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摘要本说明书共分为三章第一章,主要叙述了模具工业的发展史首先介绍模具工业在经济发展中的重要性,再从三个方面阐述了模具工业的发展史简单介绍了如何分析冲裁零件第二章,电极板冲孔模设计部分这部分介绍了电极板的结构工艺性分析,冲孔、落料的模具结构并结合设计零件的实际结构、功能与用途,经过理论计算确定了比较合理的零件加工工艺,设计出了主要零件图此次设计是对以前所血理论知识的一次比较系统的实际演练第三章,注塑模部分设计这部分主要是隐形眼镜清洗盒的模具设计通过对塑件进行工艺性的分析和比较最终设计出一副塑料注塑模本设计从产品的结构工艺性、具体模具结构出发,对模具的浇注系统、注塑机的选择及有关参数的校核、模具成型部分的结构设计和计算、脱模推出机构等都有详细的设计针对清洗盒的具体结构,并考虑经济性设计出这套注塑模其优点是机构简单,模具外形小,生产效率高,模具的制造成本低通过模具设计表明该模具能达到清洗盒的质量和加工工艺要求关键词模具历史;冲压模;注塑模Abstractspecificationsisthreechapterstogethermark.Thefirstchaptersthephylogenyhavingnarratedmouldindustrysmainly.Introducemouldindustryphylogenyhavingsetforthmouldindustryagainfromthreeaspectinsignificanceineconomicgrowthfirst.Howanalyseaccordingtocuttingapartthatthesimplicityhasbeenintroduced.Secondchapterselectrodeboardpunchedholemodelsdesignapart.Thisparthasintroducedunnaturalelectrodestructuremanufacturabilityanalysispunchedholetheblankmouldstructure.Andlinkstructurefunctiondesigningthepartrealitywithusebythattheorycalculatespicturehavingascertainedthecomparativelyrationalpartprocessinghandicrafthavingdesignedoutthemainpart.Designacomparativelysystematicrealitybeinginstitutebloodtheoryknowledgetothepreviouslythistimedrilling.Thirdchaptersproduceplasticarticlesbyinjectionmouldingthemodelpartdesignsthat.Thispartisthatthehapticlenswashestheboxdesignfordieandmouldmainlypasstoanalysisandcomparisonmouldingthemanufacturabilitybeinginprogresspiecemodeldesigningthatasetofplasticproducesplasticarticlesbyinjectionmouldingoutultimately.Designthatstructuresetsofffromproductstructuremanufacturabilityconcretemouldoriginallyboththephysicaldesigntomouldchoicepouringsystemtheinjectionmachineandschoolcoremouldaboutparametermoldingpartandsecretlyschemingagainstdemoulddebutingorganizationandsoonhavedetaileddesign.Specificallyforthestructurecleaningtheboxconcreandthinkthateconomydesignsthatthisproducesplasticarticlesbyinjectionmouldingsetoutmodel.Whosemeritisthatorganizationissimplemouldexternalformissmalltheefficacyishighthemouldcostofmanufactureislow.Canreachthemasscleaningaboxsandprocesstechnologicalrequirementsbythefactthatdesignfordieandmouldindicatesthatmould.Keywords:Moldhistorythestampingmodelproduceplasticarticlesbyinjectionmouldingmold目录第一章综述························································1概述 ·························································2如何分析冲裁零件···············································第二章电极板冲孔模的设计···········································1产品简介·······················································2电极板冲孔模设计的前期准备·····································
2.1研究设计任务···············································
2.
1.1阅读冲裁件产品零件图····································
2.
1.2分析冲裁件零件·········································
2.
1.3冲裁加工的经济性分析···································3电极板冲孔模总体方案的确定·····································
3.1电极板冲孔模类型的确定·····································
3.
1.1三种方案················································
3.
1.2分析论证················································
3.2结构形式的确定·············································
3.
2.1操作方式选择············································
3.
2.2等位方式的选择··········································
3.
2.3卸料方式················································4电极板冲孔工艺计算············································
4.1凸凹模刃口尺寸计算········································
4.
1.1凸凹模刃口尺寸计算原则··································
4.
1.2简单形状凸凹模刃口尺寸的计算····························
4.2冲压里的计算··············································
4.
2.1计算冲裁力··············································
4.
2.2计算卸料力、推件力······································
4.
2.3计算冲压力总和··········································
4.3初选压力机················································
4.
3.1压力机类型的选择········································
4.
3.2压力机规格的选择········································
4.4压力中心的计算·············································
4.
4.1简单形状压力中心········································
4.
4.2多凸模的压力中心········································5电极板冲孔模主要零部件设计计算·································
5.1凹模的设计计算·············································
5.
1.1凹模孔口的设计··········································
5.
1.2凹模外型结构的设计······································
5.
1.3凹模凹模外型尺寸的计算··································
5.
1.4凹模的固定方法··········································
5.2固定板的实际计算···········································
5.
2.1凹模固定板的设计·······································
5.
2.2凸模固定板的设计········································
5.3卸料板的设计计算···········································
5.
3.1卸料板的类型选择········································
5.
3.2卸料板的尺寸············································
5.4定位零件的设计计算·········································
5.
4.1定位板的结构············································
5.
4.2定位板尺寸的计算········································
5.5弹性元件设计计算···········································
5.
5.1橡胶垫的自有高度········································
5.
5.2橡胶垫的直径············································
5.6凸模的设计计算·············································
5.
6.1凸模的结构设计··········································
5.
6.2凸模尺寸的计算··········································
5.7电极板冲孔模其他零件的设计和选择···························
5.
7.1模座的设计··············································
5.
7.2模柄的设计··············································
5.8电极板冲孔模闭合高度的计算·································
5.9压力机的选择···············································第三章隐形眼睛清洗盒注塑模的设计··································1拟定模具的结构形式·············································
1.1塑件成型工艺分析···········································
1.2分型面位置的确定···········································
1.3确定型腔数量和排列方式·····································
1.
3.1型腔数量的确定··········································
1.
3.2型腔排列形式的确定······································
1.4模具结构形式的确定·········································
1.5注射机型号的选定···········································
1.
5.1注射量的计算············································
1.
5.2投影面积及所需锁模力的计算······························
1.
5.3选择注射机··············································
1.
5.4注射机有关参数的校核····································2浇注系统的设计·················································
2.1主流道设计·················································
2.
1.1主流道尺寸··············································
2.
1.2主流道衬套形式··········································
2.
1.3主流道凝料体积··········································
2.
1.4主流道剪切速率校核······································
2.2分流道设计·················································
2.
2.1分流道布置形式··········································
2.
2.2分流道尺寸长度··········································
2.
2.3分流道的形状、截面尺寸及凝料体积························
2.
2.4分流道剪切速率校核······································
2.
2.5分流道表面粗糙度········································
2.3浇口的设计·················································
2.
3.1潜伏式浇口尺寸的确定····································
2.
3.2浇口剪切速率的校核······································
2.4冷料穴的设计···············································
2.
4.1主流道冷料穴············································
2.
4.2分流道冷料穴············································3成型零件的设计·················································
3.1成型零件的结构设计·········································
3.
1.1凹模设计················································
3.
1.2型芯设计················································
3.2成型零件钢材的选用·········································
3.3成型零件工作尺寸的计算·····································
3.
3.1型腔径向尺寸············································
3.
3.2型芯径向尺寸············································
3.4成型零件强度及支承板厚度计算·······························
3.
4.1型腔侧壁的厚度·········································
3.
