吸塑包装成型模具的编程与加工 -伟德国际1949始于英国

吸塑包装成型模具零件图

1.  吸塑下模和吸塑加热

2. 热合压板和热合下模

零件分析

1. 零件的用途

1) 此套模具分别是吸塑下模跟吸塑加热板配合；热合压板跟热合下模配合；其中吸塑加热板和热合压板表面涂镀高温特氟隆。（表面涂镀高温特氟隆是为了防止加热后吸塑膜与加热板粘牢）。

2) 工作原理：当吸塑机通电后吸塑加热板和热合压板也会同时通电并开始加热，导轨上的链条也开始工作并且带动吸塑膜向前移动，当吸塑膜到达第一个位子吸塑加热板与吸塑下模二块板中间时吸塑加热板下降开始对吸塑膜加热，同时吸塑下模开始上升的同时向下吸那已经被吸塑加热板加热的吸塑膜，当完成这一个周期的工作后二块板分别上升和下降，同时链条也开始转动，当开始第二个周期开始时可以第一个周期的成型膜里放上所要包装的物品（如针筒、卫生棉签、绑带等等），当成型膜里东西放好后会随着链条的转动到达第二个位子，到了第二个位子后热合下模会上升，热合压板上也会有一层吸塑膜加热同时下降，第二个位子采用的是高性能的热合模架和双气囊加压装置确保设备高效运行和完美的封口质量。在封口完成后二块板分别上升和下降，同时链条也开始转动，(第一个位子跟第二个位子上的二个位子上的动作是同步进行的)，当封口完成的产品出了第二个位子后采用滚切方式的横切机构，确保切割无纸屑，切线更直，切好的被输送到工人面前进行装箱。

2. 零件的主要加工面与技术要求

零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能提下的极限值。 

从图上可以看出，该加工的零件由腔、槽、圆弧面等特征形状组成。其中吸塑加热板的b面有一定的光洁度要求，热合压板ab二面必须达到0.15的平行度要求，而且吸塑加热板和热合压板的b面都必须涂镀高温特氟隆。（表面涂镀高温特氟隆是为了防止加热后吸塑膜与加热板粘牢）。所以在数控铣床上加工完成后还需要将热合压板拿到平面磨床上磨到要求。

3.  零件的材料

1) 热合压板：410x193x23

 2) 热合下模：415x203x63

 3) 吸塑加热板：396x198x31

 4) 吸塑下模:415x213x52

取4块以上尺寸长方体铝块，待全部加工完成后还需对其表面进行氧化。

定位基准

制定机械加工工艺规程时，定位基准的选择是否合理，将直接影响零件加工表面此 处、形状精度和相互位置精度，同时对加工顺序的安排也有这重要的影响。定位基准选 择不同，工艺过程也将随之而异。

定位基准有粗基准和精基准之分。零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准，以后的加工，必须以加工过的表面做定位基准，以加工过表面为定位基准的称精基准。

在加工中，首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选择粗基准。

模具的加工我们都采用统一基准来进行定位的，如热合压板；热合下模；吸塑加热板；吸塑下模 这四块模具我们都采用统一在左边进行定位，而这四块模具是正反二面都要加工的所以正反加工是也要基准统一，也就是前后翻面，也就是说正面的时候定位在哪条边上，反面的时候也要定位在同一条边上，这样才能减少误差。

加工工艺安排

数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常规工艺路线拟定的区别主要在于它仅仅是几道数控加工工艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程。由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的工艺过程中间， 因而工艺路线设计中一定要兼顾常 规工序的安排，使之与整个工艺过程协调。 

1.  加工方法

该零件是一个长方体零件，根据零件的结构特征，所以确定所以工序都可以在数控铣床上完成。

2.  加工阶段的划分

该零件精度要求较高，其粗、精加工应该分开，以保证零件的质量。该零件划分为两个阶段，即粗车（粗挖内腔）、精车（精修内腔）。还需要分为正面加工和反面加工。 

3.  加工顺序安排

加工顺序的安排应该根据零件的结构和毛坯状况，结合定位和夹紧的需要一起考虑，重点应保证工件的刚度下不被破坏，尽量减少变形。加工顺序的安排应遵循下列原则： 

1) 基准先行。上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面。 制定零件的整个工艺路线时一般是从最后一道工序开始往前推， 按照前工序为后工序提 供机组和您的原则先大致安排。 

