摘要
汽车发动机的活塞是发动机中的主要配件之一，它与活塞环、活塞销等零件组成活塞组，与气缸盖等共同组成燃烧室，承受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传给曲轴，以完成内燃发动机的工作过程。油气燃烧所产生的热由活塞的顶部所吸收，并传至气缸壁，而燃烧后气体膨胀所产生的力量也必须经由活塞来吸收，活塞会把燃烧气体压力及惯性力经由连杆传到曲轴上，利用连杆的作用将活塞的线性往复运动转换曲轴的旋转运动。
活塞的功用是承受气体压力，井通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞项部还是燃烧室的组成部分。活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下1二作。活塞在气缸内以很高的速度往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件’卜工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。现代的活塞设计主要有铸造和锻造两种，而铸造又比锻造简单便宜，但却不及锻造活塞能承受较大的热度和压力。由于活塞与活塞环都必须在高温、高压、高速及临界润滑的状态’卜工作，因此长期以来，发动机设计者都为提供一个最佳的设计而不断努力，进而可以从活塞方而来提高引擎的性能。
本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考，对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。
首先，以运动学和动力学的理论知识为依据，对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析，并得到了精确的分析结果。其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。一再次，应用三维CAD软件:Pro/Engineer建立了曲柄连杆机构各零部件的几何模型，在此工作的基础上，利用Pro/E软件的装配功能，将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件、连杆组件和曲轴组件，然后利用Pro/E软件的机构分析模块(Pro/Mechanism)，建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型，进行运动学分析和动力学分析模拟，研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下，活塞和连杆的运动规律以及曲柄连杆机构的运动包络。仿真结果的分析表明，仿真结果与发动机的实际工作状况基木一致，文章介绍的仿真方法为活塞组的结构，优化设计提供了一种新思路。
关键词: 活塞气缸盖燃烧室曲轴惯性力附加载荷
ABSTRACT
The piston of car motor is one of the main accessorieses in the motor ,it and the piston wreath ,piston sell etc .the spare parts constitute a piston set and cover with air cylinder etc. Constitute combustion room together , bear gas function the dint also sell through a piston and connect the pole motive song stalk to complete inside the work process of ran motor.the oil annoys the combustion produce of hot from the coping of piston absorb , and spread to air cylinder wall , and combustion empress thestrengh produced by air inflation have to also absorb through the piston , the piston will chase combustion air pressure and inertial dint through connect the spread to song stalk up , make use of connect the function of pole exercise the line back and forth of piston to convert revolving of song stalk sport.
The effect of piston bears air pressure , and sell to pass to connect a pole to order about song stalk to revolve through a piston , constituting of the piston a coping still a combustion room part .piston under the condition that heat ,high pressure , high speed , lubricate bad work . The piston is exercised with very high speed back and forth in the air cylinder , and speed at constantly variety , this produced very greatly inertial inertial dint and made the piston been subjected to very big of the affixture carry a lotus . The piston is under this bad condition work , will produce to transform and accelerate to wear away , also produce affixture to carry lotus and heat in response to the dint , be subjected to chemistry of the gas corrosion function in the meantime . Modern of the piston design to mainly have the foundry forging 2 kinds , but cast again than forging simple cheapness , but cannot compare with forging piston can bear bigger heat and pressure . Piston and piston wreaths have to work under the appearance of the heat , high pressure and high speed and the critical lubrication , therefore for long time , the motor designs all continuously make great effort for providing a design , then can raise the function of from the piston .
第一章活塞的运行原理和工作条件
2.1 活塞的运行原理
汽车发动机的活塞是发动机的重要配件之一，它与活塞环，活塞销等零件组成活塞组，与汽缸盖等共同组成燃烧室，承受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传给曲轴，以完成内燃发动机的工作过程。油气燃烧所产生的热由活塞的顶部所吸收，活塞会把燃烧气体压力及惯性力经由连杆传到曲轴上，利用连杆的作用将活塞的线性往复运动转换成曲轴的旋转运动。
活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。
2.2 活塞的机械负荷
在发动机的工作中，活塞承受的机械载荷包括周期变化的气体压力、往复惯性力以及由此产生的侧向作用力。在机械在和的作用下，活塞各部位承受各种不同的压力：活塞顶部动态弯曲应力；活塞销座承受拉压及弯曲应力；环岸承受弯曲及剪应力。此外，在环槽部及裙部还有较大的磨损。
为适应机械负荷，设计活塞时要求各处有适合的壁厚和合理的形状，即在保证足够的强度、刚度的前提下，结构要尽量简单、轻巧，截面变化处的过度要圆滑，以减少应力集中。
2.3 活塞的热负荷
活塞在气缸内工作时，活塞顶面承受瞬间高温燃气的作用，燃气的最高温度可达2000°～2500°。因而活塞顶的温度也很高。活塞不仅温度高，而且温度分布不均匀，各点间有很大的温度梯度，这就成为热应力的根源，正式这些热应力对活塞顶部表面发生的开裂起了重要作用。
2.4 磨损强烈
发动机在工作中所产生的侧向作用力是较大的，同时，活塞在汽缸中的告诉往复运动，活塞组与汽缸表面之间会产生强烈磨损，由于此处润滑条件较差，磨损情况比较严重。
第二章汽油机结构参数的选取
1.1 汽缸直径的确定
根据设计任务书所提供的设计条件:
所一要设计的宇气油发动机的排量为2.0L.
平均有效压力：p=0.8～1.2Mpa
活寨平均速度：C m<18m/s
根据内燃机学的基本公式：
P e=P e* V s * i* n/30t
V m=S * n/30
V s=π*D2*S/4
其中P e———为发动机的有效功率，
P em———为汽缸的工作容积，依题为0.5L
i———为发动机的汽缸数目，依题为4
n———为发动机的转速
v m———为活塞的平均速度，依题为<18m/s
S———为发动机活塞的行程
D———为发动机的行程数，依题为4
根据以上的条件带入公式（1），（2），（3）得：
70=0.8*π*D2*S*4*（30*C m/S)/30*4
计算化简后取D=84mm S=90mm
带回原式可以确定n=5500r/m所以基本参数得以确定。
缸径行程比S/D
汽油机S/D的取值范围为0.8～1.2
S/D=90/84=1.07
1.2 转速n的确定
根据《内燃机设计》(杨连生)P2，汽油机转速在2500-6000n/min之间
取n=5000r/m
活塞速度V m=s*n/30=15m/s
符合活塞速度小于18m/s的要求
1.3 汽缸工作容积与升功率
气缸工作容积V s=πD2S/4=0.498L
由于平均有效压力Pme范围在0.8Mpa—1.2Mpa,取Pme=0.9Mpa。得P e =P me*V s*n*i/30τ=75Kw
气缸工作容积V s=πD2S/4=0.498L
升功率P L=P me*n/30τ=37.5KW/L
曲柄半径于连杆长度之比λ=r/1的范围在1/3～1/4之间，选取λ=0.3。又因曲柄半径r=45mm所以杆长度为L=r/λ=45/0.3=150mm
1.4 缸心距的确定
由于汽油和干缸套的缸心矩Lo/D为1.12 -1.24所以初选Lo/D二1 .2，得Lo=84mm。
1.5 压缩比与燃烧室容积Vc，总容积Va
压缩比范围为7一12，根据《内燃机学》（周保龙)P3O8，受爆燃限制，汽油机压缩比
不超过10,取ε=9
则燃烧室容积Vc=Vs/(ε一1）62.3 mL
汽缸总容积Va=Vc+Vs=(62.3+498.5)=560.8mL.
