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河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學生姓名 東方明 學 號 111304120 指導(dǎo)教師 原國森 課題名稱 手柄沖壓工藝與模具設(shè)計 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務(wù)書 有 無 開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯 報及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定 所在專業(yè)意見 負責人 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學 生 姓 名 東 方 明 學 號 111304120 設(shè)計 論文 題目 手 柄 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 日 2014 年 4 月 16 日 指 導(dǎo) 教 師 原 國 森 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達到的目的 該課題來源于生產(chǎn)實際 本畢業(yè)設(shè)計題目主要是對手柄沖壓成形工藝的設(shè)計 目 的主要是鍛煉學生的設(shè)計模具的能力 并培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力 在完成畢業(yè) 設(shè)計的過程中熟悉并了解模具的設(shè)計過程與步驟 在設(shè)計的過程中學會查手冊和工藝 計算 2 本畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作 要求等 工作要求 1 制件工藝性分析與方案的確定 2 編寫設(shè)計說明書一份 3 繪制模具裝配圖及至少五張模具零件圖 4 編寫主要零件的機械加工工藝過程卡 所在專業(yè)審查意見 負責人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 車端面 外圓 工序號 01 零件名稱 沖孔凸模 零件號 00 10 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 Cr12 48 52HRC 鍛 件 設(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 車床 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 一次 3 車端面 車外圓 車刀 游標 卡尺 設(shè) 計 者 東方明 指 導(dǎo) 教 師 原國森 共 1 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00 09 沖孔凸模 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 1 下料 鋸床 鋼尺 2 鍛造 鍛床 鍛錘 鋼尺 3 熱處理 退火 加熱爐 4 車削 車床 車刀 游標卡尺 5 熱處理 淬火 回火 電熱爐 火鉗 6 磨外輪廓 磨床 砂輪 千分尺 7 檢驗 編制 東方明 校對 審核 批準 河南機電高等?？茖W校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 手柄沖壓工藝與模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 111 班 學生姓名 東 方 明 學 號 111304120 指導(dǎo)教師 原 國 森 2014 年 4 月 10 日 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 02 零件名稱 落料凹模 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 CrWMn 58 63HRC 鍛 件 設(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 銑床 鏜床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 二次 2 銑上 下平面 30 面銑刀 游標 卡尺 0 2mm 200 min 2000r min 二次 2 銑四周面 10 立銑刀 游標卡尺 0 5mm 60 min 2000r min 一次 1 鏜孔 鏜刀 游標卡尺 0 5mm 200 min 2000r min 一次 4 鉆孔 攻絲 游標卡尺 設(shè) 計 者 東方明 指 導(dǎo) 教 師 原國森 共 1 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱 模具號 落料凹模 牌 號 硬 度 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 Cr12 58 63HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 02 鍛造達尺寸 260 mm 260 mm 50mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達尺寸 220mm 200 mm 40mm 立式銑 床 虎鉗 30 面 銑刀 10 立銑 刀 游標卡尺 04 磨上下表面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標卡尺 刀口尺 05 鉗工劃線去毛刺做螺紋孔 立式鉆 床 虎鉗 鉆頭 鉸刀 絲錐 高度尺 游標卡尺 06 熱處理 淬火 回火 保證硬度 58 62HRC 熱處理 爐 硬度儀 游標卡尺 07 磨削上下面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標卡尺 刀口尺 08 線切割各個型孔留余量 0 02mm 線切割 慢走絲 機床 復(fù)式支 撐 0 2mm 黃銅絲 千分表 游標卡尺 09 鉗工研磨各型孔達尺寸要求 游標卡尺 10 檢驗 游標卡尺 編制 東方明 校對 審核 批準 河南機電高等?？茖W校 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 學生姓名 東 方 明 班級 模具 111 班 學號 111304120 題 目 手 柄 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 綜合成績 指導(dǎo)者評語 東方明同學基本上能按照任務(wù)書要求完成的手柄沖壓工藝與模具 設(shè)計 工作量飽滿 模具結(jié)構(gòu)一般可行 說明書基本上符合規(guī)范性要 求 裝配圖和零件圖存在一些細節(jié)錯誤 建議評定成績?yōu)榧案?可以 提交答辯 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 評閱者評語 評閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會 小組 評語 畢業(yè)設(shè)計說明書格式比較規(guī)范 內(nèi)容完整 模具設(shè)計圖紙結(jié)構(gòu)較 合理 繪圖比較規(guī)范 繪圖表達有少許錯誤 技術(shù)要求不規(guī)范 評定 該生畢業(yè)成績?yōu)橹?答辯委員會 小組 負責人 簽字 年 月 日 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 1 1 緒 論 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具 在各種材料加 工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具 例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具 金屬壓 力加工使用的鍛壓模具 冷壓模具等 近年來 模具增長十分迅速 高效率 自動化 大型 微型 精密 高壽命的模 具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的 投資力度 將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力 一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD 并陸續(xù)開始使用 UG Pro Engineer I DEAS Euclid IS 等國際通用軟件 個別 廠家還引進了 Moldflow C Flow DYNAFORM Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟 件 日本的模具產(chǎn)能約占全球的 40 居世界第一位 每年向國外出口大量模具 模 具行業(yè)在美國工業(yè)總產(chǎn)值中所占的比重呈現(xiàn)出不斷下降的態(tài)勢 但是美國模具在全球 模具的高端產(chǎn)品仍然占據(jù)著重要地位 德國擁有世界領(lǐng)先的汽車 船舶等制造技術(shù) 受上游行業(yè)需求影響 德國模具在世界上具有較為重要的地位 所以在許多方面與工 業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距 例如 精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較 低 1 1 塑料與塑料模具概述 1 1 1 塑料的優(yōu)缺點 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料 它在一定的溫度和壓力條件下具有流動 性 可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸 并在成型固化后保持其既得形狀不發(fā) 生變化 組成 聚合物合成樹脂 40 100 輔助材料 增塑劑 填充劑 穩(wěn)定 劑 潤滑劑 著色劑 發(fā)泡劑 增強材料除了上述助劑外 塑料中還可加入阻燃劑 發(fā)泡劑 抗靜電劑等 輔助材料作用 改善材料的使用性能與加工性能 節(jié)約樹脂材 料 貴 作為日常用品 塑料的用途已經(jīng)廣為人知 但由于它們的一些特殊優(yōu)點 塑料在 工業(yè)中的應(yīng)用也已經(jīng)非常普遍 主要有以下幾個方面 1 密度小 質(zhì)量輕 2 