蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì)

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 說說 明明 書書 題目 題目 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì)蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 二級學(xué)院 直屬學(xué)部 專業(yè) 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名 職稱 評閱教師姓名 職稱 2014 年 11 月 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘摘 要要 本課題題目為 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 主要是運(yùn)用 Pro E 的建模設(shè)計(jì) 根據(jù)蒸 汽電熨斗設(shè)計(jì)的基本要求及熨斗標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)出一款功能多 操作簡單 使用方便的蒸 汽電熨斗 設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括蒸汽電熨斗整體造型的設(shè)計(jì) 材料的選用 尺寸的確定 色彩 的渲染以及對蒸汽電熨斗部分零件的模具進(jìn)行設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)主要包括動模 定模 澆注系統(tǒng) 模架的設(shè)計(jì)等一系列工作 采用 Pro E 對蒸汽電熨斗進(jìn)行造型設(shè)計(jì)和對蒸汽電熨斗部分零件的模具設(shè)計(jì) 并 由 Pro E 軟件自動生成二維的工程圖 如總裝配圖 零件圖以及模具圖等 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字 Pro ENGINEER 蒸汽電熨斗 塑料 模具 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 目目 錄錄 前 言 1 1 PRO ENGINEER 的介紹 2 1 1 PRO E 的簡介 2 1 2 PRO E 的主要功能 2 1 3 PRO E 的應(yīng)用領(lǐng)域 3 1 4 PRO ENGINEER 2001 中文版簡介 3 2 有關(guān)塑料的知識 5 2 1 塑料的概念 5 2 2 塑料的組成 5 2 3 塑料的發(fā)展 5 2 4 塑料的性能 5 2 5 常用塑料介紹 7 3 塑料制品的有關(guān)介紹 8 3 1 塑料制品加工的發(fā)展 8 3 2 塑料制品加工設(shè)備的種類 8 3 3 塑料制品的應(yīng)用 9 3 3 1 塑料制品在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 9 3 3 2 塑料制品在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 9 3 3 3 塑料產(chǎn)品在電子領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 10 3 3 4 塑料制品在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 10 3 3 5 塑料制品在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 10 3 3 6 塑料制品在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 10 3 4 塑料制品設(shè)計(jì)原則 10 4 塑料模具相關(guān)內(nèi)容介紹 12 4 1 模具工業(yè)的現(xiàn)代及發(fā)展趨勢 12 4 1 1 模具工業(yè)在現(xiàn)代制造業(yè)中的地位 12 4 1 2 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 12 4 2 模具的分類與應(yīng)用特點(diǎn) 13 4 3 模具工業(yè)概況 13 4 5 塑料模具用鋼 13 4 5 1 塑料模具的發(fā)展 13 4 5 2 塑料模具材料 14 4 5 3 塑料模具鋼的性能要求 14 4 5 4 國內(nèi)外塑料模具用鋼 14 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 5 5 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較 16 5 PRO ENGINEER 注塑模具設(shè)計(jì)簡介 18 5 1 注塑模具 18 5 2 PRO E 注塑模具模塊介紹 18 5 3 PRO E 模具設(shè)計(jì)流程 18 6 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 19 6 1 電熨斗的發(fā)展歷史 19 6 2 電熨斗的工藝與技術(shù)裝備 20 6 3 電熨斗的質(zhì)量 21 6 4 國標(biāo)的選擇 21 6 5 蒸汽電熨斗的規(guī)格 22 6 6 家用電器電工標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語 22 6 7 蒸汽電熨斗設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 22 6 7 1 蒸汽電熨斗底板的設(shè)計(jì)說明 23 6 7 2 蒸汽電熨斗調(diào)溫座的設(shè)計(jì)說明 25 6 7 3 蒸汽電熨斗水箱的設(shè)計(jì)說明 25 6 7 4 蒸汽電熨斗壓板的設(shè)計(jì)說明 26 6 7 5 蒸汽電熨斗后蓋的設(shè)計(jì)說明 27 7 注塑模設(shè)計(jì)過程 29 7 1 概述 29 7 2 產(chǎn)品零件圖 29 7 3 模具型腔工作部分尺寸計(jì)算 29 7 4 分型面的選擇 29 7 4 1 蒸汽電熨斗后蓋的分型面選擇 29 7 4 2 蒸汽電熨斗其它零件的分型面選擇 32 7 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34 7 5 1 澆注系統(tǒng)的組成 34 7 5 2 塑料模澆口的設(shè)計(jì) 34 7 5 3 塑料模澆口套的設(shè)計(jì) 36 7 6 塑料模具其它部分設(shè)計(jì) 37 7 6 1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 37 7 6 2 輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 致 謝 42 參考文獻(xiàn) 43 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前前 言言 習(xí)慣上 人們總認(rèn)為 只有冰箱 彩電這樣的大家電 才能顯示出科學(xué)技術(shù)的進(jìn) 步和社會的發(fā)展 實(shí)際上 當(dāng)年愛迪生就是用一只小小的燈泡開創(chuàng)了用電的新紀(jì)元 近年來 小家電在不斷地滲透進(jìn)我們的生活 在用細(xì)節(jié)改變著我們的生活品質(zhì) 較之 從前外觀單調(diào) 性能單一的電熨斗產(chǎn)品 今日沐浴在高科技氛圍下的它又呈現(xiàn)出了一 番新天地 內(nèi)置的抗鈣化裝置使水垢不會在熨斗內(nèi)沉積 延長使用壽命 防漏水系統(tǒng) 和自動安全關(guān)熄設(shè)計(jì) 安全可靠 超順滑抗磨底板和自動清洗裝置也令電熨斗更長久 耐用 在外形上 新款蒸汽電熨斗更具流行曲線 顯得靈便輕巧 水箱的色澤豐富多 變 以海藍(lán) 果綠 粉紅 粉紫為主打色系 綜合體現(xiàn)了蒸汽電熨斗好用又好看的流 行風(fēng)格 隨著 CAD 技術(shù)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)具有了更為準(zhǔn)確和現(xiàn)實(shí)的意義 CAD CAM CAE 的日益成熟與推廣 為模具設(shè)計(jì)和制造提供了最有潛力的工具 同時(shí) 也逐漸成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中最具支撐性的技術(shù)手段 其中 Pro ENGINNEER 及其相關(guān) 軟件 Pro DESIGNER Pro MECHANICA 