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塑料提桶模具设计及型腔仿真加工【13张图纸/10200字】【优秀机械毕业设计论文】

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Cimatrom加工仿
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NC0.elt
NC0.TP_MODEL.DEMO
桶.elt
桶.elt.bac
外文翻译
模具设计[三维]
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过程性材料
零件工艺卡片
A0-模具装配图.dwg
A2-动模固定板.dwg
A2-型腔.dwg
A2-型芯上镶件.dwg
A2-型芯主体.dwg
A2-定模固定板.dwg
A2-定模镶件.dwg
A3-弹簧.dwg
A3-水嘴.dwg
A4-堵塞.dwg
A4-定位圈.dwg
A4-导套.dwg
A4-导柱.dwg
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塑料 提桶 模具设计 仿真 加工 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,27页,10200字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
三维图册一份.
翻译一份.
模具三维图.
工艺卡.
过程性资料.

图纸共13张:
A0-模具装配图.dwg
A2-定模固定板.dwg
A2-定模镶件.dwg
A2-动模固定板.dwg
A2-型腔.dwg
A2-型芯上镶件.dwg
A2-型芯主体.dwg
A3-弹簧.dwg
A3-水嘴.dwg
A4-导套.dwg
A4-导柱.dwg
A4-定位圈.dwg
A4-堵塞.dwg

目录
1 前言..............................................1
2 总体设计方案..........................................3
3 具体设计说明..........................................4
3.1 塑件的测绘..........................................4
3.2 塑件的造型.........................................4
3.3 塑件材料性能分析.......................................6
3.4 塑件的结构分析........................................6
3.5 型腔数的确定.........................................6
3.6 浇口位置选择.........................................7
3.7 浇口结构形式的选择......................................8
3.8 浇口尺寸的确定........................................8 
3.9 浇注系统的平衡........................................8
3.10分型面的设计........................................ 8
3.11 主流道的设计.........................................9
3.12 冷却系统设计.........................................10
3.13 导向装置...........................................12
3.14 顶出系统设计.........................................12
3.15侧抽芯的设计.........................................12
3.16 确定各模板尺寸........................................13
3.17 凸凹模结构形式........................................14
3.18 加工零件工艺审查.......................................15
3.19基准选择...........................................16
4 Cimatron 仿真加工........................................17
4.1 设计步骤............................................17
5 结论...............................................24
参考文献..............................................25
致谢................................................26
附录................................................27

塑料提桶模具设计及其型腔仿真加工
摘要:注塑模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具,能够成型复杂的高精度的塑料制品。本课题是对塑料提桶模具设计及其型腔仿真加工。
本模具考虑到年产量、工厂的设备及塑件的精度要求,选择一模一腔结构。
该塑料桶桶壁较薄,腔深、型芯长,可能会造成因型腔、型芯不同而造成塑料壁厚薄不均,从而造成成型困难,废品率高。这一点对于薄壁通体尤为重要。针对这些问题采用了型芯和型腔以导柱、导套定位。在桶身高度部分采用了独立冷却系统,在用以成型桶底的定模镶件上,采用环形水道冷却,水流的进出口设计在定模固定板上。型芯冷却采用中间一主水道进水,然后沿圆周均布分成六个分水道出水,从而使型芯各处得到充分冷却,整个模具的温度场比较均匀。塑件脱模时采用气动顶出。
注塑模具CAD/CAM技术的应用,从根本上改变了传统的塑料产品开发和模具加工方式,大大地提高了产品的质量、缩短了开发周期、降低了生产成本、强有力地推动了模具工业的发展。一些大型的商品化CAD/CAM 软件,如Pro/Engineer、Unigraphics II、Cimatron、MoldFlow等,都已开发出专门用于注塑模具设计的功能模块,为模具设计提供了十分方便的工具。有资料统计表明,采用CAD技术可以使模具设计时间缩短50%。在欧美一些工业发达的国家,CAD/CAM已经成为模具行业一种普遍应用的技术。在CAD应用方面,已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段。在模具设计中采用三维CAD软件的企业已经接近90%。目前,国内也有不少企业开始应用CAD软件进行模具设计。在设计过程中制定了合理的工艺方案,满足了大批量生产要求。同时,还编制了详细的工艺文件来保证模具的顺利加工及制品的生产。通过合理的设计,本模具满足生产与应用的要求。
关键词:注塑模具;加工工艺分析;Pro/E;

