毕业设计——肥皂盒型腔的数控加工工艺工艺.doc

肥皂盒型腔的数控加工工艺工艺 【摘要】 通过在苏州恒源鑫精密模具科技有限公司的CNC的实践操作了解实际数控的运用，根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求选择模具合理的加工方法 。 本文主要介绍模仁的CNC加工流程，NC在现代运用中非常广泛，只要是做到跟模具有关的都要用到CNC，模具NC讲究的是精度高，能把复杂的形状给加工出来，NC加工过程中只要你夹好工件，打表校好平面，分好中，插入正确的程序，加工中注意观察。【关键词】：打表，分中，插入程序目录引言1一、CNC加工中心设备简介2（一）FANUC加工中心2（二）机器环境要求3（三）机器保养和维护3（四）使用中注意事项3（五）加工结束工作4二、塑件的材料简述与用途4（一）塑料材料的基本特性4（二）塑件材料成型性能5（三）塑件材料的用途6三、工件的加工工艺8（一）零件的技术要求分析9（二）工艺路线的确定10（三）NC粗加工工艺11总结12参考文献13谢辞1413 引言由于塑料具有质量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、可成型任意形状、成本低等优点。因此塑料制品得到了广泛的应用。塑件已深入到国民经济的各个部门中，零件塑料化的趋势不断加强，并且陆续出现全塑产品。可以说塑料工业是当今极具活力的一门产业，塑料制品通常要通过模具而定型(定性)最终成为产品。塑料模压制造的方法很多，例如注射、挤出、传递、压缩、粉末冶金、铸塑、涂覆、压延、热成形等，其中注塑成型是当今市场最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此塑料注射模作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。塑料模中模仁是成型产品最直接的部分，模仁尺寸的精度直接影响到产品的合格与否，而加工模仁中NC是其中最主要的工序，它加工模仁的大体的样子，NC加工现在也越来越来像自动化发展了，随着机器的精度越来越高，模仁的要求也是越来越高，精度越来越来高了，做好NC只要抓住打表，校平面（2条内），分中，对刀，输入程序，模仁的加工基本没什么问题。一、CNC加工中心设备简介（一）FANUC加工中心（台湾大力）1機器型號 MCV-1020BA 工作台面積 1250 X 660 ( 49.21 X 29.98 ) mm (inch） 工作台最大負重 1000 ( 2200 ) )kgw (lbs) 主軸轉速 5000 / 6000 r.p.m切削進給 5,000 ( 197 ) mm / min (inch/min） 刀把型式 BT 40 / BT 50 如图1-1：图1-1 FANUC加工中心 （二）机器环境要求1环境温度 ：202 温度的空间梯度：1/m3 温度的时间梯度：2/8h；2环境湿度 一般要求：4060为最好3.厂房环境： 第一，肯定要整洁，不然机器人会经常维修保养第二，要宽敞，窄窄的地方显然不适合机器人作业，而且会很不安全第三，地面平整，载重肯定要够，机器人不轻的第四，人为环境，这个应该是最重要的，必要要有专人负责这个项目，毕竟机器人买来不可能马上生产，要经过 夹具调整、工件改良等等长时间的双方配合（三）机器保养和维护NC是个精度较高的加工中心，需要一定的精度，所以平时要注意保养，延长机器寿命，使精确度更准确。下面我就介绍一些在公司对机器的保养与维护。1. 使用前打开机床先将机床回原点。2. 将主轴抬高，用清洗剂将主轴内孔清洗干净，防止主轴内有灰尘、铁屑影响主轴的精准度。3. 将虎钳打开一些，清洗一下虎钳，然后检查下虎钳是否稳固，如有松动需即使稳固，保证工作时的安全和精确度。4.检查机器后面的润滑油、冷却液和排风扇是否足够正常，如有异常及时补充和维修。5.在加工前先装上刀把，把机器转速调到1000 r.p.m让它先热机一下。使润滑油渗透到各个部位。（四）使用中注意事项1.使用前必须熟知本设备的性能及正确的操作方法，且经过专门部门的技术培训2操作者不允许穿着过于宽松的衣物，不允许带手链、项链等首饰，不允许戴手套操作机器，头发长的应佩戴工作帽，按要求佩带眼镜、口罩等劳保用品3.操作者在操作过程中要集中精力，不要疲惫工作；不允许在机床周边打闹嬉戏；不允许酒后操机；不要手扶工作台面，以免出现意外造成人身伤害；4.调机时必须在机床显眼位置摆放“调机警示板”，禁止一切无关人员靠近机床；5.加工过程中注意查看机器冷却水是否通畅、机器主轴是否过热，至少在两小时内须更换一次冷却水；6.加工时注意选择合适的刀具和加工方法，尽可能选用直径大的刀具，以提高效率，所选用刀具长度不允许超出板厚5mm以上；7.产品在加工过程中，组长必须对加工产品作不定期抽检，保证产品质量，杜绝成批产品出错8.禁止随意触动机床电源，控制柜等上面的电线、插头等，避免损坏机器以及触电；出现故障时必须及时通知机修禁止私自修理。9.注意对机床设备的保养，经常清理台面污物，每天下班后要清理干净机床（包括主机电源、控制柜等），关闭全部电源方可离开。每天上班前要给机床加润滑油，充分润滑设备。（五）加工结束工作1.加工结束后将工作台清理下，将虎钳上面的铁屑吹干净，再检查下虎钳的垂直度，看看有没有偏。2.将主轴上的刀具拿下来放在刀架上，将主轴降下来一半。3.将虎钳口稍微闭合一点，然后按下紧急停止，关掉主界面。4.将机器门关紧，关掉电源。二、塑件的材料简述与用途本文肥皂盒产品（如图3-1）的材料就是塑料，下面了解下塑料的基本概念（一）塑料材料基本特性1塑料是一种树脂为主要成分的聚合物材料,它液体在一定的温度和压力。可以被塑造为特定的几何形状和尺寸,并保持其授予固化后形成形状没有改变。塑料具有许多优异的性能,广泛应用于现代工业和日常生活中,它具有体积小、质量轻,密度高于强度,良好的绝缘性能、低介电损耗、高的化学稳定性、减摩耐磨性能好,防振性能好等诸多优点。