第1章 模具设计实训概述Word文件下载.docx
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(3)根据3D模型,绘制模具相关工程图,包括模具总装图、各关键零件的零件图。
(4)编写出塑料模具的设计说明书。
塑料模实训的时间一般为2周共12天,进度安排如表1-1所示。
表1-1塑料模设计实训进度安排
序号
内容
时间
1
实训动员,分组,选题(分配实训任务)
0.5天
2
塑件的结构与成型工艺分析
3
塑件3D模型创建
1天
4
模具方案设计
模具结构设计并创建模具3D模型
4天
5
绘制模具的装配图和零件图
2天
6
编写设计说明书
7
图纸与说明书打印、装订
8
实训成果验收,答辩或总结
合计
约12天
1.2.2冲模设计实训的内容与进度安排
实训期间,学生在冲模方面应独立完成下列工作:
(1)分析指导老师下发的冲压零件的工艺性,制定零件的加工工艺路线。
(2)完成相关工艺计算,具体包括:
模具工作零件刃口尺寸计算、零件压力中心计算、零件排样图计算、冲压力计算等相关工艺计算。
(3)确定模具结构,绘制模具装配草图。
草图要求按照正式装配图1:
1绘制,图面上应绘有主、俯视图,零件图、排样图以及标题栏和明细表,在绘制工程中,完成模架、模柄、螺钉、销钉等标准件的选用工作。
(4)绘制装配图的正式图纸。
(5)绘制指导老师指定的模具零件的零件图,零件图上应标明所有尺寸、公差以及技术条件。
(6)编写处冲模设计说明书
冲模实训的时间一般也为2周共12天,进度安排如表1-2所示
表1-2冲模设计实训进度安排
实训动员,下发实训课题。
查阅相关资料,制定冲压件的加工工艺路线
完成相关工艺计算
绘制模具的总装草图
绘制模具的正式装配图
绘制模具零件的零件图
1.3实训的考核
实训考核,既重视结果,也强调过程,要求学生在实训中做到以下几点基本要求:
(1)分阶段分别提交塑料件、冲压件、整套模具的电子文档。
(2)分别绘制塑料模、冲压模的装配图和每副模具5~8个重要零件的零件图。
(3)分别编写塑料模和冲模的设计说明书各1份,每份字数不得少于5000字;
设计说明书按统一的格式排版、打印并装订成册。
成绩的最终评定,以学生提交的电子文档、工程图纸、设计说明书等为根据,参考实训过程中的表现,综合进行评定。
成绩实行优、良、中、及格、不及格等5级制度。
各级评定的标准如下:
1、优秀:
无无故缺勤记录,按时提交各项文件,模具结构无原则性错误,图纸规范,设计说明条理清晰、各项公式和引用非常清楚,答辩问题无明显错误。
2、良好:
无无故缺勤记录,按时提交各项文件,模具结构无重大原则性错误,图纸规范,设计说明条理清晰,各项公式和引用比较清楚。
3、中等:
无无故缺勤记录,基本上能按时提交各项文件,模具结构无重大原则性错误,图纸比较规范,设计说明基本清晰。
4、及格:
无故缺勤记录少于3次,经指导老师督促后,能提交各项文件,模具结构构原则性错误不多于10处,能绘制基本的装配图和零件图,有一定的设计说明。
5、不及格:
无故缺勤记录多于3次,提交的各项文件不齐,模具结构构原则性错误多于10处,绘制的装配图和零件图不规范,设计说明混乱,答辩问题大多回答不上。
或有其他大重大的违规违纪问题。
1.4塑料模设计的步骤
塑料产品的功能与结构千差万别,复杂程度各不相同,不同的塑料模具,其设计过程会不尽相同。
但初级设计人员往往按以下步骤开展工作。
1.接受设计任务书
模具的设计任务书是模具设计的依据,模具设计任务书通常是由塑件生产部门提出的,主要包括以下内容:
1.经过审签的正规塑件图纸,并注明所采用的塑料牌号、颜色和透明度等;
2.塑件的说明书及技术要求;
3.塑件的生产批量及所用注射机的型号和规格;
如是配件或塑件的改进生产,还应附有塑件实物。
2.分析塑件及材料工艺性
(1)分析塑件工艺性
通过塑件图或建立塑件三维实体模型,充分了解塑件的形状、用途、使用要求、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、表面质量以及允许的变形范围等内容,检查塑件的成型工艺性,以确认塑件的各个细节是否符合注射成型的工艺性条件。
(2)确定注射成型的工艺条件
对塑件所用的材料进行成型工艺性的检查,分析原材料的流动性、收缩性等成型工艺性能,在此基础上确定注射成型工艺参数。
3.初步确定注射机
在设计前必须熟悉生产塑件可供选用的注射机的性能、规格及与模具设计有关的技术参数(如最大注射量、锁模力、注射压力、装模高度、喷嘴尺寸、推出机构及尺寸和开模行程等等),并根据塑件及浇注系统凝料的总体积或重量,初步确定所需注射机的型号。
4.确定模具的方案
注射模具的方案设计主要包括:
型腔数的确定与布置,分型面的选择,浇注系统的设计,冷却系统的设计,成型零件的结构设计,侧向抽芯机构的设计,推出机构的设计以及模架的选用等内容,一般可按如下步骤进行。
(1)确定模腔的数目
