塑料成型模公模仁的数控加工工艺分析
【摘要】 论文研究了塑料成型模公模仁零件的数控加工工艺分析。对加工塑料成型模公模仁零件进行完整的加工分析并进行了UG NX模型建立和仿真加工，文中讨论了对塑料成型模公模仁零件图纸进行了分析并对其尺寸进行了详细的介绍，还有加工工具的选定，塑料成型模公模仁零件涉及了车和铣两种加工方式应此要用到数控车床和加工中心两种设备。 塑料成型模公模仁零件根据零件图纸进行数控加工，这次对塑料成型模公模仁零件的数控加工工艺分析是一次锻炼和充实自己的机会。
引言 1
一、零件图纸分析 2
二、零件的加工工艺分析 4
（一）零件加工材料 4
（二）机床的选择 4
（三）刀具的选择 5
（四）夹具 6
（五）加工用量 7
（六）零件加工工艺卡 8
三、数控程序编写 11
（一）数控车部分 11
（二）加工中心部分 11
四、零件加工中出现的问题及解决方案 13
（一)零件过切 13
（二）存在毛刺 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
本课题以塑料成型模公模仁零件作为对象进行研究。对工件进行零件图纸分析，加工工艺的分析，进行了UG NX进行建模，加工分析和仿真加工等。最后还对此间遇到的问题进行讨论并提出了解决的方法。
在撰写论文时，理解运用三年学习的数控知识，通过老师同学的帮助以及翻阅书籍。
本论文将完成的主要工作如下：
（1）零件图纸的分析
（2）塑料成型模公模仁零件加工工艺分析
（3）通过UGNX进行数控编序和模拟仿真
（4）遇到的问题和解决方案。
一、零件图纸分析
零件图分析
本课题研究对象为此塑料成型模公模仁零件，图11所示为零件的零件图纸，图12所示为零件的零件图。
图11塑料成型模公模仁的零件图
图12零件塑料成型模公模
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
仁的零件立体图
（二）零件尺寸分析
如图16所示，该零件为典型的轴类零件，这个零件长94.41mm，外圆Φ125mm、Φ90mm、Φ64.2mm、Φ63.11mm、Φ61.62mm，内圆Φ83mm、Φ75mm、Φ57.6mm,有一个宽5mm深1.5mm的圆形凹槽，内孔深94.41mm，各阶梯长度为45mm、24.41mm、15mm、8mm，圆倒角R1、R2、R2.5、R3，还有2处0.5*45°、1处0.4*45°的倒角，4个M6的螺纹孔，2个圆锥为50°、150°，螺距为3.23的螺纹，整个零件外圆加工过程全部在数控车上完成，内圆加工应用三轴数控铣床加工，应用UG NX8.0进行数控编程。数控车对塑料成型模公模仁零件的外表面依次加工各圆柱、圆锥及螺纹等表面。其中多个直径尺寸和螺纹尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度等要求。零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。材料用45钢，零件经过退火处理，加工性能良好。
（三）零件精度分析
从零件图纸我们可以看出此零件粗糙度要求，其中长94.41mm的公差范围为94.4294.44mm、45mm的公差范围为45.0145.03mm、15mm的公差范围为14.9814.99mm、8mm的公差范围为88.02mm，外圆Φ90mm的公差范围为Φ89.98Φ89.99mm，内圆Φ83mm的公差范围为Φ83.02Φ83.04mm、Φ75mm的公差范围为Φ75.005Φ75.025mm、Φ57.6mm的公差范围为Φ57.6Φ57.615mm,其余表面无标注因此无精度要求。
二、零件的加工工艺分析
（一）零件加工材料
