毕业设计(论文)-遥控器面板的模具设计.doc
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1、摘要此次本科毕业设计为遥控器面板设计,材料为PET,为热塑性材料,是生产中很常用的工业塑料。模具的模架结构是采用龙记(LKM)大水口 CI型两板模。两板模简单通用一般适用于产品只有一个分型面,且分型面简单。模架A板放置型腔,B板放置型芯。浇注系统是平衡式浇注系统。分流道设在型芯一侧,通过侧浇口进胶,工字型分多方位进胶。因产品外表面两侧有倒扣结构,所以为使产品顺利顶出,设计滑块机构。注塑进模具的塑料必须尽快冷却,我们在模仁、模板设置统一的冷却水道,水路环绕产品,交接处要有防水圈密封,以确保水道畅通。由于产品最大轮廓为147MM,故采用一模1腔,所以模架为中小型号的。注塑机选用SZ100/630型
2、。关键词:遥控器面板,S型侧进浇口,水路,滑块机构40第一章 绪 论1.1 当前社会塑料工业发展状况塑料、模具和设备是塑料制品生产的三大物质基础。塑料原材料品种的开发与性能的改进推幼了塑料模的制造与应用, 同时也促进了塑料机械设备功能的日益完善, 三者互相促进, 互相推动。八十年代初开始, 世界塑料工业的生产平均每年10%的速度递增, 目前世界上塑料产量最多的国家要算是美国、日本、西德。其次为苏联、法国、意大利、英国、荷兰。论品种, 产量最高的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基塑料。模具行业内部体制改革和机制转换加速,产业结构渐趋合理,并且加强了管理,提高了水平。为了适应形势,我
3、国模具行业近几年来加快了体制改革和机制转换步伐,“三资”和民营企业已占行业主导地位,装备水平和产品水平有了较大的提升,管理有了很大进步。许多企业已应用了CADCAMCAE一体化技术、三维设计技术、ERP和IM3等信息管理技术以及高速加工、快速成型、虚拟仿真及网络技术等许多高新技术,不少企业已提出了“生产专业化、产品品牌化、企业现代化、市场国际化”等企业发展战略。通过各种质量体系认证的企业一年比一年多。规模经济产生效益,模具集群生产发展迅速。在“小而精专”的专业化不断发展的同时,近年来,规模效应已被愈加重视。除了把企业做强做大,使规模经济产生效益之外,模具集群生产也不断显示其优越性,因而“模具城
4、”、“模具园区”、“模具生产基地”等各种集群生产形式在全国迅速发展。据不少企业反映,集群生产与分散生产相比,至少有下列好处:市场更广阔了,协作更方便了,生产成本降低了,相互交流多了,优惠政策享受到了。目前全国年产1亿元以上模具的企业已有40多个,超过3000万元以上的企业已有200多个,具有一定规模的“模具城”已有近十个,正在建设或正在筹建的还有十多个。这些模具集聚生产基地的建设,对我国模具工业的发展起到了积极的促进作用。许多企业开始认识到了“品牌”和“专利”的重要性,自主创新的资金投入力度和能力不断提高。长期以来模具一直处于“后方”和“被动”的地位,因此也很少有“品牌”和“专利”。随着市场经
5、济的发展,近年来企业越来越重视“品牌”和“专利”。有些企业已认识到了创新研发的重要性,投入力度提高很快。据中国模具工业协会了解到的情况,近年不少企业在创新研发方面的投入与销售收入的比例达到5左右,个别企业甚至达到8至10。模具技术含量不断提高,属于高新技术产品的模具越来越多。据了解,目前已被国家有关部门列入中国高新技术产品出口目录的已有四种模具。其实已经有不少模具的技术含量超过了这四种模具,例如汽车零部件级进模具、精密多工位级进模具、轿车大型复杂覆盖件冲压模具、自动化汽车内饰件浇注模具、高强度板热压成型模具等。随着高新技术的发展,越来越多的模具生产企业被各级政府有关部门认定为高新技术企业。据中
6、国模协初步统计,目前模具行业国家级高新技术企业有7家,省、市级高新技术企业已有近百家。国际模具资本向我国转移的趋势十分明显,模具出口前景很好。由于我国模具特别是中、低档模具在国际市场上存在着较大的价格优势,有的模具价格甚至只有国际市场的几分之一,再加上我国有较低廉的优质劳动力资源及较好的技术基础和基础配套设施,因此近年来外商在我国模具行业的投资额一年比一年大,到我国采购模具的跨国公司也越来越多。1.2我国在塑料模具行业发展的不利因素 我国模具行业已经驶入发展快车道,但由于在精度、寿命、制造周期及能力等方面,与国际水平和工业先进国家相比尚有较大差距,所以还不能满足我国制造业发展的需求。特别是在精