第三章活塞组的设计
活塞组包括活塞，活塞销和活塞环等在汽缸里往复运动的零件，他们是发动机中工作条件最严酷的组件。发动机的工作可靠性与使用耐久性，在很大程度上与活塞组的工作情况有关。
3.1 活塞组的设计要求
（1）要选用强度好、耐磨、比重小、热膨胀系数小、导热性好、具有良好减磨性、工艺性的材料；
（2）有合理的形状和壁厚。使散热良好，强度、刚度符合条件，尽量减轻重量，避免应力集中；
（3）保证燃烧室气密性好，窜气。窜油要少又不增加活塞组的摩擦损失；
（4）在不通工况下都能保持活塞与缸套的最佳配合；
（5）减少活塞从燃气吸收的热量，而缸吸收的热量则能顺利地散走；
（6）在较低的机油耗条件下，保证滑动面上有足够的润滑油。
3.2 活塞的材料
根据上述对活塞设计的要求，活塞材料应满足如下要求：
（1）热强度高。即在300～400°C高温下任然有足够的机械性能，使零件不致损坏；
（2）导热性好，吸热性差。以降低顶部及环区得温度，并减少热应力；
（3）膨胀系数小。是活塞与气缸间能保持较小的间隙；
（4）比重小。以降低活塞组的往复惯性力，从而降低了曲轴连杆的机械负荷和平衡配重；
（5）有良好的减磨性能（即与缸套材料间的摩擦系数较小），耐磨、耐蚀；
（6）工艺性好，低廉。
在发动机中，灰铸铁由于耐磨性、耐蚀性好、膨胀系数小、热强度搞、成本低、工艺性好等原因，曾广泛的被作为活塞材料。但近几十年来，由于发动机转速日益提高，工作过程不断强化，灰铸铁活塞因此比重大和导热性差两个根本缺点而被逐渐被铝基轻合金活塞所淘汰。
铝合金的优缺点于灰铸铁正相反，铝合金比重小，约占有灰铸铁的1/3，结构重量仅占铸铁活塞的50～70%。因此其惯性小，这对高速发动机具有重大意义。铝合金另一突出优点是导热性好，其热导系数约为铸铁的3～4倍，使活塞温度显著下降。对汽油机来说，采用铝活塞还为提高压缩比、改善发动机性能创造了重要的条件。
共晶铝硅合金是目前国内外应用最广泛的活塞材料，即可铸造，也可锻造。
还硅9%左右的亚共晶铝硅合金，热膨胀系数稍大一些，但由于铸造性能好，适
应大量生产工艺的要求，应用也很广。
综合分析，该发动机的活塞采用铝硅合金材料铸造而成。
3.3 活塞各部分尺寸
1 活塞高度H
H=1D
选择H=84mm
2 活塞头部的设计
设计要点
活塞头部包括活塞顶和环带部分，其主要功用是承受气压力，并通过销座把它传给连杆，同时与活塞环一起配合气缸密封工质。因此，活塞头部的设计要点是：
（1）保证它具有足够的机械强度与刚度，以免开裂和产生过大变形，因为环槽的变形过大势必影响活塞的正常工作；
（2）保证温度不过高，温差小，防止长生过大的热变形和热应力，为活塞环的正常工作创造良好条件，并避免顶部热疲劳开裂；
（3）尺寸尽可能紧凑，因为一般压缩高度H
1
缩短1个单位，整个发动机高
度就可以缩短1.5～2个单位，并显著减轻活塞重量。而H
1
则直接受头部尺寸的影响。
压缩高度的确定
活塞压缩高低的选取将直接影响发动机的总高度，以及汽缸套、集体的尺寸和质量。尽量降低活塞压缩高度是现代发动机活塞设计的一个重要原则，压缩高
度H
1是有火力按高度h
1
、环带高度h
2
、和上群尺寸h
3
构成的，即
H
1
=h
1
+h
2
+h
3
为了降低压缩高度，应保证强度的基础上尽量压缩环岸、环槽的高度及销控
的直径。
（1）第一环位置
根据活塞环的布置确定活塞压缩高度时，首先须定出第一环的位置，即所谓
火力岸高度h
1。为缩小H
1
，当然希望h
1
尽可能小，但h
1
过小会使第一环温度过
高，导致活塞环弹性松弛、粘接等故障。因此火力岸高度的选取原则是：在满足第一环槽热载荷要求的前提下，尽量取得小些。一般汽油机h
1
=（0.06～0.12）D，D为活塞直径，该发动机的活塞标准直径D=80.985mm，确定火力高度为：
h
1
=0.09D=0.09x84=7.56
取h
1
=8mm
（2）环带高度
为减小活塞高度，活塞环槽轴向高度b应尽可能小，这样活塞环惯性力也小，会减轻对环槽侧面冲击，有助于提高环槽耐久性。但b太小，使制环工艺困难。在小型高速内燃机上，一般气环高b=1.5～2.5mm，油高b=2～5mm。
该发动机采用三道活塞环，第一和第二称之为压缩环（气环），第三道环
称之为油环。取b
1=2mm,b
2
=2mm,b
3
=4mm。
环岸高度c，应保证它在气压力造成的负荷下不会破坏。当然，第二环岸负荷要比第一环岸负荷小的多，温度也低，只有在第一环岸已破坏的情况下，它才可能被破坏。因此环岸高度一般第一环最大，其他较小。实际发动机的统计表
明，c
1=（0.04～0.05）D，c
2
=（1～2）b，汽油机接近下限。
则 c
1
=0.045D=4mm,
C
2=1.5b
1
=4mm.
因此，环带高度h
2=b
1
+c
1
+b
2
+c
2
+b
3
=16mm。
（3）上裙尺寸
确定好活塞头部环的布置以后，压缩高度H
1
最后决定于活塞销轴线到最低
环槽（油环槽）的距离h
1
。为了保证油环工作良好，环在槽中的轴向间隙是很小的，环槽如有较大变形就会使油环卡主而失效。所以在一般设计中，选取活塞上裙尺寸一般应使销座上方油环槽的位置处于销座外径上面，并且保证销座的强度不至因开槽而削弱，同事也不致因销座处材料分布不均引起变形，影响油环工作。
综上所述，可以决定活塞的压缩高度H
1。对于汽油机H
1
=（0.35～0.6）D，
所以
H
1
=0.6xD=0.6x84=50mm.
则 h
3=H
1
-h
1
-h
2
=26mm.
3 活塞顶和环断面
（1）活塞顶
活塞顶的形状主要取决于燃烧室的选择和设计。仅从活塞设计角度，为了减轻活塞组的热负荷和应力集中，希望采用受热面积最小、加工最简单的活塞顶形状，即平顶。大多数汽油机正是采用平顶活塞，由于EA1135V1.6L发动机为高压缩比ε=9.3，因而采用近似于平顶的活塞。实际统计数据表明，活塞顶部最小厚度，汽油机为δ=（0.06～0.1）D，即δ=（0.08x84）=6.72mm。取δ=8mm。活塞顶接受的热量，主要通过活塞环传出。专门的实验表明，对无强制冷却的活塞来说，经活塞环传到气缸壁的热量占70～80%，经活塞本身传到气缸壁的占10～20%，而传给曲轴箱空气和机油的仅占10%左右。所以活塞顶厚度δ应从中央到四周逐渐加大，而且过度圆角r应足够大，使活塞顶吸收的热量能顺利的被导致
第二、三环，以减轻第一环的热负荷，并降低了最高温度。
活塞头部要安装活塞环，侧壁必须加厚，一般取（0.05～0.1）D ，取0.1D ，厚度则为8mm ，活塞顶于侧壁之间应该采用较大的过渡圆角，一般取r=（0.05～0.1）D ，取8mm 。为了减少积碳和受热，活塞顶表面应光洁，在个别情况下甚至抛光。复杂形状的活塞顶要特别注意避免尖角，所以尖角均自习修圆，以免在高温下熔化。
（2）环带断面
为了保证高热负荷活塞的环带有足够的壁厚δ使导热性良好，不让热量过多的集中在最高一环，起平均值为δ=(1.5～2.0)t 、。正确设计环槽断面和选择环于环槽的配合间隙，对于环和环槽工作的可靠性于耐久性十分重要。槽底圆角一般为0.2～0.5mm 。活塞环岸锐边必须有适当的倒角，否则当岸部于刚壁压紧出现毛刺时，就可能把活塞环卡主，成为严重的漏气和过热的原因，但倒角过大又可能使活塞环漏气增加。一般该倒角为（0.2～0.5）x45°。
（3）环岸和环槽
环岸和环槽的设计以偶那个保持活塞、活塞环正常工作，降低机油消耗量，防止活塞粘着卡死和异常磨损，起环槽下平面应与活塞轴线垂直，以保证环工作时下边于缸桶接触，减小向上窜机油的可能性。活塞环侧隙在不产生上述损伤的情况下越小越好，目前，第一环于环槽侧隙一般0.05～0.1mm ，二、三环适当小些，为0.03～0.07mm ，油环则更小些，这有利于活塞环工作稳定和降低机油消耗量，侧隙去诶电脑该油环槽中必须设有回油孔，并均匀的布置再主次推力面侧，回油孔对降低机油消耗量有重要意义，三道活塞环的开口间隙及侧隙如表 3.1所示：
表3.1 活塞环的开口间隙及侧隙
活塞环
的
背隙Δ"比较大，以免环于草底圆角干涉。一般气环Δ"=0.5毫米，油环的Δ"则更大些，如图3.1所示。
（4）环岸的强度校核
在膨胀冲程开始时，在爆发力作用下，第一道活塞环紧压在第一环岸上。活塞环
开口间隙/mm 侧隙/mm 第一道环
0.20～0.40 0.05～0.09 第二道环
0.20～0.40 0.03～0.06 第三道环 0.25～0.45 0.03～0.06
由于节流作用，第一环岸上面的压力p
1比下面几力p
2
大得多，不平衡力会在岸
根产生很大的弯曲和剪切应力，当应力值超过铝合金在其工作温度下的强度极限或疲劳极限时，岸根有一可能断裂，专门的试验表明，当活塞顶上作用着最高爆
发压力p
max 时, p
1
≈0.9p
max
。 p
2
≈0.2p
max
，如图3.2所示。
已知p
max =4.5Mpa，则 p
1
≈0.9x4.5=4.05Mpa , p
2
≈0.2x4.5=0.9Mpa ,
图3.1 环与环槽的配合间隙及环槽结构
图3.2 第一环岸的受力情况
环岸是一个厚c1, 内外圆直径为D’、D的圆环形板，沿内圆柱面固定，要
精确计算同定而的应力比较复杂，可以将其简化为一个简单的悬竹梁进行大致的计算。在通常的尺寸比例下，可假定槽底(岸根)直径D'=0.9D=0.8*84=67.2mm, 在槽深t'为：
t'=0.1D=0.1*84=8.5mm
于是作用在岸根的弯矩为
（p1-p2）*π(D2-D'2)t'/4*2=0.002p maxD3
而环岸根断面的抗弯断面系数近似等于
C12π*0.9D/6=0.47c13D
所以环岸根部危险断面上的弯曲应力
δ=0.0026p maxD3/0.47c12D=0.055p max(D/c1)2
