מאמר זה יציג את רעיונות העיצוב ותהליך העיבוד של כיסוי קופסת אוכל מפלסטיק בפירוט, ואת המבנה של חלקי פלסטיק, חומרים לניתוח מקיף, עיצוב סביר של טכנולוגיית עובש.
מילות מפתח: תבנית הזרקה;קופסת אוכל.תהליך דפוס
חלק ראשון: ניתוח תהליכים של חלקי פלסטיק ובחירה ראשונית של מכונת הזרקה
1.1חומרי גלם וניתוח ביצועים של קופסת אוכל מפלסטיק
קופסת אוכל מפלסטיק זו היא מוצר פלסטיק נפוץ בחיי היומיום, המשמש בעיקר להחזקת מזון.בהתחשב בייחודיות השימוש בו, ניתוח מקיף של הביצועים של פלסטיקים שונים, בחירת החומר לפוליפרופילן (PP).
פוליפרופילן (פלסטיק PP) הוא סוג של צפיפות גבוהה, ללא שרשרת צד, התגבשות גבוהה של פולימר ליניארי, בעל תכונות מקיפות מצוינות.כאשר אינו צבעוני, לבן שקוף, שעווה;קל יותר מפוליאתילן.גם שקיפות עדיפה על פוליאתילן.בנוסף, הצפיפות של פוליפרופילן קטנה, משקל סגולי של 0.9 ~ 0.91 גרם/סנטימטר מעוקב, חוזק תפוקה, גמישות, קשיות ומתיחה, חוזק לחיצה גבוה יותר מפוליאתילן.טמפרטורת הדפוס שלו היא 160 ~ 220 ℃, ניתן להשתמש בו בערך 100 מעלות, ויש לו תכונות חשמליות טובות ובידוד בתדר גבוה אינו מושפע מלחות.קצב ספיגת המים שלו נמוך מפוליאתילן, אבל קל להמיס קרע גוף, מגע ארוך טווח עם מתכת חמה קל לפירוק, מזדקן.הנזילות טובה, אך קצב הצטמקות היווצרות הוא 1.0 ~ 2.5%, קצב ההתכווצות גדול, מה שקל להוביל לחור ההתכווצות, לשקע, לעיוות ולפגמים אחרים.מהירות הקירור של פוליפרופילן היא מהירה, מערכת המזיגה ומערכת הקירור צריכות להתקרר באיטיות, ולשים לב לשלוט בטמפרטורת היווצרות.עובי הדופן של חלקי פלסטיק צריך להיות אחיד כדי למנוע חוסר דבק וזווית חדה כדי למנוע ריכוז מתח.
1.2ניתוח תהליך הדפוס של קופסת אוכל מפלסטיק
1.2.1.ניתוח מבני של חלקי פלסטיק
עובי הדופן המומלץ של חלקי פלסטיק קטנים מפוליפרופילן הוא 1.45 מ"מ;הגודל הבסיסי של קופסת האוכל הוא 180 מ"מ × 120 מ"מ × 15 מ"מ;קח את גודל הקיר הפנימי של כיסוי קופסת האוכל: 107 מ"מ;ההבדל בין הקירות הפנימיים והחיצוניים הוא: 5 מ"מ;הפינה המעוגלת של הקיר החיצוני היא 10 מ"מ, והפינה המעוגלת של הקיר הפנימי היא 10/3 מ"מ.בפינה אחת של מכסה הקופסה יש בוס טבעתי ברדיוס של 4 מ"מ.מכיוון שחלקי הפלסטיק הינם מיכלים דקים, על מנת למנוע חוסר קשיחות וחוזק הנגרמים מעיוות חלקי פלסטיק, לכן החלק העליון של חלקי הפלסטיק מעוצב כמעגל קשת בגובה 5 מ"מ.
1.2.2.ניתוח דיוק מימדי של חלקי פלסטיק
לשני הממדים של כיסוי קופסת האוכל יש דרישות דיוק, כלומר 107 מ"מ ו-120 מ"מ, ודרישת הדיוק היא MT3.מכיוון שהמימד החיצוני של חלקי הפלסטיק מושפע מהסובלנות של מידות החלק הנייד של התבנית (כגון הקצה המעופף), סוג הסובלנות נבחר כדרגה B. אם לא נדרשת רמת סובלנות, נבחר MT5 .
1.2.3.ניתוח איכות פני השטח של חלקי פלסטיק
דיוק פני השטח של מכסה קופסת האוכל אינו גבוה, וחספוס פני השטח Ra הוא 0.100~0.16um.לכן, ניתן להשתמש בתבנית הזרקת חלל משטח פרידה יחיד של רץ השער כדי להבטיח את דיוק פני השטח.
1.2.4.תכונות החומר ונפח ואיכות חלקי פלסטיק
שאלו את תכונות החומר של פלסטיק PP (כולל מודול אלסטי, יחס פואסון, צפיפות, חוזק מתח, מוליכות תרמית וחום סגולי) ב-SolidWorks, והשתמש בתוכנת SolidWorks כדי לחשב את הנתונים של חלקי פלסטיק (כולל משקל, נפח, שטח פנים ומרכז של כוח הכבידה).
