订书机上盖模具设计及加工工艺分析（包括设计说明书、CAD图纸、三维图、加工工序卡片等全套 机械毕业设计） 1 前言 模具是现代工业的重要工艺装备。随着工业生产的飞速发展，新产品的不断涌现，对模具的设计与制造速度、加工质量，提出了更高的要求。即要求以最短的周期、最低的成本来完成这一工装准备工作，以加速新产品投产及产品更新换代，提高经济效益及竞争力。随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，越来越普遍地采用塑料成型。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。 本课题为订书机上盖模具设计及加工工艺分析，结合生产实际，进行订书机上盖制品测绘、模具设计、加工工艺分析。设计原始数据：订书机上盖，其中：1）制品的尺寸精度要求：长度方向小于0.50，厚度方向小于0.10；2）制品材料：PP；3）制品表面粗糙度：不低于实物表面；4）制品生产批量：5万；5）考虑制品的变形，对重要尺寸进行圆整；6）制品的脱模斜度按照标准选取。在设计过程中要解决订书机制品测绘、模具设计、在模具设计时对分型面的选择、浇口形式与位置的确定、型腔位置的安排、定模冷却水道的设置、工艺分析等问题。订书机上盖的几何尺寸进行测量后要进行合理的后处理。模具分型面处在同一平面时不需要一定的角度，所以选择底面为分型面。本模具设计采用潜伏式浇口，并要避开制品点画线所示的高光量区域。为使流道平衡,应使各型腔距主流道距离均等。由于所成型的制品形状简单且几何尺寸较小,因此可采用冷却水道围绕型腔镶件的冷却方式。模具方案确定后进行工艺分析。根据此方案可以达到设计的预期效果，并且大大提高了注塑模的质量和效率。 2 国内外发展概况及现状介绍 模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。随着工业技术不断向前发展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作条件下，对模具的精度越来越高，使用寿命越来越长。为了满足这些要求，国内外都在模具材料的研究和开发上作了巨大的努力，也在这方面取得了不少成果。 目前世界上模具工业的年产值约为680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元，模具出口4.91亿美元，同时还进口18.13亿美元。我国已成为世界上净出口模具最多的国家。大型多工位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距，特别是模具寿命低的问题非常突出。如：国外硅钢片冲模总使用寿命在500万次以上，而国内一般为50万-60晚次，最高150万次。国内热锻模使用寿命50万次，国内只有3-5万次。国外热锻模使用寿命12000次以上，国内一般为3000-5000次。影响模具寿命的因素较多，但模具材料是重要因素。高寿命模具离不开优质模具材料。 国内模具钢品种少、质量差、性能低。虽然国内也研制出许多高性能模具钢，但大多数是上世纪70-80年代研制的，因种种原因，真正使用的量较少，钢种也不多。每年使用量不足1万吨。故在生产上使用的仍然是老钢种为主，如冷模用CrWMn、Crl2、Crl2MoV等，热模用3CrW8V、6542等，另外，由于模具钢的改锻效果差、选材与热处理不当等原因，也造成模具的寿命低。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。[1] 未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括； a．提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平； b．在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术； c．大力发展快速制造成形和快速制造模具技术； d．在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； e．提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； f．发展优质模具材料和先进的表面处理技术； g．逐步推广高速铣削在模具业务的应用； h．进一步研究开发模具的抛光技术和设备； i．研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； j．开发新的成形工艺和模具。 3 总体方案论证 本课题的设计目的是对典型塑料制品的模具设计与工艺分析。对制品的结构分析，测绘出正确的制品图，画出零件二维工程图，然后根据工程图进行零件的三维造型。 下面对塑料制品的模具设计。首先对注塑工艺设计与分析，制订合理的注塑工艺流程，正确选用注塑设备。考虑到生产批量和经济效益，还有塑件的精度等级采用一模两腔。接着选择注塑机，主要从注射量、锁模力等方面进行考虑。要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最大注塑量的80％。接着根据制品的尺寸大小选择合理的模架和模板。然后确定浇口的形式，浇口的主要类型可以分为直接浇口、侧浇口、潜伏式浇口、点浇口、扇形浇口、圆盘形浇口及环形浇口等。潜伏式浇口的优点在于：制品分型面处不留疤痕，浇口自动切断，不会在制品表面留下由于喷射带来的喷痕和气纹等问题。所以优先选用潜伏式浇口作为本模具的浇口形式。