北京化工大學(xué)彈性體課程設(shè)計(jì)報(bào)告

-.z......資料....化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院彈性體模塊課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書班級(jí)：高材1007班**：*y同組人：lv指導(dǎo)教師：zh橡膠模具設(shè)計(jì)的基本要求要滿足制品使用要求，保證制品的質(zhì)量制品質(zhì)量包括外形尺寸、性能、外觀等各項(xiàng)指標(biāo)，而它們與模具的型腔尺寸、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等因素直接有關(guān)，所以設(shè)計(jì)一副模具時(shí)，應(yīng)從膠料的收縮率引起的尺寸變化、排氣、定位、分型面的確定，型腔數(shù)的多少等多方面考慮，使模具設(shè)計(jì)滿足制品使用要求。操作方便模具的組裝、拆卸、填料及制品的取出都要求盡量方便，不應(yīng)卡住和損壞制品。一般模具很重，而且大多手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，如設(shè)計(jì)不合理，開啟不便，脫模困難將更增加勞動(dòng)強(qiáng)度，因此在保證機(jī)械強(qiáng)度的前提下，力求減輕模具的重量，并設(shè)置啟?？诎惭b手柄，盡可能采取機(jī)械化和自動(dòng)化的操作。制造容易，成本低廉模具制造是一件十分精細(xì)的工作，加工一副較復(fù)雜的模具，往往需要付出相當(dāng)多的勞動(dòng)工時(shí)，增加了模具制造的成本。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，要簡(jiǎn)化制造工藝，難以加工的型腔可分成數(shù)塊制造，然后再組裝。并盡量采用先進(jìn)的加工設(shè)備和加工工藝，以提高加工精度和生產(chǎn)效率。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)單，這樣才能做到保證制造容易，成本低廉。綜上所述，模具設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧：制品質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便、模具本身制造難易程度、模具制造成本等四方面的要求，但它們之間往往存在著一定的矛盾，應(yīng)作充分調(diào)查研究，廣泛征求各方面的意見，抓住主要矛盾，全面考慮，重點(diǎn)照顧。制品圖紙審核圖形審查看視圖是否有缺線、少線、多線等機(jī)械制圖錯(cuò)誤以及因復(fù)印、傳真造成模糊不清等情形。若有明顯錯(cuò)誤或表達(dá)不清，應(yīng)及時(shí)與用戶溝通。尺寸審查該產(chǎn)品水平方向尺寸公差±1mm，對(duì)于長(zhǎng)度600mm來(lái)說(shuō)，允許收縮率浮動(dòng)量只有±0.17%，大大高于M1級(jí)精度的公差要求。對(duì)橡膠制品是不易保證的，也是不必要的。參照國(guó)標(biāo)，改為M2級(jí)，建議用戶將水平方向的尺寸改為（297±1.8）mm、（600±3）mm，高度方向尺寸保持不變。分型面設(shè)計(jì)分型面的概念把模具型腔分割成兩個(gè)或兩個(gè)以上可分離部分的分割面叫做分型面。分型面的類型有平面、曲面或折面三種形式。分型面的選擇原則分型面選擇得是否合理是模具設(shè)計(jì)好壞的第一個(gè)關(guān)鍵，同一制品，因分型面選擇不同則可設(shè)計(jì)出各種不同結(jié)構(gòu)的模具來(lái)，其對(duì)膠料填充、制品的質(zhì)量及生產(chǎn)工藝、操作工序產(chǎn)生不同的影響。為了獲得操作方便、制品質(zhì)量好、加工方便又經(jīng)濟(jì)的合理模具，分型面的選擇應(yīng)考慮下述幾個(gè)方面：保證制品易取出排氣方便避免銳角避開制品的工作面保證制品精度應(yīng)便于裝料，模具易于裝拆夾布、夾纖維的橡膠制品，其模具分型應(yīng)使模具成封閉式或半封閉式本模具設(shè)計(jì)的分型面的選擇（1）2號(hào)圖所給制品為橡膠軸承，中間為空心，且空心部分由兩部分組成，外側(cè)對(duì)稱分布有四個(gè)突起的半圓柱。