塑模滑块的数控加工分析
【摘要】 随着塑料工业的发展以及塑料制品在航天航空、电子机械、船舶等工业部门的推广使用，塑料产品对模具的要求越来越高。塑料模具具有结构复杂、精度要求高、材料硬度高、制造周期短等特点。本论文以塑料模具中的滑块作为研究对象，首先，对滑块的外形结构及应用场合进行简要介绍；其次，探讨滑块的加工工艺过程，对工件选材、加工所需设备、工装夹具、所用的刀具以及切削用量等进行分析，编制高效合理的加工工艺，编写滑块的数控加工程序；最后，对加工滑块过程中出现的一些常见问题进行分析，并提出解决方案。
目录
引 言1
一、塑模滑块产品介绍2
（一）零件图2
（二）应用场合2
（三）外形结构分析2
二、塑模滑块加工工艺分析4
（一）工件选材4
（二）加工设备的选用4
（三）夹具的选用5
（四）刀具的选用5
（五）加工工艺过程7
（六）切削用量的选用8
（七）注意事项10
三、滑块的加工过程10
（一）备料10
（二）装夹10
（三）对刀10
（四）加工过程10
四、数控程序编写11
五、加工中出现的问题及优化措施26
总 结28
参考文献29
谢 辞30
引 言
乞今，我国塑料模具行业在不断发展，不断进步，各行各业用到的塑料模具也越来越多。塑料模具具有结构复杂，型面复杂、精度要求高、使用材料硬度高、制造周期短等特点。随着塑料工业的发展，以及塑料制品在航天航空、电子机械、船舶等工业部门的推广使用，塑料产品对模具的要求也越来越高。
滑块在塑料模具行业中起着至关重要的作用，它要把各个零件连接起来，因此对该滑块的精度要求比较高。滑块材料选用了45#钢，这种钢材料应用范围广，具有良好的机械加工性能及经济性，并且经过调质热处理后可以得到很高的耐磨性。但是在滑块的加工过程中，工装夹具的选用和尺寸的检测都较难控制
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
，如尺寸在上下极限，就会出现滑块整体不平整，达不到产品所需要的精度，而滑块表面的粗糙度若达不到要求，则视为报废零件。因此，对塑模滑块进行数控加工分析是非常有必要的。
本课题以塑料模具中的滑块作为研究对象，首先，对滑块的外形结构及应用场合进行简要介绍；其次，探讨滑块的加工工艺过程，对工件选材、加工所需设备、工装夹具、所用的刀具以及切削用量等进行分析，编制高效合理的加工工艺，编写滑块的数控加工程序；最后，对加工滑块过程中出现的一些常见问题进行分析，并提出解决方案。
本课题来源于无锡市南长区锋锦雕刻服务部，公司的生产主要以加工各类模具零部件为主，滑块零件是塑料模具动模仁成型部分的一块镶件。本人在公司主要从事滑块等零件的数控加工，以下是对该滑块数控加工过程的具体分析。
一、塑模滑块产品介绍
（一）零件图
本课题的研究对象为塑模滑块，其产品图见图11所示，零件图见图12所示。
a)滑块的上面 b）滑块的底部
图11 滑块实物
（二）应用场合
我们研究的滑块是塑料模具动模仁成型部分的一块镶件，该滑块与斜导柱相结合，通过不停的抽芯，在一定时间内使侧凸、凹成型零件能够准确的进行脱模，并保证成型件的尺寸要求。
当前最常用的形式是斜导柱侧向分型与抽芯机构，其工作原理是利用斜导柱等导向零件，把垂直的开模运动传递给侧向型芯，使之产生侧向运动而完成侧向分型动作。将塑料模具完整的镶嵌在一起，在模具中起到一个侧向分型的作用。
（三）外形结构分析
从滑块零件图12可见，该零件为长方体块状零件，零件的总长为35.8mm，总宽为14mm，总高为10.9mm，因此，可以备 40mmx15mmx15mm的毛坯料。
