剃须刀上盖模具毕业设计说明书

年6月23日剃须刀上盖模具毕业设计说明书资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。毕业设计剃须刀上盖零件模具设计及主要模具零件数控加工RazorsuperstructurepartsmolddesignandCNCmachiningofthemainmoldparts系别:机电工程系专业名称:机械设计制造及其自动化学生姓名:陈子成学号:06090209指导教师姓名、职称:刘渭博副教授完成日期年4月19日吉林大学珠海学院毕业设计任务书姓名陈子成学号06090209班级09级02班系别机电工程系专业机械设计制造及其自动化毕业设计题目剃须刀上盖零件模具设计及主要模具零件数控加工指导教师刘渭博所在单位吉林大学珠海学院机电工程系任务:从书本各处找出本零件所需的各样工艺参数、测量工件的尺寸大小,经过查阅表格得出该零件合适的结构尺寸,确定所要选用的标准模架类型和注塑机。再经过软件对所加工零件进行三维造型、创立前后模和加载模架,最后画出它的总体装配图和主要零件的零件图。时间安排:10月-12月选好题目,而且完成开题报告与开题报告的外文翻译。1月-2月进行数据处理、设计模架和准备装配图的绘制。2月-4月进行零件装配图的绘制和毕业设计说明书的写作。参考资料:[1]占向辉.UGNX4.0CAD详细教程[M].北京:清华大学出版社..7[2]申开智.塑料成型模具[M].北京:中国轻工业出版社..7[3]孙波.机械专业毕业设计宝典[M].西安:西安电子科技大学出版社..3[4]徐宏海.数控加工工艺[M].北京:化学工业出版社..2[5]杨占尧.塑料模具标准件及设计应用手册[M].北京:化学工业出版社..4[6]李铭杰.模具结构设计[M].北京:机械工业出版社..10[7]章飞.型腔模具设计与制造[M].北京:化学工业出版社..7[8]齐卫东.简明塑料模具设计手册[M].北京:北京理工大学出版社..2[9]宋丽华.UGNX6磨具设计与加工经典学习手册[M].北京:兵器工业出版社..1[10]党根茂.模具设计与制造.西安电子科技大学出版社..7系专家组审核意见:吉林大学珠海学院机电工程系年月日摘要如今在国内有很多生产模具的标准,指南,推杆推管,弹性元件等,但质量较差,品种规模较少。这些产品在国内有着大量的需求,出口前景也很不错,继续大力发展对国内的工业推动很有好处。氮气缸和热流道元件没有正规的专业厂生产,主要依靠进口,应提高水平在现有基础上,形成标准,并组织规模化生产。随着大规模生产和新产品开发,模具是不可缺少的工具。没有高水平的模具,就不会有高水平,高质量的工业产品,模具的重要性是不言而喻的。模具工业快速发展,注塑模具的方向朝着高效率,低成本发展。为了跟上这种节奏,除了利用应用文学,自主设计和应用知识,在设计过程中提升解决问题的能力,还应该注重设计的开发能力和软件的使用并能投入到生产实践中去。注塑模具的设计方法和流程:首先根据塑件零件模型的材料分析其工艺特点,然后采用UG软件分型面设计,并确定型腔数目,然后选择注塑机,注塑机工艺参数的检查,包括注射体积,夹紧力,注射压力,关闭模具的厚度和注塑机的高度。定稿形成解决方案:浇注系统的设计,整体结构设计,的拉动机制设计,冷却系统设计,然后使用UG软件,数控加工成型件,确定刀具路径和加工方法来模拟加工过程。[关键词]注塑模、数控加工、模具设计、UGAbstractDomesticproductionmoldstandard,guide,Pushtube,elasticcomponents,butthequalityispoor,thesmallscaleofvarieties.Theseproductsnotonlydomesticsupportingalotofdemand,isalsoverygoodexportprospects,shouldcontinuetovigorouslydevelop.Nitrogencylinderandhotrunnercomponentsnoformalprofessionalproductionplants,mainlyrelyonimports,shouldraisethelevelontheexistingbasis,theformationofthestandard,andorganizelarge-scaleproduction.Withthemassproductionandnewproductdevelopmentisanindispensabletool.Withouthighlevelsofmold,therewillbehigh-level,high-