶、藥瓶、汽油瓶、蒸餾水瓶等

中空吹塑產(chǎn)品的造型越來越復(fù)雜，特別是由各種自由曲線、曲面組成的流線形外形，如果采用手繪或二維軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)或模具設(shè)計(jì)，是沒辦法設(shè)計(jì)出產(chǎn)品和模具結(jié)構(gòu)的。1.1.3模具設(shè)計(jì)（1）模具在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷加快，世界各國對(duì)建筑材料、電子通信等諸多領(lǐng)域的塑料制品需求量正在逐年增加，這為模具工業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。據(jù)資料顯示，全世界模具年產(chǎn)值約為650億美元，模具工業(yè)的發(fā)展已超越了近年來快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)——電子工業(yè)。近年來我國模具也發(fā)展特別快，目前塑料模具在整個(gè)行業(yè)中約有達(dá)到30%左右的比重，目前，國內(nèi)模具塑料市場(chǎng)，以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具，我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來越的的要求。，僅汽車行業(yè)將需要各種塑料制品約36萬噸，電冰箱、洗衣間等的年產(chǎn)量均超過1000萬臺(tái)。彩電的年產(chǎn)量將達(dá)到3000萬臺(tái)，這些都將提高模具的需求量。（2）現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)一般為將客戶拿出的圖紙或計(jì)算機(jī)文件資料送入電腦，使用CAD/CAE進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)并做模擬實(shí)驗(yàn)得出所需要的計(jì)算機(jī)文件，在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中系統(tǒng)可進(jìn)行圖紙?zhí)幚?。設(shè)計(jì)完成的模具零部件可使用電腦系統(tǒng)的實(shí)體成型功能把它顯示出來以利于觀察設(shè)計(jì)的正確性和可能性，在被優(yōu)化處理之后還可用系統(tǒng)功能進(jìn)行強(qiáng)度、模溫、塑料流動(dòng)狀態(tài)等有關(guān)測(cè)試。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)有誤可以修改設(shè)計(jì)。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)能明顯降低模具設(shè)計(jì)與制造周期、減少生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，它使技術(shù)人員能借助干計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形(型)工藝數(shù)控加工及成本等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。1.2本文的設(shè)計(jì)任務(wù)基于本設(shè)計(jì)課題:中空吹塑模具設(shè)計(jì)及關(guān)鍵零件制造,本論文主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):=1\*GB2[1]對(duì)飲料瓶零件進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)出飲料瓶的三維模型,為模具設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備；=2\*GB2[2]了解中空吹塑模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；=3\*GB2[3]應(yīng)用Pro/Engineer進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；=4\*GB2[4]了解模具數(shù)控加工的流程和方法；=5\*GB2[5]應(yīng)用UGNX進(jìn)行模具型腔零件的數(shù)控加工自動(dòng)編程并生成數(shù)控程序和進(jìn)行加工仿真。

2中空吹塑飲料瓶模具設(shè)計(jì)2.1軟件簡(jiǎn)介2.1.1Pro/E軟件簡(jiǎn)介Pro/E（Pro/Engineer操作軟件，以下簡(jiǎn)稱Pro/E）是美國參數(shù)技術(shù)公司（ParametricTechnologyCorporation，簡(jiǎn)稱PTC）的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一[3]。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用[4]。

2.1.2Pro/E軟件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用Pro/E軟件采用面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和參數(shù)化造型技術(shù)，具備概念設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的功能，為模具的集成制造提供了優(yōu)良的平臺(tái)。

Pro/E模具設(shè)計(jì)模塊與Pro/ENGINEER-Foundation一起，為塑料模、壓鑄模和沖模設(shè)計(jì)人員提供了快速創(chuàng)建和修改完整模具零部件的功能[5]。模具設(shè)計(jì)選項(xiàng)具有易用、自動(dòng)化功能強(qiáng)大，用于設(shè)計(jì)和校驗(yàn)沖模、注塑模和壓鑄模的性能，從而縮短其開發(fā)時(shí)間，并提高成品質(zhì)量。它能幫助模具設(shè)計(jì)人員和制造工程師，創(chuàng)建復(fù)雜曲面、精密公差、以及所需的模具嵌件等其它特征，以確保其沖、注塑模和壓鑄模能夠高效地制造出精確的零件。它能讓注塑模具設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建、修改和分析模具構(gòu)件，并在模具設(shè)計(jì)變化時(shí)，快速更新它們。

