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1、肥皂盒模设计毕业论文一 绪 论11模具工业是我国工业比较发达的省份，以加工工业为主，是模具需求的集中地区。据不完全统计，省模具生产厂现有350余家，在职职工23000多人，其中技术人员比例将近1/3。2003年，全省模具工业形势良好，模具、模具标淮件等呈现购销两旺势头，全年模具企业模具销售收人超过25亿元。 目前，省生产模具、模具标准件、模具材料及其他模具配件的生产企业和经营网点，以苏南为中心遍及全省备地，基本上形成了苏南以大型塑料模、压铸模为主；苏中以塑料模、冷冲模为主；苏北以汽车冲压模为主的生产营销格局。12我国模具行业前景模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家
2、电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。改革开放以来，我国模具工业发展迅猛。1996至2001年间，我国模具工业的产值年平均增长14%左右。目前，全国共有模具生产厂点1.7万个，从业人员50多万人。2001年全国模具工业总产值达300亿元人民币，我国模具
3、年产值已位居世界第四。我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类
4、型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。但是，我国模具工业无论是在数量还是质量上，与工业发达国家存在着很大的差距，满足不了工业发展的需要，目前国市场的满足率仅在70%左右。我国大部分模具是企业自产自用，真正作为商品流通的模具仅占1/3。所产模具基本上以中低档为主，一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具，在技术上无法与发达国家相比，生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。近五年来，我国平均每年进口模具8.14亿美元，2001年进口模具11.12亿美元(出口模具仅1.88亿美元)，这还不包括随进口设备和生产线作为附件带来的模具。根
5、据海关统计，近几年进出口相抵，我国已成为世界上最大的模具进口国。我国模具产品的结构很不合理。我国模具产品结构中冲压模具约占50%，塑料模具约占34%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占10%；发达国家对发展塑料模普遍比较重视，塑料模所占比例一般在40%左右；大型、精密、长寿命模具所占比例为50%以上，而我国仅为25%左右；我国主要模具生产能力集中在各主机厂的模具分厂(或车间)，所产模具商品化率很低，模具自产自销比例高达60%-70%，而国外70%以上是商品模具；即使是专业模具厂，我国也大多数是“大而全”“小而全”，国外则大多是“小而专”“小而精”，生产效率和经济效益俱佳。国外模具的质量水平不可
6、同日而语，开发能力和经济效益仍有差距。发达国家一个模具职工平均创造产值15万-20万美元，我国只有4万-5万元人民币。国外企业大都有一定利润，而我国模具企业大多是微利甚至亏损。据统计，2001年我国大陆制造工业对模具的市场需求量约为400亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长还将远远超过每年10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国模具市场的一半左右。预计到2005年汽车年产量将达320万辆，保有量将达到3000万辆。这将需要各种塑料制件36万吨，而目前的生产能力仅为20多万吨，发展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国的市
7、场也很大。目前，我国彩电年产量已超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了1000万台。“十五”期间家电市场预计年增辐将超过10%，家电行业的发展对模具的需求量将会很大。其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。另外，从国际市场来看，目前世界模具市场仍然是供不应求。近几年，世界模具市场总量一直保持在600亿-650亿美元之间。美、日、法、瑞等国每年出口模具约占其本国模具总产值的1/3，我国模具的出口量还不到总产值的5%，我国模具出口可以发展的空间非常广阔。根据国和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模
8、具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。13 注塑模CAE技术简介随着计算机技术的发展，对各种塑料成型过程的模拟成为塑料加工业研究
9、的热点，主要是利用高分子物理学、流变学、传热学和计算机图形学等理论，对塑料成型过程进行模拟，研究加工条件的变化规律，预测塑件设计、模具设计和成型条件对塑件结构和性能的影响，从而优化模具设计和成型条件、降低成本、提高生产效率和产品质量。注塑模CAE技术是利用计算机塑料注射成型过程个阶段进行定性和定量的描述，从而在模具制造前发现并改正设计弊端。目前注塑模CAE技术的研究工作主要集中在流动模拟、冷却模拟、以及压实和翘曲等方面。（1）注塑模流动充模过程模拟分析流动充填模拟分析一般包括浇道系统分析和型腔充填分析。浇道系统分析的目的是确定合理的流道尺寸、布置以及最佳的浇口数量、位置和形状；型腔充填分析的主
