調(diào)味瓶架注塑模具設計【含CAD圖紙和說明書】 【JA系列】

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本科畢業(yè)實習調(diào)研報告 院系名稱： 機械工程學院 專 業(yè) ： 機械設計制造及其自動化 班 級 ： 姓 名 ： 學 號 ： 指導教師 ： 2018 年 3 月 26 日 一、學生、教師簡介 學 生 簡 介 姓名 專業(yè) 班級 學號 設計題目 二、調(diào)研方式 1、企業(yè)調(diào)研 在哈爾濱哈輕塑膠有限公司在導師劉忠義帶領下參觀了解了注塑模具車間以及成品零件。 2、 圖書館 通過查找注塑模具的相關書籍了解設計過程及思路。 3、 網(wǎng)絡 登陸百度和中國知網(wǎng)等網(wǎng)站查閱注塑模具相關文獻和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀等。 三、實習調(diào)研單位 哈爾濱哈輕塑膠有限公司，國有控股企業(yè)，黑龍江省從事塑料成型加工的龍頭企業(yè)，注冊資本6,252萬元，位于松北區(qū)松浦鎮(zhèn)工農(nóng)路2號，占地面積10萬平方米，是黑龍江省內(nèi)最大的汽車塑料零部件系統(tǒng)、物流配套產(chǎn)品供應商，是法國佛吉亞公司，中國長安哈飛汽車，東安動力，百威啤酒、秋林食品、北大荒、玉手集團、裕昌食品、天手集團等公司重要供應商。注塑加工制品注塑量從100克到50000g成系列配套，注塑鎖模力80t至4000t，年注塑加工能力18000t，被譽有龍江塑料注塑“航母”之稱。 哈爾濱哈輕塑膠有限公司擁有一支高素質(zhì)的員工團隊，其中，各類中高級專業(yè)技術人員103人。目前已有各種加工檢測設備276臺套。又引進了意大利、日本、韓國先進的大型塑料加工設備，能夠承攬從100g—50000g的注塑加工任務。公司為提高產(chǎn)品研發(fā)能力和強化質(zhì)量保證體系，近年已培養(yǎng)一批能夠熟練應用AUTOCAD軟件、PRO/E、CATIA/UG軟件，從事產(chǎn)品三維設計的研發(fā)隊伍，在研發(fā)手段,技術技能, 實驗檢測，經(jīng)驗積累,工作流程方面基本與國外先進國家同步。是黑龍江省注塑行業(yè)唯一一家國家級高新技術企業(yè)，近三年獲得國家專利9項，其中發(fā)明專利1項，實用新型6項，外觀專利2項。在公司調(diào)研的具體情況和公司內(nèi)部情況如圖1~5所示。 圖1 公司調(diào)研實況 圖2 公司調(diào)研實況 圖3 公司設備展示 圖4 公司設備展示 圖5 公司設備展示 公司重點為中國長安哈飛汽車有限公司配套生產(chǎn)外飾件，為法國佛吉亞、哈飛汽車配套生產(chǎn)轎車和電動車內(nèi)飾件，連續(xù)五年獲得中國長安哈飛汽車公司最佳供應商榮譽稱號;物流系列配套產(chǎn)品主要為港口，醫(yī)藥企業(yè)、物流企業(yè)、食品、飲料等行業(yè)，生產(chǎn)各種塑料周轉箱、各種規(guī)格的塑料托盤、環(huán)保清潔桶等。 現(xiàn)有廠區(qū)五處，占地面積21萬余平方米，建筑面積達5萬平方米，擁有資產(chǎn)總額近2.5億元?，F(xiàn)擁有各種現(xiàn)代化塑料加工設備及先進檢測設備百余萬臺，年生產(chǎn)能力 28000t以上?，F(xiàn)有員459人，其中四分之一人員為高、中級工程技術人員，并擁有一大批高素質(zhì)的集科研、產(chǎn)品開發(fā)、設計的專業(yè)人員和高級管理人員。2006年6月通過ISO/TS16949認證，2003年10月通過ISO9001：2000版國際質(zhì)量管理體系換版認證，2006年 12月通過了汽車內(nèi)外飾材料強制安全 CCC認證。2008年公司被評為黑龍江省企業(yè)技術中心及哈爾濱市第一批企業(yè)技術中心。2009年企業(yè)獲得黑龍江省注塑行業(yè)唯一一家“高新技術企業(yè)”稱號；曾榮獲黑龍江省第九屆勞模大會“先進集體”稱號；從1997年至今，公司先后獲得哈爾濱市“重合同守信用企業(yè)”、省市“名牌產(chǎn)品”、“百強明星企業(yè)”。哈爾濱市第二十八、二十九屆勞模大會“先進單位”；哈爾濱市第三十屆勞模大會“先進集體”；哈爾濱市“質(zhì)量效益型先進企業(yè)”；黑龍江省“科技創(chuàng)新先進包裝企業(yè)”、“質(zhì)量穩(wěn)定合格企業(yè)”；全國“制造業(yè)千家最具成長性中小企業(yè)”。 企業(yè)始終秉承“注入新理念，塑出好品質(zhì)”的企業(yè)文化，即以好的人品，注塑出好的產(chǎn)品、乃至精品。企業(yè)始終堅持以發(fā)展為宗旨，以經(jīng)濟效益為中心，以市場為導向，以科技為動力，不斷推動企業(yè)向更高的目標邁進。 