JX063榨汁机设计
JX063榨汁机设计,jx063,榨汁机,设计
毕业设计(论文)任务书课题名称 榨汁机设计 论文期限 3月 26日起 6月 5日止设计接收单位 学生姓名 王 殿 钧 学 号 05 所学专业 机械设备及自动化 指导教师 邵永录 吉林工业职业技术学院二年 月 日(一) 课题来源、意义与主要内容:课题来源:模具设计与加工Master cam 9.0实例详解意 义:通过设计,熟练掌握榨汁机设计和制造的过程。通过对榨汁机的设计和制造提高对模具的应用与知识。这样对我们的走向社会有很大的帮助。主要内容:榨汁机的内、外结构设计和制造(二) 目的要求和主要技术指标目的:训练自己的动手和实践能力,给了我们理论联系实践的机会。 (三) 进度计划5天 发放设计任务书、布置设计任务、设计资料搜集、3天 确定设计方案10天 榨汁机模型的建立6天 榨汁机模型的装配4天 打印设计文本、答辩,成绩评定(四) 主要文献、资料和参考书:1 屈华昌著.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社,2002:P42-2312 唐志玉、李德群、徐佩弦著.塑料模具设计师指南.国防工业出版社,P1999:P41-8263 丁闻著.实用塑料成型模具设计手册.第1版.西安交通大学出版社,1999:P48-2104 申开智.塑料成型模具(第二版)M.中国轻工业出版社,20025 单岩等. Moldflow模具分析技术基础M.北京:清华大学出版社,20046 许鹤峰,陈言秋.注塑模具设计要点与图例M.化学工业出版社,19997 宋满仓,黄银国,赵丹阳.注塑模具设计与制造实践M机械工业出版社,20038 俞芙芳.新编简明塑料模具实用手册M.福州,福建科学技术出版社,20069 冯炳尧、韩泰荣、蒋文森著.模具设计与制造简明手册.第二版.上海科学技术出版社,1998:P472-495 (五) 审批意见:专业负责人: 系主任: 2007年 月 日 2007年 月 日(六) 学生意见:学生签名: 2007年 月 日(七) 课题变动情况:专业负责人: 2007年 月 日(八) 注 意 事 项:1. 本任务书一式三份。(一)、(二)、(三)、(四)在学生毕业前第二学期期末由指导教师认真填写,经专业负责人审查报系主任批准后,一份留系备查,一份由指导教师保存,一份下达给学生。2. 学生应在导师指导下,根据本任务书的要求具体制定实施计划,并积极完成任务。3. 课题内容如有变动,需经所属系或接受单位负责人同意。 毕 业 论 文 鼠标设计学生:王春超导师:邵永录系别:机电工程系专业:机械设备及自动化班级:机械5031班答辩日期:2007年6月吉林工业职业技术学院论文前 言本设计分为两部分,一部分是对榨汁机的结构设计,一部分是对榨汁机模具设计。所以本设计分两个阶段完成,第一阶段结构设计大概要一个月的时间;第二阶段模具设计大概要两个月的时间。首先,根据榨汁机的结构特点进行分析计算,其中包括尺寸的计算及测量,根据各部件的形状确定部件的摆位,以次进行结构设计。设计出来的形状力求使用,结构简单,外形美观。同时设计的时候还要考虑加工制造的可能性。因为滴注仪是用注塑模注塑成型的,所以在设计时应考虑设计的形状能注塑的可能性。其次,根据设计出来的形状,对其进行模具设计,在进行模具设计时,根据塑件的形状并结合手册循序渐进的进行模具设计。这次模具设计是对以前所学知识的一次实践。由于我没有实践经验所以很多东西都要依靠手册。包括数据的选取和工艺性的确定。模具设计包括浇注系统、冷却系统及动、定个部分的结构的设计。在近四个月的设计中,为了更好地完成任务,多次去图书管查阅资料,上网了解塑料模具的特点及发展形式,感谢老师对我们的关怀和指导,感谢同学们的帮助。我这次设计的完成得益于老师的悉心指导和与同学们的交流。由于本人水平有限,缺乏实践经验,所以在设计中难免产生不足和错误,请各位老师指正。摘要本毕业设计分为两个部分,第一部分为榨汁机的结构设计;第二部分是榨汁机的模具设计。进行结构设计要考虑塑件的形状、功能和美观性要求。对塑件上的孔、凸台等进行尺寸计算,根据计算结果对上盖和下盖上的各个部分尺寸和形状进行布置。使设计的结构能满足使用要求。模具设计部分对象结构比较复杂。应用Pro/ENGINEER2001和AUTOCAD2000进行设计,大大提高了设计的质量和效率。本设计结合了结构设计和模具设计,在进行结构设计的时候要考虑模具设计的可能性,每一部分都不能单独进行。关键词:结构设计;模具设计;注塑模;Pro/E。ABSTRACTThis graduation design contains two sections,the first section is configuration design of instillation instrument wireless-control mainframe and the second is about the mold design of the instillation instrument wireless-control mainframes bottom cover. When making design for the instillation instrument wireless-control mainframe, we should think over the shape 、the function and the artistic of the plastic parts. calculate the sizes of those holes and flanges. On the basis of the result we can lay out every parts of the upper cover and bottom cover in good size and shape. Which will fulfil quality