毕业设计(论文)-套筒塑料模设计.doc
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1、HUBEI UNIVERSITY OF EDUCATION高等教育自学考试毕业设计(论文)题目 套筒塑料模设计 专业班级 模具制造与设计 0701 学号 017607201373 姓名 指导教师姓名、职称 所属助学单位 湖北第二师范学院 2011年2月26日 摘 要 本论文详细的论述了凸凹模具制造的全过程。而且论述了浇口的改进,浇口 亦称进料口,是连接分流道与型腔腔的熔体通道。 该零件是套筒,该产品目前市场的需求量非常大,价格较低,市场竞争力。改进前该产 目 录 绪论 第一节 套筒的工艺分析及生产类型的确定第二节 确定毛坯、绘制毛坯简图第三节 拟定套筒工艺路线第四节 机床设备及工艺装备的选用第
2、四节 机床设备及工艺装备的选用第五节 加工余量、工序尺寸和公差的确定 第六节 切削用量的计算第七节 机械加工工序卡二 塑件的工艺分析 第一节、塑件材料的选择及其结构分析第二节、ABS的注射崇赐工艺第三节、ABS的注射的性能第四节、ABS崇赐塑件的主要缺陷及消除措施三塑料模具材料的选用及发展概况 第一节 塑料模的工作条件第二节 塑料模材料失效原因分析第三节 塑料模具钢性能要求第四节 新型塑料模具钢四 分型面的选择第一节 如何选择分型面第二节 选择分型面的基本原则第三节 分型面的外观要求和分型面的协调。五 浇注系统的设计第一节 位置和尺寸对制品的质量影响很大第二节在注塑模设计中常用的浇口形式第三节
3、 浇注系统设计原则 六注射模成型零件的设计第一节 成型零件设计的一般步骤第二节设计要点第三节 排气系统设计第四节排气系统设计要点七 脱模机构的设计第一节 顶针位置设计的一般原则第二节顶针板先复位机构八 侧向分型与抽芯机构的设计第一节 侧向分型与抽芯机构的分类第二节 斜销侧向分型与抽芯机构第三节弯削侧向分型与抽芯机构九 合模导向机构的设计第一节导向机构的作用第二节 导柱导向机构第三节顶针板先复位机构的种类第四节脱模力的分类 第五节 脱模力的定性分析 十 注射机相关参数的校核第一节 注射机的选择第二节注射量校核及注射机的选择第三节注射压力的校核 十一 设计小结参考文献 一、套筒的用途在运动部件中,
4、因为长期的磨擦而造成零件的磨损,当轴和孔的间隙第一节 套筒的工艺分析及生产类型的确定磨损到一定程度的时候必须要更换零件,因此设计者在设计的时候选用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套或衬套,这样可以减少轴和座的磨损,当轴套或衬套磨损到一定程度进行更换,这样可以节约因更换轴或座的成本,一般来说,衬套与座采用过盈配合,而与轴采用间隙配合,因为无论怎么样还是无法避免磨损的,只能延长寿命。轴套在一些转速较低,径向载荷较高且间隙要求较高的地方(如凸轮轴)用来替代滚动轴承(其实轴套也算是一种滑动轴承),材料要求硬度低且耐磨,轴套内孔经研磨刮削,能达到较高配合精度,内壁上一定要有润滑油的油槽,轴套的润滑非常重要
5、,干磨的话,轴和轴套很快就会报废,最好安装时刮削轴套内孔壁,这样可以留下许多小凹坑,增强润滑。简而言之,套筒的作用有:1.减少摩擦;2.减少振动;3.防腐蚀;4.减少噪音;5.便于维修;6.利用不同材料组成的摩擦副减少黏结;7.简化结构制造工艺。二、套筒的技术要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m外圆表面78mm到52-0.02 -0.06mm、50-0.02 -0.04mmIT71.6左端面50-0.02 -0.04mmIT93.2右端面M45mm1.5mmIT93.2内槽R2mm,坡脚45,长为5+0.05 +0.03mmIT93.2台阶R5mm,纵深10mmIT93
6、.2内孔32mm到34mmIT93.2三、审查套筒的工艺性分析零件图可知,套筒除外圆表面精度要求较高外,其他面精度均不高,不需要高精度机床加工,整体上能够保证在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量地加工出来,由此可见,该零件工艺性较好。四、确定套筒的生产类型由设计题目知:Q=2000件/年,N=Qn(1+%+%)=20001(1+3%+0.5%)=2070件/年,为中批量生产。第二节 确定毛坯、绘制毛坯简图套筒在工作过程中承受一定的冲击和载荷,为保证套筒的强度和耐磨度,毛坯选用85mm棒料,45钢,长度为150mm。第三节 拟定套筒工艺路线一、 定位基准1. 精基准的选择根据套筒的技术要
7、求和装配要求,选择套筒的右端面和中心轴线作为精基准,零件上很多表面都是采用它作为基准进行加工,遵循了“基准统一”原则。零件的中心轴线是外圆和内孔的设计基准,右端面是左端面的设计基准,选用它们作为精基准,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的垂直度要求,遵循了“基准重合”原则。选择78mm外圆表面和内孔互为精基准进行加工,遵循了“互为基准”原则。2. 粗基准的选择作为粗基准的平面应较平整,没有表面的欠缺,零件中只有左端面和棒料外圆表面满足条件,选用左端面为后来右端面作为精基准做准备,选用外圆表面则能保证内孔的壁厚均匀。二、 表面加工方法的确定根据各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定