4.2支承板的厚度···········································4模架的确定·····················································
4.1各模板尺寸的确定···········································5排气槽的设计···················································6脱模推出机构的设计·············································7温度调节系统的设计·············································
7.1冷却水的体积流量···········································
7.2冷却水管道直径·············································
7.3冷却水在管道内的流速·······································
7.4冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数·······················
7.5冷却管道的总传热面积·······································
7.6模具上应开设的冷却水孔数···································参考文献···························································文献翻译····························································致谢·································································第一章综述1概述工、模具材料是工模具加工业的基础随着我国国民经济发展和人民生活水平的提高,人们对产品的审美观,价值观也不断提高,从而对各类工、模具产品,无论是内在质量还是外表美观等方面均要求日益精臻,困此势必对工模具材料在数量上、系列上和质量上提出更高的要求中国的模具材料从无到有,从小到大,从少到多,直到现在,无论是从钢种还是从规格、标准化、系列化等方面,都是伴随着模具制造发展而发展的 五十~七十年代(空白阶段)在这三十年中,由于我国推行计划经济的模式和产业结构上依照前苏联的生产方式,模具制造纯属依附于企业的一个配件加工车间再则由于工业发展的缓慢和经济封闭,以及人民的生活水平处于很低的消费水平等诸多因素,抑制了模具制造的产业化、社会化和商品化由此而带来了模具制造业对其所采用的材料要求不高甚至没有要求,供需关系处于有什么用什么的不合理的混乱状态 八十年代(发展阶段)随着改革开放和国民经济的增长,很大程度上推动了模具制造业的发展模具制造业已走出企业禁锢的状态,十年中,我国的仿制国外新钢种的同时,还在高校、科研院所和各钢厂的配合下,自行研制开发了一批适合我国国情的模具新钢种不仅改善了加工性能,而且还大大提高了模具的使用寿命仿制D2钢代替Cr12MoV制造冲压模,用P20钢代替45号钢制造塑料模型芯、型腔,使模具的光洁度和寿命都有了较大的提高用H13钢代替国外已淘汰的3CW8V制造锻模和压铸模在冷作模具钢方面,自行开发了65Nb、O12A、CG-
2、LM1-
2、LD、GD、GM、DS钢等品种其中65Nb、LD、GD及DS钢因具有良好的抗冲击性而更适合于作冷墩及原料冲裁凸模GM钢因有良好的耐磨性特别适合于作螺纹滚丝轮,与Cr12MoV相比,寿命可提高十多倍除上述合金钢外,还开发了GT35及DT等牌号的钢结硬质合金和YG系列的钨钴类硬硬合金以满足高寿命的要求,制造高速冲床用的模具在塑料模具钢方面,自行开发了易切削类的5NiCa、06Ni、SM
1、SM2以及PMS、CPR、PCY等钢,都是一些具有良好加工、使用性能的优良钢种,并在使用上得到用户的认可在热作模具钢方面Y
4、Y
10、HM-
1、GR、ER8等新品种的开发和应用彻底改变了热作模具几十年来由3Cr2W8V一统天下的局面九十年代竞争阶段随着我国国民经济的发展和产品的更新换代,我国已成为模具和模具材料的生产大国据1997年统计,我国年耗模具材料13万吨,其中普钢
4.5吨这说明模具这个特殊的产品在近十年中从计划经济条件下的备件逐步发展成市场经济条件下的商品,并日益被模具制造商在其质量和品牌上得到重视而作为一个工业日趋发展,产品交替更新节奏很快的国家,其对模具的发展也更进一步地被产品生产商重视因此,一批过去已被研制成功的系列的能适应不同工况条件和产品制造要求的模具材料的开发、试制和生产成为各大特钢厂竞争相推出和竞争的市场热点但是,模具材料由于其规格繁多,同规格单次需求量少,市场即时采购等特点,使得各大钢厂规模性生产装备无法适应因此纷纷寻找合适的代理商以求得规模效应可是,众多的代理商虽然手中握有厚资,但是对于模具工况条件,材料特性以及相关热处理等问题的了解不够,都停留于普钢类方面的激列竞争另外,国外的资深代理机构和各著名钢厂近几年来组织重兵力图挤入中国的模具材料市场如瑞典的NUDDEHOLM、ASSAB,以及德国的蒂森、萨斯特,日本的大同等公司都在上海乃至全国各地树起了优特钢的旗帜,但由于他们的价格过高,已逐渐显得无法展开规模销售,就连目前在国内较有名气的外资公司都在中国寻找价格低廉,品质优良的模具材料2如何分析冲裁零件冲裁件的工艺性是指零件在加工中的难易程度,在技术方面主要分析零件形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲裁工艺的要求良好的工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单且寿命长,产品质量稳定、操作简单、方便等在一般情况下对冲裁件工艺性影响最大的是冲裁结构尺寸和精度要求,如果发现零件工艺性不好,则应在不影响产品使用要求的前提下向产品开发部门提出修改意见,或在设计时采用相应的工艺方法,避免由于工艺性差而容易产生的问题另外,分析冲裁件零件图还要明确冲裁零件的难点所在,对于零件图上的极限尺寸、设计基准以及翘曲、毛刺大小和方向要求的要特别注意因为这些因素对所需工序性质的确定、对工件定位方式、模具制造精度结构形式的选择都有较大影响分析冲裁件工艺主要有以下几个方面
①结构形状、尺寸大小a、冲裁件结构形状是否简单、对称?b、冲裁件的外形或内孔的转角处是否有尖锐的清角c、冲裁件上是否有过小孔径d、冲裁件上是否有细长的悬臂和狭槽e、冲裁件上最大尺寸是多少?属于大型、中型或小型f、冲裁件的孔与孔之间,孔与边缘之间距离是否过小
②尺寸精度、粗糙度、位置精度a、产品的最高尺寸精度是多少b、产品的最高粗糙度时多少?c、产品的最高位置精度是多少?
③冲裁件材料的性能,分析产品的材料是否满足以下要求a、技术要求材料性能是否满足使用要求,是否适应工作条件b、冲压工艺要求材料的冲压性能如何,表面质量怎样,材料的厚度公差是否符合国家标准
(3)冲压加工的经济性分析
①产品的生产纲领
②经济性冲压加工方法是一种先进的工艺方法,因其产品质量稳定,材料利用率高,操作简单,生产率高等诸多优点而被广泛使用由于模具制造成本高,冲压加工的单件成本主要取决于生产批量的大小,它对冲压加工的经济性起着决定性作用批量越大,产品的单件成本就越低批量小时,冲压加工的优越性就不明显所以,要根据冲压件的生产纲领,进行冲压加工的经济性分析通过工艺分析,如果发现冲裁件的工艺性差,应在不影响其使用性能的条件下,对零件的形状和尺寸做必要的、合理的修改,或说明在设计时如何注意容易产生的问题良好的冲压性能表现在材料消耗少,冲压时不必采取特殊的控制手段,工艺过程简单,模具结构简单、寿命较长,产品质量稳定、操作方便等第二章电极板冲孔模的设计1产品简介零件名称电极板生产批量4000件/年材料紫铜硬料厚5mm产品零件图毛坯零件图2电极板冲孔模设计的前期准备前期准备工作主要包括阅读产品零件图,收集查阅有关设计资料,根据产品的原始数据研究设计任务,分析产品实施冷冲压加工的可能性、经济性
2.1研究设计任务
2.
1.1阅读冲裁件产品零件图产品零件图是制定冲压工艺方案和模具设计的重要依据,在冲裁模设计之前,首先要仔细阅读冲裁件产品零件图,从产品的零件图入手,进行冲裁件工艺性分析和经济性分析从电极板冲孔零件图可知,它是由半成品毛坯经冲孔得到的零件
2.
1.2分析冲裁件零件冲裁件的工艺性是指零件在加工中的难易程度,在技术方面主要分析零件形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲裁工艺的要求良好的工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单且寿命长,产品质量稳定、操作简单、方便等在一般情况下对冲裁件工艺性影响最大的是冲裁结构尺寸和精度要求,如果发现零件工艺性不好,则应在不影响产品使用要求的前提下向产品开发部门提出修改意见,或在设计时采用相应的工艺方法,避免由于工艺性差而容易产生的问题另外,分析冲裁件零件图还要明确冲裁零件的难点所在,对于零件图上的极限尺寸、设计基准以及翘曲、毛刺大小和方向要求的要特别注意因为这些因素对所需工序性质的确定、对工件定位方式、模具制造精度结构形式的选择都有较大影响分析冲裁件工艺主要有以下几个方面
①结构形状、尺寸大小a、冲裁件结构形状是否简单、对称?b、冲裁件的外形或内孔的转角处是否有尖锐的清角c、冲裁件上是否有过小孔径d、冲裁件上是否有细长的悬臂和狭槽e、冲裁件上最大尺寸是多少?属于大型、中型或小型f、冲裁件的孔与孔之间,孔与边缘之间距离是否过小此电极板是一个轴对称的简单冲孔件,内孔为园孔,无尖锐的清角,无细长的悬臂和狭槽小孔Ø
8.33mm与边缘之间的距离为20mm,大孔Ø
14.3mm与边缘之间的距离为
5.65mm其两孔之间的距离为
129.8mm,均满足最小壁厚要求其中最大尺寸为
162.6mm,属于中小型零件最小尺寸为Ø
8.33mm,不小于冲孔的最小孔径(
1.0t=5mm)所以电极板尺寸设计合理,满足工艺要求
②尺寸精度、粗糙度、位置精度a、产品的最高尺寸精度是多少b、产品的最高粗糙度时多少?c、产品的最高位置精度是多少?零件图中两冲孔尺寸均未标注尺寸精度和位置精度,粗糙度也无要求设计时一般按IT14级选取公差值,普通冲裁的冲孔精度一般在IT11――IT12级以下,所以精度能够保证
③冲裁件材料的性能,分析产品的材料是否满足以下要求a、技术要求材料性能是否满足使用要求,是否适应工作条件b、冲压工艺要求材料的冲压性能如何,表面质量怎样,材料的厚度公差是否符合国家标准紫铜(硬)具有良好的导电性,满足电极板导电的使用要求利用设计手册查处其抗剪强度t为240MPa抗拉强度6b为300MPa具有良好的冲压性能,满足冲压工艺要求
2.
1.3冲压加工的经济性分析
2.
