调味盒塑料模具毕业设计说明书(共34页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录摘要调味盒的形状较为简单,在模具设计中要考虑的因素有很多,除考虑它的出模、分型面,还需要考虑它成型的质量、表面光洁度等。更重要的是考虑它的制造难度和成本,所以我的设计应认真分析塑料制品的结构,寻求最佳的设计方案。分型面的选择也很重要,分型面的选择既要考虑不影响制件表面的美观,又要达到结构要求。由于制品体积比较大,所以浇注系统的设计也很重要,在此次设计中,我选点浇口、推杆推出机构和双分型面模具,这就解决了制品出模的问题。本次设计根据样品进行测绘,并设计绘制出塑件图,然后根据塑件的技术要求和生产状况等进行了塑件的注射模设计。关键词:调味盒 分型面 注射模 设计 绪论模
2、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。模具主要类型有:冲模、锻摸、塑料模、压铸模、粉末冶金模、玻璃模、橡胶模、陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模,因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,它在很大程度上决定着产品的质量,效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府
3、颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分,又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空、航天等工业领域里,日益成为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中6090的产品的零件,组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工业重点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽车工业产业政策中得
4、到了明确。汽车基本车型不断增加,2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元。为了适应市场的需求,汽车将不断换型,汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一,据统计,中国摩托车共有14种排量80多个车型,1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种,共计5000多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具,总价值为1000多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。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
5、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。1 课题概述1.1选题背景塑料,与我们周围无处不在。在国民经济的发展中,所料产品几乎涉及了所有的领域,在航空航天、交通运输、邮电通信、仪器仪表、家用电器等行业中塑料更是必不可少的材料。而塑料产品的制造需要大量的模具对其进行成型。例如在家用电器行业中,一台电冰箱需要300多套模具,一台全自动洗衣机大约需要200套模具,一台彩电需要100多套模具。其中仅彩电模具每年我国就有30亿元的市场。正是由于高速发展的塑料工业对模具的大
6、量需求,使模具工业成为许多国家经济发展的支柱产业,并在这些国家受到高度重视。在欧美等的一些工业发达国家,模具工业被称为“点铁成金”的“磁力工业”。在经历了“十五”期间和“十一五”头两年高速发展(这七年间年均增长速度达18%)之后,由于受到国际金融危机影响,2008年下半年开始,中国模具工业发展速度己明显放缓,致使2008年全年模具总销售额与上年同比增长率跌进了个位数,只达到9.2左右,总量约为950亿元左右。2009年,发展进一步受阻,预计全年的模具总销售额只能接近1000亿元,而很难突破,基本与去年持平或略有增长。国家GDP增长是保八争九,看来保八是有把握的,那么模具为什么达不到这个水平。这
7、主要是国内外模具市场总体不够景气所致。国家4万亿元投资主要投向于基础设施建设和民生工程及改善民生等方面,GDP增加了,模具需求却基本没有增加或增加效应滞后,汽车、家电、农机等工业品下乡以及以旧换新等政策措施的出台,使GDP也增加了,模具需求虽也有增加,但增幅有限。例如汽车,年初猜测今年将突破1000万辆,现在猜测是突破1200万辆,比去年增长20%以上,但汽车模具却没有增加那么多,这是因为与模具需求最关联的新车型投放与汽车销售量之间并不成正比关系所致。但不管怎么说,在经历了一年多的金融危机之后,我们的模具工业经受住了严重考验,2009年全年不出现负增长的预计将可实现,而且我们还在结构调整等方面
