酸奶包装塑料模具的仿生设计(编辑修改稿)

酸奶包装塑料模具的仿生设计(编辑修改稿)内容摘要：

elopment, namely the rapid prototyping manufacturing technology, rapid manufacturing tooling and prototype product, reduce the cost to the market. development of surface treatment technology and highquality mold material advanced, improve the reliability of mould. of high speed milling, machining and ultra precision machining technology and technology, to meet the needs of mold manufacturing. of mold and molding process new, meet future multi functional multi disciplinary product development and design technology. In order to improve the utilization rate of yogurt yogurt box, we should think the bionic design of yogurt box wall, avoid the waste of resources. Analynise the requirements, process technology of precision plastic parts, select the size of plastic parts. The die using a two piece, injection machine adopts the 330XC model, the side gate feeding, CAD draw the part drawing and 2D assembly drawings, UG drawing die 3D map, set the cooling system, select the reasonable machining method. An instruction booklet, concise schematic diagram by using the system, a brief analysis of the text and the calculation of plastic parts, make reasonable mold design. Key word:mould design。 mechanical design。 injection molding machine。 CAD drawing； bionic design 机电工程学院 10 机 制本三班 学生 黄进 井冈山大学毕业设计用纸 第 7 页 共 43 页 第 1 章 绪论 模具制造业 振兴和 发展我国的模具工业 ，是掌握国民经济命脉的一项重要产业， 日益受到人们的重视和关注。 模具 在制造 工业中 ，扮演者很重的角色。 在汽车、电机、仪器、电器、通信等 日常生活用品 中， 大部分零件的制造都和模具 的 成形 分不开。 因为 生产 产品 的效率 、 产品的质量 和 产品的创新和模具有着重要联系，所以，决定 一个国家制造 工业 水平高低的 关键 标志 是模具生产技术。 塑料简介 塑料 的重要组成 成分 是树脂 ，辅助成分 主要有充填 剂、增塑剂、着色剂等添加剂，是 通过化学反应生成 的化合物，在加工 制造 中 可以 流动成型， 也可以不 受约束地改变 形体样式。 塑料 的 优异性能 很多 ，它具有 良好的 绝缘性能，密度 不大 ，比强度高，质量 不重 化学稳定性高，减振隔音性能好 ，良好的 减磨耐磨性能等优点。 图 11 塑料 注塑成型及注塑模 生产中，把塑料加工成制品的常用加工手段有挤出，注射，压注，压缩，吹塑等方法。 将 塑料加工 成形 最 常 用的 手段是 注射成型 ，大部分塑胶产品的零部件都是由注塑成型的加工方法制造的。 它具有成型所需的时间短，可以 一次成型尺寸精度较高 、 外形复杂 的模塑品， 易实现全自动化生产等优点。 但生产 机电工程学院 10 机 制本三班 学生 黄进 井冈山大学毕业设计用纸 第 8 页 共 43 页 模具的价格与注射成型的设备花费不太便宜，适合批量较大及塑料件数量多的生产。 要熟悉注射模及 注射成型 ，必须熟悉关于注射机的最基础的知识，注射成型过程的核心是注塑机， 通过高压加热等 方法，依靠该设备 将 塑料熔体 进行注射。 热 固 性或热塑性 的 塑料注射成型的 关键装置是注射机，从其外廓可以分 为卧式、直角式 、 立式三种 类型。 所谓注射成型 是 在 压铸成型原理 基础上得来的 ， 主要是 利用塑料的模塑性和 挤压性。 将物料从注塑机的料斗送进高温加热的料筒内，经加热塑化成熔融状态，；经过 柱塞的高压推动， 从 料筒端 部 的喷嘴注入低温的、闭合的模具 型腔中 ，持续一段时间的 保压冷却定型 环节 ，开模 就能 从模腔中 取 出 尺寸与形状精准 的制品。 注射模 是 生产 制造 中 采 用的模具， 也是 实现生产的工艺 设 备。 注射模 有很多类型，制件 的复杂程度 、 注射机的种类 与 塑料 种类 等因素 和它的结构有关 ， 但固定的形式 都是定模 与 动模组成的。 动模部分安装 位置为 移动模板上 ，而 定模部分安装 位置 固定板上。 