四、實習調(diào)研計劃 起止時間 調(diào)研方式 調(diào)研單位 內(nèi)容 2018.3.5~2018.3.9 網(wǎng)絡調(diào)研 圖書館電子閱覽室 查找準備畢設相關資料 2018.3.12~2018.3.16 企業(yè)調(diào)研 哈爾濱哈輕塑膠有限公司 實地調(diào)研注塑件的加工過程及注塑模具 2018.3.19~2018.3.23 圖書館調(diào)研 校圖書館 整理畢設相關資料以及調(diào)研報告 五、實習調(diào)研內(nèi)容 1、課題所涉及技術領域的基本情況 1）課題目前概況 塑料模具工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速，早在2009年塑料的年產(chǎn)量按體積計算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和，塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關的各個領域中得到了廣泛的應用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場中塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注塑模具。 隨著數(shù)控加工裝備水平提高，企業(yè)正在紛紛加大塑料模具開發(fā)力度，塑料模具已成為模具品種中最為誘人的“奶酪”。 近年來，中國塑料模具發(fā)展速度相當快。目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種建材迅速發(fā)展，預計在未來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長，汽車模具潛在市場十分巨大。據(jù)介紹，在生產(chǎn)汽車時，各種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造一款普通轎車約需200多件內(nèi)飾件模具，而制造保險杠、儀表盤、油箱、方向盤等也需要大中型塑料模具。 從注塑模具業(yè)興起至今，國內(nèi)模具業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了一個相對成熟的階段，目前已是世界第三。發(fā)展至今，我國涌現(xiàn)出了一大批龍頭企業(yè)，如廣東聯(lián)冠集團（旗下大型模具商城—聚模網(wǎng)），并已有100多家企業(yè)被授予“中國重點骨干模具企業(yè)”稱號。但是我國模具工業(yè)是大而不強，總體水平落后于國際先進水平，模具產(chǎn)出依然滿足不了模具市場需求，國產(chǎn)模具對市場的滿足率不到80%。調(diào)整模具設備的產(chǎn)品結構和定位能有效地促進模具業(yè)的發(fā)展目前國內(nèi)技術含量低的模具設備供過于求，而技術含量高的中、高檔模具還遠不能滿足需求。因此，精密、復雜的沖壓模具、覆蓋件模具等高檔模具設備仍有很大的發(fā)展空間。 本次課題是《調(diào)味瓶架注塑模具設計》，調(diào)味瓶架是生活中不可或缺的產(chǎn)品，主要用來放置調(diào)味品盒等，就調(diào)味瓶架整個產(chǎn)品而言，市場需求大，應用市場廣闊，所以本次調(diào)研的調(diào)味瓶架有一個相當可觀的市場需求，同時也符合生產(chǎn)要求。 2）產(chǎn)品材料基本情況和性能分析 本次畢業(yè)設計產(chǎn)品的材料為 ABS（苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚體），是熱塑 性塑料的一種，是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學 藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點， 容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加 工，廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領域，是 一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 塑料的成形特性也是設計過程中需要重點了解的一方面，下面介紹一下 ABS 的一些成形特性： （1）吸濕性強，含水量應小于 0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件 應要求長時間預熱干燥； （2）流動性中等，溢邊料 0.04mm 左右（流動性比聚苯乙烯，AS 差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）； （3）比聚苯乙烯加工困難，宜取高溫料、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫宜取更高），料溫對物性影響較大，料溫過高易分解(分解溫度為250℃作用，比聚苯乙烯易分解)，對要求精度較高的塑件，模溫宜取 50～60℃， 要求光澤及耐熱型料宜取 60～80℃。