数控 毕业设计论文-模架结构和加工流程仿真

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1、目录前言11模架的概述21.1 模架介绍22模架的结构32.1 模架主要构成32.2 标准模架中模板与配件的别称42.2.1模板42.2.2配件52.3 偏孔的概念52.4 基准角（基准面）的概念53.加工工艺流程仿真63.1 加工的主要步骤63.2 CNC加工63.2.1机床使用63.2.2粗框63.2.3绝大多数精孔的加工流程73.2.4 精框取数方式83.2.5精框93.2.6刀具卡113.3精框加工案例123.3.1.精框加工流程图13结论17致谢18参考文献19前言我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无

2、不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升随着模具工艺的分节细化，模具制作的部件的规模化。模具与零部件的分别批量生产已经成熟。那框架的是指哪部

3、分？基本构造又是如何的？下面为大家整理一些：通常模具是由二类零件组成: 一类是工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等； 一类是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。模架就属于结构零件，它主要作用：定位,固定的作用，导正凸模、凹模的间隙。模架除了提高精度外,装模也变的很方便,避免了因冲床精度引起的质量

4、问题。1模架的概述1.1 模架介绍模架也叫模胚，或模座。模具的基座,便于安装模具,起支撑,保护,连接模具的关键部件(模芯)的作用. 因为模胚不参与成型,所以其形状没有不会随部品的改变而变化,只与部品的大小,结构有关,所以可以将模胚标准化,即模胚形式大体相似,只有大小,厚薄变化,标准化后加工起来非常方便,模胚厂可以先加工好各种大小不同规格的模胚零件(模板,导柱)等,再根据客户需要组成一套一套的模胚.著名的模胚标准有龙记,富特巴,HASCO等.标准模架加工设备主要是铣床，磨床，钻床。铣床，磨床加工6个面光亮至规定尺寸。钻床将模架上的精密度要求不高的孔：如螺丝孔、吊环孔钻孔，攻牙。一副标准模架最基本

5、的要求就是需要顺利开模。开模顺利与否，与4个导柱孔的精密度，直接相关。所以一般情况都需要用CNC立式加工中心进行快速钻孔然后镗孔，以达到精密度。非标模架就是在上述的标准化模架的基础上，再进行精加工。这里所说的精加工是指在除了4个导柱孔以外，其他一套模具所需要的模腔（模框），精定位，锁模块，水路（加热/冷却流体通道），顶针孔等。从而使模具生产商能够直接装上其加工好的模仁（模芯），就可以进行试模和塑料产品生产。2模架的结构2.1 模架主要构成模架主要由四部分构成：上模座，下模座，导柱，导套。1、模座 属于标准件，根据生产需要选择合适的钢材，对其刚度，变形系数等物理性质有要求。 A 模座形状分为圆形

6、和矩形。 B 带模柄的模座。可根据冲床的情况,制造一种或几种规格的通用模柄,然后按零件情况制出凸、凹模。对一般冲孔、落料、弯曲、简单的拉深、校形等,均可采用此种方法。常用于批量小而品种多的冲压件生产。2、导柱和导套。是引导模具行程的导向元件。 图2-1零件图模架主要类别有：中间导柱模架，四角导柱模架，对角导柱模架。后侧导柱模架。图2-2结构图 1-定模A板； 2-面板； 3-导套； 4-推板； 5-导柱； 6-动模B板； 7-托板；8-方铁； 9-复位杆； 10-底板； 11-推杆底板； 12-推杆固定板2.2 标准模架中模板与配件的别称2.2.1模板1 面板：定模座板，定模固定板2 水口推板

7、：卸料板，3 A板：定模板，母模板，凹模板，型腔板4 推板：无5 B板：动模板，公模板，凸模板，型芯板6 托板：支承板7 方铁：模脚，垫铁8 上针板：推板固定板，推杆固定板，上顶板9 下针板：推板，下顶板10 底板：动模座板，动模固定板2.2.2配件1 直边：GP，导柱，边钉（给模板起定位，导向的作用）2 托司：GB，导套，有托导套，带肩导套（配合导柱，给模板起定位，导向的作用）3 直司：GB，直导套（配合导柱，给模板起定位，导向的作用）4 回针：RP，回复杆，复位杆，回程杆（起顶出及给针板导向的作用）5 简化直边：LP，导柱，简化边（给模板起定位，导向的作用）6 水口边：SP，导柱，拉杆导柱

8、（给模板起定位，导向的作用，也有限制行程的作用，一般情况下需询问客户水口边有多少长度）水口边行程：是指A板和水口推板所移动的距离，一般由客户提供，或者直接给予水口边的长度。7 胚头：螺丝（起紧固模板的作用）2.3 偏孔的概念偏孔：四个相同的导柱或导套孔中的一个，相对于中心位置比其它三个偏了2mm，需要偏孔的目的是为了使模板有一方向性，客户在装配时不会装反方向。2.4 基准角（基准面）的概念基准角（基准面）：模架中参与光刀的板件规定一个角，使其保证90度直角，便于给客后期加工作为加工基准，此角或此角所在的两个平面即为基准角或基准面，一般我司以偏孔所在的角作为基准角。3.加工工艺流程仿真3.1 加