比強度 高 3 絕緣性能好 介電損耗低 4 化學穩(wěn)定性高 5 減摩 耐磨性能好 6 減振 隔音性能好 塑料的缺點 1 耐熱性差 高溫下強度下降 2 有的塑料燃燒時 釋放 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 處刺激性 腐蝕性等有害氣體 3 導(dǎo)熱差 膨脹系數(shù)大 高溫下易變形 4 在日光 大氣 高溫作用下產(chǎn)生老化 5 有的塑料制品 機械強度低 從精度方面講 塑料制 品的使用范圍也受到一定限制 換句話說就是 如果采用成型加工的方法生產(chǎn)塑料制 品 要達到某一精度所遇到的加工難度要比金屬制品成形時來得大 因此 在目前的 塑料成型加工行業(yè)中 塑料制品的精度 即公差等級 有其自己單獨的標準 1 2 塑料的組成 塑料是以聚合物為主體 添加各種助劑的多組分材料 根據(jù)不同的功能 塑料所 用的助劑可分為 增塑劑 穩(wěn)定劑 潤滑劑 填充劑 增強劑 交聯(lián)劑 著色劑 發(fā) 泡劑等 1 3 塑料的分類 根據(jù)合成樹脂在受熱后所表現(xiàn)的性能不同來劃分 一般分為熱塑性塑料和熱固性 塑料兩大類 常見的熱塑性塑料有聚乙烯 聚丙烯 PP 聚苯乙烯 聚氯乙烯 ABS 有機玻璃 聚甲基丙烯酸酯 聚甲醛 POM 聚酰胺 PA 尼龍 聚碳酸酯 PC 苯乙 烯 丙烯腈 SAN 等 常見的熱固性塑料有酚醛樹脂 環(huán)氧樹脂 EP 氨基樹脂 醋酸 樹脂 三聚氰胺樹脂 不飽和聚酯 聚氨基甲酸酯 PUR 等 若按塑料的用途分類 又 可分為通用塑料和工程塑料兩大類 1 4 塑料制品與塑料模具 1 4 1 塑料制品 塑料制品就是塑料用各種不同的模具和各種不同的成型工藝制造出來的 具有一 定形狀 一定使用功能和一定使用價值的產(chǎn)品 到目前為止 塑料已經(jīng)成為在鋼鐵 木材 水泥之后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材料 1 4 2 塑料模具 塑料模具是一種用于壓塑 擠塑 注射 吹塑和低發(fā)泡成型的組合式塑料模具 它主要包括由凹模組合基板 凹模組件和凹模組合卡板組成的具有可變型腔的凹模 由凸模組合基板 凸模組件 凸模組合卡板 型腔截斷組件和側(cè)截組合板組成的具有 可變型芯的凸模 模具凸 凹模及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調(diào)變化 可加工不同形狀 不同 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 3 尺寸的系列塑件 塑料模具包括 注射模 也稱注塑模 壓縮模 傳遞模 擠出模 中空吹塑模 真空成型模 壓縮空氣成型模 旋轉(zhuǎn)成型模 發(fā)泡成型模 空氣輔助成 型模 水輔助成型模等多種塑料成型模具 在上述各種塑料模具中 由于注射模具有高效精密 可成型各種復(fù)雜制品 工藝 先進等諸多其它成型模具所不及的特點 而成為塑料制品成型工藝中最重要的并且起 主導(dǎo)作用的是模塑成型工藝裝備 1 5 塑料的注塑成型 注塑成型的簡單過程為 將粒狀或粉狀塑料經(jīng)注塑機的料斗加到加熱的料筒內(nèi) 塑料受熱熔融 在注塑機的螺桿或活塞的壓力推動下 經(jīng)噴嘴進入模具型腔 塑料充 滿型腔 經(jīng)冷卻硬化定型 脫模后而得到具有一定形狀的塑件 塑料的成型方法有注塑 擠壓 吹塑 發(fā)泡膨脹 壓縮 壓延 熱成型等 其中 應(yīng)用最廣泛的是壓延 擠壓和注塑成型三種 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 4 2 塑料的工藝分析 2 1 原材料的分析 2 1 1 材料的綜合性能 1 綜 合 性 能 較 好 沖 擊 強 度 較 高 化 學 穩(wěn) 定 性 電 性 能 良 好 2 與 372 有 機 玻 璃 的 熔 接 性 良 好 制 成 雙 色 塑 件 且 可 表 面 鍍 鉻 噴 漆 處 理 3 有 高 抗 沖 高 耐 熱 阻 燃 增 強 透 明 等 級 別 4 流 動 性 比 HIPS 差 一 點 比 PMMA PC 等 好 柔 韌 性 好 用 途 適 于 制 作 一 般 機 械 零 件 減 磨 耐 磨 零 件 傳 動 零 件 和 電 訊 零 件 2 1 2 材料的成型特性 1 無 定 形 料 流 動 性 中 等 吸 濕 大 必 須 充 分 干 燥 表 面 要 求 光 澤 的 塑 件 須 長 時 間 預(yù) 熱 干 燥 80 90 度 3 小 時 2 宜 取 高 料 溫 高 模 溫 但 料 溫 過 高 易 分 解 分 解 溫 度 為 270 度 對 精 度 較 高 的 塑 件 模 溫 宜 取 50 60 度 對 高 光 澤 耐 熱 塑 件 模 溫 宜 取 60 80 度 3 如 需 解 決 夾 水 紋 需 提 高 材 料 的 流 動 性 采 取 高 料 溫 高 模 溫 或 者 改 變 入 水 位 等 方 法 4 如 成 形 耐 熱 級 或 阻 燃 級 材 料 生 產(chǎn) 3 7 天 后 模 具 表 面 會 殘 存 塑 料 分 解 物 導(dǎo) 致 模 具 表 面 發(fā) 亮 需 對 模 具 及 時 進 行 清 理 同 時 模 具 表 面 需 增 加 排 氣 位 置 ABS 樹 脂 是 目 前 產(chǎn) 量 最 大 