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机械毕业设计论文
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模具毕业设计44铰链村套的成型与制造,机械毕业设计论文
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毕业设计用纸 第 - 1 - 页 共 24 页 中文摘要 模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。 根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七 是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。 随着塑料制品在我们身边应用的越来越广，许多金属件慢慢被一些改性性塑料所代替。塑料工业得到了迅猛的发展，它的发展带动了塑料注射模的发展，使其成为当今很热门的行业。 关键词 ： 金属件， 塑料模具 ， 注射模 nts 毕业设计用纸 第 - 2 - 页 共 24 页 ABSTRACT Die in accordance with domestic and international market development, the experts predicted that Chinas future after the mold industry structure adjustment, the top 10 will show a trend of development: First, the increasingly large die and the other is the precision molds will become more and more high-third is Multi-functional complex mold will be further developed; Four die in a hot runner in the plastic mold will gradually increase the proportion of Fifth mold and gas-assisted injection molding, and other high-voltage adaptation of the mold will have greater development of standardization and 6 Die Die is the standard The pieces will be increasingly widespread application; seven rapid economic mold is very broad prospects for; eight die-casting mould is the ratio will continue to increase, while the die-casting mould of the magnitude and complexity of life will also be raised higher and higher requirements for the plastic mold of the 9 Will continue to increase ratio of 11 is the mold will continue to improve the technological content, in the proportion of high-grade mold will continue to increase, this product is the result of the restructuring mold the future trend of changes in the market. Die die manufacturing technology modernization is the basis for industrial development. With the plastic products around us of the increasingly wide, many pieces of metal by some modification of the slowly replaced by plastic. Plastics Industry has been the rapid development, its development has driven