requirements. The part of mold design is just for the instillation instrument wireless-control mainframes bottom cover and includes pin-point gate, lateral core-pulling and the construction is very complex. Using PRO/ENGINEER2001 and AutoCAD2000 can improve the quantity and efficiency of mold design. The design combined the configuration design and mold design. View in whole, when making configuration design we should take the mold design in our mind. No one of them can be ignored.Keywords: configuration design; mold design; injection mold;Pro/E.不要删除行尾的分节符,此行不会被打印58- -吉林工业职业技术学院论文目录前 言I摘要IIABSTRACTIII第1章 文献综述11.1 模具及其在材料加工工业中的重要地位11.2 国内外塑料摸具技术现状及发展趋势21.3 塑件的结构设计61.3.1 功能结构设计61.3.2 工艺结构设计71.3.3 造型结构设计71.3.4 塑件尺寸、精度及表面粗糙度81.4 Pro/ENGINEER软件的集成制造技术9第2章 榨汁机的结构设计112.1 塑件材料的选择112.2 pvc的性能和成型特点112.3 塑料制件的结构工艺性142.3.1 脱模斜度142.3.2 尺寸公差和精度152.3.3 表面粗糙度152.3.4 壁厚152.3.5 圆角162.3.6 孔的设计162.3.7 凸台的设计172.4 结构设计方案182.4.1 用PRO/E设计滴注仪的上盖部分182.4.2 用PRO/E设计滴注仪的下盖部分23第3章 榨汁机的模具设计243.1 榨汁机的选择及型腔数目的确定243.1.1 塑件的质量体积分析及Pvc的注射工艺性243.1.2 型腔数目的确定253.1.3 注塑机的选择253.2 分型面的选择273.3 排气系统的设计283.4 浇注系统设计283.4.1 主流道部分设计283.4.2 冷料穴设计293.4.3 分流道设计303.4.4 浇口设计313.4.5 定位圈和浇口套的选择333.5 凹模型腔侧壁厚度与底板厚度的计算343.5.1 凹模侧壁厚度的计算343.5.2 底板厚度的计算343.6 模架的选取353.6.1 定位销的选择373.7 脱模机构的设计373.7.1 脱模方案的选择373.7.2 脱模力的计算和推杆数目的选择383.7.3 推杆的稳定性计算393.8 复位杆设计403.9 导柱与导套的选择413.10 推出机构的导向433.11 侧向分型与抽芯机构的设计443.11.1 侧向分型与抽芯机构的选定443.11.2 抽芯距的确定与抽芯力的计算453.11.3 滑块定位装置的设计453.12 吊环螺钉的设计463.13 温度调节系统的设计463.13.1 温度调节系统分析463.13.2 冷却面积计算473.13.3 冷却系统设计48第4章 模具调试514.1 模具调试514.2 注射机的选用524.3 模具的安装524.4 成型工艺条件的拟定54结论55致 谢56参考文献57吉林工业职业技术学院论文第1章 文献综述1.1 模具及其在材料加工工业中的重要地位人类在劳动中学会了制造工具和使用工具,人们正是利用工具创造了巨大的精神文明和物质文明,生产工具三发展和不断改进代表着人类社会的进步,而模具是人类社会发展到一定程度所产生的一种先进的生产工具,人们用它制造了成千上万种生活用品和生产用品。在近代工业中模具工业以成为工业发展的基础。国民经济中一些重大的工业部门,如机械、电子、冶金、交通、建筑、轻工、食品等行业都大量地使用着各种各样的模具,它已成为这些工业发展的支柱和脊梁。例如一部汽车,其构成零件的90%以上都是通过模具来成型的。95%以上的塑料制品也是通过模具来成型的。在今天,绝大多数新产品的开发和、生产、升级换代首当其冲的就是模具的开发、更新、换代。因此,在近代工业中模具工业已成为工业发展的基础。模具工业已纳入国家基础工业的范畴。 应该看到,并不时所有的模具都是最先进的,模具有不同的档次和高低不等的水平,又原始的低水平的模具,也有高效率、自动化、用计算机进行操作控制的模具。模具水平的高低影响着生产效率的高低,同时还直接决定了所生产制品质量水平的高低。一个国家模具总体水平三优劣也反映了一个国家工业化水平的高低。 用模具成型制品与采用机床分布加工生产制品的方法相比具有以下优点。(1)生产效率高。于采用多台机床多个工序的机械加工相比生产同一个制品采用模具能一次成型,生产效率可以三机械加工效率的几倍、几十倍或上百倍。因此它特别适合也大批量、高速度地生产各种制品。(2)用模具成型的制品质量高。这是因为用模具成型制品三一致性好,即在精密的成型条件下,制品的尺寸精度和形位精度都比较高,互换性良好,另一方面在一定条件下用模具哟用成型真皮的物理力学性能比机械加工的更好,例如玻璃纤维增强塑料制品如采用机械加工的方法成型,玻璃纤维会被切断,而且大量得暴露的制品的表面,不但外观难看,而且影响使用性能,而且模具通过注射或压制成型的增强塑料制品,制品表面光滑,不但外观好,性能也好。(3)用模具成型制品原料材料的利用率高。用机械加工的方法,毛坯的40%或更多都回在加工中成为废屑,废屑即使回收再加工,也只能降低使用,或者只能放弃。采用模具成型是少废料、少无切削的方法,可大大节约原材料,节省能源。