毕业设计论文-车床主运动系统的设计.docVIP

第 1 页 前前 言言 大学三年的大专学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是 对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的 迅速发展，采用机床加工生产技术得到愈来愈广泛的应用。 在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机 械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机 械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。 对于车床主运动设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的 实习。经过暑期在美斯达有限公司，在升泰机械工厂的毕业实习，我对 于车床特别是主运动的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种车床 的结构和动作过程方面的知识，而对于车床的制造工艺更是实现了零的 突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了 很多相关资料并亲手拆装了一些机床实体，明确了车床的一般工作原理、 制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将 充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本 次毕业设计。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自 己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且 缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。 设计者：谢水忠 二 O 一二年 五 月 第 2 页 摘摘 要要 数控车床不仅能够车外圆还能根据需要输入自己的程序车出自己想要 的形状来满足生产的需要。 本论文研究的主要是数控车床主运动系统的设计，这类主运动系统的 设计可用于对普通机床的改造已适应目前的生产水平。 本文完成的设计主要是车床主运动系统的设计车床主运动系统的设计包括主轴箱，齿轮齿数， 传动比和传动轴的强度，齿轮强度。还有车床箱体的设计和箱体内一些 主零件的设计。 目前的机床是通过电气和机械自动来达到变速，通常的变速频的范围 在 3-5 难以满足目前主轴变频的需要，串联变速齿伦则可以改变变速的 范围。 关键词：关键词：箱体；主运动系统；齿轮 第 3 页 Numerical control lathe can not only of the car round still can according to the need to input their own program car they want to meet the needs of the production of the shape. This research mainly is numerical control lathe main movement of the system design, this kind of main movement the design of the system can be used in conventional machine tools for the transformation has adapted to the current production level. In this paper the design of complete is mainly lathe main movement system design including spindle box, number of gear transmission shaft and the strength, gear strength. And the design of the lathe and the main parts in the design of some. The machine is through the electrical and mechanical automatic to achieve variable speed, usually the gears in the range of 3-5 to meet the needs of the present main shaft frequency conversion, variable speed tooth Aaron is series can change the range of speed. Key words：cabinet ; The sports system ; gear 第 4 页 第 5 页 。 模（即动模），大简化了前模的加工。AA 分型面也是整个模具的主 分模面。下图中虚线所示的 BB 和 CC 分型面是行位（即滑块）的分型 面。这样选择行位分型面，有利于线切割行位以及后模仁和后模镶件这些 成型零件。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有 助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从 AA 分型，了 BB 处的 行位向左移开，CC 处的行位向右移开后，由于塑件收缩会包在后模仁 和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。 AA BC B C 图 (1) 第 6 页 3 浇浇注系注系统统形式和形式和浇浇口的口的设计设计 3.1 主流道主流道设计设计 3.1.1 主流道尺寸主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带 有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为 3.54mm。 