2022年模具设计方案与制造范例 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 模具设计与制造毕业论文范例绪 论一 【模具在加工工业中的位置】模具是利用其特定外形去成型具有肯定的外形和尺寸制品的工具;在各种材料加工工业中广泛的使 用着各种模具;例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具以及 汽车模具等各种模具;对模具的全面要求是:能生产出在尺寸精确、外观、物理性能等各方面都满意使用要求的公有制制 品;以模具使用的角度,要求高效率、自动化操作简便;从模具制造的角度,要求结构合理、制造简洁、成本低廉;模具影响着制品的质量;第一,模具型腔的外形、尺寸、表面光滑度、分型面、进浇口和排气槽位 置以及脱
2、模方式等对制件的尺寸精度和外形精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光滑度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有非常重要的影响;其次,在加工过 程中,模具结构对操作难易程度影响很大;在大批量生产塑料制品时,应尽量削减开模、合模的过程和取 制件过程中的手工劳动,为此,常采纳自动开合模自动顶出机构,在全自动生产时仍要保证制品能自动从 模具中脱落;另外模具对制品的成本也有影响;当批量不大时,模具的费用在制件上的成本所占的比例将 会很大,这时应尽可能的采纳结构合理而简洁的模具,以降低制品的成本;现代生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不行少是三项重要因素
3、,特殊是模具 对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用;高效的全自动设备也只有装 上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用,产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为基础的;由于 制件品种和产量需求很大,对模具也提出了更高的要求;因此促进模具的不断向前进展,第一要提高对模 具设计的精确度; 二 【模具的进展趋势】近年来,模具增长非常快速,高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量 中所占的比重越来越大;从模具设计和制造角度来看,模具的进展趋势可分为以下几个方面:(1)理论讨论的深化进展在模具设计中,对工艺原理的讨论越来越深化,模具设计已经从有体会设计阶段
4、逐步向理论技术设 计方面进展,使得产品不仅有了量的提升更有了质的跨过;(2)高效率、自动化现代企业中大量采纳各种高效率、自动化的模具结构;高速自动化的成型机械协作以先进的模具,对提高产品质量,提高生产率,降低成本起了很大的作用;(3)大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大,于是显现了各种大型、精密和高寿命的成型模具,为了满意这些要求,研制 了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料;更加留意模具 的专业性;名师归纳总结 (4)革新模具制造工艺第 1 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 在模具制造工艺上,为
5、缩短模具的制造周期,削减钳工的工作量,在模具加工工艺上作了很大的 改进,特殊是异形型腔的加工,采纳了各种先进的机床,这不仅大大提高了机械加工的比重,而且提高了 加工精度;(5)标准化开展标准化工作,不仅大大提高了生产模具的效率,而且改善了质量,降低了成本;三 【设计对学习模具制造所起的作用】通过对模具专业的学习,把握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求,各种模具的结构 特点及设计运算的方法,以达到能够独立设计一般模具的要求;在模具制造方面,把握一般机械加工的知 识,金属材料的挑选和热处理,明白模具结构的特点,依据不怜悯形选用模具加工新工艺;毕业设计就是对所学学问要综合的去运用,敏捷的去运
6、用;1 塑件的工艺分析1.1 【塑件成型工艺分析】如图 1.1 所示:图 1.1 闹钟后盖注射闹钟后盖模具设计中的零件外形较复杂,要保证制品的质量;第一,模具型腔的外形、尺寸、表面光滑度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和外形精度以及制件的物理 性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光滑度、气泡、凹痕、烧焦、银纹 等都有非常重要的影响;其次,在加工过程中,模具结构对操作难以程度影响很大;在大批量生产塑料制 品时,应尽量削减开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动,为此,常采纳自动开合模自动顶出机构,在全自动生产时仍要保证制品能自动从模具中脱落;注
7、射模的基本组成是:定模机构,动模机构,浇注系统,导向装置,顶出机构,芯机构,冷却和加热装置,排气系统;因注射模成型的广泛适 用,正是我这个设计的根本闹钟后盖的外形较复杂,带有许多不同外形的孔,在保证孔间距和孔的外形是给模具的加工带了很 大的难度;闹钟后盖的注塑材料第一选用 ABS ,闹钟的后盖绝大部分的打算了闹钟的重心的位置的所 在;所以我们必需很好多处理后盖壁厚的匀称,譬如在注塑成型过程中由于壁厚的不匀称造成了收缩率的 不一样,这样就只能通过有效的掌握模具温度来调剂收缩率;由于闹钟后盖的主体作用是起固定作用,它 的内部结构就相应的给注塑带来了肯定的难度;主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有肯定的差
8、距,势必会在 注塑的时候到来很大的牛顿减力,造成塑件填充不满的缺陷,可以考虑采纳双浇口,但应用了 Pro/E 的塑 料顾问对其进行仿照 CAE 的注塑之后,发觉会给闹钟后盖的表面带来更多的熔接痕和气孔;也可以利用 模具的牢靠的精度来定位,但是这样的话成本太高,而且易造成模具损坏;由于考虑到凹凸模外形的复 杂,用整体形式是不利于损坏后的修理,适当的使用嵌件就可以解决这些问题,但不能利用过多的嵌件,不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够;1.2 【闹钟后盖原料(ABS )的成型特性与工艺参数】名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - -
9、 - 丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物ABS 树脂微黄色或白色不透亮,是丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯共聚物;丙烯腈使聚合物耐油,耐热,耐化学腐蚀,丁二烯使聚合物具有优越的柔性,韧性;苯乙烯给予聚合物良好的刚性和加工流淌性;因此 ABS 树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能;同时具有吸湿性强,但原料要干燥,它的塑件尺寸稳固性好,塑件尽可能偏大的脱模斜度;1.2.1 ABS 塑料主要的性能指标:,密度 Kg.dm-3 1.13 1.14 收缩率 % 0.30.8 熔 点 130160 热变形温度 45N/cm 6598 弯曲强度 Mpa 80 拉伸强度 MPa 3549 ,拉伸弹性模量 GPa 1.
10、8 弯曲弹性模量 Gpa 1.4 压缩强度 Mpa 1839 缺口冲击强度 kJ/ 1120 ,硬 度 HR R6286 体积电阻系数 cm 1013 击穿电压 Kv.mm-1 15 介电常数 60Hz3.7 1.2.2 ABS 的注射成型工艺参数 : 注塑机类型:螺杆式喷嘴形式:通用式料筒一区 150 170 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 料筒二区 180 190 料筒三区 200 210 ,喷嘴温度 180 190 模具温度 50 70 注塑压 60 100 保压 40 60 注塑时间 2 5 保压时间 5
11、 10 ,冷却时间 5 15 周期 15 30 后处理 红外线烘箱温度( 70)时间( 0.3 1) ,由为重要的是由于目前原油价格的下降,导致1 注塑设备的挑选2.1 【估算塑件体积】ABS 的市场价格大幅度的下跌;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 估算塑件体积和质量:,该产品材料为ABS ,查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3,收缩率为,运算其平均密度为1.135 g/cm3 ,平均收缩率为0.55 ;使用 PRO/E 软件画出三维实体图,软件能自动运算出所画图形浇道凝料和塑件的体积;另预置浇道凝料为
12、2 cm3 因此估算塑件体积为9 cm3 ;paging 2.2 【挑选注射机】依据塑料制品的体积或质量,查书可选定注塑机型号为 SZ-40/25. 注塑机的参数如下:注塑机最大注塑量:40cm3 注塑压力: 200/Mpa 注塑速率: 50g/s 塑化才能: 20Kg/h 锁模力: 2500KN 注塑机拉行间距:250 250mm 顶出行程: 55mm ,最小模厚: 130mm 最大模厚: 220mm 模板行程: 230mm 注塑机定位孔直径:55 mm ,喷嘴球半径: SR10 名师归纳总结 2.3 【模架的选定】,第 5 页,共 20 页依据塑件选定模架为:S2030 B I 35 35
13、70;见图 2.1:- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - ,图 2.1 塑件的模架,2.4 【最大注射压力的校核】闹钟后盖的原料为ABS ,所需注射为60-100MPa ,而所选注射机压力为200 MPa ,所以注射压力符合要求;2.4.1 最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边),通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的 0.8 V 机 V塑 V 浇80% ;所以选用的注塑机最大注塑量应满意:式中 V 机 注塑机的最大注塑量,40cm3 V 塑 塑件的体积,该产品 V 塑 18cm3 V 浇 浇注系统体
14、积,该产品 V 浇 2cm3 故 V 机 ( 18+4 ) cm3 2.4.2 锁模力校核, F 锁 pA 式中 p 熔融型料在型腔内的压力,该产品A 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和,经运算 A=4641 mm3 F 锁 注塑机的额定锁模力;故 F 锁 pA=200Mpa4641 mm3 ,选定的注塑机的压力为2500KN ,满意要求;2.4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长 模具宽 拉杆面积 B 模具闭合高
15、度校核,Hmin 注塑机答应最小模厚 =130mm ,Hmax 注塑机答应最大模厚 =220mm H 模具闭合高度 =180mm ,故满意 Hmax HHmin ;paging (1)开模行程校核注塑机的最大行程与模具厚度有关(如全液压合模机构的注塑机),故注塑机的开模行程应满意下式: S 机 注塑机最大开模行程,230mm ; H1 顶出距离, 16mm ; H2 包括浇注系统在内的塑件高度,52mm ; S 机 H 模 Hmin H1H2 5 10 由于本模具的浇注系统和塑件的特殊关系,浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离;故:, 230 180 130 62 5 10 满意条件1 塑
16、料件的工艺尺寸的运算名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - ,所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸;(包括矩形和异形型芯的长和宽),型腔深度和型芯高度和尺寸;由于闹钟后盖须与前盖协作,所以只有闹钟后盖的边缘的榫才起着协作打算性的作用,仍有闹钟后盖与电池盖的协作,故需要运算相对于榫和铰链的凹,凸模的尺寸,凹,凸模型腔尺寸就直接按产品尺寸确定;因ABS 的成型收缩率为0.4 0.7%, 所以平均收缩率取 S=0.5% ,3.1 型腔的径向尺寸 (LM)0+ =(1+S )Ls-0.5 0.
