塑料储物箱的结构设计及其成型模具的设计

塑料储物箱的结构设计及其成型模具的设计 (二零 届) 毕业论文(设计) 家庭用塑料储物箱的结构设计及其成 型模具的设计 摘 要 本文主要完成了储物箱的结构及其相应的注射模具的设计。首 先，根据储物箱的用途来设计制件的尺寸，并对制件的结构工艺性进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 并绘制 制件的三维图。然后，进行对储物箱模具的结构设计，主要包括:注塑成型的工艺 分析，模具设计的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择，模具的详细结构设计，定模和动模以及型芯的设计与 计算，其中着重分型面的设计，型腔的布局和浇注系统的设计，再通过 Pro/E 进行 模具的三维设计。最后完成模具的 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 图。关键词:储物箱;注射模;型芯;Pro/E II Plastic storage box structure and its corresponding injection mould design Abstract This paper presents the processes of designing structure of storage box and itscorresponding injection mould.Firstaccording to the usage of storage box to designthe dimensions of partsthen analysis the structure of parts and draw the storage boxof three-dimesions.On the basis of the former workswe can design the structure ofinjection mouldmainly including : injection mould analysisdie design schemeselection the detail structure designthe designing and calculation of mould calvityand mould corewhich which focuses on the design of sub-surface cavity layout anddesign of gating systemand then design the injection mould by using Pro/E.At lastdraw the mould of 2D .Keywords: Storage Box;Injection Mould;Mould Core;Pro/E 目 录1 绪 论.......................................................................................................................... 1 1.1 选 题的背景和意义....................................................................................... 1 1.2 相关研究 的最新成果及动态....................................................................... 2 1.3 课题研究的主要 内容................................................................................... 52 塑件的结构设 计...................................................................................................... 6 2.1 零件的结构设 计........................................................................................... 6 2.1.1 尺寸和精 度........................................................................................ 6 2.1.2 表面粗糙 度...................................................................................... 10 2.1.3 形 状.................................................................................................. 10 2.1.4 斜 度.................................................................................................. 13 2.1.5 壁 厚.................................................................................................... 14 2.1.6 加强筋与其他 防止变形的结构设计.............................................. 