材料作业

宁波大红鹰学院

机电学院

项目试验报告

专 业：机械设计制造及其自动化

班 级：09机自二

姓 名：唐魁魁 王吉 王坤 王利杰

学 号: 24 25 26 27 28

课程名称：工程材料及热加工工艺

试验项目：胶卷盒注塑模具工程项目

指导老师：赖尚丁

日 期：二〇一一年一月七日

王玥理

项目实践成果

一、用计算分析法确定件2、件4、件5、件11、件13、件14、件16、件19的材料牌号： 件2——导柱

1）功能：导柱是用于模具中与组件组合使用确保模具以精确的定位进行活动引导模具行程的导向元件。 2）材料性能指标：要求表面硬度耐磨、芯部坚韧而不易折断，芯部的抗拉强度大于400MPa、屈服强度大于240MPa，表面强度大于50HRC。

3）根据该工具的性能指标可以确认为合金渗碳钢，具有高耐磨性、高疲劳强度和较高芯部韧性。

4）比较其他材料和性能改变工艺，再根据现在加工条件、采购条件、生产完成时间经济行原则综合考虑后确定最终的材料牌号为：T10A

件4——浇口套

1功能：使塑料熔体进入型腔时产生加速度有利于熔体迅速充满型腔;成型时浇口处的塑料先冷却，因此可以封闭型腔防止熔体倒流避免制品产生流孔或凹陷；由于浇口尺寸很小，制品成型后在浇口处便于切断凝料。

2材料性能指标：不受剧烈冲击，但要求高强度且耐磨，硬度应大于53HRC。 3由2的性能要求可初步确定该材料属于金属材料，首先排除有色金属；

4根据该工件的性能指标确定其为刃具钢，刃具钢具有高强度且耐磨，初步断定材料的牌号范围为碳素工具钢中牌号为T10，T12，T13A等一些相近的牌号; 参考资料：【工程材料及其成形技术基础，北京大学出版社】 5经调查部分材料的价格可初步选T10系列牌号的材料； 参考资料：【工程材料及其成形技术基础，北京大学出版社】

6比较其他材料和性能工艺，在根据现有的材料加工条件，采购条件，生产完成时间，经济性原则综合考虑后确定最终的材料牌号为：T10。

件5——弹簧

1）功能：弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用弹簧钢制成。用以控制机件的运动；缓冲吸震；存储能量；测量力的大小；广泛用于机器，仪表中。 2）性能指标：屈服强度大于780MPa，抗拉强度大于980MPa； 3）根据该工件的性能指标确定其为金属材料。

4）根据该工件的性能指标确定其为弹簧钢，弹簧钢具有高的弹性极限；疲劳极限；冲击韧性及良好的热处理性能。

5）比较其他材料和性能改变工艺，根据现有条件，决定为 65Mn

件11——密封圈

1）功能：由一个或几个零件组成的环形罩，固定在轴承的一个套圈或垫圈上并与另一套圈或垫圈接触或形成窄的迷宫间隙，防止润滑油漏出及外物侵入。 2）性能指标：要求耐热性；耐磨性；耐老化均较好。 3）根据该工件的性能指标可判定为橡胶 4根据现有条件，决定为普通合成橡胶

参考资料：http://baike.http://www.wodefanwen.com//view/999288.htm

件13——型腔镶件

1)功能：用来固定型腔的位置，不让注射时的型腔发生偏离。

2)材料性能指标：抗拉强度大于1200MPa，模具使用寿命30-60万次；

3)由2中的抗拉强度大于1200MPa的性能要求来初步确定该材料属于金属材料，首先排除有色金属；

4)由于型腔镶件的结构功能中得知件13无特殊结构钢的要求，所以大致选为黑色金属中的结构钢。

5)再根据2中的使用寿命为30~60万次性能要求可判断材料牌号范围为P20，5NiSCa等相近的牌号；

6)调查材料的价格得知可选为P20的一系列的钢； 7)比较其他材料的改变工艺和价格，再根据其他一系列的条件的情况下最终选择的材料牌号为：P20。

件14——型芯

1功能：型芯就是铸件里的空芯物。线拔了里面填满，使铁水进不去； 2材料性能指标：抗拉强度大于1200MPa，模具使用寿命30-60万次； 3由2的性能要求可初步确定该材料属于金属材料，首先排除有色金属；

4由型芯结构功能可知件14无特种钢的特殊要求，显然不属于工具钢一类，可初步选择黑色金属中的结构钢；

5再根据2中的性能指标可初步断定材料的牌号范围为碳素结构钢种的45，40Cr等一些相近的牌号； 参考资料：【工程材料及其成形技术基础，北京大学出版社】 6经调查部分材料的价格可初步选40Cr等一些相近牌号的材料； 7毛坯成型方法：自由锻造； 参考资料：【现代模具，化学工业出版社】

8比较其他材料和性能工艺，在根据现有的材料加工条件，采购条件，生产完成时间，经济性原则综合考虑后确定最终的材料牌号为：40Cr。

件16——推板

1)功能：推动推板可以开模拿出成品，起到开模的作用。

2)材料性能指标：屈服强度大于350MPa、抗拉强度大于580MPa、硬度在28~32HRC之间。 3)由推板的功能初步可以确定为金属材料。

4)由于推板的结构功能中得知件16无特殊结构钢的要求，所以大致选为黑色金属中的结构钢。

5)由2中的性能指标可把材料牌号定为碳素结构钢40、45.