=0.055x4.5x(84/3.64)2=1.23N/cm2。。。
同理得剪切应力为：
Τ=0.37p max D/c1=0.37x4.5x(84/3.64)=37.04N/cm2
结合成应力公式为：
δ=38.64N/mm2
考虑到铝合金在高温下的强度下降以及环岸根部的应力集中，铝合金的许用应力[δ]=30～40N/mm2，δ
ε<[δ],校核合格。
4 活塞裙部的设计
活塞裙部是指活塞头部最低一个环槽以下的那部分活塞。活塞沿气缸往复运动时，依靠裙部起导向作用，并承受山于连杆摆动所产生的侧压力N。所以裙部的设计要求，是保证活塞得到良好的导向，具有足够的实际承压面积，能形成足够厚的润滑油膜，既不因问隙过大发生敲缸，引起噪音和加速损伤，也不因问隙过小而导致活塞拉伤。
分析活塞在发动机中工作时裙部的变形情况。首先，活塞受到侧压力的作用。承受侧向力作用的裙部表面，一般只是在两个销孔之间的弧形表面。这样，裙部就有被扭偏的倾向，使它在活塞销座力一向上的尺寸增大:其次，由于加在活塞顶上的爆发压力和惯性力的联合作用，使活塞顶在活塞销座的跨度内发生弯曲变形，使整个活塞在销座方向上的尺寸变大;再次，由于温度升高引起热膨胀，其中销座部分因壁厚较其它部分要厚，所以热膨胀比较严重。三种情况共同作用的结果都使活塞在工作时沿销座方向涨大，使裙部截面的形状变成为“椭圆”形，使得在椭圆形长轴方向上的两个端而与气缸间的间隙消失，以致造成拉毛现像。在这些因素中，机械变形影响一般来说并不严重，主要还是受热膨胀产生变形的影响比较大。
因此，为了避免拉毛现象，在活塞裙部一与气缸之间必须预先流出较大的
间隙。当然间隙也不能留得过大，否则又会产生敲缸现象。解决这个问题的比较
合理的方法应该使尽量减少从活塞头部流向裙部的热量，使裙部的膨胀减低至最
小;活塞裙部形状应与活塞的温度分布、裙部壁厚的大小等和适应。
本文采用托板式裙部，这样不仅可以减小活塞质量，而且裙部具有较大的弹
性，可使裙部.与气缸套装配间隙减小很多，也不会卡死。
把活塞裙部的横断面设计成与裙部变形相适应的形状。在设计时把裙部横
断截面制成长轴是在垂直与活塞销中心线力一向上，短轴平行于销轴力一向的椭
圆形。常用的椭圆形状是按下列公式设计的:
Δ=(D-d)(1-cos2€)/4
式中D、d分别为椭圆的长短轴，如图3.3所示。
缸径小于100mm的裙部开槽的活塞，椭圆度(△)的大小，一般为△=0.1～0.25。
图3.3 活塞销裙部的椭圆形状
（1）裙部的尺寸
活塞裙部是侧压力N的主要承担者。为保证活塞裙表面能保持住必要厚度的
润滑油膜，其表而比托q不应超过一定的数值。因此，在决定活塞裙部长度是应
保持足够的承压面积，以减少比压和磨损。
在确定裙部长度时，首先根据裙部比压最人的允许值，决定需要的最小长度，
然后按照结构上的要求加以适当修改。
裙部单位面积扭力(裙部比压)按下式计算:
q=N
max /DH
2
式中：N
max －－最大侧作用力，由动计算求得，N
max
=2410.83N
D－－活塞直径，mm；
H
2
－－裙部高度，mm。
取H
2
=0.46D=0.46X84=37.253mm
则 q=2410.83/(80.985x37.253)=0.799Mpa
一般发动机活塞裙部比亚值约为0.5～1.5Mpa，所以设计合适。
（2）销孔的位置
活塞销与活塞裙轴线不相交，而是向承受膨胀侧压力的一面(称为主推力面，相对的一面称为次推力面)偏移了1～2mm，这是因为，如果活塞销巾心布置，即销轴线与活塞轴线相交，则在活塞越过上止点，侧压力作用力一向改变时，活塞从次推力面贴紧气缸壁的一面突然整个地横扫过米变到主推力面贴紧气缸壁的另一面，与气缸发生“拍击”，产生噪音，有损活塞耐久性。如果把活寨销偏心布置，则能使瞬时的过渡变成分布的过渡，并使过渡时刻先于达到最高燃烧托力的时刻，因此改善了发动机的工作平顺性。
（3）活塞销座
1）活塞销座结构设计
活塞销座用以支承活塞，并由此传递功率。销座应当有足够的强度和适当的刚度，使销座能够适应活塞销的变形，避免销座产生应力集中而导致疲劳断裂;同时要有足够的承压表面和较高的耐磨性。
活塞销座的内径d。=22mm，活塞销座外径d一般等了于内径的1.4－1.6倍，
取d=1 .5d
=33mm
活塞销的弯曲跨度越小，销的弯曲变形就越小，销一销座系统的工作越可靠，所以，一般设计成连杆小头与活塞销座开挡之间的间隙为4一5mm，但少当制造精度有保证时，两边共2一3mm就足够了，取间隙为3mm。
2）验算比压力
销座比压力为：
q=P
Σ/2d0(l-l p)=23.3Mpa<[q]
一般[q]<40～60Mpa。
3.4 活塞总尺寸
活塞总尺寸见下表：
名称数值单位压缩高度取H1 42 mm 环带高度h2 16 mm 火力岸高度h1 8 mm 总高度84 mm 壁厚8 mm 内圆直径68 mm 外圆直径84 mm 第一道环的环岸高度 4 mm 第二道环的环岸高度 4 mm 第一道环槽高度 2 mm 第二道环槽高度 2 mm 第三道环槽高度 4 mm 环槽深度8 mm 活塞顶壁厚度δ8 mm 活塞侧壁厚度8 mm 内部过渡圆角8 mm 上裙尺寸h3 26 mm 活塞孔内径22 mm
第四章活塞加工
活塞是比较复杂和精密的零件。加工时通常选择活塞头部内腔和止口为粗基准，裙部，底面和内置口为大多数工序的精基准，有时还要用外圆表面，销孔及顶面作为精基准和定位基准。由于以内腔原棉作为粗基准来直接加工内口不方便，故第一工序先安排以内腔圆面为粗基准来粗车外圆面，第二工序则以外圆表面和顶面内壁定位，加工内止口和裙部底面，这样可保证外圆表面和内腔之间的壁厚的均匀性及顶面的壁厚，并为后面的工序准备好定位基准。另外，内止口在夹具的短圆柱销上定位时，为了保证最小间隙和定位精度，保证以后各工序加工表面之间的位置精度和加工余量的均匀性等，要求内置口孔径要达到2级，活塞加工的工艺过程见下表
活塞加工的工艺过程
工序号工序名称机床
10 粗车上口车床
20 粗镗销孔镗床
30 粗切外圆，环槽及顶面多刀车床
40 钻油孔多轴专用钻床
50 去内腔毛刺沙轮机
60 精车止口，打中心孔专用机床
70 精车外圆并倒角多刀车床
80 精镗销孔金刚镗床
90 切卡环槽专用车床
100 车椭圆裙部活塞椭圆车床
110 精车顶面车床
120 挑渣吹净
130 表面镀锡
140 滚压销孔立式钻床
150 清洗
160 终检
第五章活塞铸造方式的选取及优缺点
5.1 铸造方式的比较
关于活塞的制造方法前而也略提及，活塞的铸造方式主要为铸造。铸造的种类很多，如何选取最合适的铸造方式是关键，以下对凡种铸造方式进行比较分析。
1.砂型
它适用于铸造各种合金，但只适用于进行小批量的生产，而且表而粗糙度值过大。
2.熔模铸造
适用于碳钢、合金、有色金属，但是适用于小于25Kg的复杂铸件。
3.低压铸造
适用于有色金属、中小铸件，有时达数吨，适用于大批生产，对高要求的铝、镁合金都可以铸造。
4.压力铸造
适用于有色金属、中小铸件，但难以铸造内凹复杂的铸件，也适用于大批量的生产。
5.离心铸造
适用于铸钢、铸铁、铜合金、中小件，最大达数吨，适用于中、大批量的生产。6，挤压铸造
适用于有色金属、铸钢、铸铁、3OKg以下的小件，大批量的生产，主要用于生产轻合金的薄板形铸件。现在有的活塞也用此种方法铸造。
7.金属型铸造
适用于各种铸造合金、中小件，有时达数吨，大批量生产，适用于高要求的铝、镁合金。
综合上述，可知铸造铝合金只有低压铸造、金属型铸造和挤压铸造适用，但是低压铸造成本过高，而且本设计活塞的要求不是很高，而低压铸造比金属型铸造的过程复杂。另一方而挤压铸造(又称液态模锻)主要应用于直径在200mm以上的大活塞，在个大、壁厚、用铝多、凝固慢和相对批量较少的情况下，对于本设计的活塞不太适合。所以本设计采用金属型铸造。
金属型铸造工艺有许多优点，但它是在高温下工作的，如果单纯用手工操作，体力劳动繁重，条件恶劣，不但生产率低，而且其优点也不能充分发挥。如果采用机械化或自动化生产，这一工艺的优点就得以体现了。
金属型铸造机由开合型机构、抽芯机构、顶出铸件机构、传动机构等部分组成。按照所需要的动力，金属型铸造机大致可分为手动金属型铸造机、气动金属型铸造机、液压传动金属型铸造机三类。
5.2 铝合金的铸造方式的选取及优缺点
由以上分析可知，铝合金活塞的主要铸造方式是采用金属型铸造。金属型铸造是将液体金属用浇注法浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。由于铸型是用金属铸成，可以反复使用多次(凡百次到几·千次)，故又有永久型铸造之称.金属型铸造在技术上与经济上有许多优点和不足之处，优点是:
1）金属型铸件的力学性能比砂型高。如侣合金铸件，其抗拉强度平均可提高约25%，屈服强度平均提高约20%，这是由于铸件在凝固时冷却速度高的结果。由于同样原因，铸件表层结晶组织细密，形成“铸造硬壳”，铸件的抗蚀性能和硬度亦显著提高。
2)铸件的精度和表面粗糙度比砂型好，而且质量和尺寸稳定。如金属型产生的铸件，其精度平均为7级，而砂型铸件平均只能达到8级。
(3)铸件的工艺收缩率高，液体金属消耗量减少，一般为15%~30%
(4)不用型砂或少用型砂，一般可节约造型材料80%~100%相应减少型砂处埋和运愉设备，降低了车间粉尘含量，减轻环境污染，改善了劳动条件。
此外，金属型铸造的生产效率高，使铸件产生缺陷的原因减少，工序简单，易实现机械化和自动化。
其不足之处是:
(1)金属型制造成本高。
(2)金属型不透气，铸件在其中冷速大，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷，因此对用金属型生产的铸件要有选择。