Plastic bucket mold cavity design and simulation processing
Abstract:At present ,injection molding is the plastics mould that has being used most extensively , it can mold the complex and high accurate plastic product. The Subject is about the design of the plastic bucket process analysis.
This mold considered the annual output, the factory equipment and models the accuracy requirement, chooses a mold cavity structure. The plastic bucket Tongbi thin, deep cavity, the core long, may be caused by mold, and the core of different thickness of thin plastic uneven, resulting in difficulties in forming, the high rejection rate. This is particularly important for the thin-walled plastic bucket. In light of these problems using a dynamic, scheduled to die-guided, guided sets of positioning. In the barrels are high partly based on an independent cooling system, for forming a barrel at the end of the module inserts, a circular cooling water, the flow of imports and exports in the design of the fixed-board. Core Cooling by the middle of a water main waterway, and then along the circumference are divided into six sub-cloth effluent water, so that the entire core is fully cooled, the whole mold of relatively uniform temperature field. Stripping plastic parts used in air to the top.
Injection Mould CAD / CAM technology applications, to fundamentally change the traditional mold plastic product development and processing, greatly enhance the quality of the products and shorten the development cycle and reduce the cost of production, astrong impetus to the mold industry. Some large-scale commercialization of the CAD / CAM software, such as Pro / Engineer, Unigraphics II, Cimatron, MoldFlow, have been developed specifically for the injection mold design function modules for the mold design provides a very convenient tool. Statistics show that there are data, the use of CAD technology can shorten the time to die design 50 percent. Europe and the United States in some industrialized countries, CAD / CAM die industry has become a universal application of the technology. In CAD applications, has surpassed get rid drawing board, two-dimensional drawings of the initial stage. Die Design in the use of 3D CAD software enterprises have been close to 90 percent. At present, there are many domestic enterprises began to die of CAD software design. In the design process of formulating a reasonable programme to meet the requirements of mass production. At the same time, has also prepared a detailed document of the process to ensure the smooth processing and mould products production. Through rational design, production and application of molds to meet the requirements.

Key words: injection molding; processing technology analysis; Pro / E;

任务书

一、设计内容
设计一套塑料提桶注塑模具,同时进行该模具的型腔数控仿真加工。
主要内容有:
1.注塑模具设计
1)分析制品结构,制定该制品注塑成型工艺
2)制品测绘、工程图绘制、结构优化及制品三维造型
3)制定注塑模具总体方案,设计模具
(a)二维工程图:模具装配图、零件图
(b)三维造型:所有零件三维造型、模具装配及爆炸图
2.型腔仿真加工
1)制定模具的装配工艺规程
2)制定模具中非标零件工艺规程
3)制定凹模加工工艺卡片并进行仿真加工

二、设计依据
1.课题来源:盐城羽佳塑业
2.产品名称:塑料提桶
3.被加工零件:塑料提桶
4.制品材料:ABS
5.设计内容:制品注塑模具设计 
6. 生产纲领:50000件/年
7. 批量:本模具设计制造一台。

三、设计要求
1.模具质量与寿命、制品质量符合用户需求;注塑机选用合理;
2.模具基本结构合理,模具各组成系统和机构合理可靠; 
3.模具装配方便,有调整余地;模具零件结构设计合理,加工可行。
4.设计图样总量:折合成A0幅面在2张以上;
工具要求:二维图用AutoCAD软件绘制,三维造型用Pro/E;
过程要求:装配图需提供手工草图。
5.毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印,字数不少于1万字。
6.查阅文献资料10篇以上,并有不少于3000汉字的外文资料翻译;
7.到相关单位进行毕业实习,撰写不少于3000字实习报告;
8.撰写开题报告

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求

1、设计成果要求要求: 
1)毕业设计说明书 1 份
2)制品零件图 1 张
3)模具装配图 1 张
4)非标零件图 不少于7张
5)零件工艺规程 1 册
6)工序卡片 1 份
7)三维造型图册 1 份

