厨房家用削皮器塑料模具毕业设计说明书论文.docx
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厨房家用削皮器塑料模具毕业设计说明书论文
毕业设计(论文)
题目:
厨房家用削皮器注塑模模具设计
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
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所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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学位论文原创性声明
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日期:
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日期:
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注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
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2.论文字数要求:
理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:
任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写
2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
厨房家用削皮器注塑模模具设计
摘要:
厨房家用削皮器是当今社会日常中必不可少的厨房家用工具。
厨房家用削皮器的外观造型很多,市面上不断出现着各种款式,因此厨房家用削皮器制品模具成为最常见的研究课题。
本课题所采用产品塑件材料为高频特种热塑性塑料ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),材料收缩率仅0.4%~0.7%。
我们通过分析和研究,参照有关的技术文献,选定材料和有关技术参数,运用AutoCAD、Proe和UG等软件设计出这款厨房家用削皮器的模具。
该产品塑件尺寸较小,形状不规则,采用顶针推出塑件。
该模具采用一出二腔模具结构,采用两板模进胶模式。
关键词:
ABS注射模一模二腔产品塑件
Abstract:
Domestickitchenpeelerisanindispensabletoolintoday'ssociety,daily.Domestickitchenpeelerhavealotofshellmoldingonthemarket,avarietyofstylesofproductscontinuetoemerge,Domestickitchenpeelerbecomethemostcommonresearchsubject.Productmaterialishigh-frequencyspecialthermoplasticABS(acrylonitrile-butadiene-styrenecopolymer),havingshrinkagerateofonly0.4%~0.7%,intheresearch.Throughtheanalysisandresearch,accordingtotherelatedtechnicaldocuments,selectingmaterialsandrelevanttechnicalparameters,usingAutoCAD,ProeandUGsoftware,wedesignthemoldofthedomestickitchenpeeler.Theplasticproductsaresmallinsizeandirregularshape,weusethethimbletopushtheplasticparts.Themoldhastwocavity,andusethesidegatetoinjectPlasticcementingwithTwoplatemold.
Keywords:
ABSinjectionmoldamoldwithtwocavityplasticproduct
第一章前言
在现代化的生产当中,模具是用来生产各种大批量产品和日用生活品的重要工艺装备,它以其特定的形状经过一定的方式方法使原料成型。
由于模具成型具有质量好、产量多、省材料和成本低等特点,现如今已经在国民经济各个部门得到应用,特别是汽车、航天航空、机械制造、家用电器、仪器仪表和石油化工以及轻工日用品等部门。