(3)金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度、铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等铸造工艺对铸件的质量影响甚为敏感，故要求严格控制。
金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方而还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件;铸件的重量不可太大;壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。
在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素:铸件形状和重量大小必须合适，要有足够的批量;金属型的制造周期比木模的制作周期长，因此，对试件产品必须要有充裕的时间。
第六章金属型的设计
6.1 冒口的设计
金属型铸造同砂型铸造一样，设置冒口的主要目的就是补缩。避免铸件出现缩孔与缩松等缺陷。金属型铸造冒口位置的确定，仍可以使用砂型铸造时常用的结晶等温法及内切圆法，找出铸件上可能产生缩孔的热节部位，在热节处设置冒口。
1.1 冒口的作用
1)补充铸件凝固中的体积收缩.防止或减轻铸件的缩孔、疏松等缺陷;
2)调整铸件在凝固过程中温度的分布，控制铸件朝顺序凝固或同时凝固方式进行;
3)收集金属液上浮的熔渣，熔化金属液，排除型腔内的气体，减弱气垫反压，减少铸件的气孔、浇不到等缺陷;
4)使浇注操作者可利用明冒口观察探测所浇入金属液的充型情况。
1.2 设计冒口的原则
1)要保证冒口比铸件被补缩部件(通常为肥大的热节部位)凝固得晚.其设置位置要比被补缩部位高，冒口下无易凝固结壳妨碍或截断液流流动的瓶颈，以确保冒口内的合金液能在重力作用下流人铸件的已收缩部位;
2)冒口应有足够大的体积，可容纳足够量的金属液补充给铸件的收缩部位的体积收缩;
3)对某些合金和结构形状奇异、难解决缩孔、疏松缺陷的铸件，还需把冒口与冷铁和浇注系统配合起来使用，以增大铸件的温度梯度，住顺序凝固的方式进行:
1.3 冒口的补缩原理
冒口的补缩作用不是孤立的，它与冒口本身的形状和尺寸、铸件的结构和形状、浇入的合金特性、使用冷铁的形状和安放位置等因素均有密切的关系，铸造工作者必须了解冒口的补缩原理及这些相关因素的影响，才能正确地设计和设置冒口，发挥其应有的作用。
保持冒口里金属液在冒口与铸件待补缩部位之间有畅通的补缩通道(流路)，是实现冒口作用的必要条件。这种补缩通道又因铸件的结构形状不同而异。板状铸件的补缩通道较宽阔，冒口的有效补缩距离也大;棒状铸件的补缩通道比较狭窄，冒口的有效补缩距离也小些。要保持金属液(特别是结晶温度间隔较宽的合金)有畅通的补缩通道，必须保证在铸件的凝固方向上有较大的温度梯度。配合使用的冷铁，就在于增大此处铸件与冒口方向的温度梯度，使铸件朝着有利于顺序凝固的方向冷却凝固，因此也扩大了冒口的有效补缩距离;同时，须保证要补缩的部位在冒口的有效补缩范围(补缩距离)之内;铸型型腔中的气垫反压大，会使
冒口的补缩液的流动阻力增大，缩短冒口的有效补缩距离，降低其补缩效果。
1.4 冒口的形式与种类
金属型冒口可以根据具体的情况设计成不同的形式与结构，按是否与大气直接相通，可以分为明冒口与暗冒口，按位置的高低可分为顶冒口与侧冒口，具体形式的特点见表：
冒口的种类与应用
种类形式应用
明冒口明顶冒口
1.顶冒口应用最广，形状一般为圆形，因为在
同等断面时圆形周长最短，所以保温良好。同时
也与铸件需要补缩形状相仿，也便于补缩
2.为了使冒口的上端最后凝固，冒口的尺寸多
设计成下小上大，由上到下成5到8度得斜度。在
水平分型时，为了便于开型取件，才设计成下小
上大，用涂料控制冷却
3.冒口根部尺寸略小于铸件尺寸，于铸件圆角
相连，并留有明显的切割线
明侧冒口
1.铸件厚大部位处于铸型中，下部，铸件顶部
不便于设置顶冒口的情况下才设置侧冒口。侧冒
口金属液的消耗量比顶冒口大
2.根部形状一般与铸件形状相仿，但尽可能为
圆形或椭圆形
3.博壁，板行镁合金件垂直浇注时，为了消除
铸件中缩松的缺陷也常设置侧冒口
暗冒口暗顶冒口铸件热节部位不便于设置明冒口，而在该处又
必须补缩的情况下，才设置暗冒口
暗侧冒口
1.5 冒口尺寸的确定
冒口的尺寸大小可按热节圆的直径来确定，一般情况下参考下列公式即：明冒口：D=(1.2～1.5)d
D=10mm
暗冒口：D=(1.2～2)d
D=10mm
D为冒口根部直径；d为铸件热节圆直径。
热节圆直径大、补缩条件好的情况下，冒口尺寸取下限;热节圆直径小或补缩条件差的情况下，冒口尺寸取上限。当铸件热节所处的高度不大，而水平尺寸较大，要求冒口有横向补缩作用时，计算公式为D=（2～4)d。
冒口高度计算参考公式如下。
顶冒口:H =(0.8～1.5）D
H=30mm
侧冒口:H=(2~3)D
H=50mm
暗冒口:H =（1.2一2)D
H=30mm
式中，H为冒口高度，D为冒口根部直径。
冒口高度太低，补缩效果不好;太高则金属消耗多，并可能引起内浇道过热。直径较大的冒口，在补缩条件好的情况下，高度取下限。冒口的直径不宜过小也不宜过大，太大的冒口会使铸件靠冒口处产生缩松，当冒口的位置与铸件分不清时，应设计冒口切割线。
在活塞冒口的设计中结合以上经验，再根据活塞自身的特点，将冒口设置成为暗冒口，并根据公式进行了尺寸计算。
6.2 浇注系统的设计
金属型的浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道等部分组成。小型铸件的金属型一般不设浇口杯，有时为了浇注方便，直浇道上部加大。直浇道断而最好是圆的，这样可以避免热量的散失和气体的卷入，垂直直浇道由于几金属液对底部的冲击比较大，所以高度一般不超过150mm;斜浇道的高度一般不超过250mm。横浇道起缓冲、稳流和挡渣的作用，并将金属液分配给内浇道，但是金属型往往受分型而的限制，除水平分型外，有的浇注系统不设横浇道，内浇道的大小、形状与位置直接影响铸件的质量，设计内浇道时应考虑铸型热量的分布、合金液在型腔中流动平稳、操作方便等因素。从热分析的角度考虑，内浇道的宽度与厚度比应大于3，比例越大热分析越均匀。从工艺简单的角度来考虑，内浇道尽量开在分型而上。在设计活塞的浇注系统时就充分的考虑到这些要求，以使工艺简单化，尽量符合现代生产的要求。
根据金属型铸造的某些特点，在设计浇注系统时须注意下而凡点:首先，金属型浇注速度大，超过砂型约20%;其次，在液体金属充型时，型腔里的气体要能顺利排除，其流向应尽可能与液流方向一致，顺利地将气体挤向冒口或出气冒口;此外，应注意使液体金属在充型时流动平稳，不产生涡流，不冲击型壁或型芯，更不可产生飞溅。
前言 光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为闹钟后盖的注塑模具。 本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以注射闹钟后盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 本次设计中得到了戴老师的指点。同时也非常感谢邵阳学院各位老师的精心教诲。 由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。 目录 前言. (1) 绪论 (2) 1 塑料的工艺分析 (4) 塑件成形工艺分析 (4) 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数 (4) 2 注塑设备的选择 (7)
估算塑件体积 (7) 选择注射机 (7) 模架的选定 (7) 最大注射压力的校核 (8) 3 塑料件的工艺尺寸的计算 (10) 型腔的径向尺寸 (10) 型芯的计算 (10) 模具型腔壁厚的计算 (11) 4 浇注系统的设计 (12) 主流道的设计 (12) 冷料井的设计 (13) 分流道的设计 (13) 浇口的选择 (14) 5 分型面的选择与排气系统的设计 (17) 分型面的选择 (17) 排气槽的设计 (17) 6 合模导向机构的设计 (18) 7 脱模机构的设计 (20) 8 温度调节系统的设计 (21) 模具冷却系统的设计 (22) 模具加热系统的设计 (22) 9 模具的装配 (23) 模具的装配顺序 (23) 开模过程分析 (24) 设计总结 (25) 参考资料 (26) 致谢 (27) 绪论 {一} 【模具在加工工业中的地位】 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工
考试卷（七） 班级姓名成绩 一．选择题(20分) 1．构成工序的要素之一是（）。 A同一台机床 B同一套夹具 C同一把刀具 D同一个加工表面 2．普通车床的主参数是（）。 A车床最大轮廓尺寸 B主轴与尾座之间最大距离 C中心高 D床身上工件最大回转直径 3．.影响切削层公称厚度的主要因素是: A.切削速度和进给量； B背吃刀量（切削深度）和主偏角；C进给量和主偏角。 4．在切削平面内测量的角度有： A.前角和后角； B主偏角和副偏角； C刃倾角。 5．.精车铸铁工件时，一般： A不用切削液或用煤油； B.用切削液； C用高浓度乳化液； D用低浓度乳化液。 6．精加工夹具的有关尺寸公差常取工件相应尺寸公差的（）。 A 1/10～1/5 B 1/5～1/3 C 1/3～1/2 D 1/2～1 7．车削加工中，大部分切削热（）。 A传给工件 B传给刀具 C传给机床 D被切屑所带走 8．箱体类零件常采用（）作为统一精基准。 A一面一孔 B一面两孔 C两面一孔 D两面两孔 9．直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（）。 A增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和 C增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和
