機械製造技術基礎課程設計報告書
學院機械工程
專業機械設計製造及其自動化
年級 2009級
班級組別一班第一小組
小組成員高鵬(組長) 、耿強、何文峰
馮文宇、高駿、焦彥駿、熊愛明
指導教師任成祖
2023年1月9日
機械製造技術基礎課程設計任務書
第一章設計要求及相關知識簡介 1
1.1設計要求 1
1.2模具簡介 1
1.3模具成型方式 2
1.4嵌入式模板設計 3
第二章零件工藝規程 5
2.1 導柱 5
2.2 反推桿 6
2.3 動模板 7
2.4 定模板 11
組員個人總結 15
第一章設計要求及相關知識簡介
1.1 設計要求
在指導教師的指導下，面向機械加工類企業所具備的條件，針對給定的模架規模尺寸及生產綱領制定該模具的機械加工工藝過程及其相應的工藝規程。
1.2 模具簡介
工業生產上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓、拉伸等方法得到所需產品的各種模子和工具。 簡而言之，模具是用來成型物品的工具，這種工具由各種零件構成，不同的模具由不同的零件構成。它主要通過所成型材料物理狀態的改變來實現物品外形的加工。
模具是在外力作用下能夠使坯料成為有特定形狀和尺寸的製件的工具。廣泛用於衝裁、成形沖壓、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造，以及工程塑料、橡膠、陶瓷等製品的壓塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的輪廓或內腔形狀，應用具有刃口的輪廓形狀可以使坯料按輪廓線形狀發生分離(衝裁)。
應用內腔形狀可使坯料獲得相應的立體形狀。模具一般包括動模和定模(或凸模和凹模)兩個部分，二者可分可合。分開時裝入坯料或取出製件，合攏時使製件與坯料分離或成形。
模具是精密工具，形狀複雜，承受坯料的脹力，對結構強度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求，模具生產的發展水平是機械製造水平的重要標誌之一，模具種類很多，根據加工物件和加工工藝可分為：①加工金屬的模具。包括沖壓模 ( 如沖裁模、彎曲模、拉深模、翻孔模、縮孔模、起伏模、脹形模、整形模等)、鍛模(如模鍛模、鐓鍛模等)以及擠壓模和壓鑄模等。
②加工非金屬和粉末冶金的模具。包括塑料模(如注射模、壓塑模和擠塑模等) 、橡膠模和粉末冶金模等。根據結構特點，模具又可分為平面的衝裁模和具有空間的型腔模。
模具一般為單件，小批生產。模具除其本身外，還需要模座、模架、導向裝置和製件頂出裝置等，這些部件一般都製成通用型。
1.3模具成型方式
1.3.1注射成型
是先把塑料加入到注射機的加熱料筒內，塑料受熱熔融，在注射機螺桿或柱塞的推動下，經噴嘴和模具澆注系統進入模具型腔，由於物理及化學作用而硬化定型成為注塑製品。注射成型由具有注射、保壓（冷卻）和塑件脫模過程所構成迴圈週期，，因而注射成型具有週期性的特點。熱塑性塑料注射成型的成型周期短、生產效率高，熔料對模具的磨損小，能大批量地成型形狀複雜、表面圖案與標記清晰、尺寸精度高的塑件；但是對於壁厚變化大的塑件，難以避免成型缺陷。
塑件各向異性也是質量問題之一，應採用一切可能措施，盡量減小。
1.3.2壓縮成型
俗稱壓制成型，是最早成型塑件的方法之一。壓縮成型是將塑料直接加入到具有一定溫度的敞開的模具型腔內，然後閉合模具，在熱與壓力作用下塑料熔融變成流動狀態。由於物理及化學作用，而使塑料硬化成為具有一定形狀和尺寸的常溫保持不變的塑件。
壓縮成型主要是用於成型熱固性塑料，如酚醛模塑粉、脲醛與三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纖維增強酚醛塑料、環氧樹脂、dap樹脂、有機矽樹脂、聚醯亞胺等的模塑料，還可以成型加工不飽和聚酯料團（dmc）、片狀模塑料（smc）、預製整體模塑料（bmc）等。一般情況下，常常按壓縮膜上、下模的配合結構，將壓縮模分為溢料式、不溢料式、半溢料式三類。
1.3.3擠塑成型
是使處於粘流狀態的塑料，在高溫和一定的壓力下，通過具有特定斷面形狀的口模，然後在較低的溫度下，定型成為所需截面形狀的連續型材的一種成型方法。擠塑成型的生產過程，是準備成型物料、擠出造型、冷卻定型、牽引與切斷、擠出品後處理（調質或熱處理）。在擠塑成型過程中，注意調整好擠出機料筒各加熱段和機頭口模的溫度、螺桿轉數、牽引速度等工藝引數以便得到合格的擠塑型材。
特別要注意調整好聚合物熔體由機頭口模中擠出的速率。因為當熔融料擠出的速率較低時，擠出物具有光滑的表面、均勻的斷面形狀；但是當熔融物料擠出速率達到某一限度時，擠出物表面就會變得粗糙、失去光澤，出現鯊魚皮、桔皮紋、形狀扭曲等現象。當擠出速率進一步增大時，擠出物表面出現畸變，甚至支離和斷裂成熔體碎片或圓柱。
