模具设计与制造厂商(五篇)
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模具设计与制造厂商篇一
毕 业 设
计
课题名称 肥皂盒盖塑料模具设计
学生姓名: 苏 文 振 学
号: 110801010
4专
业:
模具设计与制造
班
级: 11数控1班
指导教师:
张 老 师
二0 一四 年 六 月
肥皂盒盖塑料模具设计
一、前言
近年来,我国塑料模具发展迅速。目前,塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%,在模具进出口中的比重高达50~70%。随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展,这一比例还将持续提高。塑料模具是塑料成型加工的重要工艺装备,又称为塑料工业的“效益放大器”,因此在各类模具中的地位也越来越突出。
我们生活中常见的肥皂盒使用非常普遍,市场上肥皂盒形状各异,家家户户、各式宾馆几乎都要用到。此次设计是对肥皂盒盖进行的注射模设计,设计时首先选择了塑件材料和注塑机;利用pro/e软件进行了实体造型;确定了型腔数量、浇注系统;对成型零件型芯和型腔进行了详细的计算;选用了模架、模具材料,最后用cad软件绘装配图。由于实际经验和理论技术有限,设计的错误和不足之处,希望各位老师批评指正。
二、塑件及塑件材料 注射机
2.1塑件及塑件材料
该塑件整体结构较简单,表面要求没有凹陷,无毛刺,内部无缩孔,表面质量光滑,比较容易实现。塑件材料为ps,ps具有良好的耐化学腐蚀、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能,加工流动性好,材料价格便宜。
图1 2
2.2注塑机的选择
由于ps的密度为1.05克/立方厘米;根据绘图软件可得塑件质量为13.457克,体积为12.816立方厘米,所以选用国产的注射机xs-z-60卧式注塑机;查表可知该注射机的注射量为60立方厘米,注射压力为122mpa,锁模力为50x10^4n,注射方式为柱塞式。
三、注射模设计
3.1注射模型腔的设计 3.1.1模腔数量的确定
根据该零件的要求,确定最大注射量、锁模力、产品的精度要求、经济性,决定采用一模两腔的模具。
3.1.2型腔布置的确定
如图2所示,型腔在模具分型面上以平衡式布置,从主流道到各型腔浇口分流道长度、截面形状与尺寸均相同,可实现各型腔均匀进料和同时充满型腔的目的从而使成型的塑件内在质量均一稳定,力学性能一致。
图2 图3
3.2浇注系统的设计
普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴等四部分组成。如图3:
(1)主流道设计 主流道垂直于分型面,设计在模具的浇口套中,为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出,主流道设计成圆锥形,锥角а为2°~5°,流道的表面粗糙度rα≤0.8um。浇口套的形式采用浇口套与定位圈设计成整体式的形式,用螺钉固定在定模座板上。
(2)分流道设计 分流道的截面形式采用半圆,可以减小热量散失和压力损耗,分流道长度取10m,采用平衡式布置,表面粗糙度ra取1.6um。这可增加对外层塑料熔体的流动阻力,使外层塑料冷却皮层固定,形成绝热层。
(3)浇口的设计 形式采用侧浇口,开设在分型面上,塑料熔体从外侧充填模具型腔,其截面形式为矩形,由于浇口截面小,去除浇口较容易,且不留明显痕迹。
(4)冷料穴的设计
冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料,以免这些冷料进入型腔,既影响熔体填充的速度,又影响成型塑件的质量。采用兼有拉料作用的冷料穴。
3.3脱模方式的确定
由于开模后,塑件留在动模一侧,内腔顶面是曲面,不能采用推杆和推管推出机构,所以采用推件板推出机构;在动模部分一定要设置导柱,用于对推件板的支承与导向。
3.4 排气形式的确定
该模具可以利用固定型芯的端部与模板的配合进行排气,其配合间隙为0.04um。
3.5注射模成型零件工作尺寸的计算 3.5.1 型腔的设计
如图4
凹模的径向尺寸计算公式
z(lm)(lslsscp0.75*)0
凹模的浓度尺寸计算公式
z
(hm)(hshsscp23)0
式中,ls为塑件外形公称尺寸,hs为深度公称尺寸,scp为塑件的平均收缩率,δz为模具制造公差,δ为塑件公差,通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/6~1/3;查表可知,ps的收缩率为0.6-0.8%,取平均收缩率0.7%;所以其径向尺寸为:
0.10.1 l1[6060*0.0070.75*0.6]059.080mm
0.110.11l2[8080*0.0070.75*0.66]080.0750mm 0.070.07行腔深度h1[1818*0.00723*0.4]017.860mm
3.5.2型芯的设计
图5 凸模部分采用整体嵌入式,单个型芯用铣削加工。凸模的径向尺寸计算公式
(lm)(lslsscp0.75*)0z
凸模的高度尺寸计算公式
(hm)(hshsscp23)0z
式中,ls为塑件内形公称尺寸,hs为深度公称尺寸,scp为塑件的平均收缩率,δ
z为模具制造公差,δ为塑件公差,通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/6~1/3;查表可知,ps的收缩率为0.6-0.8%,取平均收缩率0.7%;所以其径向尺寸
0l1[7676*0.070.75*0.6]081.770.10.1mm 0l2[5656*0.070.75*0.66]00.159.920.1mm 0型芯高度为h[1818*0.0723*0.4]00.0719.530.07mm
3.6标准模架的选用
根据浇注系统的设计,采用点浇口模架。
根据设计计算出的型芯和型腔的尺寸确定选择的模架定模座板的厚度为20mm,推件板的厚度为15mm,凸模固定板的厚度为30mm,垫块的厚度为50mm,推