1.
3.1产品的生产纲领年产量4000件/年属于小批量生产
2.
1.
3.2经济性冲压加工方法是一种先进的工艺方法,因其产品质量稳定,材料利用率高,操作简单,生产率高等诸多优点而被广泛使用由于模具制造成本高,冲压加工的单件成本主要取决于生产批量的大小,它对冲压加工的经济性起着决定性作用批量越大,产品的单件成本就越低批量小时,冲压加工的优越性就不明显所以,要根据冲压件的生产纲领,进行冲压加工的经济性分析此零件精度要求低,生产批量小,所以采用无导向简单冲裁模进行冲压生产,就能保证产品的质量,满足生产要求,还能降低模具制造难度,降低生产成本通过工艺分析,如果发现冲裁件的工艺性差,应在不影响其使用性能的条件下,对零件的形状和尺寸做必要的、合理的修改,或说明在设计时如何注意容易产生的问题良好的冲压性能表现在材料消耗少,冲压时不必采取特殊的控制手段,工艺过程简单,模具结构简单、寿命较长,产品质量稳定、操作方便等3总体方案的确定确定工艺方案,主要是确定模具类型,包括确定冲压工序、工序的组合和工序顺序等应在工艺分析的基础上,根据冲裁件的生产批量、尺寸精度的高低、尺寸大小、形状复杂程度、材料的厚薄、冲模制造条件与冲压设备条件等多方面因素,拟定多种冲压工艺,然后选出一种最佳方案
3.1电极板冲孔模类型的确定
3.
1.1一般冲裁模可以采用以下三种方案方案一采用无导向简单冲裁模方案二采用导板导向简单冲裁模方案三采用导柱导向简单冲裁模
3.
1.2分析论证方案一无导向简单冲裁模结构简单、尺寸小、质量轻、模具制造容易、成本低,但冲模在使用安装时麻烦,需要调试间隙的均匀性,冲裁精度低且模具寿命低它适用于精度要求低、形状简单、批量小或试制的冲裁件方案二导板导向简单冲裁模比无导向简单冲裁模高、使用寿命较长、单模具制造较复杂、冲裁时视线不好不适合单个毛坯的送料、冲裁方案三导柱导向简单冲裁模导向准确、可靠,能保证冲裁间隙均匀、稳定,因此冲裁精度比导板模高,使用寿命长但比前两种模具成本高由于电极板批量小、精度低,故采用无导向简单冲裁模就能满足工艺要求,并能缩短模具的制造周期,降低模具的制造成本所以本设计采用一模两件的无导向简单冲裁模
3.2结构形式的确定
3.
2.1操作方式选择选择手工送料(单个毛坯)操作方式
3.
2.2定位方式的选择工件在模具中的定位主要考虑定位基准、上料方式、操作安全可靠等因素选择定位基准时应尽可能与设计基准重合,如果不重合,就需要根据尺寸链计算,重新分配公差,把设计尺寸换成工艺尺寸,但是这样会使零件的加工精度要求提高当零件采用多工序分别在不同模具上冲压时,应尽量使各工序采用同一基准为使定位可靠,应选择精度高、冲压时不发生变形和移动的表面作为定位表面冲压件上能够作用定位的表面随零件的形状不同而不同本设计采用定位板定位方式,见下图
3.
2.3卸料方式由于此设计采用单个毛坯,手动操作送进和定位,并且材料不是太硬,所以选择弹性卸料方式比较方便、合理4工艺计算
4.1凸、凹刃口尺寸计算
4.
1.1凸、凹模刃口尺寸计算的原则
①设计基准落料以凹模为设计基准,间隙取在凸模上;冲孔以凸模为设计基准,间隙取在凹模上
②设计时间隙一律采用最小合理间隙值Z
③刃口尺寸的制造偏差方向单向注入实体内部即磨损后,凸、凹模刃口尺寸变大的取+δ;磨损后凸、凹模刃口尺寸变小的取-δ
④刃口尺寸制造偏差的大小简单形状,按IT6~IT7取值;复杂形状,取△;磨损后尺寸无变化,取△
⑤加工方法简单形状,分别加工;复杂形状,配合加工
4.
1.2简单形状凸、凹模刃口尺寸的计算
①检验由分别加工的互换性要求采用较小的模具制造公差来满足下式|δ|+|δ|+Z≤Z即|δ|+|δ|≤Z-Z1-1-1a、在电极板中按IT14取孔Ø
8.33的偏差为+
0.36,公差△为
0.36;孔Ø
14.3的偏差为+
0.34,公差△为
0.43;孔边距20的偏差为
0.31公差△为
0.62按IT6~IT7取刃口尺寸制造偏差值δ=+
0.020,δ=-
0.020,磨损系数x-
0.5根据紫铜板料厚度5mm,取Z=
0.55,Z=
0.45代入式(1-1-1)|+
0.020|+|-
0.020|≤
0.55-
0.45结果
0.
0440.10满足条件b、孔心距
129.8的偏差为
0.575,公差△为
1.15刃口尺寸制造偏差值δ和δ取1/8△,则δ=+
0.072,δ=-
0.072磨损系数x=
0.5代入式(1-1-1)|+
0.072|+|-
0.072|≤
0.55-
0.45结果
0.
1440.10不满足条件如不满足式(1-1-1),则应缩小制造公差,可直接取下式来进行调整δ=
0.6×(Z-Z)=
0.6×(
0.55-
0.45)=
0.060δ=
0.4×(Z-Z)=
0.4×(
0.55-
0.45)=
0.040来满足|δ|+|δ|=Z-Z|+
0.060|+|-
0.040|≤
0.55-
0.45结果
0.10=
0.10满足条件
②计算公式冲孔凸模d=(d+x△)(1-1-2)冲孔凹模d=(d+Z)1-1-3孔心距L=(L+
0.5△)△1-1-4将已知数据代入式(1-1-2)、式(1-1-3)中a、冲Ø
8.33孔凸模d=(
8.33+
0.5×
0.36)=
8.51(mm)凹模d=(
8.51+
0.45)=
8.96mmb、冲Ø
14.3孔凸模d=(
14.3+
0.5×
0.43)=
14.515(mm)凹模d=(
14.515+
0.45)=
14.965mmc、孔边距20凸模L=(20+
0.5×
0.62)=
20.31(mm)凹模L=(
20.3+×
0.45)=
20.535(mm)该尺寸属于半边磨损,故取δ、δ、Zd、孔心距
129.8L=(
129.8+
0.5×
1.15)=
130.375mm以上式中δ——凹模的制造偏差值,mm;δ——凸模的制造偏差值,mm;Z——最小合理间隙,mm;Z——最大合理间隙,mm;△——制件的公差,mm;d——凹模的基本尺寸,mm;d——凸模的基本尺寸,mm
③尺寸标注在模具零件图纸上分别标注凸模和凹模的刃口尺寸及制造偏差
4.2冲压力的计算
4.
2.1计算冲裁力P=KLt=
1.3×(
8.33+
1.43)×5×240=
110850.792(N)≈
110.851(kN)式中P——冲裁力N;L——冲裁周边长度mm;t——冲裁件材料厚度mm;——材料抗剪强度MPa;K——系数,通常取
1.
34.
2.2计算卸料力、推件力
4.
2.
2.1卸料力P=KP=
0.04×
110.851=
4.434kN
4.
2.
2.2推件力P=nKP=2×
0.06×
110.851=
12.302kN式中n——卡在下模洞口内的工件数,n===2;h——凹模孔口高度;K——卸料系数,查表得K=
0.02~
0.06K——推件系数,查表得K=
0.03~
0.
094.
2.3计算冲压力总和该模具采用的是弹性卸料、下出件方式,因此冲压力的总和为P=P+P+P=
128.587kN
4.3初选压力机压力机的选择主要包括两方面的内容:类型和规格
4.
3.1压力机类型的选择压力机类型的选择主要依据所要完成的冲压性质、生产批量,冲压件的尺寸及精度要求等本设计属于结构简单的中、小型冲裁件,小批量生产,冲压件的尺寸及精度要求不高,故选用开式机械压力机
4.
3.2压力机规格的选择压力机规格的选择主要依据冲压件尺寸、变形力大小及模具尺寸等,初选压力机规格时主要选择压力机的公称压力,行程次数等参数,闭合高度要在模具零件设计完成后,进行必要的校核再确定具体尺寸
4.
3.
2.1公称压力的选择冲裁时,压力机的施力行程较小、(小于公称压力P行程),因此所选压力机的公称压力只要大于冲压力的总和即可PP因为P=
128.587(kN)所以,本设计的公称压力可初选为P=160kN,型号为J23-16开式双柱可倾式曲柄压力机
4.
3.
