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1、河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书绪论大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡
2、镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构
3、调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模
4、具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。
5、由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。设计者：井川2008年5月8号第1章 模塑工艺规程的编制该塑件为盖板 ，其零件图如图1所示，本塑件的材料采用工程塑料ABS，尺寸精度为4级,生产类型为大量生产。技术要求：1 零件表面不得有毛刺，内部不得有杂质。 2 未注圆角半径为R0.53 材料：ABS图11.1塑件的工艺性分析1.1.1塑件的原材料分析 塑件的材料采用工程塑料ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),属热塑性塑料，是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯组成的三不共聚物.本身耐热性和溶性比HIPS佳,且具有光泽性.由于丙烯腈的腈基极性较强,所以冲击强度,拉伸强度及塑料
6、件的表面硬度均较HIPS佳.综合物理-力学性能更是优良. ABS树脂为浅黄色粒状或珠状树脂,熔融温度为217-237,热分解温度为250以上,无毒,无味,吸水率低,具有优良的综合物理-力学性能,优异的低温抗冲击性能,尺寸稳定性,电性能,耐磨性,抗化学药品性,染色性,成型加工和机械加工较好. ABS树脂耐水,无机盐,碱和酸类,不溶于大部分酸类溶剂,而容易溶于醛酮,脂和某些氯化氢中.ABS树脂热变形温度较低,不透明,可燃,耐侯性较差,其成型性能较好,流动性好,成形收缩率较小(通常为0.3-0.8%),比热容较低,在料筒中塑化效率高,在模具中凝固较快,成型周期短,但吸水性较大,成形前必须充分干燥,可
7、在柱塞式或螺杆式卧式注射机上成形.ABS ; 具有韧、硬、刚相抗衡的优良力学特性，绝缘性能好，耐化学腐蚀性，尺寸稳定性、表面光泽性好，易涂装和着色，但耐热性不太好，耐候性较差。密度约为1.021.05g/cm3 1.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.2.1.1结构分析 从零件图上分析，该零件总体形状为长方体，长度为120mm，宽度为60,高度为20的盖板.盖板内侧有两个侧突,长度为4,壁厚为3.由于侧突的存在,模具采用斜滑抽芯机构.此机构既方便脱模又动作连贯,效率高. 1.2.2.2尺寸精度分析 制件尺寸选用尺寸精度4级（GB/T144861993）,零件的尺寸精度中等，对应的模具相
8、关零件的尺寸加工可以得到保证。从塑件的壁厚来看，壁厚较均匀，有利于制件的成型。1.2.2.3表面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，内部不得有杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.2计算塑件的体积和重量计算塑件的重量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积：=2669.525mm3过程：将制件分成几部分,两个侧突,四个侧壁(不包括圆角部分),底板(不包括圆角部分),圆角组成的两个管状部分和半个空心球. 两个侧突的体积=2L B h=21242=192mm3四个侧壁的体积=L B h=
9、421122+1021122=7904 mm3，底板的体积=LBH=102422=8568 mm3，管状部分的体积=(R2-r2)h=3.14(81-49)11+1/23.14(81-49)102+123.14(81-49)42=8339.84，半个空心球的体积V =43(R3-r3)0.5=808.027mm3塑件的体积=192+7904+8568+8339.84+808.027=25811.8673计算塑件的重量：根据设计手册可查得工程塑料ABS的密度为=1.07g3，故塑件的重量为：= 25.8121.07= 27.61884g采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸、注塑时所需压力和工厂
10、现有设备等情况，初步选用注塑机为 XS-ZY-125型。XS-ZY-125型注塑机的参数： 公称注射量：192； 注射容量:125克螺杆（柱塞）直径:42mm; 注射压力：120MPa； 注塑行程：115mm; 注射方式:螺杆式；合模力:900KN；模板最大行程：300mm;模具最大厚度：300mm;模具最小厚度：200mm;1.3塑件注塑工艺参数的确定查找附录H和参考工厂实际应用的情况，增强ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际情况作适当调整。注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度选用160 中段温度t选用170 前段温度选用190； 注塑压力：选用 100MPa
11、（相当于注塑机表压 35kgf）； 注塑时间：选用 30s； 保 压：选用 72MPa（相当于注塑机表压 25kgf）； 保压时间：选用 5s；冷却时间：选用 30s。第2章 注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。2.1分型面选择 制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度，模具分型面的确定，浇口的设置，制品尺寸精度和质量等。因此，开始制定模具方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置；然后再考虑具体的生产条件（包括模具制造的），生产的批量
12、所需的机械化和自动化程度等其他设计问题。制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求：制品或制品组件(含嵌件)的正视图，应相对于注塑机的轴线对称分布，以便于成型；制品的方位应便于脱模，注塑模塑时，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模；当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相垂直，那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案；长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平面开
13、模的，应将制品的长轴安置在与模具开模相垂直的方向。这样布置可显著减小模具厚度，便于开模和取出制品。但此时需采用抽芯距较大的抽芯机构(如杠杆的、液压的、气动的等)；如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的安置有专门要求;最后制品位置的选定，应结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。选择分型面的原则是：脱出塑件方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保塑件质量,无损塑件外观、设备利用合理。所以，模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。根据以上规则，由于该塑件为盖板，表面质量无特殊要求，且制
14、件高度不高,所以选择最大截面处为分型面，即下图所示。此外,垂直于轴线的截面形状比较简单和规范，选择下图所示水平分型方式既可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度又便于成型后出件。故选用下图所示的分型方式较为合理。这样有利于成型后，塑件的脱模。还有利于注塑时塑料产生气体的排放。2.2确定型腔数目根据经验,模具每增加一个型腔,塑件的尺寸精度要降低4%,故有 N3=M-d%LZ/(d%LZ4%)+1 将上式简化得 N3=(2500M/dLZ )-24 式中 N3-由塑件决定的型腔数 LZ-塑件上决定制品精度的一个典型的公称尺寸() M-该LZ尺寸的公差值的1/2 d-采用单型腔模具时,该种注塑件能达到
15、的公差系数PS ABS PC 可取d=(0.05-0.07)若N3为负值,则不能达到精度要求.N3=(2500M/dLZ )-24=(25000.2/0.05108)-24=530制件尺寸精度满足要求,塑件注塑时采用一模两件.2.3确定型腔的排列方式 本塑件在注塑时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素拟采取如图3所示的型腔排列方式。采用3所示的型腔排列方式的最大优点就是流动支路平衡，这种情况是指相对于主流道按一定布局分布的各个型腔，从主流道到达各个型腔的分流道、浇口，其长度、断面形状和尺寸都完全相同、即到达各型腔的流动支路是完全相同的。只要对各个流动支路加工的误差很小，就能保证各个型腔同时充模，压力相同。2.4浇注系统设计2.4.1主流道设计直浇口式主浇道呈截锥体,主浇道入口直径d应大于注射机喷嘴直径1左右.主浇道入口的凹坑球面半径R应大于注射机喷
