基于 UG 的喷枪瓶吹塑模 CAD/CAM 设计
摘要：模具一向被称之为“工业之母”。顾名思义模具是用来制作各种产品的模子和工具，这种工具是由各部分 零件组成，不同模具组成的零件也不同。它主要是通过改变成型材料的物理状态来实现物品外形的加工，常用 方法有 注塑、吹塑、冲压、压铸、冶炼、锻压成型等，生活中用模具制作出来的产品也随处可见。本课题主要 讲述一套吹塑模的加工工艺和利用 UG 编程加工 本次选用 500ML 喷枪瓶模具，类型为一出二（两个型腔）吹塑模。主要部件为型腔（型腔分为上段和底段）、 背板，还有副模（副模分为上段和底段）、打刀板。其中型腔、背板、打刀板均有两个。工作时首先从中空塑 料管挤出塑料型胚（高温注意），然后模具移动至型胚处闭合并切断塑料型胚，模具夹紧并退回工位。然后向 模口吹气吹胀模具型腔冷壁上的塑料型胚并冷却一段时间，冷却期间气管需保持一定的压力。最后打开模具产 品推至副模处下一次合模时由气缸推动打刀板起到修整飞边的作用，再次开模成品掉落(此次合模、开模与主模 做下一个产品同时进行）。 主要优点为适应性强，设备造价低，节约成本，应力低可塑性强，可做复杂曲线型腔。 关键词：模具;吹塑模;UG 编程 Abstract: mold has always been called the "mother of industry". As the name implies mold is used to make a variety of products mold and tool, this tool is made up of parts, different mold parts are different. It is mainly through changing the physical state of molding materials to achieve the shape of the goods processing, commonly used methods such as injection molding, blow molding, stamping, die casting, smelting, forging molding, and so on, the production of molds in life can also be seen everywhere. This paper mainly describes the processing technology of a set of blow mould and its programming with UG. This time choose 500ML spray gun bottle mold, the type is one out two (two cavity) blow mold. The main compon ent is the cavity (the cavity is divided into. The upper and bottom segments), the backplane, and the sub-module (sub-m odule is divided into. The upper and bottom segments), hit the blade. Among them, the cavity, the back plate, the knife plate have two. At work, the hollow plastic tube is first extruded from the plastic embryo (high temperature attention), t hen the mold is moved to the mold embryo to close and cut off the plastic embryo, and the mold is clamped and returne d to the station. Then blow the air to the die mouth and blow up the plastic embryo on the cold wall of the mold cavity a nd cool for a period of time. During the cooling period, the trachea should maintain a certain pressure. Finally, when the mold product is pushed to the sub-die for the next time, the cylinder will push the tool plate to trim the flying edge, and the finished product will fall off again (this time, the closing, opening and the main die will do the next product at the s ame time). The main advantages are strong adaptability, low cost of equipment, cost saving, low stress and plasticity. It can be used as complex curve cavity. Key words: mould, blow mould, UG programming
第一章 绪论 1.1 课题研究背景和意义 随着时代的进步塑料制品已经从刚引进的新兴产品发展到了现在大街小巷随处可见的产 品，使用范围已经覆盖到社会生活和工业生产的各个方面，甚至可以说是如今生活中不可或 缺的产品。21世纪各种塑料制品以成本低、可塑性强的优点纷纷走进厂家和人们生活中，其 中各种各样的塑料瓶、塑料桶(例如饮料瓶、化妆品瓶、油桶水桶、水箱）更是随处可见成为 现代生产生活里重要的原材料。 这些塑料制品的制作常用方法有 注塑、吹塑、冲压、压铸、冶炼、锻压成型等，制作过 程必不可少一个环节就是模具，模具作为“工业之母”更是工业发展的重要部分。塑料制品 的快速发展也带动了塑料模具行业的迅速发展。随着塑料的发展开发出了各种高性能塑料并 且不断扩大的生产规模，塑料制品的种类也在不断的改进和增多，同时在精密化、复杂化、 大型化方向日益发展。因此原有的工作条件和塑料模具的性能要求也需要不断提高，变的更 加复杂和苛刻。常见的模具有注塑模、冲压模、吹塑模压铸模等，本次课题主要讲述一套喷 枪瓶的选材、设计、加工步骤及精度，需达到工业要求在此基础上优化加工过程及加工刀路， 从而达到节约成本的目的。 1.2 课题研究现状 塑料模具在模具行业内发展迅速，随着综合技术不断提高和制造周期的不断缩短，也在 向精密化、复杂化、大型化发展。目前在模具行业占比高达30%，在进出口模具中也有50%-70% 高占比但与一些塑料模具先进国相比在水平上还存在一定差距。 首先在钢的纯度上还存在差距，设备和工艺方面相较国外还有些落后钢的表面碳松超标、 碳化物级别较高、脱碳层深。钢材的冶金成材率低、质量低，模具钢材高质量的少，一般质 量的模具钢材多。而国外采用电渣重熔和真空精炼生产的模具纲占80%以上，钢材纯度高， 等向性也高。而国内采用同种方法生产的模具纲较少大概10%左右。国外一些发达国家的模 具纲成材率大概在85%-90%，而国内模具纲成材率只能达到70%。与国外相比还有很大的提升 空间。我国只有3Cr2Mo 和3Cr2MnNiMo 的模具钢被列入国家标准。国外已经形成较完整的模 具钢系列，如美国P 系列的塑料模具钢有7 个钢号，日本的大同特殊钢有13 个钢号，日本日 立公司则有15 个钢号。我国塑料模具大部分是用40Cr 钢和碳钢，用钢的随意性很大，加工 一些复杂、精密模具时考虑到热处理变形，为避免这一问题会经过调质、退火、正火处理后加工，所以寿命远远不及国外。国内的汽车塑料模具钢选用德国、瑞典、日本的模具钢较多， 高光模具材料选用NK80、2738、P20;关键模具多选用进口的2738、S136、NAK80等。但是， 进口欧洲模具钢材时，价格同比上涨30%-40%，国内模具行业也因此受到很大影响。 1.3 研究方法及内容 本次课题研究对象是喷枪瓶模具，通过书本内容和进车间实习的方法了解模具制造的 全过程，从模具的选材、塑件选材、塑件的结构造型、三维造型、装配图以及零件编程加工。 尽量了解到模具加工的每一个步骤，学习过程中记录加工优点积累经验，遇到的问题也要及 时改进，加工过程中的弊端或者暂时无法替换的问题要及时解决。进行编程加工时要根据工 件进行毛坯的选择，加工时根据毛坯的钢料和加工范围和深度对刀具的材料、直径、长度选 择。对型腔加工时根据型腔类型进行清角和每刀余量以及各类切削参数的选择。 1.4 本章小结 本章主要讲述了模具用处用途和简单的背景介绍，通过本章对模具有了基本的认知和 与国外的距离，也简单介绍了国内模具的不足之处。了解了简单模具的做法，确定了课题研 究的方向及内容
目录 第一章 绪论.....................................................................................................................................................1
1.1 课题研究背景和意义........................................................................................................................1
1.2 课题研究现状....................................................................................................................................1
1.3 研究方法及内容................................................................................................................................2
1.4 本章小结............................................................................................................................................2
第二章 喷枪瓶的吹塑模的设计及选材.........................................................................................................3