2.2行程次数行程次数是指滑块每分钟冲击的次数,即滑块每分钟往复运动的次数主要考虑以下因素a、为了提高生产率,就要增加行程次数b、考虑操作方式(进、出料时间的快慢)c、不能忽略金属变形速度这一因素(金属流动速度)d、行程次数太高,将缩短设备寿命J23-16型压力机的行程次数为120次/min,远远满足小批量冲裁件的生产效率要求
4.
3.
2.3滑块行程(S)是指滑块的最大运动距离,即曲柄旋转一周,上死点至下死点的距离,其值为曲柄半径的两倍S=2R,主要考虑以下因素a、要保证毛坯放进和工件取出,应使滑块行程大于工件高度(H)的两倍以上S2Hb、与行程次数有密切关系,行程长,则次数少,所以限制行程,可提高生产率J23-16型压力机的滑块行程为50mm,远远满足冲裁件的冲裁行程
4.
3.
2.4闭合高度压力机的闭合高度是指滑块在下死点时,滑块地面到工作台上平面之间的距离a、压力机闭合高度可以通过调整连杆长度来改变其大小,将连杆调至最短时,闭合高度最大,称最大闭合高度将连杆高度调至最长时,闭合高度最小,称最小闭合高度J23-16型压力机的最大闭合高度为220mm,连杆调节量为45mm,故最小闭合高度为175mmb、当压力机工作台面有垫板时,用压力机的闭合高度减去垫板厚度,就是压力机的装模高度没有垫板的压力机,其装模高度与闭合高度相等c、模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时,上模座上平面至下模座下平面之间的距离它与压力机的配合应该遵守下列关系(H-H)-5H(H-H)+10220-5H175+10215H185式中H——压力机的最大闭合高度,mm;H——压力机的最小闭合高度,mm;H——模具的闭合高度,mm;H——压力机垫板厚度,mm如果压力机上不设置垫板,本设计所设计的模具闭合高度H在185~215mm之间加上垫板,模具闭合高度H将减小
4.
3.
2.5工作台面尺寸压力机工作台面尺寸应大于下模周界50~70mmJ23-16型压力机的工作台面尺寸(前后×左右)为300mm×450mm,那么,设计时模具的下模座(宽×长)不要超过200mm×350mm
4.
3.
2.6模柄孔尺寸(直径×深度)为Ø30mm×50mm,那么,设计时模具的模柄尺寸要与模柄孔尺寸匹配
4.4压力中心的计算冲模的压力中心,即冲裁力合力的作用点与冲裁力大小有关,与刃口轮廓周长有关在设计冲模时,必须使冲模的压力中心与冲床滑块轴线重合,否则冲模在工作中就会产生偏心负荷弯矩,模具发生歪斜,导向机构不均匀磨损,致使冲模间隙不均匀,刃口迅速变钝,直接影响模具寿命和冲裁件质量
4.
4.1简单形状的压力中心圆形刃口的压力中心在圆心
4.
4.2多凸模的压力中心该模具的压力中心是冲两个园孔冲压力合力的作用点
①计算方法先确定各凸模的压力中心,再求多凸模的压力中心
②计算步骤a、设坐标(所设坐标尽可能使计算简便),见下图b、计算各凸模压力中心的坐标位置x、x和y、yx=0x=
129.8y=0y=0c、计算各凸模刃口轮廓的周长l、ll=
8.33≈
26.16l=
14.3≈
44.90d、根据力学原理求合理作用点(各分力对某轴力矩之和等于其合力对该轴的力矩),即Px+Px+Px•••+Px=(P+P+P••••••+P)x(1-1-5)
③计算公式由关系式(1-1-5)得x=Px+Px+Px•••+Px\P+P+P••••••+P(1-1-6)根据冲裁力P=Klt可将(1-1-6)转换为x=lx+lx+lx•••+lx\l+l+l••••••+l=
26.16×0+
44.90×
129.8\
26.16+
44.90=
82.02(1-1-7)同理可得y=ly+ly+ly•••+ly\l+l+l••••••+l=
26.16×0+
44.90×0\
26.16+
44.90=0(1-1-8)最后求得总压力中心的坐标位置为O(
82.02,0)5电极板冲孔模主要零部件设计计算模具的工作零件、定位零件、压料和卸料零件、导向零件、连接和紧固零件、弹簧、橡胶等要首先按冷冲模国家标准选用,若无标准,可先选用再进行设计对于小而长的冲头,壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核设计计算确定了凹模的结构尺寸后,可根据凹模周界选用模架模具的闭合高度、轮廓大小、压力中心应与选用设备相适应
5.1凹模的设计计算
5.
1.1凹模孔口的的设计
5.
1.
1.1凹模孔口形式电极板冲裁模选择常用的直刃壁孔口凹模,见下图
5.
1.
1.2凹模孔口高度(h)其孔口高度不宜过大,一般可按材料的厚度(t)选取t
0.5mmh=3~5mmt=
0.5~5mmh=5~10mmt5~10mmh=10~15mm电极板的材料厚度为5mm,取凹模孔口高度h=10mm
5.
1.2凹模外形结构的设计一般圆形刃口凹模外形结构也为圆形结构也为圆形
5.
1.3凹模外形尺寸的计算
5.
1.
3.1凹模厚度的计算H=H=≈
23.48(mm)式中H——凹模厚度P——冲裁力,一般取总压力P在这里取冲大孔的冲裁力、卸料力、推件力的总和,根据前面计算知P=
128.587kN取H为25mm
5.
1.
3.2凹模尺寸周界计算见下图a、凹模刃口轮廓为平滑曲线时W=
1.2Hb、凹模刃口轮廓为直线时W=
1.5Hc、凹模刃口为尖角或其他复杂形状时W=
2.0H也可通过查表来确定凹模周界尺寸本设计凹模刃口轮廓为圆形,固按下式计算W=
1.2H=
1.2×25=30(mm)
5.
1.4凹模的固定方法凹模的形式为带台肩圆形凹模,直接装入凹模固定板中,采用过流配合(H7/m6)
5.2固定板的实际计算
5.
2.1凹模固定板的设计
①凹模固定板的外形尺寸
②凹模固定板的厚度与凹模一致,取25mm
5.
2.2凸模固定板的设计
5.
2.
2.1凸模固定板的外形尺寸一般情况,凸模固定板的外形尺寸与凹模(或凹模固定板)或卸料板尺寸相同,但本设计采用的是橡胶直接卸料,固凸模固定板的外形尺寸可小些长取135mm宽取100mm
5.
2.
2.2凸模固定板的厚度在选择典型组合后,固定板的厚度也就基本确定,查表得,H=14mm;也可用经验公式求得H=(
0.6~
0.8)×25=(15~20)mm式中H——凸模固定板厚度可以取25mm
5.3卸料板的设计计算卸料板的作用是将抱在凸模上的工件或废料卸下
5.
3.1卸料板类型选择一般常用的卸料板有固定卸料板和弹压卸料板两种固定板卸料装于下模,具有卸料力大、工作可靠、模具安装方便等优点;但是冲裁时卸料板压不住材料,冲出的工件平整度差固定卸料板与凸模的间隙一般为
0.2~
0.6mm,冲裁的材料厚度大于
1.5mm弹压卸料板除了在冲裁后卸料外,还可在冲裁前压住材料,使冲制的工件平整度好,一般冲制材料厚度小于
1.5mm或材料较软的工件本设计中材料的厚度虽然大于
1.5mm,但由于用单个毛坯,如果采用固定卸料板会给送料、定位增加难度(视线不好),所以采用弹压卸料弹压卸料板与凸模的双边间隙一般为
0.1~
0.2mm,或采用H9/f8等间隙配合为了可靠卸料,弹压卸料板应高出凸模
0.2~
0.5mm
5.
3.2卸料板的尺寸
5.
3.
2.1外形弹压卸料板的外形一般与同方向上的固定板的外形一致;固定卸料板一般与凹模外形一致
5.
3.
2.2厚度查《冷冲模设计指导》得H=12mm
5.
3.
2.3成形孔基本与凹模刃口的形状相同在工厂的实际生产中,冲压单个毛坯时直接采用橡胶紧箍在凸模上进行卸料,这样可使模具设计、加工以及维修简单化,缩短周期,降低成本
5.4定位零件的设计计算
5.
4.1定位板的结构定位板的作用是在模具中为单个毛坯确定位置,定位形式分外缘定位和内孔定位两种此模具中采用的是以毛坯外缘定位定位板使用的材料为45钢,热处理后硬度为42~48HRC
5.
4.2定位板尺寸的计算
①外形可在画模具装配图时根据毛坯形状和模具结构而定
②厚度为6mm
5.5弹性元件设计计算此冲模中的弹性元件采用的是橡胶,橡胶主要是黑色橡胶和聚氨酯橡胶橡胶的压缩量一般不能超过橡胶自由高度的30%,否则橡胶会过早的失去弹性
5.
5.1橡胶的自由高度H===(40~80)(mm)式中H——橡胶的自由高度,mm;h——工作压缩量(工作行程),mm取42mm
5.