都成為現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品開發(fā)中較為流行的必備設(shè) 計(jì)工具 計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)軟 硬件為依托 以數(shù)字化 信息化為特征 計(jì) 算機(jī)對設(shè)計(jì)行業(yè)的巨大沖擊 使得傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式逐漸被更有效率與更精確的計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)所取代 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期 降低了成本 提高了產(chǎn)品 的質(zhì)量 增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力 而且使多品種 小批量生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn) Pro MOLDESIGN 是 Pro E 系統(tǒng)中的一個(gè)可選擇性的模塊 提供了方便實(shí)用的三維 環(huán)境下塑料模具設(shè)計(jì)與分析工具 利用這些工具 可以由塑料制件的三維實(shí)體模型建 立起模具裝配模型 設(shè)計(jì)分型面 澆鑄系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng) 生成模具成型零件的三維實(shí) 體模型 從而可方便且準(zhǔn)確地完成塑料模具核心部分的設(shè)計(jì)工作 再利用 Pro E 系統(tǒng)的 布局及裝配模塊 還可以進(jìn)行模具的頂出系統(tǒng)和三維總裝配設(shè)計(jì) 并最終利用工程圖 模塊生成二維的工程圖 計(jì)算機(jī)滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中 使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念產(chǎn)生變化 形成一種真正意義上的 無紙化設(shè)計(jì) 和 無墻設(shè)計(jì) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一切都變得干凈 簡單 高效 大學(xué)本科四年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計(jì)是最后的一個(gè)任務(wù) 是對前面所學(xué) 知識的一個(gè)總結(jié) 也是最重要的一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)主 要是利用 Pro Engineer 軟件對蒸汽電熨斗的建模設(shè)計(jì) 并對其部分零件進(jìn)行模具的設(shè)計(jì) 根據(jù)目前市場上的多種蒸汽電熨斗 保證熨斗用途和使用性能 設(shè)計(jì)一款在外觀 材 質(zhì) 做工 易用性 擴(kuò)充能力都符合時(shí)代需要的蒸汽熨斗 提高熨斗價(jià)值的含金量 通過這次設(shè)計(jì) 我不僅對 Pro Engineer 這一軟件的各個(gè)模塊有了更加深刻的認(rèn)識 而且 對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程有了一定的了解 我想對即將走上工作崗位的我是一個(gè)很好的鍛煉 機(jī)會 產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要考慮方方面面 由于自身的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論水平及設(shè)計(jì)時(shí)間有限 我的設(shè)計(jì)難免會存在謬誤和不足 敬請各位老師和同學(xué)批評指正 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 2 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1 Pro Engineer 的介紹的介紹 1 1 Pro E 的簡介的簡介 Pro Engineer 簡稱 Pro E 軟件是美國 Parametric Technology Corporation 公司 PTC 公司 開發(fā)的基于單一數(shù)據(jù)庫 參數(shù)化 特征 全相關(guān)及工程數(shù)據(jù)再利用等概 念基礎(chǔ)上開發(fā)出的一個(gè)功能強(qiáng)大的 CAD CAE CAM 軟件 它能將產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)加 工的過程集成在一起 讓所有用戶同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造工作 它以基于特 征的參數(shù)化設(shè)計(jì) 單一數(shù)據(jù)庫下的全相關(guān)等概念而聞名于世 集實(shí)體設(shè)計(jì) 曲面設(shè)計(jì) 零件裝配 二維的工程圖制作 制造加工 機(jī)構(gòu)仿真及有限元分析 自動測量等于一 體 在目前的三維設(shè)計(jì)軟件領(lǐng)域中占有重要地位 是當(dāng)今最優(yōu)秀的三維實(shí)體建模軟件 之一 Pro E 系統(tǒng)具有強(qiáng)大的特征構(gòu)造功能 自從以 Pro E 為代表的基于特征造型的參數(shù) 化設(shè)計(jì)系統(tǒng)問世以來 在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的自動化已經(jīng)變的切實(shí)可行了 1 2 Pro E 的主要功能的主要功能 為了在今日競爭激烈的市場中取勝 需要以更快的速度 更低的成本以及更高的 質(zhì)量引入新 Pro E 正是以此為目標(biāo)開發(fā)的 3D 模型設(shè)計(jì)軟件 憑借其無可比擬的技術(shù) 創(chuàng)新以及產(chǎn)品優(yōu)勢上已經(jīng)成為了制造企業(yè)的產(chǎn)品領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn) 它所提供的柔性的工 程以及產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境能夠時(shí)刻高度響應(yīng) 以而確保企業(yè)在競爭中處于主動地位 隨著 CAD 技術(shù)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)具有了更為準(zhǔn)確和現(xiàn)實(shí)的意義 CAD CAM CAE 的日益成熟與推廣 為模具設(shè)計(jì)和制造提供了最有潛力的工具 同時(shí) 也逐漸成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中最具支撐性的技術(shù)手段 其中 Pro ENGINNEER 及其相關(guān) 軟件 Pro DESIGNER Pro MECHANICA 都成為現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品開發(fā)中較為流行的必備設(shè) 計(jì)工具 計(jì)算機(jī)滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中 使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念產(chǎn)生變化 形成一種真正意義上的 無紙化設(shè)計(jì) 和 無墻設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的一切都變得干凈 簡單 高效 計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)軟 硬件為依托 以數(shù)字化 信息化為特征 計(jì) 算機(jī)對設(shè)計(jì)行業(yè)的巨大沖擊 使得傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式逐漸被更有效率與更精確的計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)所取代 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期 降低了成本 提高了產(chǎn)品 的質(zhì)量 