qualityindustrialproducts,moldimportanceisself-evident.Moldrapidindustrialdevelopment,injectionmoldtowardthehigh-efficiency,low-costdevelopment.Inordertocatertothistrend,inadditiontothefocusonfindinggraduatedesign,literature,independentdesignandapplicationofknowledge,theabilitytosolveproblemsinthedesignprocessshouldfocusontheabilitytodevelopdesignsoftwareshortenthegraduationdesignandproductionpracticeproficient.Injectionmolddesignmethodsandprocesses.First,accordingtotheplasticpartstheUGsoftwarepartmodelanalysisofmaterialsandprocesscharacteristics,thenpartingsurfacedesign,anddeterminethenumberofcavities,andthenselectthecheckofinjectionmoldingmachines,injectionmoldingmachineprocessparameters,includinginjectionvolume,theclampingforceinjectionpressure,closethemoldthicknessandtheheightoftheinjectionmoldingmachine.ThefinalizedformSolution:gatingsystemdesign,theoverallstructureofthedesignthepullingmechanismdesignofthecoolingsystemdesign,andthenusetheUGsoftware,CNCmachiningmoldedparts,todeterminethetoolpathandprocessingmethodstosimulatetheprocess.[keywords]injectionmold、cncmachining、molddesign、UG目录TOC\o"1-3"\h\u191031、绪论 -6-277841.1设计题目 -6-36951.2任务分析 -7-213172、塑件塑料品种的确定和结构工艺性 -8-2092.1塑料品种的确定 -8-207232.2ABS塑料的性能 -8-121432.3塑料精度 -8-234932.4塑件的表面粗糙度 -8-87283、分型面及型腔的设计 -9-176783.1分型面选择 -9-129383.1.1选择模具分型面的基本原则 -9-323623.1.2分型面的确定 -9-224033.2型腔的确定 -10-268784、凹模、凸模厚度尺寸设计 -10-95735、注塑机的选择 -13-20756、注射机有关参数的校核 -13-63836.1最大注射量的校核 -13-311016.2锁模力的校核 -14-94416.3注射压力的校核 -14-268776.4模具闭合高度的确定 -15-3806.5模具安装部分的校核 -15-88286.6开模行程的校核 -15-300087、浇注系统的设计 -15-154187.1主流道的设计 -15-184937.2分流道的设计 -16-258687.3冷料穴和拉料杆的设计 -17-246507.4浇口的设计 -18-37.5排气系统的设计 -19-125968、成型零件设计 -19-52469、结构零部件的设计 -19-79.1注射模标准模架的选择 7-19-32809.2支承零部件设计 -20-26859.2.1垫块选择 -20-119779.2.2动定模坐板 -20-194839.3合模导向装置 -20-283999.3.1导柱导向机构 -20-25059.3.2导套 -21-51659.4推板和推杆固定板 -21-3004110、电极 -21-2386810.1.1电极的定义和用途 -21-769410.1.2各种加工方式和加工盲区

-23-2511010.1.3模具材料的硬度

-23-2936310.1.4材料硬度对放电加工没有影响

-23-670110.1.5铜公材料的切削性能好