(4)正是由于上述原因,用模具成型的制品比用别的方法获得的制品成本低,经济效益好。由于生产效率高,可大大节省机时费,由于废料少可节省材料费。(5)用模具成型操作简便。由于制品的形状,尺寸、公差都是通过模具和成型机械老保证的,无须人为控制,因此生产操作简便,生产工人不需要都是很高文化程度和操作技术水平 综上所述,模具已成为当代工业生产中的重要手段,特别适用于各类产品的制造和生产,传统的用机械加工等方法自由成型的零件,很多都逐渐改成了永模具成型,如自由锻改成了模锻、切削成型零件改成了压铸成型零件等,可以认为模具成型是成型是成型工业发展的一个方向。模具可以按成型材料种类的不同而分为不同的种类,如金属成型模具(最常见有冲压模、锻压模、铸造模、压铸模)、陶瓷成型模具、玻璃成型模具、塑料成型模具等。 模具在世界各国国民经济中扮演着十分重要的角色,美、日等先进工业国家近十年来模具生产和出口的增长率都超过其机床生产和出口的增长率。实际上无论是机械产品、家用电器、汽车、飞机、轻工产品的质量都在相当程度上依赖模具工业,没有高水平的模具工业就没有高水平的机电工业,产品的革新首先是模具的革新,产品水平的高低在很大程度上取决于其成型摸具水平的高低。世界各国分别制定了扶植摸具工业的政策。1989年中国国务院颁布了当前产业政策要点的决定,把摸具工业列为机电工业中技术改造序列的第一位,生产基本建设序列的第二位(第一位是大型发输电设备),这就确定了摸具工业在我国国民经济中的重要地位。这说明政府部门非常重视我国摸具工业的振兴和发展。1.2 国内外塑料摸具技术现状及发展趋势 塑料制品的质量和生产效率与塑料摸具的技术水平关系十分密切。摸具的结构、型腔的精度、表面粗糙度、分型面位置、脱模方式对塑件的尺寸精度、形位精度、外观质量影响很大。摸具的温度控制、充模速度、浇口位置、排气槽大小对塑件内分子取向、结晶形态等凝聚态结构以及由它们决定的力学性能、残余应力水平、光学、电学性能以及气泡、凹陷、烧焦、冷疤、银纹等各种制品缺陷有重要的关系。 摸具的脱摸机构和抽芯机构的驱动方式、动作繁简、运动速度、冷却快慢对成型效率有决定性的影响。 从摸具制造的角度出发,要求模具零件经久耐用,它的加工工艺性能好,选材合理,制造容易,造价低廉。由于模具的制造费用十分昂贵它的成本对产品的价格影响很大。综上所述可以看出,对于一副模具的要求是多方面的,在各种产品的制造行业,人们对上述各个方面都进行了深入的研究,使模具的产量和水平发展十分的迅速,高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例不短增大。从 模具设计和制造两方面来看,模具发展趋势可归纳为以下几个方面。(1)高速、高效自动化模具 现在的塑料成型模具基本上都能实现自动脱出产品、自动脱出浇注系统、自动坠落,大型制品或不能自动坠落的制品则采用机械手或机器人取出制品,对有侧型芯或带螺纹的制品多采用自动抽侧型芯或自动旋出螺纹型芯的结构。采用热流道模具的结构由于不需要脱出浇注系统使模具更容易实现全自动操作,为了缩短成型周期,注射模具采用各种高效冷却结构,典型的有热管冷却、逻辑密封冷却等,必须强调的是高效自动化的模具必须配合以高速运动全自动操作的成型设备,同时采用先进合理的工艺条件,才能稳定的提高产品质量,提高生产效率,降低生产成本。(2)高精密注射模具 能否生产出高精密的塑件取决于模具、机器、原料、工艺、环境五大因素影响,只有当成型机械精度高、工艺稳定、环境不变,原料收缩率小,特别是模具精度高时,才能生产出高精度的塑件。普通塑件的精度很难达到金属切屑零件的TI8或TI7级精度要求,特别是大型制件,但在某些特殊的使用场合有必须采用精密塑件,这时就不得不采用精密注射成型模具。(3)大型塑件模具 随着塑件制品应用的日益扩大,在建筑、机械、汽车、仪器、仪表、家用电器上采用了许多大型塑件制品,如汽车保险杠,洗衣机桶,大周转箱,甚至汽车车体,这就相应的需要大型模具,特别是大型注塑模具。大型注塑模具物料流程长,弹性变形大,自重大,目前最重以达60吨,因此它是设计、安装、使用都有特殊之处。例如高压下型腔壁的弹性变形很容易超差,应进行仔细的校核计算。(4)计算机技术于模具技术的完美结合 模具计算机辅助设计、辅助工程是20世纪70年代迅速发展起来的,到80年代已进入实用化。不同软件可分别用于挤塑、注塑、压制、压铸、中空等模具的设计和对模具结构产品质量进行分析。它由计算机硬件和专用软件组成。CAD软件的主要功能是几何造型技术,采用Pro/E、UG等软件将制品图形立体地、精确的显示了屏幕上,完成制件设计的绘图工作,对制品或模具进行力学分析,而过程软件中充模流动软件可模拟熔体在模体的流动和熔接痕形成大等过程,冷却分析软件可模拟熔体冷却凝固过程和在模内温度的变化,使温度分布尽可能均匀,并提高冷却效率。计算机能大量储存和方便地查找各种设计数据和标准件的图形,并能绘制出模具的零件图和装配图,使设计质量提高,设计速度加快许多倍(3)模具制造新工艺的进展 塑料模具制造中最困难的部分莫过于型腔特别是异形复杂型腔的切屑加工。按传统方式进行机械加工费时费工,且难以保证质量。为缩短制模周期,提高模具精度,减少钳工等手工操作工作量,采用各种坐标机床、仿形机床,光控机床和数控机床等。特别是尽年来发展起来的计算机辅制造使模具制造技术取得了突破性的发展,它采用计算机程序来控制数字机床的刀具和工件运动轨迹和加工程序,来完成模具型腔的加工过程。数控机床有加工中心、数控铣床、数控车床等。采用注射模CAM后,模具的质量大大的提高,而且成本降低了10%30%加工周期缩短了20%50%。电加工技术的进步给塑料模具型腔加工带来了巨大方便,特别是对高硬度、高强度的 制造的型腔可在淬火后直接加工,最常见的电加工技术有电火花、线切割、电强化、电抛光等。用计算机程序控制电火化加工是一项正在发展的高效率、高精度型腔加工的新技术,估计它将取代很大一部分型腔的继续切屑加工的工作量。