2、外文资料翻译(英译中)要求
1)外文翻译材料中文字不少于3000字。
2)内容必须与毕业论文课题相关;
3)所选外文资料应是近10年的文章,并标明文章出处。


塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-制品图

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-模具装配图

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-定模固定板

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-定模镶件

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-动模固定板

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-型腔

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-型芯上镶件

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-型芯主体

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-弹簧

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-水嘴

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-导套

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-导柱

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-定位圈

塑料提桶模具设计及型腔仿真加工-堵塞

内容简介:
2, 1, 6975 (2002)u 122 of is to in at of as as in in is as in of of is an of is or on of a a a of is a An of a 1. of is as of in to in of of it is a to of of of of to or in 2 an of a 3 a in a 4 a to to to on 5 a of 6a of 7 AD on of of an 8 a of in to of of a in 9 a of of 10a of +61 +61 2, 1, 6975in of 11 in by of 12 on of an on of 13 on of in is of of it is of in of at of it of of of of of of as of a on at 14. 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( 3 )什么形状的产品 能使其 成型? 矩形,其结果是由于:格局腔布局设计是: 开发利用的特点 。 6 、 结论 问题的设计型腔布置多重腔注射模具 由 电脑辅助设计支持系统。 注塑成型 由 计算机为基础的设计系统提供 ,极大的节省了时间和成本,在达成最佳布局。 发展智能腔布局设计系统)相信是第一次尝试在这个方向利用知识为基础的方针。该发展注塑模具是基于在 境下 。从实际的角度来看,可以用来作为一种工具来 6 设计以落实腔布局设计的注射液模具在概念设计阶段。它提供了一个积极一步的发展,完全自动化注塑模具设计过程中,从产品模型模具制造。 七、 参考文献 1 G. (1986), “ 2 R. (1994), “of 4(5), 3393 1997), “a a 0(4), 2874 R. V. (1997), “of 13(8), 5775 (1998), “A of 14(4), 2396 (2001), “39(12),25017 o, (2001), “AD in 17(1),278 S. (1995), “to of 6(1), 19 (1995), “of of 17(1), 7210 (1997), “in 46(1), 42911 1995), “a 7 in 14(5), 31912 (1998), “of : 120(2),29613 (2001), “of 17(4),29714 (1996), “ 15 (1994), “”. 