一模四腔的塑料模具设计-毕业设计论文.pdf

毕业设计论文一模四腔的剪科模具筏材姓名:班级:学号:月录第一章拟定模具结构形式.1第一节确定型腔数量及排列方式.1第二节模具结构形式的确定.1第二章注射机型号的确定.2第三章分型面位置的确定.2第四章 浇注系统形式和浇口的设计.3第一节主流道设计.31.主流道尺寸.32.主流道衬套的形式.33.主流道衬套的固定.4第二节分流道设计.51.主分流道的形状及尺寸.52.主分流道长度.63.副分流道的设计.64.分流道的表面粗糙度.65.分流道的布置形式.7第三节 浇口的设计.71.浇口的选用.82.浇口位置的选择.9第四节浇注系统的平衡.10第五节冷料穴的设计.10第五章成型零件的设计与加工工艺.11第一节成型零件的结构设计.111.前模仁的设计.112.行位1的设计.123.行位2的设计.174.后模仁的设计.215.后模仁镶件的设计.26第二节成型零件的加工工艺.291.前模仁的加工工艺.302.行位1的加工工艺.313.其它成型零件的加工.40第六章侧向分型与抽芯机构的设计.40第一节侧向分型与抽芯机构的分类.40第二节抽芯距确定与抽芯力计算.41第三节斜导柱侧向分型与抽芯机构设计.411.导柱的设计.422.导滑槽的设计.453.楔紧块的设计.464.滑块定位装置设计.47第七章脱模推出机构的设计.47第八章模架选用与合模导向机构的设计.48第九章模具的试模与修模.49第一节粘着模腔.49第二节粘着模芯.49第三节粘着主流道.49第四节成型缺陷.50第十章模具的动作过程.51【摘要】通过对电动机绝缘胶架工艺的正确分析，设计了一副一模四腔的塑料模具。详细地叙述 了模具成型零件包括前模板、前模仁、后模板、后模仁、后模镶件、斜导柱、滑块等的设计与加工 工艺过程，重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇注系统以及其它结构的设计过程，并 对试模与产品缺陷作了介绍。Abstract A set of mould with one module and four cavities has been designed through the correct analysis of the technology of insulated pastern support of motor in the graduate design.T he design and machining technology process of its molding part including the front moulding plate front mould kernel、back mould plate、back mould kernel、back mould set piece、incline guide pin、slide steatite etc,and the choice and calculation of technology parameters of the impotent part,the design process of extrusion outfit,inject system and other makeup are specified in detail;T est and product have been introduced.刖s大学二年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的 综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成 大学二年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基 础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目 的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在益阳无线电六厂、湖南益阳气缸垫有限公司等几家单位的生产实习，尤其是在深圳市沙井镇大和滤芯制品厂工模部长 达三个月的毕业实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模 具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助 下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明 确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将 充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程 中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。设计者：林军二00六年五月一.拟定模具结构形式A.确定型腔数量及排列方式型腔的数量是由厂方给定，为“一出四”即一模四腔，他们已考虑了本产品的生产批量（大批 量生产）和自己的注射机型号。因此我们设计的模具为多型腔的模具。考虑到模具成型零件和抽芯 结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图所示：图B.