7、密、大型、复杂、长寿命模具方面,仍旧供不应求。因此,每年尚需大量进口。现阶段模具原材料价格和人员工资不断上涨,但模具价格却不涨反落,致使模具企业利润不断下降,部分企业出现亏损,亏损额增大。据中国模具工业协会对全国270个主要模具生产企业调查,2005年产值利润率比上年下降了2.1个百分点,销售收入利润率比上年下降了3.1个百分点。全国规模以上企业全年亏损额2005年达2.6亿元,大幅增加。这一趋势,还在延续。对外资的依存逐年增大。我国加入世贸组织已过6年,外贸高速发展,我国经济对外贸的依存度从30上升到70。同时,近年来,正是外资大量进入我国的时期,随着对外开放政策的不断扩大和深化,外资在我国
8、模具行业的投资也越来越多,致使对外资的依存度也逐年增大。例如广东省是我国模具第一大省,其产能约占全国的40左右。该省的模具产能中,外资企业已占60左右,合资企业约占10左右。该省模具出口约占全国的50左右,其中由外资、合资企业出口的也占其出口量的多数。对外资和外贸依存度大,会对行业安全,乃至整个国家的经济安全产生重大影响。人才紧缺日益突出。虽然近年来我国模具行业职工队伍发展迅速,估计目前已达近百万人,但仍然跟不上行业发展需求。一是总量不足,二是素质不够,适应不了行业发展的需求。根据有关资料,全国模具行业从业人员约缺口30万50万人,其中工程技术人员约占20。目前尤其紧缺的是高素质和高水平的模具
9、企业管理人员和中高层技术人员及高级技术工人。市场竞争加剧。我国模具市场竞争在不断加剧,其表现是模具产品价格连年走低。中高档模具市场上主要是我国重点骨干企业与境外企业及境内“三资”企业的竞争,中低档模具市场上主要是民营企业之间的竞争。有的已经是进入无序状态,到了扰乱正常市场秩序的地步。由于过低价格所必然造成的低质量,已严重影响一些企业的生存,迫使某些企业加速调整其定位,少数企业面临被淘汰局面也是不足为奇的。虽然近几年模具出口增幅每年大于进口增幅,但所增加的绝对量仍是进口大于出口,致使模具外贸逆差一年比一年大。模具外贸逆差增大主要有两方面原因:一是国民经济持续高速发展,特别是汽车企业的高速发展带来
10、了对模具旺盛需求,有些高档模具国内的确生产不了,只好进口,但也确实有一些国内可以生产的模具也在进口,这与我国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。1.3 我国在塑料模具行业发展状况虽然我国模具行业已经驶入发展快车道,但由于在精度、寿命、制造周期及能力等方面,与国际水平和工业先进国家相比尚有较大差距,所以还不能满足我国制造业发展的需求。特别是在精密、大型、复杂、长寿命模具方面,仍旧供不应求。因此,每年尚需大量进口。现阶段模具原材料价格和人员工资不断上涨,但模具价格却不涨反落,致使模具企业利润不断下降,部分企业出现亏损,亏损额增大。据中国模具工业协会对全国270个主要模具生产企
11、业调查,2005年产值利润率比上年下降了2.1个百分点,销售收入利润率比上年下降了3.1个百分点。全国规模以上企业全年亏损额2005年达2.6亿元,大幅增加。这一趋势,还在延续。对外资的依存逐年增大。我国加入世贸组织已过6年,外贸高速发展,我国经济对外贸的依存度从30上升到70。同时,近年来,正是外资大量进入我国的时期,随着对外开放政策的不断扩大和深化,外资在我国模具行业的投资也越来越多,致使对外资的依存度也逐年增大。例如广东省是我国模具第一大省,其产能约占全国的40左右。该省的模具产能中,外资企业已占60左右,合资企业约占10左右。该省模具出口约占全国的50左右,其中由外资、合资企业出口的也
12、占其出口量的多数。对外资和外贸依存度大,会对行业安全,乃至整个国家的经济安全产生重大影响。人才紧缺日益突出。虽然近年来我国模具行业职工队伍发展迅速,估计目前已达近百万人,但仍然跟不上行业发展需求。一是总量不足,二是素质不够,适应不了行业发展的需求。根据有关资料,全国模具行业从业人员约缺口30万50万人,其中工程技术人员约占20。目前尤其紧缺的是高素质和高水平的模具企业管理人员和中高层技术人员及高级技术工人。市场竞争加剧。我国模具市场竞争在不断加剧,其表现是模具产品价格连年走低。中高档模具市场上主要是我国重点骨干企业与境外企业及境内“三资”企业的竞争,中低档模具市场上主要是民营企业之间的竞争。有