8 u of is to in at of as as in in is as in of of is an of . n is of he or no on of a a to a of is a An of a 1. of is by as of to in of an of it is a 9 of of of ed of to of to or of in 2 an of a an 3 a in a 4 a to to to on 5 a of on of 6a a of 7 an AD on of of an On 8 a of of a in 9 a of of on 10 a of in on of 11 a in by of 10 12 on of in an on of of 13 on of as in is of in a of it is of in of in at of it is of of of of of of to as of a on It in at 14. It is on ”, is an to 15. is to of in in at 2. on It be to in an in In of of of be in of be in of 11 1, to on of on s To a of on s It is to be in or of of of or (1) 2) of 3) 4) 5) 6) 7) 8) of to a a as in it is to of of to in at in of a It is 1 a of a of of of to as or in to of It is of of of of 12 of of of to 3 a of of (1) of of of 2) of 3) of of 4) of of 5) of 6) of of 7) 8) of 9) of 10) . he of is on 4 5 of by If is If is or or a of to at a If is to of of in to s) of of in 13 on is a 4. or in of to be in of be on as (1) 2) 3) of 4) 5) or o of of of be to of as is on is to is it is in as , . j , . of is to up is to so be on on it of be as 14 of be is in to of is t专论与综述 224兰 化 科 技 1998 年 12 月220 L 塑料桶滚塑成型技术李 百 顺( 兰 化 化 工 研 究 院 , 兰 州 730060 )摘要 主要讨论了利用滚塑成型方法生产 220 L 塑料桶的成型工艺、模具设计和生产工艺对制品性能的影响 ,提出了要获得优异的制品 ,模具设计是关键 ,最佳的工艺条件也是成型的重要因素。关键词 滚塑成型 成型工艺 模具设计分类号 63滚塑成型又称旋转成型 ( ,是成型塑料制品的 1 种方法。它主要用来加工注射和中空成型工艺中无法加工的中、大型或超大型塑料制品。滚塑成型是 50 年代由欧洲发展起来的起初用 状树脂生产小型玩具 ,后传入美国、日本等国 ;60 年代 ,美国发明了滚塑成型设备 ,日本也成功地用粉状树脂生产出大型容器。到70 年代 ,这种工艺不仅可生产出几克的小制品。也能生产出几百千克的大型制品。该工艺可生产浴盆、垃圾箱、搬运箱、工业贮罐贮槽、帆船、衣用模特 ,各种球形、锥形、筒形容器 ,以及更复杂的大型或超大型容器。1 滚塑成型原理及其特点 滚塑成型是将一定量的粉状树脂加入到模具中 ,一边加热模具 ,一边使其连续地进行双轴向旋转 ,翻滚的塑料粉末就与热的模具内表面接触 ,并逐渐熔融成均匀的熔体。由于粉末之间的摩擦和旋转模具内表面的拖曳作用 ,使物料池中的物料向模壁上方运动。当粉末重力足以克服此作用力时 ,物料就越过粉末池顶落到对面模壁上。