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 聚 合 物 它 將 PS SAN BS 的 各 種 性 能 有 機 地 統(tǒng) 一 起 來 兼 具 韌 硬 剛 相 均 衡 的 優(yōu) 良 力 學 性 能 ABS 是 丙 烯 腈 丁 二 烯 和 苯 乙 烯 的 三 元 共 聚 物 A 代 表 丙 烯 腈 B 代 表 丁 二 烯 S 代 表 苯 乙 烯 ABS 工 程 塑 料 一 般 是 不 透 明 的 外 觀 呈 淺 象 牙 色 無 毒 無 味 兼 有 韌 硬 剛 的 特 性 燃 燒 緩 慢 火 焰 呈 黃 色 有 黑 煙 燃 燒 后 塑 料 軟 化 燒 焦 發(fā) 出 特 殊 的 肉 桂 氣 味 但 無 熔 融 滴 落 現(xiàn) 象 ABS 工 程 塑 料 具 有 優(yōu) 良 的 綜 合 性 能 有 極 好 的 沖 擊 強 度 尺 寸 穩(wěn) 定 性 好 電 性 能 耐 磨 性 抗 化 學 藥 品 性 染 色 性 成 型 加 工 和 機 械 加 工 較 好 ABS 樹 脂 耐 水 無 機 鹽 堿 和 酸 類 不 溶 于 大 部 分 醇 類 和 烴 類 溶 劑 而 容 易 溶 于 醛 酮 酯 和 某 些 氯 代 烴 中 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 5 2 2 塑件的結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析 該零件整體尺寸 外部形狀為一個長方形 上面是78 26 12 個高為 1 的凸臺 側(cè)面有 2 個為 通孔和一個 R3 的半圓 壁厚為 2mm 有側(cè)抽芯機3 3 構(gòu) 該零件屬于中等復(fù)雜程度 如下圖所示 圖 1 塑件 2 3 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷 飛邊 表面粗糙度 Ra1 6 除此沒有特別的表面質(zhì) 量要求 故比較容易實現(xiàn) 2 4 尺寸精度分析 該零件沒有什么特別重要的尺寸 查表 塑件 ABS 的未注公差為尺寸 MT5 查表得 零件尺寸如 78 26 12 74 18 6 R3 2 86 0 086 064 50 50 19 4 0 10 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 3 塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機及確定型腔數(shù) 查表 模具設(shè)計指導(dǎo) 查得 ABS 塑料的密度為 1 02 1 05g cm 取中間值 1 03g cm 經(jīng)計算塑件的體積為 3 3 V 16016mm 故塑件的質(zhì)量為 W V 1 03 16016 16 5 g 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 7 4 注射工藝參數(shù)的確定 4 1 溫度 4 1 1 料筒的溫度 因該零件采用的塑料是 ABS 是由丙稀晴 丁二稀 苯乙稀共聚而成的非結(jié)晶高聚 物 料筒末端溫度應(yīng)控制在它的粘流溫度以上 料筒溫度應(yīng)控制在粘流溫度與分解溫 度之間 料筒溫度 后段 150 170 中斷 165 180 前段 180 200 4 1 2 噴嘴溫度 噴嘴溫度通常比料筒的溫度低 以防止熔體在直通式噴嘴上可能發(fā)生的 流涎 現(xiàn)象 但噴嘴溫度也不能太低 不然可能發(fā)生塑料凝固將噴嘴堵死 初步確定適當?shù)?溫度 通過對熔體的 對空注射 進行檢查 在對噴嘴溫度進行調(diào)整 噴嘴溫度 170 180 4 1 3 模具溫度 零件用 ABS 材料 屬于非結(jié)晶高聚物 ABS 開溫時黏度增高 該零件壁厚較薄 模 具溫度應(yīng)偏低 模具溫度 50 80 4 2 壓力 注射壓力的大小取決于塑料品種 注射機的類型 模具結(jié)構(gòu) 塑料的壁厚和流程 注射壓力 60 100Mpa 4 3 時間 成型周期包括注射時間 保壓時間 冷卻時間 在整個成型周期中 注射時間和 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 8 冷卻時間最重要 對塑件的質(zhì)量決定性作用 注射時間 20 90s 保壓時間 0 5s 冷卻時間 20 120s 總周期 50 220s 4 4 注塑機的初步選擇 由此考慮塑件大批量生產(chǎn) 以及以上的從溫度 壓力 時間方面考慮 查表附錄 D 塑料成型工藝與模具設(shè)計 初步選用注射機 XS ZY 250 注射機 XS ZY 250 參數(shù) 額定注射量 250mm 2 最大成型面積 320cm 柱塞直徑 50mm 注射壓力 130Mpa 鎖模力 1800KN 噴嘴圓弧半徑 12mm 噴嘴孔徑 4mm 最大開模行程 350mm 模具最大厚度 350mm 模具最少厚度 250mm 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 9 5 成型零件的計算 5 1 型芯 型腔尺寸的計算 查表可知 查得 ABS 塑料的收縮率 q 0 3 0 8 故平均收縮率為 q S Smin 0 3 0 8 2 0 55 5 1 max 考慮到工廠模具制造的條件 模具制造公差取 z 3 5 1 1 