-23-242910.1.6铜公的灵活性

-23-3001910.2铜公尺寸的确定-22-102310.3电极的效果图 -23-923411、模具的数控加工 -24-2245311.1凹模的加工 -24-2231111.1.1凹模的加工事项 -24-1841811.1.2凹模的加工刀路 -25-1167511.1.3刀路的仿真和验证 -25-107811.2后模的加工 -27-680011.2.1后模的加工事项 -27-1387711.2.2后模的加工刀路 -28-3266711.2.3刀路的仿真和验证 -28-25880小结 -28-27526附电子文档 -29-32699参考资料 -30-1、绪论在现代生产中,模具是大批量生产各种产品和日用生活品的重要工艺装备,以其特定的形状经过一定的方式使原料成型。由于模具成型具有优质、高产、省料和成本低等特点,现已在国民经济各个部门,特别是汽车、拖拉机、机械制造、仪器仪表、航天航空、家用电器、石油化工、轻工日用品等部门得到极其广泛的应用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备,模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍,因此模具工业是国民经济的基础工业,模具的生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在,因此中国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时,专业和追求精度仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说,为了满足用户对模具制造的”交货期短”、”质量好”、”精度高”、”价格低”的要求。本课题是经过对塑件材料、质量、体积的分析与计算,合理选用注塑机,并对各个参数进行了校核,设计出一副合理,经济,适用的塑料注塑模具。1.1设计题目:如图1所示的塑件实物为一个剃须刀上盖零件,该零件要求具有一定的刚度与强度,上表面平整光滑该零件不透明,其形状主要由曲面与平面构成,左右对称,具有良好的受力性能。长=110mm宽=50mm厚=2mm密度=1.06×10-6g/mm3质量=11.65g设计要求:(1)确定塑件所用塑料品种;(2)设计和选择成型塑件的注塑模具;(3)塑件的数控加工编程。图1-1塑件三维图图1-1塑件三维图1.2任务分析分析设计题目、设计要求,设计前应该先确定塑件所用塑料的种类,从而确定塑件的精度等级,获取塑料的基本工艺参数。经过对塑件结构进行观察可知:塑件上表面光滑平面,其厚度均匀,在设计是应注意浇口位置及其尺寸的设计,以避免变得不光滑与弯曲变形。2、塑件塑料种类的选择和结构工艺性2.1塑料品种的确定所给塑件实物为不透明制件,根据塑件的要求,初步确定所用塑料应是工程塑料。在工程塑料中有很多品种满足塑件的使用要求,如ABS、聚甲醛、聚碳酸酯等。从成型工艺性和成本方面考虑聚甲醛的热稳定性较差,加工工艺要求较高;聚碳酸酯成型时的粘度较大,分子链较刚硬要求较高,制品中容易产生内应力等,加之两者的原料价格也较高,最后还是选择用ABS塑料。2.2ABS塑料的性能2.3塑料精度塑件公差等级的选用与塑料的品种有关:模具塑件尺寸公差的代号为MT,公差等级分为7级,每一级又可分为A、B两部分,其中A为不受模具活动部分影响尺寸的公差,B为受模具活动部分影响尺寸的公差。塑件尺寸精度的确定应合理选择,尽可能选用低精度等级。材料为ABS时,选取一般精度等级为MT3,未注公差尺寸的公差等级为MT5。参考书目[3]P68注塑制品表面粗糙度2.4塑件的表面粗糙度塑件的表面粗糙度除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点外,主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度要比塑件的低1~2级,塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为0.8~0.2μm,在模具使用中,由于型腔磨损而使表面粗糙度不断加大,应随时给以抛光复原。透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同;而不透明制件则根据使用情况而定,非配合表面和隐藏面可取较大的表面粗糙度值,除塑件外表面有特殊要求外,一般型腔的表面粗糙度要低于型芯的表面粗糙度。ABS塑料表面粗糙度的取值范围为0.025μm～1.6μm。在本设计中表面粗糙度采用1.6μm。