5.2橡胶的直径P=ApA===4183(mm)D==≈73mm式中P——橡胶压力,可取等于或大于卸料力,N;A——橡胶的横截面积,mm;p——与橡胶压缩量有关的单位压力,查《冷冲压模具设计》得
1.06MPa;D——橡胶的直径,mm取80mm
5.6凸模的设计计算
5.
6.1凸模结构设计
5.
6.
1.1凸模的刃口形式圆形凸模,加工成台阶式结构由于冲裁直径较小,为了改善凸模强度和刚度,在中部增加一个过渡段
5.
6.
1.2凸模的固定形式凸模根据冲制零件的形状、尺寸、加工方法的不同而有多种固定形式该凸模以台肩与固定板固定,凸模与凸模固定板的配合部分,采用过渡配合(H7/m6或H7/n6)
5.
6.2凸模长度的计算L=H+H-Y=25+42-2=65(mm)式中L——凸模长度,mm;H——凸模固定板厚度,mm;H——卸料橡胶的自由高度,mm;Y——为了可靠卸料,在橡胶高度上所加的量,mm,取2mm
5.7电极板冲孔模其他零件的设计和选用
5.
7.1模座的设计
①采用后导柱模座长度和宽度查《冷冲模设计手册》可得
②模座厚度一般可根据凹模厚度来定,通常按下式选取H=H=(1~
1.5)H(有时取HH)式中H——上模座厚度,mm;H——下模座厚度,mm上模座下模座
5.
7.2模柄的设计模柄得作用是将上模与压力机的滑块相连接在安装模具时应注意模柄直径与压力机模柄孔直径要一致模柄的形式采用压入式模柄结构,如下图所示此模柄与上模座的连接,采用过渡配合(H7/m6)冲模的工作端为非圆形时,需在模柄与上模座的骑缝处加防转销
5.8电极板冲孔模闭合高度的计算模具闭合高度为H=H+H+H+L-h=35+40+25+65-h=149(mm)式中H——上模座厚度,mm;H——下模座厚度,mmH——凹模的厚度,mm;L——凸模的长度,mm;h——凸模进入凹模的深度,mm,这里取1mm
5.9压力机的选择前面由冲压力初选160kN压力机,可是通过模具零件设计计算结果和绘制草图得知,模具的闭合高度为164mm,而初选压力机的最小闭合高度为175mm,不能满足所设计的模具要求,所以模具在压力机安装时须加垫板,垫板的厚度按下式选取(H-H)-5H(H-H)+10215-164-5H175-149+1047H21取30mm通过分析最后还是选用J23-16型开式双柱可倾式压力机第三章隐形眼睛清洗盒注塑模的设计1拟定模具的结构形式
1.1塑件成型工艺分析本塑件是一塑料的隐形眼镜清洗盒,如下图所示,塑件壁厚属薄壁塑件,生产批量大,材料为聚乙烯(PE,在高密度聚乙烯中产掺入了部分低密度聚乙烯,改善塑件的柔韧性),成型工艺性很好,可以注射成型
1.2分型面位置的确定根据塑件结构形式,分型面选在塑件的底平面,如下图所示分型面及型腔排列
1.3确定型腔数量和排列方式
1.
3.1型腔数量的确定该塑件精度要求不高,又是大批大量生产,可以采用一模多腔的形式考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些,初定为一模八腔的模具形式,由于上下盖不同,所以采用分别排列,左边四个上盖,右边四个下盖
1.
3.2型腔排列形式的确定因为所用材料为聚乙烯,材料弹性模量小,材质硬度不高,可采用强制脱模的方式,这也是注塑厂成型这种类型制件的常用方法因此本设计采用推件板推出的强制脱模方法,型腔的排列方式采用双列直排,如上图所示
1.4模具结构形式的确定从上面分析中可知,本模具拟采用一模八腔,双列直排,推件板推出,流到采用平衡式,浇口采用潜伏式浇口或侧浇口,定模不需要设计分型面,动模部分需要一块型芯固定板和支承板,因此基本上可以确定模具结构形式为A型带推件板的单分型面注射模
1.5注射机型号的选定
1.
5.1注射量的计算通过计算或Pro/E建模分析,塑件质量和约为
12.8g,塑件体积流到凝料的质量还是个未知数,可按塑件质量的
0.6倍来估算从上述分析中确定为一模八腔,所以注射量为m≈
1.6n≈
1.6×8×
2.8≈
35.84g
1.
5.2投影面积及所需锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积,在模具设计前是个未知值,根据多型腔模的统计分析,是每个塑件在分型面上的投影面积的
0.2倍~
0.5倍,因此可用
0.35n来进行估算,所以式中=××式中型腔压力取30MPa(因是薄壁塑件,浇口又是潜伏式浇口,压力损失大,取大一些)
1.
5.3选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值,可选用SZ-60/450卧式注射机,见下表6-1表6-1注射机主要技术参数理论注射容量/78锁模力/kN450螺杆直径/mm30拉杆内间距/mm280×250注射压力/MPa170移模行程/mm220注射速率/(g/s)60最大模厚/mm300塑化能力/(g/s)
5.6最小模厚/mm100螺杆转速/r/min14~200定位孔直径/mm55喷嘴求半径/mm20喷嘴孔直径/mm
3.5锁模方式双曲轴
1.
5.4注射机有关参数的校核
(1)由注射机料筒塑化率校核模具的型腔数nn≤≥8,型腔数校核合格式中k---注射机最大注射量的利用系数,一般取
0.8;M---注射机的额定塑化量(
5.6g/s);t---成型周期,取30s
(2)注射压力的校核p≥=
1.3×130=159MPa.而=170MPa注射压力校核合格式中---取
1.3(见式(2-10);---取130MPa(数薄壁窄浇口类)
(3)锁模力校核F≥=
1.2×
252.37=
302.84kN,而F=450kN,锁模力校核合格其他安装尺寸的校核要待模架选定,结构尺寸确定以后才可以进行2浇注系数的设计
2.1主流道设计
2.
1.1主流道尺寸根据所选注射机,则主流道笑端尺寸为d=注射机喷嘴尺寸+
0.5~1=
3.5+
0.5=4mm主流道球面半径为SR=喷嘴球面半径+(1~2)=20+2=22mm
2.
1.2主流道衬套形式本设计虽然是小型模具,但为了便于加工和缩短主流道长度,衬套和定位圈还是设计成分体式,主流道长度取40mm,约等于定模板的厚度(见下图)衬套如下图所示,材料采用T10A钢,热处理淬火后表面硬度为53HRC~57HRC主浇道衬套模架
2.
1.3主流道凝料体积
2.
1.4主流道剪切速率校核由经验公式式中主流道剪切速率偏小主要是注射量小,喷嘴尺寸偏大,使主流道尺寸偏大所致
2.2分流道设计
2.
2.1分流道布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔,因此,采用平衡式分流道,如下图所示分流道布置
2.
2.2分流道长度第一级分流道=50mm第二级分流道=10mm第三级分流道=
15.5mm
2.
2.3分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积
2.
2.
3.1形状及截面尺寸为了便于机械加工及凝料脱模,本设计的分流道设置在分型面上定模一侧,截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大,一般采用下面经验公式来确定截面尺寸,即根据参考文献取B=4mm分流道L1截面形状如下图所示分流道截面形状从理论上分流道可比截面笑10%,但为了刀具的统一和加工方便,在分型面上的分流道采用一样的截面
2.
2.
3.2凝料体积分流道长度L=(50+10×2+
15.5×4)×2=264mm分流道截面积凝料体积
2.
2.4分流道剪切速率校核采用经验公式之间,剪切速率校核合格式中式中t---注射时间,取1s;A---梯形面积(
0.105);c---梯形周长
1.3cm
2.
2.5分流道表面粗糙度分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取
0.8µm~
1.6µm即可,在此取
1.6µm,如上图所示
2.3浇口的设计根据外部特征,外观表面质量要求比较高,应看不到明显的浇口痕迹,圆周上布满了防滑直纹,因此采用潜伏式浇口,在开模时浇口自行剪断,几乎看不到浇口的痕迹对于这类小型薄膜塑件,几乎所有工厂都是这样做的(个别工厂在盖的顶部采用点浇口),若采用侧浇口,不太符合工程实践
2.
3.1潜伏式浇口尺寸的确定由经验公式得式中A—(塑件的表面积);N—塑料材料系数
0.6;K—塑件壁厚的函数值取
0.
272.浇口截面形状如下图所示,浇口先取Φ
0.8,在试模时根据填充情况再进行调整潜伏式浇口
2.
3.2浇口剪切速率的校核由点浇口的经验公式得—~,剪切速率校核合格
2.4冷料穴的设计
2.
4.1主流道冷料穴如下图所示,采用半球形并采用球形头料杆,该料杆固定在动模固定板上,开模时利用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出冷料穴
2.