3.1.2 主流道主流道衬衬套的形式套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要 求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，这 边称唧咀，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标 准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前 者，有托唧咀用于配装定位圈。由于注射机的喷嘴半径为 20，所以唧咀的 为 R21。 第 7 页 图 (2) 3.1.3 主流道主流道衬衬套的固定套的固定 因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位 圈也是标准件，外径为 120mm，内径 35mm。具体固定形式如下图所示： 第 8 页 图 (3) 3.2 分流道分流道设计设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是 浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及 流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力 传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑 料熔体均衡地分配到各个型腔。 3.2.1 主分流道的形状及尺寸主分流道的形状及尺寸 主分流道是图（6）中水口板下水平的流道。 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状 一般为圆形梯形 U 形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工 工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验 公式可确定其截面尺寸： （式 1） 4 2654 . 0 LmB （式 2）BH 3 2 式中B梯形大底边的宽度（mm） m塑件的重量（g） L分流道的长度（mm） H梯形的高度（mm） 梯形的侧面斜角 a 常取 50150，在应用式（式 1）时应注意它的适用范围， 第 9 页 即塑件厚度在 3.2mm 以下，重量小于 200g，且计算结果在 3.29.5mm 范 围内才合理。 本电动机绝缘胶架的体积为 3221.7324mm3，质量大约 4g，分流道的长度 预计设计成 140mm 长，且有 4 个型腔，所以： 取 B 为 8mm3 . 714042654 . 0 4 4 B 取 H 为 5mm58 3 2 H 梯形小底边宽度取 6mm，其侧边与垂直于分型面的方向约成 100。另外于 使用了水口板（即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板），分流 道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脱模。 实际加工时实，常用两种截面尺寸的梯形流道，一种大型号，一各小型号 如下图所示： (4) 3.2.2 主分流道主分流道长长度度 分流道要尽可能短，且少弯折，便于减少压力损失和热量损失。将分流道 设计成直的，总长 140mm。 第 10 页 3.2.3 副分流道的副分流道的设计设计 副分流道即图（6）中的主分流道以下的两个土字形的流道 副分流道中竖直方向上有锥度的流道的锥度为单边 20，其最底部直径为 6mm，水平方向上下两层流道的直径为 4mm，这些都是根据经验取值， 其总长度为 38.15mm。 3.2.4 分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料 熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低， 一般取 1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却 皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流 动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 3.2.5 分流道的布置形式分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不 同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面 尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如下图： 第 11 页 (5) 3.3 浇浇口的口的设计设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是 浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、 形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 3.3.1 浇浇口的口的选选用用 我们采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化， 使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其 成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔 体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控 制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，并便于浇口凝料与塑件分离 第 12 页 的作用。 