調(diào)味瓶架注塑模具設(shè)計

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哈爾濱哈輕塑膠有限公司擁有一支高素質(zhì)的員工團(tuán)隊(duì)，其中，各類中高級專業(yè)技術(shù)人員103人。目前已有各種加工檢測設(shè)備276臺套。又引進(jìn)了意大利、日本、韓國先進(jìn)的大型塑料加工設(shè)備，能夠承攬從100g—50000g的注塑加工任務(wù)。公司為提高產(chǎn)品研發(fā)能力和強(qiáng)化質(zhì)量保證體系，近年已培養(yǎng)一批能夠熟練應(yīng)用AUTOCAD軟件、PRO/E、CATIA/UG軟件，從事產(chǎn)品三維設(shè)計的研發(fā)隊(duì)伍，在研發(fā)手段,技術(shù)技能, 實(shí)驗(yàn)檢測，經(jīng)驗(yàn)積累,工作流程方面基本與國外先進(jìn)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(shù)企業(yè)，近三年獲得國家專利9項(xiàng)，其中發(fā)明專利1項(xiàng)，實(shí)用新型6項(xiàng)，外觀專利2項(xiàng)。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(shí)況 圖2 公司調(diào)研實(shí)況 圖3 公司設(shè)備展示 圖4 公司設(shè)備展示 圖5 公司設(shè)備展示 公司重點(diǎn)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(yīng)商榮譽(yù)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(zhuǎn)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(dá)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(shè)備及先進(jìn)檢測設(shè)備百余萬臺，年生產(chǎn)能力 28000t以上。現(xiàn)有員459人，其中四分之一人員為高、中級工程技術(shù)人員，并擁有一大批高素質(zhì)的集科研、產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計的專業(yè)人員和高級管理人員。2006年6月通過ISO/TS16949認(rèn)證，2003年10月通過ISO9001：2000版國際質(zhì)量管理體系換版認(rèn)證，2006年 12月通過了汽車內(nèi)外飾材料強(qiáng)制安全 CCC認(rèn)證。2008年公司被評為黑龍江省企業(yè)技術(shù)中心及哈爾濱市第一批企業(yè)技術(shù)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(shù)企業(yè)”稱號；曾榮獲黑龍江省第九屆勞模大會“先進(jìn)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(qiáng)明星企業(yè)”。哈爾濱市第二十八、二十九屆勞模大會“先進(jìn)單位”；哈爾濱市第三十屆勞模大會“先進(jìn)集體”；哈爾濱市“質(zhì)量效益型先進(jìn)企業(yè)”；黑龍江省“科技創(chuàng)新先進(jìn)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(jì)效益為中心，以市場為導(dǎo)向，以科技為動力，不斷推動企業(yè)向更高的目標(biāo)邁進(jìn)。 四、實(shí)習(xí)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(luò)調(diào)研 圖書館電子閱覽室 查找準(zhǔn)備畢設(shè)相關(guān)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(shí)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(shè)相關(guān)資料以及調(diào)研報告 五、實(shí)習(xí)調(diào)研內(nèi)容 1、課題所涉及技術(shù)領(lǐng)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(jī)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(guān)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)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(dāng)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(yù)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(tuán)（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(diǎn)骨干模具企業(yè)”稱號。但是我國模具工業(yè)是大而不強(qiáng)，總體水平落后于國際先進(jìn)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(shè)備的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和定位能有效地促進(jìn)模具業(yè)的發(fā)展目前國內(nèi)技術(shù)含量低的模具設(shè)備供過于求，而技術(shù)含量高的中、高檔模具還遠(yuǎn)不能滿足需求。因此，精密、復(fù)雜的沖壓模具、覆蓋件模具等高檔模具設(shè)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(shè)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(yīng)用市場廣闊，所以本次調(diào)研的調(diào)味瓶架有一個相當(dāng)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(shè)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(xué) 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(diǎn)， 容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加 工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)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(shè)計過程中需要重點(diǎn)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(qiáng)，含水量應(yīng)小于 0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件 應(yīng)要求長時間預(yù)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(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱 塞式注塑機(jī)時料溫為 180～239℃，注塑壓力為 100～140MPa，螺桿式注塑機(jī)則取160～220℃，700～100MPa 為宜； （4）模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)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(shè)計的課題目前采用的設(shè)計方法、研發(fā)手段、技術(shù)特點(diǎn)與課題有關(guān)的裝置或結(jié)構(gòu)相關(guān)的具體情況。 （1） 設(shè)計方法 通過觀察模型和對模型進(jìn)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(shè)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(dǎo)向機(jī)構(gòu):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(zhǔn)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(jī)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(jī)構(gòu):是將塑料制品脫出模膛的裝置。 5 )側(cè)向分型與側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu):當(dāng)塑料制品帶有側(cè)凹或側(cè)孔時，在開模頂出制品之，必須先把成型側(cè)凹或側(cè)孔的瓣合模塊或側(cè)向型芯從制品中脫出，側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)就是為了實(shí)現(xiàn)這類功能而設(shè)置的一套側(cè)向運(yùn)動裝置。 6 )排氣結(jié)構(gòu):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(jié)構(gòu)，將支承零部件組裝在一起，可以構(gòu)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(yùn)用三維軟件CORE對塑件進(jìn)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(jìn)行裝配，最終形成三維實(shí)體模具。