4.2分流道冷料穴在分流道端部加长5mm(约
1.5)作分流道冷料穴3成型零件的设计模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件为成型零件在本设计中成型零件就是成型零件外表面的凹模,成型内表面的型芯(凸模)
3.1成型零件的结构设计
3.
1.1凹模(型腔)隐形眼镜清洗盒上盖圆周上均匀分布着防滑直纹,若凹模制成整体式,则直纹用机械加工方法很困难(没有退刀位置),若制造一个电极加工防滑直纹,成本也比较高整体模板都要用价格较贵重的模具钢,维修也不方便因此,上盖圆周部分若采用局部嵌入式凹模,上述存在的问题能够很方便地得到解决,如下图所示,潜件外径尺寸按经验
[2]取33mm(壁厚7mm)上盖凹模嵌件下盖凹模嵌件
3.
1.2型芯型芯是两个不同的型芯,如下图所示型芯
3.
2.成型零件钢材的选用隐形眼镜清洗盒是大批量生产,成型零件所选用钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好;机械加工性能和抛光性能也应良好因此构成型腔的嵌入式凹模钢材选用SM1定模板构成上盖顶部花纹、文字部分,成型时有料流的冲刷,但没有脱模时塑件的摩擦,因此采用55钢调质(定模板材质可和模架厂协商)型芯因为是采用强制脱模,磨损比较厉害,采用硬度比较高的模具钢Gr12MoV,淬火后表面硬度为58HRC~62HRC
3.3成型零件工作尺寸的计算塑件尺寸公差按SJ1372-78标准中的6级精度选取
3.
3.1型腔径向尺寸式中s---塑件平均收缩率---塑件外径尺寸(取
21.5和
17.8);---修正系数(取
0.58);Δ---塑件公差值(查塑件公差表,取
0.52);---制造公差,(取Δ/5)
3.
3.2型芯径向尺寸
3.
3.
2.1型芯大径式中d---塑件内大径基本尺寸(取18);---塑件内中径公差(取制造公差的5倍)---中径制造公差,根据参考文献(取
0.03)
3.
3.
2.2型芯小径式中----塑件内小径基本尺寸(取
14.3)
3.
3.
2.3型腔深度尺寸式中h----塑件高度最大尺寸(取
12.5);----修正参数取
0.56;Δ---塑件公差值查塑件公差表(取
0.44)
3.
3.
2.4型芯高度尺寸式中H---塑件孔深最小尺寸(取10和13);---修正系数(取
0.58);Δ—塑件公差,查塑件表(取
0.40)
3.4成型零件强度及支承板厚度计算
3.
4.1型腔侧壁厚度(按组合式圆筒凹模计算)式中p---型腔压力(取30MPa);E---材料弹性模量(取
2.1×);---根据注射塑料品种,模具刚度计算许用变形量式中W---型腔半径型腔侧壁是采用嵌件,嵌件单边厚选7mm,两型腔之间受力是大小相等、方向相反的,在合模状态下不会产生变形,因此两型腔之间壁厚只要满足结构设计的条件就可以型腔与模板周边的距离由模板外形尺寸来确定,因模板平面尺寸比型腔布置的尺寸要大得多((200-115)/2=
42.
518.24),所以完全满足强度和刚度的要求
3.
4.2支承板厚度支承板厚度和所选模架两垫块之间的跨度有关,根据前面的型腔布置,模架应选在200×250这个大类范围内,垫块之间的跨度大约为140mm,根据型腔布置及型芯对支承板的压力,就可计算得到支撑板的厚度,即式中---支撑板刚度计算许用变形量,=L---两垫块之间的距离(约为140);W---影响模具变形的最大尺寸,若圆筒形是r或h若矩形是L;---支承板长度,取250mm;—8个型芯投影到支撑板上的面积单件型芯所受压力的面积为8个型芯的面积为=8=
2034.72此支撑板厚度计算尺寸为
35.5,对于小型模具还可减小点可利用两根推板导柱来对支撑板进行支撑,这样支撑厚度可近似为因此,支承板厚度可取得稍微薄一点,取标准厚度
32.4模架的确定根据型腔的布局可看出,型腔嵌件分布尺寸为115×195,有根据型腔侧壁最小厚度为
18.
24.在考虑到导柱,导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推件板推出等个方面的问题,确定选用模架序号为5号(200×L=200×250)模架结构为A4的形式,如下图所示
4.1各模板尺寸的确定
1.A板尺寸A板是定模型腔板,塑件高度
13.6,在模板上还要开设冷却水道,冷却水道离型腔应有一定的距离,因此A板厚度取40mm
2.B板尺寸B板是凸模(型芯)固定板,凸模的成型部分直径为ø
18.因此B板厚度取32mm
3.C板块尺寸垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+5~10=
18.5+20+15+5~10=
58.5~
63.5根据计算垫块厚度C取63上述尺寸确定之后,就可以确定模架序号为5号,板面为200×250,模架结构形式为A4,的标准模架标准模架从选定模架可知,模架外形尺寸宽×长×高=200×250×237模具平面尺寸200*250280*250(拉杆间距),合格;模具高度237,100237300合格;模具开模所需行程=
17.6(型芯高度)+
18.5塑件高度+(5~10)=(
41.1~
46.1)200(注射机开模行程),合格;其他各参数在前面校核合格,所以本模具所选注射机完全满足使用要求5排气槽的设计隐形眼镜清洗盒成型型腔体积比较小,约为
3.1注射时间约为1s,采用的是潜伏浇口向型腔顶部倾斜,塑料熔体先充满型腔顶部,然后充满周边下部,这样型腔顶部不会造成憋气现象,气体会沿着分型面和型芯与推件板之间的轴向间隙向外排出如果对于中大型塑件一定要通过计算,开设一定量的排气槽,方可保证产品质量6脱模推出机构的设计推件板推出过程中,为了减小推件板与型芯的摩擦,推件板与型芯间留
0.2mm~
0.25mm的间隙,本设计取
0.2mm,并用锥面配合,以防止推件板因偏心而板溢料7温度调节系统的设计冷却系统的计算和麻烦,在此之进行简单计算,在单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量,模具温度设为40℃
7.1冷却水的体积流量式中W---单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料质量(kg/min),按每分钟注射2次,即
28.188×
0.91(g/)×2次/min=
51.3g/min=
0.0513kg/min;---单位质量的塑件在凝固时所放出的热量,PE为
6.4×10kJ/kg;---冷却水的密度(1000kg/)---冷却水的比热容(
4.187kJ/(kg/.℃));---冷却水出口温度
26.5℃;---冷却水入口温度(25℃)
7.2冷却管道直径为使冷却水处于湍流状态,查得资料取d=8mm
7.3冷却水在管道内的流速由式大于最低流速
1.66m/s,达到湍流状态,所选管道直径合理
7.4冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数查参考文献取f=
7.22(水温为30℃时),因此Kj/.h.℃
7.5冷却管道的总传热面积
7.6模具上应开设的冷却水孔数从计算结果看,因塑件小,单位时间注射量小,所需冷却水道也比较小,但一条冷却水道对模具来说是不可能取的(冷却不均匀)根据注塑厂的生产经验,在强制脱模的情况下,型芯必须冷却,型芯纵向分两排布置,若是采用传联水道,势必造成型芯温差较大,因此两排型芯应分别采用两条进出水道,在注射工艺过程中,根据具体情况确定采用并联水道还是串联水道在定模部分的流到凝料也应得到冷却,可开设一条往返水道,模外胶管串联,水道流量大小可根据注射时具体工艺情况进行调整,水孔开设见装配图参考文献
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200116、任宗义.画法几何及机械制图[M].北京机械工业出版社.2001文献翻译模具模具简介模具型腔可赋予制品其形状,因此,在塑料加工过程中模具处于非常重要的地位这使得模具对于产品最终质量的影响与塑化机构和其他成型设备的部件一样关键,有时甚至更重要A.模具零部件注塑成型用模具由两部分组成,即定模和动模定模固定在定模板上,成型时直接与注射机喷嘴接触动模固定在动模板上,定出机构通常设置在动模上模具的设计形式多样,包括复杂制件用的组合式模具,在成型设备上一次生产多个制件的多型腔模具平衡式浇注系统可将塑料自注道通过浇口注入各个型腔浇口是限制性、尺寸小于流道的通道,可保证熔体平稳填充到型腔,并且容易将制品从浇注系统上分开大多数注塑模具都可以将制品从浇道凝料上分开而不需其他的切除工序,通常可以通过观察制品上的浇口去除部位来判断其为注塑成型制件浇口通常设在塑件的边缘或合模线处及圆形制品的中心位置模具和成型机械一样都很贵,但当制品设计完成,模具制造完后开式投入生产,制品可以低成本大批量生产实际上,所有热塑性塑料都可以通过适当的模具和设备进行注射成型可大批量可大批量生产的具有标准形状和尺寸的模具部件叫标准件依据详细的模具零件图纸,采用铣削、车削、电火花、磨削等方法分别加工出这些模具零件最后,模具制造人员将这些零件和标准模架以及其他金属件进行装配B.模具制造注塑模制造的第一步是画出模具图,由此可知模具有哪些特殊要求如模具材料,模具加工所需设备以及与模具配套注塑机要求等冷扎圆钢是加工实验室用模具的一种理想材料,因为其具有易加工、廉价、良好的耐喷嘴压力和磨损性能但其最大的缺点是容易锈蚀,除非模具卸下后保存时做封腊处理复杂模具型腔需要特殊的机加工和抛光处理,而型腔所需设备及加工技能要求较低,只需在车床上车削和抛光即可也可用铝加工模具,优点是耐锈蚀,而喷嘴压力加在较软的铝材上,主浇道衬套易于磨损不过可以通过在模具上加用钢板互套解决另一种模具制造方法是用填充有环氧树脂的铝材,通过浇注方法生产这种方法尤其适合于形状复杂和难以加工的制品浇注用的环氧树脂很坚硬,能呈现良好的表面状态但这种材料太脆,需要有一块钢板覆在上部以抵御喷嘴造成的磨损将样件定位后固定在模板上,拖动熔箱与样件保持适当位置,然后将环氧树脂浇入其中的半个模具中,当这半模固化后,将浇注模的上半部放上去,再将剩余部分浇注进去待固化后移去型箱,表面抛光,钻出定位销孔,再嵌入定位销在上半模上覆上钢板,加工出注、流道和浇口环氧树脂铝材模具的材料混合浇注和固化工艺应根据制造商的要求详细制定C.模具专业的发展与现代化模具制造技术随着我国国民经济发展和人民生活水平的提高,人们对产品的审美观,价值观也不断提高,从而对各类产品,无论是内在质量还是外表美观等方面均要求日益精湛,困此被誉为“工业之母”的模具与人民的生活越来越紧密很多人对模具不了解,什么是模具?模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具也就是通常人们说的模子我国的模具行业正处在一个飞速发展的阶段,模具产业的发展水平已经逐渐成为衡量制造水平的重要标志究其主要的原因在于现代工业用品中使用模具成型的多达60%~90%,尤其在汽车、电子、电器等领域模具专业是一个包罗万象的领域,模具从业者需要掌握很高很全面的知识和技能它包括有加工中心、数控铣床、高速铣削技术、快速模具制造及快速成型技术、电火花加工机床(EDM)、金属切削刀具、数控雕刻机、模具CAD/CAM/CAE技术、三坐标测量机、便携式CMM、便携式扫描仪、激光跟踪仪等代表着先进现代化制造业工艺技术模具设计与制造专业的主线首先是逆向工程(RE)的学习然后由CAD设计三维软件CATIA、UG、PRO/E实体造型,分模、生成模架,然后再由CAM制造软件(POWERMILL、MASTERCAM等)生成数控加工程序,应用到数控加工实际生产中,从而实现模具由产品设计到制造的全过程如果是新产品设计的话,还要进行必要的CAE分析,确定所设计的零件是否能够承受系统的压力,计算负荷是否能够承受足够的疲劳强度,屈服力以及剪切力同时,利用现代化的快速成型技术(RP),它是一种由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状实体的技术由于它采用离散/堆积原理,因此理论上快速成形可以制造任意复杂形状的实体又由于它成形加工无需专用夹具和工具,加工过程中无人干预等一系列优越性,国内外都在研究直接利用RP技术加工金属模具的可能性在实习过程中,通过教学教义使我们对模具结构有了直观的了解,掌握了模具系统的各组成部分,以及不同结构的模具各自的工作原理培训的模式很新颖,由“理论+实践+企业”一条龙组成此次接触到的模具分为冲压模、注射模和压铸模本次模具培训重点的内容在于对注射模的学习,在前期的理论铺垫基础上,到企业参观实践,了解注射模的加工工艺过程整个过程由设计到数控铣床粗加工,磨床半精加工,热处理工序后,再经过电火花的精加工,最后钳工修整打磨,装配,一副完整的模具就完成了这样的工序安排得完善合理,井井有条在模具材料上,用P20钢代替45号钢来制造塑料模型芯、型腔,使模具的光洁度和寿命都有了较大的提高在日趋激烈的市场竞争中,质量是一个古老而又常新的话题!模具的质量,无论是模具的设计者和制造者、制件的设计者,还是模具的使用者都应积极关心的问题,随着技术的不断创新、新材料的广泛采用、加工工艺的不断变革,使用与维护条件的差异等等都不同程度的影响模具的质量“模具质量”的涉及面很广泛,相当复杂,提高模具质量的方法有多种,途径也很多如何才能更合理地提高模具质量呢?也就是说,怎么样才能让模具在高精度、低成本、高效率条件下,更长时间地、更多模地生产出质量合格的制件呢?
