行程手柄压铸模具设计论文.doc

个人收集整理 勿做商业用途广东工业大学立学院课程设计（论文）行程手柄压铸模具设计论文2013 年 12 月 目 录摘要 - 4引言 - -41、机械加工工艺规划 - -5-1。1 机械加工工艺规划基本原则 - 6-1.2 机械加工工艺规划原始资料 - 7-2、塑件分析 - 8 2.1塑料工艺分析- 9-2。2塑料工艺 -102.3确定模具总体形状-10-3、毛坯的确立 -11-4、成型零件的设计- 12 -4。1 选择标准模架 - 12 - 4。2 工作尺寸的计算 -12-4、机械加工工艺规划 - 12 4.1 机械加工工艺规划基本原则 - 12 4。2 机械加工工艺规划原始资料 - 13-4.3型腔侧壁和底板厚度计算 -144.4选择标准模架 -144.5确定模架组合形式 -14-5、模具加工工艺过程卡 -166、模具加工工艺卡 -177型腔的加工 -19-7。1机械加工工艺路线 -197。2 工艺比较 -207。3刀具夹具量具的选取 -207。4确定加工尺寸 - 218、结束语 - 218.1模具设计的创新与特色总结 -21-8。2论文存在问题与解决设想 -229、参考文献 - 22注塑模隔弧板设计说明书摘要：随着现代塑件制品的使用广泛且形状要求越来越精确，塑料模具的设计的要求也越来越高，同时在塑料制品中,高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成型设备都是成型优质塑件的重要条件。计算其尺寸设计出顶出机构、流道、水路、模架等尺寸,利用UG和CAD对产品进行分析二维和三维的总装图和零件图.关键词：塑料模、UG(CAD/CAM)。Abstract:With modern plastic products were widely used and increasingly demanding precise shape， plastic mold design requirements are also getting higher and higher。 At the same time in the plastic products, high-quality die design, advanced mold manufacturing equipment and reasonable processing， highquality materials and modern mold forming high-quality equipment are forming an important condition for plastic parts. Plastic products in the use of the mold design UG (CAD / CAM) software for the plastic parts forming a comprehensive analysis of the basic structure of mold design exposition. 个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理，勿做商业用途Keywords：plastic mold 、UG（CAD/CAM)引言：模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母，现代模具行业是技术、资金密集型的行业。作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业,应用十分广泛，绝大部分塑料制品由模具成型。如今，模具因生产效率高、产品质量高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到广泛的应用；特别是在制造业中,它起着其他行业无可取代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着巨大的影响.近年来,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.本次设计中进行分析工艺性，材料性能进行分析.完整设计出了整副模具的机构，热流道、冷却道、顶出机构、模架的选择，并且利用UG和CAD出了许多的零件图，和总装图，在设计的过程中发现模具的需要严谨的态度，精密的计算。模具设计已从人工经验设计方式转化为依靠计算机辅助设计的方式。广泛采用模具CAD/CAE/CAM技术，使模具设计、计算机分析、生产装备、数控加工、检验、试模等工作一体化，设计数据直接经过网络和数据库管理系统传递到各个生产部门，大大缩短模具生产周期。此外,成形过程计算机模拟，并行工程、人工智能，快速原型制造等先进制造技术的应用，以及模具标准化、专业化生产等也为缩短供货期起了重要作用.1、机械加工工艺规程制订生产过程与机械加工工艺过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。