增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力 而且使多品種 小批量生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn) 隨著計(jì)算機(jī)軟 硬件技術(shù)的飛速發(fā)展 三維 CAD 技術(shù)的日益成熟和完善 三維 CAD 軟件在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多 其中 Pro ENGINEER 以其強(qiáng)大的功能及較 高的性價(jià)比 逐漸在業(yè)界取得主導(dǎo)地位 以產(chǎn)品構(gòu)思 完善到生產(chǎn)加工都做到了高度 智能化 專業(yè)化和規(guī)范化 Pro E 主要功能在于進(jìn)行參數(shù)化的實(shí)體設(shè)計(jì) 它所提供的功 能包括實(shí)體設(shè)計(jì) 曲面設(shè)計(jì) 建立工程圖 零件裝配 模具設(shè)計(jì) 加工制造以及逆向 工程等 其最大的特點(diǎn)就在于采用單一數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì) 而且是一種全相關(guān)性的軟件 Pro E 采用全參數(shù)化驅(qū)動所有幾何形狀 通過尺寸間的參數(shù)關(guān)系和單一的數(shù)據(jù)庫設(shè) 計(jì) 利用關(guān)系式 Relation 使某些幾何構(gòu)型隨其它幾何尺寸的改變而自動改變 達(dá)到 變更的一致性 并且對模型的任何修改都可雙向 二維 三維 傳遞到整個(gè)設(shè)計(jì)中 如此可以減少改圖或計(jì)算所花費(fèi)的時(shí)間并減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 4 Pro E 可自動生成產(chǎn)品的二維裝配工程圖 在 AutoCAD 中稍加整理即可形成規(guī)范 嚴(yán)格的生產(chǎn)加工用零件圖和裝備圖 其他零件圖紙也可如法生成 Pro E 的圖面生成功 能大大縮短了這一階段繪制圖紙所需的時(shí)間 1 3 Pro E 的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域 事實(shí)證明在世界上領(lǐng)先的企業(yè)現(xiàn)在正在追求的戰(zhàn)略是并行工程 在該環(huán)境中 把 產(chǎn)品投放到市場進(jìn)行 而非順序進(jìn)行的 在概念設(shè)計(jì)進(jìn)行的同時(shí) 可以較早創(chuàng)建詳細(xì) 的零件和裝配體 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 并且定義制造過程 這些功能的并行交迭 極大的 縮減了產(chǎn)品投放市場的時(shí)間 Pro Engineer 軟件開發(fā)環(huán)境在支持并行工程方面是獨(dú)一無二的 通過一系列完全相 關(guān)的模塊完全圖形 裝配極其功能 Pro Engineer 能夠把多個(gè)部門同時(shí)致力于同一產(chǎn)品模型中 這包括在工業(yè)設(shè)計(jì) 包 括對大型裝配體的管理 功能仿真 制造 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等 Pro Engineer 還提供了 目前集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境 1 4 Pro Engineer 2001 中文版簡介中文版簡介 Pro Engineer 操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司 Parametric Technology Corporation 簡 稱 PTC 的主要產(chǎn)品 它提供的單一數(shù)據(jù)庫 參數(shù)化 基于特征 全相關(guān)的概念徹底 改變了機(jī)械 CAD CAE CAM 的傳統(tǒng)觀念 這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械 CAD CAE CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn) 利用該概念開發(fā)出來的第 3 代機(jī)械 CAD CAE CAM 產(chǎn) 品 Pro ENGINEER 軟件能將設(shè)計(jì)到制造的全過程集成在一起 讓所有的用戶能夠同時(shí) 進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作 即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程 該軟件的功能覆蓋了眾多的 工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域 現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械 電子 輕工 家電 航空 航天等行業(yè) 配功能 能夠始終保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖 可以極大地提高設(shè)計(jì)效率 從實(shí)用性上看 Pro ENGINEER 系統(tǒng)界面簡潔 概念清晰 符合工程人員的設(shè)計(jì) 思想與習(xí)慣 整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)上 具有完整而統(tǒng)一的模型 它不但可以應(yīng) 用于工作站 而且現(xiàn)在也推出了單機(jī)版 大大增強(qiáng)了它的競爭力 尤其在模具設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域 Pro ENGINEER 較早地在廣東深圳 東莞 廣州以 及華東一帶得到廣泛應(yīng)用 由于它的應(yīng)用 大大縮短了模具設(shè)計(jì)與制造周期 提高了 模具質(zhì)量 降低了生產(chǎn)成本 為企業(yè)帶來了更大的市場并獲取了更多的利益 現(xiàn)在 Pro ENGINEER 在模具行業(yè)已經(jīng)是一個(gè)人們非常熟悉的軟件名稱 很多人都知道它用 于模具設(shè)計(jì)與制造具有很好的效果 Pro ENGINEER 2001 在中國提供完全漢化和支持國標(biāo)工程圖繪制標(biāo)準(zhǔn)的中文版本 降低了工程師的學(xué)習(xí)和操作困難 可以滿足國內(nèi)用戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的需要 極大地促 進(jìn)了用戶充分利用和發(fā)揮軟件的作用與效率 隨著現(xiàn)代社會市場競爭越來越激烈 產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短 對產(chǎn)品的造 型 功能要求越來越苛刻 相應(yīng)地對模具生產(chǎn)的周期 質(zhì)量 成本的要求也越來越高 這就要求用于模具設(shè)計(jì)與制造的軟件不斷創(chuàng)新 功能更強(qiáng)大 更容易使用 PTC 及時(shí) 響應(yīng)上述的社會要求 自 Pro ENGINEER 推出以后 不斷完善 版本不斷更新 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 盡管 Pro E 是三維建模軟件 但也可以非常方便地在 Pro E 的 Drawing 工程圖 模塊中制作工程圖 而且這種工程圖與 AutoCAD 不同 沒有必要為工程圖畫出各種幾 何要素 而只需將已有的零件 組件或鈑金件的 3D 模型調(diào)出來貼在所需大小的圖紙上 然后添加尺寸或者必要的幾何要素就可以了 而且 Pro E 可自動連接 Drawing 和 Model 中的更改事項(xiàng) 為了正確顯示物體的大小和形狀 不但需要 3D 模型 也需要 2D 工程圖 Pro E 的 Drawing 工程圖 模塊能將 3D 狀態(tài)的 Part Assembly Sheet metal 等模型設(shè)計(jì)成 有視圖配置的 2D 工程圖 而且 Pro E 的工程圖是與 3D 模型相關(guān)聯(lián)的 在創(chuàng)建完了 3D 模型后 就可以開始工程圖的創(chuàng)建 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 6 2 有關(guān)塑料的知識有關(guān)塑料的知識 2 1 塑料的概念塑料的概念 塑料是一種可塑成形的材料 它是以高分子聚合物為主要成分的混合物 在加熱 加壓等條件下具有可塑性 在常溫下為柔韌的固體 所謂高分子聚合物 是指由許許 