模具结构形式的确定由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此我们设计的模具采用 多型腔多分型面。根据本塑件电动机绝缘胶架的结构，模具将会采用三个分模面，三个分型面。二.注射机型号的确定一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只 占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具，厂方提供的注射机型号和规 格以及各参数如下：注射量：95g 锁模力：1 2 0T 模板大小：400X550 开模距离：推出形式：推出位置：推出行程：三.分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注 系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺 等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3）保证塑件的精度要求。4）满足塑件的外观质量要求。5）便于模具加工制造。6）对成型面积的影响。7）对排气效果的影响。8）对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第5）和第2）、第8）点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工 易于加工的分型面。如下图所示，采用AA这样一个平直的分型面，前模（即定模）做成平的就 行了，胶位全部做在后模（即动模），大简化了前模的加工。A-A分型面也是整个模具的主分模 面。下图中虚线所示的BB和CC分型面是行位（即滑块）的分型面。这样选择行位分型面，有 利于线切割行位以及后模仁和后模镶件这些成型零件。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在 后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从AA分型，了BB处的行位向左 移开，C-C处的行位向右移开后，由于塑件收缩会包在后模仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出 装置和模具的推出机构推出塑件。图(2)四.浇注系统形式和浇口的设计A.主流道设计1.主流道尺寸主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段 带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为3.54mm。2.主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要 求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式(俗称浇口套，这边称唧咀)，以便有效的选用优质钢材单独进行加工 和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧 咀和无托唧咀两种下图为前者，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规 格有12,0)16,020等几种。由于注射机的喷嘴半径为20,所以唧 咀的为R 2 1。016图3.主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为1 2 0mm,内径3 5mm。具体固定形式如下图所示：图B.分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间 这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的 变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充 填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分 配到各个型腔。1.主分流道的形状及尺寸主分流道是图（6）中水口板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分 型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工 艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸：5=0.2654而 VZ（式 1）H=-B（式 2）3式中B一梯形大底边的宽度（mm）m塑件的重量（g）L一分流道的长度（mm）H一梯形的高度（mm）梯形的侧面斜角a常取5一150：,在应用式（式1）时应注意它的适用范围，即塑件厚度在3.2 mm以下，重量小于2 00g,且计算结果在3.2 9.5mm范围内才合理。本电动机绝缘胶架的体积为3 2 2 1.73 2 4mm3,质量大约4g,分流道的长度预计设计成1 40mm长，且有4个型腔，所以：5=4 x 0.26547440=7.3 取 B 为 8mm2H=-x 8=5 取 H 为 5mm3梯形小底边宽度取6mm,其侧边与垂直于分型面的方向约成100。