毕业设计电热水壶塑料下盖注射成型模具设计.doc

1 前言
在我们的日常生活中注塑制品约占塑料制品的20%~30%,然而用于注塑成型的塑料模具的产量约占世界模具产量的50%。与此同时制造业已经成为衡量一个国家经济基础以及科技实力的重要依据,而模具技术则代表一个国家制造业水平高低的主要标准。它是现代工业,特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、攻关器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备,同时60%~80%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。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。人们越来越认识到模具在制造业中的重要基础地位。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”,日本把模具誉为“进入富裕社会的原动力”,德国则冠之为“加工工业中的帝王”,在欧洲其他一些发达国家模具被认为“磁力工业”。由此可见模具技术在各国国民经济中的重要地位。
可以从下面四个方面看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。
第一,模具工业是高新技术产业的一个组成部分。
第二,模具工业又是高新技术产业化的重要领域。
第三,模具工业是装备工业的一个组成部分。
第四,模具工业地位之重要,还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑,都要求模具工业的发展与之相适应。
我国的塑料制品已经位居世界第二,虽然塑料模具无论是在数量,还是在质量、技术和能力方面都了很大进步,但是与世界先进水平相比仍在很大差距。
这是一次让自己全面运用大学四年所学习的基础知识、专业技能来充分发挥并展现本专业的各种技能风采!同时也是对模具设计进一步全面深化学习,希望自己将来能为祖国的模具行业贡献一份微薄的力量!
设计者:黄思铮
2012年6月18于太原
2 塑件设计
一个完美的塑料制件,要根据制品的使用要求和外观要求从力学性能、美术造型和成型工艺、塑料模具设计和制造等多方面进行考虑。塑件的物理力学性能,如刚度、强度、韧性、弹性、吸水性、以及对应力的敏感性。设计塑件时尽量发挥其优点,避免和补偿其缺点。塑料的成型工艺,如流动性、成型收缩率及收缩率的各项差异等。塑件的形状应有益于脱模、排气、补缩,同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却。塑件结构应是模具结构尽可能简单,特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模机构。使得模具机构符合制造工艺要求。
2.1 塑料材料的选择
注射塑料制品的选材要求主要取决于使用要求,为达到均衡选材还需考虑材料的注射工艺性和模具的结构工艺性。
2.1.1 选材依据
(1)塑件使用要求
使用要求是一个综合性的问题。电热水壶下盖的使用是在我们日常生活中用的烧水用的电热水壶上,属于日常使用的塑料种类。对刚度、强度、表面粗糙度有一定的要求,最重要的是要选用环保型的同时要在高温下能长期正常工作的材料。
(2)几种塑料材料性能的比较见表2.1。
(3)几种塑料材料性能的排序见表2.2
材料
名称
密度
(g/cm3)
强度极限σb
(kg/mm2)
比强度
σb/ρ
弹性模量E
(kg/mm2)
比刚度
(E/ρ)
价格
元/吨
PE
0.96
39.5
41.2
1078.7
1123.7
6600
PP
0.90
32.3
35.9
1274.8
1416.4
7450
PS
1.06
48.6
45.9
3137.9
2905.8
7850
ABS
1.05
48.0
45.1
2059.3
1961.2
10100
POM
1.41
60.4
42.8
2745.7
1947.3
15000
PA-6
1.13
81.0
71.7
2745.7
2418.31
16900
PA-66
1.14
78.3
68.6
1274.8
1118.2
18900
PC
1.20
61.8
51.5
2353.4
1961.1
20100
表2.1 几种塑料材料的性能
表2.2 几种常用塑料的使用性能排序
序号
性能
说 明
塑料代号排序
1
强度刚度
高 低
PA POM PSU PET EP ABS PS PVC PMMA PP PE
2
耐磨减磨
好 差
PA PAR PP PBT PC FEP POM ABSPVC PS
3
耐化学性
好 差
PEEK PPS PENTON PTFE PPSU PPO ABS HDPE
4
耐热性
高 低
PTFE EP PSU PC PP PE POM PMMA ABS PS
5
尺寸稳定性
精 粗
PVC PSF PS PMMA ABS PC PA PSU PPO PP PE
6
抗老化性
强 弱
PTFE UEMWPE PEEK PMMA PAR PBT PC POM
7
阻燃性
好 差
PTFE PVC PI PPO PC PVF PEC EP PMMA PE PP
8
电性能
低 高
PTFE PE PVC PET PMMA PI PBT PPS PA TTE
9
透明性
好 劣
PMMA PS PC PCTFEF3 PA PA-1010
10
耐折叠性
好 差
PP PE PVC PPC PS ABS
2.1.2 材料的选择
聚丙烯(PP)综合性能良好,强度、刚度高,抗冲击、疲劳性能均能满足电热水壶上的使用要求,耐折叠性好,吸水性小,最主要的是聚丙烯是许多常见材料中相对比较环保的日常用料。
聚丙烯的性能:无臭、无味、无毒:其熔融温度约为164~170℃,长期使用温度可达100~120℃,无负载时使用温度可高达150℃,是通用塑料中唯一能在水中煮沸并能承受135℃消毒温度的品种。其吸湿性很低,在水中浸泡一天,吸水率仅为0.01%~0.03%,成型加工前一般不需要进行干燥。其熔体黏度较小,流动性较好,不需要很高的成型压力,易成型出薄壁长流程制品。
2.1.3 聚丙烯(PP)的性质
表2.3 聚丙烯(PP)的性质
性质
聚丙烯(PP)
密度(g/cm3)
0.90~0.95
拉伸强度(MPa)
25~40
伸长率(%)
900
弹性模量(MPa)
1.06*1