多多結(jié)構(gòu)相同的普通分子組成的大分子 它既存在于大自然中 稱之為天然樹脂 又 能夠用化學(xué)方法人工制取 稱之為合成樹脂 合成樹脂是塑料的主體 在合成樹脂中 加入某些添加劑 如填充劑 增塑劑 著色劑等 可以得到各種性能的塑料品種 高分子材料是由大量低分子化合物聚合而成 它包括工程材料 橡膠 纖維和粘 結(jié)劑 按熱性能不同 工程塑料可分為 1 熱塑性塑料 特點(diǎn)是加熱時(shí)軟化 可塑造成型 冷卻后變硬 此過程可重復(fù)進(jìn) 行 2 熱固性塑料 特點(diǎn)是初加熱時(shí)軟化 可塑造成型 但固化之后再加熱將不再軟 化 也不溶于溶劑 2 2 塑料的組成塑料的組成 塑料是由樹脂 填加劑組成 在一定條件下可塑成形 并在常溫下保持形狀不變 的材料 塑料是以聚合物合成樹脂為主要原料 約占材料總質(zhì)量的 40 100 再添加 一定數(shù)量的增塑劑 填充劑 穩(wěn)定劑 潤滑劑 著色劑 發(fā)泡劑等各種輔助材料而構(gòu) 成 加入輔助材料將改善塑料的使用性能和加工性能 同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)成本 在加工過 程中能夠形成流動的成型材料 塑料經(jīng)過成型加工 可以制成具有特定形狀又具有一 定使用價(jià)值的塑料制品 塑料是指以高分子合成樹脂為主要成分 在一定的溫度和壓力下具有可塑性和流 動性 可被塑制成一定形狀 且在一定條件下保持形狀不變的材料 2 3 塑料的發(fā)展塑料的發(fā)展 隨著社會科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 人們對制造業(yè)所使用的材料提出了越來越高的要求由 于塑料具有質(zhì)量輕 比強(qiáng)度高 耐腐蝕 絕緣性能好以及良好的可塑性 并易于成型 等特點(diǎn) 得到了越來越廣泛的應(yīng)用 并逐漸取代木材 并部分取代金屬等傳統(tǒng)材料 成為各個(gè)領(lǐng)域里經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)件材料 塑料制品工業(yè)發(fā)展歷史短 但發(fā)展速度驚人 2002 年全世界的塑料年產(chǎn)量已為 1 65 億噸 現(xiàn)在塑料已成為在鋼材 木材 水泥之后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材料 21 世紀(jì) 將成為塑料制品工業(yè)迅猛發(fā)展的時(shí)代 2 4 塑料的性能塑料的性能 塑料具有優(yōu)良的成形和加工性能 在加熱和加壓下 利用不同的成形方法幾乎可 將塑料制成任何形狀的制品 塑料的品種很多 不同品種的塑料具有不同的特性 盡管塑料品種較多 功能差 別大 然而 塑料材料與其他材料相比仍具有共同的特性 主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 1 質(zhì)輕 塑料一般都比較輕 各種泡沫塑料的相對密度在 0 01 0 05 之間 普通塑料的相 對密度在 0 9 2 3 之間 在要求減輕自重的用途中 塑料材料有著特殊中要的意義 2 優(yōu)異的電絕緣性能 在電性能方面 塑料包含著極其寬廣的指標(biāo)范圍 塑料的介電常數(shù)常常小到 2 左 右 體積電阻率高達(dá) 10 10 cm 介電損耗低到 10 總之 大多數(shù)塑料具有 1620 4 良好的電絕緣性 一些塑料在高頻 高壓條件下也能作為電氣絕緣材料和電容器介質(zhì) 材料 3 耐化學(xué)腐蝕性好 塑料的特點(diǎn)之一是耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)于金屬和木材 他們一般有較好的化學(xué)穩(wěn)定性 對酸 堿 鹽溶液 蒸汽 水 有機(jī)溶劑等具有不同程度的穩(wěn)定性 因此 塑料廣泛 的用作防腐材料 其中 聚四氟乙烯耐腐蝕性最好 被稱為 塑料王 能耐 王水 等極強(qiáng)的腐蝕性介質(zhì)的腐蝕 4 減震 消音作用強(qiáng) 許多塑料由于柔軟而富于黏彈性 當(dāng)它受到外界的機(jī)械沖擊震動或頻繁的機(jī)振 聲振等機(jī)械波作用時(shí) 塑料內(nèi)部產(chǎn)生黏彈內(nèi)耗 將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏l(fā) 如泡沫 塑料可用做隔音材料和減振材料 5 隔熱性能好 塑料的導(dǎo)熱率極小 比金屬小上百倍甚至上千倍 是熱的不良導(dǎo)體或絕熱體 因 而常被用作絕熱保溫材料 泡沫塑料的熱導(dǎo)率與靜止的空氣相當(dāng) 因此 聚苯乙烯 聚氨酯等許多泡沫塑料廣泛應(yīng)用于冷藏 建筑 節(jié)能裝置和其他絕熱工程 6 力學(xué)強(qiáng)度范圍寬 塑料的力學(xué)強(qiáng)度范圍廣 從柔順到堅(jiān)韌甚至帶剛 脆都有 大多數(shù)塑料模塑制品 的剛度與木材相近 塑料的比強(qiáng)度接近或超過傳統(tǒng)的金屬材料的比強(qiáng)度 因此 普通 塑料特別適用于受力不大的結(jié)構(gòu)件 7 耐磨性能好 大多數(shù)塑料摩擦系數(shù)很小 有些塑料還具有優(yōu)良的減磨 耐磨和自潤滑性 許多 工程塑料制品的摩擦零件可以在各種條件下有效的工作 有些塑料的耐磨性為許多金 屬材料所不及 如 各種氟以及用氟塑料增強(qiáng)的聚甲醛 級酰胺塑料就是良好的耐磨 材料 8 透光性極其防護(hù)性能良好 許多塑料制品可以做成透明或半透明材料 像聚苯乙烯和丙烯酸類塑料和玻璃一 樣透明 常被用作玻璃的替代品 大量用于既保暖又透光的農(nóng)用薄膜利用的就的聚丙 烯 聚乙烯等材料 不同材料的性能大不相同 在強(qiáng)度方面 以金屬材料最好 特種陶瓷和纖維增強(qiáng) 工程塑料次之 在比強(qiáng)度方面 以金屬鋁和增強(qiáng)工程塑料最好 在沖擊強(qiáng)度方面 以 金屬 塑料為好 在耐熱方面 以陶瓷 金屬和玻璃最好 塑料次之 木材最差 在 密度方面 以塑料和木材最小 木材中以泡桐最輕 塑料中以泡沫塑料最輕 在線脹 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 8 系數(shù)方面 以塑料最大 陶瓷最小 在導(dǎo)熱性方面 以塑料 木材最小 玻璃 陶瓷 次之 金屬最好 塑料除了能制成色彩鮮艷 令人喜愛的日用品外 還有許多用途 由于塑料具有 許多獨(dú)特的性能 如質(zhì)輕 耐腐蝕 絕緣和良好的多種防護(hù)特性等 因而被廣泛地應(yīng) 用于機(jī)電 化工 建筑 交通運(yùn)輸 能源 輕紡 農(nóng)業(yè) 漁業(yè)等國民經(jīng)濟(jì) 國防和科 研的各個(gè)領(lǐng)域 它不僅可以代替貴重金屬 木材 皮革 纖維等材料 并能提高制品 質(zhì)量 簡化加工工序 降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率 而且可以解決工程上不少關(guān)鍵 問題 2 5 常用塑料介紹常用塑料介紹 表一 常用塑料的主要特性和用途表一 常用塑料的主要特性和用途 性能特性用途 聚丙 烯 耐腐蝕性優(yōu)良 力學(xué)性能高于聚乙烯 耐 疲勞和耐應(yīng)力開裂性好 但收縮率較大 低溫 脆性大 密度譽(yù)為0 90 0 91g cm3 醫(yī)療器具 家用廚房用器 作受熱的 電氣絕緣零部件 化工耐腐蝕零件 中小 型容器和設(shè)備 聚苯 乙烯 樹脂透明 有一定的機(jī)械強(qiáng)度 絕緣性能 好耐輻射 成型工藝性好 但脆性大 耐沖擊 性和耐熱性差 密度為1 15 2 00g cm3 不受沖擊的透明儀器 儀表外殼 罩 體 生活用品等電氣零件 ABS 具有韌 硬 剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)特性 絕緣性能好 耐化學(xué)腐蝕性 尺寸穩(wěn)定性 表 面光澤性好 易涂裝和著色 但耐熱性不太好 耐候性較差 密度約為1 02 1 05g cm3 汽車 電器儀表 機(jī)械構(gòu)件 如齒輪 把手 儀表盤等 作耐腐蝕設(shè)配與零件 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3 塑料制品的有關(guān)介紹塑料制品的有關(guān)介紹 3 1 塑料制品加工的發(fā)展塑料制品加工的發(fā)展 很久以來 所有塑料機(jī)械生產(chǎn)廠家都在為提高塑料成型設(shè)備的生產(chǎn)效率 成型精 度和使用功能而努力著 提高成型設(shè)備的工藝穩(wěn)定性和生產(chǎn)精度 提高成套機(jī)組的組 套性和自動化水平 開發(fā)信息數(shù)據(jù)軟件和控制系統(tǒng) 推廣應(yīng)用微電子技術(shù) 研制柔性 系統(tǒng)等方面 得到了大的進(jìn)展并在廣泛的應(yīng)用 