the development of plastic injection mould, making it very popular in todays industry. Key words: pieces of metal, plastic molds, injection - nts 毕业设计用纸 第 - 3 - 页 共 24 页 目录 第一章 前 言 4 第二章 注塑机简介 2 1注塑机基本结构 5 2.2注塑机工作原理 6 2.3成型周期 (过程 ) 6 2.4注塑机液压系统简介 6 2.5注塑机控制系统简介 6 2.6注塑机加热系统简介 6 2.7主要参数：压力 /速度 /时间 /位置 7 2.8辅助设备： 7 第三章课程设计 3.1课 题设计 8 3.2塑件分析 8 3.2.1塑件尺寸图分析 8 3.2.2塑件的成型方法 8 3.2.3塑件成型的工艺参数 9 3.2.4 根据塑件的的计算重量或体积，选择注射机的型号规格，确定型腔数 . 3.3模具结构 10 3.3.1模具的分型面 10 3.3.2型腔布置 10 3.3.3浇注系统 10 3.3.4浇口的样式及尺寸 11 3.4模具装配图 16 3.4.1装配图 16 3.4.2工作原理 16 第四章 设计小结 21 参考文献 21 致谢 22 nts 毕业设计用纸 第 - 4 - 页 共 24 页 第一章 前言 模具是工业生产的基础工艺装备，被称为 “工业之母 ”。 75%的粗加工工业产品零件、 50%的精加工零件均由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济的基础工业，模具涉及汽车、家电、电子、建材、塑料制品等各 个行业，应用范围十分广泛。 模具又是 “效益放大器 ”，用模具加工产品大大提高了生产效率，而且还具有节约原材料、降低能耗和成本、保持产品高一致性等特点。在国外，模具被称为 “金钥匙 ”、 “进入富裕社会的原动力 ”等等。据国外统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是 1:100，即模具发展1 亿元，可带动相关产业 100 亿元。 具行业是技术、资金密集型的行业。近年来，我国模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度：塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模 具厂家数量及能力增加较快。 数据显示，我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国。当今世界正进行着新一轮的产业调整一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化，我国模具行业迎来新一轮的发展机遇的同时，也将面临巨大的挑战。 根据 “十一五 ”模具行业发展的任务与目标，我国模具行业要努力解决发展中存在的诸如总量供不应求、产品结构不够合理、工艺装备水平低、配套性不好、利用率低、技术人才严重不足、专业化程度低、高 档产品市场缺席等问题，使我国模具行业向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展，在良好的市场环境中稳步前进。 根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时 对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。 本课题主要针对铰链村套注塑模的设计而进行的研究，如何完成铰链村套的设计与投入生产，近而设计出了铰链村套的注塑模。那么铰链村套注塑模如何更好的完成注塑工作，并能保证尺寸精度及使用功能，让模具使生产更简单更迅速，又能提高材料的利用率。当然，模具本身要符合设计与制造实际要求，在保证设计方案可行的基础上，要保证制造成本等方面合 理可行。 nts 毕业设计用纸 第 - 5 - 页 共 24 页 第二章 注塑机简介 一般来说，塑料注射模都是安装在注塑机上来成型塑料件的，所以在设计注射模具之前应该简单的了解一下注塑机一些基本结构，为接下来的设计做准备。 2 1注塑机基本结构 一般的注塑机主要有合模单元，模具，控制面板，注射单元，顶出单元，基坐六部分组成 （见图 1） 。 合模单元基座模具控制面板注射单元顶出单元图 1 注塑机的基本结构 各单元功能： 合模单元：使固定其上的模具完成开、关动作，并且在 注射时对模具保持高压夹紧力。主要部件：锁模油缸、静模固定板、动模固定板。 模具：依据不同产品，开发出可以连续大批量生产某种塑胶件的工具。熔体在模腔内冷nts 毕业设计用纸 第 - 6 - 页 共 24 页 却定型。主要部件：动、静模等。 