10、要目的是为了得到合理的型腔形状及最佳的注射压力、注射速率等参数。（2）注塑模冷却系统模拟分析注塑模冷却系统的设计直接影响着注塑模生产效率和塑件质量，冷却系统的冷却效果决定着冷却时间，而模具的冷却时间约占整个注塑循环周期的2/3。一个完善的冷却系统能显著地减少冷却时间，从而提高注塑生产效率。塑件的变形和部残余热应力常常是由于冷却不均匀而产生的。利用CAE技术进行分析，可获得经济的冷却时间、合理的冷却管道尺寸和布置，使塑件尽可能的均匀冷却。注塑模CAE操作过程，大致上分为三部分：（1）前处理建立有限元模型（FEM），将流道、浇口及型腔建成有限元网格。设定成型树脂、模具材料、注塑机规格及冷却液种类等
11、。设定成型条件，包括注射压力、注射速度、冷却速度等。2）分析填充分析：可以模拟树脂从注入型腔开始到充满型腔的填充过程。保压分析：可以模拟充入型腔的树脂在保压过程中的状态。冷却分析：可以模拟模具在冷却过程中的温度变化状态。冷却变形分析：根据保压分析取得的树脂收缩及冷却分析取得的模具温度变化状态，分析注塑制品脱模后可能产生的翘曲变形状况。3）后处理各种分析结果如型腔中树脂在填充过程中的流动前锋、树脂压力分布、模具的温度分布、熔接线位置及气穴位置等均可以用彩色图、x-y图文字或数字方式表示。14模具教育培训资源要提高模具质量，就需要有一支高素质的模具职工队伍，这是振兴模具工业的百年大计。全省现拥有航
12、空航天大学、大学、理工大学等一大批国家重点院校从事模具专业技术人才的教育培训工作，可以培训从模具操作到硕士学位的初、中、高级模具专业技术人才。二 塑料成型工艺基础21肥皂盒的造型设计其图形如图21与22所示：图21肥皂盒工程图图22肥皂盒三维图肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒，形状各异，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是动植物造型，来吸引顾客的目光，以引发人们的购买欲。此次设计的肥皂盒的结构较简单，主要是在肥皂盒的底部打孔，这样可以让积累在里面的水自然流出，省去人工进行操作了。也可以提高肥皂的使用寿命。优点是：结构简单，提高肥皂的使用寿命；缺点是:有
13、可能使水流在卧室，不能保证房间的整洁性。在开模时需保证塑件留在型腔上，用推杆顶出。 关键词：复位机构，脱模机构，浇口，22肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性2.2.1聚苯乙烯的流动性聚苯乙烯是有苯乙烯的单体聚合而成的高聚物，属于无定型塑料，具有良好的透明性、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能，加工流动性好。聚苯乙烯的流动性好，容易成型，由于聚苯乙烯熔体粘度对剪切速率和温度都比较敏感，所以在注射中，无论是增大注射压力或升高机筒温度都会使熔体粘度下降，均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的，其中提高机筒温度效果更明显。制品壁厚对流动性也有一定的影响，PS熔体的最大流动长度与壁厚之比为200：1所以壁厚一般在
14、1.04.0之间选取。2.2.2 聚苯乙烯的成型流动收缩性PS为非结晶型聚合物，成型收缩率较低，通常为0.5%0.8%，提高注射压力对降低成型收缩率是有利的，但注射速度不宜过高，否则模腔的空气难以及时排出，还会使制件表面不光滑，透明度低，冲击强度降下降，同时较大的剪切力还会导致制品的应力增加，因此对聚苯乙烯来说在不发生波纹、熔接痕等缺陷的前提下应尽可能采用较低的注射速度。2.2.3聚苯乙烯的工艺特性聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。聚苯乙烯能耐碱、硫酸、磷酸、10%30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不能耐硝酸及氧化剂的作用，对谁、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力。它是无
15、色无味无毒的第三大塑料品种。它的吸水性较好，所以加工前不需要干燥处理。23注射成型原理及工艺特性注塑模亦称注射模，其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。注射成型是热塑性材料成型的一种
16、重要方法，它具有成型周期短、能一次成型形状复杂的、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。注射成型的生产率高、易实现生产自动化。注射成型的缺点是所用的注射设备价格高，注射模具的结构复杂，生产成本高，生产周期长，不适合于单件小批量的生产，除了热塑性塑料外，一些流动好的热固性塑料也可用注射方法成型，其原因是这种方法生产率高，产品质量稳定。三 塑件工艺性分析31分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等，整体结构较简单，精度要求相对较低，再结合其材料性能，故选一般精度等级：五级。塑件工艺参数：成型时间：注射时间：0s3s 模具温度：2060 保压时间：15s40s 喷嘴温度：180190 冷却时间：15s30s