在加工塑料成型模公模仁零件时要选好材料，否则不符合模仁加工要求。而且模仁不是批量加工，需求较少，所以选择好的模仁材料。本课题所研究的塑料成型模公模仁零件，选用的加工制造材料为45钢。（45号优质碳素钢：抗拉强度≥600 (MPa)；屈服强度≥355 (MPa)；延 长 率≥16%；断面收缩率≥40%；布氏硬度≤197。未热处理时：HB≤229；热处理：正火；冲击功：Aku≥39J。）
因为塑料成型模公模仁零件是模具要求用可以热处理硬度在HRC50左右的钢材，否则易于磨损，注塑出的产品易超差,所以选的45钢既要有较好的热处理性能，又要在高硬度的状态下有好的切削性能，当然还有其他方面的考虑。
（二）机床的选择
因为本课题所研究的塑料成型模公模仁零件所需要的材料和刀具的要求，且加工内容以外圆和内孔为主附带一小部分平面，加工精度较高，所以需要数控车床和数控加工中心两种设备，因此选用数控车床CJK6140对零件的外圆，退刀槽，螺纹还有圆锥进行加工，选用数控加工中心JTM850B加工零件的内圆，外圆台阶面，钻螺纹孔还有倒角。这两种机床如图21，22所示。
图21数控车床CJK6140
图22数控加工中心JTM850B
（三）刀具的选择
由于塑料成型模公模仁零件的材料是45号钢且加工中有较多的外圆、螺纹、小部分的孔和精度要求较高的内圆，而且孔的定位精度也不是非常高。因此选用的刀具有35°、45°和60°菱形硬质合金车刀，有90°硬质合金放型车刀还有部分硬质合金铣刀等。这些刀具适合加工45号钢材料达到加工要求。具体刀具如下表21和表22
表21 数控车刀具表
工序号
刀具号
刀具
1
T1
35°菱形
2
T2
45°菱形
3
T3
60°硬质合金外螺纹车刀
4
T4
90°放型车刀
5
T5
硬质合金车槽刀
表22加工中心刀具表
工序号
刀具号
刀具
1
T1
D2中心钻
2
T2
D10合金端刀
3
T3
D20合金端刀
4
T4
D50面铣刀
5
T5
D4.8的钻头
6
T6
M6的丝锥
7
T7
D5合金端刀
（四）夹具
课题研究中的的零件需要加工外圆需要在数控车床上用三爪卡盘进行夹持加工，因为三爪卡盘适合装夹轴类零件，但零件除了外圆还有内圆、一个圆形的凹槽、一些面与螺纹孔且内圆精度要求较高所以要移动到加工中心进加工因此要用到平口钳，所以在数控车床和加工中心进行加工时要采用三爪卡盘和平口钳如图23、图24所示。
引言 1
一、零件图纸分析 2
二、零件的加工工艺分析 4
（一）零件加工材料 4
（二）机床的选择 4
（三）刀具的选择 5
（四）夹具 6
（五）加工用量 7
（六）零件加工工艺卡 8
三、数控程序编写 11
（一）数控车部分 11
（二）加工中心部分 11
四、零件加工中出现的问题及解决方案 13
（一)零件过切 13
（二）存在毛刺 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
本课题以塑料成型模公模仁零件作为对象进行研究。对工件进行零件图纸分析，加工工艺的分析，进行了UG NX进行建模，加工分析和仿真加工等。最后还对此间遇到的问题进行讨论并提出了解决的方法。
在撰写论文时，理解运用三年学习的数控知识，通过老师同学的帮助以及翻阅书籍。
本论文将完成的主要工作如下：
（1）零件图纸的分析
（2）塑料成型模公模仁零件加工工艺分析
（3）通过UGNX进行数控编序和模拟仿真
（4）遇到的问题和解决方案。
一、零件图纸分析
零件图分析
本课题研究对象为此塑料成型模公模仁零件，图11所示为零件的零件图纸，图12所示为零件的零件图。
图11塑料成型模公模仁的零件图
图12零件塑料成型模公模
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
仁的零件立体图
（二）零件尺寸分析