另外由于使用了水口板（即我 们所说的定模板和中间板之间再加的一块板），分流道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝 料脱模。实际加工时实，常用两种截面尺寸的梯形流道，一种大型号，一各小型号。如下图所示：8图2.主分流道长度分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少 压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长1 40mm。3.副分流道的设计副分流道即图（6）中的主分流道以下的两个土字形的流道副分流道中竖直方向上有锥度的流 道的锥度为单边20,其最底部直径为（p 6mm,水平方向上下两层流道的直径为（p 4mm,这些都是根据 经验取值，其总长度为3 8.1 5mm。4.分流道的表面粗糙度后模镶件 行位 后模仁图（6）由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理 想，因面分流道的内表面粗糙度R a并不要求很低，一般取L6p m左右既可，这样表面稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体 流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。实际加工时，用铳床铳出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。（省模：制造模具的 一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔 表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）5.分流道的布置形式分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两 方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式，如下图：C.浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部 分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。1.浇口的选用浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口 一方面通过截面 积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流 动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起 着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。从图（6）中可看出，我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇 口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚 度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式,普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会 形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。具体到这套模具，其浇口形式及尺寸如图（7）所示。浇口各部分尺寸都是取的经验值。实际 加工中，是先用圆形铳刀铳出直径为4的分流道，再将材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花打出这个浇口来的。2.浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采 用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质 量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好 的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1）尽量缩短流动距离。2）浇口应开设在塑件壁厚最大处。3）必须尽量减少熔接痕。4）应有利于型腔中气体排出。5）考虑分子定向影响。6）避免产生喷射和蠕动。7）浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8）注意对外观质量的影响。根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，每个型腔设计两个进浇点如图（8）和图（9）所 示，进浇点1的分流道开在行位上，进浇点2的分流道开在后模模仁上D.浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具已广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到 均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道 设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺 寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面 尺寸都相同。