其注塑模設(shè)計(jì)功能能讓模具設(shè)計(jì)工程師輕松的完成以下的工作：根據(jù)產(chǎn)品零件圖，順利創(chuàng)建型腔、鑲件以及其他零件。根據(jù)要求繪制各種類型草圖。利用草圖和厚度檢測(cè)功能，對(duì)零件進(jìn)行評(píng)估。直接將產(chǎn)品零件圖形作為參考，創(chuàng)建模具型腔（動(dòng)模、定模）的幾何圖形。對(duì)各向同性和各向異性進(jìn)行收縮補(bǔ)償。接著創(chuàng)建單腔和多腔注塑模具。創(chuàng)建分模曲面自動(dòng)創(chuàng)建，使模具被劃分成動(dòng)模部分和定模部份。將來自D-M-E、Futaba、Hasco、DMS以及National的模具標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行裝配。創(chuàng)建模具特殊零件：澆注口、流道、注射口以及頂桿孔等。用干涉檢查來仿真模具開模的順序。對(duì)填充容積、型腔曲面面積等進(jìn)行計(jì)算?？山桓妒褂玫哪＞弋a(chǎn)品圖生成之后，其中型腔組件的實(shí)體模型與產(chǎn)品模型相關(guān)聯(lián)并且可用于數(shù)控加工。2.2模具設(shè)計(jì)與制造的一般流程在模具設(shè)計(jì)與制造過程中，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)到模具制造一般按照以下的流程來進(jìn)行[5]：圖2.1模具設(shè)計(jì)與制造流程接受訂單圖2.1模具設(shè)計(jì)與制造流程接受訂單產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)分析模具結(jié)構(gòu)加工產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試模檢驗(yàn)合格模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析析省模、裝配修?？蛻舾櫡?wù)客戶認(rèn)可、交貨2.3中空吹塑模工藝中空吹塑塑料制品有擠出吹塑和注塑吹塑兩種方法。前者是由擠出機(jī)擠管狀型坯，而后趁熱將型坯夾入吹塑模具中，并通過壓縮空氣吹脹，使之緊貼模具型腔內(nèi)壁，保壓冷卻成形。后者是由注射機(jī)將熔融塑料注入模具內(nèi)形成管坯，開模后管坯留在芯模上，然后趁熱合上吹塑模，從芯模原設(shè)置通道吹入壓縮空氣使型坯吹脹，使之緊貼吹塑模具型腔內(nèi)壁，保壓冷卻成型。擠出吹塑設(shè)備工藝簡(jiǎn)單之只用一副模具，應(yīng)用廣泛。注塑吹塑模具需要兩幅模具，前一副模具類同一般注射模具，只是型芯設(shè)有吹氣通道，不設(shè)有吹氣通道，不設(shè)頂出機(jī)構(gòu)；后一副模具即吹塑模具類同擠出吹塑模具，只是?？凇⒛５捉Y(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，不必切除余料。2.4模具材料的選擇因選材和用材不當(dāng)致使模具過早失效，大約占失效模具的45％以上。因此，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對(duì)于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝．如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精細(xì)化、制品化盡量縮短供貨時(shí)間亦是重要發(fā)展趨勢(shì)。吹塑生產(chǎn)過程中吹入的壓縮空氣，壓強(qiáng)只有（1.96—6.86Mpa）所以吹塑模具承受的壓力不太大，塑料管坯的溫度也不高。為了方便型腔加工，可采用強(qiáng)度稍差的材料如鋁，鋅合金，鈹鋼合金、鑄鐵和鋼材制造，對(duì)于大批量生產(chǎn)或加工硬質(zhì)塑料，模具材料可用的工具鋼，型腔鍍絡(luò)拋光。2.5用Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)2.5.1分模流程簡(jiǎn)介使用Pro/E進(jìn)行中空塑料吹塑模具設(shè)計(jì)的流程如下圖2.2所示：設(shè)計(jì)制品建立模具裝配模型并設(shè)置收縮率設(shè)計(jì)制品建立模具裝配模型并設(shè)置收縮率型并設(shè)置收縮率分別設(shè)計(jì)型腔、型芯的模口、模底設(shè)計(jì)分型面拆模，完成模具成型零件三維模型設(shè)計(jì)模具冷卻系統(tǒng)和導(dǎo)套、導(dǎo)柱修改制品圖2.2中空吹塑模具設(shè)計(jì)流程2.5.2瓶樣的CAD設(shè)計(jì)(1)飲料瓶零件分析在對(duì)制品設(shè)計(jì)之前，充分了解制品的用途及特性和設(shè)計(jì)參數(shù)及要求，根據(jù)用途與特性和設(shè)計(jì)參數(shù)確定制品工藝條件，如表2.1所示。表2.1飲料品制品工藝表材料脫模斜度尺寸精度壁厚/mm圓角/mm收縮率pp1IT100.5R0.50.005（2）飲料瓶零件設(shè)計(jì)應(yīng)用Pro/E進(jìn)行產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的流程如圖2.3所示：否正確正確與否否正確正確與否添加特征和修改特征創(chuàng)建制品主體特征是圖2.3Pro/E設(shè)計(jì)產(chǎn)品零件流程圖按照以上的流程對(duì)飲料瓶零件進(jìn)行模型的建立，其具體的步驟如表2.2所示：表2.2飲料瓶制品基本設(shè)計(jì)步驟步驟設(shè)計(jì)所應(yīng)用的功能說明完成結(jié)果1旋轉(zhuǎn)、實(shí)體通過旋轉(zhuǎn)實(shí)體功能創(chuàng)建模型父特征2倒圓角、倒角通過倒圓角、倒角功能在模型上選擇邊進(jìn)行倒圓角、倒角特征3旋轉(zhuǎn)、剪切通過旋轉(zhuǎn)剪切功能在父特征上進(jìn)行剪切特征4偏移、混合通過偏移、混合曲面功能創(chuàng)建曲面續(xù)表2.2飲料瓶制品設(shè)計(jì)基本步驟5合并、實(shí)體化通過合并功能將曲面合并；過實(shí)體化功能將合并曲面實(shí)體化并切除特征6陣列、合并、實(shí)體化通過陣列功能創(chuàng)建陣列特征通過合并實(shí)體化功能將陣列曲面合并；通過實(shí)體化功能將合并曲面實(shí)體化7薄殼通過薄殼特征在特征上創(chuàng)建薄殼特征8拉伸、加厚通過拉伸實(shí)體功能創(chuàng)建特征9旋轉(zhuǎn)、剪切通過旋轉(zhuǎn)剪切功能在父特征上進(jìn)行剪切特征10螺旋掃描通過螺旋掃描切口功能在模型上創(chuàng)建螺紋特征2.5.3飲料瓶模具設(shè)計(jì)（1）在硬盤上新建一個(gè)文件夾，設(shè)置文件名為“muju”。將飲料瓶零件拷貝到這個(gè)文件夾下。更改Pro/E的工作目錄到“muju”文件夾下。打開文件“yinliaoping”，因?yàn)橹锌沾邓苣＞呤怯蓧嚎s空氣將材料粘附在相同的兩瓣內(nèi)壁上，并不需要設(shè)計(jì)內(nèi)孔的成型零件，為方便后面的模具設(shè)計(jì)，將飲料瓶制品模型設(shè)計(jì)成實(shí)心模型。所以將零件模型文件中的殼特征隱含并通過拉伸在瓶口處做出一個(gè)實(shí)體來并將文件保存，退出。最終的零件模型如圖2.4所示：圖2.4更改后的飲料瓶零件（2）新建模具文件。在Pro/E中新建一個(gè)文件，分別選擇彈出對(duì)話框中的“制造”、“模具型腔”，輸入文件名稱為“ylpxq”不使用缺省模板而選擇“mmns_mfg_mold”。圖2.4更改后的飲料瓶零件（3）裝配參照模型。將前面所創(chuàng)建的“yinliaoping”文件作為參照模型插入到模具型腔文件中，并將模具型腔的坐標(biāo)原點(diǎn)放在零件的中點(diǎn)處。（4）設(shè)置零件收縮率中空吹塑模具在注吹塑料制件保壓冷卻成型時(shí)，因冷卻及其他原因引起尺寸收縮或體積縮小，收縮率有材料類型和型號(hào)來確定。收縮率的計(jì)算公式如下式2.1：（式2.1）式中——收縮率；——模具尺寸；——塑料尺寸。