将模具的计算机辅助设计、辅助工程和辅助制造连成一体的设计和制造系统是在模具型腔结构和尺寸经CAE软件优化后,将用CAD系统建造的型腔几何模型直接生成型腔加工的数控程序单,并指挥相关机床完成型腔的数控加工。采用CAD/CAMCAE技术可以使模具型腔达到0。0001%的重复和0.002%的准确性。(6)简易制模工艺的研究 为了及时的更新产品的花色品种,降低成本和适应小批量产品的要求,开展了简易制模工艺的研究。其所用的材料有木材、石膏、陶瓷、塑料等非金属,也有铸钢、铜金属、铝合金、易熔合金。制模方法有浇铸、喷涂交联固化等。例如采用锌合金浇铸制模,以铝粉、细钢丝等填充增强的环氧树脂制模,聚氨酯弹性体制模,这些模具虽然精度较差,寿命不长,但制模周期短,成本低,有一定的适用范围。(7)目击标准化 目前发达国家模具标准化程度达到模具加工工作量的30%以上,并有完善的标准系列,包括零件标准和模架标准,国标标准化组织已制定了国标模具系列标准,标准件品种多,规格全,质量高,而且均以商品化。近年来我过模具标准化工作有了很大进展,基本上配齐了各种主要模具类别的零件标准。在塑料模具方面有塑料注塑模零件标准、塑料注塑模零件技术条件、塑料注塑模模架标准、塑料注塑模技术条件等,其中零件标准包括模板、垫块、推杆、导柱、导套等十余种零件,现以有不少专业厂成套生产标准模架,成批生产各种标准模具零件,并作为商品出售。对于顶杆、导柱等常用模具的标准零件已深入人心,由于采用它即节省时间、金钱、又提高了质量,目前厂家非常乐于采用,而大小模具的标准模架人们已习惯向有关厂家订购,然后再进行型腔、型芯等的加工。模具标准化为塑料模具设计和制造都带来了极大的方便,由于标准件可直接购买,因此模具设计制造者只需精心设计和加工型腔,这使得塑料模具的设计和制造周期大为缩短,成本降低,质量得到保证,当前我国模具标准化程度还不高,尚需大力推广,充实完善,扩大模具标准件新系列。(8)特种塑料成型模具的研制 例如随着成型工艺不断发展而出现的气体辅助注塑成型模具、低发泡制品注塑模具、反应注塑成型模具、多层多腔注塑模具、多色注塑模具以及低发泡挤出机头、多层复合机头等。此外在模具制造上采用特殊的模具专用钢材,采用特殊的表面处理技术如离子注入、物理沉积、喷镀、刷镀等提高模具的使用寿命,表面花纹加工新技术可提高塑件外观质量等。1.3 塑件的结构设计1.3.1 功能结构设计塑件设计的核心问题,是要保证其使用功能要求。在充分分析塑件使用功能的基础上确定塑件的整体结构、各组成部分几何形状、尺寸、材质和外观要求及强度等。塑件的结构,应在满足其功能要求的前提下,力求简单、明快、可靠。因为简单的塑件结构容易满足其功能要求,达到经济、适用、安全的目的。在设计塑件时,应当了解它是单独使用,还是与其它零件组合起来使用,在使用过程中它的主要功能和辅助功能是什么。如果它是与其它零件组合起来使用,那么它的哪些部分、结构形状、尺寸受其它零件制约、不可变动,哪些部分可通过直观判断、试验后加以修正。塑件各部分的强度可以通过选材、合理地分配材料、必要的强度和刚度计算、模拟或实用实验等方法予以确认。根据使用要求不同,在设计某些塑件时还要计算容积、重量、伸长,决定某些几何参数,有的塑件要采用金属嵌件,如齿轮、轴承一类塑件。为了提高刚度,例如对于玻璃纤维增强的塑件,应尽量不设计成平面而设计成曲面,恰当地利用筋、皱折、凸起部、夹层结构和有方向性的玻璃纤维基材。为了保证更好地发挥塑件的功能作用,例如在设计仪表壳体、仪表板件等时,要考虑到在其上要安装与运转操作、 情报传达、安全警报、娱乐快适应等有关的各种零件,因此在设计板面零件布局时要考虑操作者的视认性、操作性和安全性等。1.3.2 工艺结构设计再塑件功能结构设计的基础上,为实现加工制造的可能性和简捷性,必须进行工艺结构设计。因此,在设计塑件时,要选择合适的材料,以保证在使用过程中的可靠性及加工过程中的可行性,用以确定成型方法及成型工艺对塑件提出的工艺结构要求。塑件工艺结构设计的主要内容如下:塑件内外侧壁应有恰当的脱模斜度,内外表面结合处,即角隅处,加强筋端部和根部等以及所有能允许设计圆角的地方均应设计成圆角。塑件壁厚要均匀,加强筋、凸台、支撑面、边缘、底部形状的设计要保证其强度,利于其成型和脱模。金属嵌件要满足塑件使用功能要求,与塑件连接牢固性要求,成型时便与在模具中装固,成型后容易从模具中脱出。塑件表面的花纹、图案、文字、符号等的设计要考虑成型与脱模、使用中的损伤、模具加工等问题。此外处于塑件外形轮廓最大部分得分型线痕迹,不影响其工作特性及表观质量。因此在塑件工艺结构设计时,要充分了解其在使用中的机能,又要熟悉材料的性能特点,成型工艺过程及特点。只有正确的工艺结构设计,才能保证塑件顺利成型、脱模,确保塑件质量,避免塑件在成型中出现裂纹、凹陷、气孔、银纹、疏松、污斑等一系列成型缺陷,增强塑件的使用中的可靠性及持久性。除以上所述外,还应对塑件的焊接、铆接、电镀、涂装、印刷、压花、机械加工等后续工序加以考虑,并在塑件结构设计上采取相应的措施,借以保证这些加工的顺利进行,并确保加工质量。1.3.3 造型结构设计工业制品的结构设计,是一门技术与艺术相结合的多元交叉科学。塑件制品种类繁多,有像光盘、磁带、薄膜、人造革、电影胶片、编织带、地毯、地板等一类平面状制品;有像餐具、玩具、家用电器、仪表等立体状制品,还有塑料花、仿大理石、仿玉石制品,仿生制品等艺术品。对于这些制品,都要通过外部造型设计加以装饰美化。因为人们通常都是在满足功能要求下,总是喜欢购置外形美观的制品。塑件造型设计系指按照美的法则,如对比与调合、概括与简单、对称与平衡,安定与轻巧、尺寸与比例、主从、比拟、联想等对塑件外观形状、图案、色彩及其相互的结合进行设计,通过视觉给人以美的感觉。对于单独使用的塑件或壳体制品,一定要认真的进行造型设计,以满足其使用机能要求,是现代制品设计的根本目的,满足人的心理需要是制品使用功能设计的根本依据。“实用、经济、美观”是制品造型设计的基本原则。