参考书目[3]P71注塑制品表面粗糙度3、分型面及型腔的设计3.1分型面选择分型面很重要,是模具结构中的基准面,它会直接影响成型塑件的质量、注射成型的效率以及模具加工的工艺性等等。因此确定模的分型面是模具设计中的重要环节之一。3.1.1选择模具分型面的基本原则:1、符合胶件脱模的基本要求,就是能使胶件从模具内取出,分模面位置应设在胶件脱模方向最大的投影边缘部位。2、确保胶件在后模的一侧,有利于顶出且顶针痕迹不显露于外表面。3、分模线不影响胶件外观。分模面应尽量不破坏胶件光滑的外表面。4、确保胶件质量,仿佛把有同轴度要求的胶件部分放到分模面的同一侧等5、分模面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹,若需要行位成形,力求行位结构简单,尽量避免前模行位。6、必须合理地安排浇注系统,特别是在浇口位置。7、必须满足模具的锁紧要求,将胶件投影面积大的方向,放在前、后模的合模方向上,而将投影面积小的方向作为侧向分模面;另外,分模面是曲面时,应加斜面锁紧。8、要有利于模具的加工。9、要保持塑料零件的外观整洁。3.1.2分型面的确定产品的分型面如图3—1所示。图3-1产品的分型面图图3-1产品的分型面图3.2型腔的确定型腔数的确定,与所要求的塑件质量、塑件的几何形状、塑件成本及交货期等因素有关。从经济的角度出发,订货量大时可选用多型腔模具,对小型制件,型腔数量可由经验决定。当尺寸精度和重复性精度要求很高时,应尽量减少型腔的数目,在满足其它要求的前提下尽量采用单型腔模具。针对于本设计的塑件,由于尺寸精度和重复性精度要求不高,因而拟采用以模具中心对称的一模两腔较为合适。4、凹模、凸模厚度尺寸设计凹模用于产品外表面的成型,精度要求高、材料耐热、耐冲击、耐磨、硬度高、耐腐蚀、抛光性能好;前模不容许烧焊。因此选用钢材718S为加工材料。其特点是抛光性好,耐磨性好,抗拉强度高,常见于高抛光度及高要求的内模镶件,适合PA、POM、PS、PE、PP和ABS等塑料模。凸模用于产品内表面的成型,后模的材料比较硬,表面质量一般情况下比前模要求低一些,因此采用跟前模一样的材料。由于此零件需一模两出,因此需要对零件进行排位,由于此零件厚2mm,根据型腔至内膜镶件边经验数值(表1)可得型腔至内膜镶件边数值为20mm。表1型腔至内膜镶件边经验数值型腔深度型腔至内膜镶件边数值/mm型腔深度型腔至内膜镶件边数值/mm≦20mm15～2030～4030～3520～30mm25～30﹥4035～50注:1．凸模和凹模的宽度和长度尺寸一般情况下是相同的。

2．内模镶件的长、宽尺寸应取整数,宽度应尽量和标准模架的推杆板宽度相等。内模镶件包括凹模和凸模,厚度与制品高度及制品在分型面上的投影面积有关,一般制品可参考下述经验数值选定。

①凹模厚度A一般在型腔深度基础上加Wa=10～20mm,当制品在分型面上的投影面积大于200cm2时,W。宜取25～30mm。见图4-1。图4-1图4-1②凸模厚度B见图3,分以下两种情况。一是凸模无型腔:见图8(a),此时应保证凸模有足够的强度和刚度,凸模厚度取决于凸模的长宽尺寸。二是凸模有型腔:图8(b),凸模的厚度B=型腔深度a+封料尺寸b(最小8mm)+钢厚14mm左右。如果型芯镶通,则不用加14mm;如果按上式计算得到的厚度小于表2中凸模厚度B,则以表2中的厚度为准。表2凸模厚度经验确定法内模镶件的长×宽凸模厚度B内模镶件的长×宽凸模厚度B≦50×5015～20150×150～200×20030～4050×50～100×10020～25≧200×20040～50100×100～150×15025～30注意事项:①凹模厚度应该尽量取小一点,以减小主流道的长度。②凸模厚度是指分型面以下的厚度,不包括凸模型芯的高度。③凸模型腔越深,封料尺寸的值就越要取小点;反之,则能够取大些。由于零件长×宽为110×50。因此,根据凸模厚度经验确定法(表2)能够确定凸模厚度为25mm,凹模厚度A为15mm。当确定了型腔至内膜镶件边数值和凹凸模厚度,就能够定义一个毛坯,再经过分型面的裁剪就能够得到凹模(图4-2)、凸模(图4-3)。图4-2产品的图4-2产品的凹模图图4-3产品的图4-3产品的凸模图5、注塑机的选择塑件采用一模两腔形式,注塑量为1.48×103×2=3×103mm3。要求注射成型时的总注射量应是注射机最大注射量的80%以下。G≤80%Gmax(3-1)代入数据得:Gmax=G/0.8=(3×103)/0.8=3.75cm3公式引自参考书目[4]P156公式(8-3)初选注射机为XS-Z-30技术参数如表3:表3XS-Z-60注塑机技术参数理论容量/cm^330柱塞直径/mm28注射压力/MPa119注射行程/mm130锁模力/KN250最大注射面积/cm^290模具最大厚度/mm180模具最小厚度/mm60最大开合模行程/mm160动、定模固定板寸/mm250x280喷嘴圆弧半径/mm12喷嘴孔径/mm2拉杆空间/mm235顶出形式四侧设有顶杆,机械顶出6、注射机有关参数的校核6．