型腔有關(guān)尺寸的計算 徑向尺寸 L L 1 k 3 4 74 1 0 0055 3 4 0 86 73 76塑 386 0 28 0 5 2 L L 1 k 3 4 78 1 0 0055 3 4 0 86 77 78塑 386 0 28 0 5 3 深度尺寸 H H 1 k 2 3 12 1 0 0055 2 3 0 50 11 77塑 350 17 0 5 4 5 1 2 型芯有關(guān)尺寸的計算 徑向尺寸 l l 1 k 3 4 70 1 0 0055 3 4 0 86 71 03 塑 386 0 028 5 5 深度尺寸 h h 1 k 2 3 10 1 0 0055 2 3 0 50 10 43塑 350 017 5 6 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 5 2 側(cè)壁及底板厚度計算 型腔底板厚度 t 經(jīng)驗數(shù)據(jù)查表得 h t 0 1 0 11 b 5 7 h t 0 11 26 2 86mm 5 8 單型腔側(cè)壁厚 t 0 20t 17 型腔壓力 P 49MPa 所以c M t 0 20 12 17 19 4mm c 由于模具采用的是一模二腔的設(shè)計方案 屬于多型腔模具 多型腔模具的型腔與 型腔之間的壁厚 t c 由此可知 t c9 7mm 2ct 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 11 6 結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 1 分型面的選擇 在模具設(shè)計中 分型面的選擇很關(guān)鍵 它決定了模具的結(jié)構(gòu) 應(yīng)根據(jù)分型面選擇 原則和塑件的成型要求來選擇分型面 通常有以下原則 分型面的選擇有利于脫模 分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處 而且應(yīng)使塑件留 在動模部分 由于推出機構(gòu)通常設(shè)置在動模的一側(cè) 將型芯留在動模 塑件冷卻收縮 后包緊型芯 使塑件留在動模 有利于脫模 分型面的選擇應(yīng)有利于保證素件的外觀質(zhì)量和精度要求 分型面的選擇應(yīng)有利于成型塑件的加工制造 分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯機構(gòu) 分型面選擇如下圖所示 圖 2 分型面選擇 6 2 確定型腔的排列方式 本塑件在注射時采用一模八件 既模具需要八個型腔 綜合考慮澆注系統(tǒng) 料流 長度等因素 模具的的型腔排列方式應(yīng)采用如下圖所示 這種排列方式的最大優(yōu)點是 熔料進入型腔后到另一端的料流流程較短 相對于 ABS 塑料流動性不好 可以在較短 的時間內(nèi)成型 型腔的排列如下圖所示采用一模八腔的模具結(jié)構(gòu) 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 圖 3 型腔布局 6 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 普通澆注系統(tǒng)由主流道 分流道 澆口 冷料井組成 澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模 具設(shè)計的一個重要的部分 設(shè)計時必須按如下原則 1 適應(yīng)塑料的工藝性 2 排氣良好 3 流程要短 4 避免料流直沖型芯或嵌件 5 休整方便 保證塑件的外觀質(zhì)量 6 防止塑件變形 7 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小 容積也應(yīng)盡量小 這樣可以減少塑 料的耗量 又可以減少所需鎖模力 8 澆注系統(tǒng)的位置應(yīng)盡量與模具的軸線對稱 澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減少 模具的尺寸 根據(jù)澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 對其進行設(shè)計 6 3 1 主流道的設(shè)計 根據(jù)模具設(shè)計手冊查的 XS ZY 125 型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸為噴嘴前端孔徑 do 4 噴嘴前端球面半徑為 Ro 12 根據(jù)模具主流道與噴嘴 R Ro 1 2 mm 及 d do 0 5 1 mm 取主流道球面半徑 R 13mm 孔徑 d 4 5mm 為了便于將凝料從主流道種 拔出 可將主流道設(shè)計成圓錐形其斜度為 2o 6 o 經(jīng)換算主流道大端直徑 D 8 5 為了 使熔料順利進入分流道 可在主流道出料端設(shè)計半徑為 r 5mm 的圓弧過渡 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 13 6 3 2 分流道的設(shè)計 分流道的形狀及尺寸 應(yīng)根據(jù)塑件的體積 壁厚 形狀的復(fù)雜程度 注射率 分 流道的長度等因素來確定 由于該塑件的形狀簡單 熔料填充比較容易 根據(jù)有上圖 1 2 