E.冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于 所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1 0 25所的深度有个温度逐渐升高的 区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果 这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来 容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑 料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的1 L 5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的 具体位置和形状如图（6）中所示。实际上只要将分流道顺向延长一段距离就行了。五.成型零件的设计与加工工艺模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型 环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生 摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型 零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分 型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进 行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。A.成型零件的结构设计本套模具的成型零件包括前模仁，后模仁，两个行位，四个镶件。由前面分析分型面的确定可 知，成型零件总体上可分为前模仁平的，即图（2）中AA分型面以上的部分，左边一个行位 图（2）中BB分型面以左的部分，右边一个行位图（2）中CC分型面以右的部分，后 模仁图（2）中BB分型面和CC分型面以下的部分这三大部分，另外在后模仁上必须镶四 个镶件上来碰穿前模仁，以形成电动机绝缘胶架中间部位的长方形的孔。1.前模仁的设计前模仁总体上就是一长方体，底面是平的，其面积至少要能盖住四个型腔，由于有四个型腔,模仁受的压力较大，据经验厚度需设计厚点，另外还要考虑到固定前模仁的螺丝孔的位置、运水（冷 却水道）的布置、两个分流道孔、斜导柱从前模仁穿过的斜孔以及前模仁固定到前模框中的固定形 式等。设计前模仁的宽1 60mll1,厚2 5mm,长2 60mm。最终设计结构如下图，上面对称有两条运水，因此在前模框上钻对应两条运水的四个孔，也就 是说，长型的水咀穿过这四个孔，再通过螺纹牙，锁紧到前模仁上的。14/oA图（10）2.行位1的设计行位1,即图（2）中BB分型面左边部分的成型零件。其成型的关键部位的形状如下图虚线 路径所示，即为行位成型部分的总体截面形状。注意其尺寸是已经由产品图放过缩水的，即产品图 放大（1+平均缩水）的倍数。整个行位截面形状设计成下图所示的样子，总长1 2 0mm，总高3 9mm,由于我们设计的斜导柱的a=a+23=20+2=22。倾斜角。为200,所以行位的锁紧角下图是上图从左边方向看过去的样子，即表达了行位长度方向的情况。总长为2 60mm,每边还 有5mm是导向用的。左边是沙轮越程槽的放大图，宽2 nm),深1 mm,因为与此槽相邻的两个面都是要 磨削加工的。图中两个圆是运水的螺丝孔。下图是行位中设置的冷却水道，运水孔的直径为e6,距行位的顶面1 7mli1,图中1、2处地方是M1 PT-要用铜料堵住的，运水的接口处是 8 的英制内螺纹，用来接水咀（一种标准件，用来与外界冷却水相连接的象螺母一样的东西），冷却水流的路径如图中的箭头所示。图(14)下面开始设计此行位上成型型腔的形状与工作尺寸。首先设计绝缘胶架上如下图所示的部分。下图是该部分的尺寸图，产品厚度为0.6mm,放了18%。的缩水后厚度为0.6*(1+0.018)=0.6108仁 0.61 mm,一般情况下精确到小数点后两位即丝就可以了。成型型腔的工作尺寸就是产品图的尺寸再乘以(1+平均缩水率)。这是对于产品图上未注公差的尺寸而言。52下图是上图放大（1+0.01 8）倍后的图形，因此型腔上的凹槽的尺寸也就跟下图是一模一样的。厚度方向也相应的为0.61 mm接下来设计下图所示的结构。产品图上这部分结构也没有公差要求，因此只需考虑放缩水就行 T o这部分结构凸中出来的，在行位上的相应位置就要凹进去。图(17)图（19）最后，还要设计斜导柱孔，因为斜导柱是选用的标准件，直径为cp 20,而斜导柱孔要比斜导柱 单边要大50丝，所以直径为921,斜度为200。另外还要开流道，其尺寸前面已经介绍。最终的形状如下图所示。更详细的情况请参见零件图纸。图（20）3.行位2的设计行位2,即图（2）中CC分型面右边部分的成型零件。其成型的关键部位的形状如下图粗线 路径所示，即为行位成型部分的总体截面形状。同样其尺寸是已经由产品图（即图中的粗线）放过 缩水的，即产品图放大（1+平均缩水）的倍数。