杆固定板的厚度为15mm,动模座板的厚度为20mm。
3.7其它零部件的选择
导柱为¢16×60mm;螺钉为m6、m10;浇口套的尺寸为¢40mm,长15mm主流道衬套为¢16mm,长度为43mm,小端直径为3mm,锥角为3°。
3.8冷却系统设计
模具的冷却就是将熔融状态的塑料传给模具的热量尽可能迅速地带走,以便塑件冷却定型得最佳的塑件质量。
模具的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却等;本套模具采用水冷,冷却装置用管道式冷却。管道式泠却是在模具或模板上钻孔或铣槽后,在孔或槽内嵌入铜管;采用直通式冷却通道,这方式加工简便。
3.9脱模机构的设计
脱模机构的设计原则:
(1)脱模机构运动的动力一般来自注射机的推出机构,故脱模机构一般设置在注射模的动模内。
(2)脱模机构应使塑件在顶出过程中不会变形损坏。
(3)脱模机构应能保证塑件在开模过程中留在设置有顶出机构的动模内。(4)脱模机构应尽量简单可靠,有合适的推出距离。(5)若塑件需留在定模内,脱模机构应设置在定模内。
由于该塑件的支承面很小,不允许留推杆残痕,所以采用推件板推出机构。3.10模具总装图
通过以上设计,可得到如图所示的模具总装图。模具支承零部件主要由定模座板、动模座板、垫块组成;成型部分由型芯嵌件、型腔组成;浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成;推出机构由推件板、复位杆、推杆固定板、推板、拉料杆组成。装配图见附件:
四、结语
此次设计是对肥皂盒盖进行的注射模设计,利用pro/e软件进行了实体造型,对塑件结构进行了分析,并且选择了塑件材料和注塑机。明确了设计思路,并对成型零件进行了详细的计算和校核,合理选用模架、模具材料。最后用cad绘制了一套模具装配图。本设计通过对肥皂盒盖的注射模设计,巩固和深化了所学知识,在设计过程中,通过查阅大量资料、手册,结合教材上的知识对注塑模具的
组成结构有了一定的认识,拓宽了视野,丰富了知识,为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。本文所设计的肥皂盒,考虑到方便制作,结构简单,外形美观实用。掌握模具设计和制造技能是模具专业毕业生的必备素质。本次实训的任务是肥皂盒塑料模具的设计。
五、致谢
在此,感谢学校,感谢老师们在这三年里对我的谆谆教导,让我充实的度过了这几年的大学生活,你们的教诲将是我最宝贵的财富。最后,感谢我们的指导老师对我们毕业设计的细心指导和耐心帮助。我们学到了很多,不仅课本上的,更多得是实际的动手操作,在此真挚的感谢。
六、参考文献
[1]李会来主编.《塑料成型工艺与模具设计》.北京国防科技大学出版社,2001 [2]吕思科 周宪珠主编.《机械制图》.北京理工大学出版社,2010 [3] 徐慧民 贾颖莲主编《模具制造工艺》.北京理工大学出版社,2010 [4]程芳 杜伟主编《机械工程材料及热处理》.北京理工大学出版社,2008 [5]王立新主编.《公差配合与技术测量》.吉林大学出版社,2010 7
模具设计与制造厂商篇二
南京航空航天大学
题 目 学 院专 业 学生姓名
模具设计与中国制造2025
机电学院
机械工程及自动化
郭智伟 学号 051210707 摘要
模具作为重要的工艺装备,在消费品、电器电子、汽车、飞机制造等工业部门有举足轻重的地位。工业产品零件粗加工的75%、精加工的50%及塑料零件的90%将由模具完成。我国模具行业近年来均增长速度为21%。今后一段时期,对模具的需求主要集中在四个行业:汽车行业、家用电器行业、电子及通讯行业和建材行业。模具是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值要比模具自身的价值高几十倍。如汽车行业,目前我国汽车产量超过400万辆,基本车型达到170种,新车型和改装车型将达430种,汽车换型是约有80%的模具需要更换。1999年7月,国家计委和科学技术部发布了《当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南(目录)》,《指南》中列入了电子专用模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等。例如,采用快速原型制造技术和设备,用分层实体堆积等方法,可以将复杂的cad模型转化为实物,使模具和产品的设计、评价与制造周期大大缩短,企业就能快速抢占市场,取得竞争优势。相对应的,不难看出,模具作为制造技术与信息技术相结合的产物和最佳表现平台,在《中国制造2025》智能制造的目标下,将成为“工业 4.0”的主流方向之一。关键词;【注塑机】 【模具加工】 【pro/e建构】 【中国制造2025】
一、工业背景分析
新中国改革开放以来,伴随着经济的腾飞,我国的制造业也引来了一个发展的良机,但虽经过几十年的发展,仍然摆脱不了大而不强的尴尬局面,但就模具设计领域就可见一斑,低端模具方面每年国内大批量的生产,甚至模具厂林立产能过剩造成恶性竞争,而中高端模具方面则完全由国外掌控,国内外模具几十倍的价差令人目瞪口呆。
与此同时,近年来,发达国家们在迎来新一轮技术革新中,仍然将制造业作为重中之重,例如,美国在2012年提出“美国先进制造业国家战略计划”,2013年又推出“美国制造业创新网络计划”;德国提出的举世瞩目的“德国工业4.0”;日本提出了“日本制造业白皮书”等等,针对这一大背景,“中国制造2025”在2015年由我国国务院提出,不久之前国务院又公布了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,加上近十年来推出了包括01、02、03、04专项在内的十余项“国家重大科技专项”规划,构成了我国振兴制造业的战略与战术部署【1】。