1 计算零件的生产需求、确定生产类型；2 分析产品图样和零件图样主要包括零件的加工工艺性、装配工艺性、主要加工表面及技术要求，了解零件在产品中的功用；3 确定毛坯的类型、结构形状、制造方法等;4 拟订工艺路线包括选择定位基准、确定各表面的加工方法、划分加工阶段、确定工序的集中和分散的程度、合理安排加工顺序等;5 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；6 选择设备及工艺装备；7 确定切削用量及计算时间定额；8 填写工艺文件。1.1机械加工工艺规程的一般原则机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个步骤.首先是拟定零件加工的工艺路线,然后再确定每一道工序的工序尺寸、所用设备和工艺装备以及切削规范、工时定额等。这两个步骤是互相联系的，应进行综合分析。工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序,以及整个工艺过程中工序数目的多少等。1、先加工基准面零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准.称为“基准先行”。2、划分加工阶段加工质量要求高的表面，都划分加工阶段,一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备;便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。3、先孔后面对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔。这样就可以以平面定位加工孔,保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便.4、主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨等），应放在工艺路线最后阶段进行，以免光整加工的表面，由于工序间的转运和安装而受到损伤。上述为工序安排的一般情况。有些具体情况可按下列原则处理。（1）、为了保证加工精度，粗、精加工最好分开进行。因为粗加工时，切削量大，工件所受切削力、夹紧力大，发热量多,以及加工表面有较显著的加工硬化现象，工件内部存在着较大的内应力，如果粗、粗加工连续进行，则精加工后的零件精度会因为应力的重新分布而很快丧失.对于某些加工精度要求高的零件.在粗加工之后和精加工之前，还应安排低温退火或时效处理工序来消除内应力。(2)、合理地选用设备。粗加工主要是切掉大部分加工余量,并不要求有较高的加工精度，所以粗加工应在功率较大、精度不太高的机床上进行，精加工工序则要求用较高精度的机床加工。粗、精加工分别在不同的机床上加工，既能充分发挥设备能力，又能延长精密机床的使用寿命.（3)、在机械加工工艺路线中，常安排有热处理工序。热处理工序位置的安排如下：为改善金属的切削加工性能，如退火、正火、调质等,一般安排在机械加工前进行。为消除内应力，如时效处理、调质处理等，一般安排在粗加工之后,精加工之前进行。为了提高零件的机械性能，如渗碳、淬火、回火等，一般安排在机械加工之后进行。如热处理后有较大的变形，还须安排最终加工工序(精磨）1.2制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程时,必须具备下列原始资料：1有关图纸：装配图、零件图、毛坯图2生产纲领3现场条件：设备规格、负荷、精度、工具夹具 4国内外先进经验及有关技术手册 2、塑件分析（a)(b)图 1 塑件图（a）塑件二维图；（b）塑件三维图塑件描述(1)塑件名称:隔弧板（如图1所示）(2）塑件材料为PP(3）大批量生产,塑件表面不得有飞边、熔接痕、无气泡、无划伤和 白斑等外观缺陷（4）未注圆角为R2（5)表面粗糙度达到Ra1。6(6)未有尺寸按MT6级精度计算 2.1、塑件的工艺分析2。1。1塑料（1）品种：PP(2）颜色:绿色（3）结构特性：线性结构为结晶型（4)基本特性：PP塑料在工业生产中广泛应用，PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0.91g/cm3(比水小）。通用塑料中,PP的耐热性最好，其热变形温度为80100，能在沸水中煮，PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”，PP的综合性能优于PE料，PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害,它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。 （5）材料的成型性能分析:结晶料，吸湿性小,易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解. 流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔，凹痕,变形。 冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度。料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形 塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。