8、取得了不少成绩,全行业积聚了力量,为今后发展打下了良好的基础。1.2 塑料模具的发展方向塑料模具的发展主要取决于两个方面,即一方面是模具为之服务的各行各业的发展趋势,另一方面是整个社会和世界科学技术的发展趋势,这实际上就是需要和可能。模具是为制件,也就是成形产品服务的,因此模具必然要以制件(成形产品)的发展趋势为自己的发展趋势,模具必须满足他们的要求。制件发展趋势主要是轻便、精美、快速高效生产、低成本与高质量,每一项都预示了模具发展趋势。现简要分析如下:要轻便就会增加使用塑料及开发新材料,包括各种新型塑料、改性塑料、金属塑料、镁合金、复合材料等等,这就要求有新的成形工艺,从而也就要求有与之相适
9、应的新型模具。例如,汽车上越来越多地采用高强度板也是为了减轻重量,对一些超高强度板进行热成形及与之相适应的热成形模具也就自然而然成为发展趋势等等。要精美,就要求外形美观大方,内部无缺陷,这就要求有精细、精密和高质量模具与之相适应。目前我们在精细化方面差距很大,精细化往往被忽视,功亏一篑。快速高效生产,这一方面是要求模具企业要尽量缩短模具生产周期,尽快向模具用户交付模具,另一方面更重要的是要使用户能用你提供的模具来快速高效地生产制品。例如一模多腔多件生产、叠层模具、利用好热流道技术来缩短成形时间以及使用多层复合技术、模内装饰技术、高光无痕注塑技术、在线检测技术、多工序复合技术、多排多工位技术等等
10、。同时制件成形过程智能化还要求有智能化的模具来适应。低成本,这既要通过模具生产的设计、加工、装配来实现模具的低成本制造和低成本供给,更重要的是要使模具用户能使用模具来实现低成本生产。这就对模具提出了更高的要求。模具生产企业必须做到先使模具用户赚钱,然后才能使自己赚钱。在要求低成本的过程中,无论是模具生产企业还是使用模具的企业,不断改善治理,逐步实现信息化治理都是企业的共同要求及进步和发展的方向。高质量,要做到制品的高质量,首先必须是模具的高质量,模具的稳定性一定要好,保证制品的一致性也要好,而且还要保证寿命。高质量模具与技术休戚相关。除上述各点外,许多新领域、新兴产业、新制件和个性化要求也都会
11、对模具不断提出新要求。所以发展趋势的本身也是在不断发展的。从科技发展趋势来看模具发展趋势可以先从下列最基本的六个方面进行分析:新材料模具新材料及为成形产品新材料成形的新型模具新工艺新的成形工艺及模具加工的新工艺新技术技术进步带动模具生产逐步向超高速、超精和高度自动化方向发展信息化数字化生产、信息化治理、充分利用IT技术网络化溶入和利用好世界全球化网络循环经济与绿色制造一用尽量少的资源来创造尽量多的价值,包括再利用与环保等,不但模具要能这样,而且更要使模具用户也能这样。塑料模具是一项新兴的产业,随着塑料产品品种和市场需求的不断增长,随着塑料模具设计和制造技术的不断提高,我国塑料模具产业将会有更好
12、的发展前景。1.3本课题有待解决的主要关键问题本课题首先需要熟悉塑件,包括塑件的几何形状,表面质量,使用要求以及塑件使用的原料。而最主要的问题就是注塑模具结构的设计,它包括:型腔数目的确定,分型面的选择,型腔的布置方案,浇注系统的确定,脱模方式的确定,顶出机构的确定,凹模和型芯的结构和固定方式的确定,排气形式的确定。2 调味盒结构工艺分析2.1产品的说明本次设计的塑件是调味盒,它是家居日常使用到的盛物类壳体产品,属于小型塑件。调味盒设计在工业产品设计中是一类比较普遍的家居型产品的设计,涉及到因素不多,最主要的是外观得体,能够吸引消费的购买。所以它的尺寸要求不高,表面质量要求也不太高,外观平滑等
13、现象。该塑件设计为一整体,成型后与调味盒盖相配合,但没有较高的精度要求,因此作一般精度来加工制造,注塑成型材料选为PP(聚丙烯)。塑件的二维图如图所示:图2-1 塑件二维图2.2塑件的结构分析根据塑件图,使用Inventor三维软件绘制其三维造型图,通过三维图可以较为直观的认识塑件的结构。由三维图可知,塑件外表面有三条槽,上部是一圈的凹槽,下部有四个凸起的小半球;内表面有一个凸台和三个一毫米厚的分隔栏。该塑件上表面较粗糙,故该表面为分型面。塑件底部每格的中心都留有一个浇口痕迹,故考虑采用点浇口,分三点从调味盒每格中心进料为宜。塑件三维图如图所示:图2-2 塑件三维图2.3塑件材料及成型特性分析
14、该塑件选用PP塑料,这类材料属于热塑性塑料。聚丙烯无色、无味、无毒,外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明更轻,密度仅为0.900.91g/cm3。它不吸水,光泽好,易着色。屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。聚丙烯的熔点为164170,耐热性好,能在100以上的温度下进行消毒灭菌,其低温使用温度达-15,低于-35时会脆裂。聚内烯的高频绝缘性能好,因不吸水,绝缘性能不受湿度影响,但在氧、热、光的作用下极易解聚老化,所以必须加入防老化剂。它的成型特点:成型收缩范围大,易发生缩孔、凹痕及变形;聚丙烯热容量大,注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路;聚丙烯的成型温度为80左右,不可低于5
15、0,否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷,温度过高会产生翘曲现象。经查塑料成型工艺与模具设计表3-1和工厂实际应用情况。聚丙烯(PP)的成型工艺参数如表所示:(注模时,可根据实际情况和所给出范围作适当调整)特性内容注射机类型螺杆式螺杆转速3060 r/min料筒后段温度160170料筒中段温度200222料筒前段温度80200喷嘴形式直通式喷嘴温度170190注射压力70 Mpa120Mpa注射时间05s保压时间20s60s冷却时间15s50s成型周期40s120s保压力50Mpa60Mpa模具温度4080,建议使用50表2-1 PP塑料成型工艺参数2.4模具结构特点及总体方案确定根