在造型设计中还要体现环境、时代的要求,正确地使用水平线、垂直线、弧线等所形成的几何构型、比例尺度、起伏、棱角、机理、色彩等,使人们在使用塑件时有一种美的享受,同时又能保证使用者在使用它时感到方便、安全、可靠、舒适。1.3.4 塑件尺寸、精度及表面粗糙度1.尺寸 塑件尺寸的大小取决于塑件的流动性.流动性差,塑件不可过大,以免不能充满型腔或形成熔接痕,影响塑件外观和强度,此外成型设备,模具尺寸及脱模距离等也会影响塑件的大小。2.精度 影响塑件精度的因素很多,除与模具制造精度和模具磨损有关外,还与塑料收缩率的波动、成型时工艺条件有关,所以素件的尺寸精度一般不高。3.壁厚 塑件的壁厚主要取决于塑件的使用要求,但壁厚的大小对塑件的成型影响很大。壁厚过小,成型时流动阻力大,难以充型;壁厚过大则浪费材料,还易产生气泡,缩孔等缺陷,因此必须合理选择塑性壁厚。同一塑件壁厚应尽可能一致,否则会因冷却或固化速度不均而产生内应力,影响塑件的使用。4.孔的设计 a.通孔:通孔设计时深度不能太大,压缩成形时应注意,通孔深度应不超过孔径的3.75倍。b.盲孔:盲孔只能用一端固定的型芯来成形,因此其深度浅于通孔。注射成形或压注成形时,孔深不超过孔径的4倍。压缩成形时,平行于压制方向的孔深一般不超过直径的2.5倍,垂直于压制方向的孔深不超过直径的2倍。直径小于1.5mm的孔或深度太大(大于以上值)的孔最好采用成形后机械加工的方法获得。c.异形孔:当塑件为异形孔(斜孔或复杂形孔)时,常常采用拼合的方法成形,这样可以避免侧向抽芯。1.4 Pro/ENGINEER软件的集成制造技术模具CAD/CAE/CAM系统的集成关键是建立单一的图形数据库、在CAD、CAE、CAM,各单元之间实现数据的自动传递与转换,使CAM、CAE阶段完全吸收CAD阶段的三维图形,减少中间建模的时间和误差;借助计算机对模具性能、模具结构、加工精度、金属液体在模具中的流动情况及模具工作过程中的温度分布情况等进行反复修改和优化,将问题发现于正式生产前,大大缩短制模具时间,提高模具加工精度。Pro/ENGINEER 软件采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术,具备概念设计、基础设计和详细设计的功能,为模具的集成制造提供了优良的平台。Pro/ENGINEER的并行工程技术在模具中应用 模具是面向定单式的生产方式,属于单性生产,制造过程复杂,要求交货时间短。如果利用CAD、CAM单元技术制造模具,制造精度低、周期长,为了解决上述难题,我们将并行工程技术引入到模具制造过程中。所谓并行工程是设计工程师在进行产品三维零件设计时就考虑模具的成型工艺、影响模具寿命的因素,并进行校对、检查,预先发现设计过程的错误。在初步确立产品的三维模型后,设计、制造及辅助分析部门的多位工程师同时进行模具结构设计、工程详图设计、模具性能辅助分析及数控机床加工指令的编程,而且每一个工程师对产品所做的修改可自动反映到其他工程师那里,大大缩短设计、数控编程的时间。在实际生产过程中,应用Pro/ENGINEER软件,将原来模具结构设计模具型腔、型芯二维设计工艺准备模具型腔、型芯设计三维造型数控加工指令编程数控加工的串行工艺路线改为由不同的工程师同时进行设计、工艺准备的并行路线,不但提高了模具的制造精度,而且能缩短设计、数控编程时间达40%以上。要实施并行工程关键要实现零件三维图形数据共享,使每个工程师使用的图形数据是绝对相同,并使每个工程师所做的修改自动反映到其他有关的工程师那里,保证数据的唯一性和可靠性。Pro/ENGINEER软件具有的单一数据库、参数化实体特征造型技术为实现并行工程提供了可靠的技术保证。第2章 榨汁机的结构设计2.1 塑件材料的选择塑料的选择主要考虑材料成型后的强度以及注塑过程中塑料的流动性。pvc在工业上应用很广泛,工业上很多塑料结构件都使用ABS,如鼠标、显示器、仪表盘等外壳都使用ABS,ABS能满足强度要求,并且注塑性能也相当好。所以榨汁机可以选用ABS。2.2 pvc的性能和成型特点PVC=Polyvinyl chloride polymer, 中文称作聚氯乙烯。聚氯乙烯的最大特点是阻燃,因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体,例如二恶英。它稳定;不易被酸、碱腐蚀;对热比较耐受。正是由于其防火耐热作用,聚氯乙烯被广泛用于电线外皮和光纤外皮。此外也常被制成手套、某些食物的保鲜纸。聚氯乙稀具有原料丰富(石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气)、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点,现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂,占世界合成树脂总消费量的29%。聚氯乙烯容易加工,可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品,也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。化学性能: 比重:1.38克/立方厘米 成型收缩率:0.6-1.5% 成型温度:160-190特点:力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低. 适于制作薄板,电线电缆绝缘层,密封件等.成型特性: 1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬. 2.由于其腐蚀性和流动性特点,最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂。3.极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小. 4.