家用拖布配件注塑模具设计
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西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)开题报告题目:家用拖布配件注塑模具设计学 院 信息与工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 B160206 姓 名 段 仁 智 学 号 B16020601 导 师 刘 星 茹 2019年11月19日 1 毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)1.1题目背景、研究意义随着中国当前的经济形势的日趋好转,在“实现中华名族的伟大复兴”口号的指引下,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,我国对模具工业的发展也十分重视,本设计题目设计目标均为工程实际零件,通过对塑料件的实体测绘,完成基本参数的采集,然后运用塑料模具设计塑料成型工艺等知识,利用CAD等软件完成模具结构的设计,并进行相关的计算,本设计旨在锻炼学生在技术应用能力上达到培养目标的基本要求,在塑料成型工艺与塑料模具设计方面得到全面提高。通过这次毕业设计,预期达到以下目的;(1)加深对塑料的组成及性能的了解。(2)了解塑料成型的基本原理,学会正确分析成型工艺对模具的要求。(3)掌握一类成型模具的结构特点及设计方法。(4)具有初步分析,解决模具现场技术问题的能力。注塑成型是一门实践性很强的学问,若想对它融会贯通,还需要长期的生产实践经验。在毕业设计中,需要对大学四年以来学过的知识进行综合应用,即可以加深对已学知识理解,有可以从中发现不足同时,也可以加强创新以及动手能力的培养,加强独立分析和解决问题的能力,因此,本次家用拖布配件注塑模具的设计有非常重要的现实意义。1.2国内外相关研究情况塑料是当今极具活力的一门产业。塑料是现代主要的工业结构材料之一,广泛应用汽车,宇航,电子通信,仪器仪表,文体用品,化工,纺织,医药卫生,建筑五金等各个领域。至2004年,我国塑料制件的年产量已突破25001万吨。展望21世纪,高分子合成材料将进入质的飞跃发展时期。从2003年我国模具进口的海关统计资料可知,塑料模具占了模具进口量的57%,而注射成型模具在整个塑料模具中占据了很大的比例。注射成型模具设计的好坏,决定着塑料成型制件的质量优势及成品率高低,也就是说,是否能加工出优质价廉的塑料制件,在很大程度上要靠注塑成型模具设计的合理性和先进行来保证。现代塑料制件的生产中,合理的注塑成型工艺,先进的注塑成型模具及高精度,高效率的注塑设备室当代塑料成型加工中必不可少的三个重要因素。尤其是注塑模具对完成塑料加工工艺要求,塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用,高效的,全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其效果,产生的生产和更新都是以模具制造和创新为前提的。我国注塑模具产品水平自2004年以来也取得了长足的进步。在大型注塑模具方面,可以生产1219mm电视机的塑料外壳模具,6.5kg大容量洗衣机洗衣桶的模具以及汽车保险杠,整体仪表板等塑料模具,在精密注塑模具方面,已能生产照相机塑料模具,多型腔中模具齿轮模具等。这也显示了目前我国注塑模技术已经达到了较高水平。并在国民经济中发挥越来越重要的作用。现在考察某个国家的科学与生产技术水平,塑料的生产与应用情况是重要标志之一。塑料的加工与应用和塑料工业发展的快慢,对国家科技与生产,以及国民经济的发展的巨大影响是不言而喻的。随着现代化技术的迅速发展,人们生存在“塑料世界”中,注塑模在国民经济过程中将处于十分重要的地位。我国塑料模具工业起步晚,底子薄,与工业发达国家相比存在很大差距但在国家产业政策与之相配套的一系列国家经济政策的支持和改革开放方针引导下,我国注塑模得到迅速发展,高效率,自动化,大型,微型,精密,无流道,气体辅助,高寿命模具在整个模具产量中所占的比例越来越大。总体上来看注塑模具发展趋势,注塑成型模具正加深理论研究,加速推进标准化进程,扩大研究各种特殊架构注塑模具,全面推广CAD/CAE.CAM,进一步加强快速原型制造技术。2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1本课题研究的主要内容图1 零件三维图图2 零件二维图2.2研究方案在拟定研究方案之前需要对塑件简单分析这样才能分析出合适的方案,对塑件进行分析,该塑件细长壳类零件,长300mm,壁厚不均匀,对塑件进行分析,塑件结构不简单,在一段对称分布着多处圆柱凸台,一端的侧凹是本次设计成型的难点和重点,由于成型方向与分型面垂直,所以无法顺利脱模,所以要借助侧抽芯机构脱模。该塑料产品是家用拖布配件,由于该类产品承受外力的几率很高,摩擦等情况比较多;考虑其实际工作环境,要具备安全无毒,化学稳定性高,不易分解等特点和价格低廉的要求,作为承重物件在一定的高度掉下或过载时,不会出现裂纹甚至断裂,这就意味着家用拖布配件所使用的材料要有一定的机械强度,同时考虑原材料价格要低廉,故最后决定选择ABS材料进行注塑生产。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。化学名称(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料),英文名称为Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic。 塑料ABS无毒、无味,外观呈象牙色半透明,或透明颗粒或粉状,有优良的力学性能,其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用;塑料ABS的耐磨性优良,尺寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。 塑料ABS的热变形温度为93118,制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性,可在-40100的温度范围内使用。ABS的电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大多数环境下使用。ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代烃中,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易产生降解;于户外半年后,冲击强度下降一半。ABS注塑模工艺条件:成型前的准备。对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验,由于ABS吸水性较大,成型前应进行充分干燥。序号方案类别方案一方案二方案三1型腔布局一模一腔一模两腔一模两腔2浇注系统点浇口侧浇口潜伏式浇口3抽芯机构斜推杆斜导柱滑块斜导柱滑块4推出系统推板推杆推杆5冷却系数无冷却带冷却带冷却6分型面位置塑件下表面塑件上表面塑件上表面以下是对各个方案的优缺点进行分析,选取分型面时一般应遵循以下几项基本原则: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) 尽量塑件外表面有模具凹模成型:6) 尽可能将抽芯机构设置在动模上针对此塑件结构,此类扁平状产品,分型面通常选在最大轮廓处,如果冒然只取上表面作为分型面的话,圆柱小凸台陷在型芯里,会无法脱模。除非采用抽芯机构,这样就增加了模具设计的成本。由于不是平整面需要设计阶梯分型面的,所以在设计分型面的时候,需要沿着两种凸台中心位置线以及上表面构建分型面。构建起来比较复杂,但是实物表面有明显分型线的痕迹,所以就沿着痕迹位置构建分型面,如图所示图3 分型面由于是大批量成产,一模一腔效率比较低,采用一模多腔比较好,塑件比较长,属于大体积塑件,因为侧凹的存在,后期需要布置侧抽芯机构,所以采用一模两腔的型腔布置比较好。由实物肉眼可以判断,塑件表面质量要求不太高,采用一模多腔常用的侧浇口即可。最常用的一种浇口形式,一般适用于多型腔模具,因此生产率很高,截面形状简单,加工方便,能对浇口尺寸进行精细加工,表面粗糙度值小。 由于截面尺寸小,因此去除浇口容易,痕迹小,制品无熔合线,质量好。对于外部的侧凹,属于外侧抽采用斜导柱+滑块最为合适。斜推杆无法这种侧凹。推出机构采用推杆推出,壳体部质量要求不高,下表面有足够空间来布置顶杆,所以采用顶杆顶出方式。综合以上分析拟定采用方案二。2.3研究方法或措施本设计题目是工程实际零件,通过运用塑料模具设计、注塑模具设计等知识,利用Pro/E,CAD等软件完成模具结构的设计,并进行相关的校核计算,完成包括注塑机的选择、选材的选择热处理、制造工艺规程、可行性分析等工作。本设计旨在锻炼我们在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求,在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高,并受到模具设计工程师的基本训练。3 本课题研究的重点及难点,前期已开展工作 本课题研究的重点是模具总体结构的设计优化选择,实现内侧抽芯动作及脱模过程,以及对模具结构进行三维剖析输出开合模具结构图。难点在于型芯机构的设计、脱模过程和总体方案的优化选择,以及模具三维结构剖析和开合模具图输出。本设计介绍了注射成型的基本原理,特别是单分型面注射模具的结构于工作原理,对注塑产品提出了基本的设计原则:通过对绕流板支架工艺的正确分析,设计了一副一模两腔的塑料模具。详细地叙述了模具成型零件包括前模板,前模仁,后模板,后模仁,后模镶件,斜导柱,滑块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过程,综合地处理好产品外观要求与浇口位置及脱模方式之间的问题,并对试模与产品缺陷作了介绍。4 完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)12周:熟悉课题,了解注塑生产过程,绘制塑件3D图,翻译外文资料;34周:确定模具类型及结构,绘制模具结构草图,准备开题答辩;510周:对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算,并运用Pro/E辅助设计完成部分模具零件,准备中期答辩;1114周:运用Pro/E完成模具整体结构3D图,完成模具零件的选材、工艺规程的编制、装配图及零件图的 绘制等工作;15周:对所有图纸进行校核,编写设计说明书,所有资料提请指导教师检查,准备毕业答辩。指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见)指导教师: 年 月 日 所在系审查意见: 系主管领导: 年 月 日参考文献1 曲昌华.塑料成型工艺与模具设计.北京:高等教育出版社,2008.2 朱光力.万金保.塑料模具设计(第二版).北京:清华大学出版社,2007.3 张维合.塑料模具设计使用教程.北京:化学工业出版社,2007.4 齐卫东.塑料模具设计与制造.北京:高等教出出版社,2005.5 马金骏.塑料模具设计M.北京:轻工业出版社,1984.6 蒋昌华.塑料成型工艺.北京:北京理工大学出版社,2010.7 申树以主编.塑料模具设计.北京:机械工业出版社,1999.8 卢亚萍主编.塑料成型工艺与模具设计.北京:清华大学出版社,2010.9 陈志刚主编.塑料模具设计.北京:机械工业出版社,2002.10 成都科技大学等合编.塑料成型模具.北京:中国轻工业出版社,1990.11 徐佩弦.塑料件的设计.北京:中国轻工业出版社,2001.12 翁其金主编.塑料模塑工艺与塑料模设计.北京:机械工业出版社,1998.13 付宏生,刘京华.注塑制品与注塑模具设计.化学工业出版社,2003,7.14 李秦蕊主编.塑料模具设计.西北工业大学出版社,1988,12.15 林德宽,冯少如.塑料制件成型工艺及设备M.北京:国防工业出版社,1980.16 Hyatt,I.S,J.W.Improvement in Processes and Apparatus for Manufacturing Pyro-xYline,U.S.Patent No.133.229,(1872).17 Buchholz,H.Proess of Making Molded Articles,U.S.Patent No.1,810,126,(1931).18 Beck,H.Kuststoffe(1961),51,62.
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