為了適應(yīng)不同物料和制品的成型需要 對擠出和注射螺桿的幾何結(jié)構(gòu)和長徑比作 了較大的改進(jìn) 使成型設(shè)備的工藝穩(wěn)定性有了進(jìn)一步的提高 采用了新一代比例伺服式液壓系統(tǒng)和伺服電機(jī) 提高了成型設(shè)備的加工的效率 使成型設(shè)備的動作的速度 精度和重復(fù)準(zhǔn)確性都有了很大的提高 計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用 使注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)了全生產(chǎn)過程的自動化控制 擠出 中空成型 熱成型等設(shè)備的自動化水平有了不同程度的提高 擴(kuò)大微電子技術(shù)在塑料加工各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用 為了降低加工成本 有利于產(chǎn)品的 銷售 計(jì)算機(jī)控制和管理系統(tǒng)的發(fā)展愈來愈趨于簡化和專門化 并向更高水平的質(zhì)量 控制和和管理功能發(fā)展 小批量生產(chǎn) 多種的柔性系統(tǒng) 機(jī)械手和溫控系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展 3 2 塑料制品加工設(shè)備的種類塑料制品加工設(shè)備的種類 1 塑料成型設(shè)備 到目前為止 塑料注射成型仍是塑料加工的最主要方法之一 目前 世界各國的 注射機(jī)制造公司的競爭主要是圍繞改善注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)和開發(fā)功能性注射 尤其在 采用或開發(fā)更先進(jìn)的液壓技術(shù) 微機(jī)控制技術(shù)和檢測技術(shù)方面做了大量的工作 使注 射機(jī)達(dá)到高效 高速 節(jié)能 精密 低噪音和高自動化水平 2 中空吹塑成型設(shè)備 隨著中空塑料制品在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛 中空吹塑成型設(shè)備的要求也就 越高 出現(xiàn)許多新的技術(shù)和新的工藝如 多層成型 多種材料組合成型 三維形狀復(fù) 雜制品成型等新技術(shù)相繼開發(fā)成功并已投入批量生產(chǎn) 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在中空成型設(shè) 備中得到了廣泛的應(yīng)用 可以采用計(jì)算機(jī)軟件測定制品壁厚 用計(jì)算機(jī)控制多種原料 共擠出或先后擠出過程 這些控制技術(shù)的應(yīng)用 提高了中空成型工藝水平 中空成型 設(shè)備的更新?lián)Q代 在大型制品成型方面具有較強(qiáng)的競爭力 3 塑料擠出成型設(shè)備 目前 塑料擠出成型機(jī)研究工作的重點(diǎn) 已經(jīng)從提高加工性能 改善生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性 轉(zhuǎn)移到增加混煉功能等方面 并以此作為再生塑料的增值手段 各個(gè)生產(chǎn)塑料擠出成型設(shè)備廠家未來主要研制設(shè)備方向是 加大擠出機(jī)的功率 增加反應(yīng)性功能 研制高效雙螺桿擠出機(jī) 開發(fā)節(jié)能 省料型擠出裝置 提高擠出機(jī) 控制機(jī)控制系統(tǒng)的自動水平 4 熱成型設(shè)備 型是將塑料片材加工成各種制品的成型方法 因這種成型工藝的能耗和加工費(fèi)用 相對較低 材料適用面較寬 產(chǎn)品用途較為廣泛 故熱成型制品的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展到汽 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 10 車 家電 建筑等領(lǐng)域的大型制件 熱成型設(shè)備的生產(chǎn)水平不斷提高 如成型工藝方法有了很大改進(jìn) 原料的選擇范 圍越來越大 設(shè)備自動化程度顯著提高 已經(jīng)生產(chǎn)了節(jié)能型熱成型機(jī) 5 滾塑成型設(shè)備 滾塑成型工藝是一種最古老且引用較少的成型方法 滾塑工藝的優(yōu)點(diǎn)主要在于固 定資產(chǎn)投資生產(chǎn)成本相對較低 而且特別適用于生產(chǎn)那些高技術(shù) 好附加值的小型復(fù) 雜制品 最近 滾塑工藝已成為歐洲塑料加工業(yè)中發(fā)展最快的一種工藝 預(yù)計(jì)今后年 增長率將保持在 9 以上 日本的一家公司 應(yīng)用滾塑機(jī)和特殊的工藝開發(fā)多層的大型 油罐 這是滾塑制品生產(chǎn)領(lǐng)域中的一項(xiàng)技術(shù)突破 3 3 塑料制品的應(yīng)用塑料制品的應(yīng)用 塑料材料應(yīng)用以包裝和建筑業(yè)消費(fèi)為主 目前在發(fā)達(dá)國家中消費(fèi)比例可以達(dá)到 40 以 上 現(xiàn)在塑料在電子 電氣工業(yè)中的應(yīng)用量迅速增加 日本已超過了建筑業(yè)占第二位 德國汽車運(yùn)輸業(yè)的應(yīng)用量已超過建筑業(yè)居第二位 由于功能性塑料的開發(fā) 更多的塑 料制品進(jìn)入了醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域 現(xiàn)在 塑料作為一種新型材料 正在迅速進(jìn)入辦公室自 動化 海洋開發(fā) 信息產(chǎn)業(yè)等技術(shù)領(lǐng)域 并逐漸向其他領(lǐng)域拓寬 3 3 1 塑料制品在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展塑料制品在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 塑料最大的消費(fèi)市場是包裝 在發(fā)達(dá)國家塑料制品的消費(fèi)總量中 包裝材料占 1 4 以上 近年來 由于環(huán)保方面的要求 對塑料包裝材料提出了不少新的性能要求 導(dǎo) 致對塑料包裝材料的發(fā)展有一些不利的西 影響 但其發(fā)展大大超出了其他包裝材料 為了滿足包裝市場新的要求 塑料包裝材料正在進(jìn)行新的發(fā)展 主要體現(xiàn)在 迅 速開發(fā)新的塑料包裝材料 不斷研究新的包裝性能 盡量適應(yīng)新的環(huán)保要求 現(xiàn)在國 內(nèi)外塑料制品生產(chǎn)廠家開發(fā)出許多新型塑料包裝材料 如適應(yīng)食品 飲料包裝的高阻 滲包裝材料和無菌包裝材料 可以增加食品保鮮期 延長其存放壽命 開發(fā)了可適應(yīng) 微波爐 電磁灶加熱和耐蒸煮的耐熱包裝材料 具有空氣調(diào)節(jié)功能 適宜水果和蔬菜 儲存的保鮮包裝材料等具有特殊性能和用途的功能性塑料包裝材料 由于環(huán)境保護(hù)問題日益得到人們關(guān)注 世界各國塑料加工業(yè)對改進(jìn)塑料包裝材料 的配方設(shè)計(jì)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重視 很多塑料制品生產(chǎn)廠家致力開發(fā)薄型包裝容器 成型技術(shù) 使包裝容器在確保使用要求的前提下盡量薄型化 同時(shí) 各個(gè)生產(chǎn)廠家都 十分重視適量包裝 避免過剩包裝 注意提高產(chǎn)品質(zhì)量 延長使用壽命和增加包裝容 器的附加功能等 以此減少塑料包裝材料廢棄物的數(shù)量 緩解城市固體廢物的處理問 題 3 3 2 塑料制品在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展塑料制品在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 由于塑料材料的綜合性能和節(jié)能效果好 塑料在建筑領(lǐng)域中仍具有巨大的市場潛 力 如塑料門窗的大力發(fā)展 塑料內(nèi)外墻裝飾材料發(fā)展迅速 高性能采光塑料建材具 有很大的發(fā)展?jié)摿?