随着模具的不断旋转 ,物料不断地吸热熔融 ,被融化的物料熔体就均匀地涂覆在整个模具上 , 然后喷水冷却固化 ,打开模具 ,就可得到所需要的制品 1 。滚塑成型与其它常见塑料成型方法相比 ,其工艺特点是 :(1)生产同体积制品时 , 滚塑成型设备投资、模具加工费用比注射成型投资低 ;(2)适合于加工形状复杂的大型中空制品 ,其容积可达 3 万 L 左右 ,这是其它任何塑料成型都无法比拟的 ;(3)制品壁厚较均匀 ,且无边角废料 ;制品的壁厚随着加料量的多少而变化 ,而制品圆角处较厚 ,这样增加了制品的强度 ;(4)滚塑成型为无压成型 ,制品几乎无内应力 ,不会产生变形、开裂等缺陷 ;(5)通过不同材料的组合 ,可以生产出复合制品 ,满足不同的性能要求 2 。2 滚塑成型模具结构与设计2. 1 滚塑成型模具结构滚塑成型模结构见图 1。 收稿日期 :1998 - 06 - 24。作者简介 :李百顺 ,男 ,35 岁 ,高级工程师 ,已发表论文8 篇。图 1 模具结构图1 - 排气口 ;2 - 上半模 ;3 - 卡具 ;4 - 下半模 ;5 - 模架滚塑成型模具与注射成型模具及中空成型模具相比有很大的差异 ,注射成型模具有阴模、阳模之分 ,靠注射压力充模成型。中空成型模具是由两半阴模组成 ,靠气压使型坯吹胀成型。而滚塑成型模具是一种本身形状与制品外形相同、壁厚薄且均匀的常压成型模具。模身可增设加强筋补强 ,模具的加工采用冲压和板金加工。因而 ,滚塑模具最显著的特点是体形大 ,质量轻 , 结构简单 ,制造方便 2 。滚塑模具的结构是由制品的结构特点决定的 ,基本上是一种壳体结构。2. 2 220 L 滚塑桶的结构特点220L 滚塑成型桶外形为圆柱体 ,是按照国际通用形标准桶设计的。为便于充装液体 ,在桶顶部设有 2 个大小不同的外螺纹口 ,分别用带有密封圈的内盖和带有内螺纹的外盖密封 ,保证了盛装的液体在运输时不泄漏。由于成型用的原料是改性 料 ,因此该桶质量轻 ,不会污染所盛装的液体 ,易于清洗 ,可以反复使用 ,而且耐腐蚀 ,抗蠕变 ,不怕摔 ,是危险性液体 (如强酸、强碱、醇类和油类等 )的理想包装容器 ,因此具有广泛的应用前景。2. 3 220 L 滚塑桶模具设计220 L 滚塑桶模具如图 2 所示。从图 2中可以看出 ,下模比较深 ,造成脱模比较困难。为了便于脱模 ,设计时可取 5 10的脱模斜度 ;模具分型面选择在制品外径最大处 ,有利于脱模 ;分型面处设计有凸台 ,能有效地阻止物料泄漏 ,保证加工精度。图 2 220 L 滚塑模具图1 - 排气管 ;2 - 绝热垫 ;3 - 定位环 ; 4 - 上模 ;5 - 螺纹成型块 ;6 - 压盖 ; 7 - 顶丝 ; 8 - 下模考虑到制品的承载能力和堆码等运输要求 ,将桶底部设计成内凹式。模具的内表面要平整 ,避免锐角或尖角 ,以防止制品壁厚不均匀 ,使其强度下降。一般圆角半径大小为5 25 模主要有 2 个外螺纹口 ,设计时应考虑制品的堆码和螺纹口的密封 ,使螺纹口与制品顶部保持平齐。螺纹采用梯形公制粗牙外螺纹。为了便于脱模 ,可利用螺纹成型块成型螺纹 ,脱模时 ,螺纹成型块随制品一起脱离模具 ,再旋下螺纹成型块即可。考虑到机加工和制品规模 ,模具壁厚一般为 4 8 为了容易脱模 ,模具内壁要光滑、平整。2. 4 模具排气孔的设计在滚塑成型过程中 ,热的模具使模内的空气被加热膨胀 ,物料的低挥发物产生大量的气体 ,导致模具内压上升。若不排出 ,开模后易使制品变形 ,而物料的低挥发物造成制品表面变黄 ,致使制品的耐应力开裂性能下522第 16 卷 第 4 期 兰 化 科 技 降。因此 ,滚塑成型中应设计排气孔 ,排气孔的材料一般采用金属管和聚四氟乙烯管 ,排气孔的大小应根据制品形状和使用的物料来确定。排气孔的位置设计在上盖或有孔的地方 ,排气管要伸入到接近模具中心 ,管的末端应弯曲。2. 5 模具的材料由于滚塑成型加工温度较高 ,冷却速度快 ,需要经常拆卸。因此要求模具材料具有以下性能 :要有良好的导热性 ;优异的韧性、延展性和焊接性 ;热膨胀系数要小 ;具有耐腐蚀性。一般使用的材料有低碳钢、铝、铜等 ,常用钢板制做大型简单的容器 ,例如贮槽、贮罐、水箱等。材料厚度一般为 4 5 滚塑成型生产工艺3. 1 加料选用一定量的 入到模具中 ,树脂颗粒的粒度为 500 m。