1最大注射量的校核最大注射量应满足以下关系:NM+Mj≤KMn(4-1)其中N型腔数量;M单个塑件的体积或质量,cm3或gMj浇注系统的凝量,cm3或g;Mn注射机最大注射量,cm3或g;K注射机最大注射量利用系数,一般取0.8;M=1.5cm3,Mj=12cm3,KMn=0.8×30=24cm3将已知数据带入可得:NM+Mj=15cm3≤KMn=24cm3因此校核最大注射量满足要求。公式引自参考书目[3]公式P101(4.3)6．2锁模力的校核锁模力F应满足:kAp≤F (4-2)公式中:k锁模力安全系数,一般取k=1.1;A塑件与浇注系统在分型面上的投影面积,约为21cm2;P型腔的平均压力,一般取20～40MPa,对该模具取30MPa。经计算所需锁模力为60KN,小于注塑机的锁模力,符合要求。公式引自参考书目[3]公式P102(4.6)6．3注射压力的校核注射压力P应满足:k'P0≤P式中:k'安全系数,一般取k=1.25～1.4;P0塑件与成型时所需注塑压力,对ABS塑料,常取60～100MPa。由于所用塑件尺寸较小,平均壁厚为2mm,所用注塑压力取80MPa,在安全系数去1.4时,经计算型腔成型压力为112MPa。注射机的注射压力为119Mpa,即注射压力>型腔成型压力因此注射压力满足要求。公式引自参考书目[2]P1426．4模具闭合高度的确定本设计模具初步拟采用A1模架。根据参考书目[1]P418表10-2和P419表10-8、P431表10-13查得:定模座板h1=25mm;定模板A=50mm;动模板B=25mm;动模底版h1=30mm;垫块C=80mm;推杆固定板=15mm;推板=20mm模具闭合高度:H=250mm。6．5模具安装部分的校核模具外型尺寸校核:该模具外形尺寸为110mm×50mm,一模两腔外形尺寸为75mm×120mm,而XS-Z-30型注射机模板最大安装尺寸为250mm×280mm,因此能满足模具安装要求。模具厚度校核:XS-Z-30型注射机所允许模具的最小厚度为=60mm,最大厚度为=180mm,模具闭合高度满足Hmin≤H≤Hmax安装条件。6．6开模行程的校核S＞H1+H2+(5～10)mm(4-3)代入数据得S=3+57+8=70mm因此S=160mm＞70mm,开模行程足够.S——注塑机最大开模行程,(mm)H1——塑件脱模距离(mm)H2——包括流道凝料在内的塑件高度,(mm)数据引自参考书目[3]7、浇注系统的设计7.1主流道的设计主流道的设计原则:一.尽量减小浇注系统的断面及缩短其长度二.要能够保证塑件的质量(避免常见的充填问题)三.尽可能做到同步填充主流道是直接与注射机的喷嘴连接的部分。主流道和高温塑料及喷嘴会经常重复接触,很容易会损坏,因此为了方便更换,常常设计成可拆卸的主流道衬套结构。主流道衬套的进口端在注射时承受很大的喷嘴压力,同时,其出口端与分流道、浇口也承受型腔的反压力,因此主流道衬套应代凸缘,使之固定在定模上。主流道为一圆锥孔,其小头正对注射机的喷嘴,因喷嘴外形为球面,因此主浇道小头孔端的外形应为一凹球面,为了配合紧密,防止溢料,凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大2～3mm,主流道的个部分尺寸如图6-3:图7-1浇道的形式衣架模具主流道的尺寸:d1=喷嘴孔径＋1(mm)=2.4＋1=3.4mmR=喷嘴圆弧半径＋(1～2)(mm)=12＋(1～2)=13～14mm=2°～6°本设计中取2°r=1～3(mm)取2mmH=16mmd2为6.4mm,L=59mm7.2流道的设计流道的设计准则:一、要保证熔体迅速而均匀地充满型腔二、分流道的尺寸要尽可能短三、要便于加工及刀具的选择四、每一节流道要比下一节流道大10～20％流道是指主流道与浇口的通道,其作用是使熔融塑料过度和转向。本设计采用圆形截面。本设计当中分流道的d取4mm。参考引自参考书目[3]P117在一模多腔时,主流道的截面面积应不小于分流道面积的总和,分流道的表面粗糙度应高于主流道表面的粗糙度,从增大外层料流的阻力,降低流速以获得中心料流有相对速度差,有利于熔融塑料冷皮层固定,起到保温作用。7．3冷料穴和拉料杆的设计工程中常常在主流道或者一级分流道的转弯末端设置冷料穴冷料井的直径稍大于主流道大端直径d2,冷料井与拉料杆头部结构紧密相连。