利用塑料廢棄物生產(chǎn)新型建筑材料引人關(guān)注 利用廢棄塑料 不 僅可以降低塑料制品的生產(chǎn)成本 而且可以解決廢棄物污染環(huán)境的問題 國外已有采 用回收的 PS 和 PU 廢棄料和新料一起生產(chǎn)出防噪聲建筑砌塊 采用 PE 廢棄物作為優(yōu) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 質(zhì)仿木復(fù)合材料的基材 生產(chǎn)出了高質(zhì)量的仿木塑料建材 還利用回收的廢棄 PS 泡沫 板 再加工成新的隔熱材料 3 3 3 塑料產(chǎn)品在電子領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展塑料產(chǎn)品在電子領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 隨著計(jì)算機(jī) 光學(xué)復(fù)印機(jī) 打印機(jī) 傳真機(jī) 和其他商用辦公自動化設(shè)備及電子 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)迅速向短 小 輕 薄的方向發(fā)展 塑料在電子電氣工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用量也 越來越大 塑料在電子電氣領(lǐng)域中應(yīng)用和發(fā)展趨勢是 提高電子電氣塑料件的耐熱性能 研 究新的混配工藝 開發(fā)小型精密制件 大力研制開發(fā)光纖塑料制品 通信業(yè)的發(fā)展 帶來了電纜市場的大發(fā)展 已開發(fā)出可改善阻燃 減少毒性煙霧 排放等性能的新型塑料制品 塑料光纖纖維因其光學(xué)和力學(xué)性能良好 又具有足夠的 熱性能 生產(chǎn)成本僅為玻璃光導(dǎo)纖維的三分之一 故其在短距離的通訊系統(tǒng)上占有很 大優(yōu)勢 3 3 4 塑料制品在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展塑料制品在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 由于汽車生產(chǎn)廠家對減輕汽車車體重量的要求更為迫切 促進(jìn)了塑料在汽車領(lǐng)域 中的應(yīng)用 目前 高強(qiáng)度 質(zhì)量輕的塑料產(chǎn)品正在越來越廣泛的應(yīng)用在交通運(yùn)輸領(lǐng)域 中 塑料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的未來發(fā)展趨勢是 原料品種選用方面競爭加劇 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 從外飾件向結(jié)構(gòu)件發(fā)展 經(jīng)過多年的開發(fā)和研究 汽車用塑料不再局限于生產(chǎn)外飾件 SMC 和 PP 復(fù)合材料已用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)性內(nèi)飾件 包括塑料發(fā)動機(jī)零部件 如油箱 進(jìn) 汽歧管 閥門蓋 電器元件等 這些制品的性能的要求很高 使用條件相當(dāng)苛刻 如 耐高溫 耐腐蝕 電絕緣性都要求十分優(yōu)良 轎車底盤骨架結(jié)構(gòu)已采用多彩復(fù)合塑料 制成 這項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是當(dāng)今世界汽車工業(yè)發(fā)展中最有前途的一項(xiàng)突破 3 3 5 塑料制品在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展塑料制品在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 醫(yī)用塑料制品作為醫(yī)用材料的重要組成部分 已塑料材料向高技術(shù) 高附加值發(fā) 展的一個(gè)主要方向 并在生物和醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域中發(fā)展成為一門相當(dāng)重要的邊緣科 學(xué) 醫(yī)用塑料可分為醫(yī)用體外塑料制品和醫(yī)用體內(nèi)塑料制品兩類 在美國有 2 3 的玻璃醫(yī)療用具已被透明塑料所代替 在日本 除了 100ML 的注射 器之外 其他全部使用一次性塑料注射器 醫(yī)用體內(nèi)塑料制品是指在人體內(nèi)使用的各 種醫(yī)用塑料制品 如各種人體組織替代品 臟器以及藥劑型的醫(yī)用高分子材料 如人 造心臟和心臟瓣膜 人造肺 人工腎 人造關(guān)節(jié) 人造骨 人造食管 整形材料 手 術(shù)用縫合線 外科用膠黏劑等 其理化和力學(xué)性能必須滿足醫(yī)學(xué)裝置和人工器官功能 和設(shè)計(jì)的要求 如人造腎用的過濾膜和人造肺用的氣體交換膜 要求具有特殊的透析 和與分離功能 3 3 6 塑料制品在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展塑料制品在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展 塑料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一種重要生產(chǎn)資料 近年來雖然農(nóng)用塑料消費(fèi)量的增長減緩 但在提高產(chǎn)品質(zhì)量 開發(fā)新產(chǎn)品 拓寬應(yīng)用領(lǐng)域和減少農(nóng)田污染方面有了較大的進(jìn)步 新型地膜 功能性農(nóng)膜 可降解薄膜成為當(dāng)今的應(yīng)用和發(fā)展趨勢 多色地膜 光選擇 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 12 性地膜 防蟲除草地膜和針孔地膜是近年新開發(fā)的地膜 為了減少農(nóng)田污染 保護(hù)土 壤的生態(tài)平衡 研究人員正在積極開發(fā)可控降解薄膜 有的采用光控降解法 有的采 用生物降解法 有的采用兩者結(jié)合的方法 這項(xiàng)研究工作已成為當(dāng)前塑料領(lǐng)域的熱點(diǎn) 話題 3 4 塑料制品設(shè)計(jì)原則塑料制品設(shè)計(jì)原則 塑料設(shè)計(jì)包括美術(shù)造型設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)等多項(xiàng)內(nèi)容 而且對不同的塑 料品種 不同的成型方法 塑料的設(shè)計(jì)也有所不同 1 尺寸 塑件的尺寸主要應(yīng)滿足使用及安裝要求 同時(shí)應(yīng)考慮模具制造的工藝性能 設(shè)備 性能 如注射機(jī)最大注射量 鎖模力 壓機(jī)最大壓力 臺面尺寸等 還必須考慮塑料 的流動性 對流動性差和壁薄的塑件 尺寸不能設(shè)計(jì)得過大 防止塑件產(chǎn)生镕接痕或 注射不足蹬缺陷 2 精度 精度由塑料制品的成型工藝方法的特點(diǎn)所決定 影響塑料制品精度的因素主要有 模具制造的精度 塑料成分及成型工藝條件等變化而引起的收縮率的波動 模具成型 部件的磨損而引起的型腔尺寸變化 塑件和模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等 因此 要合理地選擇 塑件精度 在滿足使用要求的前提下盡可能選用低精度等級 3 表面粗糙度 塑件的表面粗糙度 主要由模具型腔的表面粗糙度決定 因此一般模具型腔的表 面粗糙度要比塑件低一個(gè)等級 塑件的表面粗糙度與成型工藝也有一定關(guān)系 塑件為 了追求光滑美觀 常常要求粗糙度低 Ra 值為 0 1 0 8um 為此模具型腔表面需要 研磨拋光 透明制品要求型腔和型芯表面粗糙度相同 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 4 塑料模具相關(guān)內(nèi)容介紹塑料模具相關(guān)內(nèi)容介紹 4 1 模具工業(yè)的現(xiàn)代及發(fā)展趨勢模具工業(yè)的現(xiàn)代及發(fā)展趨勢 4 1 1 模具工業(yè)在現(xiàn)代制造業(yè)中的地位模具工業(yè)在現(xiàn)代制造業(yè)中的地位 由于采用模具生產(chǎn)零部件 具有生產(chǎn)效率高 質(zhì)量好 成本低等一系列優(yōu)點(diǎn) 使 得模具的使用范圍日益廣泛 已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝配和發(fā)展方向 根據(jù) 國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會的預(yù)測 21 世紀(jì)制造業(yè)中粗加工零件的 75 精加工零件的 50 都 需要通過模具來完成 許多工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的高低 很大程度上取決于模具 的發(fā)展水平 據(jù)統(tǒng)計(jì) 飛機(jī) 汽車 電機(jī) 電器 電子 儀器儀表 通訊設(shè)備 彩電 冰箱 洗衣機(jī) 手表 照相機(jī)等產(chǎn)品零部件的 60 80 