8、工件各加工表面的加工方法:加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案外圆表面IT71.6车削左端面IT93.2车削右端面IT93.2车削内槽IT93.2车削台阶IT93.2车削内孔IT93.2钻、镗、扩、车削三、 加工阶段的划分该套筒加工质量要求较高,加工阶段分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。粗加工阶段:先确定精基准,为加工外表面及左右端面做定位准备,保证其他加工表面的精度要求,然后车削各个加工表面。半精加工阶段:完成钻孔,推镗,扩孔及镗内锥孔精加工阶段:完成对需要精加工表面的车削。四、 工序的集中与分散本次课题采用工序集中原则安排套筒的加工工序,该套筒为中批量生产,可以采用万能型机床
9、配以专用工具及夹具,以提高生产率;另外,采用工序集中原则可使装夹次数减少,缩短辅助时间的同时也保证了各加工表面之间的相对位置精度要求。五、 工序顺序的安排1 机械加工工序2 遵循“先基准后其他”原则。首先加工精基准,即套筒的78mm外圆表面和右端面。3 遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。4 遵循“先主后次”原则,先加工主要表面(外圆表面、左右端面和内孔),后加工次要表面(内槽、台阶)。5 遵循“先面后孔”原则,先加工78mm外圆,后以78mm外圆为定位精准加工内孔。综上所述,该套筒的工艺安排顺序为:基准加工主要表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工主要表面精加工。综上
10、所述,该套筒的工艺安排顺序为:基准加工主要表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工主要表面精加工。六、 确定工艺路线工序号工序名称工序内容定位基准1备料85mm棒料,45钢,长度150mm2车1.粗车79mm外圆长度为108mm,54mm外圆长度为45mm,及螺纹M45mm1.5mm三爪自定心卡盘夹左端,大头顶针顶另一端2.用磨好的车刀一次性车出半径为2mm,坡脚为45,长为5+0.05 +0.03mm的内槽3.车端面及倒角2mm45三爪自定心卡盘夹左端,搭中心架托79mm处4.用磨好的车刀车出半径为5mm,纵深为10mm的台阶三爪自定心卡盘夹左端,大头顶针顶另一端5.粗车空刀槽深4mm长度为
11、10mm6.粗车51mm外圆长度为30mm7.切断刀切断8.车端面及倒角2mm45三爪自定心卡盘夹右端,搭中心架托79mm处3钻、深孔推镗1.钻孔79mm外圆2.粗镗孔后精扩孔至32mm3.粗镗孔后精扩孔至34mm,长度30mm4.车坡角0.545的台阶4车1.用磨好的车刀车出1:20锥孔内孔本身2.镗内锥孔15长度为10 mm软爪夹右端,中心架托另一端4.精车78mm、52-0.02 -0.06mm、50-0.02 -0.04mm外圆表面三爪自定心卡盘夹右端,大头顶针顶另一端第四节 机床设备及工艺装备的选用一、 机床设备的选用在中批量生产条件下,可选用一般的专用设备和组合机床,也可选用通用设
12、备。本次选用的是C6132A型、Z5140B和TA617型组合车床。二、 工艺设备的选用工艺设备包括刀具、夹具和量具,本次为中批量生产,采用的都是专用夹具。第五节 加工余量、工序尺寸和公差的确定一,工序2、7、16-车套筒外圆的加工余量,工序尺寸和公差的确定 加工过程:1)以左端面为定位基准,粗车外圆尺寸,保证工序尺寸为81mm 2)以左端面为定位基准,粗车外圆尺寸,保证工序尺寸为79mm 3) 以右端面为定位基准,精车外圆尺寸,保证工序尺寸为78mm Zs=85-78=7mm Zs1=(85-81)/2=2mm Zs2=(81-79)/2=1mm Zs3=(79-78)/2=0.5mm粗车5
13、2mm的外圆 1)以左端面为基准,粗车外圆尺寸,重复相同的操作六次,以保证尺寸为54mm 2) 以右端面为基准,精车外圆尺寸,保证尺寸为52mm Zs=78-52=26mm Zmax=(0-(-0.06)/2=0.03mm Zmin=(0-(-0.02)/2=0.01mm Tz=Zmax-Zmin=0.03-0.01=0.02mm粗车50的外圆 1)以左端面为定位基准,粗车外圆,保证尺寸为54mm 2) 以左端面为定位基准,粗车外圆,保证尺寸为51 mm 3) 以右端面为定位基准,精车外圆,保证尺寸为50mm Zs=58-50=8mm Zmax=(0-(-0.04)/2=0.02mm Zmin