17、75 0+ =1.008 Ls-0.75 0+ 其中 LM 为型腔的基本尺寸公差值为正偏差,Ls 塑件的基本尺寸;塑件公差 为负偏差,S 为塑料的平均收缩率, z 为模具成型零件的制造公差取1/4 1/6 ,模具型腔按六级精度制造,依据型腔的尺寸,代入数据得:(一)、 Ls=81mm . 经运算得: LM=79.440+0.32mm;二 、 Ls=1mm . 经运算得: LM=0.79550+0.07mm;,三 、 Ls=5.5mm . 经运算得: LM=5.3250+0.085mm; ,四 、 Ls=1.8mm . 经运算得: LM=1.5990+0.07mm;五 、 Ls=10mm . 经
18、运算得: LM=9.780+0.1mm;六 、 Ls=7mm . 经运算得: LM=6.750+0.1mm;七 、 Ls=2mm . 经运算得: LM=1.8060+0.07mm;,名师归纳总结 八 、 Ls=3mm . 经运算得: LM=2.8140+0.07mm; ,第 8 页,共 20 页九 、 Ls=4mm . 经运算得: LM=3.7770+0.085mm;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 十 、 Ls=6mm . 经运算得: LM=5.7930+0.085mm;,十一 、 Ls=8mm . 经运算得: LM=7.7640+0.0.1mm;十
19、二 、 Ls=16mm . 经运算得: LM=15.7230+0.14mm; ,十三 、 Ls=12mm . 经运算得: LM=11.7960+0.01mm ,3.2 型芯的运算 3.2.1 芯径向尺寸的运算:LM= (1+S )Ls+3/4 - 0 其各字母的含义与前相同,型芯按六级精度制造,依据型芯的基本尺寸,代入数据得:,(一)、 Ls=81mm 经运算得: LM=82.4050-0.32mm;(二)、 Ls=1mm 经运算得: LM=1.2150-0.07mm;,(三)、 Ls=5.5mm 经运算得: LM=5.7450-0.085mm;(四)、 Ls=1.8mm 经运算得: LM=2
20、.0190-0.07mm;,五 、 Ls=10mm . 经运算得: LM=10.480-0.1mm 六、 Ls=7mm . 经运算得: LM=7.4080-0.1mm;七 、 Ls=2mm . 经运算得: LM=2.2260-0.07mm;八 、 Ls=3mm . 经运算得: LM=3.2340-0.07mm;九 、 Ls=4mm . 经运算得: LM=4.2770-0.085mm; 十、 Ls=6mm . 经运算得: LM=6.3030-0.1mm;名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 十一 、 Ls=8mm . 经
21、运算得: LM=8.3640-0.1mm; 十二 、 Ls=16mm . 经运算得: LM=16.5330-0.14mm; 十三 、 Ls=12mm . 经运算得: LM=12.3960-0.1mm;3.2.2 型芯高度尺寸的运算:HM= ( 1+S ) Hs+3/4 - 0, 按六级精度制造, Hs=15mm 经运算得: HM=15.4870-0.13mm;paging 3.3 模具型腔壁厚的运算 ,假如是利用运算公式的话比较烦琐,且不能保证在生产中的精确性,我们可以依据书中的体会值来取的;成型零件材料挑选;为实现高性能的目的;选用模具材料应具有高耐磨性,高耐蚀睡,良好的稳固性和良好的导热性
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