在模板上直接设置冷却水道，这同样要遵循冷却系统的设计原则，使冷却水道尽量靠近型腔表面和尽量围绕型腔，使制品在成型过程中冷却均匀。在设置顶出系统时，模具结构设计应尽量设法使塑件在开模过程中留在动模上，以便利用注塑机动模上的顶杆或液压活塞顶出制品，同时要保证塑件在顶出过程中不变形，必须正确分析塑件型腔附着力大小和所在部位，使推力均匀合理分布，塑件平稳脱出而不变形，还要尽量不损害塑件外观。本模具采用顶杆顶出机构，它是顶出机构中最简单、最常见而且制造比较方便的一种形式。模具设计好后进行模具零件加工工艺分析，编写加工工艺文件。 结论 为期三个多月的毕业设计已接近尾声，回想整个毕业设计过程，尽管在设计的过程中遇到一些困难和曲折，但总的来说，我感到受益非浅。根据自己的设计课题和任务书要求，我们首先进行了毕业实习，做好了实习记录，并撰写了实习报告，对所设计内容有了进一步的了解，为接下来的毕业设计奠定了基础。同时，我还查阅了一些中文和外文文献，对注塑模的设计的基本步骤以及国内外的发展现状有了进一步的认识。 按照设计进度安排，我首先对选取的塑件制品进行了测绘，确定其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，并对其进行了工艺分析，确定了模具各零件的结构、尺寸和精度要求，设计出注塑模具一套，绘制出了模具装配图及各零件图，对各零件进行了三维造型，完成了各零件间的装配，并且对模具零件进行加工工艺分析。 通过以上工作的完成，我对一套模具的设计全过程有了清醒而直观的认识，了解了注塑模的工作原理，对模具中型腔、型芯等主要零件的设计及精度的确定具备了一定的经验知识，能够对模具设计中常出现的问题提出合理的解决方法，能够正确地选取注射机、确定模架的结构及尺寸、确定型腔数。在模具设计中，精度要求的确定是至关重要的一步，要综合考虑尺寸精度及配合要求，特别是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度确定的合理与否将影响到塑件的质量，从而对产品的使用性能及企业的经济效益产生很大的影响。由于知识及实践经验的缺乏，在设计过程中，不足之处在所难免，因此我在以后的学习、工作中还要进一步改进和提高。 参考文献 [1] 张弘.我国模具工业现状及发展方向.http://www.mould.net.cn/moldnews /Show.asp?ID=67.2002-02-17. [2] 许发樾.实用模具设计与制造手册.北京:机械工业出版社,2005.9，477-480,439. [3] 彭建生.模具设计与加工速查手册.北京：机械工业出版社，2005.6：1052-1055. [4] 王伯平.互换性与测量技术. 北京：机械工业出版社，2002. [5] 李益民.机械制造工艺设计简明手册. 北京：机械工业出版社，1993.6. [6] 李云程.模具制造技术. 北京：机械工业出版社，2002.2. [7] 陈孝康, 周兴隆.实用模具技术手册[M].北京：中国轻工业出版社，2001.1. [8] 李志刚, 夏巨谌.中国模具设计大典[M].中国机械工程学会，2003.5. [9] 黄诚驹, 李鄂琴.逆向工程项目式实训教程[M].北京：电子工业出版社，2004.9. [10] 刘守勇.机械制造工艺与机床夹具.北京：机械工业出版社，2000.5. [11] 申开智.塑料成型模具模具.北京：中国轻工业出版社，2002.9. [12] 丁闻. 实用塑料成型模具设计手册. 西安：西安交通大学出版社，1993.12. [13] 潘宝权.模具制造工艺. 北京：机械工业出版社，2004.9. [14] 许发樾.模具制造工艺与装备.北京:机械工业出版社,2003.5. 致 谢 本次毕业设计是对我近四年来所学的专业知识的一次大检验，使我能够将以前所学的知识更加融会贯通，加深了对专业知识的理解，为以后的工作打下了坚实的基础。通过这次毕业设计，我了解了注塑模具设计的全过程，对零件加工工艺分析的过程有了深刻的认识，锻炼了我分析问题和独立思考解决问题的能力。 本人的模具设计是在葛友华老师悉心指导下进行的，在毕业设计过程中帮我解答疑难问题，以及引导我的设计思路和方法，在此我谨向葛院长表示衷心的感谢。此外，十分感谢同组的李霆、汤坤等同学对我的帮助和支持。因本人实践经验与理论水平有限，时间较仓促，设计过程中难免存在错误和不足，请读者批评指正。 附 件 图名 图号 图幅 张数 1 订书机上盖注塑模 DSJM-06-00 A0 1 2 浇口套 DSJM-06-01 A4 1 3 定模固定板 DSJM-06-02 A3 1 4 .定模板 DSJM-06-04 A1 1 5 动模板 DSJM-06-05 A1 1 6 动模支承板 DSJM-06-06 A3 1 7 垫块 DSJM-06-07 A3 1 8 推板固定板 DSJM-06-08 A3 1 9 推板 DSJM-06-09 A3 1 10动模固定板 DSJM-06-10 A3 1 11推杆 DSJM-06-11 A4 1 12拉料杆 DSJM-06-12 A4 1 13复位杆 DSJM-06-13 A4 1 14导柱 DSJM-06-14 A4 1 15镶块 DSJM-06-15 A4 1 16导套 DSJM-06-16 A4 1 17订书机上盖 A3 1 18订书机上盖模具三维造型图册 A4 一套 19订书机上盖模具零件加工工艺过程卡片 A4 一套 20订书机上盖模具零件加工工艺卡片 A4 一套 |
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