14、=(0-(-0.02)/2=0.01mmTz=Zmax-Zmin=0.02-0.01=0.01mm二,工序3槽的加工余量、工序尺寸和公差的确定Zs=35-30=5mm Zmax=0.05-0=0.05mm Zmin=0.03-0=0.03mmTz=Zmax-Zmin=0.02mm三,工序10、11钻粗镗精扩孔至32mm的加工余量、工序尺寸和公差的确定查表可得,精扩孔余量Z扩孔=0.25mm,粗镗余量Z推镗=1.75mm,钻孔余量Z钻=30mm。查表可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为精扩孔:IT9,粗镗:IT11,钻孔:IT12.根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步的工序尺寸及公差分别
15、为:精扩孔:32+0.057 0,粗镗:31.75+0.095 0,钻孔:30+0.15 0mm。同理,工序10、12钻粗镗精扩孔至34mm的加工余量、工序尺寸和公差的确定可知:精扩孔余量Z扩孔=0.25mm,粗镗余量Z推镗=1.75mm,钻孔余量Z钻=32mm。各工序尺寸的加工精度等级为精扩孔:IT9,粗镗:IT11,钻孔:IT12.各工步的工序尺寸及公差分别为:精扩孔:34+0.057 0,粗镗:33.75+0.095 0,钻孔:32+0.15 0mm。 第六节 切削用量的计算1. 工序2、工序7和工序16车套筒外圆该工序分为三个工步,加工78mm外圆、52mm、50mm外圆,粗车都是以左
16、端面为定位精准,精车以右端面为定位基准:加工78mm外圆的背吃刀量Z1=ZS1+ZS2+ZS3=2mm+1mm+0.5mm=3.5mm;按机床功率为510kW,工件夹具系统刚度为中等条件选取,进给量f1=0.08mm/r;由表可知,取转速n=1440r/min,切削速度v1=384.5m/min;加工52mm外圆的背吃刀量Z2=Zs/2+Zmax+Zmin=13.04mm;按机床功率为510kW,工件夹具系统刚度为中等条件选取,进给量f2=0.08mm/r;由表可知,取转速n=1440r/min,切削速度v2=384.5m/min;加工50mm外圆的背吃刀量Z3= Zs/2+Zmax+Zmin
17、=4.03mm;按机床功率为510kW,工件夹具系统刚度为中等条件选取,进给量f3=0.08mm/r;由表可知,取转速n=1440r/min,切削速度v3=384.5m/min;2. 工序3用磨好的车刀一次性车出半径为2mm,坡脚为45,长为5+0.05 +0.03mm的内槽背吃刀量Z4= Zs/2+Zmax+Zmin=2.58mm;按机床功率为510kW,工件夹具系统刚度为中等条件选取,进给量f4=0.08mm/r;由表可知,取转速n=1440r/min,切削速度v4=384.5m/min;3. 工序10、11钻粗镗精扩孔至32mm(1) 钻孔工步 1)背吃刀量的确定,取ap=30mm,2)
18、进给量的确定,由表可知,f=0.4mm/r;3)切削速度的计算,由表及按工件材料为45钢,取转速n=960r/min,切削速度v=90.5m/min;(2) 粗镗孔工步 1)背吃刀量的确定,取ap=1.75mm,2)进给量的确定,由表可知,f=0.3mm/r; 3)切削速度的计算,由表,取转速n=140r/min,切削速度v=13.9m/mim;(3) 精扩孔工步 1)背吃刀量的确定,取ap=0.25mm,2)进给量的确定,由表可知,f=1.0mm/r;3)切削速度的计算,由表,切削速度v=106.7m/min;4. 工序10、12钻粗镗精扩孔至34mm(1) 钻孔工步 1)背吃刀量的确定,取
19、ap=32mm,2)进给量的确定,由表可知,f=0.4mm/r;3)切削速度的计算,由表及按工件材料为45钢,取转速n=960r/min,切削速度v=96.5m/min;(2)粗镗孔工步 1)背吃刀量的确定,取ap=1.75mm,2)进给量的确定,由表可知,f=0.3mm/r; 3)切削速度的计算,由表,取转速n=140r/min,切削速度v=14.8m/mim;(3)精扩孔工步 1)背吃刀量的确定,取ap=0.25mm,2)进给量的确定,由表可知,f=1.0mm/r;3)切削速度的计算,由表,切削速度v=106.7m/min. 第七节 机械加工工序卡片(工厂名)机械加工工序卡片产品名称及型号
20、零件名称零件图号工序名称工序号第 页共 页车间工段材料名称材料牌号力学性能同时加工件数每件件数技术等级单价时间 /min准备终结时间/min设备名称设备编号夹具名称夹具编号工作液更改内容工步号工步内容计算数据/mm走刀次数切削用量工时定额/min刀具、量具及辅助工具背吃刀量/mm进给量/(mm/r)或/(mm/min)切削速度(r/min)或双行程数/(min)切削速度m/min基本时间辅助时间工作地服务时间工步号名称规格编号数量编制抄写校对审核批准二 塑件的工艺分析第一节、塑件材料的选择及其结构分析1、塑件(手机外壳)模型图:2、塑件材料的选择:选用ABS(甲烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)。3、色
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