从图(6)中可看出，我们采用的是侧浇口。侧浇口一般开设在分型 面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其 截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。 这种浇口加工容易，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位 置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，但有浇口痕迹存在，会形成熔 接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气 不便。 具体到这套模具，其浇口形式及尺寸如图（7）所示。浇口各部分尺 寸都是取的经验值。实际加工中，是先用圆形铣刀铣出直径为 4 的分 流道，再将材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花 打出这个浇口来的。 (6) 第 13 页 3.3.2 浇浇口位置的口位置的选择选择 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需 进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性 能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要 环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好 的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几 项原则： 1)尽量缩短流动距离。 2)浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3)必须尽量减少熔接痕。 4)应有利于型腔中气体排出。 5)考虑分子定向影响。 6)避免产生喷射和蠕动。 7)浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8)注意对外观质量的影响。 根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，每个型腔设计两个 进浇点如图（8）和图（9）所示，进浇点 1 的分流道开在行位上，进浇点 2 的分流道开在后模模仁上。 第 14 页 (7) (8) 3.4 浇浇注系注系统统的平衡的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽 量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具 结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、 形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节 第 15 页 浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的 平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流 道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。 3.5 冷料穴的冷料穴的设计设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一 小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注 射机料筒以内约 1025mm 的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达 到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能 不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这 一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注 系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为 冷料穴。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处）， 其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 11.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用 的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。本模 具中的冷料穴的具体位置和形状如图（6）中所示。实际上只要将分流道顺 向延长一段距离就行了。 第 16 页 4 成型零件的成型零件的设计设计与加工工与加工工艺艺 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、 型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料 熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要 求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型 零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确 定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等， 然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计， 计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 4.1 成型零件的成型零件的结结构构设计设计 本套模具的成型零件包括前模仁，后模仁，两个行位，四个镶件。 