9、工的主要步骤1. 粗铣平面 2. 粗铣四端面2吊模孔（钻床加工）方便吊动板件3粗框（CNC加工中心）4调质（面单有注明的开完粗后在调质）5磨（平面磨床磨到位，在公差范围内）6镗孔（CNC加工模架孔和一些要求底的孔框）7精框（CNC加工中心）8深孔（CNC枪钻加工）9钻床（螺丝孔，螺丝过孔，牙孔和一些粗孔）10装配3.2 CNC加工3.2.1机床使用1.如何开关机2.开机后必须复位至机床机械原点3.掌握机床控制面板（常见的有的法兰克和三菱系统）4.如何移动机床（快速移动。寸动。手轮）5.如何分中。对刀（MDI）6.如何调用NC程序。以及简单程序编辑7.如何启动暂停8.压板方法9.量具使用3.2.

10、2粗框1. 确定基角，若吊模孔已加工完（钻床）需要仔细观察图纸，按吊模孔位置确定如何放置板件（注：基准侧放在工作台外侧，不管是开粗还是做精，并喷上基准角）2. 压板：一般压四个角上面， 看清图纸，需避开加工内容（加工单上会有尺寸注明）压板的时候，板件面和顶住面平齐，或者顶住面可稍高一点，通框开粗的话要加垫柱3. 打表(百分表)将表后座（带磁性）固定在机床z轴装刀处或刀具杆上，表头对准板件外端面（此时表头与端面似垂直）将表移到板件外端面打表，误差0.1mm之内。4. 分中，绝大多数都将零点设定在板件中心，（看清图纸很重要）将分中棒装上。在MDI中输入s500.m3）表示主轴正转，转速500，将对

11、刀棒快速移动至板件一侧（X/Y方向）从快速移动切换到手轮模式，用手轮碰边一边碰完之后，在相对坐标中将该方向位置清零(X0/Y0)然后将刀具移动至安全面，到另一侧碰边，碰完后，移至安全面，再将刀具移动至显示数据一半的位置，然后在工件坐标系中设定绝对零点（也就是加工原点），另外方向操作相同。5. 选刀/对刀：1.按加工单调用刀具（原则能用大刀尽量用大刀开粗框）2.对刀是在板件面上进行的一项操作，它直接影响框深精度，对错也是直接引起撞刀。具体操作：用一标准圆柱（即报废的同柄径合金铣刀）这里假设是D10的圆柱，当圆柱刚好通过刀具最低点即可并在相应的工件坐标系中设定数据（输“Z10”在按“测量键”再按“

12、复位键”然后在绝对坐标系中z栏中会显示10表示对刀正确，接着把刀具上移，移至安全面，防止程序不执行z轴复位，可能撞到物体6. 按照加工单调用NC程序加工：1，检查加工单号和图纸制号是否对的上，2在相应服务器中找到相应制号的CNC文件夹，将它复制到桌面上，对照加工程序单打开对应NC程序（这里指的是开粗程序），打开程序检查程序中的刀具大小是否与加工单上的一样，如不一样或加工单有问题，必须和程序员或主管反映，防止出错！然后只需要将程序传输到机床里，按下启动键即可，程序方式是CIMCO（NC模拟器可用于传输程序到机床内），在菜单栏单机机床通讯-发送（选择机床名称），然后在机床面板上确定输入。之后启动程

13、序，跑完一层深度后，将机床暂停并复位，刀具移动至安全面。用卷尺测量框是否偏移。正确无误后在重复之前操作调用程序。3.2.3绝大多数精孔的加工流程1. 定位（中心钻。防止刀具钻偏。起定位以及打点作用）2. 粗孔（留1-3mm余量，类型有1.麻花钻2.喷水钻）3. 中镗（留0.15-0.3mm余量，类型中镗刀）4. 精镗（不留余量，按照公差做，类型精镗刀）5. 沉头（加工沉头，深度可加深0.1-0.2mm。类型沉头刀，若非标准的只能用圆鼻刀锣铣）附加：若孔深。镗刀刀不够长可做两面镗，先加工有精度的一边。在反过来加工避空的一面。若孔直径太大，可先用喷水钻钻一粗粗孔。在用锣刀开粗，清角刀清底，飞边刀精

14、底，飞边刀或新铣刀精边。3.2.4 精框取数方式1.精框分中取数以模胚的中心线为基准，框的尺寸均由中心线计起。加工方法：首先做完边导柱及导套孔，然后装嵌及精光模板四边，最后独立分开A、B板上机。校正板边，碰数分中方式取数，以模板的长度和阔度的实际尺寸除以2，既是模板的中心线位置。精框则由这中心线计起，所以精框是位于模板的中间。2.单边取数（基准边取数，基准角取数）以最接近导柱偏孔或指定的模边为基准，框的尺寸均由这基准边计起。加工方法：首先做完导柱及导套孔，然后装嵌及精光模板四边，最后独立分开A、B板上机。校正板边，再由指定的基准边取数。精框则由这模边计起，所以精框是与基准边平行，但未必是分中于