相对应的,不难看出,模具作为制造技术与信息技术相结合的产物和最佳表现平台,在《中国制造2025》智能制造的目标下,将成为“工业 4.0”的主流方向之一。高档模具这一领域潜力巨大,目前,我国虽然已经是模具生产大国,但由于受制于国际技术壁垒,一直没有成为生产强国。从历史数据来看,我国金属切削模具产量从2004年的5.1万台增长至2014年的26.09万台,模具产量及产值化率也从2004年的11%、27%提升至2014年的38.7%、61.5%。然而发达国家的模具普及率普遍达到了80%向上,这也意味着我国仍有巨大的提升空间。同时,由于机械行业与固定资产投资密切相关,而每年固定资产投资中约 65%用于购买模具。第二产业的各个领域都需要用到模具,例如核电机组、大型化工设备、大型铁路建设、国防 军工行业都需要用到模具。特别是航空航天、船舶、汽车领域,到2020年,高档模具的装备率将达到80%。目前,我国每年消费的中高档模具数量在5万~6万套,金额在60亿元左右,其中进口量占总量的85%左右【3】。可以说,未来我国模具行业具有相当好的发展潜力、进口替代空间非常巨大。当下,主流的模具其主要特点是集计算机控制、高性能伺服驱动 和精密加工技术于一体,被应用于汽车、船舶、航天航空及大型自动化生产线。而目前此类高端 模具的主要研发国为美国、日本和德国。
针对高档模具这一领域与2025制造,如上文所说,我们要首先正视自身的模具核心技术缺失,机器人技术更是与国际脱轨多年等事实情况,在此基础上发奋图强,力争搭上二十一世纪信息化时代的顺风车,利用“工业4.0”提出的构想,努力往这一方向靠拢,将互联网+【2】概念引入模具制造领域乃是重中之重。工业机器人的应用程度是一个国家工业自动化水平的重要标志。提升集成应用水平,从而扩大市场应用范围【5】;总而言之,中国制造2025与我们每一位青年学生都息息相关,未来正是我们在模具大展身手的时刻。
二、模具工业分析
模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ;美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业”;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”,同时也是“整个工业发展的秘密”,是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业年产值达到13000亿日元,远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今,世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。【6】
塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来,由于其原料丰富、制作方便和成本低廉,塑料工业发展很快,它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等,成为各个工业部门不可缺少的材料。
目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。近几年来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高,因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大,预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的微型化,塑料制件的使用范围将会越来越大,塑料工业的生产量也将迅速增长,塑料的应用将覆盖国民经济所有部门,尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位。目前,世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和。【7】
塑料模具一种用于压塑、挤塑、注射、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具,它主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模,由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状、不同尺寸的系列塑件。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致,特别是对大批量生产的机电产品,更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展,塑料模具工业也随之迅速发展。
在我国,随着国民经济的高速发展,模具工业的发展也十分迅速。整体来看,中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。加入wto,给塑料模具产业带来了巨大的挑战,同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主,产品价格优势明显,有些甚至只有国外产品价格的1/5~1/3,加入wto后,国外同类产品对国内冲击不大,而中国中低档模具的出口量则加大;在高精模具方面,加入wto前本来就主要依靠进口,加入wto后,不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利,同时还促使更多外资来中国建厂,带来国外先进的模具技术和管理经验,对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。2006年,中国塑料模具总产值约300多亿元人民币,其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料,2006年中国共进口塑料模具约10亿美元,约合83亿元人民币。由此可以得出,除自产自用外,市场销售方面,2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币,国产模具总供给约为230亿元人民币,市场满足率为73.5%。进口的塑料模具中,最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低,在国际市场中有较强的竞争力,所以进一步扩大出口的前景很好,近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。【8】