树脂粒度小 ,导热性就高 ,易塑化 ,制品的光洁度也好 ,因此 ,为了获得优良的热传递效率 ,粒子之间要最大限度地接触。塑料树脂的熔体指数 ,对制品的成型有很大影响。熔体指数大 ,则树脂平均分子量低 ,流动性就高 ,制品内表面易出现凹凸不平的流迹线 ,致使制品强度降低 ;若熔体指数小 ,则树脂流动性差 ,成型困难。所以 ,滚塑成型中树脂的熔体指数一般为 (10 210 g ,最佳为 4 6 g。滚塑成型所用的树脂的相对密度一般在0. 92 0. 94 之间。密度高时 ,材料刚性大 ,抗冲击性差 ;密度低时 ,材料刚性差 ,抗冲击性高 ,而成型脱模困难。3. 2 加热其作用是把热量传递到模具表面 ,使树脂获得均匀的热量 ,达到使其熔化目的。加热方法最常见的是用液化石油气、煤气或电加热。根据制品的大小、形状、树脂的熔体指数 ,确定加热炉温度 ,一般在 250 350 。3. 3 冷却脱模当模具加热到一定时间 ,待树脂完全熔融后 ,从加热室移出模具进入冷却室冷却 ,冷却过程中模具始终处于旋转状态。冷却时 ,先通空气冷却 ,再通水冷却以降低冷却速度 ,使熔融树脂不至于急冷 ,有利于提高制品的性能 ,而且有还可延长模具的使用寿命。冷却结束后 ,移出模具 ,到脱模位置 ,打开模具取出制品。4 生产工艺对制品性能的影响加料量 加料量的多少决定制品的壁厚 ,对制品的性能起着重要作用。增加加料量 ,则制品的壁厚就增加 ,制品的刚性提高 ,但是制品的成本亦随之增加。因此 ,在保证制品性能的前提下 ,应尽量减少加料量 ,以降低成本。加热温度 加热温度过高 ,生产周期虽可缩短 ,但缩短了旋转轴承的使用寿命 ,易使物料降解 ;加热温度过低 ,物料没有融化 ,制品中气泡含量较高 ,导致制品的性能下降。因而加热温度要合理选择 ,不宜过高或过低。加热时间 加热时间越长 ,物料处于熔融状态时间就长 ,制品断面就密实 ;但加热时间过长 ,物料易于分解 ,影响制品的使用性能。冷却时间 冷却时间过短 ,熔融的物料未完全冷却 ,无法脱模 ;冷却时间过长 ,延长了制品生产周期 ,增加了成本。所以 ,应选择最佳冷却时间 ,满足工艺要求。模具旋转速度 模具旋转速度决定着制品壁厚的均匀性 ,一般调整主、副轴旋转速比为 1 4 左右 ,而且副轴转速不超过 25 r/以免模具产生较强的离心力 ,使熔融的物料离开旋转轴向最远的模具边缘流去 ,使壁厚产生较大的变化。5 制品的检验在 16 型滚塑成型机上安装此模具 ,进行滚塑成型。按国际标准检测制品 ,其结果如下 :622 兰 化 科 技 1998 年 12 月制品外观 ,光滑平整 ,表面无疵点 ;制品壁厚 ,剖开观察制品 ,壁厚较均匀 ,其中拐角处较厚 , 增加了制品的抗冲击性能 , 使制品不怕摔 ;泄漏试验 ,注水检查 ,罐装口无泄漏 ;跌落试验 ,7 m 高处跌落 ,无破裂 ,符合使用要求 ;制品尺寸 :外径 : (595 1) 高度 :(900 1) 明此模具完全符合设计要求 ,可以进行规模生产。参 考 文 献1 A 1992. 17 (1) :232 李百顺 . 滚塑成型工艺及设备 . 兰化科技 ,1994 ,12 (1) :39722第 16 卷 第 4 期 兰 化 科 技 收稿日期 :1998 - 12 - 04。作者简介 :陆文正 ,1946 年生 ,1981 年毕业于浙江大学化学系 ,理学硕士 ,高级工程师。已发表专业论文多篇。L 环塑料桶的发展陆文正(金陵石油化工公司技术开发中心 ,南京 ,210037)摘要 :介绍了德国毛瑟 ( 司开发的 200L L 环塑料桶的过程 ,第一代、第二代和第三代产品改进之处和特点 ,并根据我国目前 L 环塑料桶现状 ,指出应注意专利侵权问题。关键词 : 中空容器 L 环塑料桶L 环塑料桶 (L - 是一类整体外形为圆柱形的大型塑料桶 ,在这类桶的顶端或顶底两端有与桶体一步整体成型、横截面为实心的支承搬运环 ,因支承运输环的截面形状在其第一代产品中像英文字母 L 而得名。大型塑料桶的发展是随着60 年代高分子量高密度聚乙烯 ( 树脂的工业化生产开始的。 脂超高的冲击强度和熔体强度 ,使得生产能符合国际危险品运输包装要求的大型塑料桶的生产成为可能。 1977年德国毛瑟公司和 司联合成功地开发了220L 闭口 L 环塑料大桶 ,为 型中空容器在化工行业的广泛使用打开了大门 1 。我国于 1984 年开始试产 200L 塑料桶。