Pro/e提供了兩種設(shè)置收縮率的方法，即為按尺寸和按比例。此處選擇按尺寸設(shè)置收縮率，根據(jù)飲料瓶材料可知其值為0.005。（5）創(chuàng)建模具體積塊利用Pro/e的自動(dòng)創(chuàng)建工件工具創(chuàng)建工件（）的模具體積塊。選擇模具型腔坐標(biāo)系為工件坐標(biāo)系，創(chuàng)建完成之后體積塊和飲料瓶零件的相對(duì)位置如圖2.5所示：圖2.5飲料瓶相對(duì)于模具體積塊的位置圖2.5飲料瓶相對(duì)于模具體積塊的位置(6)創(chuàng)建谷肚分型面圖2.6谷肚分型面怎樣確定分型面，要注意的地方比較復(fù)雜。因?yàn)榉中兔媸艿剿芗谀＞咧械某尚臀恢?、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種方面的約束，所以在選擇分型面時(shí)應(yīng)進(jìn)行全面分析比較，在幾種方案中優(yōu)選比較適用的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：圖2.6谷肚分型面在塑件外形最大輪廓處選擇分型面；使塑件順利脫模方便，確保使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊；塑件的精度要求需要保證；塑件的外觀質(zhì)量要求必須滿足；方便模具的加工和制造；不太影響成型面積；圖2.7分離谷肚和余料對(duì)排氣效果的影響低；圖2.7分離谷肚和余料對(duì)側(cè)向抽芯的影響也小。為了便于模具型腔的數(shù)控加工，瓶底部位與型腔部位分離開來，然后用螺栓連接到型芯上。由于谷肚部分也是一個(gè)獨(dú)立的模具工件，所以采用創(chuàng)建模具元件的方法來創(chuàng)建。首先創(chuàng)建一個(gè)將谷肚與模具型腔分離的分型面，如圖2.6所示：圖2.8拉伸出分型面（7）分離谷肚和余料。圖2.8拉伸出分型面如圖2.7所示（8）創(chuàng)建型腔分型面對(duì)于除去余料部分的體積塊直接應(yīng)用拉伸工具創(chuàng)建余料部分的分型面如圖2.8所示：（9）分割型芯和型腔體積塊利用拉伸創(chuàng)建的分型面將余料部分并分別保存為xingqiang和xinxin.分離開的型腔如圖2.9所示：圖2.9型腔零件（10）創(chuàng)建型腔零件的?？趫D2.9型腔零件圖2.10模口?？谑菈嚎s空氣吹管的入口，又是制品的出口。?？诩纫尚椭破房?，保證制品口部尺寸和形狀，同時(shí)還要切斷料坯余料，為此?？谠O(shè)計(jì)成如圖所示。吹管的外部套有芯棒，合模時(shí)?？诩泳o芯棒，同時(shí)起校正制品內(nèi)徑、外徑和切斷余料的作用。利用旋轉(zhuǎn)切除工具創(chuàng)建型腔零件的?？?，圖2.10模口圖2.11切除冷卻槽如圖2.10所示：圖2.11切除冷卻槽（11）創(chuàng)建冷卻槽為了管坯在模具內(nèi)受熱均勻，將?？诓课磺谐粋€(gè)冷卻槽。創(chuàng)建模具的冷卻槽如圖2.11所示：（12）創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)圖2.12水線布局模具的冷卻系統(tǒng)很重要，冷卻力要求均勻，在不影響制品質(zhì)量的前提下冷卻速度要快，以提高產(chǎn)量。冷卻方式與一般注射相同，可采用模腔周圍開設(shè)孔道通水循環(huán)冷卻。模具如果采用鋁等低熔點(diǎn)合金鑄造，冷卻水路可在模具型腔的背面鑄成水槽，再覆蓋蓋板和防漏墊片，然后用螺釘緊固，組成密封循環(huán)水路。使用特征、型腔組件、水線創(chuàng)建模具的水線如圖2.12所示：圖2.12水線布局（13）創(chuàng)建谷肚定位銷和螺栓在吹塑過程中，將谷肚和型腔連接在一起，使谷肚與型腔一起運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開模和和模。谷肚與與型芯之間采用M6-60的內(nèi)六角螺栓連接，用兩個(gè)的圓柱銷實(shí)現(xiàn)精確定位。在模具體積塊上創(chuàng)建出螺栓和定位銷（如圖2.13所示），然后在模具體積塊和型芯零件上切除螺栓孔和銷孔。谷肚與型芯的連接情況如圖2.14所示：圖2.13創(chuàng)建谷肚定位銷和螺栓螺栓定位銷圖2.13創(chuàng)建谷肚定位銷和螺栓螺栓定位銷圖2.14谷肚與型芯連接圖2.14谷肚與型芯連接2.5.4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）模具導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)飲料瓶模具的材料為45鋼，易于加工。直接將模具的導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)在模具上對(duì)與模具的性能和成本影響很小，而且可以節(jié)省材料，使模具整體結(jié)構(gòu)緊湊，導(dǎo)向精度也更容易保證所以直接將模具的導(dǎo)柱和導(dǎo)套安裝在型芯和型腔上。根據(jù)模具尺寸選取導(dǎo)柱和導(dǎo)套尺寸。導(dǎo)柱：；導(dǎo)套：。創(chuàng)建出的導(dǎo)柱和導(dǎo)套如圖2.15所示。

圖2.15導(dǎo)柱和導(dǎo)套的創(chuàng)建圖2.15導(dǎo)柱和導(dǎo)套的創(chuàng)建（2）選取模架和固定螺栓選取模架，兩個(gè)模座的尺寸均為：；固定用M10-40內(nèi)六角螺栓。在模具體積塊上創(chuàng)建工件，并在所創(chuàng)建的模架和模具體積塊和切除螺栓孔。最終創(chuàng)建出如圖2.16所示：圖2.16模架零件圖2.16模架零件在完成了整個(gè)模具設(shè)計(jì)之后將模具組裝，飲料瓶模具的結(jié)構(gòu)如圖2.17所示：圖2.17飲料瓶模具整體結(jié)構(gòu)的爆炸圖圖2.17飲料瓶模具整體結(jié)構(gòu)的爆炸圖2.6模具的工程圖文件2.6.1Pro/E的工程圖功能簡(jiǎn)介Pro/E提供了一個(gè)很寬的生成工程圖的能力，包括：自動(dòng)尺寸標(biāo)注、參數(shù)特征生成、全尺寸修飾，自動(dòng)生成投影面，輔助面，截面和局部視圖[8]。使用Pro/E的工程圖功能，我們可以將有Pro/E制作的模型輸出成圖紙的形式。Pro/E提供的工程圖模式，可以實(shí)現(xiàn)雙向關(guān)聯(lián)。我們可以利用Pro/E的基本drawing功能建立零件或裝配的工程視圖，并可以添加尺寸，注解，處理尺寸，或使用層來管理不同類型內(nèi)容的顯示[9]。或者，也可以輸入由其他CAD系統(tǒng)生成的圖紙。在圖紙中，所有的模型視圖都是相關(guān)的：即，當(dāng)修改了某視圖的一個(gè)尺寸后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更新其他相關(guān)的視圖，更重要的是，Pro/E的圖紙和他所依賴的模型相關(guān)，在圖紙中修改的任何尺寸，都會(huì)在模型中自動(dòng)更新。同樣，在模型中修改的尺寸會(huì)相關(guān)到圖紙。這些相關(guān)性，不僅僅是尺寸的修改，也包括添加或刪除某些特征。2.6.2利用Pro/E生成的工程圖和BOM表利用已經(jīng)完成的模具文件生成工程圖和BOM表文件如圖2.18所示：圖2.18模具工程圖和BOM表圖2.18模具工程圖和BOM表