2.1 我国模具工业发展和技术现状
模具是制造业的重要工艺基础,在我国,模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。据不完全统计,近10年全国(未含港、澳、台统计数字,下同)模具生产及进出口发展情况如表
1、表2:
中国模具工业概况
由表可见,虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。
成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29~34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了c-mold气辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率不到10%,与国外的50~80%相比,差距较大。
在制造技术方面,cad/cam/cae技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的cad/cam系统,如美国eds的ug ii、美国parametric technology公司的pro/engineer、美国cv公司的cads5、英国deltacam公司的doct5、日本hzs公司的crade、以色列公司的cimatron、美国ac-tech公司的c-mold及澳大利亚moldflow公司的mpa塑模分析软件等等。
从模具钢市场分布格局来看,高档市场这一占主导地位的模具钢市场,迄今为止国内产品的占有率很少,而这一市场将是国内模具业发展的趋势,潜在市场很大。据市场调研,国产模具钢与国外相比,确实存在一定的差距。比如国产的通用性模具钢h13、d2、ld、p20、pms、skd61等品种内在质量均能达到美国模具钢通用标准astma681,属国际一般水平。【9】
近年来,国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:p20, 3cr2mo, pms,sm i、sm ii等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下,和国外先进工业国家已达到70%-80%相比,仍有很大差距【10】。技术比较见表1
2.2 我国模具工业存在问题和主要差距
虽然我国模具总量目前已达到相当规模,模具水平也有很大提高,但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面:
① 总量供不应求
国内模具自配率只有70%左右。其中低档模具供过于求,中高档模具自配率只有50%左右。
② 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理 我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间(分厂),自产自配比例高达60%左右,而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式,而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%,而国外在50%以上。2004年,模具进出口之比为3.7:1,进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元,为世界模具净进口量最大的国家。
③ 模具产品水平大大低于国际水平,生产周期却高于国际水平
产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。④ 开发能力较差,经济效益欠佳 造成上述差距的原因很多,除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视,以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外,还有下列几个原因:
①国家对模具工业的政策支持力度还不够
虽然国家已经明确颁布了模具行业的产业政策,但配套政策少,执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国只有185家,大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金,影响技术进步,而且民营企业贷款十分困难。
②人才严重不足,科研开发及技术攻关投入太少
模具行业是技术、资金、劳动密集的产业,随着时代的进步和技术的发展,掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺,高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关重视不够,科研单位和大专院校的眼睛盯着创收,导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少,致使模具技术发展步伐不大,进展不快。
③工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低近年来我国机床行业进步较快,已能提供比较成套的高精度加工设备,但与国外装备相比,仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备,但总体的装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因,引进设备不配套,设备与附件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。