16、据对塑件的结构分析,初定模具方案如图所示:由于塑件底部每格的中心都留有一个浇口痕迹,故浇口选择点浇口,于塑件下表面每格中心进料。模具凹模选用整体式凹模,为节省材料,凸模选用整体嵌入式凸模。通过对该塑件的结构及成型工艺性分析,选择塑件的上表面为分型面,整体模具结构选用一模一腔双分型面。导向机构采用不等大小导柱对称布置。脱模机构采用典型顶出机构,即顶杆、复位杆共同作用顶出。冷却系统采用直流式,排气方式采用间隙排气。模具的工作原理:开模时,中间板脱离定模座板,出现一次分型;当中间板的螺钉到达定距拉板下端,推件板与中间板分离,出现二次分型。由于塑件对型芯包紧力的作用,塑件和流道凝料脱出型腔和浇口套,留
17、于动模一侧。开模结束后,注塑机推杆通过顶杆顶出塑件,塑件和流道凝料被顶杆和拉料杆推出。合模时,顶杆、复位杆、拉料杆复位。图2-3 模具整体方案图3 注射成型原理及设备选择3.1 注塑成型工艺原理所谓注塑成型就是塑胶材料在注塑机的料筒中经过外部的加热和螺杆的旋转而产生的剪切热对树脂材料进行塑化成熔体后,通过施加一定的压力,把熔体注射到具有一定的形状的型腔中经过冷却定型后所产生的物品就为注塑。它不仅可在高生产率下制得高精度,高质量的制品,而且可加工的塑料品种多和用途广,因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。注塑的过程,也就是注塑的周期:锁模、座进、射胶、保压、熔胶+冷却、顶出、开模座退。注塑的三大
18、基本要素:机器包括注塑机、模具、材料注塑工艺的五大要素:温度、速度、压力、时间、位置3.1.1 温度油温:对于液压机而言是由于机器的不停运作液压油运动摩擦而产生的热能,它是由冷却水来控制,在开机时要确认油温在45左右,若油温过高或过低均会影响压力的传递。料温:即炮筒温度,此温度要根据材料和产品的形状和功能去设定,选择时应遵循黏流态温度料筒温度分解温度。模温:模具温度对制品的内在性能和表面质量影响很大。模具温度的高低取决于塑料的结晶性能要求以及其他工艺条件。3.1.2 速度开合模的速度设定,开合模的设定一般是按慢快慢的原理,这样设定主要考虑机器、模具、周期,这样可以有效的提高生产效率。顶出设定:
19、根据产品的结构来设定,结构复杂的最好用慢速顶出一些再用快速脱模,缩短周期。射速:根据产品的大小,结构去设定,若结构复杂较为壁薄的可快速,若结构简单壁厚的可用慢速,还要根据材料的性能,由慢到快设定。3.1.3 压力射胶压力:根据产品的大小,壁的厚薄,由低到高,调试时考虑其他因素。保压压力:保压压力主要是确保产品的定型,稳定尺寸,其设定也要根据产品的结构、形状来设定。低压保护压力:此压力主要对模具的保护作用,使模具的损坏达到最低限度。锁模力:是指模具合模起高压所需要的力,有些机器可以调节锁模力,有些则不能。3.1.4 时间射胶时间:此时间设定一定要比实际的时间长,也可起到射胶保护的作用,在射定时设
20、定值比实际值大0.2秒左右,设定时应考虑与压力、速度、温度的配合。低压保护时间:此时间在手动状态下,首先把时间设定为2秒,再根据实际时间追加0.02秒左右输入。冷却时间:此时间一般根据产品的大小、薄厚来设定,但熔胶时间不要大于冷却时间,能使产品充分定型即可。保压时间:此时间就是在注射完成后为了保证产品的尺寸,在保压的压力下让熔体倒流之前把浇口冷却的时间,可根据浇口大、小来设定。3.1.5 位置开合模位置可根据开合模速度对应来设定,关键要把低压保护的起始位置时定好,即低压的开始位置应是最可能保护模具,又不影响周期的点,终止位置应为在慢速合模时模具前后模所接触的位置。顶出位置:此位置能满足产品完全
21、脱模即可,首先由小到大递增来设定,注意装模时一定要把回退位置设为“0”,否则易损坏模具。熔胶位置:根据产品大小和螺杆大小算出其料量,再设定出相应的位置。3.2 注塑机的选择通过Inventor软件分析功能可得,塑件的体积:V=78.4cm3查模具设计手册得:PP的密度为= 0.91g/cm3 塑件质量:G=V=71.4g由G0.8Gmax,初选注塑机为XS-ZY-125。但由于塑件尺寸较大,若选用XS-ZY-125注射机,其模具最大高度只有300mm,注塑完成时无法完全将塑件顶出,故选用XS-ZY-250型注射机。3.3 XS-ZY-250主要参数通过分析,查相关手册,XS-ZY-250注塑机
22、相关技术参数如表所示:表3-1 XS-ZY-250注塑机相关技术参数理论注射量(最大)250cm3螺杆(柱塞)直径50mm注射压力130MPa注射行程160mm注射时间2s注射方式螺杆式锁模力1800KN最大成型面积320cm3最大开合模行程500mm模具最大高度400mm模具最小高度200mm喷嘴圆弧半径R18mm喷嘴孔直径10mm合模方式增压式定位圈尺寸125mm拉杆空间448370mm机器外形尺寸470010001815mm4 注射模结构设计4.1型腔数目及分型面确定4.1.1型腔数目的确定型腔数目的确定,应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综
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