3型腔零件數(shù)控加工3.1軟件介紹3.1.1UGNX軟件簡(jiǎn)介UGNX是美國UnigraphicsSolution(簡(jiǎn)稱UGS)公司的PLM產(chǎn)品的核心組成部分。UGS公司是美國一家全球著名的MCAD供應(yīng)商.PLMSolution可以提供具有強(qiáng)大生命力的產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)解決方案，其中有產(chǎn)品開發(fā)、制造規(guī)劃、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、電子商務(wù)等產(chǎn)品相應(yīng)的方案，并能提供一整套針對(duì)品的完善服務(wù)[10]。UG軟件為汽車與交通、航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械以及電子工業(yè)等領(lǐng)域通過其虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)的理念帶來了多極化的，集成的、企業(yè)級(jí)包括軟件產(chǎn)品與服務(wù)在內(nèi)的全面的解決方案[11]。3.1.2UGNX加工模塊簡(jiǎn)介UGNX系統(tǒng)提供了多種加工各種復(fù)雜零件的粗精加工，用戶可以根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、加工表面形狀和加工精度要求選擇合適的加工類型。在每種加工類型中包含了多個(gè)加工模板，應(yīng)用各加工模板可快速建立加工操作。UGNX提供了強(qiáng)大的默認(rèn)加工環(huán)境，用戶也可以自定義加工環(huán)境。選擇合適的加工環(huán)境，用戶在創(chuàng)建加工操作的過程中，可引用加工環(huán)境中已定義的參數(shù)，不必在每次創(chuàng)建新的操作時(shí)再一次定義，因此避免了重復(fù)勞動(dòng)，提高了操作效率。UGNX強(qiáng)大的加工功能是由多個(gè)加工模塊所組成的。在加工基礎(chǔ)模塊中包含了以下加工類型：點(diǎn)位加工：可產(chǎn)生點(diǎn)鉆、擴(kuò)、鏜、鉸和攻螺紋等操作的刀具路徑。平面銑：用于平面輪廓或平面區(qū)域的粗精加工，刀具平行于工件底面進(jìn)行多層銑削。型腔銑：用于粗加工輪廓或區(qū)域，它可根據(jù)型腔的形狀，將要切除的部位在深度方向上分成多個(gè)切削層進(jìn)行層切削，每個(gè)切削層可指定不同的切削深度。切削時(shí)刀軸與切削層平面垂直。固定軸曲面輪廓銑削：它將空間的驅(qū)動(dòng)幾何投影到零件表面上，驅(qū)動(dòng)刀具以固定軸形式加工曲面輪廓。主要用于曲面的半精加工與精加工?？勺冚S曲面輪廓銑：與固定軸銑相似，只是在加工過程中可變軸銑的刀軸可以擺動(dòng)，可滿足一些特殊部位的加工需要。順序銑：用于連續(xù)加工一系列相接表面，并對(duì)面與面之間的交線進(jìn)行清根加工。車削加工：車削加工模塊提供了加工回轉(zhuǎn)類零件所需的全部功能，包括粗車、精車、切槽、車螺紋和打孔加工。線切割加工：線切割加工模塊支持線框模塊程序編制，提供了多種走刀方式，可進(jìn)行2～4軸線切割加工。后置處理模塊包括圖形后置處理器和UG通用后置處理器，可格式化刀具路徑文件，生成指定機(jī)床可以識(shí)別的NC程序，支持2～5軸銑削加工，2～4軸車削加工和2～4軸線切割加工。其中UG后置處理器可以直接提取內(nèi)部刀具路徑進(jìn)行后置處理，并支持用戶定義的后置處理命令。UG將智能模型(MasterModel)的概念在UG/CAM的環(huán)境中發(fā)揮的淋漓盡致，不僅包括了3DCAD模型與NC路徑的完整關(guān)聯(lián)性，且更易于縮減文件大小以及刀具路徑的管理。另外，以高速切削為發(fā)展的參數(shù)設(shè)定環(huán)境，更能確保刀具路徑的穩(wěn)定可靠與良好的加工品質(zhì)。3.2數(shù)控加工基本知識(shí)3.2.1刀具的選擇數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的主要裝備，特別是加工中心已成為衡量一個(gè)企業(yè)現(xiàn)代制造綜合能力的重要標(biāo)志之一，數(shù)控銑床和加工中心主要用于精密復(fù)雜模具型腔和型芯的加工[14]。在模具數(shù)控銑加工中所使用的刀具一般都是先進(jìn)的刀具。在模具銑削加工中，常用的刀具有平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。由于現(xiàn)在的先進(jìn)刀具一般都采用刀桿和刀片組成，因此相應(yīng)的刀片的形狀也有長(zhǎng)方形、圓形等多種形式。平端立銑刀即刀具或刀片的刀尖是直的，無圓角，圓角刀即刀片的刀尖R半徑小于刀具的半徑，而球頭刀則是刀具或刀片的刀尖圓圓角R半徑等于刀具的半徑。常用的刀具有平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等，如圖3.1所示：圖3.1幾種刀具形式在模具加工時(shí)刀具的選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）依據(jù)被加工型面形狀選擇刀具類型凹形表面，在半精工和精加工時(shí)，選球頭刀，以確保表面質(zhì)量，在粗加工時(shí)選平端立銑刀或圓角立銑刀，因球頭刀切削條件差；對(duì)帶脫模斜度的側(cè)面，宜選用錐度銑刀，雖然采用平端立銑刀通過插值也可以加工斜面，但會(huì)使加工路徑變長(zhǎng)而影響加工效率，同時(shí)會(huì)加大刀具的磨損而影響加工的精度。（2）根據(jù)加工形狀的大小按照從大到小的原則選擇刀具模具型腔一般包含有多個(gè)類型的曲面，因此在加工時(shí)一般不能選擇一把刀具完成整個(gè)零件的加工。無論是粗加工還是精加工，應(yīng)盡可能選擇大直徑的刀具，因?yàn)榈毒叩闹睆皆酱?則刀具的剛性越好，還可減少加工次數(shù)，提高加工效率。刀具越小則剛性差，容易折斷。（3）根據(jù)型面曲率的大小選擇刀具精加工時(shí)，用最小刀具的半徑應(yīng)小于或等于被加工零件上的內(nèi)輪廓圓角半徑，特別是在拐角加工時(shí)，選半徑小于拐角處圓角半徑的刀具并以圓弧插補(bǔ)的方式進(jìn)行加工，這可避免采用直線插補(bǔ)出現(xiàn)過切現(xiàn)象；粗加工時(shí)，一般選擇的刀具半徑較大，這需要考慮的是粗加工后所留余量是否會(huì)給半精加工或精加工刀具造成過大的切削負(fù)荷，因較大直徑的刀具在零件輪廓拐角處會(huì)留下更多的余量，這是精加工過程中出現(xiàn)切削力的急劇變化而使刀具損壞直接因素，所以這在選擇刀具時(shí)要進(jìn)行全面考慮，同時(shí)為減少粗加工中較大直徑的刀具在零件輪廓拐角處會(huì)留下更多的余量，可加入圓角銑刀(如R0.8)加工的半精加工工序，半精加工中留余量0.1至0.3即可，這樣再經(jīng)過精加工后可得到較好的表面加工質(zhì)量。圖3.2加工余量形式（4）粗加工時(shí)盡可能選擇較大圓角銑刀圖3.2加工余量形式方面圓角銑刀在切削中可以在刀刃與工件接觸的0-90。另一方面，在粗加工時(shí)選用圓角銑刀，圓角刀與球頭刀相比具有良好的切削條件，可以留下較為均勻的精加工余量[15]，如圖3.2所示，這對(duì)后續(xù)加工是十分有利的。3.2.2走刀方式和切削方式走刀方式是指加工過程中刀具軌跡的分布形式。