确定型腔数目的方法可根据注射机的锁模力,最大注射量,塑件的精度要求,经济性等,在设计时应根据实际情况决定采用那一种方法。
(2)选择分型面
虽然塑件设计阶段分型面已经考虑或者选定,在模具结构设计方案设计阶段仍应再次校核,从模具结构及成型工艺角度判断分型面的选择是否最为合理。
(3)确定型腔的布置
型腔的布置实质上是模具结构总体方案的规划和确定,因为一旦型腔布置完毕,浇注系统的排列和类型便已确定。
冷却系统和推出机构在布置型腔时也必须给予充分的注意,若冷却管道布置与推杆孔,螺栓发生冲突时,要在型腔布置时进行协调,当型腔、浇注系统、冷却系统以及脱模机构的初步位置确定后,模板的外形尺寸基本上就确定了,从而可以选择合适的标准模架。
(4)确定浇注系统
浇注系统中的主流道、分流道、浇口和冷料穴的设计详见前面的有关章节。
其中浇注系统的平衡、浇口位置及尺寸是浇注系统的设计重点。
另外需要强调的是浇注系统往往决定了模具的类型,如采用侧浇口,一般选用二板式注射模,如采用点浇口,则需选用三板式注射模,以便从不同分型面分别脱出浇注系统凝料和塑件。
(5)确定脱模机构
在确定脱模方式时,首先要确定塑件和浇注系统凝料的留模方向,即滞留在动、定模那一侧,必要时要设计强迫滞留机构(如拉料杆,双推出机构中的定模辅助推出机构等),然后再决定采用推杆结构还是推件板结构;
同时还要注意考虑是否需要设计复位机构。
(6)确定侧抽芯方式
对于塑件侧壁上带有与开模方向不同的内、外侧孔或侧凹槽时,为了成型后不妨碍塑件从模具中取出,需要考虑设计侧向抽芯机构;
侧向抽芯机构将使模板尺寸加大,因此,有侧向分型与抽芯机构的注射模,在型腔布置时,要注意留出抽芯机构的位置。
(7)确定冷却系统
冷却系统的设计参照前面的有关章节的内容,当冷却管道的布置与推出孔等发生干涉时,为了协调好二者关系,以防止冷却管道漏水,通常冷却系统的设计与推出机构的设计同时进行。
(8)确定凹模和型心的结构与固定方式
当采用镶块式组合凹模或型芯结构时,应合理的划分镶块并同时考虑这些镶块的强度、可加工性及其安装固定。
(9)确定排气方式
由于在一般的注射模中,注射成型时的气体可以通过模具结构(如分型面、推杆孔间隙等)自然排气,因此不考虑排气系统的设计;
但对于大型和高速成型的注射模,必须考虑排气方式。
5.利用三维设计软件,创建模具3D模型
随着CAD技术的普及,传统的平面设计逐步被三维建模技术所取代。
目前,在实际的设计工作中,几乎全部采用三维设计软件进行辅助设计,如Pro/Engineer、UGNX等。
因此,模具的方案和机构确定后,就可利用诸如Pro/E、UGNX等进行型腔、型芯的创建(俗称分模),再通过相关的外挂软件包如EMX等,调用标准模架模型,再逐步创建出整副模具的三维模型。
6.相关参数与强度的校核
(1)校核模具与注射机有关的参数
因为每副模具只能安装在与其相适应的注射机上使用,因此当模具总结构设计完成后,必须对初选的注射机有关工艺参数进行校核,以保证模具在注射机上的正常使用。
(2)校核模具有关零件的强度和刚度
计算成型零件工作尺寸,并对主要受力的零部件进行强度及刚度的校核,一般而言,注射模的刚度问题比强度问题显得更重要一些。
7.绘制模具工程图(出图)
(1)绘制装配图
通过三维模型可以快速创建出模具的装配图,装配图应尽量按国家制图标准绘制,装配图中应清楚的表明各个零件的装配关系,以指导装配。
当凹模与型心镶块很多时,为了便于测绘各个镶块零件,还有必要先绘制动模和定模部装图,在部装图的基础上再绘制总装图。
装配图上应包括必要的尺寸:
如外形尺寸、定位尺寸、安装尺寸、极限尺寸(如活动零件移动的起止点),并附有技术要求、使用说明和零件明细表等。
一般装配图上技术要求的内容如下
①对模具某些结构性能的要求,如对推出机构、抽芯机构的装配要求;
②对模具装配工艺的要求,如分型面的贴合间隙、模具上下面的平行度要求;
③模具的使用说明、拆装方法等;
④防氧化处理,模具编号,刻字,油封及保管等要求;
⑤有关试模及检查方面的要求;
(2)绘制零件图
根据模具的具体结构,将需要加工的零件,如型腔、型芯、镶块、定模板、动模板等零件,逐一将其3D模型生成工程图,出图的一半顺序为:
先内后外,先复杂后简单,先成型零件后结构零件。
零件图上应标出必要的尺寸、表面粗糙度、形位公差,并注明零件材料,热处理要求和必要的技术条件等。
1.5冲模设计的步骤
冲压件的生产过程一般都是从原材料剪切下料开始,经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序加工出图纸要求的零件,对于某些组合冲压或精度要求较高的冲压件,还需要经过切削、焊接或铆接等工序,才能完成。
冲模的设计就是根据已有的生产条件,综合考虑各方面因素,合理安排零件的生产工序,优化确定各工艺参数的大小和变化范围,合理设计模具结构,正确选择模具加工方
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