控制面板：是注塑机所有动作指令的面板。 注射单元：将塑料粒子转化为均匀的熔融体，并将其射入模具。主要部件：料斗、料管、螺杆等。 顶出单元：开模时，使冷却成型后的产品脱离模具。主要部件：顶杆、顶杆固定板等。 基坐：起支撑注塑机的作用。 2 2注塑机工作原理 塑料粒子通过料斗加入料管中 ,在加热和剪切的作用下，将塑料融化，并以高压 高速推动熔体经喷嘴射入模具中，经模具冷却定型后，形成产品并取出。 2 3 成型周期 (过程 ) (1) 合模及锁模 (2) 射出并保压 (3) 加料及松退 (4) 加料同时冷却定型 (5) 开模 (6) 顶出产品 (7) 顶退 2 4注塑机液压系统简介 以电为原始能量，通过电动机带动油泵产生液压压力，通过液压控制系统（比例阀，压力阀，流量阀，换向阀等）控制注塑机各部分动作（压力，速度，方向）。 2 5注塑机控制系统简介 以 CPU为中心，以感应器为侦测点，侦测注塑机各部分工作状况。并按设定 程序发出指令信号至各液压系统，控制系统，令机器完成相应动作。 nts 毕业设计用纸 第 - 7 - 页 共 24 页 2 6注塑机加热系统简介 控制料管温度，液压温度及下料口温度 2 7主要参数：压力 /速度 /时间 /位置 压力的大小，速度的快慢，时间的长短都会对产品的质量有很大的影响，所以在工作的时候一定要控制好所有的参数大小。以保证有交好质量的产品。 2 8辅助设备： 机械手 烘料干燥机 热流道控制器 nts 毕业设计用纸 第 - 8 - 页 共 24 页 第三章课程设计 3.1.1塑件尺寸分析 名称：铰链衬套 材料： POM 未注公差按一般精度等级选用 机床：自行选定 型腔数：一模 6 件 3.3.2塑件的成型方法 根据零件所给的尺寸和精度要求对零件进行标注，其标注如图 1 所示： nts 毕业设计用纸 第 - 9 - 页 共 24 页 图 1 塑件图 3.3.3塑件成型的工艺参数 塑件的原材料分析 ,如表 1 所示 表 1 塑件的原材料分析 塑料 品种 结构 特点 使用 温度 化学 稳定性 性能 特点 成型 特点 聚甲醛 （ POM） 聚 甲 醛表 面 硬而滑，呈淡黄色，薄 壁 部分 呈 半透明状 热分解温度 220240 成型温度 195220 聚甲醛常温下一般不溶于有机溶剂，能耐醛、酯、醚、烃及弱酸、弱碱，但不耐强酸。耐汽油及润滑油性能也很好。有较高的电气绝缘 性能 聚甲醛有较高的机械强度及抗压、抗压性能和突出的耐疲劳强度，特别适合于作长时间反复承受外力的齿轮材料。甲醛尺寸稳定、吸水性小，具有优良的减摩、耐磨性能。聚甲醛能耐扭变，有突出的回弹能力，可用于制造塑料弹簧制品。 聚甲醛成型收缩率大，熔点明显（ 153160）。聚甲醛溶体粘度低，粘度随温度变化不大。在熔点附近聚甲醛的熔融或凝固十分迅速，所以，注射速度要快，注射压力不宜过高。 结论：熔点温度在热分解温度和成型温度以下，适合成型。 注射速度要快，不宜超过 30min，注射压力不宜过高。 吸水小，可以不经干燥处理。 成型收缩率大，查附表 B 得其收缩率为 1.2%3.0%，且收缩率不好解决，在设计模具时应注意。 1 分析塑件的成型工艺性 壁厚要均匀，允许的最小厚和最大厚的最大比为 3 1; 壁厚要适中，且不能太薄，最小壁厚查表 3.14 得 0.8mm。 nts 毕业设计用纸 第 - 10 - 页 共 24 页 根据塑件图可知，塑件的壁厚为 1mm,满足最小壁厚的要求。 结论：由分析可确定为注射成型的模具。 塑件基本参数的计算与注射机的选用 1 根据塑件图样及产量等要求，确定该模具的型腔数目为一模 6 件。 2 计算单件塑件的体积与质量 塑件的体积的计算 经计算塑件的体积为 V 2.8 塑件的密度，查表得聚甲醛的密度为 =1.41 塑件的质量为 W=V* =2.8x1.41=3.948g 3.初步选用成型设备 采用一模 6件的模具结构，考虑其外形尺寸，注射时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注射机型号为 XS-ZY-125。 模具类型及结构的确定 1 根据塑件的成型工艺方案确定模具的类型为注射模。 2 确定模具结构方案 塑件成型位置及分型面的选择 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具整体结构、浇注系 统的设计、塑件的脱出和模具的制造工艺等有关，所以应根据分型面选择的原则和塑件的外形合理的选择分型面。该塑件为回转类零件，表面质量无特殊要求，总高为 15mm ,截面形状简单、规范，其分型面的形式如下图所示： 型腔数目的最后确定及型腔的排列 根据设计要求最后确定型腔的排列分布图如下图所示： nts 毕业设计用纸 第 - 11 - 页 共 24 页 成型零件的结构 其 零件的结构草图如下图所示： nts 毕业设计用纸 第 - 12 - 页 共 24 页 浇注系统的设计 浇口套的设计 由于初选注射机的型号为 XS-ZY-125，查表 4.2 得喷嘴圆弧半径为 12mm，喷嘴孔直径为 4mm 。