2) 先面后孔，先简单后复杂。先加工平面后加工孔，先加工简单的几何形状再 加工复杂的几何形状。 

3) 先粗后精，粗精分开。 

4) 减少安装次数。以相同定位、夹紧方式安装的工序，最好接连进行，以减少 重复定位次数、换刀和装夹次数。

4.  加工划分

数控机床上加工零件与普通机床加工相比，工序可以比较集中。根据数控加工的特点，确定该零件的工序按照定位方式进行划分，即：一次装夹作为一道工序。

综上所述，制定该零件的机械加工工艺过程卡片如下表1-1所示。

表1-1  吸塑下模具

序名	工序 名称	工序内容	设备与工装
1	备料	取毛坯415x213x52的铝块
2	做外形	把外形尺寸做到410x208x52	普铣
3	检验	检验外形尺寸要求0，-0.05	游标卡尺
4	铣	先加工a面，夹208。对a表面铣平面，后对其进行加工，加工分为粗加工和精加工，再铣小槽。a面加工完成后对加工的工件前后翻面，基准要统一。再加工b面，先把零件的厚度尺寸加工到47公差0、-0.01，再进行挖腔，和点孔。	数控铣
5	钳	把所有毛刺去掉。
6	检验	检验所以尺寸

 

吸塑加热板：

序 名	工序名称	工序内容	设备与工装
1	备料	取毛坯396x198x31的铝块
2	做外形	把外形尺寸做到391x193x31	普铣
3	检验	检验外形尺寸要求0，-0.05	游标卡尺
4	铣	1、先加工a面，夹193。 2、对a表面铣平面，后对其进行挖槽和点孔。 3、a面加工完成后对加工的工件前后翻面，基准要统一。 4、加工b面，先把零件的厚度尺寸加工到26公差0、-0.01，再进行铣凸台，再对凸台进行倒角。	数控铣
5	钳	把所有毛刺去掉。
6	检验	检验所以尺寸

热合压板：

序名	工序 名称	工序内容	设备与工装
1	备料	取毛坯410x193x23的铝块
2	做外形	把外形尺寸做到405x187x18	普铣
3	检验	检验外形尺寸要求0，-0.05	游标卡尺
4	铣	1、先对a面进行铣面，夹187。 2、a面加工完成后对加工的工件前后翻面，基准要统一。 3、加工b面，先把零件的厚度尺寸加工到18.3，再进行挖腔和点孔。（因为热合压板有平行度的要求所以数控铣加工完成后还要对其进行磨面。）	数控铣
5	钳	把所有毛刺去掉。
6	检验	检验所以尺寸

热合下模：

序名	工序 名称	工序内容	设备与工装
1	备料	取毛坯415x203x63的铝块
2	做外形	把外形尺寸做到410x198x58	普铣
3	检验	检验外形尺寸要求0，-0.05	游标卡尺
4	铣	1、先加工a面，夹198。 2、对a表面铣平面，后对其进行加工，加工分为粗加工和精加工，再铣小槽。 3、a面加工完成后对加工的工件前后翻面，基准要统一。 4、再加工b面，把厚度尺寸加工到58公差0，-0.01。	数控铣
5	钳	把所有毛刺去掉。
6	检验	检验所以尺寸

工序拟定

工艺路线拟定后，各道工序的内容已基本确定，接下来就要对每道工序进行设计。工序设计包括为各道工序选择机床及工艺装备，确定进给路线，确定加工余量，计算工 序尺寸及公差，选择切削用量，计算工时定额等内容。

1. 机床设备的选择

随着批量的不同，应采用不同的机床进行加工。当零件不太复杂、批量又较小时，宜采用通用机床；当生产批量很大时，宜采用专用机床；在多品种、小批量生产的情况下，对复杂零件使用数控机床能获得较高的经济效益。选择机床时，主要考虑以下因素：

（1）机床规格应与工件的外形尺寸相适应，即大件用大机床，小件用小机床。

（2）机床精度应与工件加工精度要求相适应。机床精度过低，不能保证加工精度； 机床精度过高，又会增加工件的制造成本，应根据工件的精度要求合理选择。
（3）机床的生产效率应与工件的生产类型相适应。单件小批生产用通用设备或数控机床，大批大量生产应选高效专用设备。

（4）与现有条件相适应。根据现有设备及设备负荷状况、外协条件等确定机床， 避免“闭门造车”。

在确定用数控机床加工时还应注意，不同类型的零件应在不同的数控机床上加工。数控铣适于加工形状比较复杂的箱体类零件及复杂三维模具。

2.  工艺装备的选择

工艺装备选择的合理与否，将直接影响工件的加工精度、生产效率和经济性。应根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备。
 

（1）刀具的选择

选择刀具时，一般优先采用标准刀具。必要时，可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。 

  本次加工所选的刀具如图所示：

刀具加工表如下

吸塑下模：

序名	刀具号	刀具规格名称	数量	加工表面	刀具半径
1	t01	12键槽刀	1	a表面粗挖行腔	r6
2	t02	10球刀	1	a表面精修行腔	r5
3	t03	4键槽刀	1	a表面小槽	r2
4	t04	5中心钻	1	a表面点孔 b表面点孔	r2.5
5	t05	20键槽刀	1	b表面挖行腔	r10

 

吸塑加热板：

序名	刀具号	刀具规格名称	数量	加工表面	刀具半径
1	t01	6键槽刀	1	a表面挖凸台	r3
2	t02	6球刀	1	对a表面的凸台进行倒角	r3
3	t03	4键槽刀	1	a表面铣孔	r2
4	t04	14键槽刀	1	b表面挖槽	r7
5	t05	5中心钻	1	b表面点孔	r2.5