零件的具体尺寸精度要求如下：滑块顶面沉头孔直径为φ8mm，深度为6.0mm，底孔直径为φ4.5mm，沉头孔的总深为7.1mm，沉头孔的定位尺寸为7.5mm。以图纸上的轴侧图定方位：零件的对称中心为基准，零件的右端面为基准。零件前后两侧面关于右端面的垂直度为0.02mm。图上所有倒角均为R0.5mm。复杂构造的突出部分的定位定形尺寸分别为：3.8±0.01mm，0.8±0.01mm；6.8（上偏差+0.02，下偏差0.01）mm，2.2±0.02mm。零件的小台阶的高度为3.0mm，左面的复杂部分高度为4.1mm，两个小凹拐角的深度分别是1.6mm和2.9mm，宽度分别为1.5mm和2.0mm。
零件中需要加工的右端面和两个侧面的表面粗糙度Ra均为1.6μm，复杂部分的表面质量为1.0μm。表面要求无毛刺。
图12 零件图
二、塑模滑块加工工艺分析
（一）工件选材
本课题研究的滑块主要用于塑模模具，因此，要求其材料具有一定的强度和硬度，良好的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性。而45#钢属于优质碳素结构钢，具有以下特点：1、良好的机械加工性能，易切削；2、硬度较高，比普通材料抗压性好；3、耐磨性好，经过调质热处理后可以得到很高的耐磨性；4、良好的耐热性和耐腐蚀性；5、良好的经济性，45#钢价格比普通钢材价格低。
通过上述特点的介绍，因此，本公司选用45#钢作为塑模滑块的材料是非常合适的。
（二）加工设备的选用
本课题所分析的滑块外形较简单，但加工的内容较多，有平面、圆角、斜面、沉头孔等，而圆角和斜面的加工采用普通铣床难以实现，除此之外，斜面的精度要求较高，零件表面粗糙度要求也较高，普通机床精度达不到要求，而且换刀次数较多，效率不高。因此，综合考虑加工质量和加工效率，加工滑块零件采用加工中心是比较合适的。
本课题选用三轴立式加工中心，型号为v40的台湾丽伟机床，如图21所示。该机床的刀库为圆盘式刀库，如图22所示，刀库使用机械刀臂换刀，因此换刀速度快，且其装刀量大，该型号机床可放置24把刀。机床具体参数如表21所示。这样便于加工斜面、倒圆角等，同时可利用自动编程，方便编程，节省加工时间，提高加工效率，为企业节省生产成本，扩大经济效益。
图21 台湾丽伟机床v40 图22机床的圆盘式刀库
表21机床性能参数表
工作范围
V40
单位
X轴行程
目录
引 言1
一、塑模滑块产品介绍2
（一）零件图2
（二）应用场合2
（三）外形结构分析2
二、塑模滑块加工工艺分析4
（一）工件选材4
（二）加工设备的选用4
（三）夹具的选用5
（四）刀具的选用5
（五）加工工艺过程7
（六）切削用量的选用8
（七）注意事项10
三、滑块的加工过程10
（一）备料10
（二）装夹10
（三）对刀10
（四）加工过程10
四、数控程序编写11
五、加工中出现的问题及优化措施26
总 结28
参考文献29
谢 辞30
引 言
乞今，我国塑料模具行业在不断发展，不断进步，各行各业用到的塑料模具也越来越多。塑料模具具有结构复杂，型面复杂、精度要求高、使用材料硬度高、制造周期短等特点。随着塑料工业的发展，以及塑料制品在航天航空、电子机械、船舶等工业部门的推广使用，塑料产品对模具的要求也越来越高。
滑块在塑料模具行业中起着至关重要的作用，它要把各个零件连接起来，因此对该滑块的精度要求比较高。滑块材料选用了45#钢，这种钢材料应用范围广，具有良好的机械加工性能及经济性，并且经过调质热处理后可以得到很高的耐磨性。但是在滑块的加工过程中，工装夹具的选用和尺寸的检测都较难控制
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
，如尺寸在上下极限，就会出现滑块整体不平整，达不到产品所需要的精度，而滑块表面的粗糙度若达不到要求，则视为报废零件。因此，对塑模滑块进行数控加工分析是非常有必要的。