（2）經(jīng)過(guò)對(duì)制品的分析，我們將模具分為上模板，下模板，中模板，及型芯四部分組成，采用徑向分型，方便制品取出，且便于填裝原料。（3）中模板與上下模板的定位采用斜面定位，并設(shè)有排氣通道，保證了制品的性能。（4）對(duì)于型芯，由于與下模板接觸的地方有一個(gè)銳角，為避免銳角，將型芯的下邊沉入下模板兩毫米，使銳角變?yōu)殁g角。模具材料選擇模具用材料要求橡膠模具在硫化制品時(shí)受到硫化機(jī)的壓力和膠料的脹力，在啟模取制品時(shí)受到敲擊作用，另外硫化時(shí)逸出的腐蝕性氣體對(duì)模具材料也有腐蝕作用。因此模具材料應(yīng)具有以下特點(diǎn)：較高的機(jī)械強(qiáng)度和一定的表面硬度良好的機(jī)加工性能良好的導(dǎo)熱性抗腐蝕性能較好原料易得、價(jià)格較低.常用模具材料（1）碳素鋼(鐵碳合金)來(lái)源廣，價(jià)格便宜，切削性、調(diào)質(zhì)后加工性能好，是我國(guó)熱?；居貌摹０ㄆ胀ㄌ妓劁?、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、碳素工具鋼。中碳鋼45*鋼(含碳約萬(wàn)分之45)應(yīng)用最廣。（2）合金鋼(含錳、硅、鉻、鉬、鎢等)合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr、45Cr、18CrMnTi、12CrMo等；合金工具鋼CrWMn、9CrSi等.（3）鑄鋼、鑄鋁等其他材料。熱處理及表面處理模具材料大多采用45*鋼制造。為提高其表面硬度和耐磨性，需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理(淬火后進(jìn)行高溫回火)或表面淬火，硬度可達(dá)HRC30-35(洛氏)。對(duì)于要求更高的模具可將熱處理硬度提高至HRC40~45。對(duì)特大的或形狀復(fù)雜的模具應(yīng)不做熱處理，以免模板變形或裂損。為提高型腔的光潔度、硬度和耐腐蝕能力，可對(duì)型腔進(jìn)行鍍鉻，鉻層厚，并研磨拋光。鉻層不宜太厚，否則會(huì)造成鉻層脫落。模具強(qiáng)度計(jì)算及外形尺寸確定模腔數(shù)單腔模：適用于制品尺寸較大或模具加工難度高的多腔模：為提高生產(chǎn)效率，往往一副模具中設(shè)置多個(gè)型腔，最常見的一種結(jié)構(gòu)是一個(gè)平面中開置數(shù)個(gè)型腔的多腔模，有時(shí)還可見到在同一垂直面中分成許多層的多層模。目前小型橡膠制品的生產(chǎn)幾乎都采用多腔模：(1)避免平板硫化機(jī)不致因模具太小，局部受壓過(guò)大而致早期損壞。(2)充分利用平板面積，提高設(shè)備利用率，大大提高生產(chǎn)效率、降低制品成本。但從制品質(zhì)量、模具加工角度來(lái)看，也存在著一些困難，因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮。從模具加工來(lái)看，型腔數(shù)多了，加工困難，同軸度、平行度以及其它各種尺寸的精度要求都必須相應(yīng)地提高，否則各零部件組合不好，嚴(yán)重影響制品質(zhì)量，并且模具本身在使用過(guò)程中也很容易損壞。型腔數(shù)太多，操作比較麻煩，裝料時(shí)間有先后，而模具本身又是熱的，因而膠料受熱時(shí)間不同，從而導(dǎo)致硫化程度不一。因此對(duì)形狀比較復(fù)雜的制品，特別是帶有金屬嵌件時(shí)，型腔數(shù)應(yīng)盡可能減少。此模具非大量生產(chǎn)，因此我們選用單型腔。啟模口正確的啟?？谠O(shè)計(jì)，啟模容易、省力、迅速。如設(shè)計(jì)不合理，不但費(fèi)力，而且將模板撬壞。啟模口深約4~5mm，寬約12~15mm。對(duì)矩形模具，可將模板的兩個(gè)對(duì)角按450角刨4mm深，斜邊長(zhǎng)30~40mm即可。