切削方式是指加工時(shí)刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)方式。（1）走刀方式在模具加工中，常用的走刀方式包括單向走刀、往復(fù)走刀和環(huán)切走刀三種形式，如圖3.3所示。其中，圖3.3a為單向走刀方式。圖3.3b是往復(fù)走刀方式，在加工過程中不提刀進(jìn)行連續(xù)切削，加工效率較高，但逆銑和順銑交替進(jìn)行，加工質(zhì)量較差，但由于其加工效率高時(shí)間最短，所以在表面質(zhì)量要求不高余量不大的粗加工時(shí)可選用往復(fù)走刀。圖3.3c是環(huán)切走刀方式，其刀具路徑由一組封閉的環(huán)形曲線組成，加工過程中不提刀，采用順銑或逆銑切削方式，是型腔加工常用的一種走刀方式。abc圖3.abc圖3.3走刀方式（2）銑削方式加工表面質(zhì)量、刀具耐用度和加工過程的平穩(wěn)性直接受到銑削方式的影響。采用圓周銑削時(shí)，為了符合加工余量的大小和表面質(zhì)量的要求，要合理選用順銑和逆銑，因?yàn)榇旨庸み^程中余量較大，宜選用逆銑加工方式，來減小機(jī)床的震動(dòng)；精加工時(shí)，為了更好的滿足精度和表面粗糙度的要求，應(yīng)選擇順銑加工方式。在采用端面銑削時(shí)，應(yīng)根據(jù)所不同的加工材料，選用不同的銑削方式。（3）刀具的切入與切出在粗加工時(shí)，每次加工后殘留余量形成的幾何形狀是在變化的，在下次進(jìn)刀時(shí)如果切入方式選擇不當(dāng)，很容易造成打刀事故。在精加工時(shí)，切人和切出時(shí)切削條件的變化往往會(huì)造成加工表面質(zhì)量的差異。因此，合理選擇刀具切人、切出方式具有非常重要的意義。一般的CAM軟件提供的切人切出方式有刀具垂直切人切出工件、刀具以斜線切人工件、刀具以螺旋軌跡下降切人工件、刀具通過預(yù)加工工藝孔切人工件以及圓弧切人切出工件。其中刀具垂直切人切出工件是最簡(jiǎn)單、最常用的方式，適用于可以從工件外部切人的凸模類工件的粗加工和精加工以及模具型腔側(cè)壁的精加工；刀具以斜線或螺旋線切人工件常用于較軟材料的粗加工；通過預(yù)加工工藝孔切人工件是凹模粗加工常用的下刀方式；圓弧切人切出工件由于可以消除連接刀痕而常用于曲面的精加工。3.2.3切削參數(shù)的控制切削參數(shù)的選擇對(duì)加工質(zhì)量、加工效率以及刀具耐用度有著直接的影響。在CAM軟件中與切削相關(guān)的參數(shù)主要有主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具切入時(shí)的進(jìn)給速率、步距寬度和切削深度等[16]。（1）主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來計(jì)算，其計(jì)算公式如公式3.1所示：（式3.1）式中為刀具直徑(mm),是切削速度(m/min)。切削速度的選擇離不開刀具的耐用度，在確定了工件材料、刀具材料和結(jié)構(gòu)后，影響刀具耐用度的最主要因素就是切削速度，過低或過高的切削速度都影響刀具耐用度。在模具加工，特別是模具的精加工時(shí)，為得到較高的加工質(zhì)量，應(yīng)避免在中途換刀，因此選擇切削速度需要結(jié)合刀具耐用度進(jìn)行考慮。（2）進(jìn)給速度與刀具切入進(jìn)給速度模具零件的加工精度和表面粗糙度直接受到進(jìn)給速度的影響，其計(jì)算公式為F=nzf，式中n為主軸轉(zhuǎn)速(r/min)，z為銑刀齒數(shù)，f為每齒進(jìn)給量(mm/齒)。每齒進(jìn)給量的選取依賴于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料和銑刀結(jié)構(gòu)。工件的硬度和強(qiáng)度越高，每齒進(jìn)給量越小；較低的進(jìn)給量適用于加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí)。(3)吃刀量吃刀量的大小主要受機(jī)床、工件和刀具剛度的限制，為保證加工精度和表面粗糙度，應(yīng)留O.1—0.3mm的精加工余量。在粗加工時(shí)，余量的切除往往采用層切的方法，在實(shí)踐中可以通過改變半精加工和精加工走刀路徑的方法(二者成正交關(guān)系)改善表面質(zhì)量；采用殘留高度控制表面粗糙度時(shí)，步距寬度會(huì)依據(jù)工件形狀自動(dòng)調(diào)整。（4）其他參數(shù)此外，諸如工件坐標(biāo)系、刀具快速運(yùn)動(dòng)平面、加工安全平面、加工余量參數(shù)以及后置處理參數(shù)等的設(shè)定在模具設(shè)計(jì)中都要進(jìn)行考慮。3.3型腔零件數(shù)控加工自動(dòng)編程與仿真3.3.1零件數(shù)控加工的流程UG是當(dāng)今世界在數(shù)控加工領(lǐng)域最優(yōu)秀的CAM軟件之一[17]，本次的模具關(guān)鍵零件數(shù)控加工應(yīng)用UG來進(jìn)行。因?yàn)轱嬃掀恐锌沾邓苣＞叩男托竞托颓涣慵嗨?，型芯零件的?shù)控加工與型腔類同，所以在此只對(duì)型腔零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝規(guī)劃。應(yīng)用UG的UG/CAM模塊進(jìn)行數(shù)控加工工藝規(guī)劃的流程如圖3.4所示：分析幾何體平面/曲面，粗加工/精加工建立/修改加工對(duì)象父節(jié)點(diǎn)分析幾何體平面/曲面，粗加工/精加工建立/修改加工對(duì)象父節(jié)點(diǎn)組選擇加工環(huán)境定義配置和設(shè)置刀具幾何體生成刀軌創(chuàng)建操作方法程序刀軌檢驗(yàn)后置處理車間工藝文件數(shù)控程序圖3.4UG數(shù)控加工流程3.3.2模具型腔零件分析該零件上大部分表面為圓弧表面，在瓶口部分有螺紋和瓶頸槽，這部分的尺寸較小可以先用數(shù)控加工先去除大部分的材料然后再進(jìn)行鉗工加工[18]。3.3.3零件數(shù)控加工工藝規(guī)劃該零件的型腔加工在最高轉(zhuǎn)速達(dá)到24000r/min的高速銑床上加工。選擇型腔銑粗加工的方法進(jìn)行分層加工，每層切深為0.6mm.粗加工使用直徑為的圓角刀進(jìn)行加工。該刀具的表面線速度按推薦值取150mm/轉(zhuǎn)，而每齒進(jìn)給取0.3mm/齒。由于該零件輪廓面與面之間過渡的較多，粗加工之后在交叉出留有較多的加工余量，所以需要進(jìn)行半精加工獲得較為均勻的加工余量[19]。半精加工采用等高外形的方法進(jìn)行加工。半精加工使用直徑為硬質(zhì)合圓角刀進(jìn)行加工。完成了粗加工和半精加工之后，表面余量比較均勻，此時(shí)進(jìn)行此型腔整體的精加工。此型腔整體的精加工使用直徑為的硬質(zhì)合金球頭刀進(jìn)行加工。該刀具的表面線速度按推薦值取/轉(zhuǎn)，而每齒進(jìn)給取/齒。在型腔上有尖銳過渡部分，該部分的圓角為，因此要對(duì)該部分進(jìn)行清角加工，清角加工使用的平底刀進(jìn)行加工。該刀具的表面線速度按推薦值取/轉(zhuǎn)，而每齒進(jìn)給取/齒。如表3.1所示為各工步的加工內(nèi)容與加工方式及刀具和進(jìn)給、轉(zhuǎn)速等機(jī)械參數(shù)。