6)比较其他材料和性能改变工艺，再根据现有加工条件、采购条件、生产完成时间经济性原则综合考虑后确定最终的材料牌号为：45钢。

件19——动模座板

1） 功能：放在最底下，用来固定动模。

2） 性能指标：屈服强度大于220MPa，抗拉强度大于350MPa 3） 根据该工件的性能指标可判定为金属材料 4） 根据2），3）可把材料牌号定为碳素结构钢15，20 5） 根据现有条件和经济性原则，确定材料牌号为15号钢

二、件8——水嘴，件15——导水管

性质类比法：由同类产品中中需要高强度与耐磨腐蚀性，因此可以得出宜选用钢的材料牌号为38CrMoAl。

件6——定模座板

注塑模的基本结构都是由定模和动模两大部分组成的。定模部分安装在注塑机的固定板上，动模部分安装在注塑机的移动板上。注塑成型时，定模部分和随液压驱动的动模部分经导柱导向而闭合，塑料熔体从注塑机喷嘴经模具浇注系统进入型腔；注塑成型冷却后开模，即定模和动模分开，一般情况下塑件留在动模上，模具顶出机构将塑件推出模外。因此，得出定模座板与动模座板选用相同牌号的材料，考虑到价格等因素的影响，最后选定为15号钢。

件3——限位杆

热塑性塑料注射模结构中，限位杆等限位结构件,起到限位作用。根据与不同的热塑性塑料注射模的比较我们得出通常所用材料为45号钢与50号钢，之后根据价格等综合因素考虑为淬火HRC43～48的45号钢。

三、为件2、件14、件16、件19

件2——导柱

工艺分析：导柱与安装在另一半模上的导套（或孔）相配合，用以确定动定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆柱形零件。由于构成导柱的基本表面都是回转体表面，并且不属于大型零件，为方便毛坯加工可直接选用适当尺寸的热轧圆钢做毛坯。

性能改变工艺：本导柱的性能改变工艺主要是热处理。在毛坯加工前，因安排正火或退火处理，以减少材料变形，是钢材内部晶粒细化，消除应力，降低材料硬度，改善切削加工性能；在粗车与半精车之间还应安排调质以获得良好的物理力学性能；最后再安排表面淬火，纠正应淬火引起的局部变形。至此，导柱这个部件成型了。

件14——型芯

工艺分析：成型塑件内表面的凸状零件，综合考虑材料的工艺性及组织和力学性能要求，零件的结构形状和尺寸，产生类型和生产条件，应选择锻件为毛坯材料，一方面锻件易于加工另一方面价格也相对比较便宜。

性能改变工艺：(1) 锻造毛坯；(2) 正火;(3) 铣平面和侧平面，同时倒角；(4) 粗车各部，留出精加工余量；(5) 调质处理硬度HB = 220 - 250 ；(6) 精车各部（也可用仿形铣），按样板精车型芯弧形面，型芯部分留出0.1mm精修磨余量。型芯精车后，再精车一次底板平面，以保证型芯中心线与安装固定平面的垂直度；(7) 钳工修毛刺、画线、钻、铰各部位孔（包括定位孔、顶出杆孔和加热或冷却孔）；(8) 热处理型芯表面硬度HRc = 50 - 55 ；(9) 钳工修磨型芯表面，修磨方法与型腔修磨方法相同。型芯与底板配合，采用H8/K7过渡配合。加工后去掉工艺凸台。

参考资料：http://ask.51pla.com/...ezhi-6425.htm

件16——推板

工艺分析：支撑推出和复位零件，直接传递注射机推出力的板件。结合第一大题的分析，确定推板在锻件与型材中选择，进一步分析它们的特点，由于型材的相对价格较高，而其他条件基本份符合，由此我们推出，推板应选择锻件为毛坯材料。成型方法为自由锻造。因此，推板的形状简单，通过自由锻造，又可使金相组织纤维化，且走向合理，提高力学性能。因此可以制造出来。 性能改变工艺：热处理

件19——动模座板

工艺分析：动模块主要是用于固定型芯的板状零件。通过以上几部分的分析，我们用类比法自然可确定该动模块可选用锻件为毛坯材料。成形方法为自由锻造与电火花切割加工。 性能改变工艺：热处理（淬火、回火）

参考文献

李振杰 机械制造技术 人民邮电出版社 2009-5

徐慧民 模具制造工艺学 北京理工大学出版社 2007-8 裘维涵 机械制造基础 1999-10