如图16所示，该零件为典型的轴类零件，这个零件长94.41mm，外圆Φ125mm、Φ90mm、Φ64.2mm、Φ63.11mm、Φ61.62mm，内圆Φ83mm、Φ75mm、Φ57.6mm,有一个宽5mm深1.5mm的圆形凹槽，内孔深94.41mm，各阶梯长度为45mm、24.41mm、15mm、8mm，圆倒角R1、R2、R2.5、R3，还有2处0.5*45°、1处0.4*45°的倒角，4个M6的螺纹孔，2个圆锥为50°、150°，螺距为3.23的螺纹，整个零件外圆加工过程全部在数控车上完成，内圆加工应用三轴数控铣床加工，应用UG NX8.0进行数控编程。数控车对塑料成型模公模仁零件的外表面依次加工各圆柱、圆锥及螺纹等表面。其中多个直径尺寸和螺纹尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度等要求。零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。材料用45钢，零件经过退火处理，加工性能良好。
（三）零件精度分析
从零件图纸我们可以看出此零件粗糙度要求，其中长94.41mm的公差范围为94.4294.44mm、45mm的公差范围为45.0145.03mm、15mm的公差范围为14.9814.99mm、8mm的公差范围为88.02mm，外圆Φ90mm的公差范围为Φ89.98Φ89.99mm，内圆Φ83mm的公差范围为Φ83.02Φ83.04mm、Φ75mm的公差范围为Φ75.005Φ75.025mm、Φ57.6mm的公差范围为Φ57.6Φ57.615mm,其余表面无标注因此无精度要求。
二、零件的加工工艺分析
（一）零件加工材料
在加工塑料成型模公模仁零件时要选好材料，否则不符合模仁加工要求。而且模仁不是批量加工，需求较少，所以选择好的模仁材料。本课题所研究的塑料成型模公模仁零件，选用的加工制造材料为45钢。（45号优质碳素钢：抗拉强度≥600 (MPa)；屈服强度≥355 (MPa)；延 长 率≥16%；断面收缩率≥40%；布氏硬度≤197。未热处理时：HB≤229；热处理：正火；冲击功：Aku≥39J。）
因为塑料成型模公模仁零件是模具要求用可以热处理硬度在HRC50左右的钢材，否则易于磨损，注塑出的产品易超差,所以选的45钢既要有较好的热处理性能，又要在高硬度的状态下有好的切削性能，当然还有其他方面的考虑。
（二）机床的选择
因为本课题所研究的塑料成型模公模仁零件所需要的材料和刀具的要求，且加工内容以外圆和内孔为主附带一小部分平面，加工精度较高，所以需要数控车床和数控加工中心两种设备，因此选用数控车床CJK6140对零件的外圆，退刀槽，螺纹还有圆锥进行加工，选用数控加工中心JTM850B加工零件的内圆，外圆台阶面，钻螺纹孔还有倒角。这两种机床如图21，22所示。
图21数控车床CJK6140
图22数控加工中心JTM850B
（三）刀具的选择
由于塑料成型模公模仁零件的材料是45号钢且加工中有较多的外圆、螺纹、小部分的孔和精度要求较高的内圆，而且孔的定位精度也不是非常高。因此选用的刀具有35°、45°和60°菱形硬质合金车刀，有90°硬质合金放型车刀还有部分硬质合金铣刀等。这些刀具适合加工45号钢材料达到加工要求。具体刀具如下表21和表22
表21 数控车刀具表
工序号
刀具号
刀具
1
T1
35°菱形
2
T2
45°菱形
3
T3
60°硬质合金外螺纹车刀
4
T4
90°放型车刀
5
T5
硬质合金车槽刀
表22加工中心刀具表
工序号
刀具号
刀具
1
T1
D2中心钻
2
T2
D10合金端刀
3
T3
D20合金端刀
4
T4
D50面铣刀
5
T5
D4.8的钻头
6
T6
M6的丝锥
7
T7
D5合金端刀
（四）夹具
课题研究中的的零件需要加工外圆需要在数控车床上用三爪卡盘进行夹持加工，因为三爪卡盘适合装夹轴类零件，但零件除了外圆还有内圆、一个圆形的凹槽、一些面与螺纹孔且内圆精度要求较高所以要移动到加工中心进加工因此要用到平口钳，所以在数控车床和加工中心进行加工时要采用三爪卡盘和平口钳如图23、图24所示。
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