塑料泵嘴模具设计开题报告

塑料泵嘴模具设计开题报告 开题依据1.1 塑料模具概况模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和原材料，成本低等一系列优点，模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的发展方向，模具是机械、电子等行业的基础工业，它对国民经济和社会的发展期着越来越大的作用1 。塑料泵嘴作为一种非常常见的塑料结构，被广泛应用于洗浴用品（如沐浴液、洗发水）以及日用清洁用品（洗面奶、洗手液、洗衣液）的包装中，这种结构大大方便了液体的排出，除减少其挤出时间外还有效地控制其出液量，很大程度上增加了其使用效率。27789而对塑料泵嘴的研究能进一步加深对这种日用产品的理解和深思，对塑料泵嘴应用、制造以及改进方面的理念做出有效突破。泵嘴具有体积小、结构简单的特点，因而适用于大批量生产。与此同时，这类制品因多用于日常的清洁活动，一般应具备柔软的品质，所以制作材料多选用塑料。纵观塑料以及塑料工业的发展过程，可以说塑料工业是新型的工业，它是随着石油工业的发展应运而生的，从发展速度上看，塑料工业是一个飞速发展的工业领域。从第一个塑料产品赛璐璐诞生算起，塑料工业迄今已有120年历史2。相对世界塑料工业发展而言，我国的塑料工业则起步较晚，新中国成立之前基本是一个空白点，而且原料主要依靠进口3 。一个国家模具生产能力的强弱、水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品开发和老产品更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。我国为了有限发展模具工业，制定了一系列优惠政策，并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在总产量中所占比例越来越大。 源自六维论文,网.加7位QQ32491141.2 课题研究意义我国塑料模工业到现在，水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可达0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达30万次，淬火钢模达将近1000万次，产品的完成周期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，在制造技术方面，CAD/CAM技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如UG、CADS5、DOCT5、CRADE、Cimatron、MPA塑模分析软件等等。展望未来，由于宏观环境良好，国内塑料模具各主要用户行业仍将以较快速度发展，塑料模具也必将持续高速发展。特别是塑料泵嘴这种产品，贯穿于我们生活的每个角落，影响着全人类的生活模式。它遍布于世界各地，深受全年龄段的人群欢迎。因此研究此课题有助于当代大学生对塑料泵嘴的成型工艺和模具有更全面的认识，对其理解更加透彻，对于工作质量的提高尤其重要，又因为此课题内容贴近生活，因此能培养大学毕业生对模具实践的良好认识，造福人类社会。同时这又是一个非常值得探讨的课题，作为当今世界应用最广的生活必需品容器组件，塑料泵嘴具有非同一般的使用和研究价值，对本课题的深入探讨有一定可能对该类产品产生创新的认识从而引发进一步的发明和改进。因而对塑料泵嘴成型工艺和模具设计的研究具有进一步发展的深远意义和无穷的提高空间。 :2 文献综述2.1 国内模具发展情况2.2 我国模具生产存在的问题2.3 模具技术展望使用传统人工编排计划，不但效率低，而且对模具交货期也没有预测和监控的有效手段，人工编制的模具生产计划常被笑为不是计划而是滑稽，因常常计划刚下达，随即就被扰动因素所打乱，计划永远赶不上变化快。说实在的，人工编制的模具生产计划只能起到一个告知模具生产各环节计划进度目标而已11。模具CAD/CAE，CAM正向集成化、三维画、智能化和网络化方向发展。模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试、及生产的全过程，达到实现最佳效益的目的。因此无论是国内还是国外在模具制造方面，未来数十年内技术必定会重点向集成化以及信息化推进。3 方案论证3.1 塑件结构特点3.1.1 洗手液泵头原理生活中我们常看到洗手液装在这样的瓶子中，按压瓶子顶部的泵头，洗手液就从输液管流处来了。泵头的工作原理和活塞式抽水机相同，也是利用活塞移动和单相阀门的开启，关闭排出除液桶里的空气造成内外压强擦，从而使液体在大气压作用下上升，从出液管里排出洗手液瓶中有个按压式吸液体构，它主要有导液管、径叶球阀、弹黄、空心柱塞、活塞，出液管、除桶液组成.当用手向下压出液时，除桶液内压强曾大，弹黄被压缩叶茎阀门关闭，同时因为活塞向下移动，而此时空心柱塞上的出液孔被打开，除液孔里的液体从除液孔的液体从除液管里流出管外，当手松开时，弹黄复原，使得活塞向上移动除液桶内压强减小，空心柱塞上的除液孔封闭，叶茎阀门打开，在大气压的作用下液体从导液管通过叶茎阀门进入除液桶。这样活塞在圆桶中上下往复运动、不断的把液体吸出瓶外。3.1.2 产品技术要求及结构特点本塑料泵嘴模具和工艺课题的设计要求成型工艺合理，模具总体结构设计合理，工作可靠，侧抽机构、推出机构运动灵活，符合生产实际需要。此外，模具零件选材合适，具有良好的加工工艺性。注射设备选用得当，保证所成型的塑料制品达到各项技术指标。本塑件是塑料泵嘴，形状较复杂，精度要求较高，表面质量高。本泵嘴小巧玲珑，泵嘴是弯的，设计使用塑胶原料，较高的技术精度和表面粗糙度，而且本产品有外螺纹，有内扣槽，同时该塑料泵嘴产品的尺寸比较小，本产品的基本结构如图所示。图3.1 塑料泵嘴图1 图3.2 塑料泵嘴图23.2 塑件材料特性英文名称:Polypropylene（简称PP） 比重:0.9-0.91克/立方厘米，成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度：160-220 。PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐热性最好，其热变形温度为80-100，能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称百折胶。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。 日常生活中，常用的保鲜盒就是由PP材料制成。3.3 塑件材料成型性能1）PP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP在加工上有两个特点：其一：PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。2）PP的加工温度在200-300左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为310），但高温下（270-300），长时间停留在料筒中会有降解的可能。3）因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。4）模温宜控制在30-50范围内。5）PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。6）PP在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。7）PP料加工时不需干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。3.4 注射成型工艺参数注射成型过程大致可分为以下6个阶注塑成型注塑成型段 ：合模、射胶、保压、冷却、开模、制品取出。塑件材料：PP。尺寸精度MT6，表面粗糙度Ra为0.8m。3.5 设计方案拟定3.5.1 型腔数量的确定根据计算与参照设计手册，选用一模八腔来设计。3.5.2 模具分型面的确定分型面位置的选择考虑如下问题：、外表质量：分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。、方便脱模，制件留在动模边：从制件的推出装置设置方便考虑。、包紧力大的，芯应设在动模边 而将凹模放在定模边。、包紧力小且不能确切判断留向的将型芯和凹模的主要部分都设在动模边。、对型芯无包紧力，对凹模粘附力较大的，将粘附力较大的设在动模边。、要求同心的部分放在模具分型面的同一侧。不便设在分型面的同一侧时，则应设计特殊的定位装置。、考虑侧向抽芯距离和模具结构复杂性。、当分型面作为主要排气面时 料流的末端应在分型面上以利排气。根据以上条件最终选择分型面为沿着泵嘴弯曲的嘴部上下平分线分布的曲面。3.5.3 主流道和分流道关于浇注系统的布置，将采用如下这种布局，如图3.3所示3.3 浇注系统布局3.5.4 浇口的设计浇口的设计需要满足一下条件1.有利于减小制品翘曲变形2.有利于改善注塑制品的力学性质3.有利于避免注塑成型时的喷射现象4.有利于充模流动、排气和补料5.有利于减少熔接痕，增加熔接牢度6.浇口位置应防止料流将型芯或嵌件挤歪变形初步方案为采用点浇口的形式。3.5.5 抽芯方式的选择如果使用滑块抽芯的话，螺纹采用滑块两半拼合，脱模时，滑块分别向两侧移动，当移动到大于螺纹外径时，实现脱模，但本产品螺纹上面成型部位无法脱离所以放弃这种方案。如果采用斜顶抽芯，需要一定的空间，而产品尺寸太小并不适合做这样的方案，因此也放弃斜顶抽芯方案。而选用旋转抽芯的方式，螺纹型芯（型腔）在齿轮，齿条，油缸带动下旋转实现脱模是行得通的。此外，如果采用圆弧抽芯的方案的话，圆弧滑块在弧形齿轮带动下转动，完成入出芯动作，不过这样设计要有较大的空间，同时还要提供弧形齿轮动力源；对于小件产品多腔布局不适合，但是，如果采用的是导轨代替圆弧齿轮的圆弧抽芯方案的话是可行的，效果如图3.4所示，滑块在两导轨的作用下完成抽芯入芯动作，机构小巧，动作原理简单，只靠开模拉杆和弹簧作用即可。3.4 圆弧抽芯3.5.6 脱模方案的选择关于脱模方案的选择，经过探讨和综合考虑后，最终确定脱模方案采用强脱模的方式，效果图参照图3.5，利用产品材料的韧性和弹性变形推板把产品强行推出型芯。3.5 强脱模3.5.7 方案总结选用一模八腔来设计，分型面为沿泵嘴弯曲嘴部上下平分线分布的曲面，采用点浇口，抽芯方案则采用圆弧抽芯的方案，强脱模。4 毕业设计（论文）内容4.1 基本内容利用本专业所学的知识，研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法，研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题，利用材料成型及控制工程专业知识分析产品所用材料成型特性以及产品特征，依据产品特征来拟定适合的模具结构，确定机架、分型面、分流道、主流道、冷却系统等，验算压力、料筒温度、模具温度，综合分析确定模具具体结构，并选定注塑机，分析总结工艺流程,使用计算绘制图纸，最后按照设计的详细步骤以及相关文献编写论文。4.2 重点内容研究的重点是模具设计。设计这一产品需要综合考虑和核对各种数据，从中选出合适的模具进行生产，因此这也是有一定技术含量和一定难度的一件技术性工作。此外，本专业是材料成型及控制工程，需要严格利用模具的专业知识确定模具成型方式，确定模具结构，选择注塑机，选择模架，确定分型面，设计浇注系统、排气系统，等最后完成模具设计。4.3 难点内容本课题的难点是产品结构较复杂，抽芯、脱模复杂，同时产品尺寸非常小，没有多余的零件安装空间。这样要求结构必须小巧玲珑，抽芯等工艺对设计更加增添了难度。在模具方面，考虑到工件形状和材料的属性，抽芯和脱模方式的选择需要十分细致和谨慎。5 工作进度安排3.09之前：根据设计课题要求，分析塑件技术要求，测绘并完善塑件零件图；查阅中、外文文献资料；拟定塑件注射成型工艺及模具结构设计方案，并进行方案分析、比较，确定设计方案；撰写开题报告；与指导教师进行开题交流，填写开题交流讨论记录表，上传提交开题报告、开题交流讨论记录表等初期检查资料。3.94.17：进行模具结构设计，绘制模具结构装配草图，并进行有关工程计算校核；绘制模具结构装配图；完成外文文献的翻译；填写并上传毕业设计中期自检表、模具结构