1.3 קבע את פרמטרי תהליך הדפוס של חלקי פלסטיק
בתהליך ההזרקה, טמפרטורת הצילינדר והזרבובית תשפיע על הפלסטיזציה וזרימת הפלסטיק, טמפרטורת התבנית תשפיע על הזרימה והקירור של עיצוב הפלסטיק, הלחץ בתהליך ההזרקה ישפיע ישירות על פלסטיזציה של פלסטיק וחלקי פלסטיק באיכות.ייצור במקרה של הבטחת איכות חלקי פלסטיק ינסה לקצר את מחזור היציקה של חלקי פלסטיק, אשר לזמן ההזרקה ולזמן הקירור יש השפעה מכרעת על איכות חלקי הפלסטיק.
שאלות שיש לקחת בחשבון בעת עיצוב:
1) שימוש הולם במייצבים, חומרי סיכה להבטחת ביצועי התהליך של פלסטיק PP ושימוש בחלקי פלסטיק.
2) יש למנוע התכווצות, הזחה, דפורמציה ופגמים אחרים במהלך התכנון.
3) בשל מהירות הקירור המהירה, שימו לב לפיזור החום של מערכת המזיגה ומערכת הקירור, ושימו לב לבקרת טמפרטורת היווצרות.כאשר טמפרטורת העובש נמוכה מ-50 מעלות, חלקי הפלסטיק לא יהיו חלקים, תהיה ריתוך גרוע, השארת סימנים ותופעות אחרות;יותר מ 90 מעלות נוטה לעיוות עיוות ותופעות אחרות.
4) עובי הדופן של חלקי פלסטיק יהיה אחיד כדי למנוע ריכוז מתח.
1.4 דגם ומפרט של מכונת הזרקה
על פי פרמטרי תהליך הדפוס של חלקי פלסטיק, הבחירה הראשונית של מכונת הזרקה מדגם G54-S200/400 ביתית,
חלק שני: עיצוב מבני של תבנית הזרקת כיסוי קופסת אוכל מפלסטיק
2.1 קביעת משטח הפרידה
יש לקחת בחשבון את הצורה הבסיסית ואת מצב השחרור של חלקי פלסטיק בעת בחירת משטח הפרידה.עקרונות העיצוב של משטח הפרידה הם כדלקמן:
1. יש לבחור את משטח הפרידה בקו המתאר המרבי של חלק הפלסטיק
2. בחירת משטח הפרידה צריכה להיות תורמת לפירוק חלקי חלקי פלסטיק
3. בחירת משטח הפרידה צריכה להבטיח את דיוק הממדים ואיכות פני השטח של חלקי פלסטיק ודרישות השימוש בהם
4. בחירת משטח הפרידה צריכה להיות תורמת לעיבוד ופישוט התבנית
5. צמצמו למינימום את שטח ההקרנה של המוצר בכיוון ההידוק
6. יש למקם ליבה ארוכה בכיוון פתיחת התבנית
7. בחירת משטח הפרידה צריכה להיות תורמת לאגזוז
לסיכום, על מנת להבטיח פירוק חלק של חלקי פלסטיק ואת הדרישות הטכניות של חלקי פלסטיק וייצור פשוט של התבנית, משטח הפרידה נבחר כמשטח התחתון של כיסוי קופסת האוכל.כפי שמוצג באיור למטה:
2.2 קביעת מספר חלל ותצורה
על פי דרישות העיצוב של מדריך לתכנון חלקי פלסטיק, מאפיינים מבנה גיאומטריים של חלקי פלסטיק ודרישות דיוק ממדי ודרישות כלכליות של ייצור, קובעים את השימוש בתבנית חלל.
2.3 עיצוב מערכת מזיגה
עיצוב זה מאמץ מערכת מזיגה רגילה, ועקרונות העיצוב שלו הם כדלקמן:
שמור על התהליך קצר.
אגזוז צריך להיות טוב,
מניעת עיוות הליבה ותזוזה של הכנס,
מניעת עיוות של חלקי פלסטיק והיווצרות צלקות קור, נקודות קור ופגמים אחרים על פני השטח.
2.3.1 עיצוב ערוץ ראשי
הערוץ הראשי מתוכנן להיות חרוטי, וזווית החרוט α היא 2O-6O, ו-α=3o.חספוס פני השטח של תעלת הזרימה Ra≤0.8 µm, המוצא של התעלה הראשית הוא מעבר הפילה, על מנת להפחית את ההתנגדות של זרימת החומר למעבר, רדיוס הפילה r=1~3mm, נלקח כ-1 מ"מ .עיצוב הערוץ הראשי הוא כדלקמן;
מבנה שרוול השער מתוכנן לשני חלקים באמצעות שרוול השער וטבעת המיקום, המקובעת על לוח המושב הקבוע בצורת מדרגה.
