毕业设计（论文）-E型硅钢片级进模和ABS支座注塑模设计.doc

兰州工业学院毕业设计说明书（论文）毕业设计（论文）题目 E型硅钢片多工位级进模设计 ABS支座注塑模设计 兰 州 工 业 学 院毕业设计（论文）任务书材料工程学院模具设计与制造专业设 计 题 目 E型硅钢片多工位级进模设计 ABS支座注塑模设计 学 生 姓 名 班 级 模具11-1班 指 导 教 师 起 止 日 期 2013.12.012014.03.142013年 12月 1日1.毕业设计的原始数据：任务一：为如下冲压零件设计适当模具结构。 零件名称：E型硅钢片材料：Si图号：AO料 厚： 0.5mm精度：IT11级生产批量：大 批 量任务二：为如下塑料零件设计适当模具结构。 零件名称： 支座材料： ABS图 号： A0料 厚： 精度： MT5级生产批量： 大批量2.毕业设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)：（1）根据冲压零件图要求，设计中等程度以上的大中型多工位级进模或复合模具，要求每个学生独立完成冲压件工艺设计、冲模结构设计与计算，典型零件制造工艺规程制订等工作，并完成相应模具装配图和所有工作部分零件图的绘制，及设计说明书一份。毕业设计完成后进行答辩。（2）根据塑件零件图要求，设计中等复杂程度以上的大、中型塑料模具，要求独立完成塑料成型工艺规程，塑件结构设计，模具结构的设计与计算，典型零件制造工艺规程（必须包括成型磨削，电火花加工编程，尺寸链的计算）等项工作。并完成相应模具总装图及工作部件零件图的绘制，完成设计说明书一份。毕业设计完成后进行答辩。 注：若给定实体塑件，根据使用要求自行绘制零件图、按国标标注尺寸精度、形位公差等。3.毕业设计应完成的技术文件：（1）多工位级进模或复合模设计内容和要求： A、冲压件零件图并注明名称、比例、材料、厚度、公差或精度、批量；B、冲压件排样图（可直接绘在模具装配图的右下方，应注明料宽、步距等）； C、模具装配图一张（最大外形尺寸、主要配合等级的标注；适当的技术要求；明细表、标题栏；模具件号是否齐全；主视图、俯视图、侧视图的投影关系；俯视图的绘制要求及剖切方式，0号图纸 ）； D、模具零件图一套(全部工作零件图及部分非标准结构零件图5个以上)； E、指定的模具零件的机械加工工艺卡片：35个； F、毕业设计说明书一份（20页以上，仅冲模部分，其中不含任务书。）幅面大小为A4，全部由计算机打印。 （2）塑料模设计内容和要求：A、塑料件零件图（尺寸较小者可直接绘在模具装配图的右上方，并注明名称、比例、材料、公差或精度、批量）；B、塑料模塑成型工艺卡片（表格自制，填写注塑成型工艺参数）； 一张C、模具装配图（图形符合行业习惯，注意分型面符号、最大外形尺寸、主要配合等级的标注；定位圈外径尺寸的标注；技术要求的内容是否恰当；名细表、标题栏、图形边框是否规范；模具件号是否齐全；主视图、俯视图、侧视图的投影关系；俯视图的绘制要求及剖切方式）一张； D、模具零件图(全部成型零件图及部分非标准结构零件图5个以上) 一套； E、指定的模具成型零件的机械加工工艺卡片； 35个；F、毕业设计说明书一份（20页以上，仅塑模部分）。 4.主要参考文献：1 屈华昌塑料成型工艺与模具设计M北京：高等教育出版社,2006. 2 李德群塑料成型工艺及模具设计M北京：机械工业出版社,1993. 3 李天佑. 塑料模图册M.太原: 重型机械出版社出版,19944 薛彦成. 公差配合与技术测量M.北京:机械工业出版社出版,20025 屈华昌，伍间国塑料模设计手册M北京：机械工业出版社,19936 陈锡栋, 周小玉. 实用模具技术手册M.北京：机械工业出版社.20017 许发樾, 模具机构设计M.北京：机械工业出版社,20045.毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：起 止 日 期工 作 内 容备 注15周到17周18周到20周1、冲压模具设计为3周，安排如下：（1）调查研究、搜集和查阅资料 （0.25周）（2）总体设计方案的拟定和论证 （0.25周）（3）模具结构设计 （1周）（4）工艺计算 （0.5周）（5）典型零件的工艺规程 （0.5周）（6）编写毕业设计说明书 （0.5周）2、注塑模具设计部分为3周，安排如下：（1）调查研究、搜集和查阅资料 （0.25周）（2）总体设计方案的拟定和论证 （0.25周）（3）模具结构形式的设计与计算 （1周）（4）典型零件的工艺规程 （0.5周）（5）编写毕业设计说明书 （1周）教研室审查意见： 教研室主任 年 月 日学院审查意见： 学院院长 年 月 日 摘 要本次毕业设计总共设计了两套模具：E型硅钢片级进模和ABS支座注塑模设计。E型硅钢片的级进模设计是对给定的工件进行工艺性分析和模具设计。在综合考虑了经济性、零件的工艺性以及复杂程度和精度等诸多因素的基础上进行了工艺计算与结构设计，并提出了合理的工艺方案和结构形式。本次毕业设计采用的排样方式是有结构废料的直排，送料方式从左向右送料，卸料方式应用的是弹性卸料，导向装置采用的是四角导柱式的滚珠导向。文中讨论了主要工作件间隙的确定和刃口尺寸及冲压力的计算，并选择合适的压力机，设计中主要对模具工作部分尺寸进行了计算，对主要零部件的进行了设计。该模具提高了制件质量和生产效率，降低了模具成本，制件质量符合生产要求。