当时 ,北京塑料制品厂从德国贝库姆 (公司引进了 大型吹塑中空成型机组 ,生产 200L 闭口塑料桶及内衬桶。此后黑龙江肇州县塑料包装制品厂、济南塑料九厂、山东庆云县塑料厂先后从德国克劳伯 - 考特斯 ( P - 、贝库姆和日本的石川岛播磨公司引进了类似的设备。但由于加工大型塑料桶所需的树脂原料当时国内尚不能生产而依赖进口 ,价格昂贵 ,也因为塑料桶所用装卸工具与钢桶不同 ,大型塑料桶的推广出现困难。 1986年中国石化总公司为解决即将投产的 4 套 300根据对国外市场和设备制造厂家的考察 ,决定安排由齐鲁石化公司研究院和金陵石化公司塑料厂引进德国毛瑟公司的大型吹塑成型机组 ,生产可作为国际通用危险货物运输包装容器的 200L L 环自承式闭口刚性塑料桶 ,从而把我国大型塑料桶的生产水平提高到一个新的高度。此后 ,又有大连塑料十三厂、济宁塑料一厂和青岛塑料五厂引进了毛瑟等德国公司生产 L 环塑料桶的大型机组。 1993 年 ,由秦川机床厂自行设计和制造的首台国产化大型吹塑机组在江苏吴江青云塑料厂投入运行。此后由国内数家企业分别以和德国公司合作生产或与台湾厂商合资生产等方式制造的大型吹塑机组也陆续问世。到目前为止 ,全国 L 环塑料桶的生产装置已经超过 20 台。这充分说明了 L 环塑料桶在市场竞争中的优势地位。1 L 环塑料桶的发展及专利毛瑟公司创建于 1896 年 ,1903 年该公司生产了第一个钢桶 ,奠定了它作为一个包装企业的基础。50 年代中期 ,毛瑟公司开始进入塑料加工领域 ,它最早的塑料制品是润滑油罐和化学品罐 , 当世后 ,毛瑟公司就把它的开发重点转向大容量的塑料桶。 1967 年推出 120L 大口塑料桶 ,1977 年又推出了 220L L 环塑料桶。此后又不断推出一代又一代的新产品。毛瑟公司从一开始就使用专利来保护本企业的利益 ,从目前检索到的专利 (因语言及网上资源关系 ,目前检索到的国外专利主要为美国专利 ) 来看 ,从 1971 年到 1998 年 6 月底 ,毛瑟公司就塑料桶申请而得到授权的美国专利(包括设计专利 )已超过 20 项 ,包括吹塑机、模具、成型方法、塑料桶及大型托盘容器等在内的在美国已获授权的全部专利总共有 58 项。而毛瑟公司在德国申请的专利则更要远远超过这个数字。111 第一代 L 环塑料桶1977 年 ,毛瑟公司为新研制成功的 L 环塑料桶在德国和主要西方国家申请了专利 2 4 。 L 环塑料桶的特点在环上 ,但在大型塑料桶上设置支承运输环并非为毛瑟公司首创。按专利说明书的说法 ,在63 现 代 塑 料 加 工 应 用第 11 卷第 3 期该发明以前的“环”实际上是“箍” ,也就是说 ,环与桶并非是一起整体成型的。它的制造过程为在桶吹塑成型的过程中 ,把已经加工好的箍放到吹塑模具中 ,让挤出的型胚套在箍的中间。在型胚吹胀的过程中 ,热的型胚接触到箍 ,并与之熔合。要每次准确地放置箍 ,需要一些复杂的附加设备 ,而且由于箍是在冷态通过熔合与桶体结合的 ,在装卸运输满载的塑料桶时会发现结合不牢的问题。毛瑟公司的发明包括了环的特殊结构和相应的成型方法两部分。结构的特点在于新的支承运输环是一个实心环 ,它设置在桶的顶端或顶底两端的桶体附近。通常这类支承运输环的横截面有一个水平接片和垂直接片 ,垂直接片自由端与容器顶平面对齐 ,而水平接片由容器外壳径向朝外伸出而形成的 ,如图 1 所示。图 1 第一代 L 环塑料桶 L 环部分的结构剖面在设计支承运输环时 ,要求熔接缝区域不受到弯曲应力 ,并使该环在圆周方向是有弹性的。支承运输环与容器外壳成柔性连接 ,从而在受到冲击应力时可相对于容器外壳发生变形。由于环的截面形状像英文字母“ L” ,毛瑟公司把这种桶称为 L 环塑料桶。环的主要用途是用于装卸 ,其装卸示意图如图 2 所示。图 2 第一代 L 环塑料桶与容器夹持器的配合图通常用于钢桶的容器夹持器的夹持臂能与 从而方便地提升和平移塑料桶 ,较好地解决了塑料桶与钢桶所用装卸工具不相兼容的矛盾。毛瑟公司发明的另一个创新点是环的成型方法。与先前的预制方法不同 ,L 环塑料桶的成型方法是在吹制过程中一次整体成型在桶体上形成支承运输环。它在半模上安装了一个或两个可上下移动的滑块。型胚吹胀时 ,形成了按半模上下滑块张开部分成型的桶壁 ,继而在滑块合拢时 ,把这一部分物料熔合压制成 L 型的支承运输环 ,如图 3 所示。