PS肥皂盒注射模设计论文-肥皂盒.pdf
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1、毕业设计(论文)题目PS肥皂盒注 射模设计 摘要本课题主要是针对肥皂盒的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该 课题从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具 的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的 设计,同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整 个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工 工艺。根据题目设计的主要任务是肥皂盒注塑模具的 设计。也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒塑件产 品,以实现自动化提高产量。针对肥皂盒的具体结构,该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计 表明该模具能达到盒盖的质量和加
2、工工艺要求。AbstractThe main to pics o f this is sco p fo r the die design,thro ugh the techno lo gy o f plastic parts fo r analysis and co mpariso n,the final design o f an injectio n mo ld.The to pics fro m techno lo gy and pro duct mix,the specific structure o f the mo ld,the mo ld fo r casting systems
3、,die fo rming part o f the structure,the ro o f system,co o ling system,the cho ice o f injectio n mo lding machine and check the paramet ers that have det ailed the design,at the same time And a simple preparatio n o f the mo ld o f the pro cess.Thro ugh the entire design pro cess sho wed that the
4、mo ld will achieve the required pieces o f plastic pro cessing techno lo gy.Acco rding to the design o f the subjects main task is to set f ruit injectio n mo ld design.Design is an inject io n mo ld to pro duce sco p lid pieces o f plastic pro ducts in o rder to achieve auto matio n to increase o u
5、t put.Fo r the specific structure o f the fruit plat e,t he die is t he po int o f the o ne type injectio n mo ld surface.Thro ugh the die design that the lid o f the mo ld to achieve the quality and pro cessing requirements.目录第一章绪论1.1 江 苏 省 模 具 工业.1.2 我 国 模 具 行 业 前景.1.3 注塑模 CAE 技术简 介 1.4 模 具 教 育 培
6、训 资源.第二章 塑料成型工艺基础2.1 肥 皂 盒 的 造 型 设计.2.2 肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性.2.3 注射成型原理及工艺特 性 第三章塑件工艺性分析3.1 分析塑件的结构工艺 性 3.2 工 艺 性 分析.3.3 注 塑 机 的 选择.第四章 塑料制件在模具中的位置与浇注系统的 设计4.1 型 腔 数 目 的 确定.4.2 型 腔 的 分布.4.3 分 型 面 的 选择.4.4 普通浇注系统的设 计 第五章成型零部件的结构设计5.1 凹 模 的 结 构 设计.5.2 型 芯 结 构 的 设计.5.3 成型零部件的工作尺寸的计 算 第六章结构零部件的设计6.1 注 射 模 架