ABS支座注塑模具的设计，在正确分析塑件工艺特点和ABS材料的性能之后，确定模具型腔数目为一模两腔，浇口形式为侧浇口分型面设置在底座最大轮廓处。设计中将模具的型芯型腔都设计为镶块式的，侧抽芯机构为斜导柱侧抽芯，推出机构的设计确定其为推杆推出，很好地保证塑件外形尺寸精度。复位杆的设计是采用了弹性复位的方式。该文详细介绍了对型腔，型芯，浇注系统，推出机构，以及其他非标准件的设计过程。关键词：级进模； 精度； 工艺性； 刃口尺寸；注塑模；分型面； 浇注系统ABSTRACT This graduate design designed a total of two sets of mold: E silicon steel sheet and ABS bearing injection mold design of progressive die E type silicon steel sheet of the progressive die design is for the given workpiece manufacture ability analysis and die design. In consideration of the economy, manufacture ability and complexity and precision of the parts on the basis of many factors, such as the technology calculation and structural design, and proposes the reasonable process scheme and the structure form. This paper introduces the mold in the design of layout and way of feeding and discharging and guide way, discusses the determination of clearance and main parts of blade size and the calculation of impact force, and select the appropriate press, mainly in the design of the mold work part size was calculated, and the main components of the design. The mold to improve the product quality and production efficiency, reduce the mold cost, product quality meet production requirement. ABS bearing injection mold design, the technological characteristics of plastics article of correct analysis and the performance of ABS materials, determine the number of mold cavity for one module and two cavities, form of gate for the side gate. In the design of the most important thing is to determine the structure of the core and cavity as well as the calculation of the size of its working parts, and determine its side core-pulling mechanism and their way of positioning and fastening. Launch of institution design to determine the for the push rod, guarantee precision plastic parts dimension very well. This paper introduces in detail the cavity, core, pouring system, institutions, and other non-standard design process.Key-words: progressive die; Precision; Manufacture ability; The blade size; Injection mold; Parting surface. Gating system目录任务书摘要ABSTRACT1 E型硅钢片的工艺分析11.1 设计题目11.2 工艺性分析11.3工艺方案22 工艺计算及结构设计42.1工位数和工序及排样方式42.2排样计算52.3冲裁压力的计算72.4 压力机公称压力的确定92.5冲裁压力中心的确定10 2.6 凸凹模刃口尺寸102.7 凹模的结构设计132.8凸模结构设计143 模具结构形式的确定163.1定位方式163.2卸料方式163.3出件方式173.4送料方式173.5模具导向装置173.6模架的形式173.7模柄类型173.8导料销184 