使用这一方法 ,与先前的把预制好的箍放到吹塑模中与型胚相熔合的方法相比 ,操作要简单得多 ,整体性也大大提高。图 3 第一代 L 环塑料桶的 L 环成型示意图112 第二代 L 环塑料桶毛瑟公司在 1985 年开发了带支承运输环的塑料桶的新一代产品 ,这一代的环在造型上不再使用L 型的截面 ,但是在毛瑟公司的产品介绍材料中 ,仍沿用了 L 环塑料桶的名称 ,这是 L 环塑料桶的第二代产品 ,其结构如图 4 所示。该公司至少在 30 个国家为这种产品申请了专利 ,其中包括了中国 5 7 。图 4 第二代 L 环塑料桶 L 环和桶口部分的结构剖面73陆文正 . L 环塑料桶的发展从图 4 可以看出 ,新的支承运输环通过环状连接 腹板和桶壳连接 ,该腹板水平地连接到环的界面上 ,并和桶轴线成锐角角度。支承运输环和相邻该环的桶壳部分之间的槽 ,其底面位于该环的水平表面的平面内。这样做的好处是可以使连接腹板的弹性以及其倾斜支撑在桶壳上的作用进一步得到加强。在把一个充满物料的桶放倒时 ,支承运输环首先碰地。该环绕弹性的连接腹板向内倾斜 ,环的内垂直臂碰到桶壳 ,这样弯曲力被均匀地向外传递到整个桶壳内 ,从而减小了熔合区的应力。在进行例行的跌落试验时 ,这样设计的塑料桶不易在熔合区产生裂纹 ,从而提高了整个桶的抗冲击能力。并且支承运输环有一个水平交界面和一个垂直交界面 ,用来与容器夹持器的夹持臂相配合。界面的垂直面和桶的纵向轴线成锐角地向外倾斜 ,而界面的水平表面则和桶的水平横截面平面成锐角角度向下倾斜。通过这个方法 ,在把一个充满物料的桶侧翻的时候 ,支承运输环可以防止该桶从水平夹臂上脱落。另外支承运输环的外凸缘边缘呈现出凹槽 ,倾斜地环绕着连接腹板。这样的设计 ,在制造过程中 ,相应的芯模形状把芯模的环状凸缘部分周围的物料向着腹板的方向挤压 ,使更多的物料被向下倾斜挤压到桶壳中去。由此产生了高应力的材料增厚部分 ,同样地熔合区向下移动 ,超出了临界的环区之外。这样做的目的也是为了提高在桶的熔合部位的冲击能力。第二代 L 环塑料桶有上下环及仅有上环两种派生设计。金陵石化公司和齐鲁石化公司引进的是上下双 L 环的设计 ,而毛瑟公司在美国及南美销售的设备采用了仅有上 L 环的设计 (即所谓的美国设计 ) 。113 第三代 L 环塑料桶1988 年 ,毛瑟公司又进一步推出了第三代 L 环塑料桶 8 ,9 ,其结构如图 5 所示。图 5 第三代 L 环塑料桶 L 环和桶口部分的结构剖面新桶设计的主要特征是 :支承运输环通过一个紧靠着水平接触面、且与容器外壳相连的连接环 (即连接腹板 )与容器连成一体 ,从环形槽向上伸出的外壳部分成圆锥形上升到容器端面。在连接环和朝容器端面成锥形上升的外壳部分之间的槽底设置在支承运输环水平接触面的下一段距离处 ,该连接环是由容器的圆柱形外壳部分轴向延长而形成的。对照第二、第三代 L 环塑料桶的桶口截面图 ,可以看到第三代 L 环的最主要的是连接环 (即第二代 L 环塑料桶专利说明书中的连接腹板 ) 比第二代 L 环塑料桶的要长得多 ,以至于环的水平接触面有可能要超过桶的端面。由于在第二代 L 环桶的设计中 ,从尽可能的弹性连接考虑 ,连接环 (连接腹板 ) 与容器轴以锐角的方式和容器外壳相连 ,支承运输环及与其相邻、锥形上升的外壳部分之间的槽底终止在该环水平接触面的高度上。因此 ,在该接触面和容器外壳部分之间的空间很窄小。这样窄小的空间使得安装容器夹持器变得困难 ,因此要求夹持器具有特殊的形状。为了能装入任何一种形状的夹持器 ,尤其是那些用于薄金属板容器中的夹持器 ,第三代 L 环塑料桶采取了如下的解决方案 :将连接环与朝向容器端部上升的锥形外壳部分之间的槽底设置在该环水平接触面下方一段距离处。通过上述措施 ,为通常的容器夹器留有足够的空间 ,从而夹持器的上夹持臂可以不受妨碍地放到支承运输环垂直接触面的后面。这样的设计大大方便了人工搬运。与第二代 L 环塑料桶相比 ,第三代 L 环塑料桶的设计加长了连接环 ,有利于在圆周方向与容器外壳形成弹性连接。由
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本文标题:塑料提桶模具设计及型腔仿真加工【13张图纸/10200字】【优秀机械毕业设计论文】
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