热合压板：

序名	刀具号	刀具规格名称	数量	加工表面	刀具半径
1	t01	10键槽刀	1	a表面挖行腔	r5
2	t02	5中心钻	1	a表面点孔	r2.5

 

热合下模：

序名	刀具号	刀具规格名称	数量	加工表面	刀具半径
1	t01	12键槽刀	1	a表面挖行腔	r6
2	t02	4键槽刀	1	a表面铣小槽	r2

（2）夹具的选择

数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求： 一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点：

①单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。

②成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。

③工件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。

④夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工 ，即夹具要敞开 ，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀。

⑤为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工采用多工位、气动或液压夹具。
  

综合以上所述这几块零件采用通用夹具——平口钳。

3.  切削用量的选择

切削用量三要素切削速度υ、进给量f、背吃刀量αp 对生产率的影响是等同的，而对切削加工过程及加工质量的影响却是不同的。为保证加工质量和刀具耐用度，提高切削生产率，降低加工成本，生产中应合理选择切削用量。生产中切削用量的选择主要依据不同的加工性质而定：

1) 粗加工时切削用量的选择

粗加工阶段的主要目的在于尽快去除加工余量，以提高生产率，降低成本。所以切削用量应选择较大值，但由于切削用量三要素对刀具耐用度的影响不同而在选择时有所侧重，背吃刀量αp对刀具耐用度的影响最小，切削速度υ对刀具耐用度的影响最大，进给量f的影响居中。所以，粗加工时切削用量的选择次序是：在机床功率允许的情况下，先选用尽可能大的背吃刀量αp，其次选择尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度确定合适的切削速度υ。粗加工时切削用量三要素的具体确定原则如下：

背吃刀量αp
 背吃刀量αp应根据工件的加工余量和工艺系统刚度来确定。通常在留出精加工、半精加工余量的前提下，应尽量将粗加工余量一次切除。如果工艺系统刚度较差、加工余量过大、刀具强度不允许时，应分多次走刀去除余量，但第一次走刀时，背吃刀量αp应尽量大一些。

进给量f
 进给量f的确定应考虑工艺系统刚度以及粗加工后表面残留高度是否能被精加工、半精加工的加工余量切除等因素。当工艺系统刚度较好，精加工、半精加工有足够余量时，可选用大的进给量，否则取小的进给量。

切削速度υ 

在保证刀具耐用度的前提下，根据机床功率确定合适的切削速度υ，一般情况下，粗加工时背吃刀量αp =2~6mm，进给量f =0.3~0.6mm/r，切削速度υ=1m/s左右。

2) 半精加工、精加工时切削用量的选择

半精加工、精加工的主要目的在于保证加工精度和表面质量，同时也要兼顾提高生产率。半精加工、精加工时切削用量的选择顺序和方法如下：

首先确定背吃刀量αp 在保证切除粗加工工序留下的残留面积高度及表面变质层的前提下，选择较小的背吃刀量αp 。

其次确定进给量f 考虑到加工精度和表面粗糙度的要求，选择时根据工件材料、表面粗糙度、刀尖圆弧半径，预选一个切削速度。

最后选择切削速度υ 半精加工、精加工时，为防止中速切削时产生积屑瘤影响加工质量，切削速度应避开中速区。依据刀具材料的耐热性不同，切削速度的选择差别较大，硬质合金刀具选用较高的切削速度，高速钢刀具选用较低的切削速度。
 一般情况下，精加工时切削速度υ>1m/s或υ<1m/s，进给量f =0.08~0.03mm/r，背吃刀量αp =0.3~1mm。

数控编程及程序调试

1. 数控编程的内容

数控编程的主要内容有：分析零件图纸、确定加工工艺过程、计算数值、编写零件加工程序、制作控制介质、校验程序及首件试切。

前面已经对零件图纸进行了分析，并确定了加工工艺过程，下面需要对该零件的坐标点数值进行计算。

数值的计算实际就是尺寸分析和作图、选择计算方法、数值计算、对误差分析与计算等。它除了利用一些三角函数、等角转换、直线差补等一些数学计算方法，还有一个 简单而直接的方法就是通过 cad 图中直接标注从而获得坐标尺寸。 本题中的零件外形简单，通过直线差补的方式即可算出所需要的坐标点。

2. 数控编程的方法

数控编程主要分为手工编程和自动编程两类。

手工编程就是从分析零件图样、确定工艺过程、计算数值、编写零件加工程序单、制备控制介质到校验程序都由人工完成。

自动编程即用计算机自动编制数控加工程序。编程人员根据加工零件图纸的要求，进行参数选择和设置，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序 单，直接将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，控制机床进行加工。

因为模具的加工比较复杂所以本次加工采用自动编程。由于自动编程程序太多，我把三维加工图片截图出来。