表3.1型腔零件加工工步序號(hào)加工內(nèi)容加工方式所用刀具表面速度/m/min每齒進(jìn)給/mm/齒1型腔粗加工型腔銑圓角刀1500.32型腔半精加工等高輪廓銑圓角刀1500.183型腔精加工曲面輪廓銑球頭刀2000.154清角加工固定軸曲面輪廓銑平底刀1200.12每工步完成之后型腔零件如圖3.5所示：半精加工精加工清角gong供gong工半精加工精加工清角gong供gong工圖3.5零件加工工藝方案規(guī)劃粗加工3.3.4型腔零件的數(shù)控加工自動(dòng)編程（1）創(chuàng)建粗加工操作首先打開模型文件，檢視模型確定模型沒有明顯的錯(cuò)誤，并確認(rèn)工作坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)在模型底面中心位置。設(shè)置加工環(huán)境進(jìn)入加工模塊，指定CAM進(jìn)程配置為“cam—general”,CAM設(shè)置為“mill-contour”進(jìn)行加工環(huán)境初始化。進(jìn)行粗加工自動(dòng)編程的主要工作就是數(shù)控加工的各項(xiàng)加工參數(shù)。常用參數(shù)：切削方法，采用跟跟隨周邊的方式；切削步進(jìn)方式選用按刀具直徑的百分之30；設(shè)定每一刀的全局深度為0.6。進(jìn)退刀：進(jìn)刀/退刀選用水平間隙為3；豎直和最小間隙為1；傳送方式設(shè)定為先前的平面。自動(dòng)進(jìn)刀/退刀為上部垂直下刀，下部為水平進(jìn)退刀。刀具的傾斜類型為螺旋的，下刀行進(jìn)斜角為5；螺旋的直徑為90；最小斜面長(zhǎng)度-直徑為0；水平進(jìn)退刀的自動(dòng)類型為圓的，圓弧半徑為5；激活區(qū)間為0；重疊距離為0；退刀間距為0。切削參數(shù)：切削順序?yàn)閷觾?yōu)先；切削方向?yàn)轫樞蚯邢?；進(jìn)給方向?yàn)橄蛲?；選中島清理；清壁為在終點(diǎn)；切削區(qū)域延伸為0；毛坯距離為5；部件側(cè)面余量為0.5；部件底面余量為0.2；毛坯余量、檢查余量、裁剪余量均為0；內(nèi)公差為0.03；切出公差為0.03。角參數(shù)：圓角控制方式為所有路徑；圓角半徑為0.5；最小半徑為0；減速方式按刀具的百分比110；減速為20%；步數(shù)為1；尖角角度為0；最大值為175。進(jìn)給率：表面速度為150；每齒切削進(jìn)給為0.3；主軸轉(zhuǎn)速為3000RPM。非切削：?jiǎn)挝粸楹撩?分鐘；切削單位為毫米/分鐘進(jìn)刀速度為600；其他進(jìn)給切削按默認(rèn)值。機(jī)床參數(shù)：機(jī)床運(yùn)動(dòng)輸出以樣條曲線的形式，樣條擬合公差為0.03。生成的刀路軌跡如圖3.6所示：圖3.6型腔粗加工刀路軌跡圖3.6型腔粗加工刀路軌跡（2）型腔零件的半精加工經(jīng)過開粗加工之后，在零件的部分區(qū)域還留有較大的余量，為了使精加工時(shí)有均勻的加工余量從而獲得更好的表面質(zhì)量，采用半精加工將零件表面多余的余量切除掉。半精加工時(shí)采用等高輪廓銑的方式來完成。在進(jìn)行半精加工時(shí)所選用的加工參數(shù)如下。常用參數(shù)：合并距離為3；最小切深為1；每一刀的全局深度為0.6；切削順序?yàn)閷觾?yōu)先。進(jìn)退刀：水平的間距為3；豎直和最小的間隙為1；傳送方式選擇先前的平面；設(shè)定水平進(jìn)退刀的自動(dòng)類型為圓的；圓弧半徑為3；激活區(qū)間為0.1；重疊距離為0.2；退刀間距為1.27。切削參數(shù)：切削順序?yàn)閷觾?yōu)先；切削方向?yàn)榛旌?；設(shè)置部件側(cè)面余量為0.1；檢查余量、裁剪余量均設(shè)為0；內(nèi)公差為0，切出公差為0.03；層到層的方式為對(duì)部件的交叉傾斜。使用對(duì)部件的交叉傾斜方式下刀可以連續(xù)下刀，并且進(jìn)刀位置成螺旋狀分布。角參數(shù)：圓角控制方式為所有路徑；圓角半徑為0.5；最小半徑為0；減速方式為長(zhǎng)度為刀具的百分比；刀具的百分比為110；減速的百分比為10；步數(shù)為1；尖角角度為最小值為0；最大值為175。進(jìn)給率：表面速度為150；每齒進(jìn)給為0.18；主軸轉(zhuǎn)速為8000RPM。機(jī)床參數(shù)：機(jī)床的運(yùn)動(dòng)輸出方式為樣條，樣條擬和控制的公差為0.03。采用以上的半精加工參數(shù)生成半精加工的刀路軌跡并檢視。半精加工的刀路軌跡如圖3.7所示：圖3.7型腔零件半精加工刀路軌跡圖3.7型腔零件半精加工刀路軌跡（3）型腔零件的精加工型腔零件的精加工采用曲面輪廓銑的方式進(jìn)行加工，刀具選用球頭刀。區(qū)域銑削驅(qū)動(dòng)方式參數(shù)的選擇：不包含陡峭；圖樣為選擇跟隨周邊方式；進(jìn)給方向?yàn)橛赏庀騼?nèi)；步進(jìn)定義方式為殘余波峰高度；殘余波峰高度值為0.003；應(yīng)用為在部件上；切削方向?yàn)轫樞蚯邢?；其余參?shù)按照默認(rèn)值。切削參數(shù)：最大頂角角度為135；用移除邊緣跟蹤方式處理邊緣。設(shè)置部件余量、檢查余量、邊界余量、工件切入公差、部件切出公差、邊界內(nèi)公差、邊界外公差均設(shè)置為0；非切削參數(shù)：逼近狀態(tài)為間隙，分離狀態(tài)為間隙；進(jìn)刀狀態(tài)為手工進(jìn)刀，移動(dòng)方式為?。合嗲斜平?，半徑類型自動(dòng)。進(jìn)給率：表面速度200，每齒進(jìn)給0.15，主軸轉(zhuǎn)速10610RPM。進(jìn)給剪切速度6366mm/min，進(jìn)刀速度2000。機(jī)床參數(shù)：機(jī)床運(yùn)動(dòng)輸出為樣條，樣條擬合的控制公差為0.03。如圖3.8所示為半精加工的刀路軌跡。圖3.8型腔零件精加工刀路軌跡圖3.8型腔零件精加工刀路軌跡（4）清角加工型腔的清角加工采用固定軸曲面輪廓銑的方式進(jìn)行加工。刀具選用平底刀。選擇加工幾何體清角加工主要時(shí)為了完成零件中面與面之間交線處加工。所以選擇零件中的整個(gè)曲面作為技工幾何體。采用徑向切削驅(qū)動(dòng)方式。徑向切削驅(qū)動(dòng)幾何體：以需要進(jìn)行清角加工的交線作為驅(qū)動(dòng)幾何體。徑向切削參數(shù)：材料側(cè)為0；切削類型選擇往復(fù)；步進(jìn)方式為恒定的，步進(jìn)距離為0.2；進(jìn)給方向?yàn)楦S周邊；切削方向?yàn)轫樞蚯邢?，投影方向?yàn)榈遁S.切削參數(shù)：部件余量為0，部件切入公差為0.001，切出公差為0.001。進(jìn)給率：表面速度為120，每齒進(jìn)給為0.12，主軸轉(zhuǎn)速為6366RPM。進(jìn)刀速度為600毫米/分鐘.機(jī)床參數(shù)：機(jī)床運(yùn)動(dòng)輸出為樣條，樣條擬合的控制公差為0.03.