型腔的排列方式可知分流道的還算比較短 為了加工容易起見 選用截面形狀為半 圓分流道 查表可知 ABS 塑料的分流道直徑 取 D 6mm 6 3 3 澆口設(shè)計 根據(jù)塑件的成性要求及型腔的排列方式 選用側(cè)澆口較為理想 通常 側(cè)澆口的 厚度為 0 5 1 5mm 寬度為 1 5 5 0mm 澆口長度為 1 5 2 5mm 所以 初選尺寸為 1mm 3mm 1 5mm 試模時進行修正 圖 4 澆口 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 圖 5 澆口套 6 4 成型零件的設(shè)計 6 4 1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具采用一模八件的結(jié)構(gòu)形式 考慮加工的難易程度 材料的價值利用等因素 凹模采用整體凹模 其結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖 6 型腔 6 4 2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模主要是與凹模結(jié)構(gòu)構(gòu)成模具型腔的 凸模采用嵌入式結(jié)構(gòu)如圖所示 圖 7 型芯 6 5 推出機構(gòu)與側(cè)抽芯的設(shè)計 根 據(jù) 塑 件 的 形 狀 分 析 可 知 塑 件 的 側(cè) 向 分 型 距 離 較 短 所 以 可 以 采 用 內(nèi) 抽 芯 機 構(gòu) 根 據(jù) 所 學 知 識 分 析 可 得 可 以 采 用 頂 桿 進 行 內(nèi) 抽 芯 采 用 這 種 方 法 的 好 處 在 于 在 頂 出 制 件 的 同 時 進 行 側(cè) 抽 芯 不 僅 方 便 而 且 大 大 簡 化 了 模 具 結(jié) 構(gòu) 節(jié) 約 了 制 造 成 本 結(jié) 構(gòu) 如 下 圖 所 示 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 15 圖 8 推出機構(gòu) 6 6 加熱或冷卻有關(guān)計算 本模具在注射成型時不要求太高的模溫 所以在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng) 由于模 具的平均工作溫度為 60 用常溫 20 的水作為模具冷卻介質(zhì) 其出口溫度為 40 產(chǎn)量為 0 26Kg h 塑件在硬化時每小時釋放的熱量為 Q 查表得到 ABS 的單位熱流量為 4 10 J Kg 5 即 Q WQ 0 26 4 10 1 04 10 J Kg 6 1 155 所以冷卻水的流量 V 由式 3 65 得 V 0 61 10 m min 6 2 21TPWQC43 由上計算可知 因為模具每分鐘所需要的冷卻水體積流量較少 故可不設(shè)冷卻系 統(tǒng) 依靠空冷的方式冷卻模具即可 6 7 閉合高度的計算 根據(jù)選定標準模架 A2030 40X30X70 GB T 12555 2006 如下圖所示 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 圖 9 模具總裝圖 由此可知定模板 A 40mm 動模板 B 30mm 墊板厚度 C 70mm 所以模具的閉合高度 H H H H H H H 25 40 30 35 70 25 225 mm 6 3 123456 6 8 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為 400mm 280mm 225mm XS ZY 250 型注射機允許模具的最小 厚度為 H 250mm 最大厚度 H 350mm 即模具滿足 H H H 的安裝條件 查表minmax minax XS ZY 250 型注射機的最大開模行程 S 350mm 滿足條件的出件要求 S H H 5 10 10 11 10 31 mm 6 4 12 注射量 注射機的最大注射量 M V 250 1 03g 257 5g 6 5 max 注 V 代表注射機的最大注射量 代表塑料 ABS 的密度 M 0 8 M M 16 5 8g 0 8 257 5g 6 6 rmaxr 鎖模力 由于注射壓力 P 為 60 100MPa P 0 型 P K 130 0 7 91MPa A P F 即 2028 91 184KN 1800KN 0 型 注 K 代表壓力損耗系數(shù) 取值在 0 3 0 7 之間 A 代表塑件的投影面積 P 代0 表注射壓力 P 代表熔體單位面積壓力 型 經(jīng)驗證 XS ZY 250 型注射機能夠滿足使用要求 故可以采用 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 17 7 模具工作原理與特點 7 1 模具的工作原理 模具安裝在注射機上 定模部分固定在注射機的定模板上 動模固定在注射機的 動模板上 合模后 注射機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔 經(jīng)保壓 冷卻后塑件成 型 開模時動模部分隨動板一起運動漸漸將分型面打開 塑件留在了動模上 當分型 面打開到 68mm 時 動模運動停止 在注射機頂出裝置作用下 推桿運動將塑件頂出 同時側(cè)型芯于制件分離 