模具很重時(shí)可適當(dāng)加深到5~6mm，加寬到20~25mm。結(jié)合此次模具壁厚等選擇深4mm寬10mm。余料槽余料槽的大小和形狀、距離、布局應(yīng)根據(jù)具體情況而定。余料槽太小，容納不了余膠，膠邊太厚。余料槽大些，排膠容易，膠邊薄，但型腔中膠料內(nèi)部壓力下降，泄壓嚴(yán)重，降低了制品質(zhì)量，甚至可能因流失膠量過(guò)大而導(dǎo)致缺膠。根據(jù)一般設(shè)計(jì)原理，余料槽的容量以等于模腔體積的15-20%為宜。但設(shè)計(jì)時(shí)一般不估算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)開成1mm深、2mm寬的半園溝槽，也可采用三角形或矩形溝槽。余料槽距離型腔愈遠(yuǎn)，型腔中泄壓愈少，因?yàn)槟z料不易流失，使膠邊較厚。如果要使膠邊薄些，則型腔與余料槽之間的距離應(yīng)力求近些，使膠邊的承壓面減小，增加單位面積上所受的壓力。太近了也不好，一方面流膠太易，影響質(zhì)量，而且承壓面太窄，在長(zhǎng)期使用中，易壓壞變形，一般取3mm左右.錐面定位錐面定位是一種經(jīng)常采用的定位方式，它能自動(dòng)定心，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，操作方便。通過(guò)兩塊模板上相互吻合的錐面配合的，較適用于外周為圓形的模具。錐面的斜角為5°~15°，配合高度6~10毫米。此次選取斜角15度，配合高度6mm模具型腔尺寸在橡膠模具設(shè)計(jì)中，型腔尺寸及精度既受到制品零件尺寸精度要求的影響，又受到膠料的硫化收縮率、及使用中可能引起的變形模損等的影響，所以型腔尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算通常用下式進(jìn)行計(jì)算：DM：型腔尺寸，毫米DZ：制品的公稱尺寸，毫米K：選用膠料的平均收縮率，%△：制品尺寸的公差，毫米δ：模具型腔的制造公差，毫米=[(1+0.015)×45-0/2-0/2]0=45.6750=[(1+0.015)×(34+18)/2+0/2+0/2]0=26.39模厚的計(jì)算厚度的確定，取決于制品在相應(yīng)方向上形體結(jié)構(gòu)的特征(即分形面的選擇)和尺寸大小，同時(shí)還要考慮到模具的整體結(jié)構(gòu)以及每一件模板的強(qiáng)度(包括剛度)、尺寸精度要求和熱處理工藝規(guī)*等。式中：δ-模具壁厚，cmγ-圓模內(nèi)半徑，cmбb-材料許用應(yīng)力，kg/cm2模具常用材料為45*鋼，其[σ]=78MPa.P0-模腔壓力，一般取為500kg/cm2=22mm模具的高度設(shè)計(jì)模具高度取決于制品的形體尺寸。但模具的高度不宜過(guò)大，過(guò)大的模具笨重，使用中熱量散失過(guò)多，相反，高度過(guò)小，型腔部分的剛度差，易變形，影響制品的尺寸精度和模具使用壽命一般上、下模板只承受壓力，不做強(qiáng)度計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，以模具輕量化為原則，如150*150mm外形尺寸時(shí)模板厚度取6~8mm，在150*150~300*300mm時(shí)，模板厚度取10~15mm，大型模具選取15-20mm。我們選取上下模板的高度均為6.5mm.強(qiáng)度校核本模具強(qiáng)度校核如下：其中：F-模具承壓面積，平方厘米T-硫化液壓壓力，公斤力-模具所用材料承受的壓應(yīng)力，公斤/平方厘米材料許用應(yīng)力，795公斤/平方厘米，因此滿足強(qiáng)度要求。模具尺寸公差配合設(shè)計(jì)，確定表面粗糙度型芯、芯軸與模板的配合型芯與模板為緊固配合時(shí)一般選H7/r6或H7/p6型芯與模板為可動(dòng)配合時(shí)一般選H8/h7或H8/f7芯軸與模板(或者模體)之間一般選H7/h6或H7/g66.2錐面定位、斜面定位的配合一般是以能夠保證相互接觸面達(dá)到設(shè)計(jì)接觸面的80%左右為使用標(biāo)準(zhǔn)。6.3表面粗糙度模