肥皂外壳设计.docx
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1、 肥皂外壳设计 第一章概述 毕业设计(论文)是大学生在学校学习的最终一个重要环节,既是对学生学习、实践与讨论的全面总结,又是对学生素养与力量的一次综合检验,还是学生毕业资格与学位资格认证的重要依据。其目的有以下几方面: (1)培育学生综合运用所学的根底理论、专业学问和根本技能进展分析与解决实际问题的力量,培育学生的创新精神。 (2)培育学生收集、整理和分析各种资料的力量,全面提高学生分析和解决实际问题的力量。 (3)提高学生设计、计算和绘图的力量。提高学生试验讨论和数据处理的力量。 (4)全面提高学生综合分析、总结提高、编制设计说明书及撰写科技论文的力量。 (5)提高学生计算机应用力量。 模具
2、是工业生产的重要工艺装备,它被用来成型具有肯定外形和尺寸的各种制品。模具成型已成为当代工业生产的重要手段,成为多种成型工艺中最具潜力的进展方向。尤其是塑料模具,在全部模具的总产量中所占的比例越来越大,对经济的进展起着非常重要的作用。 近年来塑料成型模具的产量和水平进展非常快速,在工业生产中对塑料模具的要求是:能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。它包括三个方面的内容。第一,制品方面要求精度高,外观美,性能好。其次,制造方面要求构造合理,简单制造,而且本钱要低。第三,使用方面要求操作简洁便利,效率高,简单实现自动化,还有维护保养便利。随着模具设计与制造技术的迅猛进展,塑料成型模具将趋向于
3、高效率、自动化、大型、周密、长寿命的方向进展。 本次设计的题目是“肥皂盒外壳设计与制造工艺”,其内容为: (1)产品外型设计:以产品外型素描,外貌图片或图形文件形式之一,供应产品设计方案。 (2)所设计产品(或部件)尽量贴近市场需要,设计有用,价廉,质量过关,形状美观之产品。 (3)制品总装构造及零件的构造设计:包括构造尺寸,尺寸公差及协作,电器件或液压件安装尺寸等。 (4)制品构造零件的成型工艺及成型模具设计:包括制品的工艺分析,工艺计算,成型机选择。模具构造设计等。 其次章模塑工艺规程的编制 2.1塑件分析 一个完善的塑件制作应依据制品的使用要求和外观要求从塑料的力学性能、美术造型和成型工
4、艺、塑料模具设计和制造等多方面进展全面考虑。 本次设计的塑件是肥皂盒外壳,它是家居日常使用到的盛物类壳体产品,属于小型塑件。肥皂盒设计在工业产品设计中是一类比拟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,能够吸引消费的购置。所以它的尺寸要求不高,外表质量要求也不太高,外观平滑等现象。该塑件设计为一整体,成型后并不需要与其它外壳与之相协作,且没有精度要求,因此作一般精度来加工制造,注塑成型材料选为PP(聚丙烯)。 2.2塑件的工艺性能分析依据塑件所盛的是肥皂这一类偏碱性的物质,因而塑件材料采纳聚丙烯(PP)。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
5、更透亮更轻。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以上的温度下进展消毒灭菌。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,所以必需参加防老化剂。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,注射成型模具必需设计能充分进展冷却的冷却回路;聚丙烯的成型温度为80左右,不行低于50,否则会造成成型塑件外表光泽差或产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲现象。 2.3塑件的
6、设计说明及构造和尺寸精度及外表质量分析 2.3.1设计说明及构造分析 从零件图上分析,该零件总体为长方形,但并非直线,它是由各两条R100和R500圆弧所围成的并在直角处用圆角过渡。外部外形方面有113mm73mm,而内部则有105mm65mm,和有一孔直径10mm,处于中心位置这孔作用为排去湿水后香皂的流糊状。这样一来不会造成因盒内流糊状太多而使香皂潮而粘。另外考虑到香皂需要干爽和利于排流糊状因而在盒底部依外形设计了四个流线型好的盛脚。总体来说此产品设计较为简洁而设计过于简单反而可能适得其反至效益低落,这种产品并非属于周密零件类只须搞好外观便可以且也并不是设计成一些花哨而不有用的产品。拔模斜