需要通過模具生產(chǎn)出來 例 如 生產(chǎn)一輛汽車 無論是載重車還是轎車 所需要的各種模具就超過 4000 副 模具 作為工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 是 效益放大器 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值 往往是模具自身價(jià)值的幾十倍 上百倍 因此 模具對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展將起越來 越大的作用 其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志 4 1 2 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)中用來成型具有一定形狀和一定尺寸制品的重要工藝裝備 是國 民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一 塑料模是指用于成型塑料制件的模具 它是型腔 模的一種類型 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展 采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng) 用 國外在這方面起步比較早 我國在塑料模具方面的研究相對來說比較晚 所以在 滿足生產(chǎn)條件的同時(shí)也要學(xué)習(xí)國外是先進(jìn)技術(shù) 提高模具精度 以便能達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn) 從 20 世紀(jì) 80 年代初開始 發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床中分離出來 并發(fā) 展成為獨(dú)立的工業(yè)部門 其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值 改革開放以來 我國的模具 工業(yè)發(fā)展也十分迅速 近年來 每年都以 15 的增長速度快速發(fā)展 隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大 我國的模具技術(shù)水平也有較大的提高 已能制造 體現(xiàn)現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造水平的大型 復(fù)雜 精密的模具 部分模具達(dá)到了國際先進(jìn)水 平 如在塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具 并開始使用先進(jìn)的熱流 道和氣體輔助注射成形技術(shù) 我國國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械 電子 汽車 石油華工和建筑均離不開模具 都與模具發(fā)展相關(guān) 所以 人們稱 模具是工業(yè)生產(chǎn)之母 從世界發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)情 況看 模具產(chǎn)值已經(jīng)大于機(jī)械產(chǎn)值 而且只生產(chǎn)高附加值的模具 低附加值的模具則 轉(zhuǎn)到其他發(fā)展中國家生產(chǎn) 我國 1998 年模具生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)值就超過當(dāng)年機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值 據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測 21 世紀(jì) 機(jī)械零部件中的 60 的粗加工 80 的精加工要由 模具來完成 所以模具工業(yè)對今后國民經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展將起到越來越重要的作用 模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)未來有如下的發(fā)展趨勢 1 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 2 快速原型制造及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展 3 高速銑削加工將得到等廣泛的應(yīng)用 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 14 4 模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用 5 電火花加工技術(shù)將得到發(fā)展 6 熱流道技術(shù)將得到推廣 7 超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展 8 氣體輔助注射技術(shù)和高壓注射成型等工藝竟進(jìn)一步發(fā)展 9 模具液壓成型技術(shù)將進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用 10 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高 11 模具優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受到重視 12 模具研磨拋光將向自動化 智能化方向發(fā)展 13 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 14 虛擬技術(shù)將得到發(fā)展 4 2 模具的分類與應(yīng)用特點(diǎn)模具的分類與應(yīng)用特點(diǎn) 模具的類型較多 按照成形件材料的不同可以成為沖壓模具 塑料模具 鍛造模 具 壓鑄模具 橡膠模具 粉末冶金模具 玻璃模具和陶瓷模具 其中沖模 塑料注 射模和壓鑄模是其中應(yīng)用最為廣泛的三類 塑料注射模是一種用來生產(chǎn)塑料零件的模具 它被安裝在塑料注射機(jī)上 由塑料 注射機(jī)將塑料顆粒融化成熱熔體 經(jīng)過合模 高壓注射 保壓冷卻定型 開模 推出 制件等工序 獲得所有的塑料零件 近十年來 由于塑料具有的良好特征 使得塑料 零件獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用 塑料模已成為廣泛使用的一類模具 4 3 模具工業(yè)概況模具工業(yè)概況 模具是工業(yè)生產(chǎn)中用來成型具有一定形狀和一定尺寸制品的重要工藝裝備 是國 民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一 塑料模是指用于成型塑料制件的模具 它是型腔 模的一種類型 模具設(shè)計(jì)水平的高低 制造力量的強(qiáng)弱 模具質(zhì)量的好壞 直接影響著許多產(chǎn)品 的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代 影響著產(chǎn)品質(zhì)量的提高和經(jīng)濟(jì)效益的增加 美國工業(yè)界 認(rèn)為 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 日本則稱 模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力 的確 沒有高水平的模具工業(yè) 就沒有高水平的機(jī)電工業(yè) 世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)和科技技術(shù)的發(fā)展帶動了模具制造業(yè)的迅速發(fā)展 模具已成為現(xiàn)代 工業(yè)的主要成型工具 據(jù)初步統(tǒng)計(jì) 依靠模具加工的產(chǎn)品零件 家電行業(yè)達(dá) 80 機(jī) 電行業(yè)也達(dá) 70 以上 塑料 橡膠 陶瓷 玻璃 皮革 耐火材料以及建材制品等的 大部分產(chǎn)品也都是采用模具成型 因此 各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均十分重視對模具品種的開 發(fā) 質(zhì)量的改進(jìn) 加工精度的提高和制造周期的縮短 自 20 世紀(jì) 80 年代開始 美國 日本 原西德模具的產(chǎn)量已超過車床工業(yè)的產(chǎn)值 模具制造業(yè)已發(fā)展成一個(gè)獨(dú)立行業(yè) 隨著我國工業(yè)的發(fā)展 模具制造業(yè)也迅速發(fā)展 盡管近 10 幾年來我國模具工業(yè)有 