长度方向的情况、运水的位置和行位1的完全相同，这里就不再多说了。请参见图(13)和 图(14)。行位2与行位1不同的结构如下图双点画线所示，这部分结构从产品图上看也没有公差 要求，因此也只须放缩水就行了。OO11(23)下图所示的结构必须注意，由于塑件出模方向是向上，下图中双点画线框中的一个长方形的孔 必须以抽芯的方式形成，因此在行位2的相应位置上就要作出一个凹出来的长方体，并且会高出图(21)中所示的成型部位的截面形状。下图是此部分结构在行位上的详细放大图。佟I(25)其它方面如流道、定位孔、斜导柱孔等的形状与位置尺寸和行位1的完全一样。最终设计的行 位2的形状如下图所示。图(26)4.后模仁的设计后模仁，即图（2）中BB和CC分型面下面部分的成型零件。其成型的关键部位的形状如 卜图粗线路径所示，即为行位成型部分的总体截面形状。同样其尺寸是已经由产品图（即图中的粗 线）放过缩水的，即产品图放大（1+平均缩水）的倍数。其整个截面总体尺寸如下图所示，中间凸出来的是成型部位。左边要与图（12）所示的行位1相 吻合，右边要与图（22）所示的行位2相吻合。注意下图所示的结构也可以不这样做，即中心线左边的部分只做到2 4.13 mm,右边的部分做到 2 6.88mm,也就是说总体长度由图示的1 3 2 mm变成了2 4.1 3+2 6.88=51.01 mm。后模板上开的框也相应 变窄。两条运水直接做到模板上。这样做可以节约一部分模仁材料。但是由于所有的成型零件都要经过热处理的，硬度达到HR C4852,而模板是没有经热处理的。两个高硬 度的行位在模板上滑动，时间一长会将行位下的模板金属磨损掉，行位便会下降，其后果不堪设想。所以后模仁两边要延伸出来一部分为好。这样便能保证两行位与后模仁长期 很好的吻合。后模仁的长度方向的情况与总体尺寸如下图所示，其中两条运水直径为q 6mm,6个螺丝孔为 M1 0用来将后模仁固定在后模框上，深度从底面上来15所。流道尺寸前面已论述，中间直径为（p 6mm,两边为94mmo图(29)下面将设计后模仁上用于成型的型腔部分。后模仁上要加工的成型型腔的部分不多。首先须在 后模仁上开一长方形的通孔，用于配后模仁的镶件上来。至于开孔的路径在产品图中的具体位置如 下图中粗虚线框所示，此虚线框的大小也就是后模仁镶件的大小图（30）上图的这个产品图是放过缩水的。但图中特意标注出来的尺寸，在产品图中是有公差要求的,说明这里是要与别的零件相装配的，不能简单的放一下缩水就行了的。在产品图中此尺寸为13.00 mm o一 这个尺寸为孔的尺寸，基准尺寸为13 mm,计算型腔工作尺寸时，一般取公差的上限或上下偏差值的中值再加上基准尺寸后所得的值为新的基准尺寸，然后再将新的基准尺寸乘以（1+缩水）从而得到型腔的工作尺寸。在这里，我们先取此尺寸公差的上下偏差值的中值0.05 mm,再加上基准尺寸13 mm得1 3.05 mm,然后乘以（1+0.01 8）等于1 3.285 mm即为后模仁上开孔尺寸或后模仁镶件尺寸。在后模仁上还要加工出如下图所示胶位的型腔出来，这 片胶位的位置就在后模仁上开的镶件孔的两边。这部分尺寸没有公差要求，只需将产品图放缩水就行了。最后要在后模仁上设计顶针孔的大小与位置，顶针就是脱模推出机构，即将塑件从后模上顶出。如下图所示。图中八支顶针上下对称，直径都为(p 2 nim0图(33)顶针孔在高度方向的形式与尺寸如下图所示。图中高度为40 mm的部分直径为92.5 mm,40 mm 以上的部分直径才是(P 2 mm,用于与顶针相配合。这样做的目的是为了减少配合的接触面积。图(34)最终设计的形状如下图所示:5.后模仁镶件的设计后模仁镶件就是镶在后模仁的镶件孔中，再顶到前模仁上，以形成绝缘架中间的孔的成型零件。它的总体截面外形及尺寸前面已确定，如图（30）中的粗虚线框所示。另外后模镶件在产品中的形 状与位置如下图所示，图中的粗虚线框也就表示了镶件在另一方向的总体截面形状。简单的说，塑 件哪里是空的镶件就要到哪个位置。镶件上的结构基本上都是与成型有关的结构。在镶件上要做出如下图中粗虚线框所示的胶位 来，对称的另外一边也要做出同样形状的胶位。上述结构设计完后镶件就成了下图所示的样子。同样必须注意，下图中特意标出来的尺寸，在产品图上是有公差要求的，其尺寸为9 2O+0 y-zv-o.oomm,同样取上下偏差的中值加上基准尺寸，再乘以（1+0.01 8）得到型腔的工作尺寸9.41 mmo图(38)另外在镶件上还要设计出以下两图所示的胶位的型腔B.成型零件的加工工艺此部分内容是本毕业设计的特色所在。成型零件结构设计完后，就要开始零件的下材料和加工 制作等。由于此塑件电动机绝缘胶架的材料的主要成分是尼龙66,要求有优良的力 学性能，抗冲击强度高，良好的消音效果，较强的绝缘性能等。厂家的这种材料具有一定的腐蚀性,容易产生批锋（飞边），因此其成型零件的材料的各种性能要求相当好，并且必须进行热处理，提 高它们的硬度。本套模具的成型零件都采用一种牌号叫S1 3 6-H的瑞典进口模具钢。它是一般模具 钢材中性能最好也是价格最贵的一种，一公斤要一百一十多港币。它 是一种预加硬透明耐蚀镜面模具钢，其主要成份和性能如下：“碳矽锦铭帆%-0.38 0.9 0.5 13.6 0.3主要成份：出厂状态：淬火加回火,HR C3 1-3 5钢材特点：1、最佳之抛光性。2、渗透性良好。3、良好之搞腐蚀性。4、此钢材经淬火及镜面磨光后，其抗腐蚀性能更加可靠。