2。2。塑件工艺（1）尺寸精度:该塑件未标注公差尺寸， 故公差等级取MT6级精度计算.(2）表面质量要求：该塑件为汽车座椅调节器支架,要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，表面粗糙度可取Ra1.6.(3)结构工艺性：此塑件为圆形塑件，整体尺寸为R42cm，厚度基本均匀为12mm，属于中小型塑件。（4）通过以上分析,此塑件可以采用注塑成形生产，又因为模具寿命要求要达到10万次,塑件产量要达到25万件，属于大批量生产，采用注塑成形具有较高的经济效益。图3 型腔布局2。2.3、确定模具总体结构类型对塑件表面的要求较高,要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，所以采用侧浇口成形。方案一:普通两板模结构是注塑模中最简单的一种结构形式，这种模具只有一个分型面。方案二:三板模结构,三板模也是注塑模中较为常见的一种结构，但是比较繁琐.综合考虑,选择两板模.3、毛坯的确立根据零件材料确定毛坯为ABS，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为0.1 kg。生产类型为中小批量,可采用一模一腔注射毛坯.由参考文献可知,差得该材料件的尺寸公差等级CT为810级,加工余量等级MA为G级，故CT=10级,MA为G级。表3。1用查表法确定各加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明R40的曲面40H4.0顶面降一级R5的曲面5H3。0顶面降一级R464的曲面464G2。5顶面降一级R549的曲面549H3。0顶面降一级18的圆柱孔18G2.5孔降一级凹槽和长方体26H3。0孔降一级,双侧加工表3。2由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表：主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTR40的曲面404。0443。2R5的曲面56112.2R464的曲面46454692。8R549的曲面5496。05552。618的圆柱孔185232.4凹槽和长方体266322.2所以毛坯图如下：4、成形零件设计4。1结构设计 型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式.考虑到塑件大批量生产,则应选用优质模具钢,为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外,组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。为便于装拆，型腔采用整体嵌入式。4。2工作尺寸计算（因为是未注公差按MT6计算）对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算. 查表可知洦PP的平均收缩率Scp=1。15型芯径向尺寸84+0。46 LM=(LSLSScp3/4）z =(84+84.461。15%+0.463/4）-（0.46/4） =85.30.115 型芯高度尺寸 12+0。32 HM=（HS+HSScp+2/3)z =（12+121。15%+2/30.32)-（0.32/4） =12。520.08 型腔径向尺寸 840.46LM=(LSLSScp3/4） +z =（84+841.15%3/40.46）+(0.46/4） =85.3+0.115型腔深度尺寸 10-0。28 HM=(HS+HSScp2/3） +z=（10+101.15%2/30。28） +（0。28/4）=10.34+0。07 型芯圆角 R5 LM=（LSLSScp）z =（5+52.25)-0.01=5.120.01型腔圆角 R2 LM=（LSLSScp)+z =(5+52。25%）+0。01=5。12+0。014。3型腔侧壁和底板厚度计算整体式型腔结构其特点牢固、不易变形、不会是塑件产生拼接线痕迹.但是加工困难热处理不方便.组合式简化加工工艺减少热处理拼合处有间隙，利于排气，便于维修，节省贵重的模具钢,其要求的精度较高，组合结构必须牢固。由于此零件的规格较小大R42所以采用组合式H1/l=12/42=0.29 查表得C=0.015 W=0.09 l/b=84/84=1查表得a=0.25 c=0.013S=135 T=1274.4选择标准模架4。5确定模架组合形式采用推杆推出机构,定模和动模均由两块模板组成，有许多的模架DUM和LIM的现成的模架,所以采取的是 LIM（SG） 4。5。1计算型腔模板周界长度N=127+125=251宽度L=1352+522=3744。5。2选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度，N=374最接近于标准尺寸400，则选400L；然后从L系列标准尺寸中选择接近于L= 251的250。最终确定的模架规格为250400。4。5。