注射成型时 固定形式的两大 部分由导柱 的 导向而闭合。 注射模 通常 由浇注系统、 注射 成型零部件、排气系统 、 支承零件 、 加热 及 冷却系统组成 [2]。 注射成型工艺 有着重要的作用。 它的 的 重要部分 是采用一切 办法，获得 塑化 良好的熔体，并 且 把它注 入 到 模具 型腔中， 经过保压 冷却定型， 让制件 达到所要求的质量。 选用好了 模具结构 与 注射机 类型 ，决定成型质量的 关键条件 是注射成型工艺条件的控制 和选用。 压力、时间 、 温度 是注射成型关键的条件。 在 注射 成型 工艺 中， 要求较高制件 的成型， 为它制定最好的 成型条件 并不是容易的 事，因 为关系到 成型条件的有 很多 ， 例如 模具结构、注射 设备 、 制件外形 、原材料等。 随着 模具 的发展方向，它的设计不但 要 用 CAE 技术 ， 而且还 要 用 计算机辅助设计 技术。 注塑成型 可以分成 开发 /设计阶段 、 生产阶段 两个阶段。 现阶段， 国际市场上运用最 广泛 的注射模流动模拟分析软件 主要 有华中科技大学的 HFLOW、 美国的 CFLOW、澳大利亚的 MOLDFLOW 等。 MOLDFLOW 软件 包含 MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型过程控制专家，简称 MPX） ， MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模拟分析，简称 MPI）， MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （产品优化顾问，简称 MPA）。 传统的注塑成型方法是根据设计主的经验及直觉制造模具，完成模具配合后，一般还要经过多次试模，发现不足后，要求重新设计工艺变量、 模具设计，造成了生产成本提升，产品周期加长。 机电工程学院 10 机 制本三班 学生 黄进 井冈山大学毕业设计用纸 第 9 页 共 43 页 在计算机上分析完整成型过程，精准判断 熔体的 充填 、冷却，制 件 的收缩与 翘曲变形 、 应力分布 、 分子 与 纤维取向分布等情况， 利于及时 发现 错误 ， 能尽早 修改模具设计 与 制件，而不是等试模 之 后再返 回 修 理 模具。 这是对 传统模具设计 方案 的一次突破 ，对提高 制品质量 、避免模具返修，有着重要的经济技术意义。 机电工程学院 10 机 制本三班 学生 黄进 井冈山大学毕业设计用纸 第 10 页 共 43 页 第 2 章 塑料材料性能的分析 塑料材料的特性 塑料的选择要求具有较好的机械性能 、 加工性能 ， 价格合适。 制品塑料采用的是 ABS 塑料。 ABS 具有 优良的综合机械和物理性能、冲击强度极好、优良的力学性能、可以在极低的温度下使用、 成型加工性能和介电性能等综合的优良性能，并且原料容易获得、价格便宜，由于 ABS 是由 苯乙烯、丙烯晴和丁二烯 三种 单体 组成 的 三元共聚物。 ABS 的 各项性能 见表 21 表 21 ABS 各项性能参数表 密度（ g/3cm） 1． 05 抗拉屈服强度（ mpa） 50 比容（3/g） 0． 92 拉伸弹性模量（ mpa）  吸水率 24h（ %） 0． 3 2m 无缺口 261 收缩率（ %） 缺口 11 熔点（C） 130160 弯 曲强度（ mpa） 80  90108 强度（ hb） 83103 体积电阻率（2m）  塑件材料 的 成型性能 ABS 的吸水率较高，加工 之 前应进行干燥。 如果冷却速度快，那么浇注系统应以短，粗为原则，浇口应该取大，布置冷料穴。 模温对制件质量影响非常大，模温低收缩率，抗冲击强度大，抗弯，抗张强度低；模温高于 120 度时，成型时间相对较长。 成型收缩率小，容易出现应力集中现象，发生熔融开裂，因此成型时应严格控制成型条件，而成型之后塑件宜进行退火处理。 机电工程学院 10 机 制本三班 学生 黄进 井冈山大学毕业设计用纸 第 11 页 共 43 页 塑件材料用途 ABS 树脂应用 最广泛的地方 是电子电器 、 汽车和建材。 在 汽车领域的使用包括汽车仪表板、方向盘、保险杠、隔音板、通风管等很多部件。 在电器方面最大应用领域 是 洗衣机 、 空调器、复印机 、 计算机等电子电器中。 机电工程学院 10 机 制本三班 学生 黄进 井冈山大学毕业设计用纸 第 12 页 共 43 页 第 3 章 分析塑件的工艺 为了能够准确确定制件所需的模具精度与模具结构，应该在模具设计前需要对制件的工艺性如尺寸大小、精度等级、表面质量及形状结构严谨地进行分析与研究。 酸奶盒如图 1所示，尺寸与具体结构详见图纸，该酸奶盒 生产量大， 结构简单，模具成本较低，精度要求比较低， 成型容易。 图 1 3D 视图 塑件结构 的 设计 塑件壁厚 塑件壁厚是关键的结构部分，在设计塑件时必须要考虑的部分。 为了保证制件的强度，根据制件的使用性能要求应有足够的壁厚。 如果制件壁厚偏离设计太多，则使制件的刚度及强度降低，从而影响制件的使用效率，也使制件成型时熔体的流动阻力降低，影响成型效率，而且塑件过薄，也使从模具中取出塑件变得更加困难。 从注塑成型的角度看，制件壁厚如果太厚，增大了它的收缩率，使制件的冷却环节持续的时间增加，同时增加了尺寸的波动性，使制件成型周期长而影响加工过程的 效率，并提高了制造成本，造成塑料材料的浪费。 为了确保制件的壁厚地方不致于收缩过度，一般在制造加工时增大注射压力，结果就是闭模线条变粗，影响了制件外表面形状。 所以，对塑件的壁厚应有一定的设计范围。 常用壁厚一般为 2～ 3mm。 机电工程学院 10 机 制本三班 学生 黄进 井冈山大学毕业设计用纸 第 13 页 共 43 页 塑件圆角 塑件 的 圆角 具有重要工艺作用，。