所有的成型零件的加工工艺大致可分为:a）订材料、开料，b）热处理前的加工，c）热处理后的加工，d）加工型腔等几道工序。1.前模仁的加工工艺a）订材料、开料由前面前模仁的结构设计可知，前模仁就是一个长方体。其设计尺寸为2 60X1 60X2 5,而订材料时 的尺寸每边必须大约留3 nlm的余量，订料的尺寸为2 63 X1 63 X2 8,市场上的材料厚度尺寸是有系列 的，正好有厚度为28 mm的料。材料到了后，就要进行开料既开粗，开粗的最终尺寸仍然单边要留 20丝的余量，因为材料热处理后会有少量变形，余量是留给最后精磨的，即2 60.4X1 60.4X2 5.4。开粗既用开粗的铳床铳掉材料的表层，再到平面磨床上将材料粗磨成长方体。b）热处理前的加工这里所说的热处理，其作用就是要提高材料的硬度，即将原来的HR C3 135,淬硬到HR C4852。这种热处理具体采用的是什么方式，这是热处理厂的专利，别人不知道，据说是真空油淬，且这种 热处理后的材料变形量相当小。反正只要告诉热处理厂材料要求的硬度就行了，热处理完后他们会 测试材料的硬度是否达到了要求。由于热处理后材料的硬度达到了HR C4852,普通的刀具再也加工不动了。因此热处理前加工 一些精度要求不高的地方，如螺丝孔、运水、流道等。在前面图（10）前模仁最终设计结构图中的所有结构，包括6个M1 0的内螺纹，两条（p6的运 水，4个运水螺纹牙，4个斜导柱孔，2个锥形的分流道孔，这些都是热处理前要加工的。其中的 个斜导柱孔必须和前模框装配好后，再一起钻中20 mm大的斜孔，钻好就要把斜导柱配进去。它们 的配合必须是紧配合，绝对不能有松动，一有松动，斜导柱十有八九会断。c）热处理后的加工前模仁热处理后，只要将它精磨到数，配一下框就行了。由于前模板上开的框在此之前已开好,所以要将热处理后的前模仁的四周磨小，再配到前模框中去。因为前模仁是平的，所以它相对于模 板的位置精度可以不要求很高。2.行位1的加工工艺a）订材料、开料前面行位1的设计尺寸为2 70X1 2 0X3 9,所以订料尺寸为273义123X42,开料尺寸为2 70.4X 1 2 0.4X3 9.4ob）热处理前加工行位热处理前的加工不多，只钻一下运水，攻好运水螺纹牙，钻好斜导柱孔就行了。钻运水孔 时注意，由于行位有270长，即使用加长钻头也不可能一次钻通，所以必须分别从两头对钻，从而 开通一条长运水。c）热处理后的加工热处理过后就不能用一般的刀具加工了，且用刀具加工的精度低。所以只能用以下三种方式加 工：一是线切割，二是打火花（即电火花加工），三是精磨。用上述三种方式加工的精度很高。模 中精度要求高的地方如分型面、成型型腔等基本上都是用的这几种 方式进行加工的。第一步，首先要用线切割割出两侧用于行位导向的地方，正真要加工的地方如下图中的粗实线 所示，铝丝的走刀路径如下图中虚线所示，即线走外面。粗实线的两头必须要将钥丝的走刀路径延 长大约3 mm,不然将会割出一个错误的形状出来。另外虽然我们只需要割图中的粗实线，但画图时 一定要画出一个闭合回路，不然不能生成数控程序。线切割是用电脑控制的，其中用的软件是AU T OP V4.0o我们在AutoCAD中画好要线割的图形,再另存为DXF文件，然后用一个转换程序将DXF文件转换成DAT文件，这种文件能在AU T 0P中打开,打开后就可以在这个软件里指定加工路线，尖点圆弧半径，火花位等参数，然后就可自动生成数控 程序。这程序即可直接通过本软件传给线切割机，马上进行加工，也可保存到磁盘中，保存的文件 称3 B文件。一般情况下，须尖点圆弧半径(即数控程序中的Conner)指定为0。而对于程序中的Offset值,它包含两个值，就是铝丝的半径再加上火花位间隙，一般国产铝丝直径18个丝，火花位1.5个丝,所以Off set值为0.1 05 mm,当铝丝用了一段时间后，这个值又要改变。上图加工的数控程序如下 表：短 表*AUTOP Version 4.0,Name:L.3BConner R=0.00000,Offset F=0.10500,Length=83.647mm*Start Point=-3.00000,0.00000;X YN 1B 3000 B 105 B 3000 GX LI;0.000,0.105N 2B 0B 0B 5105 GX LI;5.105,0.105N 3B 0B 0B 500 GY L4;5.105,-0.395N 4B 0B 0B 790 GX LI;5.895,-0.395N 5B 0B 0B 1790 GY L2；5.895,1.395行位的两端都要对称的割出这个形状出来，加工完后行位呈下图所示的样子。N6:B0B0B1000 GXL3；4.895,1.395N7:B0B0B31605 GYL2；4.895,33.000N8:B0B0B3000 GYL2；4.895,36.000N9:B7895 B36000 B36000 GYL3；-3.000,0.000DD图(43)第二步，线割下图所示的图形。同样图中粗实线是我们需要的形状，外围虚线为铝丝的走刀路 线，在起点处也要偏移出去3 mmo图中3 9.1的尺寸要注意，设计尺寸是39 mm,多留了 10个丝的 余量，它是用于当两个行位和后模仁都加工完，全部装到后模板上，即两个行位合上去压到后模仁 上，再把整个后模放到平面磨床上，把两个行位磨平，因为前模仁是平的。