本设计采用反锥形拉料杆冷料井,这种结构形式有足够大的冷料井,在成型韧性好的塑料制品时,应用比较广泛。在取出主流道凝料时无需作侧向移动,易于实现自动化操作。如图6-5图7-3冷料井的结构形式因为主流道直径d2=12mm,因此冷料井的直径D=14mm。参考数据引自参考书目[4]。7．4浇口的设计7.4.1浇口的形式:浇口也叫作进料口,浇口的设计和位置的选择是否合理,直接影响到塑件能否被高质量地注射成型,它是连接型腔与分流道的通道。除了直接浇口以外,它是浇注系统中截面积最小的部分。常见的浇口形式有直接浇口、侧浇口、扇形浇口、轮辐浇口、潜伏浇口、环行浇口、点浇口、盘形浇口等。侧浇口也叫标准浇口或边缘浇口。侧面浇口的分型面的塑料熔体从填充模腔的内部或外部,它的横截面形状和矩形形状的选择能够根据它的形状特征的塑料部件,例如侧浇口,便于加工和修整,它是浇口的一种形式,常见于小型和中型的多腔模具,塑料件,各种塑料成型适应性强。由于浇口的截面小,能减少塑料浇注系统的消耗,同时除浇口容易,不留下明显痕迹。根据塑料的成型要求和型腔的排列方式,选用分流道和浇口与塑件在分型面同一侧的形式。7.4.2浇口的尺寸:本设计浇口设在分型面上,选择圆形侧向进料的侧浇口,浇口的长度l=0.7～2mm。直径为2mm。数据引自参考书目[3]P1207.5排气系统的设计型腔内气体有型腔内原有的空气,还有因为塑件受热或凝固而产生的低分子挥发气体。因此在设计模具时,必须充分考虑排气的问题,否则会影响塑件的质量。排气方法除了开排气槽,还能够利用模具零件配合间隙排气。在分型面上开设排气槽是注射模排气的主要形式。排气槽的作用是把型腔和型心周围空间内的气体以及熔料产生的气体排到模具之外。排气槽应该做在型腔最后充满的位置,也就是熔料流动的末端。本设计采用利用模具零件配合间隙排气:利用各种间隙排气,利用分型面的间隙排气,利用型心和顶杆的间隙排气,利用侧抽芯和凹凸模的间隙排气。这个方法不用故意加工排气槽,能够节省材料还有时间。还有避免加工误差的产生等好处。成型零件设计8.1程序零部件的结构设计直接与塑料接触构成塑料形状的零件称为成型零件,其决定零件的尺寸和几何形状。其中构成塑件外形的成型零件称为凹模,构成塑件内部形状的成型零件称为凸模(型芯)。由于凹、凸模直接与高温、高压的塑料接触,而且脱摸时重复与塑件摩檫,因此,要求凹、凸件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性,以及足够低的表面粗糙度。凹、凸模按结构不同主要可分为整体式和组合式两种结构形式。本设计凹、凸模采用整体式嵌入式结构。此结构的凹模和凸模加工其特点是加工方便,易损件便于更换。结构零部件的设计9.1注射模标准模架的选择经过模架能够将模具的各个部分有机地联系成为一个整体,它是注射模的骨架和基体。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支承板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导柱、导套及复位杆等组成。中国塑料注射模架的国家标准有两个,也就是《塑料注射模中小型模架及技术条件》(GB/T12556—1990)和《塑料注射模大型模架》(GB/T12555—1990)。前者按结构特征分为基本型(4种)和派生型(9种),适用的模板尺寸为B(宽)×L(长)≤560mm×900mm;后者也分为基本型(2种)和派生型(4种),适用的模板尺寸为B(宽)×L(长)为630mm×630mm至1250mm×mm。本设计零件尺寸属于中小型而且采用的是单分型面,因此采用中小型模架标准制造生产,选取基本型A1型作为基本模架结构,公制单位(mm),塑件模架尺寸为270mm×300mm,其中定模取标准值高度为25mm,动模取标准值25mm,标记为A1-150200-01GB/T12556—1990。如图9-1图9-1数据引自参考书目［1］P418表10－2注射模中小型模架标准尺寸组合模具的精度还有质量是由模架的精度所决定的,一般对于模架生产要保证的工艺条件有:模架四周的垂直度、板件的平行度、板件平面度与侧面的垂直度、导柱导套与模板配合的松紧程度、相对运动板件间的开合自如程度,另外还有整套模架的外观,如表面粗糙度、倒角等。9.2支承零部件的设计模具的支承零部件是指用来安装固定或支承成型零件及其它结构零件的零部件。支承零部件主要包括固定板、垫板、支承件及模座等。9.2.1垫块选择在动模座板和动模支承板之间作出推出机构需要的动作是空间垫块的主要作用。除此之外,垫块也能够调节模具总厚度,来适应注射机模具安装厚度的要求。这个模架适合用角架式垫块,因为这个模架是中小型模具。