2.1 塑料的选择和性能参数....................................................................................................................3
2.2 塑件的三维造型及其结构................................................................................................................4
2.2.1 塑件的三维造型................................................................................................................... 4
2.2.2 塑件的结构设计................................................................................................................... 4
2.3 塑件表面质量与尺寸精度分析........................................................................................................5
2.4 本章小结............................................................................................................................................6
第三章 吹塑模具的部件结构.........................................................................................................................7
3.1 吹塑模具的结构................................................................................................................................7
3.2 喷枪瓶模具的部件............................................................................................................................7
3.3 本章小结............................................................................................................................................8
第四章 喷枪瓶模具工艺要求.........................................................................................................................9
4.1 喷枪瓶模具的排气系统....................................................................................................................9
4.2 喷枪瓶模具的冷却系统....................................................................................................................9
4.3 喷枪瓶模具的刀口及余料槽............................................................................................................9
4.4 本章小结..........................................................................................................................................10
第五章 主模上段的 CAM 设计.......................................................................................................................11
5.1 模具的工艺设计..............................................................................................................................11
5.1.1 选择主模毛坯..................................................................................................................... 11
5.1.2 毛坯固定方案..................................................................................................................... 11
5.1.3 加工阶段的划分以及所用刀具、加工方法..................................................................... 11
5.1.4 机加工顺序划分................................................................................................................. 11
5.2 主模 CAM 设计..................................................................................................................................12
5.2.1 创建几何体及所需刀具..................................................................................................... 12
5.2.2 型腔粗加工......................................................................................................................... 13
5.2.3 型腔精加工......................................................................................................................... 24
5.3 本章小结..........................................................................................................................................24
第六章 主模底段的 CAM 设计.......................................................................................................................25
6.1 模具的工艺设计..............................................................................................................................25
6.2 模具底段的 CAM 设计......................................................................................................................25
6.3 本章小结..........................................................................................................................................30
总结.................................................................................................................................................................30
致谢.................................................................................................................................................................30
参考文献.........................................................................................................................................................31
参考文献 《模具设计》（1）王巍 M 机械工业出版社 《模具构造与制造》（2）李奇等 M 清华大学出版社 《UG NX 11.入门.进阶.精通》(3)钟日铭 M 机械工业出版社 《数控机床加工程序编制》（4）顾京 M 机械工业出版社
