葛志伟仪表模具.doc

引 言随着塑料工业的发展，塑料制品在现代工业生产领域中占有很重要的地位。在机电、仪表、化工、汽车和航天航空等领域，塑料已成为金属的良好代用材料并得到了广泛的应用，出现了金属材料塑料化的趋势。许多工业产品生产中不可缺少的组成部分。吸引外资能力的逐年增强，成为世界产品制造工厂地位愈加突出，而模具也在这其间扮演着越来越重要的角色。塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，是农业、工业、能源、交通运输等经济领域不可缺少的重要材料，其用途已渗透到经济和生活的各个领域，和钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱。模具是工业生产的基础工艺装备，被各行业广泛用于生产最终产品，其产生的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，被誉为“效益放大器”。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个地区制造水平高低的重要标志。作为最有效的塑料成形方法之一的注射成形技术具有可以一次成形各种结构复杂和尺寸精密的塑件、成形周期短、生产率高、大批生产时效成本低廉、易于实现自动化生产等优点，因此，塑料成形模具产量中约半数以上是注射模具。模具是用于生产批量产品(或零件)的一种工艺装备，不可能大量生产同一种模具，这就使其成为单件、小批量制造生产的典型代表；同时由于模具的形状复杂、制造精度要求高等特点，使得模具的制造与一般零件的加工相比有着更高的要求。模具成形表面的加工是模具零件加工中最重要的部分，如何选择和合理使用先进、实用、特色、配套的成形表面加工技术，直接关系到模具质量、寿命、成本和周期。模具的装配是整个模具制造过程中的最后一个阶段，它包括装配、调整、检验和试模等工作。模具的工作性能、使用效果和寿命等综合指标用来确定模具的质量，模具质量最终是通过装配来保证的。如装配不当，即使零件的制造质量合格，也不一定能装配出合格的模具；反之，当零件质量不十分良好时，只要在装配中采用合适的装配工艺措施，也能使模具达到设计的要求。因此，研究装配工艺过程和装配精度，采用有效的装配方法，采用合理的装配工艺，对保证模具质量有着十分重要的意义。在这次塑料模具设计的过程中，我们对塑料有了一个整体的认识与理解，并在设计过程中，对塑料模的性能，塑料结构的工艺性，以及注射模设计，塑料模制造工艺装配，由于电子技术和计算机科学的迅猛发展，促使模具制造业发生着深刻的变化。目前，数控机床以成为模具加工的主要设备，继而，CAD/CAM技术在模具领域也得到应用。在设计过程中我也遇到了很多困难，有专业性的也有非专业性的，解决这些问题让我更加深刻的掌握了模具设计的基础知识，做事也更加的缜密了，也锻炼了自己的耐心与毅力。在设计过程中，我运用了大量的计算机辅助设计，提高了效率。通过本次毕业设计，使我加深了对模具方面的认识，培养了我独立思考、解决问题的能力。 第一章 塑料的工艺分析1.1 制件产品要求塑料制品产品如图1-1所示，为某仪表外壳，要求表面美观，无斑点，无熔接痕，表面粗糙度达到Ra1.6，内部没有较高的粗糙度要求；材料为ABS，壁厚2，批量生产。图1-1 仪表外壳制件图1.2 塑料制件分析1.2.1 原材性能分析采用ABS材料成型。ABS材料在升温时黏度增高，因此应选择较大的成型压力；ABS易于吸水，成型前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时，应注意尽量减小浇注系统对材流有阻力影响；在正常成型工艺条件下，其壁厚、熔料温度对收缩率的影响很小，模具温度应根据制品的质量要求来确定。可以确定该塑料有良好的工艺性能，适宜于注射成形，成形前原材料要干燥处理。其中材料ABS密度为。1.2.2 制件精度要求此制件有三个尺寸有精度要求，分别是:66、46、18，均为MT2级（中等偏高的精度等级），在模具设计和制造中要严格保证这三个尺寸的精度要求。其余尺寸均无特殊要求，可按MT5级精度取公差值。1.2.3 制件的表面质量分析要求表面美观，无斑点，无熔接痕，表面粗糙度达到Ra1.6，内部没有较高的粗糙度要求。1.2.4 制件结构工艺分析外形为方形，腔体深为8.,壁厚均为2，总尺寸适中，成形性能好，制件要求保证成型后轮廓清晰，在制品上有一个突起的六边形凸台和一个对称突起的三角形标记。