模具再進行閉合 完成一次注射模的工作 7 2 模具設(shè)計的特點 本模具采用的是一模八腔 適用于大批量 成批的生產(chǎn) 模具利用頂桿充當側(cè)型 芯將塑件推出 簡化了模具結(jié)構(gòu) 由于凸 凹模的精度較高 生產(chǎn)的產(chǎn)品精度較高 沒有飛邊產(chǎn)生 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 8 總結(jié) 大學三年的學習即將結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié) 是對以前所學的 知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展 采用模具的生產(chǎn) 技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用 在完成大學三年的課程學習和課程 生產(chǎn)實習 我熟練 地掌握了機械制圖 機械設(shè)計 機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識 對機械 制造 加工的工藝有了一個系統(tǒng) 全面的理解 達到了學習的目的 對于模具設(shè)計這 個實踐性非常強的設(shè)計課題 我們進行了大量的實習 經(jīng)過在新飛電器有限公司 在 洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習 我對于冷沖模具 塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認 識 豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識 而對于模具的制造工藝 更是有了全新的理解 在指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下 我們對于模 具的設(shè)計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識 同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的 模具實體并查閱了很多相關(guān)資料 通過這些實踐 我們熟練掌握了模具的一般工作原 理 制造 加工工藝 通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍 更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題 鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計工作者應(yīng)有的素質(zhì) 設(shè)計中 將充分利用和查閱各種資料 并與同學進行充分討論 盡最大努力搞好 本次畢業(yè)設(shè)計 在設(shè)計的過程中 將有一定的困難 但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自 己的努力 相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 由于學生水平有限 而且缺乏經(jīng)驗 設(shè) 計中不妥之處在所難免 肯請各位老師指正 蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 19 致謝 首先感謝本人的導(dǎo)師韓艷艷老師 她仔細審閱了全文并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出 了很多建設(shè)性建議老師淵博的知識 誠懇的為人 使我受益匪淺 在畢業(yè)設(shè)計的過程 中 特別是遇到困難時 他給了我鼓勵和幫助 在這里我向他表示真誠的感謝 感謝母校 河南機電高等?？茖W校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提 供的良好學習及實踐環(huán)境 使我學到了許多新的知識 掌握了一定的操作技能 感謝和我在一起進行課題研究的同窗同學 和他們在一起討論 研究使我受益 非淺 最后 我非常慶幸在三年的的學習 生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學 并感激師友的教誨和幫助 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 參考文獻 1 楊占堯 王高平 塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計 M 北京 高等教育出版社 2008 7 2 朱三武 賈穎蓮 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 哈爾濱工程大學出版社 2007 6 3 寇世瑤 機械制圖 高等教育出版社 M 北京 2007 12 4 馬霄 任泰安 互換性與技術(shù)測量 M 北京 南京大學出版社 2011 5 5 李長勝 趙敬云 AutoCAD 2008 中文版使用教程 M 北京 機械工業(yè)出版社 2009 8 6 李學鋒 模具設(shè)計與制造實訓(xùn)教程 M 北京 化學工業(yè)出版社 2004 7