7、度设计依据查塑料成型工艺与模具设计表3-11得出型芯拔模斜度为30,而型腔则按塑件设计不必再设置斜度。此外还考虑制造本钱方面因而设计这简洁而有用的肥皂盒。其三维造 型图如下列图所示: 2.3.2尺寸精度分析 从零件图上看,没有精度要求这是对制造本钱的一种考虑因素,因此这作一般精度处理,而加工则按塑件缩水后所生成型腔、型芯尺寸进展加工。 2.3.3外表质量分析 该塑件的外表并没有特殊的外表质量要求但基于外观至少型腔壁的粗糙度到达1.6,这也比拟容量实现. 综上所述,注射时在工艺参数掌握得较好的状况下,塑件成型要求可以得到保证。 2.4塑件注射工艺参数确定 经查塑料成型工艺与模具设计表3-1和参考
8、工厂实际应用状况。聚丙烯(PP)的成型工艺参数如下:(注模时,可依据实际状况和所给出范围作适当调整) 注射机类型:螺杆式 螺杆转速(r/min):3060 后段温度:160170 料筒温度中段温度:200222 前段温度:80200 喷嘴温度及形式:170190直通式 注射压力:70Mpa120Mpa 注射时间:05s 保压时间:20s60s 冷却时间:15s50s 成型周期:40s120s 保压力:50Mpa60Mpa 在选择注射成型工艺参数时留意: 1温度料筒温度不能过高,因温度过高,时间过长(即使是温度不非常高的状况下)时,塑料的热氧化降解量就会变大。因此需严格掌握料筒最高温度,另外还应
9、掌握塑料在加料筒中停留的时间。柱塞式和螺杆式注射机由于其塑化过程不同,因而选择料筒温度也不同。通常后者选择的温度应低一些;喷嘴温度一般略低于料筒最高温度,以防熔料在直通式喷嘴发生“流涎现象”。固然也不能太低,否则将会造成熔料和早凝而将喷嘴堵死,或者由于早凝注入模腔而影响塑件的质量;模具温度对塑料的充型力量及塑件的内在性能和外观质量影响很大。模具温度通常是由通入定温的冷却介质来掌握的,也有靠熔料注入模具自然升温柔自然散热到达平衡而保持肯定的模温。对于熔融粘度较低或中等的无定型塑料,模具的温度常偏低。反之,对于熔融粘度高的塑料,则必需实行较高的模温。 2压力注射模塑过程中的压力包括塑化压力和注射压
10、力两种,它们直接影响塑料的塑化和塑件质量。一般操作中,塑化压力应保证塑件质量的前提下越低越好,其详细数值是随所用塑料的品种而异,但通常很少超过6Mpa;注射压力的大小取决于注射机的的类型、塑料的品种、模具的浇注系统构造、尺寸与外表粗糙度、模具温度、塑件的壁厚及流程的大小等,一般通过试谢阅历而定。 3时间完成一次注射成型过程所需的时间称成型周期,它包括注射时间,模内冷却时间,其它时间。在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间最重要,它们对塑件的质量均有打算性影响。注射时间中的充模时间与充模速率成正比。在生产中,充模时间一般为35s。注射时间中的保压时间一般为2025s(特厚塑件可达510min)。
11、而冷却时间主要取决于塑件的厚度、塑料的热性能和结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则。冷却时间一般在30120s之间。 2.5塑件体积重量和注塑机的选择及其参数 利用PRO/E作计算塑件的体积: =44.41cm3 塑件的重量: =44.410.90g/cm3 =39.97g 该产品广泛用于日常生活当中,市场需求特别大,故该产品应大批量生产。设计该塑件模具要有较高的生产效益,浇注系统要能自动脱模,可采纳侧浇口进胶方式。由于塑件较大,所以考虑到本钱效益,采纳一模两腔的构造。 塑件的总体积: =244.41cm3 =88.82cm3 塑件的总重量: =239.97g
12、=79.94g 选用注塑件最小注塑容积: =111.03cm3 据以上分析,和注射时所需的压力和国内生产现有设备等状况,初选用注塑机为:XS-ZY-125。 额定注射量:125cm3合模力:900KN 注射压力:120Mpa最大开合模行程:300mm 注射行程:115mm动定模固定板尺寸:428458mm 喷嘴前端孔径:4mm喷嘴球半径:SR12mm 注射时间:1.6s注射方式:螺杆式 合模方式:液压-机 第三章注射模的构造设计 注射模构造设计主要包括:分型面的选择,模具型腔数目确实定及型腔的排布方式和冷却系统的设计以及浇口的位置确实定,模具零件的构造设计,推出系统的构造设计等内容。 3.1分