④专业化、标准化、商品化程度低,协作能力差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,模具专业化水平低,专业分工不细致,商品化程度低。目前国内每年生产的模具,商品模具只占40﹪左右,其余为自产自用。模具企业之间协作不畅,难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低,模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,特别是对模具制造周期有很大影响。【11】
2.3 展望我国模具工业发展的发展方向
在信息社会和经济全球化发展的进程中,模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展,技术含量不断提高,模具生产向着专业化、信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展;模具业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。
针对我国模具工业的现状,通过进一步搞好模具行业的结构调整和创新,抓住我国模具价格较低的竞争优势,大力提高模具的开发效率,增加大型、精密、复杂和长寿命等技术含量高的中高档模具的比例,今后我国模具技术的研究重点和主要发展方向应该是:
(1)高速、高精、复杂和长寿命模具加工技术的研究和应用。例如超精冲压模具制造技术的研究和应用、精密塑料和压铸模具制造技术等;
(2)优质模具材料的研制和正确选用,以及先进表面加工和处理技术的发展和应用;(3)模具专业化、标准化的发展及进一步推广应用;(4)快速成型与快速制模(rp/rt)技术的发展与应用;
(5)cad、cam、cae的广泛应用及其软件的不断先进和cad/cae/cam技术的进一步集成化、一体化、智能化,从而提高模具设计的现代化、信息化和标准化。
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模具设计与制造厂商篇三
关于模具设计与制造
培养模具设计与制造的高级应用型技术人才,毕业生可从事企业生产所需模具及其工装的设计与制造,模具装配与调试、模具企业经营与管理工作。
主要课程有:机械制图、机械设计与基础、冷冲模设计与制造、注塑模设计与制造、数控技术与编程、模具加工机械、电工与电子技术、液压与气动传动、金属切削原理、机械cad/cam等。
一、培养目标
本专业培养拥护党的基本路线,适应生产、建设、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的,掌握模具设计与制造的基本理论和知识,从事模具设计与加工、制造、维修的高级技术应用性人才。
二、人才培养素质要求
总的培养要求为:热爱社会主义祖国,拥护党的基本路线,“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理,具有爱国主义、集体主义、社会主义思想和良好的思想品德,在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能;具有较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力;具有创新、创业精神、良好的道德和健康的体魄。
1、思想素质要求
热爱社会主义祖国、拥护中国共产的领导和中国特色社会主义道路,坚持四项基本原则和改革开放的总方针,“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理,具有科学的世界观、方法论和正确的人生观;具有遵纪守法的观念,良好的思想品德、社会公德和职业道德;具有开拓创新、团结合作、艰苦奋斗的精神和联系群众、严谨务实的作风;具有为人民服务的高度责任感和为实现现代化而献身的精神。
2、知识能力要求
具有本专业必需的自然科学、社会科学和管理科学知识;掌握计算机基础知识、必要的网络知识、常用软件知识;具有基本的机械基础知识;具有本专业必须的机械设计理论基础知识、模具材料及成形工艺、模具设计与制造专业知识;掌握模具cad/cam基础知识;具有必要的模具维修基础知识。
具有一定的自学能力;具有模具工艺设计、工艺实施、技术管理能力;具有模具数控加工编程能力;具有注塑模具、冲压模具设计与制造能力;具有一定钳工操作能力、模具修配能力;具有良好的计算机基础应用能力和利用计算机进行辅助设计制造及管理能力;具有熟练运用cad/cam软件进行模具造型设计和加工的能力;具有良好的语言表达、文字表达、人际交往能力。
3、身心素质要求
有一定的体育运动和卫生、军事基本知识,掌握体育运动和科学锻炼身体的方法和基本技能,养成良好的体育锻炼习惯和生活习惯,达到国家规定的大学生体育合格标准,具有良好的心理素质和健康的体魄。
模具设计与制造厂商篇四
《机械工程材料》教学计划
一 课程性质与教学目的:
本门课程是材料科学与工程学科的主要专业技术基础课。它涵盖了模具课程的主要专业内容,包括冲压成型与塑料成型工艺与模具设计的基本知识;模具的机械加工、现代模具制造的一些基本知识。课程教学所要达到的目的是使学生掌握生产过程中的常用生产模具的设计与制造技术,特别是冲压模具与塑料模具设计原理、过程与模具加工方法,了解模具加工的过程中的特种加工以及cad/cam技术。使学生具有初步的模具设计能力。
二 基本要求:
1.了解 冲压成形的基本原理及变形规律;
2.掌握 冲压成形的基本工序、冲压模具典型结构; 3.掌握 冲压工艺与模具设计的基本方法;
4.掌握 塑料模的基本知识和注射模设计的基本知识; 5.了解 模具特种加工 及模具装配有有关知识。三
教学内容:
第一章 冲压成形概述
1.1冲压成型特点与分类 1.2冲压成型的基本理论 1.3冲压常用材料与设备
第二章 冲裁工艺与冲裁模
2.1冲裁工艺及冲裁件的工艺性 2.2冲裁变形过程分析 2.3排样设计
2.4 冲裁工艺计算 2.5 冲裁模的典型结构