7、的 选择.6.2 合模导向机构的设 计 第七章推出机构的设计7.1 推 出 机 构 设 计 原 则 7.2 推 出 机 构 的 选择.7.3 推 出 力 的 计算.7.4 推 杆 的 设计.7.5 推出机构工作原理 图 第八章加热、冷却系统的设计8.1 冷却回路的尺寸确定.8.2 冷 却 回 路 的 布置.第九章主要尺寸的校核9.1 模 具 厚 度 的 校核.9.2 开 模 行 程 的 校核.9.3 注射模具的工作原理装配 图 第 十 章 结 束语.第 十一章 参 考 文献.第一章绪论1.1.江苏省模具工业江苏是我国工业比较发达的省份,以加工工业为 主,是模具需求的集中地区。据不完全统计,江苏
8、省 模具生产厂现有350余家,在职职工23000多人,其中技术人员比例将近1/3o 2003年,全省模具工业 形势良好,模具、模具标淮件等呈现购销两旺势头,全年模具企业模具销售收人超过25亿元。目前,江苏省生产模具、模具标准件、模具材料 及其他模具配件的生产企业和经营网点,以苏南为中 心遍及全省备地,基本上形成了苏南以大型塑料模、压铸模为主;苏中以塑料模、冷冲模为主;苏北以汽 车冲压模为主的生产营销格局。1.2.我国模具行业前景出过国的人都会有一种体会,就是国外的产品比 较精美,特别是日本、德国的产品,大到机械、小到 文具,都给人一种精美绝伦的感觉,好像是一件件做 工精湛的工艺品,这就是模具的
9、功劳。我们要想成为 世界制造业大国,没有先进的模具工业是不行的。在 这方面我们还有很长的路要走,还有很多东西要学。首要的一条是要重视模具行业的发展,不但要有先进 的技术,更要重视模具行业的商品化,让模具行业从 企业中走出来,成为一个具有市场竞争力的新兴行业。模具,是工业生产的基础工艺装备,在电子、汽 车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中,60%-80%的零部件都依靠模具成形,模具质量的高低决定 着产品质量的高低,因此,模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价 值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生 产的工艺水平及科技含量的高低,已成为衡量一个国 家
10、科技与产品制造水平的重要标志,它在很大程度上 决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力,决定 着一个国家制造业的国际竞争力。改革开放以来,我国模具工业发展迅猛。1996 至2001年间,我国模具工业的产值年平均增长14%左右。目前,全国共有模具生产厂点1.7万个,从业 人员50多万人。2001年全国模具工业总产值达300 亿元人民币,我国模具年产值已位居世界第四。我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的 进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一 个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表,已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制 造技术的多工位级进模的覆盖面,已从电机、电器铁
11、芯片模具,扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热 片等家电零件模具。在大型塑料模具方面,已能生产 48英寸电视的塑壳模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑 料模具,以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精 密塑料模具方面,已能生产照相机塑料模具、多型腔 小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸 模方面,国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽 车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具,例如子午线 轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等,也都达到了较高的水平,并可替代进口模具。但是,我国模具工业无论是在数量还是质量上,与工业发达 国家存在着很大的差距,满足不了工业发展的需要,目前国内市场的满足率仅在
12、70%左右。我国大部分模具是企业自产自用,真正作为商品 流通的模具仅占1/3o所产模具基本上以中低档为主,一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具,在技术 上无法与发达国家相比,生产能力也远远不能满足国 民经济发展的需要。近五年来,我国平均每年进口模 具8.14亿美元,2001年进口模具11.12亿美元(出口 模具仅1.88亿美元),这还不包括随进口设备和生产 线作为附件带来的模具。根据海关统计,近几年进出 口相抵,我国已成为世界上最大的模具进口国。我国模具产品的结构很不合理。我国模具产品结 构中冲压模具约占50%,塑料模具约占34%,压铸 模具约占6%,其它各类模具约占10%;发达国家对 发展
