化妆瓶凹模设计说明书.doc

摘 要现代模具业，具有“不衰亡工业之称”。模具是以特定的结构形式通过一定的方式，使材料称为制品的工业产品。模具工业已经成为现代制造业的基础工业，现代的产品生产制造有80%以上靠模具来完成；模具的设计和制造水平直接关系到整个制造业的水平和后续发展。现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。本设计主要应用solidworks及CAD软件制造模块进行化妆瓶吹塑模具进行结构设计，并对其加工工艺进行分析。关键词：模具设计； 模具制造； 工艺 目录摘要11 模具功能及其应用32化妆瓶的三维造型42.1二维图加工尺寸说明分析42.2造型图52.3分模53 凹模加工64 零件分析64.1、零件的作用64.2、零件的工艺分析64.3 确定生产类型75 工艺规程设计75.1、确定毛坯的制造形式75.2、定位基准的选择75.3、制定工艺路线76 选择加工设备和工艺设备77 机械切削用量的确定88 参考文献9化妆瓶吹塑模凹模零件设计说明书1 模具功能及其应用本课题主要的方向在于借助计算机的辅助设计软件CAD及Solidworks来实现注塑件与注塑模的设计，在讨论注塑模设计之前，先让我们了解国内外塑料模具工业的状况，塑料模具工业的发展方向。首先让我们对模具有一个整体性的认识什么是模具，模具是就能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具，也就是通常人们说的模子。简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济发展起着不容质疑的作用。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金” 的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展。近几年来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的微型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所有部门，尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位。目前，世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和。塑料模具一种用于压塑、挤塑、注射、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具，它主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模，由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状、不同尺寸的系列塑件。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。在我国，随着国民经济的高速发展，模具工业的发展也十分迅速。整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。 2006年，中国塑料模具总产值约300多亿元人民币，其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料，2006年中国共进口塑料模具约10亿美元，约合83亿元人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币，国产模具总供给约为230亿元人民币，市场满足率为73.5%。进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。2 化妆瓶的三维造型2.1 二维图加工尺寸说明分析 这张图纸是化妆瓶的二维图，它是通过旋转，然后倒圆角来完成的。2.2、造型图化妆瓶的三维图如下图2.3、分模在Solidworks中打开上图所示的化妆瓶三维图，通过“分型面”，“关闭曲线”，“分型面”，“切削分割”，顺序执行这些操作即可完成分模，分割出型芯和型腔。如下图所示。3 凹模加工化妆瓶的凹模加工加工思路：曲面粗加工挖槽、曲面精加工挖槽、外形铣削。3.1、曲面粗加工挖槽加工刀具轨迹：设置工艺参数。选择加工类型、曲面粗加工、曲面粗加工挖槽，出现曲面粗加工挖槽对话框，在对话框中设置各项参数； 3.2、曲面精加工挖槽加工刀具轨迹选择加工类型、曲面精加工挖槽，并设置参数。 3.3、外形铣削。4 零件分析4.1、零件的作用本课题做的是一个化妆瓶的吹塑凹模，它是模具中的一个零件，通过吹塑系统把塑料溶液浇筑到模具型腔，这样就可以形成一个化妆瓶。4.2、零件的工艺分析该零件属于薄壁型零件，形状较为简单。零件的装配基准为底座，其加工精度要求高，同时与工作面要求有较高的位置精度。该类零件在加工和使用过程中都要重点考虑零件的变形问题。设计人员为了提高零件抗变形的能力，在壁的一侧设计有一定高度的加强筋，从而使该类零件没有一个较为平整的基面可用来作为粗基准，所以给精基准的加工带来了较大困难。4.3、确定生产类型已知此模具的生产类型为小批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工 过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主。5 工艺规程设计5.1、确定毛坯的制造形式模具零件材料为合金钢。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单且为精密零件，且零件为小批大量生产，故选择精密铸造毛坯，毛坯精度为级。5.2、定位基准的选择定位基准是影响该零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。所以选择该零件的两侧面作为定位基准。（1）粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取下端面不加工表面作为粗基准，限制三个自由度。（2）精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的为精基准，限制四个自由度。5.3、制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。6 选择加工设备和工艺设备机床的选择：该零件的加工为较简单的加工，所以机床的选择为铣床加工。 选择夹具：该零件的生产纲领为小批量生产，所以采用普通夹具。 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。 选择量具：千分尺 其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。7 机械切削用量的确定1、铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。2、计算切削速度 按简明手册，V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA5032立式铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。3、校验机床功率 查简明手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。4、计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。参考文献1赵家奇编,机械制造工艺学课程设计指导书2版.-北京:机械工业出版社,2000.10.2李云主编,机械制造及设备指导手册.- 北京:机械工业出版社,1997.8.3孟少农主编,机械加工工艺手册.-2