注射壓力應比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱 塞式注塑機時料溫為 180～239℃，注塑壓力為 100～140MPa，螺桿式注塑機則取160～220℃，700～100MPa 為宜； （4）模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。推出力過大或機械加工時塑料表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。脫模斜度宜取 2℃以上。 2、 所設計的課題目前采用的設計方法、研發(fā)手段、技術特點與課題有關的裝置或結構相關的具體情況。 （1） 設計方法 通過觀察模型和對模型進行三維制圖（圖5.1、5.2、5.3）對模型有了初步的了解。從模具八個組成部分分別設計計算。 1 )成型零部件:這些零部件主要決定制品的幾何形狀和尺寸，如型芯決定制品的內(nèi)形，而型腔決定制品的外形。 2 )合模導向機構:主要用來保證動模和定模兩大部分或模具中其他零部件之間的準確對合，以保證制品形狀和尺寸的精確度，并避免模具中各種零部件發(fā)生碰撞和干涉。 3 )澆注系統(tǒng):是將注射機注射出的塑料熔體引向閉合模膛的通道，對熔體充模時的流動特性以及注射成型質(zhì)量等具有重要影響。 4 )頂出脫模機構:是將塑料制品脫出模膛的裝置。 5 )側向分型與側向抽芯機構:當塑料制品帶有側凹或側孔時，在開模頂出制品之，必須先把成型側凹或側孔的瓣合模塊或側向型芯從制品中脫出，側向分型或側向抽芯機構就是為了實現(xiàn)這類功能而設置的一套側向運動裝置。 6 )排氣結構:為了在塑料熔體充模過程中排除模膛中的空氣和塑料本身揮發(fā)出的各種氣體，以避免它們造成成型缺陷。 7 )溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng):為了滿足注射成型工藝對模具溫度的要求，以保證塑料熔體的充模和制品的固化定型。 8 )支承零部件:在注射模中主要用來固定或支承成型零部件等上述七種功能結構，將支承零部件組裝在一起，可以構成模具的基本骨架。 圖5.1 三維模型 圖5.2 模型下表面 圖5.3 模型上表面 （2） 研發(fā)手段 通過運用三維軟件CORE對塑件進行三維繪圖，并利用塑件的三維圖選擇創(chuàng)建分型面和凸凹模。然后創(chuàng)建其他系統(tǒng)的各個零件并在CORE環(huán)境下對各個零件進行裝配，最終形成三維實體模具。利用該三維模具導出相關二維工程圖，在CAD工作環(huán)境下進行修改。 （3）技術特點 現(xiàn)在大部分企業(yè)已實現(xiàn)模具產(chǎn)品設計數(shù)字化、生產(chǎn)過程數(shù)字化、制造裝備數(shù) 字化、管理數(shù)字化，為機械制造業(yè)信息化工程提供基礎信息化、提高模具質(zhì)量， 縮短設計制造周期、降低成本的最佳途徑。 （4）注塑模具的發(fā)展 1 ) 五十到七十年代（空白階段） 在這三十年中，由于我國推行計劃經(jīng)濟的模式和產(chǎn)業(yè)結構上依照前蘇聯(lián)的生產(chǎn)方式，模具制造純屬依附于企業(yè)的一個配件加工車間。再則由于工業(yè)發(fā)展的緩慢和經(jīng)濟封閉，以及人民的生活水平處于很低的消費水平等諸多因素，抑制了模具制造的產(chǎn)業(yè)化、社會化和商品化。由此而帶來了模具制造業(yè)對其所采用的材料要求不高甚至沒有要求，供需關系處于有什么用什么的不合理的混亂狀態(tài)。 2 )八十年代（發(fā)展階段） 隨著改革開放和國民經(jīng)濟的增長，很大程度上推動了模具制造業(yè)的發(fā)展。模具制造業(yè)已走出企業(yè)禁錮的狀態(tài)，十年中，我國的仿制國外新鋼種的同時，還在高校、科研院所和各鋼廠的配合下，自行研制開發(fā)了一批適合我國國情的模具新鋼種。不僅改善了加工性能，而且還大大提高了模具的使用壽命。 3 )九十年代（競爭階段）? ?隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，我國已成為模具和模具材料的生產(chǎn)大國。據(jù)1997年統(tǒng)計，我國年耗模具材料130000t，其中普鋼4.5t。