模架的选择及校核194.1模架的选择194.2模具闭合高度校核195 ABS支座塑件分析215.1设计题目215.2塑件的工艺性分析216 确定成型工艺和成型设备24 6.1注射机的选择246.2确定注射成型的工艺参数246.3确定成型设备256.4型腔数目的校核266.5锁模力的校核276.6开模行程的校核287 设计分析307.1 分型面的选择307.2 主流道的设计307.3主流道衬套的设计317.4分流道的设计327.5浇口的设计327.6拉料杆和冷料穴设计327.7排气系统的设计338 成型零件工作尺寸的计算348.1型腔的结构设计348.2 型芯的结构设计348.3工作尺寸计算349 模架的选择379.1 合模导向机构的设计379.2 复位杆的设计379.3抽芯机构的设计379.4滑块与滑槽设计389.5推出机构的设计38结 论39致 谢40参考文献411 E型硅钢片的工艺分析1.1 设计题目设计E型硅钢片冲压模具，零件图如1-1所示。 图1-1 零件图 零件名称：E型硅钢片材 料：硅(Si) 料 厚：0.5mm 生产批量：大批量 精 度：IT11级1.2 工艺性分析 1.2.1零件材料分析 硅钢片是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5-4.5%。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效。其力学性能：抗剪强度190MPa、抗拉强度230MPa、伸长率26%。1.2.2工件结构分析 该零件形状较为复杂，特别是两端犹如“爪”的结构，尺寸较为细小，且6个小孔与落料边缘靠的很近，局部凸模、凹模壁会很薄，如果一次冲压成型，其强度会成问题 。故可以考虑采用级进模，分布冲裁，也分散了应力集中，提高模具寿命。1.2.3尺寸精度分析 图1-1上所用尺寸公差都在IT11-IT14级，外形尺寸精度要求较高，孔的位置要求高于其外形尺寸，但一般冲压均能满足其尺寸精度要求。1.3工艺方案1.3.1 方案种类的确定冲裁工序可分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。 (1)单工序模在一副模具中完成只完成一种工序的冲模，如落料模，冲孔模，拉深模 等结构较为简单，生产效率不高，一般适用于小批量生产。 (2)复合模是在单工序模的基础上发展起来的一种较先进的模，在一副冲模中一次定位可以同时完成几个工序。复合模结构紧凑，一套模具能完成若干工序，大大减少了模具和占用的冲压设备的数量，减少了操作人员和周转时间，劳动生产效率高。 (3)连续模是把完成一个冲件的几个工序，排列成一定的顺序，组成连续模，在冲裁过程中，条料在模具中依次在不同的工序位置上，分别完成冲件所要求的工序，除最初几次冲程外，以后每次冲程都可以完成一个(或几个)冲裁件。 在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。 多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。 多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，操作安全，具有较高的生产效率。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达50多个，冲压速度达1000次分以上。多工位级进模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速，方便，可靠。所以模具工作零件选材必须好（常采用高强度的高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料），必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造模具。 多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm）、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件 。 1.3.2 方案种类的提出及分析 从零件图可看出该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下四种工艺方案。 （1）落料冲孔：单工序模冲压； （2）冲孔落料：单工序模冲压； （3）冲孔落料：复合模冲压； （4）冲孔落料：连续模冲压。方案 (1) (2) 模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。 方案（3）属于复合冲裁模，复合冲裁模在一次行程中在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。复合模定位精度高并且满足大批量生产的要求，但需要考虑提高劳动效率和节约人力成本，该工件并不适合用复合模加工。方案（4）属于连续模，指在压力机一次行程中依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工的模具。级进模本身能满足大批量生产，而且生产效率最高，也能够自动进料，节约人力。