13、塑料模普遍比较重视,塑料模所占比例一般在4 0%左右;大型、精密、长寿命模具所占比例为50%以上,而我国仅为25%左右;我国主要模具生产能力 集中在各主机厂的模具分厂(或车间)内,所产模具商 品化率很低,模具自产自销比例高达60%-70%,而 国外70%以上是商品模具;即使是专业模具厂,我国 也大多数是“大而全”“小而全”,国外则大多是“小而专”“小而精”,生产效率和经济效益俱佳。国内外模具的质量水平不可同日而语,开发能力 和经济效益仍有差距。发达国家一个模具职工平均创 造产值15万-20万美元,我国只有4万-5万元人民 币。国外企业大都有一定利润,而我国模具企业大多 是微利甚至亏损。据统计,
14、2001年我国大陆制造工业 对模具的市场需求量约为400亿元,今后几年仍将以 每年10%以上的速度增长。大型、精密、复杂、长寿 命模具需求的增长还将远远超过每年10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场 的一半左右。预计到2005年汽车年产量将达320万 辆,保有量将达到3000万辆。这将需要各种塑料制 件36万吨,而目前的生产能力仅为20多万吨,发展 空间十分广阔。家用电器,如彩电、冰箱、洗衣机、空调等,在国内的市场也很大。目前,我国彩电年产 量已超过3200万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产 量均超过了 1000万台。“十五”期间家电市场预计年增 辐将超过10%,家电行业的发展
15、对模具的需求量将会 很大。其他发展较快的行业,如电子、通讯和建筑材 料等行业对模具的需求,都将对中国模具工业和技术 的发展产生巨大的推动作用。另外,从国际市场来看,目前世界模具市场仍然是 供不应求。近几年,世界模具市场总量一直保持在6 00亿-650亿美元之间。美、日、法、瑞等国每年出 口模具约占其本国模具总产值的1/3,我国模具的出 口量还不到总产值的5%,我国模具出口可以发展的 空间非常广阔。根据国内和国际模具市场的发展状况,有关专家预测,未来我国的模具经过行业结构调整后,将呈现十大发展趋势:一是模具日趋大型化;二是模 具的精度将越来越高;三是多功能复合模具将进一步 发展;四是热流道模具在
16、塑料模具中的比重将逐渐提 高;五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具 将有较大发展;六是模具标准化和模具标准件的应用 将日渐广泛;七是快速经济模具的前景十分广阔;八 是压铸模的比例将不断提高,同时对压铸模的寿命和 复杂程度也将提出越来越高的要求;九是塑料模具的 比例将不断增大;十是模具技术含量将不断提高,中 高档模具比例将不断增大,这也是产品结构调整所导 致的模具市场未来走势的变化。1.3注塑模CAE技术简介随着计算机技术的发展,对各种塑料成型过程的 模拟成为塑料加工业研究的热点,主要是利用高分子 物理学、流变学、传热学和计算机图形学等理论,对 塑料成型过程进行模拟,研究加工条件的变化规律
17、,预测塑件设计、模具设计和成型条件对塑件结构和性 能的影响,从而优化模具设计和成型条件、降低成本、提高生产效率和产品质量。注塑模CAE技术是利用计 算机塑料注射成型过程个阶段进行定性和定量的描 述,从而在模具制造前发现并改正设计弊端。目前注塑模CAE技术的研究工作主要集中在流 动模拟、冷却模拟、以及压实和翘曲等方面。(1)注塑模流动充模过程模拟分析流动充填模拟分析一般包括浇道系统分析和型腔 充填分析。浇道系统分析的目的是确定合理的流道尺 寸、布置以及最佳的浇口数量、位置和形状;型腔充 填分析的主要目的是为了得到合理的型腔形状及最佳 的注射压力、注射速率等参数。(2)注塑模冷却系统模拟分析注塑模
18、冷却系统的设计直接影响着注塑模生产效 率和塑件质量,冷却系统的冷却效果决定着冷却时间,而模具的冷却时间约占整个注塑循环周期的2/3。一 个完善的冷却系统能显著地减少冷却时间,从而提高 注塑生产效率。塑件的变形和内部残余热应力常常是 由于冷却不均匀而产生的。利用CAE技术进行分析,可获得经济的冷却时间、合理的冷却管道尺寸和布置,使塑件尽可能的均匀冷却。注塑模CAE操作过程,大致上分为三部分:(1)前处理建立有限元模型(FEM),将流道、浇口及型腔建成 有限元网格。设定成型树脂、模具材料、注塑机规格及冷却液种类 等。设定成型条件,包括注射压力、注射速度、冷却速度 等。2)分析填充分析:可以模拟树脂
19、从注入型腔开始到充满型腔 的填充过程。保压分析:可以模拟充入型腔的树脂在保压过程中的 状态。冷却分析:可以模拟模具在冷却过程中的温度变化状 4 o冷却变形分析:根据保压分析取得的树脂收缩及冷却 分析取得的模具温度变化状态,分析注塑制品脱模后 可能产生的翘曲变形状况。3)后处理各种分析结果如型腔中树脂在填充过程中的流动 前锋、树脂压力分布、模具的温度分布、熔接线位置 及气穴位置等均可以用彩色图、x-y图文字或数字方 式表不O1.4.模具教育培训资源要提高模具质量,就需要有一支高素质的模具职 工队伍,这是振兴模具工业的百年大计。全省现拥有 南京航空航天大学、江苏大学、南京理工大学等一大 批国家重点