在安装的时候,所有的垫块高度必须保持一致,否则会因为受力不均匀而导致相关模板的损坏,垫块与动模支承板之间一般用螺栓连接,要求高时可用销钉定位。本设计采用模架库中的标准件,模架垫块高度长宽为80mm,300mm,53mm,材料为45钢,GB/T4169.6—1984,M8螺栓连接。数据引自参考书目［1］P425表10－8垫块尺寸系列标准9.2.2动定模坐板设计的时候一定要保证它们的轮廓形状和尺寸与注射机上的动定固定模板相匹配,开设的安装结构也必须与注射机定模固定板安装螺孔的大小和位置相适应。它在注射成型过程中起着传递合模力并承受成型力,为保证定模座板具有足够的刚度和强度,动定模座板也应具有一定的厚度。动、定模座板的两侧均需比动、定模板的外形尺寸加宽30～40mm,尺寸为270mm×300mm,厚度为50mm。引自参考书目［3］P1749.3合模导向装置9.3.1导柱导向机构1)导柱的设计导柱能够选用标准件来设计,也能够自己设计。本设计中采用标准件当中的有肩导柱,本设计取D=16mm。2)导柱的安装与配合导柱安装时模板上与之配合的孔径公差按H7/m6确定,安装沉孔直径视导柱直径可取D+(1～2mm)3)导柱结构的技术要求a.长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8～12mm。b.形状导柱前端面应做成锥台形或半球形,以使导柱能顺利地进入导向孔。由于半球形加工困难,因此导柱前端形式以锥台形为多。c.材料导柱材料采用T8。导柱固定部分的表面粗糙度为Ra=0.8μm。导滑部分表面常见Ra=0.4～08μm。D.导柱的布置和数量:这次设计采用4根直径相同的导柱作对称布置。参考数据引自参考书目[3]P1749.3.2导套1)导套的设计因为在这个设计中的导柱是有肩导柱,因此导套也必须是有肩导套。2)导套的安装与配合导套安装时模板上与之配合的孔径公差按H7/m6确定,有肩导套安装沉孔直径视导柱直径可取D+(1～2mm)。导套长度由模板厚度决定。3)导柱结构的技术要求a)形状:导套前端应倒圆角以便导柱顺利进入导套。b)材料:导柱材料采用T8。导套固定部分的粗糙度为Ra=0.8μm。导套导向部分粗糙度为Ra=0.4～08μm。参考数据引自参考书目[3]P1779.4推板和推杆固定板本设计中推杆的形状采用圆柱头直通式推杆,在推杆固定板上制有台阶孔,另一面用推板压紧固定。推杆固定板尺寸为160mm×300mm,厚度为15mm;推板尺寸为160mm×300mm,厚度为20mm。参考数据引自参考书目[1]P431图9-2模具图10、电极10.1.1电极的定义和用途电火花(EMD)加工中用到的一种铜电极,铜公是珠三角地区业内的习惯性叫法。电极主要用于清除数控铣床(或加工中心)对零件或前、后模铣削加工后残留的余量,或者用于清除材料较硬,不方便用铣削、车削或者其它方法加工的部分。铜公在模具加工的重要性,有以下几方面:10.1.2各种加工方式和加工盲区

模具形腔的表面形状必须与产品本身形状完全一样,这是模具加工的基本要求,在模具加工中我们最为常见的加工方法就是线切割、加工中心和雕刻加工,还有三轴立铣床。先说三轴立铣床、加工中心还有雕刻加工这三种比较类似的加工方法,她们最大区别在于控制和驱动方式的一些不同,关键的相同点在于它们都是经过刀具进行受力加工。因为力的作用,必须要考虑刀具的强度问题和刀具直径和刃长比例的限制,实际加工中加工较深,刀的直径就必然要比较大,如果要加工较小的地方,刀具就不能太长,而实际的产品造型中这种情形非常常见,如加工一些内尖角,又窄又深的小区域。线切割虽然能够解决尖角问题,但它只能加工通孔的部位,如果是盲孔就加工不了。10.1.3模具材料的硬度

由于产品的材料的限制抑或是产品本身的特殊要求,有些模具的材料硬度很高和刀具的硬度不相上下,对于这样的模具材料,如果直接用刀具去加工,必然会造成加工刀具的快速磨损甚至损坏,连表面质量也很难达到加工要求,因此如果遇到这样的材料还直接加工,在加工质量和效率两个方面会很低。10.1.4材料硬度对放电加工没有影响

用铜公作电极对模具加工属于放电加工,在放电加工中,被加工材料的硬度对放电加工没有影响,这是电极加工的优势之一,这也解决了第2条中的难题。10.1.5铜公材料的切削性能好

由于加工铜公的材料一般为紫铜,紫铜这种材料材质相对比较软,延展性好,在实际的加工中,切削性能比直接加工钢材要好得多,这也是电极加工的优势。10.1.6铜公的灵活性