15 2.1.7 支承 面.............................................................................................. 173 模具设 计................................................................................................................ 19 3.1 注射模 具典型结构..................................................................................... 19 3.2 注射机的选 择............................................................................................. 21 3.3 浇注系统设 计............................................................................................. 23 3.3.1 普通浇注系统的 组成...................................................................... 24 3.3.2 普通浇注系统的设 计...................................................................... 24 3.3.3 无流道(热流道、绝热流道)浇 注系统...................................... 27 3.3.4 成型零部件设 计............................................................................ 27 3.3.5 成型零件的结构设 计...................................................................... 29 3.3.6 合模导向机构设 计.......................................................................... 33 3.3.7 塑件脱模机构设 计............................................................................. 35 3.3.8 注射模具温度调节系 统..................................................................... 37 3.4 模具的动作过 程............................................................................................ 384.结 论.......................................................................................................................... 40参考文献...................................................................................................................... 41致 谢............................................................................................ 错误～未定义书签。附 录............................................................................................ 错误～未定义书签。 IV 1 绪论1.1 选题的背景和意义 用模具生产的塑料制品(简称塑料)具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，因此广泛用于仪器、仪表、家用电器、汽车行业。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具价值的几十倍、上百倍。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力”1。 整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距人很大。在信息化代工工业发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具水平，融入到国际市场中去，以促进中国模具行业的快速发展2。 中国塑料工业经过长期的奋斗和面向全球的开放，已形成门类较齐全的工业体系，成为与钢材、水泥、木材并驾齐驱的基础材料产业，作为一种新型材料，其使用领域已远远超越上述三种材料进入 21 世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，近几年增长速度一直保持在 10以上，在保持较快发展速度的同时，经济效益也有新的提高。塑料制品行业规模以上企业产值总额在轻工 19 个主要行业中位居第三，实现产品销售率 97.8，高于轻工行业平均水平。从合成树脂、塑料机械和塑料制品生产来看，都显示了中国塑料工业强劲的发展势头。 2007 年 1-12 月，中国塑料制品企业实现累计工业总产值 801815657 千元，比上年同期增长 27.06,;2008 年 1-10 月，中国塑料制品企业实现累计工业总产值 788006448 千元，比上年同期增长 22.16,。 中国是一个农业大国，13 亿人口中 7.685 亿分布在广大的农村乡下，这种国情决定了农业是国民经济的基础。农用塑料制品已成为现代农业发展不可缺少的生产资料，是抗御自然灾害，实现农作物稳产、高产、优质、高效的一项不可替代的技术措施，已经广泛地应用于我国农、林、牧、渔各业，农业已成为仅次于包装行业的第二大塑料制品消费领域。 