模具設計和數控加工在塑料外殼的應用論文

數控畢業論文 時間:2018-11-27 我要投稿

  摘要:在塑料外殼的加工制造過程中,最關鍵的兩大環節一個是模具設計,另一個是數控加工。在設計過程中,現在常用先進的設計軟件直接對產品進行三維構造,并通過系統對這種結構進行分析、加工。本文結合工作經驗,對于產品的模具設計與數控加工進行了分析。

  關鍵詞:模具設計;數控加工;塑料外殼

  在對模具進行設計時,通常需要對產品的特點進行具體的分析,然后根據分析確定模具的模面和模具型腔,并以此建立模具工程圖、實體圖,根據模具的特點進行模具的加工,進行數控編程。所以模具設計在產品設計中占有非常重要的地位,是未來發展的一種趨勢,也是簡單化的復雜模具的自動化生產的一種方式。通過利用CAD/CAM軟件進行模具的設計,對數據編程進行加工等,可以進行模擬仿真,提高產品的生產效率和加工的精度。

  一、對產品的模具結構進行分析

  目前很多材料都使用ABS外殼,收縮率一般為0.5%。塑料外殼的形狀比較復雜,大多是由一些曲面形狀構成,而且曲面結構之間都有很小的圓角半徑,圓滑會過度,且R0.5mm是設計中的最小圓弧半徑。在塑料的頂部可以開設臺階孔,這樣可以在兩個端口設置小的缺口,而在側壁上設置大的缺口,在設計時要注意動模會存在較大的強筋,這樣在交匯點出可以更加合理的設置4個螺紋孔,并在周圍加裝5個加強柱。這是設計過程中最難的、也是最重要的設計部分。

  二、對模具結構進行分析

  在對塑料外殼進行設計時,塑料的外形設計尺寸一般選擇為31.5X14.5X11.5mm,這一尺寸是從經濟、加工以及注射等多方面進行考慮的。設計時一般要考慮到模型中的四個腔,并通過塑件的外部表面的內凹位置設計澆口。在進行裝配時,需要考慮到標簽的粘貼位置,一方面這需要對外觀可能造成的影響,另一方面需要對點澆口進行設計。模具的選擇一般要選擇合理的標準模架或者高性能的模具鋼型芯,這一部分塑件的結構相對比較復雜,而且在進行分型時會產生比較多的問題。所以在塑件成型的位置上應該合理的進行擺放,這樣能夠及時的對模具進行脫模處理,外表面由于比較光滑在設計過程中應該盡量設計成一種能夠上模成型的方式,通過分型線確定模型的上下模,多有的內部圓角和外表面發生交匯的位置,可以利用周圍的加強筋、加強柱以及螺紋釘設計成一種下模型。在進行模具設計時,要注意最困難的環節時對塑件兩端的孔成型設計,而該結構主要是通過斜導柱滑塊進行抽芯的。為了在設計過程中簡化這種設計方式,確保系統具有穩定的抽芯和運行結構,應該合理的設計抽芯滑快。并且不能影響塑件的整體外觀,而在設計上模和對滑快進行分型的時候,要在模具的兩側位置中的圓角處和兩孔處的外曲面上優化對抽芯結構的設計。而在對上模型進行設計時,在型腔的兩端要合理的加入一些不規則形狀的枕位,這種枕位也是我們日常所用的常開缺口的外形塑件邊緣,隨后在對相關的配件進行安裝。在安裝過程中,為了提高模具安裝的整體性強度,在對模具的分型面進行更改以后隨之展現的枕狀就是需要設計的枕位。

  三、對下模工藝的分析

  在對模具設計時,分型面一般會根據位置的不同分為幾個部分,而主體是平面分型面。該分型面對應的結構是上模XY軸上的中心位置所對應的圖形坐標的原點,在Z方向上其分型面尺寸為0。所以為了確保下模成型的內表面能夠在塑件時順利的脫模,在設計過程中要對模具的頂部結構中的芯位置進行設計,根據以往的設計經驗,在這一設計過程中主要有以下兩個難點:

  (一)模具的下模型的毛坯其實是一種非常標準的立方體,所以在加工時余量較大,而且零件的體積也比較大,鋼材的模具比較質硬,所以在進行加工時要用較大的切削力進行加工,加工時間也會比較長,對道具的耗損比較大,可以通過應用油壓臺鉗提高加工效果,這樣加工過程也會更加穩定。

  (二)由于下模多是凹凸相互交錯,所以形狀比較復雜。在進行粗加工時,應該先選用鑲合金的大刀,在對粗加工工藝進行選擇時盡量選擇曲面的挖槽刀路,要預留下0.35mm的尺寸余量,完成后在對模具進行細加工,細加工時應該選擇高外形刀路,其余量要預留0.2mm。

  四、對模具抽芯模塊進行結構和工藝分析

  在對模具的抽芯滑快進行設計時,要盡量在模具外殼的兩側位置設計塑件分型線。在對滑快進行加工時,盡量使用高性能的模具鋼,同時要借助通用的設備,如銑磨、平面磨等對毛坯進行標準式的加工,在加工過程中對于滑槽要進行導出,而下模的導化軌道與其余的部位之間需要進行配合,對此的預留量應該設置在0.1mm。在對模具進行裝配的時候,要盡量的使用人工進行修磨,這樣可以保證抽芯導滑比較順暢。裝配時在滑快上進行斜導柱孔和導滑槽時,要合理的使用銑床,在對滑快加工時,一般需要應用臺鉗進行裝夾。在進行粗加工時,則需要選擇三維曲面的挖槽刀路,進行抽芯臺面的精加工時則需要選擇高外形的銑削刀路,在進行精加工時需要根據抽芯的曲面選擇平行的銑削刀路。

  五、結語

  綜上所述,由于現代科學技術的發展,CAD模具設計技術的應用已經非常廣泛,為了在模具的加工過程中提高加工精度和加工質量,提升效率,在對模具進行加工生產時最重要的環節就是要對模具的模仁進行設計,并根據設計方案機型數控加工。在對模具型腔進行確定時,一般需要用到3D模型,并根據模型繪制其特性,對加工進行模擬。這樣可以提高對模具的設計和加工效果。

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