因为模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备,因此模具生产的最终产品的价值是模具自身价值的几十倍、上百倍,所以说国民经济的基础工业是模具工业,模具的生产技术水平的高低,无形之中已经变成衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。
由于塑料模具工业快速发展,我国今后塑料模具的发展速度必将大于模具工业总体的发展速度。
塑料模具生产在向着规模化和现代化发展的同时,更加专业和精度高是一个必然的发展趋势。
从技术层次上来说,是为了满足用户对模具制造的“精度高”、“质量好”、“交货期短”、“价格低”的要求。
[1]
我们需要通过对塑件材料、质量、体积的分析与计算,合理的选用注塑机型号,并对注塑机各个参数进行校核,设计出一副经济,合理,适用的塑料注塑模具。
我国的模具标准化程度与国外相比较,还有一定的差距,国外通常为七成到八成,而我国只有三成左右。
假如可以广泛应用模具标准件,将会缩短模具设计制造周期四分之一以上,而且可减少由于使用者自制模具件而导致的工时浪费。
应用计算机辅助绘图技术设计模具已经较为普遍,推广和使用模具标准件,能够在一定程度上实现部分资源的共享,这将会大大减少模具设计的工作量和工作时间,对于发展计算机辅助绘图技术、提高模具的精密度有着重要的意义。
第二章塑件成形工艺性分析
2.1塑件的分析
2.1.1塑件
如图1所示:
图中尺寸为削皮器塑件实际测量尺寸。
图1削皮器塑件产品图
2.1.2塑件的结构及成形工艺性分析
(1)结构分析如下:
该塑件是厨房家用塑料削皮器,外形为圆弧状薄壁不规则体,制件表面有三个通孔,制件的前端中间内部两侧各有安装削皮器金属刀片的圆销状卡位,所以在模具设计和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工艺以保证塑件精度。
由于该塑件为小型薄壁件,为保证在顶出塑件时不在产品显眼处留下痕迹影响美观,所以在塑件底面腹部用8根顶针同时顶出塑件,见图2。
图2塑件顶出示意图
(2)成型工艺分析如下:
由于该塑件产品的外表面要求平整、光洁、美观棱角清晰,所以将分型面设置在塑件产品的侧面中间处,具体见下一章节分型面的分析。
精度等级:
采用高精度MT2级;
脱模斜度:
该塑料件长度为110mm,宽度为61.4mm,厚度为9.92mm,虽然由于原料在注射时流动性比较好,但是型腔和型芯与塑件接触面积较大,顶针顶出塑件需要克服塑件与型腔和型芯之间的摩擦力较大,因此,塑件脱模斜度为1°。
(3)塑件的成型工艺参数确定的三大要素:
温度、压力和时间。
温度:
注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。
料筒温度:
料筒温度的选择应保证塑料塑化良好顺利注射,而不会引起塑料分解
喷嘴温度:
料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。
料筒和喷嘴温度对成型条件及塑件的物理力学性能影响十分显著。
模具温度:
模具温度对塑件的内在性能和表现质量有很大影响。
模具温度根据塑件是否结晶、塑件的尺寸和结构要求等确定的。
压力:
注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种,它们都直接影响塑
料的塑化和塑件的质量。
塑化压力:
注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计、塑件质量的要求以及塑件的种类等的不同而异。
注射压力:
注射压力的大小取决于注射成型机的类型、模具结构、塑件壁厚、塑件种类和注射成型工艺等。
时间:
一次注射成型周期包括注射时间(充模时间和保压时间)、闭模冷却时间.
生产中充模时间为3~5s。
注射时间中的保压时间所占比例较大,约为20~
120s。
在浇口处熔料凝结之前,保压时间的长短对塑件尺寸精度有直接影响,而浇口处凝结之后则无影响。
保压时间以塑件的收缩波动范围最小的时间为准。
冷却时间取决于塑件厚度,塑件的热性能和结晶性能,以及模具温度。
冷却时间约为30~120s。
冷却时间过长会对复杂塑件造成脱模困难。
温度、压力和时间。
这三大成型工艺控制因素都需要根据塑料品种、塑件壁厚和形状以及模具结构来选定。
[2]
2.2塑件材料的确定
考虑到厨房家用削皮器的工作条件,是在日常生活中使用,且与人们的饮食卫生有关,因此必须要无毒,无臭,无味的材料制成。
又由于是用手触摸使用,必须耐酸、稳定性要好;硬度、耐磨性、抗拉强度要高,综合的机械性能要好。
拥有这些条件的塑料一般第一考虑:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(英文名称:
AcrylonitrileButadieneStyrene,称:
ABS)。
2.3塑件材料的性能分析
2.3.1使用性能
综合性能良好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。
适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、家用塑料制品件、传动零件和电讯结构零件。
2.3.2成型性能
(1)无定性料,流动性中等,比聚苯乙烯、AS差,但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好,溢边值为0.04毫米左右。
(2)吸湿性强,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。
(3)成型时宜取高料温、高模温,但料温过高易分解(分解温度为≧250℃)。
2.3.3ABS的主要性能指标
ABS塑料主要的性能指标:
密度(g.cm-3)1.02-1.14
收缩率%0.3~0.8
熔点℃130~160
热变形温度45N/cm65~98
弯曲强度Mpa80
拉伸强度MPa35~49
拉伸弹性模量GPa1.8
弯曲弹性模量Gpa1.4
压缩强度Mpa18~39
缺口冲击强度kJ/㎡11~20
硬度HRR62~86[3]
2.4塑件的脱模斜度
2.4.1脱模斜度的意义和影响
通常情况下塑件在冷却后会产生一定的收缩,会产生包紧力,该力作用在凸模或者成型的型芯上;也可粘附作用,塑件是紧贴在凹模的型腔内或包在型芯上。
为了容易脱模,还要防止塑件表面在脱模时刮伤和擦毛,在设计的时候塑件表面沿脱模方向一般具有合理的脱模斜度。
2.4.2脱模斜度的确定
根据“塑件常用的脱模斜度[4]”中推荐ABS材料的脱模斜度为:
凹模(型腔)25′~45′
凸模(型芯)20′~45′
本设计中采用1°的拔模斜度,这样从外表面到内表面,模具的脱模斜度基本正常,能保证正常的脱模斜度要求
2.5分型面的设计
2.5.1分型面的选择原则
模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面成为分型面。
分型面是决定模具结构形式的重要因素,并且直接影响着塑料熔体的流动、充填性能及塑件的脱模。
分型面的选择受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度,及塑件在模具内的成型位置、脱模方法、浇口的形式及位置、模具类型、模具排气、模具制造及其成型设备结构因素的影响。
本次设计,分型面的选择考虑七个方面:
(1)分型面应设置在塑件外形最大轮廓处,便于脱模,否则塑件无法取出。
(2)考虑塑件的外观,使得分型面产生的飞边易于清除且不影响塑件的外观。
(3)分型面的选择应保证塑件的尺寸精度要求。
(4)有利于防止溢料,考虑飞边在塑件上的位置。
(5)分型面选择应考虑排气效果,所以应尽量设置在塑件熔体充满的末端处,这样分型面就可以有效排除型腔内积聚的空气。
(6)考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响。
(7)使成型零件便于加工。
2.5.2分型面的选择
在前面章节塑件成型分析中得知塑件脱模斜度为1°,对于拔模斜度小或塑件较高时,为了便于脱模,可将分型面选在塑件中间的部位,但此塑件外形有分型的痕迹。
分型面选择与开模方向垂直,且设置在塑件产品最大轮廓处的弧形面,塑件产品比较容易取出,如图3所示。
此处分模,塑件产品脱模行程最小,脱模力减小,使得塑件容易顺利脱模;而且分型面设置在此处,使得整个塑件的排气间隙增加,容易排出型腔内的气体,避免成型不饱满等缺陷;而且分型面处产生的飞边在塑件的侧面处,不易察觉、不影响美观,容易去除且使得塑件外观无缺陷,整个塑件成型精度比较高,模具结构也比较简单。
图3分型面形式以及位置
2.6确定型腔数量及型腔布局
2.6.1型腔数量的确定
当塑件分型面确定后,就需要考虑是采用单腔模还是多型腔模,型腔数的确定,主要跟注射机的最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的精度要求、生产的经济性等因素有关,该塑件生产批量为大批量生产,故可采用一模多腔的结构形式。
同时,考虑到模具结构尺寸与塑件尺寸之间的关系,加之制造成本和经济利益的因素,决定选用一模两腔的模具结构形式。
2.6.2型腔布局
A.型腔排列的一般原则
(1)流动长度要适当,流道废料尽量少,浇口位置要合适统一,进料要平衡,还要使型腔压力平衡;
(2)排位应保证流道、浇口套距定模型腔边缘有一定距离,以满足封胶要求;
(3)排位应满足模具结构等的空间要求;