此外,许多塑料也有防水、防潮、防止透气、辐射防护和瞬态消融电阻和其他特殊性能1。塑料代替部分金属、木材、皮革和无机材料成为不可或缺的一种化工原料,在国民经济部门,塑料生产已成为不可或缺的重要材料之一,在各行各业。 香皂盒如图所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构在侧面有两圆孔，形状简单，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。图3-1肥皂盒产品图2.ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合理学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。ABS无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，、不透明，密度为1.02-1.05g/cm3。既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎没有影响， ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂， ABS有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93耐气候性差，在紫外线作用下ABS易变硬发脆。ABS的性能指标：密度 1.021.05（），收缩率 ，熔点，弯曲强度80Mpa，拉伸强度3549Mpa，拉伸弹性模量1.8Gpa，弯曲弹性模量1.4Gpa，压缩强度1839Mpa，缺口冲击强度1120，硬度6286HRR，体积电阻系数。ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。（二）塑件材料成型性能ABS易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理；ABS在升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080。ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。（三）塑件材料用途 ABS在机械工业上用来制造壳体盖、泵业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。三、工件的加工工艺本文讲述的是一模四腔的NC加工，下面具体来讲述下。（一）零件的技术要求分析1如图3.1所示为型腔的二维图，图中有不清晰之处，请参见CAD图，图3.2所示为型腔的三维图形。图3.1 型腔的二维图图3.2 型腔的三维图从图中可以分析得知，该零件主要结构有4个型腔、中间还有分流道，侧面上还有水道孔，零件需要进行多次装夹方能完成加工。（2） 工艺路线的确定根据零件的图纸要求，确定其工艺路线如下：1.制造毛坯。公司从外面外购一块长310宽230高45的方料（购料的材料要比标准的长10条）2.铣床铣底面，钻孔，外轮廓。铣床指主要使用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀的旋转运动为主运动，工件（和）铣刀的移动为进给运动。铣床先将工件装夹在工作台上根据图纸将钻夹头装夹到主轴上面，然后用分中棒，对毛培进行分中，见图2-2。换上中心钻，按照图纸上的要求在相应的坐标点上用中心钻打点，见图2-3。卸下刀具，对要加工的点进行再一次的确认。换上钻头摇到相应的坐标上将钻头钻到位。然后再换上钻头进行加工水路。图2-2中心钻图2-3分中棒3.NC粗加工成型面部分（这部分下面细将）4.热处理。5.磨床磨四边和底面。磨床将热处理过后的工件吸在磁台上然后用砂轮进行磨切加工，保持平面在2条之内。6.NC精加工成型部分。7.线割。8.抛光。9.钳工修模。10.检验。（三）NC粗加工工艺由于工件需要几个部门才能加工完，这里我重点讲NC粗加工工序。1.首先接到铣床已加工过水路，打孔的模仁，然后根据图纸看看上一站有没有加工错的地方，防止做无用工。2.根据模仁的编号找到相应的CAM程式单3.根据程式单在电脑上找到相应的图档对照程式单检查一下看看符不符合。4.根据选用的机器然后在电脑上改跟机器相配的程式，改好拖进相应的机器电脑文件夹。5.根据程式单上的基准角用虎钳夹好，夹得时候工件底部放个垫块，然后敲紧夹好，要夹得让垫块动不了就行了6.夹好工件然后打表（如图3-3），扫平面，用千分表先打工件的上表面，看看工件是否放平整，NC开粗要求在5条以内，平面扫完后再扫工件的角直，看看工件是否上下垂直，也是在5条以内。图3-3千分表7.校表完成后然后根据程式单分中，此模仁用的是四面分中，分中棒可以用大头分也可以用小头分，大头直径10MM，小头直径5MM，所以靠两边的时候一定要看清楚，否直中心点会跑偏，一般分完中都会用G54 G00 X0 YO 进行检验。注意分中时，主轴的转速打到500R/M，不能转的太快，不然分中棒会坏。8.分中完成后设定参数，肥皂盒型腔的高度是40MM，备料的时候一般都会留个4.5十条的余量，我们选择的是底部对刀，所以参数设为30.1。9.根据程式单选择合适的刀具见图3-6刀把见图3-5，刀具如图3-4：图3-4刀具表刀具编号刀具规格和名称数量加工表面T0112mm球头铣刀1粗铣型腔T028mm球头铣刀1半精铣型腔T036mm球头铣刀1半精铣型腔图3-5刀把图3-6刀具10.在开机加工前再次确认工件摆放位置和参数的设定。总结通过本次的毕业设计与实习，使我了解了很多只有在实际加工过程中才能发现的知识和问题，使得我能把在学校学到的理论知识与实际加工操作紧密的结合起来。了解了企业生产模具等精密工件的加工工艺，与此同时也从中了解了企业的文化，为我的将来能够更好的适应企业环境奠定了良好的基础。在学校学习阶段，不断积累理深入论知识，在实习阶段，也增强了实践操作的能力和面对问题独立思考问题的应变能力，掌握了CN