20、院校从事模具专业技术人才的教育培训工 作,可以培训从模具操作到硕士学位的初、中、高级 模具专业技术人才。第二章塑料成型工艺基础2.1.肥皂盒的造型设计其图形如图21与22所示:5*1512U124图21肥皂盒工程图图22肥皂盒三维图肥皂盒在我们的生活中非常的普遍,几乎每家都 要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒,形状各异,有些是把肥皂盒做成水果造型,有些是动植物造型,来吸引顾客的目光,以引发人们的购买欲。此次设计 的肥皂盒的结构较简单,主要是在肥皂盒的底部打孔,这样可以让积累在里面的水自然流出,省去人工进行 操作了。也可以提高肥皂的使用寿命。优点是:结构简单,提高肥皂的使用寿命;缺点是:有可能使
21、水流在卧室,不能保证房间的整洁性。在开 模时需保证塑件留在型腔上,用推杆顶出。关键词:复位机构,脱模机构,浇口,2.2.肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性2.2.1 聚苯乙烯的流动性聚苯乙烯是有苯乙烯的单体聚合而成的高聚物,属于无定型塑料,具有良好的透明性、耐热、耐光以 及良好的电绝缘性能,加工流动性好。聚苯乙烯的流动性好,容易成型,由于聚苯乙烯 熔体粘度对剪切速率和温度都比较敏感,所以在注射 中,无论是增大注射压力或升高机筒温度都会使熔体 粘度下降,均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的,其中提高机筒温度效果更明显。制品壁厚对流动性也 有一定的影响,PS熔体的最大流动长度与壁厚之比为 200:1所
22、以壁厚一般在1.04.0之间选取。2.2.2 聚苯乙烯的成型流动收缩性PS为非结晶型聚合物,成型收缩率较低,通常为 0.5%0.8%,提高注射压力对降低成型收缩率是有 利的,但注射速度不宜过高,否则模腔内的空气难以 及时排出,还会使制件表面不光滑,透明度低,冲击 强度降下降,同时较大的剪切力还会导致制品的内应 力增加,因此对聚苯乙烯来说在不发生波纹、熔接痕 等缺陷的前提下应尽可能采用较低的注射速度。2.2.3 聚苯乙烯的工艺特性聚苯乙烯的着色性能优良,能染成各种鲜艳的色 彩。聚苯乙烯能耐碱、硫酸、磷酸、10%30%的盐 酸、稀醋酸及其他有机酸,但不能耐硝酸及氧化剂的 作用,对谁、汽油、植物油及
23、各种盐溶液也有足够的 耐蚀能力。它是无色无味无毒的第三大塑料品种。它 的吸水性较好,所以加工前不需要干燥处理。2.3.注射成型原理及工艺特性注塑模亦称注射模,其成型原理是将塑料从注塑 机的料斗送进加热的料筒中,经过加热熔化呈流动状 态后,在柱塞和螺杆的推动下,熔融塑料被压缩并向 前移动,进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温 度较低的闭合模腔之中,充满型腔的熔料在受压的情 况下,经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状,然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一 个周期的生产过程。通常,一个成型周期从几秒钟到 几分钟不等,时间的长短取决于塑件的大小、形状和 厚度、模具的结构、注射机的类型及塑
24、料的品种和成 型工艺条件等因素。注射成型是热塑性材料成型的一种重要方法,它具有 成型周期短、能一次成型形状复杂的、尺寸精确、带 有金属或非金属嵌件的塑料制件。注射成型的生产率 高、易实现生产自动化。注射成型的缺点是所用的注 射设备价格高,注射模具的结构复杂,生产成本高,生产周期长,不适合于单件小批量的生产,除了热塑 性塑料外,一些流动好的热固性塑料也可用注射方法 成型,其原因是这种方法生产率高,产品质量稳定。第三章塑件工艺性分析3.1.分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等,整体结构较简单,精度要求相 对较低,再结合其材料性能,故选一般精度等级:五 级。塑件工艺参数:成型时间:注射时间:0s3s
25、模具温度:20 60保压时间:15s40s喷嘴温度:180 190冷却时间:15s30s 保压压力:30 40Mp总周期:40s90s 注射压力:60 100Mp结论:由分析可确定为注射成型的模具3.2.工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采 用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上,而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型 腔的侧面或推杆的端部注入型腔,因而塑件外表面不 受损伤,不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美 观效果。3.3.注射机的选择按照图1塑件所示尺寸近似计塑件体积:V心26cm3塑件质量:M=26x1.035 g=26.91g选用注射机为国产的注射机
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