(4)为了使模具达到较好的冷却效果,排位应注意螺钉、推杆对冷却水孔的影响,预留冷却水孔的位置;
(5)排位要尽可能紧凑,以减小模具的外形尺寸,且长宽比例要适中,同时也要考虑注射机的要求。
[5]
B.型腔排列形式的确定主要跟注射机的最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的精度要求、生产的经济性等因素有关。
一模多穴排位时,要考虑到进胶的平衡性,如果有行位应优先考虑朝X或Y方向运动便于加工。
产品之间没有流到时,可适当缩小产品之间的间距,最小间距可以做到50-100mm,若有流到通过,则间距做到100-150mm。
综合考虑上述排列原则及加工难度、经济性、效率、成本等因素,又由于本设计选择的是一模两腔,故采用纵向上下对称排列,如图4:
图4.型腔布局图
2.7模架的选择
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸,再根据成型零件尺寸结合标准模架,选用CI-2940-A69-B83-C100(GB/T12556-2006)此种较合适的标准模架,其基本结构如图5所示,模架的各模板尺寸如表2所示。
[6]
图5.模架结构示意图
单位:
mm
模板名称
模板尺寸
模板名称
模板尺寸
动模座板
350X400X25
动模板
290X400X83
垫板
53X400X90
定模板
290X400X69
顶针板
180X400X20
定模座板
350X400X25
顶针固定板
180X400X20
表2各模板尺寸
2.8模具零件材料的选择
由于该模具为一模两腔,考虑到型腔型芯加工的方便性、维修更换零件的方便性,型腔型芯采取组合嵌入式结构,又考虑到型腔型芯是直接与塑胶接触的零件,对材料的刚硬度和耐腐蚀性有比较高的要求,因此型腔型芯的材料要比定动模板的材料好,因此型腔型芯选用比较好的进口模具不锈钢S136H,而定动模板选用国产材料2Cr13。
模具中其他模板及零件的选材见表3。
序号
零部件
选材
热处理
1
型芯
S136
淬火HRC48-52
2
型腔
S136
淬火HRC48-52
3
顶针板
4Cr13
淬火HRC36-42
4
顶针固定板
4Cr13
淬火HRC36-42
5
导套
含油铜
6
导柱
40Cr
淬火HRC48-52
7
复位杆
4Cr13
淬火HRC48-52
8
定模板
2Cr13
淬火HRC36-42
9
定模座板
2Cr13
淬火HRC36-42
10
动模板
2Cr13
淬火HRC36-42
11
动模座板
2Cr13
淬火HRC36-42
12
垫块
2Cr13
淬火HRC36-42
13
定位圈
3Cr13
淬火HRC48-52
14
浇口套
3Cr13
淬火HRC48-52
15
顶针
4Cr13
淬火HRC48-52
表3各零件选材表
2.9注射机型号的选择
注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注塑模时应该详细了解注射机的技术规范,才能设计出符合要求的模具。
注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔数目和排列方式,在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推(顶)出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。
根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机,倘若用户已提供了注射机的型号和规格,设计人员必须对这些参数进行校核,倘若不能满足要求,则必须自己调整或与用户取得商量再进行调整。
2.9.1对塑件体积、质量的计算
对于该设计,用户提供了塑件的图样及尺寸,使用PROE软件画出三维实体图,软件能自动计算出所画图形体积,取其密度平均值1.05g/cm3
塑件体积V1≈24.69cm3
塑件质量m1≈
=1.05×24.69≈25.9g
2.9.2浇注系统凝料体积的初步计算
可按塑件体积的0.6倍计算,由于该模具采用一模两腔,所以浇注系统凝料体积为:
V2=2V1×0.6=2×24.69×0.6≈29.63cm3
2.9.3该模具一次注射所需塑料
体积V0=2V1+V2=2×24.69+29.63≈79cm3
质量m0=
=1.05×79≈82.95g
2.9.4注射机型号的选定
近年来我国引进注射机型号很多,国内注射机生产厂的新机型也日益增多。
掌握使用设备的技术参数是注塑模设计和生产所必需的技术准备。
在设计模具时,最好查阅注射机生产厂家提供的《注射
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