由前面分析分型面的确定可知，成型零件总体上可分为前模仁平 的，即图（2）中 AA 分型面以上的部分，左边一个行位图（2）中 BB 分型面以左的部分，右边一个行位图（2）中 CC 分型面以右的 部分，后模仁图（2）中 BB 分型面和 CC 分型面以下的部分这 三大部分，另外在后模仁上必须镶四个镶件上来碰穿前模仁，以形成电动 机绝缘胶架中间部位的长方形的孔。 第 17 页 4.1.1 前模仁的前模仁的设计设计 前模仁总体上就是一长方体，底面是平的，其面积至少要能盖住 四个型腔，由于有四个型腔，模仁受的压力较大，据经验厚度需设计厚 点，另外还要考虑到固定前模仁的螺丝孔的位置、运水（冷却水道）的 布置、两个分流道孔、斜导柱从前模仁穿过的斜孔以及前模仁固定到 前模框中的固定形式等。设计前模仁的宽 160mm，厚 25mm，长 260mm。 最终设计结构如下图，上面对称有两条运水，因此在前模框上钻 对应两条运水的四个孔，也就是说，长型的水咀穿过这四个孔，再通过 螺纹牙，锁紧到前模仁上的。 第 18 页 (9) 4.1.2 行位行位 1 的的设计设计 行位 1，即图（2）中 BB 分型面左边部分的成型零件。 其成型的关键部位的形状如下图虚线路径所示，即为行位成型部 分的总体截面形状。注意其尺寸是已经由产品图放过缩水的，即产品 图放大（1+平均缩水）的倍数。 第 19 页 (10) 整个行位截面形状设计成下图所示的样子，总长 120mm，总高 39mm，由于我们设计的斜导柱的倾斜角 为 200，所以行位的锁紧角 +2030200+20220。 (11) 下图是上图从左边方向看过去的样子，即表达了行位长度方向的 情况。总长为 260mm，每边还有 5mm 是导向用的。左边是沙轮越程槽 的放大图，宽 2mm，深 1mm，因为与此槽相邻的两个面都是要磨削加 工的。图中两个圆是运水的螺丝孔。 第 20 页 (12) 下图是行位中设置的冷却水道，运水孔的直径为 6，距行位的顶 面 17mm，图中 1、2 处地方是要用铜料堵住的，运水的接口处是 “ 8 1 PT 的英制内螺纹，用来接水咀，冷却水流的路径如图中的箭头所示。 第 21 页 (13) 下面开始设计此行位上成型型腔的形状与工作尺寸。首先设计绝 缘胶架上如下图所示的部分。下图是该部分的尺寸图，产品厚度为 0.6mm，成型型腔的工作尺寸就是产品图的尺寸再乘以（1+平均缩水率） 。这是对于产品图上未注公差的尺寸而言。 第 22 页 (14) 下图是上图放大（1+0.018）倍后的图形，因此型腔上的凹槽的尺 寸也就跟下图是一模一样的。厚度方向也相应的为 0.61mm。 (15) 接下来设计下图所示的结构。产品图上这部分结构也没有公差要 求，因此只需考虑放缩水就行了。这部分结构凸中出来的，在行位上的 相应位置就要凹进去。 第 23 页 (16) 行位上这部分结构的最终结构如下图： (17) 另外，行位上面定位的孔，由于定位珠是标准件，定位孔是随着 第 24 页 定位珠来的。其截面形状和尺寸如下图所示： (18) 最后，还要设计斜导柱孔，因为斜导柱是选用的标准件，直径为 20，而斜导柱孔直径为 21，斜度为 200。 另外还要开流道，其尺寸前面已经介绍。 最终的形状如下图所示。更详细的情况请参见零件图纸。 (19) 第 25 页 4.1.3 行位行位 2 的的设计设计 行位 2，即图（2）中 CC 分型面右边部分的成型零件。 其成型的关键部位的形状如下图粗线路径所示，即为行位成型部 分的总体截面形状。同样其尺寸是已经由产品图（即图中的粗线）放过 缩水的，即产品图放大（1+平均缩水）的倍数。 (20) 其整个截面总体尺寸与锁紧角和行位 1 的相同，只有一个地方不 同。 第 26 页 (21) 长度方向的情况、运水的位置和行位 1 的完全相同，这里就不再 多说了。请参见图（13）和图（14）。 行位 2 与行位 1 不同的结构如下图双点画线所示，这部分结构从 产品图上看也没有公差要求，因此也只须放缩水就行了。 (22) 下图所示的结构必须注意，由于塑件出模方向是向上，下图中双 点画线框中的一个长方形的孔必须以抽芯的方式形成，因此在行位 2 的相应位置上就要作出一个凹出来的长方体，并且会高出图（21）中所 示的成型部位的截面形状。 第 27 页 (23) 下图是此部分结构在行位上的详细放大图。 (24) 其它方面如流道、定位孔、斜导柱孔等的形状与位置尺寸和行位 第 28 页 1 的完全一样。最终设计的行位 2 的形状如下图所示。 (25) 4.1.4 后模仁的后模仁的设计设计 后模仁，即图（2）中 BB 和 CC 分型面下面部分的成型零件。 其成型的关键部位的形状如下图粗线路径所示，即为行位成型部 分的总体截面形状。同样其尺寸是已经由产品图（即图中的粗线）放过 缩水的，即产品图放大（1+平均缩水）的倍数。 (26) 其整个截面总体尺寸如下图所示，中间凸出来的是成型部位。左 第 29 页 边要与图（12）所示的行位 1 相吻合，右边要与图（22）所示的行位 2 相 吻合。 注意下图所示的结构也可以不这样做，即中心线左边的部分只做 到 24.13，右边的部分做到 26.88mm，也就是说总体长度由图示的 132mm 变成了 24.13+26.88=51.01mm。后模板上开的框也相应变窄。 两条运水直接做到模板上。这样做可以节约一部分模仁材料。但是由 于所有的成型零件都要经过热处理的，硬度达到 HRC4852，而模板 是没有经热处理的。两个高硬度的行位在模板上滑动，时间一长会将 行位下的模板金属磨损掉，行位便会下降，其后果不堪设想。所以后模 仁两边要延伸出来一部分为好。这样便能保证两行位与后模仁长期很 好的吻合。 (27) 后模仁的长度方向的情况与总体尺寸如下图所示，其中两条运水 直径为 6mm，6 个螺丝孔为 M10 用来将后模仁固定在后模框上，深 度从底面上来 15mm。流道尺寸前面已论述，中间直径为 6mm，两边 第 30 页 为 4mm。 (28) 下面将设计后模仁上用于成型的型腔部分。后模仁上要加工的成 型型腔的部分不多。