B增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和 D增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和 10．柔性制造系统（FMS）特别适合于（）生产。 A单件 B多品种、中小批量 C少品种、中小批量 D大批量 二．判断题(10分) 1．CIMS是一种制造哲理。（） 2．夹具装夹广泛应用于各种生产类型。（） 3．定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。（） 4．.加工塑性材料与加工脆性材料相比，应选用较小的前角和后角。 5．在切削用量中，对切削热影响最大的是背吃刀量（切削深度），其次是进给量。（） 6．磨削过程的主要特点是背向力（法向力）大，切削温度高，加工硬化和残余应力严重。（） 7．普通车床导轨在垂直面内的直线度误差对加工精度影响不大。（） 8．零件表面残余应力为压应力时，可提高零件的疲劳强度。（） 9．创成式CAPP系统以成组技术为基础。（） 10．电解加工可以加工任何高硬度的金属材料和非金属。（） 三．简答题(20分) 1．有人讲"成组技术是现代制造技术的一个重要理论基础"，如何理解这句话？2．切削液有何功用？如何选用？ 四．综合题(50分) 1．在图1所示工件上加工键槽，要求保证尺寸和对称度0.03。现有3种定位方案，分别如图b，c，d所示。试分别计算3种方案的定位误差，并选择最佳方案。
摘要 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。 本次设计的题目是电脑键盘按键注射模具设计，本次设计是根据零件的实体形状结构，通过测绘得到各个尺寸，用 AutoCAD 绘制装配图及零件图。通过本课题能够帮助我系统了解塑料的工艺性及注塑成型的有关成型原理、工艺特点等，正确分析成型工艺对模具的要求；掌握模具结构及零部件的设计、计算方法、模具结构特点及设计程序等；了解其它模具有关知识及模具 CAD/CAM；本课题还与机械制图、公差配合、材料学、模具制造工艺学等课程关系紧密，是所学知识综合应用。 关键词: 模具制造；塑料管套；工艺；注塑成型
Abstract Mold is a kind of basic manufacturing technology and equipment, its purpose is to control and limit of material (solid or liquid) flow, the form of need. With mold manufacturing parts for its high efficiency, products of good quality and low material consumption, low production cost and widely used in manufacturing.
我国铝加工装备现状与发展趋势 余铭皋 (洛阳有色金属加工设计研究院,河南洛阳471039) [摘 要] 介绍了我国铝加工企业的熔铸设备、热轧机、铸轧机、挤压机的装备水平,并与国际先进水平进行比较,指出了发展趋势。 [关键词] 熔铸技术装备;热轧技术装备;冷轧、箔轧技术装备;挤压、表面处理技术装备 [中图分类号]F407.41 [文献标识码]B [文章编号]1003-8884(2000)06-0010-06 1 我国铝加工企业现状 据不完全统计,到1999年年底,我国铝加工企业有1069家(不包括铝制品厂的铝板带车间)。大部分分布在广东、江苏、浙江等地。其中广东有铝加工企业315家,占29.5%;江苏130家,占12.2%;浙江93家,占8.7%;另外山东67家,河北61家,辽宁55家。以上六省市合计共721家,占全国总数的67.4%。 按国家颁布的《大中小型企业划分标准》分,大型企业30家,占2.8%,中型企业78家,占7.3%;小型企业961家,占89.9%。很明显,小企业比例偏大。 我国的铝加工企业在体制上是中央和地方共建,地方为主,并且是多种所有制形式;在规模上是大中小同存,以中小居多,主要是地方中小企业。 生产能力、产量:据国家有色金属工业局统计, 1999年我国铝加工产能为335.6万t,产量为176.5万t。分品种产能产量见表1。 表1 1999年我国铝加材分品种产能产量表单位:万t 品种板材带材排材管材棒材箔材线材型材其它材合计产能51.940.8 2.7 6.317.415.717.7131.851.4335.6产量16.413.10.7 1.4 5.112.20.946.280.6176.5 从表1看出产能高于产量160万t,主要原因: (1)综合生产能力低于主机生产能力,一些企业的设备不配套,多年来没有形成与主机相匹配的综合生产能力,而上报时仍按主机的生产能力上报,造成了统计生产能力高于实际生产能力。(2)存在重复统计,一些企业没有头部,生产中需要的坯料从别的企业购买,造成重复统计,(3)铝箔产品未能按原设计达产达标;(4)铝型材企业多,生产能力过剩。因此,我国铝加工材实际生产能力约为300万t左右。 主要设备及分布:根据第三次工业普查资料及1996年以前中国有色金属工业总公司颁发型材许可证资料汇总统计,我国铝加工主要设备台数及分布,详见表2。 表2 我国铝加工企业主要设备及分布省别 主要设备台数 铸轧机热轧机冷轧机箔轧机挤压机 北京614615 天津183724 河北107291524 山西5164 内蒙古1322 辽宁31970571 吉林5121811 黑龙江511148 上海321694025 江苏8391382197 浙江2974967 安徽58115 福建4832728 湖南1137 江西3105 山东1143556 河南4721765 湖北11220533 广东3257716543 广西151630 海南11 重庆716214 四川1711264 贵州26112 云南2416413 陕西2658 甘肃21513 青海344 宁夏22 新疆1118 全国合计492587841841290 2 我国铝加工技术装备水平及生产能力分析 “二人转”式轧机是传统的铝板带箔生产方式,据不完全统计,我国共有这类热轧机247台、冷轧机 — 1 —有色设备—200016
3.9 金属结构制造、安装 3.9.1 施工内容 本合同范围内金属结构项目包括鱼腹型翻板闸门、钢桥梁、电站拦污栅、电站检修闸门的设计、制作及安装。 鱼腹型翻板闸门共4扇，长20米，高4米。其中3扇布置于左支流流到，1扇布置在右支流流道。闸门启闭配套的液压系统装置4套及相应的电气柜。 桥梁为箱梁式结构。左支流上布置有3个跨度为22.8的桥梁，由6个11.40m 的箱梁模块组成。右支流上布置3个跨度分别为22.80m、34.20m和34.20m的桥梁，由8个11.40的箱梁模块组成。箱梁高度为1米。 电站进水口和出水口布置拦污栅分别为12扇；鱼道进水口1扇，拦污栅型式为露顶式平面滑动直栅。 电站检修闸门共2扇，进水口和尾水出口各1扇。 本项目金属结构总重约吨。其中，闸门约吨，桥梁约吨，拦污栅吨，检修闸门吨。 初步设计金属结构合同工程量见下表：
3.9.2 施工规划 3.9.2.1 材料采购 本工程用于闸门、拦污栅、钢桥梁的钢板、型材及发电机、盘柜、电缆、液压启闭机等主要材料和设备从周边国家或中国境内进行采购，少量的材料从马里国内采购。 钢材材质按照NFEN10113规范、NFEN10025规范或中国等同规范要求进行采购，牌号为S235JR；型材或焊接重构型材，牌号为S355，质量等级为K2G3（E36.4）；二级结构性部件为牌号为S235的钢材（弹性限值为235 N/mm2)；焊接材料包括气体和固体流质满足相同的法国规范或其它同等的知名规范。 以上设备、材料的牌号与监理工程师和业主协商并经同意后，可采用中国境内不低于其性能要求的中国设备和材料，如S235JR钢材等同于中国境内Q345-B 钢材。 3.9.2.2 制作场地布置 拟定在现场左岸修建制造厂，闸门、拦污栅、钢桥梁在现场进行制作，钢板、型材等原材料在周边国家或中国境内采购运到现场。制造厂初步规划为轻钢结构厂房，含下料车间、焊接平台、组装平台等，厂房两侧用彩钢瓦封闭，厂房面积初步拟定为1000m2 ；防腐车间规划为简单钢结构，彩钢瓦封闭，面积为150 m2；成品和半成品堆放场地面积为1500 m2 ；工具房、空压机房、探伤室、材料库、氧气乙炔库等面积拟定250 m2 。 3.9.2.3 材料、设备运输 （1）供货包装 供货的所有组件都根据SEI准则仔细进行包装，同时考虑重复剧烈操作、海上腐蚀、潮湿、恶劣天气、露天存放时间、码头或者现场等因素所导致的风险。 某些材料如钢条、钢管等采用简单包装进行运输时，凸出部分或者敏感部分将采用合适的固定的保护罩进行保护。 对于电气设备和材料，采用木箱包装，箱子内部布置一层防水保护层，并在