15、模板。3.基准边取数，孔框齐出以指定的模边为基准，框的尺寸均由这基准边计起，与导柱、导套孔一起加工。加工方法：首先把几块模板（已做粗框）一起精光四边到同一尺寸，并做好曲最后独立分开A、B板上机。校正模边，再由指定的基准边取数。在这时开始做导柱及导套孔，精框也同时加工出，所以精框是与基准边平行，并与导柱、导套孔有尺寸关系（采用同一基准加工出），但未必是分中于模板。4.分中取数，孔框齐出以模胚的中心线为基准，框的尺寸均由中心线计起。加工方法：首先把几块模板（已做粗框）一起精光四边到同一尺寸，并做好曲尺，最后独立分开A、B板上机。碰数分中方式取数，以模板的长度和阔度的实际尺寸除以2，既是模板的中心线

16、位置。精框则由这中心线计起，在这时开始做导柱及导套孔，精框也同时加工出，所以精框是位于模板的中间。也容易造成机床损坏，一般在钻床上使用。3.2.5精框（待粗框，磨，镗孔，精铣完后可做精框）工序XY余量（mm）Z余量（mm）下刀量（mm）刀具类型注意事项开粗2.511尽量用大圆刀考虑加转角中粗底70.1一刀到位圆刀/中粗刀大框尽量用大刀光底小框边底可放在一起加工中粗边0.150.151-1.3左右中粗刀在拐角处加0.5-1（mm）R角并减速至实际进给的60%左右清底0.30.15一刀到位清角刀要考虑到中粗是转角大小。如果转角比清角刀半径大的话要加上转角量精底10一刀到位飞边刀若之前转角比刀半径大

17、的话要加转角量插角00-清角刀插R角时，边要留0.1余量，插避空角是不留余量做精00 飞边刀1 铣刀精边一刀到位2.飞边刀加工直边时下刀量为1-1.5mm之间3.飞边刀加工斜边时下刀量为0.3-0.5之间打点-中心钻先将未加工的孔一起打点，除钻床加工的孔外其余CNC加工的孔都需要提供单独打点程序倒角-0倒角刀按客户要求倒角（尽量开刀补顶针-麻花钻/枪钻深度大于90（mm）以上的或孔太小不好加工时，放枪钻加工.及一个顶针出一个程序顶针沉头-按铣刀大小来定精边刀开粗是边过切0.05（mm）。底留0.05。然后在另外做一个光底程序。21 3.2.6刀具卡3.3精框加工案例图3-1精框加工案例成品俯视

18、图3.3.1.精框加工流程图图3-2第一步精框开粗图3-3第二步精框粗底图3-4第三步精框中粗图3-5第四步精框清底图3-6第五步精框精底图3-7第六步精框精边图3-8第七步精框倒角结论通过对模架的设计我收获了很多，对模架结构的要求和对流程的合理安排有了更深一层的理解，掌握了模架的大体结构的作用和自己加工精框是要注意什么，也知道了合理的安排步骤可以在加工的过程中大大的减少时间。在设计的过程中充分的利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断的深化对各种理论知识，在设计中也充分用了UG,Mastercam等软件。这些新的工具的利用可以大大的提高了工作效率。通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：充

19、分利用UG和Mastercam技术进行设计，在模架的生产中可以大大的减少成本，同时在实践中不断地积累经验，设计制造出高品质有美观的模架来。这是实践是对自己大学三年的一次大检阅，使我明白自己的知识还很浅薄，虽然马上就要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有贡献的人。致谢大学三年学习时光已接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学表达我由衷的谢意。感谢我的家人对我大学三年学习的默默支持，感谢我的母校健雄职业技术学院给了我在大学三年深造的机会，让我能继续学习和提高；感谢学校的老师和同学们三年来的关心和鼓励。一个人的成功离不开自己的艰苦

20、努力,同样也离不开身边的良师益友。不管你自身能力有多强，没有身边朋友、同学、老师、家人的帮助，你就犹如大海里的一叶扁舟，尽管水手有强有力的体力，可是看到茫茫大海同样会感觉自己的孤单与无力感。能够完成这次毕业设计，除了自己付出巨大的努力和投入大量的精力外，特别感谢邱老师，在我很茫然而不知道从何开始时是你给了我明确的指导，花费时间对我耐心讲解以及对我论文做出很好改正建议，在此予以特别感谢。同时，还要感谢长期在我身边的朋友、同学、以及亲人，在我最无助的时候给予我最无私的关怀。参考文献1 郑大中，李明编模具结构图册.北京：机械工业出版社，1992。2 洪深泽编冷挤压工艺及模具设计.安徽科学技术出版社，1985。3 李德群主编金属成型工艺和设备研究的新成果，中国机械工业出版社，1992。4 史铁梁主编模具设计指导，机械工业出版社，2006年1月第一版。5 李志钢主编中国模具设计大典电子版，中国机械工程协会，2006年1月第一版。