塑料包装材料主要包括塑料软包装、编织袋、中空容器、周转箱等，是塑料制品应用中的最大领域之一。2005 年塑料包装超过 700 万吨，约占包装材料总产量的 1/3，居各种包装材料之首。各种矿产品、化工产品、合成树脂、原盐、粮食、糖、棉花和羊毛等包装已大量采用塑料编织袋和重包装袋;还有饮料、 家庭用塑料储物箱的结构设计及其成型模具设计洗涤用品、化妆品、化工产品等等在中国迅速发展，必不可少的复合膜、包装膜、容器、周转箱等塑料包装材料有很大的需求。而食品和药品是国计民生大宗重要物资，相应的包装需求十分旺盛。中国药用包装的增长速度位居世界八大药物生产国榜首。 进入 21 世纪，中国加入 WTO 和全球经济发展，进一步促进了中国内需和对外贸易的发展，将拉动 BOPP双向拉伸聚丙烯膜及塑料软包装制品进入新一轮市场需求的高增长期。据业内人士估计，2005 年中国 BOPP 薄膜市场达到100 万吨，年均增长在 20以上。软包装行业的发展为 BOPP 行业发展提供了良好的市场 机遇。 今后 5-15 年，塑料建材将成为新的消费热点和经济增长点。随着塑料建筑制品的品种逐步系列化、配套化和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化，环保节能的要求和推广应用的力度加大，各种塑料管、门窗、高分子防水材料、装饰装修材料、保温材料及其他建筑用塑料制品的需求将有较大幅度增加。1.2 相关研究的最新成果及动态 在现代机械制造业中 ，模具工业已成为国民经济中的基础工业，许多新产品的开发和生产在很大程度上依赖于模具制造技术。特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具 CAD/CAM 是在模具 CAD 和模具 CAM 分别发展的基础上发展起来的它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。CAD/CAM 技术的迅猛发展软件、硬件水平的进一步完善为模具工业提供了强有力的技术支持为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。目前国内外流行的 CAD/CAM 软件特点及其应用情况3。 国外软件软件有: (1)UnigraphicsUG UG 起源于美国麦道MD公司的产品1991 年 11 月并入美国通用汽车公司EDS 分 部 。 UG 由 其 独 立 子 公 司 UnigraphicsSolutions 开 发 是 一 个 集CAD/CAM/CAE 于一体的机械工程辅助系统适用于航空、航天、汽车、通用机械以及模具等的设计、分析及制造工程。UG 是将优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起还提供了二次开发工具 GRIP、UFUNG、ITK允许用户扩展 UG 的功能。 2 (2)AutoCAD AutoCAD 是美国 Autodesk 公司开发的一个具有交互式和强大二维功能的绘图软件如二维绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能同时有部分三维功能。AutoCAD 软件是目前世界上应用最广的 CAD 软件占整个 CAD/CAE/CAM 软件市场的 37左右在中国二维绘图 CAD 软件市场占有绝对优势。 (3)MDTMechanicalDesktop MDT 是 Autodesk 公 司 在 基 于 参 数 化 特 征 实 体 造 型 和 曲 面 造 型 的CAD/CAM 软件它以三维设计为基础集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。 (4)SolidWorks SolidWorks 是由美国 SolidWorks 公司于 1995 年 11 月研制开发的基于Windows 平台的全参数化特征造型的软件SolidWorks 是世界各地用户广泛使用富有技术创新的软件系统已经成为三维机械设计软件的标准。它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好用户易学易用。SolidWorks 软件于 1996 年 8 月由生信国际有限公司正式引入中国以来在机械行业获得普遍应用目前用户已经扩大到三十多万个单位。 (5)Pro/Engineer Pro/Engineer 是美国参数技术公司ParametricTechnologyCorporation 简称PTC的产品于 1988 年问世。Pro/E 具有先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型和便于移植设计思想的特点该软件用户界面友好符合工程技术人员的机械设计思想。Pro/Engineer 整个系统建立在统一的完备的数据库以及完整而多样的模型上由于它有二十多个模块供用户选择故能将整个设计和生产过程集成在一起。在最近几年 Pro/E 已成为三维机械设计领域里最富有魅力的软件在中国模具工厂得到了非常广泛的应用3。 国内软件有: (1)PICAD PICAD 系统及系列软件是中科院凯思软件集团及北京凯思博宏应用工程公司开发的具有自主知识产权的 CAD 软件。该软件具有智能化、参数化和较强的开放性对特征点和特征坐标可自动捕捉及动态导航系统提供局部图形参数化、参数化图素拼装及可扩充的参数图符库提供交互环境下的开放的二次开发工具用户可以任意增加功能或开发专业应用软件。 PICAD 是国内商品化最早、市场占有率最大的 CAD 支撑平台及交互式工程绘图系统自从 1991 年推出中国第 1 个商品化的二维 CAD 系统以来PICAD 的用户已经遍及各行业及各省市 家庭用塑料储物箱的结构设计及其成型模具设计至今装机量已超过数万套。 (2)高华 CAD 高华 CAD 软件包括机械设计及绘图系统 GHMDS、计算机辅助绘图支撑系统 GHDrafting、工艺设计系统 GHCAPP、产品数据管理系统 GHPDMS、三维几何造型系统 GHGEMS 及自动数控编程系统 GHCAM。其中 GHMDS 是基于参数化设计的 CAD/CAE/CAM 集成系统具有全程导航、图形绘制、明细表的处理、全约束参数化设计、参数化图素拼装、尺寸标注、标准件库、图像编辑等功能模块。 (3)CAXA CAXA 电子图板是一套高效、方便、智能化的通用中文设计绘图软件可帮助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计适合所有需要二维绘图的场合使设计人员可以把精力集中在设计构思上彻底甩掉图板满足相关行业的设计要求。 (4)GS-CAD98 GS-CAD98 是浙江大天电子信息工程有限公司开发的基于特征的参数化造型系统的软件。它是一个具有完全自主知识产权的基于中文 Windows95/NT 平台的三维 CAD 系统该软件是在国家“七五”重大攻关及 863/CIMS 主题目标产品开发成果的基础上参照 SolidWorks 的用户界面风格及主要功能开发完成的。它包括实体、草图、参数化特征造型及高级曲面造型技术以及采用自适应参数关联技术来保证从设计到制造过程中各个环节的一致性。 (5)金银花系统Lonicera 金 银 花 系 统 是 由 广 州 红 地 技 术 有 限 公 司 开 发 的 基 于 STEP 标 准 的CAD/CAM 系统。它是基于 STEP 标准的 CAD/CAM 系统该软件主要应用于机械产品设计和制造中它可以实现设计/制造一体化和自动化。 (6)开目 CAD 开目 CAD 是华中理工大学机械学院开发的具有自主知识产权的 CAD 和图纸管理软件它面向工程实际应用。开目 CAD 在设计思想上遵循画法几何的原理直接模仿工程技术人员手工绘图时的思维模式和绘图方法支持全约束、过约束、欠约束驱动的尺寸分析与驱动模块满足用户各类需求支持 AUTOCAD 具有的块、层功能保证了与 AUTOCAD 的完全兼容拥有强大、灵活的零件标注与明细栏设计功能灵活的自定义尺寸样式、零件标注样式、上线、智能导航工具更使用得心应手。 21 世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化追求的目标是提高产品质量及生产效率缩短设计周期及制造周期降低生产成本最大限度地提高模具制造业的应变能力满足用户需求。模具 CAD/CAM 技 4术发展趋势具体表现出以下几个等特征。 (1)标准化 CAD/CAM 系统可建立标准零件数据库非标准零件数据库和模具参数数据库。 (2)集成化技术现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成更应该强调技术、人和管理的集成。 (3)智能化技术应用。 (4)网络技术的应用3。1.3 课题研究的主要内容 此次研究的课题是家庭用储物箱的结构设计及其成型模具设计，课题研究的主要内容为(制品)储物箱的结构设计与成型工艺性分析及其储物箱的成型模具设计。 制品设计是指制品的形状、结构和使用性能的科学预测和判定，在准确了解所用材料特性的基础上，制定出制作制品的具体方法和程序。塑料制品由于所用材料各具特点，加工方法也互有差异，所以其性能就必然受到材料性质和成型调教的极大影响。不仅如此，塑料制品的性能还与使用环境密切相关。为了更好地达到制品设计的目的，就必须收集和整理尽可能丰富的有关资料，进行全面的科学的分析研究 4。 成型模具设计包括成型零部件的设计，浇注系统的设计，推出机构的设计， 侧向分型与抽芯机构的设计，合模导向机构的设计。支承零件的设计，加热和冷却系统的设计和排气系统的设计。 家庭用塑料储物箱的结构设计及其成型模具设计 2 塑件的结构设计 塑料制件主要是根据使用要求进行设计，由于塑料有其特殊的物理机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点，避免或补偿其缺点，在满足使用条件的前提下，塑件形状应尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点，在设计塑件时必须考虑以下几方面的因素: (1)塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性。 (2)塑料的成型工艺性，如流动性。 (3)塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化(热塑性塑料制品)或快速受热固化(热固性塑料制品)。 (4)塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异。 (5)模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。 (6)模具零件的形状及其制造工艺。 以上前四条主要是指塑料性能特点，后两条主要是考虑模具结构特点，塑件设计的主要内容包括塑件的形状、尺寸、精度、表面光洁度、壁厚、斜度、以及塑件上加强筋、支承面、孔、圆角、螺纹、嵌件等的设置，此外塑件美术造型设计也不可忽视的5。2.1 零件的结构设计 塑料储物箱通常也叫塑料整理箱、塑料储物盒、塑料整理盒、塑料收纳箱。塑料储物箱是采用聚乙烯 PE/聚丙烯 PP 生产制造的，安全无毒～塑料储物箱具有环保、带盖密封、带滑动省力、能耐酸耐碱、乃油污、无毒无味、清洁方便、堆放整齐、便于管理、承载强度大、可套叠、节省空间、重量轻等特点～塑料储物箱的作用广泛，可以用来运输、冷藏、五金、超市、存储(蔬菜、水果)、家用、周转、整理(文件、衣物、玩具)等。2.1.1 尺寸和精度 塑料储物箱的用途很广泛，此次设计的储物箱可以用来整理笔记本等书籍，化妆品或水果及其他的小饰品等。一般的化妆品或小饰品的高度不会超过笔记本的宽度值，所以设计时按照笔记本的宽度和长度合适地设计储物箱的高度值和宽度，为了做到美观舒适，储物箱的长度也将要依据宽度和高度来设定。在我们平常生活所见的笔记本的尺寸一般为 150210(mm)，按照这个尺寸初步 6将储物箱的尺寸设定为 400250160(mm)。 塑料的流动性将影响制件尺寸的设计，在注射成型和传递模塑中流动性差的塑料(如布基塑料、玻璃纤维增强塑料等)和薄壁的制件的尺寸不能设计得过大。大而薄的制件当塑料尚未充满型腔前久已经固化，或勉强能充满料的前锋已不能很好融合而形成冷接缝，影响外观和强度。因此在设计制件时应仔细校核。另外压制成型塑件的尺寸要收到压机最大压力和压机台面最大尺寸限制，注射成型制件尺寸要.