這說明模具這個產(chǎn)品在近十年中從計劃經(jīng)濟條件下的備件逐步發(fā)展成市場經(jīng)濟條件下的商品，并被模具制造商在其質(zhì)量和品牌上得到重視。而作為一個工業(yè)日趨發(fā)展，產(chǎn)品交替更新節(jié)奏很快的國家，其對模具的發(fā)展也更進一步地被產(chǎn)品生產(chǎn)商重視。因此，一批過去已被研制成功的系列的能適應不同工況條件和產(chǎn)品制造要求的模具材料的開發(fā)、試制和生產(chǎn)成為競爭的市場熱點。但是，模具材料由于其規(guī)格繁多，同規(guī)格單次需求量少，市場即時采購等特點，使得各大鋼廠規(guī)模性生產(chǎn)裝備無法適應。因此紛紛尋找合適的代理商以求得規(guī)模效應。 4 )二十一世紀前期（興盛時期）? ?隨著外資布局中國，模具行業(yè)加快結構調(diào)，國內(nèi)中低端模具企業(yè)品牌經(jīng)營與可持續(xù)發(fā)展，雖然2008年金融危機席卷全球，中國模具工業(yè)積極突圍，中國機械、家電、汽車及IT電子信息產(chǎn)業(yè)等模具用戶需求進一步拉動，國際采購商到中國采購的比例逐年增大，中國模具行業(yè)產(chǎn)需兩旺，持續(xù)快速運行。 3、 現(xiàn)階段存在的技術問題。 我國注塑磨具在設計制造水平等方面要比德、美、日、法等工業(yè)發(fā)達國家落后許多，主要體現(xiàn)在以下幾點： （1） 供給不均勻 國內(nèi)自配率不足，其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不住60％。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其主要缺口集中于精密、大型、復雜、長壽命模具領域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，我國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。 （2）人才不足，科技及技術投入少 模具行業(yè)是技術密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代進步和技術發(fā)展,能掌握和運用新技術的人才異常短缺,高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺，由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術攻關不夠重視,因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術攻關方面投入太少,民營企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術改造，致使科技進步不大。 （3）工藝裝配水平低 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備部配套,設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長用得不到較好解決。設備水平低,帶來我國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 （4）標準化、商品化程度地 由于長期以來受“大而全“小而全“影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具.大多為自產(chǎn)自用，，模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多、模具標準化水平低、準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 （5）材料及相關技術落后、產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴重、對自然資源破壞力大 模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比,無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格.都有較大差距，塑料、板材、設備等性能差.也直接影響模具水平的提高。另外，產(chǎn)業(yè)能耗大.產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴重更是我國亟待要解決的問題。 4、市場需求及產(chǎn)品應用前景分析 （1）模具技術的范疇不斷拓寬 這是由模具本身的屬性所決定的。模具是工藝裝備，它的生命，與其制造設備、應用設備、以及所加工的材料息息相關。隨著設備技術的快速進步，加工工藝就有了不斷革新，模具本身的制造工藝、模具結構就會不斷變化，我們所看到的制造周期越來越短、模具結構越來越相對復雜化，就是這個原因。 （2）模具與設備的融合度越來越高 這個問題與第一個特征其實是相關的。過去在工廠里，設備就有專機，模具夾具就有模夾一體化，現(xiàn)在，在信息化、自動化，或者說是智能化下的自動化這個大的發(fā)展趨勢下，模具、設備、夾具將呈現(xiàn)出機、模、夾一體化的態(tài)勢，尤其是在一些大工業(yè)生產(chǎn)中，如汽車零部件制造、家電零部件制造等方面。這個特點，未來有可能使我們整個產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生改變。 （3）模具產(chǎn)業(yè)將不可避免地越來越趨向于社會化大生產(chǎn) 這是人類社會發(fā)展的必然規(guī)律，與模具的專業(yè)化并不矛盾，或者說兩者是矛盾的統(tǒng)一。前面所說的是模具技術方面的趨勢特點，這個問題說的是模具生產(chǎn)方式上的趨勢特點。近30年來，模具產(chǎn)業(yè)，尤其是中國模具產(chǎn)業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，未來，模具產(chǎn)業(yè)在縱橫協(xié)作方面分工將更專業(yè)化，必然會走向更高級的社會化大生產(chǎn)。 （4）模具產(chǎn)業(yè)老板們的視野將越來越開闊 這是一個關系產(chǎn)業(yè)文化的問題。由于模具是一個技術密集型產(chǎn)業(yè)，過去，老板們特別重視技術，很多老板本身就是技術出身，到現(xiàn)在仍然有相當一部分老板只重視技術，這種知識結構相對單一、思維相對簡單的經(jīng)營者，在未來的競爭中恐怕難以占據(jù)高點。像打仗一樣，沒能占領制高點，想打勝仗很難。隨著經(jīng)濟發(fā)展的加快，產(chǎn)業(yè)升級的深入我國模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)進入到一個新的歷史時期。 六、收集資料明細 序號 資料形式 數(shù)量 1 圖書 12 2 手冊 3 3 期刊 5 4 標準 2 5 圖紙 3 6 圖片 2 7 網(wǎng)頁 15 圖書、手冊、期刊、標準類明細： [1] 付拴林,梁彥飛.注塑模具技術分析與發(fā)展展望[J].內(nèi)燃機與配件,2018(01):108-109. [2] 李國輝. 基于實例的注塑模設計與成型工藝優(yōu)化[D].湖北工業(yè)大學,2017. [3] 王戰(zhàn). NC電氣盒底座注塑模具設計[D].湖北工業(yè)大學,2017. [4] 田夢婕,郭妍,郭永環(huán).熱流道技術在注塑模具中的應用與發(fā)展[J].塑料科技,2017,45(01):94-98. [5] 張冠杰. 注塑模具CAD/CAE/CAM技術研究[D].天津大學,2016. [6]郭辰光,李源,李威力.果汁機杯蓋同向側抽芯注塑模具設計[J].工程塑料應用,2015,43(04):73-76. [7]馮剛,田雅萍,張朝閣.注塑模具冷卻系統(tǒng)的關鍵技術及研究進展[J].工程塑料應用,2014,42(09):115-119. [8]馮剛,張朝閣,江平.我國注塑模具關鍵技術的研究與應用進展[J].塑料工業(yè),2014,42(04):16-19. [9]黃海闊. 基于Pro/E的注塑模具的優(yōu)化設計研究[D].華北電力大學,2014. [10]王瑋. 注塑模具冷卻系統(tǒng)關鍵技術研究與開發(fā)[D].上海交通大學,2013. [11]陳宏鈞.機械加工工藝設計員手冊［S］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.1. [12]朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設計手冊［S］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.10. [13]成大先.機械設計手冊［S］.北京：化學工業(yè)出版社，2016. 七、實習調(diào)研結論 經(jīng)過本次調(diào)研，以及對調(diào)研結果的分析，得出的結論是:本次畢業(yè)設計的題目是《調(diào)味瓶架注塑模具設計》，基于調(diào)查所知的產(chǎn)品目前的市場占有率和發(fā)展前景，可以看出其應用市場和發(fā)展前景非常可觀，所以本次設計的課題可行。本次模具設計的塑件結構較為簡單，粗糙度和尺寸精度都比較容易滿足，塑件生產(chǎn)加工過程簡單，模具加工制造也不復雜，經(jīng)濟性良好。經(jīng)過本次調(diào)研也看到了注塑模具生產(chǎn)的實際情況，對注塑模具各部分結構有了更深入的了解，初步確定了塑件的型腔布局和模具的大體輪廓，為之后的設計打下了良好的基礎。