首先须在后模仁上开一长方形的通孔，用于配后 模仁的镶件上来。至于开孔的路径在产品图中的具体位置如下图中粗 虚线框所示，此虚线框的大小也就是后模仁镶件的大小 (29) 上图的这个产品图是放过缩水的。但图中特意标注出来的尺寸， 在产品图中是有公差要求的，说明这里是要与别的零件相装配的，不 能简单的放一下缩水就行了的。在产品图中此尺寸为。这 10 . 0 00 . 0 00.13 个尺寸为孔的尺寸，基准尺寸为 13，计算型腔工作尺寸时，一般取 公差的上限或上下偏差值的中值再加上基准尺寸后所得的值为新的基 第 31 页 准尺寸，然后再将新的基准尺寸乘以（1+缩水）从而得到型腔的工作尺 寸。在这里，我们先取此尺寸公差的上下偏差值的中值 0.05，再加上 基准尺寸 13得 13.05，然后乘以（1+0.018）等于 13.285即为后模 仁上开孔尺寸或后模仁镶件尺寸。 在后模仁上还要加工出如下图所示胶位的型腔出来，这片胶位的 位置就在后模仁上开的镶件孔的两边。这部分尺寸没有公差要求，只 需将产品图放缩水就行了。 (30) 上述两部分结构设计完后，后模仁就变成了下图所示的样子。 第 32 页 (31) 最后要在后模仁上设计顶针孔的大小与位置，顶针就是脱模推出 机构，即将塑件从后模上顶出。如下图所示。图中八支顶针上下对称， 直径都为 2。 (32) 顶针孔在高度方向的形式与尺寸如下图所示。图中高度为 40 第 33 页 的部分直径为 2.5，40以上的部分直径才是 2，用于与顶针相 配合。这样做的目的是为了减少配合的接触面积。 (33) 最终设计的形状如下图所示： (34) 第 34 页 4.1.5 后模仁后模仁镶镶件的件的设计设计 后模仁镶件就是镶在后模仁的镶件孔中，再顶到前模仁上，以形 成绝缘架中间的孔的成型零件。 它的总体截面外形及尺寸前面已确定，如图（30）中的粗虚线框所 示。另外后模镶件在产品中的形状与位置如下图所示，图中的粗虚线 框也就表示了镶件在另一方向的总体截面形状。简单的说，塑件哪里 是空的镶件就要到哪个位置。 (35) 镶件上的结构基本上都是与成型有关的结构。在镶件上要做出如 下图中粗虚线框所示的胶位来，对称的另外一边也要做出同样形状的 胶位。 第 35 页 (36) 上述结构设计完后镶件就成了下图所示的样子。同样必须注意， 下图中特意标出来的尺寸，在产品图上是有公差要求的，其尺寸为 ，同样取上下偏差的中值加上基准尺寸，再乘以（1+0.018）得 10 . 0 00 . 0 20 . 9 到型腔的工作尺寸 9.41。 第 36 页 (37) 另外在镶件上还要设计出以下两图所示的胶位的型腔。 (38) (39) 第 37 页 最终设计的后模仁镶件的形式如下图所示，当然还要做一个 M6 的螺丝孔以通过螺钉固定在后模框上。 (40) 4.2 成型零件的加工工成型零件的加工工艺艺 此部分内容是本毕业设计的特色所在。 成型零件结构设计完后，就要开始零件的下材料和加工制作等。由 于此塑件电动机绝缘胶架的材料的主要成分是尼龙 66，要求有优良的力 学性能，抗冲击强度高，良好的消音效果，较强的绝缘性能等。厂家的这种 材料具有一定的腐蚀性，容易产生批锋（飞边），因此其成型零件的材料的 各种性能要求相当好，并且必须进行热处理，提高它们的硬度。本套模具 的成型零件都采用一种牌号叫 S136-H 的瑞典进口模具钢。它是一般模具 钢材中性能最好也是价格最贵的一种，一公斤要一百一十多港币。它是一 第 38 页 种预加硬透明耐蚀镜面模具钢，其主要成份和性能如下： 主要成份： 3 . 0 6 . 135 . 09 . 038 . 0 % 钒铬锰矽碳 出厂状态：淬火加回火，HRC31-35 钢材特点： 1、最佳之抛光性。 2、渗透性良好。 3、良好之搞腐蚀性。 4、此钢材经淬火及镜面磨光后，其抗腐蚀性能更加可靠。 所有的成型零件的加工工艺大致可分为：a)订材料、开料，b)热处理 前的加工，c)热处理后的加工，d)加工型腔等几道工序。 4.2.1 前模仁的加工工前模仁的加工工艺艺 (1)订材料、开料 由前面前模仁的结构设计可知，前模仁就是一个长方体。其设 计尺寸为 26016025，而订材料时的尺寸每边必须大约留 3的 余量，订料的尺寸为 26316328，市场上的材料厚度尺寸是有系 列的，正好有厚度为 28的料。材料到了后，就要进行开料既开粗， 开粗的最终尺寸仍然单边要留 20 丝的余量，因为材料热处理后会 有少量变形，余量是留给最后精磨的，即 160.4260.425.4。开粗既 第 39 页 用开粗的铣床铣掉材料的表层，再到平面磨床上将材料粗磨成长 方体。 (2)热处理前的加工 这里所说的热处理，其作用就是要提高材料的硬度，即将原来 的 HRC3135，淬硬到 HRC4852。这种热处理具体采用的是什 么方式，这是热处理厂的专利，别人不知道，据说是真空油淬，且这 种热处理后的材料变形量相当小。反正只要告诉热处理厂材料要 求的硬度就行了，热处理完后他们会测试材料的硬度是否达到了 要求。 由于热处理后材料的硬度达到了 HRC4852，普通的刀具再 也加工不动了。因此热处理前加工一些精度要求不高的地方，如螺 丝孔、运水、流道等。 在前面图（10）前模仁最终设计结构图中的所有结构，包括 6 个 M10 的内螺纹，两条 6 的运水，4 个运水螺纹牙，4 个斜导柱孔， 2 个锥形的分流道孔，这些都是热处理前要加工的。其中的个斜导 柱孔必须和前模框装配好后，再一起钻 20大的斜孔，钻好就要 把斜导柱配进去。它们的配合必须是紧配合，绝对不能有松动，一 有松动，斜导柱十有八九会断。 第 40 页 (3)热处理后的加工 前模仁热处理后，只要将它精磨到数，配一下框就行了。由于 前模板上开的框在此之前已开好，所以要将热处理后的前模仁的 四周磨小，再配到前模框中去。因为前模仁是平的，所以它相对于 模板的位置精度可以不要求很高。 4.2.2 行位行位 1 的加工工的加工工艺艺 (1)订材料、开料 前面行位 1 的设计尺寸为 27012039，所以订料尺寸为 27312342，开料尺寸为 270.4120.439.4。 (2)热处理前加工 行位热处理前的加工不多，只钻一下运水，攻好运水螺纹牙，钻 好斜导柱孔就行了。钻运水孔时注意，由于行位有 270 长，即使用加 长钻头也不可能一次钻通，所以必须分别从两头对钻，从而开通一条 长运水。 (3)热处理后的加工 热处理过后就不能用一般的刀具加工了，且用刀具加工的精 第 41 页 度低。所以只能用以下三种方式加工：一是线切割，二是打火花（即 电火花加工），三是精磨。用上述三种方式加工的精度很高。模具中 精度要求高的地方如分型面、成型型腔等基本上都是用的这几种方 式进行加工的。 第一步，首先要用线切割割出两侧用于行位导向的地方，正真 要加工的地方如下图中的粗实线所示，钼丝的走刀路径如下图中 虚线所示，即线走外面。粗实线的两头必须要将钼丝的走刀路径延 长大约 3，不然将会割出一个错误的形状出来。另外虽然我们只 需要割图中的粗实线，但画图时一定要画出一个闭合回路，不然不 能生成数控程序。 (41) 线切割是用电脑控制的，其中用的软件是 AUTOP V4.0。我们 在 AutoCAD 中画好要线割的图形，再另存为 DXF 文件，然后用一 个转换程序将 DXF 文件转换成 DAT 文件，这种文件能在 AUTOP 中打开，打开后就可以在这个软件里指定加工路线，尖点圆弧半径， 火花位等参数，然后就可自动生成数控程序。这程序即可直接通过 第 42 页 本软件传给线切割机，马上进行加工，也可保存到磁盘中，保存的 文件称 3B 文件。 一般情况下，须尖点圆弧半径（即数控程序中的 Conner）指定 为 0。而对于程序中的 Offset 值，它包含两个值，就是钼丝的半径 再加上火花位间隙，一般国产钼丝直径 18 个丝，火花位 1.5 个丝， 所以 Offset 值为 0.105，当钼丝用了一段时间后，这个值又要改 变。上图加工的数控程序如下表： (1) * AUTOP -Version 4.0 , Name : L.3B Conner R= 0.00000 , Offset F= 0.10500 ,Length= 83.647mm * Start Point = -3.00000 , 0.00000 ; X , Y N 1: B 3000 B 105 B 3000 GX L1 ; 0.000 , 0.105 N 2: B 0 B 0 B 5105 GX L1 ; 5.105 , 0.105 N 3: B 0 B 0 B 500 GY L4 ; 5.105 , -0.395 N 4: B 0 B 0 B 790 GX L1 ; 5.895 , -0.395 N 5: B 0 B 0 B 1790 GY L2 ; 5.895 , 1.395 N 6: B 0 B 0 B 1000 GX L3 ; 4.895 , 1.395 N 7: B 0 B 0 B 31605 GY L2 ; 4.895 , 33.000 N 8: B 0 B 0 B 3000 GY L2 ; 4.895 , 36.000 N 9: B 7895 B 36000 B 36000 GY L3 ; -3.000 , 0.000 DD 行位的两端都要对称的割出这个形状出来，加工完后行位呈 下图所示的样子。 第 43 页 (42) 第二步，线割下图所示的图形。同样图中粗实线是我们需要的 形状，外围虚线为钼丝的走刀路线，在起点处也要偏移出去 3。 图中 39.1 的尺寸要注意，设计尺寸是 39，多留了 10 个丝的余量， 它是用于当两个行位和后模仁都加工完，全部装到后模板上，即两 个行位合上去压到后模仁上，再把整个后模放到平面磨床上，把两 个行位磨平，因为前模仁是平的。 (43) 上面这个图形生成的数控程序如下表： 表 (2) * AUTOP -Version 4.0 , Name : 1.3B Conner R= 0.00000 , Offset F= 0.10500 ,Length= 265.793mm * 第 44 页 Start Point = -3.00000 , 0.00000 ; X , Y N 1: B 2895 B 105 B 2895 GX L4 ; -0.105 , -0.105 N 2: B 0 B 0 B 6124 GY L2 ; -0.105 , 6.019 N 3: B 10101 B 27753 B 27753 GY L1 ; 9.996 , 33.772 N 4: B 7617 B 2772 B 7617 GX SR2 ; 17.613 , 39.105 N 5: B 0 B 0 B 82492 GX L1 ; 100.105 , 39.105 N 6: B 0 B 0 B 6318 GY L4 ; 100.105 , 32.787 N 7: B 105 B 21782 B 12216 GY NR1 ; 80.431 , 20.571 N 8: B 0 B 0 B 4453 GX L3 ; 75.978 , 20.571 N 9: B 0 B 0 B 20676 GY L4 ; 75.978 , -0.105 N 10: B 0 B 0 B 76083 GX L3 ; -0.105 , -0.105 N 11: B 2895 B 105 B 2895 GX L2 ; -3.000 , 0.000 DD 结 束 语 历经近三个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程 作最后检查。 在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教 工厂中极具经验的模具设计人员和工人师傅以及各位老师有关模具方面 的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时 间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成 型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺（如线切割、电火花加 工、CNC 电脑数控加工） ，主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法， 模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模 具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计