铜公不象模具,对模具来说产品某一部分造型只能在某块材料上完全加工出来,不论加工难度与否,一个产品如果只加工一个铜公,有加工不到的盲区或是很难加工的地方,能够把盲区和难加工的部分分解成容易加工的若干个铜公,只要这几部分拼接起来能够把产品造型全部包含即可。这也是铜公存在重要关键因素之一。10.2铜公尺寸的确定1)铜公的边界应超出胶位边界至少1.5mm,一般3mm左右,若铜工长而薄,那么两侧就要相应加宽,以保证铜工不会变形。2)铜公的中心与模架或者模型中心之间的尺寸应该取整数,方便进行放电加工时碰数。3)铜公的深度方向的基准面应高出放电加工完成后接触到的模具表面的高度3~5mm,以便排屑等。4)铜公的方向位要与模具的方向一致,一般是在铜公的方向位导一斜角。10.3电极的效果图基于铜公的注意事项,前、后模的电极的效果图如下图所示:图10-1图10-1凸模电极11、模具的数控加工11.1凹模的加工11.1.1凹模的加工事项凹模开粗时用刀原则:大刀粗加工→小刀开粗→大刀半精加工→小刀精加工。首先凹模加工时应尽量用大刀,太小的刀很容易弹刀,开粗一般先用刀把刀(刀片可转位的刀具)开粗,光刀时也尽量用够大,有力的刀,如圆鼻刀。有分型面的凹模加工时,一般会碰到一个问题,当光刀时分型面因碰穿需要加工到准数(或者留下一点余量,一般小于等于0.1),而型腔要留0.2~0.5的加工余量(留出来打火花)。这时能够将模具型腔表面朝正向补正0.2~0.5,面在写刀路时将加工余量设为0。凹模开粗常见的刀路先后是曲面挖槽,平行式光刀。前模加工分型面时,碰穿面能够留0.1余量,以备配模,枕位面一般要加工到准数。工件安全的前提下留尽量少的余量。能够加工到准数的尽量加工到准数,因为使用电极电火花加工的时间很长,而且表面质量也比较不好。为了防止弹刀伤及成型面,垂直及斜度较大的面能够留较多的余量。(产品垂直面一般会有装配关系)。型腔的开口地方一般会留一点余量。凹模上较深的窄槽,小孔,立角、死角,如果遇到加工不到或者不容易加工,容易过切的部位都能够在相应位置做电极电火花加工。在前模局部加工或单个曲面的时候必须注意切削范围的限制(边界轮廓限制或曲面保护)。还有在凹模型腔比较深的时候,能分着层来切削。并按层深调整刀具长度,切削速度,加工余量,切削深度和进给速度。11.1.2凹模的加工刀路1)粗加工用D5的牛鼻刀,切削深度为0.5mm,零件曲面侧壁加工余量为0.3mm,底部加工余量为0.3mm,曲面精度为0.05mm。主轴转速为1000r/min,进给为350mm/min经过开粗基本上能够得到基本的轮廓。2)半精加工用D3的平刀,切削深度为0.2mm,曲面的加工余量为0.2mm。垂直区域最大粗糙度为0.1,曲面精度为0.05mm。主轴转速为1000r/min,进给为350mm/min。3)精加工用D2.5的球刀,零件曲面侧壁加工余量为0mm,底部加工余量为0mm。刀具主轴转速为1800r/min,进给为800mm/min。其它刀具进不去的区域需要进行电极加工。11.1.3刀路的仿真和验证1)凹模的加工效果图图11-1凹模加工最终效图11-1凹模加工最终效果由上图所示在整个加工没有出现过切现象。11.2后模的加工11.2.1后模的加工事项后模同前模的材料一样是钢料,比较硬,因此要用刀把加工,常见刀路是曲面挖槽外形,平行铣光刀,用刀加工的顺序是大刀粗加工→小刀开粗→大刀半精→小刀精加工。后模图一般是铜公图缩小料位加上PL面,枕位,原身留出的东西而成,如果料位比较均匀,能够直接在加工信息量里留负料位即可,可是PL(分型面),枕位,碰穿面不能缩料位。这时能够先把这些面正向补正一个料位或者把科画出来。球刀清不到利角时能够用平刀走曲面陡斜面来加工清角,仿佛镶科,则后模分为藏框和科芯,加藏科时,要注意多走几遍空刀,不然框会有斜度,上边准数,下边小,很难配模,特别是较深的框,一定要注意这个问题,光框的刀也要新好,而且选用大一点的刀。科芯如果太高,能够先翻过来加工框位,然后装配进框后,再加工形状,有时有支口,要注意,不要过切用球刀光形状时一定要保护支口台阶。为了方便配模式,框尺寸能够比科芯外形尺寸小-0.02/s科芯光刀时公差和步距能够稍大一点,公差0.01~0.03进给0.2~0.5。11.2.2后模的加工刀路(1)粗加工:用D5的牛鼻刀,切削深度为0.5mm,零件曲面侧壁加工余量为0.3mm,底部加工余量为0.3mm,曲面精度为0.05mm。主轴转速为1000r/min,进给为,350mm/min。经过开粗阶段基本上能有一个基本的轮廓。(2)精加工:用D3的平刀,切削深度为0.1mm,加工余量为0mm。刀具主轴转速为1000r/min,进给为350mm/min;对于其它的区域由于刀具进不去等其它原因,需要进行做铜工。11.2.3刀路的仿真和验证1)后模的仿真效果图图11-4后模加工图11-4后模加工最终效果图图16后模的验证图由上图所示加工中没有出现过切现象。图16后模的验证图总结与感谢毕业设计是对我们这四年来努力奋斗的