前言 大学三年时光转瞬即逝。在惊叹时光飞逝的同时，我们也面临着毕业设计的来临。毕业设计作为专科三年的学业安排，是对大学三年所学知识的一场大检测，是对大学三年专业知识的一次全面总结，也是在参加工作前对理论知识的进一步加强和巩固，并进行的一次全面实践，对模具设计的全过程的学习。 模具是工业生产中极为广泛的主要工艺装备，采用模具生产零部件，具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和科技水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。因此，模具工业以成为国民经济的基础之一。随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 塑料以成为在钢铁、木材、水泥之后的第四代工业基础材料，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不断发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接于模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对模具的要求。有人说，模具是现代工业之母。新的世纪已经到来了，世界各国对模具生产技术非常重视，出现许多新工艺、新技术。从而促进模具制造技术的不断提高和发展。一个国家模具生产能力的强弱、水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。 塑料制品生产中先进合理的成型工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的重要因素。塑料模具对实现塑料成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的作用。任何塑件的生产和更新换代都是以模具更新为提前的，由于目前工业和民用塑件的产量猛增，质量要求越来越高，因而导致了塑料模具研究、设计和制造技术的迅猛发展。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精
碗 的 注 射 模 具 设 计 说 明 书 设计题目：碗的注射模具设计 指导老师：xx 设计者：xxx 系别：信息控制与制造系 班级：xx 学号：xx
绪论 {一} 【模具在加工工业中的地位】 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 对模具的全面要：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展 [二] 【模具的发展趋势】 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：
工程技术学院 课程设计 课程: 金属工艺学 专业：机械设计制造及其自动化 年级: 学号: 姓名: 指导教师： 日期: 云南农业大学工程技术学院 (设计说明书参考) 目录 绪论....................................................................................3?摘要 (4) １、铸造……………………………………………………………………………………………………、、５1、1工艺分析……………………………………………………………………………………………、、5 1、2选材及铸造方法…………………………………………………………………………………、6 1、3确定铸件得加工余量…………………………………………………………………………、、6 1、4绘制铸件工艺图…………………………………………………………………………………、、６１、5铸件图…………………………………………………………………………………………………、、７ 1、6 机械加工工艺……………………………………………………………………………………、、、8 2、锻造 (8) 2、１选材及锻造方法 (9) 2、2根据零件图绘制锻造工艺图………………………………………………………………、、9 ２、3确定毛坯得重量与尺寸………………………………………………………………………、、11 2、４填写锻造工艺卡……………………………………………………………………………………1１
2、5锻后热处理……………………………………………………………………………………………1２2、6机械加工………………………………………………………………………………………………、13 ３、焊接………………………………………………………………………………………………………、13 3、1焊接件得工艺性分析……………………………………………………………………………、13 3、2 焊接工艺………………………………………………………………………………………………、１３3、3焊接顺序………………………………………………………………………………………………、、１4 ３、4工艺措施与检验……………………………………………………………………………………、15 3、5焊接注意事项 (16) 4、切削加工...............................................................................................................、、、17 4、１零件材料得选择................................................................................................、、１7 4、2工艺分析 (17) 4、3定位基准得选择 (1) 4、４加工方法………………………………………………………………………………………………、、1８参考文献………………………………………………………………………………………………………2０ 设计心得.....................................................................................................................21?指导老师评语 (22) 绪论 任何生产部门，无论属于哪一行业,都有设备与工具得制造与维修问题。要解决这类问题，必须具备有关材料与制造工艺得知识。这些知识牵涉到许多专业内容,如金属材料得热理、铸造、锻压、焊接、机械加工等等。要通过此类课程培养学生具有灵活运用所学得加工工艺知识去设计零件得制造工艺方案、分析零件结构设计得合理性得初步能力。 金属工艺学就是一门专门传授有关制造金属零件工艺方法得综合性技术课,主要讲述各种工艺方法得规律性及其在机械制造中得应用与相互联系,金属零件得加工工艺过程与结构工艺性,常用金属材料得性能及其加工工艺得影响,工艺方法得综合比较等。 金属工艺学就是一门传授有关制造金属零件工艺方法得综合性技术课,主要讲述各种工艺方法得规律性及其在机械制造中得应用与相互联系,金属零件得加工工艺过程与结构工艺性,常用金属材料得性能及对加工艺得影响,工艺方法得综合比较等。 现代工业应用得机械设备,如机床、汽车、拖拉机、轮船及仪表等大多数就是有金属零件装配而成得。将金属材料加工成零件就是机械制造得基本过程,多数零件由于形状复杂与精度与表面质量要求较高，通常先用铸造、塑性加工或焊接方法制成毛坯,在经过切削加工方法制成所需得零件。而且为了抑郁进行加工与改善零件得某些性能，中间常需穿插不同得热处理工艺,最终才能制成各种零件经过装配检验成为产品。 金属工艺学课程就是在教师得指导下,学生应用金属工艺学得知识进行一次从选择材料、结构分析到制定生产工艺方案得综合性工与实践训练。 本金属工艺课程设计分别对零件得铸造、锻造、焊接、车刀设计进行列举设计,讲述了产品从简单得原材料，通过性能分析、工艺规程分析、具体制造方法分析、论述、纸绘制到理论性得成形产品。通过学生得自己动手设计,有利于培养学生得自我思考能力,分析能力,发现问题，解决问题得能力，有利于学生具有更高得实际能力与开拓精神。有人把技巧仅仅理解为动手操作与设备,或者能进行试验,这样得理解就是不够得。其实,技能训练除操作技能外,还有工程实践与工
前言 第二章注塑设备选择 第2.1节估算塑件体积 该产品大批量生产故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用侧浇口自动脱模结构。由于塑件中等大小，所以模具采用一模二腔结构，浇口形式采用侧浇口。 2.1.1计算塑件体积 由第一章可知塑件材料PMMA的密度为1.16～1.20g.cm3-，收缩率为1.6%～2.0%，计算出其平均密度为1.18 g.cm3-，平均收缩率为1.8%。经测绘初步估算得 塑件体积 V 塑 =9.18+1.428+7.722+0.33+0.32+2.62=21.6 cm3； 塑件质量M 塑= V 塑 ρ=21.6 cm3×1.18 g.cm3-=25.488g； 2.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算 可按塑件体积的0.6倍估算，由于该模具采用一模二腔。 1.所以浇注系统凝料体积为 V 2=2V 塑 ×0.6=2×21.6×0.6=25.92 cm3； 2.该模具一次注塑所需塑料的体积为 V 0=2V 塑 + V 2 =2×21.6+25.92=69.12 cm3; 第2.2节注塑机型号的选定 根据塑料制品的体积与质量，以及成型工艺参数初步选定注塑机的型号为SZ—200/1000型卧式螺杆注塑机 2.2.1 注塑机的主要技术参数 如表2.1所示 表2.1