上面这个图形生成的数控程序如下表：表(2)*AUTOP Version 4.0,Name:1.3BConner R=0.00000,Offset F=0.10500,Length=265.793mm*Start Point=-3.00000,0.00000;X,YN1:B2895 B105 B2895 GXL4;-0.105,-0.105N2:BOB0B6124 GYL2;-0.105,6.019N3:B10101B27753 B27753 GYLI;9.996,33.772N4:B7617 B2772 B7617 GXSR2:17,613,39.105N5:B0B0B82492 GXLI;100,105,39.105N6:B0B0B6318 GYL4；100.105 532.787N7:B105 B21782 B12216 GYNR1;80.431,20.571N8:B0B0B4453 GXL3；75,978,20.571N9:B0B0B20676 GYL4；75.978,-0.105N10:B0B0B76083 GXL3;-0.105,-0.105N11:B2895 B105 B2895 GXL2;-3.000,0.000DDd）型腔的加工型腔的加工多数是用打火花。因为火花机也是电脑控制的，因此精度高。首先须在行位上用电 火花加工出产品图上两冀的胶位，其放了缩水的图形如图（16）所示，但我们做铜公（电极）时可 以两头都做。做铜公时一般要做两个，即一个粗公，一个精公，粗公用于粗加工（快速加工、大切 削量加工），精公则用于精加工（最终加工）。粗公一般留火花位十五个丝，精公一般留五至八个 丝（看精度要求而定）的火花位。下图就是粗公的图形，左右对称的。因为一头加工行位1,另外一头加工行位2。它是由图（16）中的每条边延着卜图中的小箭头方向向内缩进15个丝而形成的。精公也是同样的方法，向内缩进8 个丝。其图形略。同样设定火花位为0.105 mm,尖点圆弧半径为0,线走外面，运用AU T OP生成的数控程序如下表:衣*：*：*：*：!：*：*：*：*：*：鼾*AUTOP-Version 4.0.Name:NY3BConner R=*:5:*忘*0.00000,Offset F=-0.10500,Length=238.140inmStart Point=392.38535,159.70684XYN1:BOB0B2895 GYL4:392.385,156.812N2:B0B0B18983 GXL3;373,402、156,812N3:B13585 B4581 B13585 GXL3;359,817、152.231N4:B0B0B18332 GXL3;341.485、152.231N5:B0B1991 B1991 GYNR2:339.494,150.240N6.B0B0B6617 GYL4:339.494,143.623N7:B1991 B0B1991 GXNR3;341.485、141.632N8:B0B0B18332 GXLI；359.817、141.632N9:B13585 B4581 B13585 GXL4;373.402、137.051N10:B0B0B18983 GXLI;392385、137,051NU:B0B0B18984 GXLI:411.369.137,051N12:B13585 B4581 B13585 GXLI；424.954、141.632N13:B0B0B18331 GXLI；443.285、141.632N14:B0B1991 B1991 GYNR4;445.276,143.623N15:B0B0B6617 GYL2:445.276,150.240N16:B1991 B0B1991 GXNR1;443.285、152.231N17:B0B0B18331 GXL3;424.954、152.231N18:B13585B4581 B13585 GXL2;411.369,156.812N19:B0B0B18984GXL3;392.385、156,812NDD20:B0B0B2895 GYL2:392.385,159.707精公的线切割部分说明从略。现在已经做好了一粗一精两个铜公。然后开始在行位上放电，打 出这部分胶位来。由于胶位全部在行位上，其放了缩水的厚度为0.6XL 01 8=0.6108 mm,所以粗公 时应打下去0.61 0.1 5=0.46 mm,而精公时应打下去0.610.08=0.53 mm0打火花时，粗公一般用 大电流，精公用小电流。要打出四个型腔来。接下来要线切割出四个槽,也就是四个型腔所在的位置，其形状如下图中四个箭头所示的部位,先把这四个槽割出来，便于以后的打火花。o图(47)线切割的尺寸要比最终成形的尺寸多留出3 0丝，这30丝让下一步打火花的打掉。线切割的图 形及走刀路线如下图所示(粗线为要加工得到的形状)TTTTTm图(48)线切割源程序如卜一(线走外面):衣胃:*N：*N：*N：*N：*N：*N：*：*AUTOP-Version 4.0:Name:CAO.3BConner R=0.00000,Offset F=0.10500,Length=749.947mm*胃:*才:*才：Start Point=272.04008,280.65270;X,YN1:B105 B5105 B5105 GYL4;272,145,275.548N2:BOB0B33174 GYL4;272,145,242.374N3:B0B0 B20072 GXL3:252.073.242 374N4:B0B0B13442 GYL4;252,073,228.932N5:B0B0 B20072 GXLI;272.145.228