利用該三維模具導(dǎo)出相關(guān)二維工程圖，在CAD工作環(huán)境下進(jìn)行修改。 （3）技術(shù)特點(diǎn) 現(xiàn)在大部分企業(yè)已實(shí)現(xiàn)模具產(chǎn)品設(shè)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(jī)械制造業(yè)信息化工程提供基礎(chǔ)信息化、提高模具質(zhì)量， 縮短設(shè)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(jì)的模式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(jì)封閉，以及人民的生活水平處于很低的消費(fèi)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(guān)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(jì)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(jì)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(jì)條件下的備件逐步發(fā)展成市場經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(yīng)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(diǎn)。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(diǎn)，使得各大鋼廠規(guī)模性生產(chǎn)裝備無法適應(yīng)。因此紛紛尋找合適的代理商以求得規(guī)模效應(yīng)。 4 )二十一世紀(jì)前期（興盛時期）? ?隨著外資布局中國，模具行業(yè)加快結(jié)構(gòu)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(jī)席卷全球，中國模具工業(yè)積極突圍，中國機(jī)械、家電、汽車及IT電子信息產(chǎn)業(yè)等模具用戶需求進(jìn)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(yùn)行。 3、 現(xiàn)階段存在的技術(shù)問題。 我國注塑磨具在設(shè)計制造水平等方面要比德、美、日、法等工業(yè)發(fā)達(dá)國家落后許多，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： （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(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具領(lǐng)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(dá)國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。 （2）人才不足，科技及技術(shù)投入少 模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展,能掌握和運(yùn)用新技術(shù)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(shù)攻關(guān)不夠重視,因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)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(shù)改造，致使科技進(jìn)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(jìn)的加工設(shè)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(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)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(jìn)設(shè)備部配套,設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長用得不到較好解決。設(shè)備水平低,帶來我國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 （4）標(biāo)準(zhǔn)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(xì)，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(wù)，與國際水平相比要落后許多、模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低、準(zhǔn)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(guān)技術(shù)落后、產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)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(jìn)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(shè)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(yán)重更是我國亟待要解決的問題。 4、市場需求及產(chǎn)品應(yīng)用前景分析 （1）模具技術(shù)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(shè)備、應(yīng)用設(shè)備、以及所加工的材料息息相關(guān)。隨著設(shè)備技術(shù)的快速進(jìn)步，加工工藝就有了不斷革新，模具本身的制造工藝、模具結(jié)構(gòu)就會不斷變化，我們所看到的制造周期越來越短、模具結(jié)構(gòu)越來越相對復(fù)雜化，就是這個原因。 （2）模具與設(shè)備的融合度越來越高 這個問題與第一個特征其實(shí)是相關(guān)的。過去在工廠里，設(shè)備就有專機(jī)，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(shè)備、夾具將呈現(xiàn)出機(jī)、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(diǎn)，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(shù)方面的趨勢特點(diǎn)，這個問題說的是模具生產(chǎn)方式上的趨勢特點(diǎn)。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(guān)系產(chǎn)業(yè)文化的問題。由于模具是一個技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，過去，老板們特別重視技術(shù)，很多老板本身就是技術(shù)出身，到現(xiàn)在仍然有相當(dāng)一部分老板只重視技術(shù)，這種知識結(jié)構(gòu)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(diǎn)。像打仗一樣，沒能占領(lǐng)制高點(diǎn)，想打勝仗很難。隨著經(jīng)濟(jì)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(jìn)入到一個新的歷史時期。 六、收集資料明細(xì) 序號 資料形式 數(shù)量 1 圖書 12 2 手冊 3 3 期刊 5 4 標(biāo)準(zhǔn) 2 5 圖紙 3 6 圖片 2 7 網(wǎng)頁 15 圖書、手冊、期刊、標(biāo)準(zhǔn)類明細(xì)： [1] 付拴林,梁彥飛.注塑模具技術(shù)分析與發(fā)展展望[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018(01):108-109. 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[13]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊［S］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016. 七、實(shí)習(xí)調(diào)研結(jié)論 經(jīng)過本次調(diào)研，以及對調(diào)研結(jié)果的分析，得出的結(jié)論是:本次畢業(yè)設(shè)計的題目是《調(diào)味瓶架注塑模具設(shè)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(yīng)用市場和發(fā)展前景非常可觀，所以本次設(shè)計的課題可行。本次模具設(shè)計的塑件結(jié)構(gòu)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(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性良好。經(jīng)過本次調(diào)研也看到了注塑模具生產(chǎn)的實(shí)際情況，對注塑模具各部分結(jié)構(gòu)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(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。