13、的已经是进入无序状态,到了扰乱正常市场秩序的地步。由于过低价格所必然造成的低质量,已严重影响一些企业的生存,迫使某些企业加速调整其定位,少数企业面临被淘汰局面也是不足为奇的。虽然近几年模具出口增幅每年大于进口增幅,但所增加的绝对量仍是进口大于出口,致使模具外贸逆差一年比一年大。模具外贸逆差增大主要有两方面原因:一是国民经济持续高速发展,特别是汽车企业的高速发展带来了对模具旺盛需求,有些高档模具国内的确生产不了,只好进口,但也确实有一些国内可以生产的模具也在进口,这与我国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。1.4 毕业设计选取本课题的意义我国模具业正在从较发达的珠三角、长三
14、角地区向内地和北方扩展,在产业布局上出现了一些新的模具生产较集中的地区,有京津冀、长沙、成渝、武汉、皖中等地区,模具集聚发展成为新特点,模具园区(城、集聚地等)不断涌现。在东部地区,已形成昆山、无锡精密模具产业集群生产基地;泊头、芜湖汽车模具产业集群生产基地;宁波、黄岩、深圳、东莞大型、精密模具产业集群生产基地。模具主要类型有:冲模、锻摸、塑料模、压铸模、粉末冶金模、玻璃模、橡胶模、陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于型腔模,因为它们一般都是依靠三维的模具型腔成型。(1)冲模:冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数50以上。按工艺性质的不同,冲模可分为落料模、
15、冲孔模、切口模、切边模、弯曲模、卷边模、拉深模、校平模、翻孔模、翻边模、缩口模、压印模、胀形模。按组合工序不同,冲模分为单工序模、复合模、连续模。(2)锻模:锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型的所用模具的总称。按锻压设备不同,锻模分为锤用锻模、螺旋压力机锻模、热模锻压力锻模、平锻机用锻模、水压机用锻模、高速锤用锻模、摆动碾压机用锻模、辊锻机用锻模、楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同,锻模可分为预锻模具、挤压模具、精锻模具、等温模具、超塑性模具等。(3)塑料模:塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35,而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模、挤塑模、注射模,此外还有挤出成型模、泡
16、沫塑料的发泡成型模、低发泡注射成型模、吹塑模等。(4)压铸模:压铸模是压力铸造工艺装备,压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型,在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。(5)粉末冶金模:粉末冶金模用于粉末成型,按成型工艺分类粉末冶金模有;压模、精整模、复压模、热压模、粉浆浇注模、松装烧结模等。模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科,是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展, 国内涌现出一大批模具行业的民营龙头企业,民营模具企业的崛起是整个中国模具产业结构中的重大
17、调整,民营模具企业在整个模具市场中已占绝对的主导地位,加速了模具行业的快速发展。因此选取本课题能很好的运用以前所学的专业知识,并且也是今后发展的趋势,具有重要实际的意义。第二章 注塑产品的要求设计2.1 产品功能简明功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的要求。该塑件是配套在遥控器上的面板,要求有一定物理强度和制造精度。塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度、脆化温度、分解温度的要求降低。生产批量应该是大批大量,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素。2.2 模具材料选择 (1) 材料选择:此类产品属于薄膜面板,根据产品外观和结构等要求,选