第二章注塑机的选用2.1选用注射机 根据制件的形状，选择为一模一件的模具结构，初步选取螺杆式注射成形机：XS-ZY-125.2.2计算制件的体积和质量依照零件的三维模型，利用三维CAD软件可以直接得出。产品体积：V1=9563.663，质量：M1=V=0.010=10g，大致可估算浇注系统体积：V2=1551.523，则单个成型周期总体积为11115.83，单个成型周期总质量为M=V=0.0117=11.7g。2.3有查阅资料初步确定制件注射成型工艺参数注射机最大注射量：1253锁模力：900kN注射压力：15000N/cm2最小模具厚度：200最大模具厚度：300模板行程：300注射机定位孔直径：100注射机拉杆间距：280260喷嘴前端孔径：4喷嘴球半径：SR12合模方式：液压-机械推出形式：两侧推出；中心距：230。2.4的工艺参数干燥处理：吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑料件必须经长时间预热干燥。模具温度：6068喷嘴温度：180190中段温度：210230后段温度：180200注射压力：7090 MPa塑化形式：螺杆式喷嘴形式：直通式注射时间：35s保压时间：1530s冷却时间：1530s成型周期：4070s第三章 模具结构设计3.1分型面的选择分型面选择原理为在塑件最大截面处，尽量取在材流末端，利于排气，保证塑件质量，该零件的分型面可以选择如图3-1在1和2面。如果选择在1面，1面由此产生的飞边会影响到产品的整体外观，因此该产品的分型面首选2面，制件采用的是一模一件成形，型腔布局为模具中间，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。图31分型面3.2浇注系统设计根据所选用的注射机，确定主流道呈圆锥形，锥度取3度；由于制件上端采用的是六边形空处进料，则采用测交口浇注。如图3-2图3-23.3型芯和型腔结构的确定考虑到加工的工艺性，型芯采用整体式、直通式结构，如图3-3；型腔采用组合式结构。如图3-4图3-3图3-43.4推出方式的选择由于该产品属于壳类制件，壁厚较薄，因此采用推件机构，这样推出平稳，保证塑件的质量，模具结构较简单。3.5温度控制的选择由于ABS是黏度较高的热塑性塑料，需要选择加热系统，但是制件形状小、批量小的原因所以取消模具的加热系统，在模具应用前需要用烤枪进行预热处理。在模具中应有使用冷却装置。3.6标准模架选用由于采用推件板推出结构，标准模架选用定模、动模并均为两板式的A4型，如图3-5。参数为150*150*30*20*50；其中150*150模架的长和宽分别为150*150;30定模板（A板）为30；20动模板（B板）为20;50垫板（C板）为50。图3-5第四章 模具设计校对4.1工作尺寸计算 制件的尺寸有两种：一种是有公差要求的，如66、46、18，均为MT2级，属于中等偏高的精度等级，在模具设计和制造中要严格保证三个尺寸精度的要求。因此这些尺寸的计算采用平均值法：如表4-1类型塑料件上的尺寸计算公式制造公差z收缩率Scp%计算结果型芯径向尺寸Z:IT7级精度Scp%:0.6%型腔径向尺寸Z:IT7级精度Scp%:0.6%表4-1另一种没有公差标注，在实际生产中，为简化计算，可以只考虑收缩率，其计算情况如表4-2，尺寸要求不高，也可以直接将尺寸带入相应的零件的工作尺寸当中。类型塑料件上的尺寸计算公式制造公差z收缩率Scp%计算结果型芯尺寸R6Z:IT7级精度Scp%:0.6%型腔尺寸18Z:IT7级精度Scp%:0.6%206394.51024Z:IT7级精度Scp%:0.6%31表4-24.5注射机的参数校核与XS-ZY-125注射机的主要参数做一个校核。1）注射量的校核制件的总体（塑件与浇注系统的总体积为11.1cm3，远小于注射机的注射量200cm3。2）闭合高度的校核有装配图可知模具闭合高度为：H闭=225，在注射机设计范围之内。3）模具安装部分的校核模具的外形尺寸，定位环的直径，浇口套的球面半径，小端孔径符合要求。4）模具开模行程为65符合要求5）顶出部分校核顶杆孔：50，符合要求。顶出距离为130，符合要求。所以本模具满足注射机装配要求设计。第五章 模具加工5.1模具加工模具材料选择为45#钢。1.对于型腔与型芯(包括定模板，动模板，镶件，型芯)的外形造型加工选择用加工中心铣削加工。