本课题以塑料模具中的滑块作为研究对象，首先，对滑块的外形结构及应用场合进行简要介绍；其次，探讨滑块的加工工艺过程，对工件选材、加工所需设备、工装夹具、所用的刀具以及切削用量等进行分析，编制高效合理的加工工艺，编写滑块的数控加工程序；最后，对加工滑块过程中出现的一些常见问题进行分析，并提出解决方案。
本课题来源于无锡市南长区锋锦雕刻服务部，公司的生产主要以加工各类模具零部件为主，滑块零件是塑料模具动模仁成型部分的一块镶件。本人在公司主要从事滑块等零件的数控加工，以下是对该滑块数控加工过程的具体分析。
一、塑模滑块产品介绍
（一）零件图
本课题的研究对象为塑模滑块，其产品图见图11所示，零件图见图12所示。
a)滑块的上面 b）滑块的底部
图11 滑块实物
（二）应用场合
我们研究的滑块是塑料模具动模仁成型部分的一块镶件，该滑块与斜导柱相结合，通过不停的抽芯，在一定时间内使侧凸、凹成型零件能够准确的进行脱模，并保证成型件的尺寸要求。
当前最常用的形式是斜导柱侧向分型与抽芯机构，其工作原理是利用斜导柱等导向零件，把垂直的开模运动传递给侧向型芯，使之产生侧向运动而完成侧向分型动作。将塑料模具完整的镶嵌在一起，在模具中起到一个侧向分型的作用。
（三）外形结构分析
从滑块零件图12可见，该零件为长方体块状零件，零件的总长为35.8mm，总宽为14mm，总高为10.9mm，因此，可以备 40mmx15mmx15mm的毛坯料。
零件的具体尺寸精度要求如下：滑块顶面沉头孔直径为φ8mm，深度为6.0mm，底孔直径为φ4.5mm，沉头孔的总深为7.1mm，沉头孔的定位尺寸为7.5mm。以图纸上的轴侧图定方位：零件的对称中心为基准，零件的右端面为基准。零件前后两侧面关于右端面的垂直度为0.02mm。图上所有倒角均为R0.5mm。复杂构造的突出部分的定位定形尺寸分别为：3.8±0.01mm，0.8±0.01mm；6.8（上偏差+0.02，下偏差0.01）mm，2.2±0.02mm。零件的小台阶的高度为3.0mm，左面的复杂部分高度为4.1mm，两个小凹拐角的深度分别是1.6mm和2.9mm，宽度分别为1.5mm和2.0mm。
零件中需要加工的右端面和两个侧面的表面粗糙度Ra均为1.6μm，复杂部分的表面质量为1.0μm。表面要求无毛刺。
图12 零件图
二、塑模滑块加工工艺分析
（一）工件选材
本课题研究的滑块主要用于塑模模具，因此，要求其材料具有一定的强度和硬度，良好的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性。而45#钢属于优质碳素结构钢，具有以下特点：1、良好的机械加工性能，易切削；2、硬度较高，比普通材料抗压性好；3、耐磨性好，经过调质热处理后可以得到很高的耐磨性；4、良好的耐热性和耐腐蚀性；5、良好的经济性，45#钢价格比普通钢材价格低。
通过上述特点的介绍，因此，本公司选用45#钢作为塑模滑块的材料是非常合适的。
（二）加工设备的选用
本课题所分析的滑块外形较简单，但加工的内容较多，有平面、圆角、斜面、沉头孔等，而圆角和斜面的加工采用普通铣床难以实现，除此之外，斜面的精度要求较高，零件表面粗糙度要求也较高，普通机床精度达不到要求，而且换刀次数较多，效率不高。因此，综合考虑加工质量和加工效率，加工滑块零件采用加工中心是比较合适的。
本课题选用三轴立式加工中心，型号为v40的台湾丽伟机床，如图21所示。该机床的刀库为圆盘式刀库，如图22所示，刀库使用机械刀臂换刀，因此换刀速度快，且其装刀量大，该型号机床可放置24把刀。机床具体参数如表21所示。这样便于加工斜面、倒圆角等，同时可利用自动编程，方便编程，节省加工时间，提高加工效率，为企业节省生产成本，扩大经济效益。
图21 台湾丽伟机床v40 图22机床的圆盘式刀库
表21机床性能参数表
工作范围
V40
单位
X轴行程
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