18、择聚对苯二甲酸类塑料(pet)(2) 材料简述:PET塑料分子结构高度对称,具有一定的结晶取向能力,故而具有较高的成膜性和成性。PET塑料具有很好的光学性能和耐候性,非晶态的PET塑料具有良好的光学透明性。另外PET塑料具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。PBT与PET分子链结构相似,大部分性质也是一样的,只是分子主链由两个亚甲基变成了四个,所以分子更加柔顺,加工性能更加优良。 PET是乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物,表面平滑而有光泽。耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦和尺寸稳定性好,磨耗小而硬度高,
19、具有热塑性塑料中最大的韧性;电绝缘性能好,受温度影响小,但耐电晕性较差。无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好,吸水率低,耐弱酸和有机溶剂,但不耐热水浸泡,不耐碱。 PET树脂的玻璃化温度较高,结晶速度慢,模塑周期长,成型周期长,成型收缩率大,尺寸稳定性差,结晶化的成型呈脆性,耐热性低等。 通过成核剂以及结晶剂和玻璃纤维增强的改进,PET除了具有PBT的性质外,还有以下的特点: 1 热变形温度和长期使用温度是热塑性通用工程塑料中最高的; 2 因为耐热高,增强PET在250的焊锡浴中浸渍10s,几乎不变形也不变色,特别适合制备锡焊的电子、电器零件; 3 弯曲强度200MPa,弹性模量达4000MPa
20、,耐蠕变及疲劳性也很好,表面硬度高,机械性能与热固性塑料相近; 4由于生产PET所用乙二醇比生产PBT所用丁二醇的价格几乎便宜一半,所以PET树脂和增强PET是工程塑料中价格是最低的,具有很高的性价比。 (3) 塑料的注塑工艺参数料筒温度 喂料区 5070(70) 区1 240260(250) 区2 240260(250) 区3 250290(270) 区4 250290(270) 区5 250290(270) 喷嘴 250290(270) 括号内的温度建议作为基本设定值,行程利用率为35和65,模件流长与壁厚之比为50:1到100:1熔料温度 270280料筒恒温 220模具温度 12014
21、0注射压力 薄截面制品可达160MPa保压压力 大约注射压力的5070以避免产生缩壁;按需选择保压时间;太长的保压时间易造成内应力,特别是对非晶体树脂,会使产品的抗冲击性降低背压 510MPa(50100bar),避免产生摩擦热注射速度 因为高固化率和结晶率故需采用高速;避免在注射过程中熔料冷却和凝结;模内保持良好的通气性是很重要的,否则裹入的空气易使流道末端产生焦化螺杆转速 最大螺杆转速折合线速度为0.5m/s计量行程 (0.53.5)D,因为熔料对过热和在料筒内残留时间过长很敏感;残留时间不应超过5min残料量 25mm,取决于计量行程和螺杆直径预烘干 在120时烘干4h 回收率 最多可加
22、入20回料,前提是回收料必须很好的预烘干并没有热降解;不允许产生拉伸,弯曲并且冲击强度与新料一样 收缩率 变化很大,取决于树脂,截面厚度,模具温度和保压:收缩率1.22.0,或加了30玻璃纤维增强型材料,使收缩率达0.40.6 浇口系统 任何一种普通系统型浇口都可使用;浇口处有热流道,温度必须闭环控制机器停工时段 关闭加热系统,像操作挤出机一样操作机器直到没有塑料被挤出为止;如果料口处换了其它热塑性材料,建议用PE或PP清洗(4) PET的物理力学性能如下表(2-1) 性 能数 据性 能数 据密度/g.cm-31.3-1.4断裂伸长率/%200700熔点/160190弯曲强度/MPa4958.
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