13、型面的合理选择 模具设计中,分型在面的选择是很关键的,它打算了模具构造,应依据分型面选择原则和塑件成型的要求来选择分型面。 该塑件的大体外形为长方形。且外表质量无特别要求。所以根据选择分型面的原则来进展合理的选择,其一原则为:分型面应选择在塑件的形状最大轮廓处,若不采纳则会塑件无法从型腔中脱出;其二有利于留模方式,便于塑件顺当脱模通常分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧,这要有助于动模内设置的推出机构动作,否则在定模内设置推出机构往往增加模具的简单性;其三满意塑件的外观质量要求选择分型面时应避开对塑件的外观质量产生的不利影响,同时需考虑分型面处所产生的飞边是否简单清理修整;其四便于模
14、具加工制造为了便于模具加工制造,就尽量选择平直分型面或易于加工的分型面;还有其它的对排气效果等,一般主要抓住主要冲突,在此前提下确定合理的分型面。以下列图所示为本肥皂盒模具的分型面的方式: 3.2确定塑件的排布方式 本设计塑件的模具采纳一模两腔,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力,以保证塑料熔体的同时匀称地布满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这使得要求型腔与主流道之间距离尽可能最短,同时采纳平衡的流道和合理的浇口尺寸以及匀称的冷却。综合各因素拟取以下列图所示的型腔排布方式: 3.3主流道设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开头,到
15、分流道为止的塑料熔体的流淌道。属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具的一段过渡的流淌长度,因此它的外形和尺寸最先影响着塑料熔体的流淌速度及填充时间,必需使熔体的温度降和压力降最小,且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的力量。所以整套模具中也是一个重要的局部,若其不当则首先影响着塑料的流淌速度及填充时间,大大影响生产效率和产品质量。这主流道有关尺寸确实定是依据于的拟取定的注塑机XS-ZY-125的喷嘴尺寸而定: 喷嘴前端孔径:d0=4mm;喷嘴前端球面半径:R0=12mm。 依据模具主流道与喷嘴的关系: R=R0+(12)mm d=d0+(0.51)mm 取主流道球面半径:R=14mm; 取主流道
16、的小端直径:d=4.5mm。 为了便于将冷凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形。其斜度为26取3 依据主流道大端直径D=d+2LtanL为初定主流道长度为79mm =4.5+279tanmm =8.64mm 另外,主流道在衬套内,而衬套可以作外购,并不需自行生产若购置标准衬套过长可按总装图或零件图所要求尺寸进展截短。关于主流道衬套与定位圈的构造,这里采纳是非整体式,设计成两个零件,然后通过螺钉协作在定模座板上。定模定位圈都可以外购,初选的尺寸为10015mm。 主流道衬套与定位圈的固定形式如下列图所示: 3.4分流道设计 分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流淌通道。它是浇注系统
17、中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前,通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段,因此要求所设计的分流道应能满意良好的压力传递和保持抱负的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道布满型腔,并且流淌过程中压力损失及热量损失尽可能小,能将塑料熔体均衡地安排到各个型腔。分流道的外形及尺寸,应依据塑件的体积,壁厚,外形的简单程度,注射速率,分流道长度等因素确定。本塑件的外形不算简单,熔料填充型腔比拟简单,还依据整体凹模尺寸和型腔排列方式,尽量取短其长度,另外圆形截面的分流道的熔料流淌性,热传性较其它类型为比拟抱负外形,因此分流道采纳圆形截面外形。 经查塑料成型工艺与模具设计表5-3,分流道直径为d=6
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