1. 研究目的与意义
背景:塑料学是一门年轻的新兴工业,塑料作为一种在金属之后被发现的材料,随着人们日益深入的研究与创新,已经具有了能够与金属之类传统资源相提并论的地位。最初人们使用塑料做一些简单的工件,然而随着人们生活水平的提高,对于塑料制品的外观、精度、适用领域和生产效率都提出了更高的要求。所以这就要求一种能够适应社会发展速度与使用要求的生产塑料的方式出现。因此,与其他种类的模具一样,塑料模具应运而生,塑料模具相对于其余种类的模具,有着其天然的优势[1]。塑料本身能够熔融,所以其形状改变更容易,更能够达到用户的使用标准。而且,塑料密度远远小于金属,所以塑料制件有着更轻的质量,不管从使用性上来说,还是美观上来说,塑料制件都以碾压的优势胜于金属制件。但是,塑料制件已然存在很多缺陷,比如表面粗糙度,外观光泽等,随着科技的进步,相信这些问题都能够得到进一步的解决。
意义:该课题模具所设计的塑件为薄壳制件,壁厚均匀,塑件尺寸不大,侧面具有侧孔,分型面为曲面分型面,模具设计时需要进行侧向抽芯机构。同时使用MOLDFLOW—MPI模具分析技术从理论上对产品设计方案在注塑成型过程进行数值模拟,经过有关计算结果的分析,预测塑料件结构可能出现的缺陷,利用MPI分析结果,合理设计模具浇注系统和冷却系统,消除缺陷。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:
1.模具的结构和基本参数是否与注射机规格相匹配。
2.模具是否具有合模导向机构,机构设计是否合理。
3. 国内外研究现状(文献综述)
模具是工业产品牛生产用的重要工艺装备,现代工业生产离不开模具,模具工业已成为工业展的基础,许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖于模具生产,特别是在汽车、摩托车、轻工、电子航空等行业尤为突出。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法无法比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力,因此模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。模具工业发展的关键是模具技术的进步。模具作为一种高附加值和技术密集型产品,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。世界上许多国家,特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的开发,大力发展模具工业,积极采用先进技术和璞柑岣吣>咧圃焖剑⑶乙丫〉昧讼灾木眯б妗#65533;[1]
塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules),其抗形变能力中等,介于纤维和橡胶之间,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成,具有高强度、轻质量、价格低等特点,在日常生活中的各个领域应用非常广泛,塑料工业成为 20 世纪发展最快的行业之一[2]。所谓的注塑模具技术, 主要是用于生产以塑胶为主要材质的模具的一种方法, 这项技术的显著性能特点是可以赋予注塑模具灵魂, 具体来说就是可以为所要制定的模具进行结构的设计和固定的尺寸数据[3]。现代塑料模具技术的发展,一方面是因为人们使用要求的不断提高,另一方面也是因为金属资源的匮乏。塑料模具的发展离不开科研人员的努力,也离不开高端设备的支持。生产方式的改变,设计标准的统一,全球智能化和全球存的发展都使得塑料模具的生产体系越来越成熟,生产效率和产品质量逐步提高,最大程度上满足社会发展的需要,满足人们各异的使用需求,减少人们对于金属等匮乏型资源的依赖。
以加工制造业为典型代表的工业是立国之本、强国之基。我国经过70多年的发展,加工制造业成功实现了由无到有、由小到大、由弱到强的历史跨越,我国由一个贫穷落后的农业国成为拥有完整工业体系的制造业大国[4]。从我国目前塑料制品行业的发展来看, 随着环保要求的提高, 塑料制品行业正从传统的塑料产品向新材料方向发展, 同时新的生产工艺也逐步替代了传统生产工艺, 使塑料制品的产品性能和环保特性更加突出[5]。随着塑料行业的不断发展,研究以注塑模具为代表的塑料零件的加工生产技术就变得尤为重要。据相关行业统计资料显示,我国塑料制品2012年的产量接近6000万吨,而且还在持续增长得过程中,由此可见内需对我国模具行业有着巨大的推动力。在这样的市场环境下,模具行业也要不断进取,努力提高技术,争取彻底占领市场[6]。回顾我国的塑料工业发展历程,自20世纪20年代至今已有百年历史,实现了从无到有、从弱到强、从少到多的跨越式发展。从数据上来看,建国之初,我国塑料年产量约为400 t, 全球占比仅为0.2%,而2017年我国塑料产量达1.08亿吨,占全球总产量的30%,占比提升了150余倍。在产量高速增长的同时,我国塑料工业的技术与产品质量也取得了十足进步,塑料产品的进口占比从80%以上下降至不足20%[7]。
4. 研究方案
设计模具时,在满足使用要求的前提下,应该尽可能的考虑多一些设计方案,因为随着技术的进步和使用要求的改变,现在设计的方案或许在一段时间之后就不能满足使用要求,如果重新设计方案,势必会影响到生产速度和社会竞争力,所以在原有的多种方案上进行改进,一方面能够很大程度上节约设计时间,另一方面,也能够减少设计成本[5]。
在模具中的塑件浇注冷却固化之后,模具开模。开模时,动模部分向后移动,塑件包裹在凸模上一起移动。在斜导柱的作用下,侧滑块带动侧型芯在动模板的导滑槽内向外移动做侧向抽芯动作。塑件此时还停留在动模型芯内。随着动模向后移动,直到接触到注射机的顶杆部分,注射机传递压力,推出机构开始工作,将塑件从型腔中推出,完成一次开模。
模具闭合时,复位杆使推出机构复位,斜导柱进入导滑槽,迫使侧滑块向内移动复位,最后侧滑块由楔紧块锁紧定位。
5. 工作计划
(1)2023.1.2~2023.1.15,完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并 上传毕设网。
(1)2023.1.2~2023.1.15,完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并 上传毕设网。
(2)2023.1.16~2023.2.5,指导老师审核译文和开题报告,根据指导老师意见完成修改
(3)2023.2.6~2023.3.19,按照开题报告的方案,开始毕设课题的计算 及设计。
分析比较本零件的各种注塑工艺方案,确定本次设计所采用的方案;完成各种工艺计算,完成模流分析,绘制模具总装图草图。
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