主流道通常设计在浇口套中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大 1 2mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大 0.5 1mm。其设计尺寸如下图所示： 主流道的设计 由于在前面的设计中将主流道设计在浇口套中，即其图和尺寸如上图所示： 分流道的设计 该塑件的形状不是很复杂，熔料填入型腔也比较容易，根据型腔的布局图可知分流道的长度不是很长，为了便于加工选择其截面形状为半圆形的分流道，由于聚甲醛的流动性好，取其截面的半径为 3mm,截面形状如下图所示： nts 毕业设计用纸 第 - 13 - 页 共 24 页 截面形状图 浇口的设计 根据塑件的材料为聚甲醛（ POM），以及塑件的形状和型腔数，查表 5.2 的该塑件可选的浇口形式有点浇口和伏浇口两种形 式，下图分别为两种浇口的设计形式： 侧浇口 nts 毕业设计用纸 第 - 14 - 页 共 24 页 潜伏式浇口 比较：由于潜伏浇口在制造是不易制造，浇口与型腔相连时有一定的角度，形成了能切断的刃口，这一刃口在脱模或分型时形成的剪切力可将浇口自动切断，不过对于较强韧的塑料则 不宜采用，但其得到的塑件的表面质量较好。而侧浇口的截面小，其减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，且不留明显的痕迹，适合于表面质量要求不是很高的塑件，该塑件的型腔不是很深，排气也较好。故选择浇口的形式为侧浇口。 型芯、型腔的设计 为了方便加工，选择组合式的型腔，具体的结构图如下图所示： 型腔结构图 推出机构和拉料杆的结构形式 由上面的结构草图和零件形状，推出机构选用推板推出，拉料杆选用球头拉料杆。 选用标准模架 根据结构草图， 查标准手册，选用的标准模架为 160x160 中的 A4型，其相关尺寸如nts 毕业设计用纸 第 - 15 - 页 共 24 页 下图所示： 160x160 模架 A4 型 通过查表，计算模具闭合高度 Hm=20+A+16+B+32+C+20=88+40+20+63=211mm 一 校核模具与注射机的有关尺寸 最大注射量的校核 由式 4.5， nm + m1 Kmp 知， mp为注射机允许的最大注射量， n 为型腔数， m 单个塑件的质量， m1为浇注系统所 需的塑料质量， K 为注射机最大注射量的利用系数，取0.8。 由前面的计算可得： m=3.948g， n=6， m1=5g 即 6X3.948+5 0.8Xmp mp 35.86g 经查得注射机的最大注射量为 125g，所以最大注射量满足要求。 校核锁模力 由式 4.6知， Fz=p(nA+A1) Fp， p为注射压力，查表 4.1得 p=35MPa， Fz=35x0.8x6x3.14x（ 17x17-12.1x12.1） +6x6x35=111KN 查表 4.2得 该注射机的锁模力是 900KN，所以满足要求。 校核最大最小模厚 查表 4.2 得注射机 XS-ZY-125 得最大模厚为 300mm，最小模厚为 200mm，而 Hm 为211mm，即满足要求。 开合模行程校核 查表 4.2得注射机 XS-ZY-125的最大开合模行程 S=300mm， S H1+H2+（ 5 10） =35mm，满足要求。 5.模具拆分解图 nts 毕业设计用纸 第 - 16 - 页 共 24 页 模具 拆分图 二 模具零件的尺寸计算 根据塑件的精度要求为一般精度，取 x 值为 0.5，查附表 B 得聚甲醛的最大收缩率和 最小收缩率分别为 3.0%和 1.2%，即其平均收缩率为 2.1%。 nts 毕业设计用纸 第 - 17 - 页 共 24 页 3.4模具的装配图 nts 毕业设计用纸 第 - 18 - 页 共 24 页 3.5绘制模具的零件图 1. 型芯固定板 2. 定模板 nts 毕业设计用纸 第 - 19 - 页 共 24 页 3. 型芯 4. 镶块 nts 毕业设计用纸 第 - 20 - 页 共 24 页 5. 推件板 nts 毕业设计用纸 第 - 21 - 页 共 24 页 6. 拉料杆 nts 毕业设计用纸 第 - 22 - 页 共 24 页 第四章 设计小结 本课题主要是针对盒盖的模具设计 ,通过对塑件进行工艺的分析和比较 ,最终设计出一副 注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是
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