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热.聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化剂制成。历史:1912年,德国人Fritz Klatte合成了PVC,并在德国申请了专利,但是在专利过期前没有能够开发出合适的产品。1926年,美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon合成了PVC并在美国申请了专利安全/危害:PVC内一些添加剂和增塑剂可能渗出。 软玩具PVC 被做成婴孩玩具许多年, 人们开始关注孩子嘴嚼这些软塑玩具有添加剂渗出。 (乙烯基IV 袋子被使用在出生加护病房并且被显示了渗出DEHP (Bis(2-ethylhexyl) 邻苯二甲酸酯), 邻苯二甲酸酯添加剂。 PET水樽也有渗出) 在2006 年1月, 欧洲共同体下了一个禁令:在玩具里禁用六种类型邻苯二甲酸酯软化剂(参见2005/84/EC 指引) 。 在美国越来越多公司为这年龄组制造PVC 玩具自愿停用PVC 或停用邻苯二甲酸酯。 美国粮食药物管理局建议制造者考虑在敏感患者譬如出生不满一月的婴儿的设备里禁用DEHP。但是, 供选择的软化剂未被测试确定是否他们是更不安全。 其它乙烯基产品, 包括汽车内部、淋浴胶帘、铺地板物料等, 也释放化学气体入空气。一些研究表明, 这添加剂也许令健康问题复杂化, 但需要进一步研究。 根据一些医疗研究, PVC 增塑剂也许导致慢性病:譬如硬皮病、胆管癌(cholangiocarcinoma)、angiosarcoma、脑癌和acrosteolysis 。 2004年, 一个联合瑞典丹麦研究小组发现了常用在PVC的邻苯二甲酸盐DEHP 和BBzP,和儿童过敏有一个非常强的关系 。环境保护者小组Greenpeace 绿色和平主张全球性逐步淘汰PVC 因为从PVC垃圾的焚化产生戴奥辛(=Dioxin二恶英)即是,二恶英是乙烯基氯(PVC)的副产物。乙烯基氯是戴奥辛的来源, 戴奥辛是一种高度毒性物质,可能导致癌症和其它病症。戴奥辛是一个全球性健康威胁:因为他们在环境能大范围散布并无法消散。 即使接触非常少戴奥辛, 戴奥辛与免疫系统受压、生育问题、各种各样的癌症, 和内分泌病有关系。 根据一个由英国企业ICI化学和高分子制品有限公司1994年提供的报告: 根据1989年发表的一篇文献, 这些oxychlorination 反应 使用做乙烯基氯和一些氯化的溶剂 会引起polychlorinated dibenzodioxins (PCDDs)和dibenzofurans (PCDFs) 。反应包括所有成份和条件必要形成PCDD/PCDFs. 它难看出怎样这些情况能被修改以便防止PCDD/PCDF 形成而没有严重削弱过程被设计的反应。 换句话说, 戴奥辛是生产PVC 难免的后果。 经各地焚秽炉、锅炉、污水处理系统由乙烯基氯产生戴奥辛; 在vinyl resins里也有少少戴奥辛.实际上所有燃烧也很易形成戴奥辛。有氯、有机化合物、催化剂和高热,就有戴奥辛的形成。 为这个在燃烧过程PVC 是一个氯的来源。2.3 塑料制件的结构工艺性2.3.1 脱模斜度为了便于塑料件从模腔中脱出,防止在脱模过程中出现由于脱模阻力过大,塑件被顶裂、变形和擦伤,塑件废品率增加、质量下降的现象。在平行于脱模方向的塑件表面上,必须设有一定的斜度,此斜度称为脱模斜度。斜度与塑料的种类和塑件的高度有关,并且为了使塑件留在凸模或凹模上,塑件内表面和外表面的的斜度值也有差异,塑件高度不大时,通常小于4可以不设脱模斜度,对于高度小于4的结构都不设脱模斜度。Pvc塑件外表面的脱模斜度一般为401o 30,外表面为301o。所以,取内外表面的脱模斜度为1o。2.3.2 尺寸公差和精度塑件的尺寸精度是指所获得的塑件与产品图纸中尺寸的符合程度。即所获得塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素很多,首先是模具的制造精度和模具的磨损程度,其次是模具的收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化和模具结构形状等。因此,塑件的尺寸精度往往不高,应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。由塑料模设计手册可查得,Pvc建议采用的精度为高精度3级,一般精度4级,低精度5级。考虑到滴注仪的使用对精度的要求不太高,所以各个地方均选择4级精度。公差值的选择见模具设计部分。2.3.3 表面粗糙度塑件间的表面粗糙度一般取Ra0.80.2um之间,在设计时应考虑到下盖的美观性,同时兼顾经济性要求。为满足美观性要求,塑件的外表面要求比较光滑,取Ra0.4um;为了降低成本,内表面可以取稍大的表面粗糙值,取Ra0.5um。2.3.4 壁厚塑件的壁厚是重要的结构要素,是设计时必须考虑的问题之一。塑件壁太薄,刚度差,在脱模、使用、装配中会发生变形,影响塑件的使用和装配的准确性,塑件壁太薄,还会造成模腔通道狭窄、流动阻力大。热塑性材料的壁厚一般取24,榨汁机基本尺寸为30028030,属于中等件,可取其壁厚值为2.5。2.3.5 圆角在塑件的角隅处,即内外表面的交接转接处,加强筋的顶端及根部等处都应设计成圆角。而且圆角的半径不应小于0.5。凡能设计成圆角的地方均设计成圆角。有一系列好处,在塑件成型时溶料流动阻力小,有利于改善流动充模特性。其结果可以防止因塑料收缩而导致的塑料变形,或者因钝角而引起的应力集中,使塑件的强度增大。模具使用寿命延长,塑件外形也因圆弧过渡而显得更为美观。同时,与塑料相对应的模具成型零件在热处理是不易裂口,强度大为增加。2.3.6 孔的设计基于各种各样的功能要求,塑件上常常需要设置各种各样的孔眼。塑件上的孔有简单的孔、复杂的孔、盲孔、光孔、螺纹孔,还有竖向的孔和侧向的孔。