型腔清角加工的刀路軌跡如圖3.9所示：圖3.9型腔清角加工刀路軌跡圖3.9型腔清角加工刀路軌跡在完成了以上了零件加工參數(shù)的設(shè)定之后，已經(jīng)生成了每一步的刀位（即刀具位置）文件，其中的部分刀位文件如下所示:TOOLPATH/CAVITY_MILL,TOOL,D16R4TLDATA/MILL,16.0000,4.0000,75.0000,0.0000,0.0000MSYS/0.0000,0.0000,0.0000,1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,-1.0000000$$centerlinedataPAINT/PATHPAINT/SPEED,10PAINT/COLOR,1RAPIDGOTO/-78.1913,23.0600,50.0000,0.0000000,0.0000000,1.0000000RAPIDGOTO/-78.1913,23.0600,6.0002FEDRAT/MMPM,600.0000GOTO/-78.1913,23.0600,4.1002PAINT/COLOR,216FEDRAT/1790.4000GOTO/-78.4822,23.0601,4.1002GOTO/-78.6504,23.0306,4.1002NURBS/KNOT/1.0000000CNTRL/-79.0164,22.8414,4.1002CNTRL/-79.2690,22.4913,4.1002CNTRL/-79.6368,22.2983,4.1002PAINT/COLOR,1RAPIDGOTO/-79.6368,22.2983,5.1002RAPIDGOTO/-79.6368,22.2983,6.00023.3.5加工文件的后處理，CNC程序的生成CAM過程的最終目的是生成一個(gè)數(shù)控機(jī)床可以識(shí)別的代碼程序.UG軟件系統(tǒng)計(jì)算刀具位置生成的是刀位文件，數(shù)控機(jī)床不能識(shí)別，必須經(jīng)過后處理才能生成數(shù)控程序。UG集成了自身的后置處理器用來生成CNC程序[20]。

UG/Post

Execute和UG/Post

Builder共組成了UG加工模塊的后置處理。UG的加工后置處理模塊使用戶可方便地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于目前世界上幾乎所有主流NC機(jī)床和加工中心，該模塊在多年的應(yīng)用實(shí)踐中已被證明適用于２～５軸或更多軸的銑削加工、２～４軸的車削加工和電火花線切割

。用UG進(jìn)行后置處理的步驟如圖3.10所示：圖3.10UG后置處理步驟MDFA機(jī)床數(shù)據(jù)文件文件名為*.MDFA圖3.10UG后置處理步驟MDFA機(jī)床數(shù)據(jù)文件文件名為*.MDFAPTP文件（NC代碼，文件名為*.PTP）MDFG定義機(jī)床數(shù)據(jù)文件送機(jī)床加工工CLSF文件（通用APT格式刀軌文件，文件名為*.CLSPostprocess型腔零件的刀位文件經(jīng)過后處理之后生成的部分CNC程序如下所示：N1G40G17G90G70N2G91G28Z0.0:3T00M06N4G00G90X-3.0784Y.9079S2984M03N5G43Z1.9685H00N6Z.2362N7G01Z.1614F23.6M08N8X-3.0898F70.5N9X-3.0965Y.9067N10G00Z.2008N11X-3.1353Y.8779N12Z.2362N13X-3.3149Y.633N14G01X-3.3275Y.681Z.2229F23.6N15X-3.3598Y.7407Z.2047N16X-3.4053Y.791Z.1866N17X-3.4615Y.8292Z.1684

總結(jié)塑料類制品因其質(zhì)量輕、輕巧美觀，原料豐富和生產(chǎn)制造成本低廉在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)和生活日用品中被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)代的中空類容器有80%以上采用塑料類容器，其需求量非常大，現(xiàn)在的中空飲料瓶都用塑料生產(chǎn)制造。塑料類飲料瓶都采用模具來生產(chǎn)制造。模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，被廣泛的引用于工業(yè)生產(chǎn)中?，F(xiàn)代模具設(shè)計(jì)、制造大都CAD/CAM來完成。CAD/CAE/CAM計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬、制造一體化CAD/CAE/CAM一體化集成技術(shù)是現(xiàn)代模具制造中最先進(jìn)最合理的生產(chǎn)方式。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用Pro/E軟件對(duì)飲料瓶中空吹塑模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并在此基礎(chǔ)上生成了模具的工程圖文件。對(duì)飲料瓶零件模型的建立、飲料瓶中空吹塑模具的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是對(duì)CAD/CAE/CAM集成軟件之一——Pro/Engineer的CAD模塊在中空吹塑類模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐研究。通過應(yīng)用CAD進(jìn)行模具設(shè)計(jì)提高了模具設(shè)計(jì)的效率，使得模具設(shè)計(jì)的過程智能化、直觀化，并且可以很方便地進(jìn)行在更改。本此畢業(yè)設(shè)計(jì)針對(duì)飲料瓶型腔零件的數(shù)控加工進(jìn)行了數(shù)控加工工藝規(guī)劃和自動(dòng)編程。通過對(duì)型腔零件進(jìn)行加工工藝分析，應(yīng)用UG軟件的UG/CAM對(duì)型腔零件數(shù)控加工進(jìn)行工藝規(guī)劃，并生成數(shù)控加工的刀路軌跡和CNC數(shù)控G代碼。對(duì)型腔零件進(jìn)行的的數(shù)控加工自動(dòng)編程的結(jié)果很好的滿足型腔零件的工藝要求。

參考文獻(xiàn)[1]許樹勤,王文平.模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：北京大學(xué)出版社,2005.[2]馮炳堯等.模具設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)明手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985.[3]余強(qiáng),陸斐.Pro/E模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社,2005.[4]葛正浩等.Pro/Engineer塑料模具設(shè)計(jì)入門與實(shí)踐.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.[5]二代龍震工作室.Pro/ENGINEERWildfire2.0高級(jí)設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2005.[6]JamesGee,WilliamJorgenson,andJohnI.Shull.BasicPro/ENGINEERin20lessons.Boston:PWSPub.Co.,c1998.[7]駿毅科技，杜智敏.Pro/ENGINEER野火版中空吹塑、合金壓鑄模具設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005[8]何滿才.工程圖設(shè)計(jì)Pro/EngineerWildfire中文版實(shí)例詳解[M].北京:人民郵電出版社,2005[9]禇兵華.Pro/ENGINEERWildfire工程圖設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003[10]蔣建強(qiáng).