2.6 冲裁模零部件的结构设计
第三章 弯曲工艺与弯曲模
3.1 弯曲工艺及弯曲间的工艺性 3.2 弯曲工艺设计及计算 3.3弯曲模的典型结构
第四章 拉深工艺与拉深模
4.1拉深工艺及拉深件的工艺性 4.2拉深工艺设计及计算 4.3拉深模的典型结构 4.4拉深模设计 4.5拉深模设计举例 4.6覆盖件拉深
第五章 冲压工艺设计
6.1冲压工艺设计过程 6.2冲压工艺方案的拟订 6.3模具设计
6.4冲压工艺设计举例
第七章 塑料成型概述
7.1塑料及塑料模的基本概念 7.2 塑料件的结构工艺性
5
(4学时)(6学时)(4学时)(4学时)(2学时)(5学时)
7.3塑料成型设备
第八章 注射成型工艺及注射模
(12学时)8.1 注射成型原理及工艺特点 8.2注射模的分类及结构组成 8.3分型面 8.4浇注系统
8.5成形零件的设计 8.6 机构设计-推出机构
8.6 机构设计-侧抽芯机构及冷却系统 8.7注射模的典型结构 8.8注射模设计
第九章 其它塑料成型工艺与模具
(6学时)9.1压缩成型工艺与模具 9.2压注成型工艺与模具 9.3挤出成型工艺与模具 第十章 模具制造概述
第十一章 模具成型表面的机械加工
(1学时)第十二章 模具成型表面的特种加工
(1学时)第十三章 现代模具制造技术
(1学时)第十四章 模具的装配过程
(1学时)总复习
(1学时)四 上机内容:
(8学时)
实验1:ug-moldwizard模块分模练习(4学时)
实验2:ug-moldwizard注塑模具整体设计练习(4学时)五
学分及学时安排:
学分:3学分
总学时:56学时,其中课堂教学48学时,上机8学时。开课学期:第七学期 六 参考书目:
《模具设计与制造》,张荣清,高等教育出版社,2003,7 《模具设计与制造》,党根茂,西安电子科技大学出版社,1997,10 《模具工程技术基础》,陈良辉,机械工业出版社,2002,5 《注射模具设计及实例》,于华,机械工业出版社,2004,8 《冲压工艺与模具设计》,姜奎华,机械工业出版社,2004,6
6
模具设计与制造厂商篇五
内容摘要
要了解模具整个的机械运动原理。对模具钳工的工作中起很大作用,效率也会提高。在调试的过程中会遇到很多困难,不管是什么问题都是需要模具钳工来解决的,为了高效调试模具,有一些办法,用一些快捷实用的方法来替代原有的方法,从而使得调试过程效率提高。不仅是调试的过程,模具装配调试的过程都需要我们灵活的动脑,想办法如何的解决问题。
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第一章
模具钳工的工作内容
1.1冷模的机械运动
在冲压过程中,机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都要有它本身的基本运动原理,这种基本运动原理都和模具工序工艺密切相关。不同的模具结构设计和力学设计说直接点就是为了满足它特定的运动要求。设计好的模具能否完成严格的冲压工艺所需要的那个运动,会直接影响生产出来的制件的品质,所以在磨具设计中应该对机械运动进行控制。同时为了达到制件所要求那个尺寸精度。也不能单单局限于工艺的基本运动模式,应该不断地发展和创新。在模具设计中对机械运动灵活运用。了解并且内心明白整个过程和原理,这只是模具钳工的基本,不管是磨具方面什么岗位都必须做到,我在实习的过程中职位是模具钳工,下面就是我的岗位的介绍和遇到的问题和困难及其通过自己动脑筋的解决方法
1.2模具钳工的工作内容
模具钳工识图能力测量能力引言随着科学技术的发展,各个专业的基础知识结构和专业知识结构都在不断地发生变化,同样作为模具专业的学生,必须跟得上科学技术的发展,必须具备以下几种能力:识图、绘图和空间想象能力;分析问题和解决问题的能力;测量能力、掌握精度定义和实质的能力。一般来说,模具专业的学生进入企业之后大部分都从事模具钳工的工作。模具的设计加工过程介绍从设计图纸送达钳工手中,由钳工安排各零件的加工工序直至机械加工结束后将模具的各种零件装配起来,并通过试模对制件加以确认,最后整副模具完成。在这段时间中,零件的流转离不开钳工,并且有许多工作都要用手工完成。要通过试模,才能发现差错和进行调整、修整等,这些都是无法预测的问题。根据模具制造的传统见解,这些钳加工、装配、调整以及修整等问题都是模具制造中的重点,而机械加工不过是它们的前道工序。三种应该具备的能力近年来,数控机床的应用,使得机械加工的比重有了很大的提高,天津轻工职业技术学院毕业论文
减轻了钳工的工作量,但模具钳工的装配、调试和修整工作,机床是无法替代的。
因此,作为模具专业学生除了应具备良好的专业知识和钳工技能外,在平时的学习中还应该注重以下三方面能力的培养:
1.识图、绘图和空间想象的能力。模具产品制件的多样性体现在形状上较一般机械零件更为复杂,不规则曲面、斜面、异形孔、筋和细小沟槽等经常出现,使得模具图纸相应复杂。作为模具钳工,拿到设计图纸时,应首先读图,从线到面,从面到体,对模具结构、成型零部件应有一个完整清晰的认识,深刻理解设计意图以及各零件的作用和要求,只有这样才能正确安排各零件的加工工艺,完成第一步模具零件加工。因此模具钳工的读图能力是第一要求。另外,在加工过程中,钳工经常要就加工中出现的问题与机加工人员、设计人员进行沟通协调,为了把自己的意图表达得直观清楚,往往需正确草绘一些轴测图来加以说明,这就需要有立体空间概念和绘制立体图的能力。
2.分析问题、解决问题的能力。模具的装配调整、修整是钳工的主要工作,由于模具是单件生产,在实际生产会遇到各种各样的问题需要钳工来处理。例如:由于零件加工误差的积累,在装配时分型面处会出现间隙,钳工应对其进行分析,正确合理地修整;又如:试模后,制件出现飞边、尺寸超差、充填不足等现象,钳工应对其进行分析,找到症节所在然后再加以修整……这些都需要模具钳工具备较强的分析判断能力。在平时的教学中,应该让教学更加贴近生产,学生在经过一定量的专业基础训练后,每个人都能设计、制造、装配模具,最终通过试模,达到产品要求,独立完成模具的制造全过程,让每一位学生都能看到生产的结果和零件、产品的质量情况,从而提高学生独立解决问题的能力。