设计孔时应满足塑件的使用要求,使孔的形状、位置要有利于塑件成型,同时还要保证塑件有足够的使用强度。注射法成型塑件,孔的长度与孔直径的比值为:通孔到4为止,盲孔应在4以下为妥。能成型孔的深度、直径及最小孔边厚度。成型盲孔的型芯是一端固定的,就好似受均匀载荷作用的悬臂梁一样,可按公式2-1计算。 (21)式中 h 孔深(); d 孔直径(); 型芯允许变形();. Pc 注射压力(通常取40MPa); E 弹性模量(钢材为2.1105 MPa);对于直径为560的圆柱孔,计算其最大许可成型深度时,允许变量取=0.040.06。该公适用于圆柱型孔或锥度不大的孔。塑件上的通孔,其最大许可成型深度可由式2-2计算。 (22)设计孔时,应注意以下问题:(1) 在一般情况下应把孔设置在塑件强度较大处。必要时可采取一些增厚措施。(2) 为了确保塑件的使用强度,应使孔间、孔与边壁间、孔的端部至塑件表面要有足够的塑料层厚度。本设计中,大部分的孔是作为螺纹用孔,后加工工序还要有螺纹成型。经计算,塑件上所有的孔均满足要求。2.3.7 凸台的设计凸台是塑件上用来增强孔或供装配附件用的凸起部分,本塑件上凸台用来装配部件,都为圆形。当凸台处于平面或远离壁面时,应用加强筋加强,以提高强度,并使塑件成形容易。加强筋的厚度意不超过其所在壁厚的80%为好。因为凸台高度都不大,所以不需要设置加强筋。设计凸台时,应尽量使凸台的尺寸小些。不要因为设置凸台而使塑件壁厚过分悬殊。2.4 结构设计方案2.4.1 用PRO/E设计滴注仪的上盖部分创建的model tree 如下所示: 图2-1 上盖目录树榨汁机内支架分模的基本设计步骤步骤应用的功能说明完成结果1【选取零件】选取分模零件,确定父特征和零件布局2【收缩率】【工件大小】根据pvc材料的收缩率,设置分模零件的收缩率值;设置模具型心,型腔的尺寸3【创建分型面】【分割模具体积块】通过设置分型面,分割滑块体积块4【创建分型面】【分割模具体积块】创建型腔,型心分型面和体积块5【创建分型面】【分割模具体积块】创建镶件分型面及体积块6【创建模具元件】【铸模】创建型心,型腔,镶块模具元件。以型腔型心尺寸模拟注塑,产生塑件7【模具开口】定义型腔,型心,镶块,塑件的距离榨汁机内支架调入模架的基本设计步骤、应用功能说明完成结果1【新建】【添加组件】新建模架窗口,调入型腔,型心部分2【准备】【定义模具组件】调入模架,系统将自动添加模板,导柱等组件3【创建切口】【流道】设计流道和拉料杆4【滑块】设计滑块机构5【添加组件】创建定距拉杆6【水线】设计定模和动模冷却系统7【顶杆】【装配元件】【螺钉】设计定杆和螺钉8【装配元件】装配全套模架元件2.4.2 用PRO/E设计滴注仪的下盖部分创建的model tree 如下所示: 图2-2 下盖目录树第3章 榨汁机的模具设计3.1 榨汁机的选择及型腔数目的确定3.1.1 塑件的质量体积分析及Pvc的注射工艺性塑件的体积大小:通过Pro/E分析,可知体积为199652.8610 mm3 200.6533,Pvc的密度为1.02g/3,所以质量为202.366 g。料桶温度的正确选择关系到塑料的塑化质量,其原则是能保证顺利的注射成型而又不引起塑料的局部降解。塑料的加工温度有注射机料筒来控制的。料筒的末端最高温度应高于塑料的流动温度(或熔融温度),但低于塑料的分解温度。Pvc流动性好,易于成型。熔融温度为217237oC,热分解温度为250oC以上。熔融温度与分解温度比较接近,选择料筒温度为200230oC,为了防止流涎现象,喷嘴温度稍低于料筒温度取150180oC。注射时,需在80900oC预干燥5小时以上,注射温度为200230 oC,注射成型过程中,冷却介质用水,模温越低,冷却速度太快,熔体温度降低越迅速,造成熔体粘度增大,注射压力损失,引起充模不足,反之,则有利于提高制品表面质量,但制品生产率大大降低,综合以上两点,取模具温度为6070oC。表3.1 Pvc注射工艺参数注射机类型螺杆式模具温度(oC)6070螺杆转速(r/min)3060注射压力(MPa)7090喷嘴形式直通式保压力(MPa)5070喷嘴温度(oC)180190注射时间(s)35料桶前段温度(oC)200210保压时间(s)1530料桶中段温度(oC)210230冷却时间(s)1530料桶后段温度(oC)180200成型周期(s)40703.1.2 型腔数目的确定在设计实践中,有先确定注射机的型号,再根据所选用的注射机的技术规范及塑件的技术经济要求,计算能够选取的型腔数目,也有根据经验先确定型腔数目的,然后根据生产条件,如注射机的有关技术规范等进行校核计算,看所选得型腔数目是否满足要求。由于塑件尺寸较大,单个塑件体积为185.653cm3 ,并且结构较复杂,还有一个侧抽芯机构,所以设计时,可以首先确定腔数为单型腔。3.1.3 注塑机的选择根据塑件体积为200.6533,并且塑件的大小为30028030,选择注射机为XS-ZY-500,为螺杆式。表3.2 XS-ZY-500的技术规范额定注射量(cm3)500最大成型面积(cm2)1000螺杆直径()65最大开(合)模行程()500注射压力(MPa)145模具最大厚度()450注射行程()200模具最小厚度()300螺杆转数(r/min)20、25、32、38、42、50、63、80动定模固定板尺寸()700850合模力(kN)3500拉杆空间()540440喷嘴孔直径(), 5喷嘴圆弧半径()18(1)锁模力的校核锁模力是指注射机合模机构在工作过程中对模具所能施加的最大夹紧力。在选用注射机时,要对其合模机构进行校核。通常可用下列公式进行: (31)式中 P ,1 单个塑件在模具分型面上的投影面积;A 2 浇注系统在模具分型面上的投影面积;N 型腔数量;p 塑料熔体对型腔的成型压力;F 锁模力。