由于工件精度为IT11级，符合级进模加工工件的精度要求。 综上所述，最后确定用方案（4）级进冲裁方式进行生产。2 工艺计算及结构设计2.1工位数和工序及排样方式2.1.1确定排样方式排样方法有：无废料、少废料和有废料排样。有废料排样：沿制件的全部外形轮廓冲裁，在制件之间及之间与条料侧边之间，都有工艺余料存在。因留有搭边，所以制件质量和寿命较高，但材料利用率低。少废料排样：沿制件的部分外形轮廓切断或冲裁，只有制件之间留有搭边，材料利用率提高。无废料排样：就是无工艺搭边的排样，制件直接由切断材料获得。该冲裁件结构复杂，并具有对称性，考虑到保证制件质量的问题，应采用有废料排样。2.1.2工位数和工序根据工件的工艺分析初步确定工件的工位数位5个；工序一：冲导正孔、两个小方孔；工序二：冲工件上半径为5mm的小孔、两个小方孔；工序三：冲中间的两个矩形孔；工序四：冲半径为6mm的三个小孔工序五：落料工件外形。2.1.3确定排样图 确定零件排样图如图2-1所示：图2-1 排样图2.2排样计算2.2.1确定搭边值查下表2-1,按矩形确定搭边值: 两工件间的搭边: a=2.5mm； 工件边缘搭边: a=2.2mm；表2-1搭边值材料的厚度工件间延边工件间延边工件间延边HH-h+10 H-压力机最大闭合高度,300mm H-压力机最小闭合高度,215mm h-垫板厚度，10mm H=h+h+h+ h +h+h- h =50+10+28+28+28+20-2 =232mm 经计算285232210,所以所选设备可以使用。5 ABS支座塑件分析5.1设计题目 设计如图5-1所示零件图的注塑模。 图5-1零件图零件名称：ABS支座材 料：ABS 生产批量：大批量 精 度：MT5级5.2塑件的工艺性分析 塑件的工艺性就是塑件对成型加工的适应性。塑件工艺性的好坏不但关系到塑件能否顺利成型，也关系到塑件的质量以及塑料模具结构是否经济合理。塑件工艺性的好坏主要取决于塑件设计，在设计塑件时不仅要满足使用要求，而且要符合成型工艺特点，并尽可能简化模具结构。这样，不仅能保证成型工艺顺利实施，提高产品质量，又能提高生产率，降低成本。 在设计塑件时，必须考虑以下一些因素：1.成型方法：不同的成型方法对其塑件的工艺性要求不同；2.塑料的成型工艺性能：如流动性，收缩率等；3.塑料的使用性能：塑料的尺寸、公差、结构形状应与塑件的物理性能、力学性能等相适应，在保证使用性能的前提下，力求结构简单、壁厚均匀、使用方便；4.模具结构及加工工艺性：塑料的形状应有利于简化模具的结构，要考虑模具零件尤其是成型零件的加工工艺性。塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺性分析。5.2.1塑件的原材料分析 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯3种单体合成。每种单体都具有不同的性能；丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性，苯乙烯具有易加工、高光洁度、高强度的特性。从形态上看，ABS是非结晶型材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的组成比率以及两相中的分子结构，这在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上具有不同品质ABS材料。不同品质的材料提供了不同的特性，如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温热曲性能等。 ABS材料具有超强的易加工性、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的冲击强度。干燥处理：ABS材料具有吸湿性，在注塑成型之前要进行干燥。建议干燥条件：8090下最少干燥2小时，且材料温度波动应保证小于 0.1。熔化温度：210280；建议：245模具温度：2570注射压力：50100MPa注射速度：中高速度5.2.2塑件的尺寸精度分析及塑件表面质量1. 该零件重要尺寸精度为MT5精度，属高精度尺寸，在模具制造中要确保要求；其它尺寸无特殊要求，其尺寸公差按MT7精度查取。该零件尺寸精度中等，对应的模具尺寸加工容易得到保证。2. 塑件表面质量(1) 该零件的表面质量必须避免在塑件的分型面处出现毛边；(2) 要注意通孔处不出现锐角；(3) 没有较高的表面质量要求。6 确定成型工艺和成型设备6.1注射机的选择6.1.1 型腔的数量和布置该塑件的精度要求较高，属于中型塑件，且形状不复杂，又为大批量生产，初定为一模两腔的模具形式。6.1.2计算零件体积 根据零件形状进行体积分析，计算其体积： V=(80*60*5）+（80*55*5）+（15*20+*3.14*10-3.14*5）*20- =2400+2200+(300+157+78.5)*20- =4600+8786.8+7570-5511.67 =15445.13mm=15.44513cm 本模具采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注射时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注射机浇注系统的体积取塑件的20%则： V=2V*20%=2*15.4451