很大的發(fā)展 但國產(chǎn)模具仍然不能滿足國內(nèi)市場需要 我國每年進(jìn)口大量模具 尤其 是大型 精密 復(fù)雜 高壽命的模具更為突出 我國已成為世界上進(jìn)口模具的大國 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 4 5 塑料模具用鋼塑料模具用鋼 4 5 1 塑料模具的發(fā)展塑料模具的發(fā)展 近 40 多年來 隨著石油化工工業(yè)的迅速發(fā)展 塑料產(chǎn)量迅速增加 1960 年 世界 塑料總產(chǎn)量僅 670 萬噸 而 2001 年則達(dá)到 16450 萬噸 塑料已經(jīng)和鋼鐵 木材 水泥 一起構(gòu)成現(xiàn)代社會的四大基礎(chǔ)材料 很多塑料制品必須采用模具壓制成型 所以模具 的需用量迅速增加 模具鋼是模具制造業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ) 其品種 規(guī)格 質(zhì)量 性能等對模 具的質(zhì)量 性能和使用壽命有重要影響 模具材料的發(fā)展推動了工業(yè)產(chǎn)品向高級化 多樣化 個(gè)性化 高附加值的方向發(fā)展 所以各工業(yè)發(fā)達(dá)國家對模具鋼的產(chǎn)量 品種 規(guī)格 質(zhì)量及其發(fā)展都比較重視 由于塑料的品種不同 性格各異 而且根據(jù)塑料制品的尺寸 形狀復(fù)雜程度 精 度 表面粗糙度和生產(chǎn)批量等各方面的要求不同 對制造塑料模具的材料提出了不同 的要求 4 5 2 塑料模具材料塑料模具材料 隨著塑料產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的廣泛應(yīng)用 塑料模具所用鋼材也得到了空前 發(fā)展 模具鋼材耗量日益加大 同時(shí)對鋼材的品種規(guī)格和形狀提出了新的要求 塑料作為一種工業(yè)材料 起步較晚 開始 塑料模具用鋼是引用一些當(dāng)時(shí)已成熟 的鋼種 如碳素結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼 合金工具鋼 滲碳合金鋼等 以 后 隨著塑料品種的發(fā)展 又增加了一些不銹鋼作為耐蝕塑料模具材料 由于碳素塑料模具鋼具有加工性能好 價(jià)格便宜 原料來源方便等優(yōu)點(diǎn) 廣泛用 于制造形狀簡單的小型模具或精度要求不高 使用壽命不需要很長的模具 對于熱塑 性塑料注射模具 一般采用含碳量為 0 4 0 6 的碳素塑料模具鋼制造 對于熱固性 塑料成型模具 一般采用含碳量為 0 7 1 3 的高碳碳素塑料模具鋼 即碳素工具鋼 制造 4 5 3 塑料模具鋼的性能要求塑料模具鋼的性能要求 1 要求材料有較高的硬度 好的耐磨性 其型面硬度應(yīng)為 30 60 HRC 淬 硬性 55HRC 有足夠的硬化深度 材料中心部位有足夠強(qiáng)韌性 以免脆斷 塑性變 形等 2 要求材料具有一定的抗熱性 能在 150 250 的溫度下長期工作 且不氧 化 不變形 尺寸穩(wěn)定性良好 3 要求材料具有一定的耐腐蝕性 4 要求材料的焊接性能 鍛造工藝性能良好 4 5 4 國內(nèi)外塑料模具用鋼國內(nèi)外塑料模具用鋼 近年來 國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼 如 P20 3Gr2Mo PMS SM SM 等 對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影 響 但總體使用量仍較少 下表為國內(nèi)外常用模具鋼 表二 高品質(zhì)模具鋼介紹表二 高品質(zhì)模具鋼介紹 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 16 中國 美 國 日 本 瑞 典 德 國 交 貨狀態(tài) 淬火 溫度 GB A STM J IS A SSAB D IN 特 性 HB 用 途 45 55 1 045 1055 S 45 55C 淬透性 較差 但材 料切削加工 性能較好 價(jià)格低廉 可 正火狀 態(tài)交貨 800 870 用于制造生產(chǎn) 批量小 模具截面 不大 尺寸精度及 表面粗糙度要求不 高的塑料成型模具 或模架 40Cr 淬透性 較差 但材 料切削加工 性能較好 價(jià)格低廉 840 860 用于制造生產(chǎn) 批量小 模具截面 不大 形狀復(fù)雜 尺寸精度及表面粗 糙度要求不高的塑 料成型模具或模架 3Cr2M o P 20 6 18 4 0Cr Mo7 淬透性 較好 可預(yù) 硬交貨 具 有良好的電 火花加工性 能和拋光性 能 預(yù)硬后 材料截面硬 度分布均勻 預(yù) 硬 HRC28 32 840 880 用于制造生產(chǎn) 批量較大 模具尺 寸較大 形狀復(fù)雜 尺寸精度及表面粗 糙度要求較高的塑 料成型模具 塑 料 模 具 鋼 3Cr2N iMnMo P 20 Ni P DS5S 7 18 2 738 由于加 了約1 的 Ni 淬透性 預(yù) 硬 HRC30 840 880 用于制造生產(chǎn) 批量較大 模具尺 寸較大 尺寸精度 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 極佳 可預(yù) 硬交貨 具 有良好的電 火花加工性 能和拋光性 能 預(yù)硬后 材料大截面 硬度分布均 勻 34 表面拋光性能要求 較高的高質(zhì)量塑料 成型模具 3 4Cr13 4 20 S 136 2 083 屬中碳 高鉻型耐蝕 模具材料 淬火后有較 高硬度 耐 蝕性和拋光 性 2 30 950 1050 用于制造生產(chǎn) PVC等腐蝕性較強(qiáng)的 塑料模具 透明塑 膠模拋光性能要求 較高的塑料模 9Cr18 Mo T 440C S US 440C 4 125 屬高碳 高鉻型耐蝕 金屬 具有 磨性 良好 耐蝕性 2 85 1050 1100 用于制造耐腐 蝕性和耐磨性要求 較高的塑料模 如 PVC塑料模 透明塑 料模等 4 5 5 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較 塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架 標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用 并且出現(xiàn)了一些國 產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件 但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在 30 以下 和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到 70 80 相比 仍有差距 國內(nèi)外塑料模具技術(shù) 比較表 表三 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表三 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較 蒸汽電熨斗的設(shè)計(jì) 18 項(xiàng)目國外國內(nèi) 注塑模型腔精度 0 005 0 01mm 0 02 0 05mm 型腔表面粗糙度 Ra0 01 0 05 m Ra0 20 m 非淬火鋼模具壽命 10 60萬次 10 30萬次 淬火鋼模具壽命 160 300萬次 50 100萬次 熱流道模具使用率 80 以上 總體不足10 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70 80 小于30 中型塑料模生產(chǎn)周期 一個(gè)月左右 2 4個(gè)月 在模具行業(yè)中的占有量 30 40 25 30 由上表可知 我國在模具技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距 要跟國際接 軌 我們就必須學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù) 以求達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 5 Pro Engineer 注塑模具設(shè)計(jì)簡介注塑模具設(shè)計(jì)簡介 5 1 注塑模具注塑模具 將塑料原料加工成為制品的生產(chǎn)方法有很多 其中常用的有注塑 擠出 壓塑和 吹塑等 注塑成型也稱注射成型 它可以用來生產(chǎn)幾何形狀非常復(fù)雜的塑料制品 注 塑成型具有制品精度高 生產(chǎn)效率高 模具工作條件得到較大改善 生產(chǎn)條件較好 生產(chǎn)操作容易等優(yōu)點(diǎn) 注塑成型在整個(gè)塑料制品生產(chǎn)行業(yè)中占有非常重要的地位 目 前 除了