3.测量能力、掌握精度定义和实质的能力。在机械生产中产品的质量取决于精度,而操作者测量水平的高低和精度概念的确立,对模具加工装配质量至关重要。在模具制造中零件的形状多种多样,一个零件往往要经过多道工序才能完成,对每一位操作者来说,零件的定位、装夹、基准的统一和测量的方法等因素的正确与否,将直接影响零件的加工质量。操作人员往往因上述原因造成工件缺陷甚至报废。对学生来说,除了掌握基本量具的使用外,更重要的是掌握测量过程本身所具有的实
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质,即一方面要掌握几何、尺寸精度的定义和本质,并同时能够说明先进的机构和测量技术本身在这些仪器中是如何实现的。学生应该学会四种机械“技术”的测量,即几何精度(以平面为主)、长度标准(如块规、标准量块、精密尺)、圆分度、圆度。另外,学生的装夹、校准工件的操作能力也应提高,学生应该在理论上掌握夹具定位原理,并且每一位学生都要通过机加工操作提高这方面的实际操作能力。当今模具生产中的那种简单重复的手工劳动都已经由机床加工所代替,然而模具钳工在整个模具制造链中,是一种知识性的复杂劳动,必须应用许多基础理论知识去分析判断,才能胜任。学生应该在扎实的理论知识基础上加强自身的分析问题和解决问题的能力培养。同时还要加强生产实践,力求产学结合,在生产中遇到的问题要比课本上的问题多得多。学生们直接参与生产劳动不仅可以为他们提供许多解决问题的机会,同时也可以使他们学到许多书本以外的经验。
总之,作为模具钳工专业的学生,必须加强自身识图、绘图和空间想象能力、分析问题和解决问题能力、测量能力的培养。只有这样才能够满足当今模具工业的需求,才能够在模具工业发挥自己的特长。我可以很客观的说,通过实习过程,模具钳工的条件我都具备了。
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第二章
模具调试中遇到的问题和如何解决
工作中有很多要动脑筋和创新的时候,在实习的时候模具在调试的阶段,是个级进模,前前后后调了无数次,每一次调一个工序的时候都会牵动后面工序精度尺寸,企业规模不是很大设备不完善,加工不是很到位导致了调试困难,这个时候模具钳工的压力很大。汽车模具要求不是很精细,一般都是精密模具在数控的时候要求就会很高,从数控机床下来基本都不用调试就可以了,汽车模具不用那么精密所以在加工过程中都不会那么放在心上,会有很大差距。比如说在冲孔的工序,数控因为那一序是冲孔所以就为了方便不好好干活,很多都没有铣到位,弄得我为这个冲孔序光扶型就干了两天,另外还有清根,整个弄得差不多了以后上油压机进行下一步的调试,落料的工序没什么问题,对一对冲头就好了,在拉伸和整形的时候,不是角度不对就是型的尺寸不对,只能一点一点根据实际用工具修理模具的凸凹模为了节省时间,有时候力道会大了,要是把模具的镶块拆下来去补就会很浪费时间,那时候我想到了一个可以很快的解决问题的方法,就是在亏的地方用胶带或者金属垫片沾上,记好这样的方法可以很快的解决。还有个头疼的事,工序比较多调完了一序下一次在压件的时候又不合格了,其实呢原因很简单,油压机年头较长压力不到位,台面也不稳不平,压力不均匀。这个没办法了,只能尽我所能去调试了,以后发模会派个人和模具一起走,到对方工厂调试完。汽车模具工厂里的模具钳工天天除了装配修理调试就没有别的了,在中间有很多需要动脑的地方。
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第三章
模具拆装
3.1配块
一般来说,模具的镶块来了以后,通过我们钳工用磨床来把镶块的尺寸加工到刚好能和模具本体配合进去,之后再把镶块在模具上装好,要把接触面都清理干净,保证结合面能够贴死,包括地面和挡墙的面,最后还需要用塞尺测量一下结合面的间隙保证结合面的间隙在4道以内,如果说用力向结合面推镶块,间隙过大的话,用红色的色儿涂抹到镶块结合面,撞击以后本体和镶块的结合面会在个别的地方沾到红色,接着用缴向打本体有红色的地方,再用色儿涂抹到镶块 要薄薄一层 撞击以后再看 本体的沾色情况 反复这个程序,达到色儿均匀 整个结合面都有色儿,这个镶块就算是配合完成。在修理过程中关键要注意的就是只能用工具打结合面的一个,另一个作为基准,要把结合面打平,干活就要干的漂亮。
3.2划线,打眼
把配好的镶块都拿出来,按照图纸把所需要的眼都找出来,找个平面把镶块放上划线,平面上划线能保证眼的准确,按照图纸把所需要的,在镶块上用专门划线的尺把眼的位置都标出来,用圆圈表示螺丝眼,用三角表示销子眼。一般镶块的眼有螺丝眼和销子眼,螺丝眼一般情况都将是沉孔20mm,过孔14mm。销子要不是12mm要不就是10mm。打眼都用的摇臂钻床,试用简单,效率还高,沉孔和过孔是分开打的,把一批镶块的沉孔打完,换钻头再把过孔打完。过程就这样,销子孔简单多了,直接用小点的钻头打透,再用合适的缴刀转一下。中间会出现的问题就是划线时候基准面要找正确,打眼时候要认真一定要打正,切记,试用钻床打眼时候不能戴手套,不然很容易呗钻头挂上导致整个手连同胳膊被缴进去,后果很严重,切记。
3.3对冲头
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打完眼以后会把镶块都用螺丝上紧,再把模具交给数控部门,去把模具仿形,完成后,把模具的冲头都安好,用布条把冲头都捆上手拉着布条到安全的距离,这时候冲头要插进凹模,在把模具和到底,松开布条,让冲头落下,这时候冲头的一部分还会留在凹模里面,把冲头地面和模具本体面都清理干净,把螺丝装上,不能太近,冲头附近用灯泡照着,看凹模的反面,能看到冲头边缘一圈光线,会不均匀,用东西敲击冲头让冲头的位置达到光线均匀。之后冲头螺丝上紧,反复的过程完成所有冲头。
3.4打眼(冲头的销子眼)
把模具打开,放到摇臂钻床,按照冲头位置的销子孔,在本体上打出销子眼,还是一样,要用缴刀转过以后,打进销子,冲头完成了。中间需要注意的是冲头对完以后,模具打开一点放一小张薄料冲一下看看效果如何,看冲完的料也可以看出来冲头对的好与不好。