因此擠出速率的控制至關重要。
1.3.4壓注成型
亦稱鑄壓成型。是將塑料原料加入預熱的加料室內，然後把壓柱放入加料室中鎖緊模具，通過壓柱向塑料施加壓力，塑料在高溫、高壓下熔化為流動狀態，並通過澆注系統進入型腔逐漸固化成塑件。此種成型方法，也稱傳遞模塑成型。
壓注成型適用於各低於固性塑料，原則上能進行壓縮成型的塑料，也可用壓注法成型。但要求成型物料在低於固化溫度時，熔融狀態具有良好的流動性，在高於固化溫度時，有較大的固化速率。
1.3.5中空成型
是把由擠出或注射制得的、尚處於塑化狀態的管狀或片狀坯材趨勢固定於成型模具中，立刻通入壓縮空氣，迫使坯材膨脹並貼於模具型腔壁面上，待冷卻定型後脫模，即得所需中空製品的一種加工方法。適合中空成型的塑料為高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根據型坯成型方法的不同，中空成型主要分為擠出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型兩種。
擠出吹塑中空成型的優點是擠出機與擠出吹塑模的結構簡單，缺點是型坯的壁厚不一致，容易造成塑料製品的壁厚不勻。右圖是擠出吹塑中空成型原理示意圖。注射吹塑中空成型的優點是型坯的壁厚均勻、無飛邊，由於注射型坯有底面，因此中空製品的底部不會產生拼和縫，不僅美觀而且強度高。
缺點是所用的成型裝置和模具**貴，故這種成型方法多用於小型中空製品的大批量生產上，在使用上沒有擠出吹塑中空成型方法廣泛。
1.3.6壓鑄成型模具
壓鑄成型模具又稱傳遞成型模具。將塑料原料加入預熱的加料室，然後向壓柱施加壓力，塑料在高溫高壓下熔融，並通過模具的澆注系統進入型腔，逐漸硬化成型，這種成型方法叫作壓鑄成型，所用的模具叫壓鑄成型模具。這種模具多用於熱固性塑料的成型。
除此之外，還有泡沫塑料成型模具、玻纖增強塑料低壓成型模具等等。
1.4 嵌入式模板設計
模板中加工圓形或方形之凹部，將塊狀部品鑲合嵌入於模板中，此種模板稱為鑲入式構造，此構造之加工累積公差少、剛性高，分解及組立時之精度再現性良好。由於具有容易機械加工、加工精度由工作機械決定、最後調整之工程少等優點，鑲入式模板構造已成為精密沖壓模具之主流，但其缺點是需要高精度的孔穴加工機。
連續沖壓模具採用此模板構造時，為使模板具有高剛性要求，乃設計空站。鑲入式模板構造之注意事項如下所述：
1.4.1嵌入孔穴之加工
模板之嵌入孔穴加工使用立式銑床(或治具銑床)、綜合加工機、治具鏜床、治具磨床、線割放電加工機等。嵌入孔穴之加工基準，使用線割放電加工機時，為提高其加工精度乃進行二次或以上之線割加工。
1.4.2嵌入件之固定方法
嵌入件固定方法之決定因素有不變動其加工的精度、組立及分解之容易性、調整之可能性等。嵌入件之固定方法有下列四種：a.
以螺絲固定，b.以肩部固定，c.以趾塊固定，d.
其上部以板件壓緊。凹模板之嵌入件固定方法亦有採用壓入配合，此時應避免因加工熱膨脹而產生的鬆弛結果，使用圓形模套嵌入件加工不規則孔穴時應設計迴轉防止方法。
1.4.3嵌入件組立及分解之考量
嵌入件及其孔穴加工精度要求高以進行組立作業。為得到即使有稍微的尺寸誤差亦能於組立時加以調整，宜事先考慮解決對策，嵌入件加工之具體考慮事項有下列五項：a.
設有壓入匯入部，b.以隔片調整嵌入件之壓入狀態及正確位置，c嵌入件底面設有壓出用孔穴，d.以螺絲鎖緊時宜採用同一尺寸之螺絲，以利鎖固及鬆開，e.
為防止組立方向之失誤，應設計防呆倒角加工。
第二章設計內容
2.1 導柱
說明：導柱是用於模具中與元件組合使用確保模具以精準的定位進行活動引導模具行程的導向元件。 在我們的模具製造過程中，導柱也是十分重要的乙個部件。
三維模型：
圖2—1
零件圖為：
圖2—2
零件分析：該零件為杆類零件，其結構為乙個迴轉體，加工要求大多為圓度、同軸度要求，且大部分的精度要求不高，所以可採用車床進行加工。下部分的加工精度要求加工精度為最高，可以採用研磨將其加工精度提高。
選料：迴轉體杆類零件的選料應該選用棒料，其最大直徑為φ20，長度最大為40，所以確定為φ25×44的圓柱棒料。
加工：一、去氧化皮:由於大量零件的儲存會發生氧化，所以在進行加工之前必須對其進行去氧化皮操作，使其尺寸達到φ22×44如下圖：
圖2—3
二、精車外圓並車左端麵：再去掉氧化皮後，精車至最大直徑φ20，然後再精車右端麵，使其長度為42。
圖2—4
三、粗車外圓：以右端麵為基準，向左車長度為34，直徑為φ18，為下步將直徑車至標準尺寸做準備。
C語言課設設計
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