3确定模板厚度A板 定模板,用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则A板厚度等于型腔镶块厚度，型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=45，选取标准中A板厚度HA=50mm。B板 动模板,用来固定型芯，采用通孔台肩式，B板厚度=（0。51）型芯高度，则B板厚度HB在5070之间,标准化取HB=70mm。C板 垫板，形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度推杆固定板厚度塑件推出距离,保证把塑件完全推离型芯。此模架推杆垫板厚度=15mm，推杆固定板厚度=15mm,塑件推出距离=型芯高度+（510）cm，选推出机构移动空间要足够推出塑件，HC=80 mm。此设计中模架标准采用FUTABA标准模架,如图4所示。图4 模架5.型腔加工工艺过程综合卡片 6.型腔加工工序卡片7、型腔的加工7.1机械加工工艺路线7。1.1工艺路线方案一 工序一 外形铣削 工序二 组合槽的挖槽 工序三 组合槽2的挖槽工序四 曲面挖铣工序五 6个直径5mm圆钻孔、4个直径30mm圆挖槽7.1.2 工序一 外形铣削工序二 组合槽的挖槽工序三 组合槽2的挖槽工序四 6个直径5mm圆钻孔、4个直径30mm圆挖槽工序五 曲面挖铣7。2工艺比较:上述两个工艺方案的不同点在于：方案一先铣曲面再钻孔挖槽，方案二则是先钻孔挖槽再铣曲面。因为作为模具的型腔,必须考虑铸件的受力变形，两个方案比较,方案一比较中心精度比较高以及安装到铣床上精度也比较好掌握和操作。因此，选择方案一是比较合理的7。3刀具量具夹具的选取7.3。1 选择夹具本零件使用通用铣床夹具即可。7.3。2选择刀具，根据不同的工序选择刀具1.铣平面铣刀依据资料选择高速钢圆柱平底铣刀直径d=10mm,齿数z=4 2。中间挖槽粗加工挖槽用高速钢圆柱平底刀直径d=6mm，齿数z=43.中间挖槽精加工挖槽用高速钢圆柱球刀直径d=4mm.7。3。3选择量具 因为本零件属于小批量生产，而且属于模具模仁零件，外形精度和配合精度比较高，三坐标测量仪进行测量,查看资料可选用DRAGON手动系列测量主机DRAGON654，测量范围X轴500，Y轴600，Z轴400，示值误差E 3.5+L/200。7.4确定加工尺寸7.4.1工序01面的加工加工长度的为5mm，毛坯的余量为0。02m。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完.7.4.2工序02粗加工挖槽 加工深度为12mm，选用粗加工挖槽，螺旋下刀，预留量为0。027.4.3工序03粗加工挖槽 加工深度为4mm,选用粗加工挖槽，螺旋下刀，预留量为0。027.4.4工序04面的加工加工长度的为5mm，毛坯的余量为0。02m。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完.7.4.5工序060面的加工加工深度的为35mm,毛坯的余量为0.02m。对精度要求不高的孔和槽,在粗加工就是一次就加工完.8、结束语8。1模具设计的创新与特色总结本人的设计的产品是隔弧板，隔弧板是一个注重质量的产品，强调外表轮廓的统一性,所以为了保证塑件外形的能够比较圆滑,先建立一个整体外形，然后建立细节特征。用此方法做出来的遥控器外形比较圆滑，也不用太多考虑装配的问题，设计也简单。 在模架的设计方面,主要是应用UG的外挂程序：Mold wizard专家模具系统，Mold wizard有一个比较完整的数据库，包括各大模架供货商个比较完整的系列的模架,而且有各种标准,从A、B、C板到顶针,水道，斜销机构，这些都是标准件，只要选定型号，尺寸，就可以直接向供货商订货，这也正满足了现代模具设计标准化的需求.8。2论文存在问题与解决设想 在设计过程中出现了很多问题.首先,在建模时，做过好几个主控件,都导成圆角后，就可以了.开始生成模具时,我对模具的结构不够了解所以开始分模面没有尽可能变成平面，这样加工会很难，后来用EXTEND命令，先把分模面延伸到一个平面，再延伸到工件的外表面，于是，分模面可以尽可能使平面。在设计流道时，由于流道的尺寸太小，浇口太小，浇口位置不合理，造成了注塑时间长和浇注质量很差，后来对流道和浇口的设计进行了改善,最后出来的质量好了很多。在出工程图时，是先在在UG中生成.drw文件,然后转化成.dwg文件，再用AUTOCAD打开，进行编辑，使用AUTOCAD的模板，在这个过程中也有很多问题。比如,UG中工程图的配置文件不完全，导致从UG到AUTOCAD文件的比例不对.此外，由于自己时间和技术的限制，鼠标上盖的卡口没有做，模具中这个特征也没有,如果要作这个特征，要在EMX模具专家系统中选择斜销机构,再选择尺寸。经过这次设计,我了解了模具设计的全过程，碰到了很多问题，也得到了很多经验。9、参考文献1)高佩福。实用模具制造技术M.北京：中国轻工业出版社， 1999 2)任鸿烈。塑料成型模具制造技术M。广州:华南理工大学出版社，2003 3) 黄毅宏,李明辉.模具制造工艺M.北京机械工业出版社， 1996 4) 赵昌盛.实用模具材料应用手册M。 北京：机械工业出版社， 2005,- 22 -