2.在定模板，动模板，动模座板，定模座板，动模固定板，支承板，垫板，型芯，浇口套，定位环上的各种孔在铣床钻孔加工，螺纹孔需要攻丝。3.型芯，定模板，动模板，动模板固定板需要用数控线切割加工。4.型腔的三角形需要数控电火花加工。5.在模具装配的过程中需要磨床加工，打磨设备加工达到公差配合。6.浇口套使用车床加工，定位环使用铣床加工。7导柱，导套，推杆，复位杆，拉料杆选择标准件磨削到制定长度，螺栓选用标准件的六方螺丝（8.8级）。结 论掐指一算，毕业设计即将结束了，从选题到查找资料，再到动手设计，足足花了好几个月的时间。本次设计使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的数控加工工艺，主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。从衣架模具设计中体会到理论知识和实践动手方面存在着较大的差异，使得在设计中困难重重，不过也在当中学到了很多以前没有学到的知识。在模架的设计和数控加工方面 ，老师给我的帮助是最大的。及时纠正了我在设计当中的错误，因为没有接触到实际的东西，所以设计出来的东西跟实际生产有很多想矛盾的问题。例如在数控加工中，衣架头的一部分尺寸比较小，在数控模拟当中是可以加工出来，但是在实际当中很难达到加工的要求。盛老师马上指出这个加工的不足之处，必须分数控铣削加工和数控电极加工两部分，这样子才适合实际的加工工艺。这段时间当中我发现我对专业认识的还不够，很多关于制造和工艺的知识有待我们提高，更多的是需要我们自己去观察、实践、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。人就是在困难中慢慢的成长的。从一开始有些茫然到现在初有成就的喜悦，相信未来的结果一定是令人满意的。这个毕业设计充实了我的知识，也为我以后走上工作岗位奠定了基础，期盼获得收获的那一天！致 谢在毕业论文收尾时，这也意味着我在郑州工业安全职业学院的三年的学习生活既将结束。回首既往，自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。在这三年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的毕业设计是富有挑战的也是对我们三年专业学习的总结。模具是机械制造界一直探讨的热门话题，老师的谆谆诱导、同学的出谋划策及家长的支持鼓励，是我坚持完成毕业设计的动力源泉。在此，我特别要感谢我的毕业设计指导师郭慧杰老师。从毕业设计的选题、文献的采集、框架的设计、结构的布局到最终的论文定稿，从内容到格式，从整体模具设计到工艺制造过程，她都费尽心血。没有郭慧杰老师的辛勤栽培、孜孜教诲，就没有我毕业设计的顺利完成。感谢系的各位同学，与他们的交流使我受益颇多。最后要感谢我的家人以及我的朋友们对我的理解、支持、鼓励和帮助，正是因为有了他们，我所做的一切才更有意义；也正是因为有了他们，我才有了追求进步的勇气和信心。时间的仓促及自身专业水平的不足，整篇毕业设计肯定存在尚未发现的缺点和错误。恳请阅读此篇毕业设计的老师、同学，多予指正，不胜感激参考资料张荣清模具设计与制造M北京：高等教育出版社，2005张荣清模具设计与制造M（第二版）.北京：高等教育出版社，2008塑料模设计手册编写组塑料模设计手册M北京：机械工业出版社，2002张洪峰塑料模具设计与制造M郑州：河南科学技术出版社，2006美M.J.戈登塑料制品工业设计苑会林译北京：化学工业出版社，2005：84.李俊松塑料模具设计M北京：人民邮电出版社，2007郭铁良模具制造工艺学M北京：高等教育出版社，2006刘晋春，赵家齐，赵万生特种加工M北京：机械工业出版社，2007模具制造手册编写组模具制造手册M北京：机械工业出版社，1984王华山塑料注塑技术与实例M北京：化学工业出版社，2005甄瑞麟模具制造工艺学M北京：清华大学出版社，2005李奇，朱江峰模具设计与制造M北京：人民邮电出版社，2006孙凤勤模具制造工艺与设备M北京：机械工业出版社，2002黄义俊模具CAD/CAM 技术应用M北京：人民邮电出版社，2009冷真龙，莫盛秋 塑料成型工艺及模具设计 成都：电子科技大学出版社，2009附 录模具装配图目 录引 言1第一章 塑料的工艺分析31.1 制件产品要求31.2 塑料制件分