模具數(shù)控加工技術(shù)/主編[M].北京：電子工業(yè)出版社,2005[11]朱凱,李曉武.UGN中文版機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程[M].北京：人民郵電出版社,2006.[12]付本國...[等].UGNX4.0機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例教程[M].北京：電子工業(yè)出版社,2006.[13]王敏杰,宋滿倉.模具制造技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2004.[14]衛(wèi)兵工作室.UGNX數(shù)控加工實(shí)例教程[M].北京:清華大學(xué)出版社.2006.[15]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社2002.[16]全國數(shù)控培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)天津分中心．?dāng)?shù)控編程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．[17]UGS公司.UngrahicsCAST.2004.[18]黃毅宏，李明等.模具制造工藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.[19]馬秋成，聶松輝，張高峰等.UG-CAM篇.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[20]王慶林，李敏麗，韋紀(jì)祥.UG銑制造過程實(shí)用指導(dǎo).北京：清華大學(xué)出版社，2003.

附錄模具型腔零件的NC加工程序:N1G40G17G90G70N2G91G28Z0.0:3T00M06N4G00G90X-3.0784Y.9079S2984M03N5G43Z1.9685H00N6Z.2362N7G01Z.1614F23.6M08N8X-3.0898F70.5N9X-3.0965Y.9067N10G00Z.2008N11X-3.1353Y.8779N12Z.2362N13X-3.3149Y.633N14G01X-3.3275Y.681Z.2229F23.6N15X-3.3598Y.7407Z.2047N16X-3.4053Y.791Z.1866N17X-3.4615Y.8292Z.1684N18X-3.4855Y.839Z.1614N19X-3.4931Y.8421F70.5N20X-3.4941Y.8425N21X-3.4789Y.8351N22X-3.4797Y.8366N23X-3.4799Y.8367N24X-3.4855Y.839N25G00Z.2008N26Z.2362N27X-3.4604Y.8299N28G01Z.1614F23.6N29X-3.4799Y.8367F70.5N30X-3.4931Y.8421N31X-3.4941Y.8425N32G00Z.2008N33Z1.9685N34X-3.753Y-.8092N35Z.2362N36G01X-3.7107Y-.8351Z.2229F23.6N37X-3.646Y-.8558Z.2047N38X-3.5783Y-.8606Z.1866N39X-3.5114Y-.8492Z.1684N40X-3.4873Y-.8396Z.1614N41X-3.4798Y-.8366F70.5N42X-3.4709Y-.8335N43X-3.4706Y-.8334N44X-3.4702Y-.8326N45X-3.471Y-.8321N46X-3.5111Y-.8457N47G00Z.2008N48X-3.4873Y-.8396N49Z.2362N50X-3.5049Y-.8472N51G01Z.1614F23.6N52X-3.5044Y-.847F70.5N53G00Z.2008N54X-3.4585Y-.8295N55Z.2362N56X-3.1345Y-.8783N57G01Z.1614F23.6N58X-3.1266Y-.8839F70.5N59G00Z.2008N60X-3.0789Y-.9076N61Z1.9685N62X1.5469Y-.9079N63Z.2362N64G01Z.1614F23.6N65X1.5471F70.5N66G00Z.2008N67X1.5749Y-.8846N68Z1.9685N69X2.8878Y-1.2368N70Z.2362N71Z.2008N72G01Z.1614F23.6N73Y-1.1187N74X3.4154F70.5N75X3.5003Y-1.1061N76X3.5013Y-1.0948N77X2.4814Y-.9405N78X2.3113Y-1.094N79X2.312Y-1.1057N80X2.3192Y-1.1149N81G00Z.2008N82X2.8878Y-1.1187N83Z1.9685N84X3.8317Y-.6843N85Z.2362N86Z.2008N87G01Z.1614F23.6N88X3.916Y-.5998N89X3.9218Y-.6016F70.5N90X3.9279Y-.6014N91X3.9103Y-.5946N92X3.9104Y-.5959N93G00Z.2008N94X3.916Y-.5998N95Z.2362N96X3.9066Y-.5921N97G01Z.1614F23.6N98X3.9105Y-.596F70.5N99G00Z.2008N100Z.2362N101X4.1704Y.6945N102G01X4.121Y.699Z.2229F23.6N103X4.0539Y.689Z.2047N104X3.991Y.6633Z.1866N105X3.9361Y.6235Z.1684N106X3.9187Y.6043Z.1614N107X3.918Y.6035F70.5N108X3.9136Y.5992N109X3.9073Y.5926N110X3.9075Y.5925N111X3.9272Y.6067N112G00Z.2008N113X3.9187Y.6043N114Z.2362N115X3.9188N116G01Z.1614F23.6N117X3.918Y.6035F70.5N118G00Z.2008N119X3.9067Y.5922N120Z1.9685N121X2.8729Y1.2364N122Z.2362N123Z.2008N124G01Z.1614F23.6N125Y1.1183N126X2.3304F70.5N127X2.3191Y1.1147N128X2.312Y1.1054N129X2.3114Y1.0936N130X2.4914Y.9361N131X3.5011Y1.0944N132X3.5001Y1.1056N133X3.4931Y1.1145N134G00Z.2008N135X2.8729Y1.1183N136Z1.9685N137X1.5835Y.8774N138Z.2362N139G01Z.1614F23.6N140X1.5523Y.9043F70.5N141X1.5501Y.9059N142X1.5477Y.9072N143G00Z.2008N144Z1.9685N145X2.8729Y1.2364N146Z.2008N147Z.1654N148G01Z.126F23.6N149Y1.1183N150X2.3304F70.5N151X2.3191Y1.1147N152X2.312Y1.1054N153X2.3114Y1.0936N154X2.4914Y.9361N155