1、制品质量制品尺寸的稳定性、符合性,制品表面的光洁度、制品材料的利用率等;
2、使用寿命在确保制品质量的前提下,模具所能完成的工作循环次数或生产的制件数量;
3、模具的使用维护是否属最方便使用、脱模容易、生产辅助时间尽可能的短;
4、维修成本、维修周期性等等目前,我国大型精密模具的制造能力不足今后十年,电子、化工、汽车等工业的发展必然带动基础工业和模具工业的发展发展自己的科技含量高的大型精密汽车覆盖件模具是今后的重要工作因此模具材料的专业化生产、供需平衡的专一销售机构的产生,以及模具制造专业化必将成为各相关行业努力追求的目标,势必给模具材料从冶金质量、市场供需平衡以及高技术制造带来一次革命性的飞跃所以模具从业者需要掌握很高很全面的知识和技能,模具做的好,产品质量好,模具结构合理,生产效率高,效益就高学好模具的设计和制造,前途一片光明但必须要下苦功!模具行业被称之为“永不衰退的行业”目前中国模具行业的质量现在并不是世界上最好的,还赶不上德国和日本但我们有理由相信,中国模具不会因此而停顿,中国模具的发展,将由加工工厂真正转变为世界现代化模具制造业强国!MoldTheIntroductionofMoldsThemoldisatthecareofaplasticmanufacturingprocessbecauseitscavitygivesapartitsshape.Thismakesthemoldatleastascritical-andmanycasesmoreso-farthequalityoftheendproductasforexampletheplasticatingunitorothercomponentsoftheprocessingequipment.A.MoldComponentsMoldsusedininjectionmoldingconsistoftwohalves;onestationaryandonemovable.Thestationaryhalfisfasteneddirectlytothestationaryplateandisindirectcontactwiththenozzleoftheinjectionunitduringoperation.Themovablehalfofthemoldissecuredtothemovableplatenandusuallycontainstheejectormechanism.Therearemanypossiblemolddesignsincludingmultiplepiecemoldsforcomplicatedparts.Onproductioninjectionmoldingequipmentmanyarticlesmaybeshotatthesametimebytheuseofthespruetoeachindividualcavity.Atthispointthematerialpassesthroughagateintothecavity.Thegateisarestrictionsmallerthantherunnertoprovideforevenfillingofthemoldcavityandtoallowtheproductstobeeasilyremovedfromtherunnersystem.Withmostinjectionmoldingsystemsthearticlescanbesnappedawayfromtherunnerorspruewithoutadditionaltrimming.Productsthathavebeeninjectionmoldedcanusuallybeidentifiedbyfindingwherethegatewasbrokenof.Thegatewillusuallybelocatedattheedgeorpartinglineofanobjectorinthecenterofcylindricalproduct.Moldsareexpensiveasarethemachines.Yetoncetheproducthasbeendesignedmoldsmadeandproducedinquantityatlowcost.Virtuallyallthermoplasticscanbeinjectionmoldthroughvariationsinmoldandmachinedesign.Moldanddiepartsthataremass-producedandstandardizedinshapeanddimensionarereferredtoas“standards”.SpecializedoperatorsofmillingmachineslatheselectronicdischargemachiningEDMequipmentandgrindersproducemoldcomponentsindependentlyofeachotherfollowingdetailedmoldpartdrawings.Finallyalltheseitemscometogetherwiththestandardmoldbaseandhardwareandareassembledbythemoldmaker.B.MoldConstructionTheconstructionofthemoldforinjectionmoldingbeginswiththeworkingdrawing.Fromittherequirementsforthemoldcanbespecified.Thesewouldincludethematerialfromwhichthemoldshouldbemadetheavailabilityofequipmentformachiningthemoldandthemoldcapacityofthediesetonthemachine.Coldrolledsteelisanidealmaterialforlaboratorymoldssinceitmachineswellisfairlyinexpensiveandholdsupwellfornozzlepressureandwear.Itsmajordisadvantageisthatitwillrustquicklyunlessprotectedbymoldreleaseorwaxduringstorage.Complicatedmoldcavitiesneedspecializedmachiningandpolishingthereforecircularcavitieswhichcanbeturnedandpolishedonthelatherequirelessequipmentandmachiningskill.Similarmoldsmayalsobemachinedfromaluminumandtheyhavetheadvantageofnotrusting.Excessiveweardevelopsonthesprueduetothehighnozzlepressureonthesoftaluminumbutthiscanbeovercomebytheuseofasteelcoverplateonthetopofthemold.Anothermetnodofmoldconstructionisbythecastingprocessusinganaluminumfilledepoxyresin.Thistypeofmoldisparticularlysnitedtoproductsofintricatedesignandproductsthataredifficulttomachine.Thecastepoxyisstrongandgivesgoodsurfacedetailhoweveritisbrittleandshouldhaveasteeltopplateattachedtosbsorbthewearofthenozzle.Apatternoftheproductmustbesecuredormadeandplacedonamoldplate.Thedragofasmallsteelflaskisplacedaronndthepatternandtheepoxyresinispouredtofillthemoldhalf.Whenthishalfofthemoldhasbeencuredthecopeisplacedoveritandtheremainderofthemoldpoured.Uponcuringtheflaskisremovedallsurfacesmachinedsmoothdowelpinholesdrilledanddowelsinserted.Asteelcapplateshouldbeboltedtothetophalvesandthespruerunnersandgatesmachined.Instructionsformixingpouringandcuringthealuminumfilledepoxyshoulebefollowedaccordingtothemanufacturer’sspecifications.C.DevelopmentofmouldspecialfieldandmodernizedmouldmakeatechnologyWiththefactthatourcountrynationaleconomydevelopsthesumimprovementofthepeopleslivelihoodtheappreciationofthebeautytotheproductobservespeoplealsooutlookonvaluesimprovesunceasinglydirectsondifferentkindsofproductstherebyrequirethatgraduallyconsummatesleepythisfemalemouldofbeingpraisedforindustryandlifeofthepeoplearemoreandmorerapidandintensedisregardingaspectsuchasbeinginherentmassstillhaveafineexteriorwithoutexception.ManypersonisunfamiliarwiththemouldwhatisamouldThemouldcanproduceoutonekindofimplementsofproductionhavingthepartthatthecertainformanddimensiondemand.Bejustthemouldthatpeoplesaysgenerally.Stagethatmouldofourcountryindustrydevelopsexactlyatfullspeedinonedevelopmentofmouldestateishorizontalbecomemeasurementalreadygraduallycreatingthehorizontalimportantsign.Investigatewhosemaincausedependingonmodernindustryusesmouldmoldingsinarticlesforuseasmanyas60%~90%isinfieldssuchasautomobileelectronelectricalequipmentespecially.Themoldspecialtyisacomprehensivedomainthemoldpractitionerneedstomastertheveryhighverycomprehensiveknowledgeandtheskill.ItincludesthemachiningcenterthenumericalcontrolmillingmachinethehighspeedmillingtechnologythefastdiemakingandthefastformationtechnologytheelectricsparkmachiningenginebedEDMthemetalremovalcuttingtoolthenumericalcontrolengravingmachinethemoldCAD/CAM/CAEtechnologythecoordinatemeasuringmachinesportableCMMtheportablescannerthelasertrackerandsoonisrepresentingtheadvancedmodernizedmanufacturingindustryprocessingtechnology.AndthendesignfordieandmouldandthemainlinecreatingspecialfieldarebackingprojectREstudyingfirstdesignandthenthethree-dimensionalsoftwareCATIAUGPRO/EentitymodelfromCADareallottedamodelgeneratethemodelrackmakethesoftwarePOWERMILLMASTERCAMetc.againfromCAMgeneratingthenumericalcontroljobgramtherealityapplyingtonumericalcontroltreatingproducesmiddlerealizeamouldtherebyarrivingattheentireproceedingmakingfromproductdesign.IfbeingthewordsthatthenewproductdesignswantnecessaryCAEbeinginprogresstoanalysetooascertainifwhatbedesignedthatpartbeabletobearsystematicpressurecalculateifloadbeabletobearsufficientfatiguestrengthsknuckleunderaforceandshearaforce.AtthesametimemoldingtechnologyRPmakinguseofthefleetnessbeingmodernizeditarethatonekindofthefleetnessfromCADmodeldirectdrivemakescomplicatedformentitytechnology.Sinceitadoptscattering/toaccumulateprinciplethefleetnesstakesshapethereforetheoreticallybeingabletomakearbitrarilycomplicatedformentity.Processtheunnecessarilyspecial-purposeclampandimplementsinceittakesshapenobodyinterfereswiththepossibilitywaitingforaseriesofsuperiorityprocessingthemetalmouldsathomeandabroadallinstudyingthetechnologymakinguseofRPdirectlyinprocessingprocess.Intheprocessofpracticepassingteachingreligiousdoctrinehasmadeushavethepenetratingacquaintancetomouldstructurehasgraspedeverymouldsystemingredienthasbeenunlikeandarchitecturalrespectivemouldoperatingprinciple.Thepatterntrainingisverynewandoriginaliscomposedoftheory+practice+enterprisecoordinatedprocess.Contactthemouldarrivingatthistimebeingtostampamodeltoinjectamodelandtostrikeamodelmark.Thecontentthattimeofmouldtrainspriorityoriginallyliesinstudyingtoinjectingamodelbeforetheorytheearlierstagebeddingpayavisittopracticeonthebasistoenterpriseknowtoinjectthemodeltreatingprocedure.Thereasondesignsentireprocesstonumericalcontrolmillingmachineroughprocesshalffinishmachiningofgrindertheheattreatmentworkingprocedurequeenagainthefinishmachiningprocesselectricsparkthefinalbenchworkreconditionpolishassembleasetofentiremouldhasbeencompleted.Suchworkingprocedurearrangesforperfectreasonablenessinperfectorder.OnmouldmaterialuseP20steeltoreplacetomaketheplasticmodelcorethetypecavityduringthepaststeel45boththesmoothnessusingamouldandlife-spanhavehadbiggerrise.Indaybydayfiercemarketcompetitionmassisaantiquitedandoftennewaswelltopicofconversation!Problemthatmouldmassdesigneritismoreactivethemoulduserallrespondstomakingapiecedisregardingdesignerandmakerbeingamouldcareforwiththefactthatthetechnologyceaselessnessbeinginnovativethenewmaterialsbroadadoptsceaselessnessprocessingahandicraftstransformseffectmouldalltovaryingdegreesmasssuchasusinganddefendingconditionaldifference.Mouldmassrelatingthatbroadprettycomplicatedverymuchfacetofacethemethodimprovingmouldmasshasvariousapproachalsomany.HowdoesabilityimprovemouldmassmorerationalThatishowabilityisappliedbythemouldinhigh-accuracylowcosthighefficiencyconditiondocumentproducingoutqualifiedsystemofmassmorelongtimemoremuchmodel1productsmass:Productsdimensionstabilitycoincidenceproductsoutsidesmoothnessproductsmaterialutilizationratioetc.;2lifetime:Underthepremiseensuringproductsmassjobcyclenumberoftimesorthesystemdocumentquantitygivingbirthtoachildcanbecompletedbymould;3mouldsigmatismdefends:Whetherbeingassisttimegivebirthtoachildeasytobeputintouseconvenientlybedemouldmostornotasfaraspossibleshort;4keepingcostinrepairkeepingcyclicityinrepairandsoon.Atpresentlarge-scaleaccurateourcountrymouldmanufacturingcapabilityisnotworth.Inthenextdecadedevelopmentofindustrysuchaselectronchemicalindustryautomobilesurelydrivedevelopmentofkeyindustriesandmouldindustry.Developingselflarge-scalepreciseautomobilewithhightechnologycontentcoveringpieceofmouldisthatimportancethedaystocomeworks.Mouldmaterialspecializationofdifferentpartsofproductiontheco-ordinationofsupplyanddemandundividednessselltheorganizationcreationthereforemassmarketsupplyanddemandbalanceandthehightechnologymakestheleapbringingaboutarevolutionarycharacteraswellasthemouldcreatesprofessionalizationbeinggoingtocertainlybecomeeveryrelevanceindustryeffortgraildefinitelygiveamouldmaterialfromthemetallurgy.Thereforethemouldpractitionerneedstohaveveryhighveryall-roundknowledgeandtheregardsthatthetechnicalabilitythemouldmakeinhandproductqualityisgoodmouldstructureisrationaltheefficacyishighbeneficialresultishigh.Designandfabricationlearningamouldafuturelight.Butmustneedtomakepainstakingefforts!Mouldindustryiscalledtheindustryneverdeclining.ChinesemouldindustrymassisreallynotintheworldbestatpresentnowcannotovertakeGermanyandJapan.WehaveareasontobelieveinbuttheChinesemouldcannotareatastandstillbecauseofitdevelopmentofChinesemouldwillbethattheworldmodernizesthemouldmanufacturingindustrypowerfulcountryfromtherealchangeprocessingafactory!致谢。