3.5清根,研模,扶型
清根就是模具中型上面的凹角会有刀痕,是数控加工留下的。需要模具钳工用工具把凹角往里杀,为了就是模具的上模和下模和模的时候,角不干涉。研模是把模具上模和下模中间有料的地方研到受力均匀,让整个面都受力,压出来的制件才会合格。扶型工艺只是在冲孔那一序出现,让冲孔的空附近都贴死以后再把空冲出来,保证空不变形,另外的地方也要做到不干涉,亏了也无所谓,只要空附近贴死就行。这些过程想要很快完成,只能是多干,有把握了,才能越干越快,没有捷径的。
3.6淬火,td 淬火和td都是为了提高镶块的硬度来使模具耐久提高。在加工完以后要注意镶块变形,这会影响到制件的合格与不合格
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3.7定位销
定位销从名字就能得知是定位用的,限制料的位置,定位销调试的时候需要距离料2mm左右的空当,这样可以使料很容易的放下去。调试时候最需要注意的就是上模对应定位销的位置要做出空当,防止合模时候定位销顶在本体上不能合模。
3.8滑料板
滑料板是在模具有废料时,让废料通过滑料板滑下,防止废料过多不能生产,制作时要把角度放大,让废料很容易滑落,通过螺丝固定在模具本体上。
3.9 刷漆
在模具完成所有的调试工作以后,最后一步就是刷漆了,模具发往地区的不同决定模具颜色,只刷模具未加工的地方,这道工艺完成就能把模具发出去了。
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第四章
冲压设备
冲压机采用一体化的特殊铸铁合金,高刚性及抗震性。滑块以长型导路设计,配备滑块平衡装置,确保运转精密与稳定。可搭配任何的自动化生产需求,提高生产效率降低成本。
4.1重心平衡
传动中心与机器整体的中心趋于一致,确保冲压的精确、稳定。采用两支滑块平衡器,确保机器保持平衡运转。
稳定的高精密:曲轴、齿轮、齿轮轴等摩擦等部位均经硬化热处理后再研磨加工,有极高的耐磨性和平衡性,性能稳定。
加工自动化,省力化:可搭配任何的自动送料机构,进行自动化生产、降低成本,提高效率。
4.2 冲压机原理
是通过电动机驱动飞轮,并通过离合器,传动齿轮带动曲柄连杆机构使滑块上下运动,带动拉伸模具对钢板成型。所谓的双动就是指压力机有两个滑块,分为内滑块和外滑块,内滑块带动模具的凸模或凹模,外滑块带动模具上的压边圈,在拉伸时压边圈首先动作压住钢板边缘,内滑块再动作进行拉伸。
冲压机广泛应用精密电子、通讯、电脑、家用电器、汽车零部件、马达定转子等小型精密零件的冲压加工。适合于大量生产的精密电子、五金零件。
4.3冲压机特点
冲压件与铸件、锻件相比,具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件,以提高其刚性。由于采用精密模具,工件精度可达微米级,且重复精度高、规格一致,可以冲压出孔
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窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工,或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件,但仍优于铸件、锻件,切削加工量少。
冲压是高效的生产方法,采用复合模,尤其是多工位级进模,可在一台压力机(单工位或多工位的)上完成多道冲压工序,实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高,劳动条件好,生产成本低,一般每分钟可生产数百件
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第五章
安全事项
在工作中,安全是最重要的,作为一名合格的员工,要遵守车间安全守则,这是保护他人和自身安全的准则。
1使用工具时要注意安全,以免伤到自己或他人。2除打眼外,任何工作都戴手套,3在使用机床时要确认机床是否运转正常
4在使用机床调试或生产时,要确认机床里是否有人或危及到他人,确认安全后才能开启设备开始工作。
5使用机床不得分神,以免控制的设备伤人。6模具上下机床时要确定一下压板,以免将模具毁坏
7人进入设备是必须先将设备上的紧急停止按下,以防生命受到威胁
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致
谢
本论文在郭青老师的悉心指导和严格要求下业已完成,从课题选择、方案论证到具体设计和调试,无不凝聚着老师的心血和汗水,在三年的专科学习和生活期间,也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀,我受益匪浅。在此向郭老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里,本论文能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责,使我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持,才使我的毕业论文工作顺利完成,在此向天津轻工职业技术学院,机械工程系的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们辛勤栽培!
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参考文献
[1] 王孝培主编.冲压手册.北京:机械工业出版社,1990 [2] 许林成,赵治华,王浩.包装机械原理与设计.上海:上海科学技术出版社,1988,84~119.
[3] 李硕本主编.冲压工艺学.北京:机械工艺出版社1982 [4] 关志华.压电式振动给料机的研究 . 硕士学位论文,天津大学,1999. [5] 中国机械工程学会锻压学会编.锻压手册 第二册.北京:机械工业出版社1993 [6] 模具实用技术丛书编委会.冲压设计用用实例.北京:机械工业出版社,1994