注： 该注塑机由宁波市金星塑料机械有限公司生产 2.2.2 型腔数量的校核 1.由注塑机料筒塑化速率校核型腔数目 n ≤ 1 2 3600m m KMt -； 上式右边≈12≥2，符合要求。 式中 K ——注塑机最大注塑量的利用系数，取0.8； M ——注塑机的额定塑化量(g/h 或cm 3/h),该注塑机为14g/s ； t ——成型周期，因塑件较小，壁厚不大，取45s ； m 1——单个塑件质量 25.48g ； m 2——浇注系统所需塑料质量 30.58g ； 2.按注射机的最大注射量校核型腔数目 n ≤ 2 1 m m Km n -； 上式右边≈5.4≥2符合要求； 式中 m n ——注射机允许的最大注射量(g 或cm 3) 210 cm 3； 3.按注射机的额定锁模力校核型腔数目 注射机在充模过程中产生的胀模力主要作用在两个位置： 在两瓣合模上的作用面积约为A 11≈24×135=3240mm 2； 瓣合模与支撑板的接触处的作用面积A 12≈17×135=2295mm 2； n ≤ 1 2 A P A P F 型型- 上式右边≈3.1≥2符合要求； 式中 F ——注射机的额定锁模力(N)，该注射机为4×105N ；
手机金属部件设计及制造工艺 1.1 前言 金属部件在手机结构设计中发挥越来越大的作用.某些手机的翻盖上壳采用的是铝合金冲压成形再进行阳极氧化的制造工艺而翻盖下壳则是采用镁合金射铸工艺成型，由于金属的强度较高，因此可以实现塑件无法实现的结构。本章将介绍目前手机中常用的金属部件的结构设计及其制造工艺。 1.2 镁合金成型工艺 在手机结构件中，镁合金由于其重量轻，强度高等特点已大量的被采用。镁合金零件目前主要采用压铸(die-casting)和半固态射铸法(thixomolding)进行生产。本节主要介绍镁合金压铸工艺和半固态射铸工艺特点及设计注意事项。 1.2.1 镁合金压铸工艺 压铸机通常分为热室（hot-chamber）的与冷室的（cold-chamber）两类。前者的优点是：模具中积流的残料少，铸件表面平整，内部气孔、疏松少，但设备维护费较高。 镁合金熔体对钢的浸蚀并不特别严重，因此，除采用热室压铸机制造零部件外，也可选用冷室压铸机。通常，可根据零部件大小与铸件特性来选择压铸工艺。如铸造大的与较大的汽车零件；若压铸机的压力较小，则只好用冷室压铸；若压铸机较多，大中小结构搭配合理，还是宜选用热室压铸法。而铸造轻薄的3C（笔记本电脑，照相机，摄像机）机壳零部件与自动控制阀的细小零件，则可选热室压铸工艺，因其压铸速度快，成品率也较高（此处成品率＝铸件质量/所消耗的熔体质量）。 1.2.2 镁合金半固态射铸工艺 半固态射铸是美国道化学公司(Dow chemical Co.0)开发的一种高新技术，在工业发达国家是一项成熟的工艺，在我国台湾省此项技术已趋于成熟。我国此项技术已经开始进入生产阶段，但是模具国内仍然无法自主设计和开发。它的制造原理是将镁合金粒料吸入料管中，加热的同时通过螺杆的高速运转产生触变现象，射出时以层流的方式充填模具，形成结构致密的产品。如图5-1所示为镁合金半固态射铸系统示意图。 图5-1 镁合金半固态射铸系统示意图 镁合金半固态射铸法的优点是： 1.零件表面质量高，低气孔率，高致密性，抗腐蚀性能优良； 2.可铸造壁厚薄达0.7～0.8mm的轻薄件，尺寸精度高，稳定性好； 3.强度高，刚性好； 4.不需要熔炼炉，不但安全性高、劳动环境好而且不产生热公害； 5.不使用对臭氧层有严重破坏作用的六氟化硫气体，不会形成重金属残渣污染； 6.铸件收缩量小；
目录 目录 (1) 1. 绪论 (3) 1.1模具工业的概况 (3) 1.2 我国塑料模具现状及地区分布 (4) 1.3 塑料模具的发展趋势 (7) 1.4 注塑模具CAD发展概况及趋势 (8) 2．塑件分析 (10) 2.1 塑件的简介 (10) 2.2.注射工艺选择 (13) 2.3 计算塑件的体积和质量 计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机，提高设备利用率，确定模具型腔数。经（Pro/E）计算塑件体积为： (14) 3. 注塑成型的准备 (15) 3.1 注塑成型工艺简介 (15) 3.2 注塑成型工艺条件 (16) 4. 拟定模具结构形式 (18) 4.1 确定型腔数量及排列方式 (18) 4.2 模具结构形式的确定 (18) 5. 注塑机选用 (19) 5.1 注塑机简介 (19) 5.2 注塑机基本参数 (19) 5.3注射机的选用原则 (20) 5.4选择注塑机 (20) 5.5 注射机及各个参数的校核 (21) 6.分型面的选择 (25) 6.1 分型面的设计原则 (25) 7.浇注系统设计 (26) 7.1浇注系统设计原则 (26) 7.2 主流道设计 (26) 7.3 分流道的设计 (28) 7.4浇口的设计 (30) 7.5浇注系统的平衡 (32) 7.6 冷料穴 (32) 7.7 拉料杆的设计 (32) 7.8 浇注系统凝料的脱出机构 (33) 7.9排气方式 (33) 8.成型零部件设计 (34) 8.1 凹模和凸模的结构设计 (34) 8.2 成型零部件的工作尺寸计算 (35) 8.3 成型零部件的工作尺寸计算 (38) 9.结构零部件的设计 (40) 9.1模架的确定和标准件的选用 (40)
一、首先是开场白：班的学生，我的毕业论文题目是对讲机注3各位老师，上午好！我叫金函绪，是08级机制在这里我向我的导师表示深深论文是在李章东导师的悉心指点下完成的，塑模具毕业设计。并对四年来我有机会聆听向各位老师不辞辛苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢，的谢意，下面我将本论文设计的目的和主要内容向各位老师作一汇教诲的各位老师表示由衷的敬意。报，恳请各位老师批评指导。二、内容首先，我想陈述这个毕业论文设计的目的及意义。熟悉拟定塑料成型工艺和模具设计原则、）设计对讲机注塑模具，是基于一下几个目的：（1锻炼自己对步骤和方法。增加对注塑模具的认识，对塑料模具制作过程有一个大概的了解。未曾接触过的事物的分析问题和解决问题的能力。其次，我想谈谈这篇论文的结构和主要内容。. 本文分成10个部分第一部分是前言。这部分主要阐明了我国注塑模具的现状以及未来的发展方向并确定脱模斜第二部分是塑件工艺分析。这部分主要进行了塑料结构和材料成型工艺分析，度和模具的结构形式，同时完成浇注系统的设计。塑件和流道凝料在分型面上的投影第三部分是注射机型号的确定。这部分需要进行注射量、面积及锁模力的计算，并校核注射剂的工艺参数，确定注射机的型号。第四部分是模架的确定。主要确定模架的型号以及各板的尺寸。第五部分是合模导向及定位机构的设计。包括了导柱、导套以及斜导柱侧抽芯机构的设计。脱模阻力的计第六部分是脱模机构的设计和计算。主要囊括了脱模机构的设计原则及分类，算和脱模机构的选用。第七部分内侧抽芯机构的设计。主要完成内抽芯距的计算。第八部分是模具温度调节系统的设计和计算。包括了冷却系统的设计及冷却装置的设计要点，计算冷却参数和冷却时间。第九部分模具零件的选材和制造工艺。主要包括了模具各零件的选材及制造工艺。第十部分是模具的装配和工作过程。主要包括模具装配的步骤和模具工作过程校验和修改。不足之处：不能根据实没有实践经验，本次设计的不足之处是我对模具设计过程中思考问题有些简单，以及对塑料模具知识的缺乏，使该设计中有不足之处，请各位老师批评指正。际情况来修改，老师提问：掌握了塑料模具成本论文的优缺点：对塑料模具在成型过程中有了更深一层的理解，（10）解决对独立设计模具具有一次新的锻炼，学会了分析问题、型的机构特点及设计计算办法，模具中斜顶杆不能准问题的方法。本设计的不足之处在于：大量生产后，由于顶针板变形，确复位，并对型腔造成损害，使塑件上有磨伤，且侧凹位置发生变化，无法满足装配要求。）写作毕业论文的体会（9对我在大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的总结通过本次毕业设计，也发现了自己在学科内的和巩固，也对平时所学习的比较零散的知识做到了系统化的运用。对模具的设计和加工有了通过本次设计，做到了很好的复习和理解。某些方面知识的欠缺，但在李章东老师的热心指导下，.一个比较系统全面的认识和了解，同时也遇到了很多问题，终于圆满完成了设计任务，在此对给予我帮助的老师们及同学们表示真挚的感谢。 8（）还有那些问题自己还没有搞清楚，在论文中论述的不够透彻？对于斜导柱的侧抽芯机构不甚了解，对斜导柱和滑块、导槽的配合过程中的整个动作过程 不太明白。对斜导柱的在模架上的安装位置还不太明白。 （7）论文虽未论及，但与其较密切相关的问题还有那些？ 我对塑料的基本情况进行了了解。首先是塑料的组成和特性，塑料由合成树脂和添加剂组成，添加剂包括填充剂、稳定剂、增塑剂、润滑剂、固化剂、着色剂。其次是塑料的特性，包括质量轻、电气绝缘性好，强度刚度高、化学稳定性好。热导率低，耐磨性能优良。最后是塑料的分类，按合成树脂受热的状态可以分为热塑性塑料和热固性塑料，按应用范围分为通用塑料、工程塑料、特种塑料。 （6）在研究本课题的过程中发现了那些不同的见解？对这些不同的见解，自己是怎么逐步认识的？又是如何处理的？ 对分流道设计过程中，由于分流道的截面有圆形、梯形、U型、矩形等，为了减少分流道内的压力损失，希望分流道的截面面积要大，同时，为了减小散热，又希望分流到表面积要小，对选用
现代机械工程基础实验1(机设) ——金属结构设计部分 题目：现代工程基础实验 金属结构设计 院（部）：机电工程学院 专业：机械工程及自动化 班级：机械XXX 姓名： XXXX 学号： XXXXXXXXXX 指导教师：王积永沈孝琴 完成日期： 2012年6月9号