(2)注射容量校核模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关,设计模具时,应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内,根据生产经验,注射机的最大注射量是其允许最大注射量(额定注射量)的80,由此有: (32)塑件的体积为185.653 cm3,加上浇注系统凝料的体积大约为245 cm3,远远小于注射机的额定注射量为500 cm3,满足需求。(3) 最大注射压力的校核注射压力是指在螺杆头部产生的熔体压强,注射压力过低会导致型腔压力不足,熔体不能顺利充满型腔;反之,注射压力过大,不仅会造成制品溢料,甚至系统过载。螺式注射机Pvc注射压力一般是70100MPa,取80Mpa。注射机注射压力为145 MPa,满足要求。(4) 模具厚度的校核 本注射机所允许的最小厚度和最大厚度分别为300和450,所选模架的闭合高度为448,满足要求。(5) 开模行程校核所选注射机的最大开模行程为500,模具结构为斜导柱侧抽芯的双分型面注射模,其开模距为: (33)式中 H 1 脱模距离(); H 2 包括浇注系统在内的塑件高度(); A 取出浇注系统凝料所必需的长度();所以,开模行程大概为300600,满足要求。3.2 分型面的选择将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,这些可以分离部分的接触表面分开时能取出塑件及浇注系统凝料,当成型时又必须接触封闭,这样的接触表面成为模具的分型面,本例为点浇口,应该用三版式结构。选择双分型面。图 3-1 分型面的结构 B分型面的分型距离为150,A分型面的分型距离为60。3.3 排气系统的设计本设计中塑件的边长较长,分型面与塑件结合的地方较多,因此,可以利用分型面的间隙配合进行排气。同时,在本结构中有28根推杆。也利用推杆与凸模之间的间隙进行排气,同时,侧抽芯机构也可以排气,所以可以不必要单独设计排气槽。3.4 浇注系统设计3.4.1 主流道部分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始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道。属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具的一段过渡的流动长度,因此它的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间,必须使塑料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”位置的能力。主流道垂直于分型面。主流道长度一般按模板厚度确定,但为减小充模时的压力降和减小物料损耗,以短为好,中小模具控制在50以内,在出现过长主流道时,可将主流道衬套挖出深凹坑,让喷嘴深入模具。本题取L为50。由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,所以在注射模中主流道部分常设成可拆卸更换的主流道衬套。为了拆卸更换方便,模具的定位圈常与主流道衬套分开设计,主流道衬套如图3-2所示:图 3-2 主流道结构各部分尺寸如下:G54-S200/400注射机喷嘴孔直径为6,喷嘴圆弧半径为20。d 主流道小短直径d=5+1=6 ;R 主流道球面半径R a =18/2+2=11 ;R a表面粗糙度 R a0.8um ;a 主流道锥角a=5o ;L 主流道长度L=36 ;r 主流道出口端圆角r=D/8=0.95 ;h 球面配合高度 h=3 ; 主流道大端直径D=d+2Ltg(a/2)=8.3 ;3.4.2 冷料穴设计 冷料穴是用一个井穴将主流道延长以接收冷料,防止冷料进入浇注系统的流道和型腔,把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流到对面的动模板上(亦即塑料流动的转向处),其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些,深度约为直径的12倍,最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。本设计中,冷料穴和分流道均开设在中间板上,主流道的大端直径D为8.53,所以冷料穴的直径可以取9,深度可以取10。同时在分流道的末端也应设置冷料穴,冷料穴的截面形状和分流道的形状相吻合,为梯形截面,长度为10。图 3-3 冷料穴结构3.4.3 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道。分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料有主流道流入型腔前,通过截面积的变化及流向变换一伙的平稳流态的过渡段。因此要求所设计的分流道能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔,并且流动过程中压力损失和热量损失尽可能小,能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 (34) B=0.27 (35) 式中 梯形的大底边宽度(); 流经分流道的塑件的质量(), 该分流道的长度(); 梯形的高度(); a 侧边与垂直分型面的夹角,取5o15o,此处取12o。分流道的形状设计成梯形截面,如图3-4:图 3-4 分流道结构3.4.4 浇口设计浇口又称进料口,是连接分流道与型腔的通道,除直接浇口外,它是浇注系统中介面积最小的部分,但却是浇注系统的关键部分,浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。通常浇口可分为大浇口和小浇口两类,前者也称非限制性浇口,系指直接浇口;后者也称限制性浇口和内浇,常用的有侧浇口,点浇口等。小浇口最适合于填充薄壁和壁厚均匀的型腔,它能有效的防止制品发生
收藏