【文章內(nèi)容簡介】 升 . 注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法，該方法全部熱塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其他成型方法望塵莫及的。由于注塑成型加工不僅產(chǎn)量多，而且運用于多種原料，能夠成批，連續(xù)的生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，高速化，因此，具有得極高的 經(jīng)濟效益。 作為注塑成型的加工的主要工具之一的注塑模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面的水平的高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。 與其他行業(yè)相比模具制造業(yè)存在成本高，要求制造周期短、技術(shù)性強的特點，目前，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機的應(yīng)用，這些問題得到很大的改善。由于有了計算機輔助設(shè)計和計算機輔助加工，從根本上改變了模具生產(chǎn)的面貌，可靠地保證了模具所生產(chǎn)的精度與質(zhì)量。預硬、易切削以及高光亮等，新型模具材料的應(yīng)用，大 大地方便了加工幾熱處理。另外，模具標準件和標準件為基礎(chǔ)的特殊定制零件的普及，明顯地縮短了模具制造周期。 近年來，塑料成型加工機械和成型模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計和制造技術(shù)角度來看，模具的發(fā)展趨勢主要有以下幾方面： 6 （ 1）加深理論研究 在模具設(shè)計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計 以由經(jīng)驗設(shè)計段逐漸向理論計算設(shè)計方面發(fā)展。 （ 2）高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)，如高效冷卻以縮短成型周期；各種能可靠 地自動脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機構(gòu)；熱流道澆注系統(tǒng)注射模具等。高速自動化的塑料成型機械配合以先進的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低成本起了很大的作用。 （ 3）大型、超小型及高精密 由于塑料應(yīng)用的擴大，塑料制件以應(yīng)用到建筑、機械、電子、儀器、儀表等各個工業(yè)領(lǐng)域，于是出現(xiàn)各種大型、精密和高手命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工的、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。 （ 4）革新模具制造工藝 為了更新產(chǎn)品花色和適應(yīng)小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，除大力發(fā)展高強度、高耐磨性的 材料外，同時又重視簡易制模工藝的研究，這大大縮短了模具制造周期，降低了成本。 在模具制造工藝上，為縮短模具生產(chǎn)周期，減少鉗工等手工操作的工作量，在模具加工工藝上作了許多改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種仿型機床、光控機床、數(shù)控機床、坐標機床等。這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工的精度。 （ 5）標準化 開展模具標準化工作，使模板導柱等通用零件標準化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模地成批地生產(chǎn)塑料成型模具。 本次設(shè)計中 ,我的設(shè)計課題為儀表外殼注塑模設(shè)計。我首先搜集了大量和資料，并進行了分析，吸取 了國內(nèi)外的有關(guān)資料，結(jié)合自己現(xiàn)有的專業(yè)知識進行這次模具設(shè)計。 由于我們對注塑模也是剛剛接觸，缺乏經(jīng)驗，所設(shè)計的模具可能存在問題與不足，在此希望老師能予以指正。 7 第二章 沖壓模具設(shè)計 一．沖壓件工藝分析 材 料： A3 生產(chǎn)批量：大批量 材料厚度： 2mm 圖 圖 （一）材料 ： 該沖裁件的材料 A3 鋼是普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。 （二）零件結(jié)構(gòu) ： 8 該零件結(jié)構(gòu)簡單，在轉(zhuǎn)角處有四個半徑為 2mm 的圓角，并在對稱中心線上有兩個直徑為 10mm 的圓孔?？着c孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為 7mm（直徑為 10mm 的孔與最邊緣的之間的尺寸）。由此可以看出該零件具有良好的沖壓性能。 （三）尺寸精度： 零件上所有未標公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按 IT14 級確定工件尺寸的公差。 零件外形尺寸： mm? mm? mm? 零件內(nèi)形尺寸： mm? 孔心距尺寸： 37 ? 結(jié)論：適合沖裁 二．工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型 該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案： ，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。 沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。 落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 方案一： 模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零 件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。 方案 二： 只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。 方案 三： 需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高， 但 制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度 ， 作不方便。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案 二方案為佳。 工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為了便于操作，所以復合模結(jié)構(gòu)采用倒裝復合模及彈性卸料和定位釘定位方式。 三．排樣設(shè)計 可采用以下兩種排樣方式： （一）少廢料排樣 （二） 無廢料排樣 由于該工件結(jié)構(gòu)比較簡單，無論采用一方案還是二方案都能滿足要求。相比而言少廢料排樣比無廢料排樣材料利用率低，但無廢料排樣會加快模具的磨損，使模具壽命減少，并直接影響到工件的斷面質(zhì)量，所以采用少廢料排樣即一方案。 9 查沖壓模具設(shè)計與制造表 ，確定搭邊值： 兩工件間的搭邊： a=。 工件邊緣搭邊： b=。 步距為： S=。 條料寬度： B=（ D+2b） =65+2 =70mm 確定后排樣圖如下圖 31 所示： 31．沖壓件排樣圖 一個進距內(nèi)的材料利用率為 η =BhnA 100% 式中 A—— 沖裁件的面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（ mm2） n—— 一個進距內(nèi)沖件的數(shù)目 B—— 條料寬度（ mm） h—— 進距 (mm) A=65 24－ 2π 25＝ 1403mm2 η =BhnA 100% =1403/70 =% 四．沖壓力與壓力中心計算 （一）計算沖壓力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計模具。 計算沖壓力 ： 沖壓力的大小主要與材料的力學性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關(guān)。 用平刃口沖裁時，沖裁力 F（ N）可按下式進行計算 10 F=KLτ t 式中： L—— 沖裁件周邊長度（ mm） t—— 材料厚度（ mm） τ —— 材料抗剪強度（ MPa） K—— 系數(shù)?？紤]到模具刃口 的磨損。模具間隙的波動，材料力學性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取 K=。 一 般情況下，材料的σ b= ,為方便計算，也可用下式計算沖裁力 F（ N）。 F= 式中τ —— 材料的抗剪強度。（ MPa） 查手冊得τ =450MPa （ 1）、落料力 F 落 = = 178 450= 其中τ按非退火 A3 鋼板計算。 （ 2）、沖孔力 F 沖 = Ltτ =2π 2 10 450= 其中： d 為沖孔直徑， 2π d 為兩個孔圓周長 之和。 （ 3）、卸料力 K 卸 =（查表 得） F 卸 =K 卸 F 落 = = （ 4）、 推件力 K 推 =（查表 得） F 推 =n K 推 F2 該模具凹模刃口形式，查《沖壓手冊》取 h=6mm，則 n=h/t=6/2=3 個，但因為有兩個孔所以 n=6 F 推 = n K 推 F2 =6 = 該套模具采用彈性卸料，下出件的卸料裝置。 總沖壓力： F= F 落 + F 沖 + F 卸 + F 推 =+++ = （二） 壓力中心 11 如上圖 41 所示，該工件屬于中心對稱圖形，所以壓力中心在它的幾何中心上，無需計算。 五．壓力機的選擇 （一） 壓力機的選擇原則 沖壓設(shè)備的選擇直接關(guān)系到設(shè)備的安全及生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量，模具壽命和生產(chǎn)成本等一系列重要問題。重壓設(shè)備的選擇主要包括設(shè)備的類型規(guī)格參數(shù)兩方面的問題。沖壓 ⑴ 設(shè)備類 型的選擇 主要根據(jù)所要完成沖壓工序的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇沖壓設(shè)備類型。 對于中小型沖裁件，彎曲件或淺拉深件的常采用開式曲柄壓力機。 對于大中型對于大和精度要求高的沖壓件，多采用閉式曲柄壓力機。