目录 任务书-----------------------------------------------------------------------------1 设计目的与要求-----------------------------------------------------------------2 确定起重臂结构方案-----------------------------------------------------------2 确定起重臂的计算简图及载荷-----------------------------------------------3 臂架内力组合与计算-----------------------------------------------------------6 截面选择与验算-----------------------------------------------------------------12 计算耳板焊缝--------------------------------------------------------------------17 设计总结--------------------------------------------------------------------------19 参考文献--------------------------------------------------------------------------20
广东工业大学机械设计及其自动化本科(1)班陈叠甜 摘要： 通过对READ-COVER工艺的正确分析，设计了一副一模一腔的塑料模具。 详细地叙述了模具成型零件包括型芯、型腔、行位、行位座等的设计与加工工艺过程，重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇注系统以及其它结构的设计。 一：产品图分析 :
二：产品分析： （1）拔模角分析： 脱模斜度的取向原则（减胶原则）：型蕊（内表面）以小端为基准，向扩大方向取值； 型蕊（外表面）以大端为基谁，向缩小方向取值。 (2)壁厚分析： 塑胶件壁厚要求： ①塑胶产品的壁厚尽可能均匀一致，否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、 裂纹甚至开裂。 ②塑件局部过厚，外表面会出现凹痕，内部会产生气泡。 ③如果结构要求必须有不同壁厚时，不同壁厚的比例不应超过1：3。
根据产品图，我们可以看出产品壁厚较为均匀。主要缺陷处如下图： 产品进胶方案： 三：浇口位置的选择： 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格。无论采用那种进胶方式，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。设计时应尽量保证均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同的形式。否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致。总而言之要使塑件具有良好的性能和外观，一定郑重考虑浇口位置的选择。其原则： ① 尽量缩短流动距离。 ②浇口应开设在塑件壁厚最大处。 ③ 应有利于型腔中气体排出。 ④必须尽量减少熔接痕。 ⑤ 考虑分子定向影响。 ⑥避免产生喷射和蠕动。 ⑦ 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 ⑧注意对外观质量的影响。 根据本产品的特征，综合考虑以上几项原则，确定入水方案如下图；
1．机械制造装备专指机械加工机床。( ) 2．机械加工装备主要指各类金属切削机床，特种加工机床，金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。（） 3．工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。( ) 4．悬挂输送装置、辊道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。( ) 5．输送切屑的装置常用手动方式进行。( ) 6．夹具是指加工过程中对工件的夹紧装置，是机械加工过程中可有可无的工艺装备。( ) 7．量具种类繁多，但主要用于尺寸测量、角度测量和表面粗糙度的测量。( ) 8．物料输送装置主要应用于流水生产线和自动生产线上。( ) 9．不能用海绵之类的吸水物料涂些清洗剂擦拭机械设备。( ) （二）多选题 1.组合机床的动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件，主要有（）。 （A）动力箱（B）切削头 （C）动力滑台（D）排屑装置 2.3D打印与激光成型技术一样，采用了（）来完成3D实体打印。 （A）分层加工（B）叠加成型 （C）锻造成型（D）注塑成型 3.柔性制造技术划分为（）。 （A）柔性制造单元（FMC）（B）柔性装配单元（FAC） （C）柔性制造线（FML）（D）柔性制造系统（FMS） 4.机械制造业总的发展的趋势为（）。 （A）柔性化（B）敏捷化 （C）智能化（D）信息化 5.模具在（）等领域有广泛应用。 （A）冲压（B）注塑 （C）切削（D）铸造 6.在机械制造过程中所使用的各种工艺装备主要有（）。 （A）种刀具（B）机床夹具 （C）车床（D）量具 7.柔性制造系统（FMS）是由（）组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。 （A）若干数控设备（B）物料运贮装置 （C）计算机控制系统（D）加工机床 8．所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与（）有关。 （A）系统方案（B）人员 （C）设备（D）刀具 （三）简答题 1.机械制造装备包括哪些部分？ 2.写出机械加工设备中的15种机械加工机床。 3.工艺装备由哪几部分组成？列举5种以上刀具、5种以上量具的名称。 4.机械制造设备中的物料输送设备有哪些？ 5.为什说机械制造业是国民经济发展的支柱产业？ 第二章金属切削机床及总体设计
一.注射机型号的确定 一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具，厂方提供的注射机型号和规格以及各参数如下：注射量：95g 锁模力：120T 模板大小：400×550 开模距离： 推出形式：推出位置：推出行程： 二.分型面位置的确定 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
2)便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 3)保证塑件的精度要求。 4)满足塑件的外观质量要求。 5)便于模具加工制造。 6)对成型面积的影响。 7)对排气效果的影响。 8)对侧向抽芯的影响。 其中最重要的是第5）和第2）、第8）点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。如下图所示，采用A－A这样一个平直的分型面，前模（即定模）做成平的就行了，胶位全部做在后模（即动模），大简化了前模的加工。A－A分型面也是整个模具的主分模面。下图中虚线所示的B－B和C－C分型面是行位（即滑块）的分型面。这样选择行位分型面，有利于线切割行位以及后模仁和后模镶件这些成型零件。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从A－A分型，了B－B处的行位向左移开，C－C处的行位向右移开后，由于塑件收缩会包在后模仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。
光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为闹钟后盖的注塑模具。 本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。 本次设计以注射闹钟后盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E 等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 本次设计中得到了戴老师的指点。同时也非常感谢邵阳学院各位老师的精心教诲。 由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。
前言. (1) 绪论 (2) 1 塑料的工艺分析 (4) 1.1塑件成形工艺分析 (4) 1.2闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数 (4) 2 注塑设备的选择 (7) 2.1 估算塑件体积 (7) 2.2 选择注射机 (7) 2.3 模架的选定 (7) 2.4 最大注射压力的校核 (8) 3 塑料件的工艺尺寸的计算 (10) 3.1 型腔的径向尺寸 (10) 3.2 型芯的计算 (10) 3.3 模具型腔壁厚的计算 (11) 4 浇注系统的设计 (12) 4.1 主流道的设计 (12) 4.2 冷料井的设计 (13) 4.3 分流道的设计 (13) 4.4 浇口的选择 (14) 5 分型面的选择与排气系统的设计 (17) 5.1 分型面的选择 (17)