הקוטר של הקצה הקטן של שרוול השער גדול ב-0.5~1 מ"מ מזה של הזרבובית, הנחשב ל-1 מ"מ.מכיוון שהחלק הקדמי של הקצה הקטן הוא כדור, העומק שלו הוא 3~5 מ"מ, שנחשב ל-3 מ"מ.מכיוון שכדור הזרבובית של מכונת ההזרקה יוצר קשר ומתאים לתבנית במיקום זה, קוטר הכדור של התעלה הראשית נדרש להיות גדול ב-1 ~ 2 מ"מ מזה של הזרבובית, הנחשב ל-2 מ"מ.צורת השימוש והפרמטרים של שרוול השער מוצגים להלן:
התאמה למעבר H7/m6 מאומצת בין שרוול השער לתבנית, והתאמה H9/f9 מאומצת בין שרוול השער לטבעת המיקום.טבעת המיקום מוכנסת לחור המיקום של התבנית הקבועה של מכונת ההזרקה במהלך ההתקנה ואיתור באגים של התבנית, המשמשת להתקנה ולמיקום של התבנית ומכונת ההזרקה.הקוטר החיצוני של טבעת המיקום קטן ב-0.2 מ"מ מחור המיקום בתבנית הקבועה של מכונת ההזרקה, כך שהוא 0.2 מ"מ.הצורה הקבועה של שרוול השער וגודל טבעת המיקום מוצגים להלן:
2.3.2 עיצוב ערוץ shunt
מכיוון שהעיצוב הוא תבנית חלל, משטח הפרידה לחלק התחתון של מכסה התיבה, ובחירה בשער עבור סוג שער נקודתי ישיר, אז shunt לא צריך לעצב.
2.3.3 עיצוב השער
בהתחשב בדרישות הדפוס של חלקי פלסטיק ועיבוד התבנית הוא נוח או לא והשימוש בפועל במצב, כך שהעיצוב של מיקום השער נבחר כמרכז העליון של כיסוי קופסת האוכל.קוטר השער הנקודתי הוא בדרך כלל 0.5 ~ 1.5 מ"מ, והוא נחשב 0.5 מ"מ.הזווית α היא בדרך כלל 6o~15o, ונלקחת כ-14o.עיצוב השער מוצג להלן:
2.4 עיצוב חור קר ומוט משיכה
לכן, העיצוב הוא תבנית וחלל, שער נקודתי מזיגה ישירה, כך שאין צורך לתכנן חור קר ומוט משיכה.
2.5 עיצוב חלקי יצירה
2.5.1קביעת מבנה התבנית והאגרוף
בגלל שזה חלקי פלסטיק קטנים, חלל, ועל מנת יעילות עיבוד גבוהה, פירוק נוח, אלא גם כדי להבטיח את הצורה והגודל של דיוק חלקי פלסטיק, העיצוב של הבחירה הכוללת קמור וקעורה למות עבור כולו.התבנית הקמורה מעובדת בשיטת העיבוד הנפרדת, ולאחר מכן נלחצת לתוך התבנית עם המעבר H7/m6.הדיאגרמה הסכמטית של עיצוב המבנה של התבנית הקמורה והקעורה היא כדלקמן:
2.5.2תכנון וחישוב חלל ומבנה הליבה
הקשר בין גודל העבודה של חלק התבנית לגודל חלק הפלסטיק מוצג להלן:
2.6 בחירת מסגרת התבנית
מכיוון שעיצוב זה מיועד לחלקי פלסטיק קטנים ובינוניים, מסגרת התבנית היא P4-250355-26-Z1 GB/T12556.1-90, וה-B0×L של מסגרת התבנית הוא 250mm×355mm.
תרשים הרכבת התבנית הוא כדלקמן:
2.7 עיצוב רכיבים מבניים
2.7.1עיצוב מבנה עמודות מדריך
הקוטר של עמוד המדריך הוא Φ20, והחומר שנבחר לעמוד המדריך הוא פלדה 20, עם קרבוריזציה של 0.5 ~ 0.8 מ"מ וקשיות מרווה של 56 ~ 60HRC.הזווית המחוררת המוצגת באיור היא לא יותר מ-0.5×450.עמוד המדריך מסומן כ-Φ20×63×25(I) — 20 פלדה GB4169.4 — 84. התאמה למעבר H7/m6 מאומצת בין החלק הקבוע של עמודת המדריך לבין התבנית.עמוד מנחה נוסף מסומן Φ20×112×32 — 20 פלדה GB4169.4 — 84.
2.7.2עיצוב מבנה שרוול מדריך
הקוטר של שרוול המדריך הוא Φ28, והחומר של שרוול המדריך הוא 20 פלדה, קרבורית 0.5 ~ 0.8 מ"מ, וקשיות הטיפול הרווה היא 56 ~ 60HRC.השיפוע המוצג באיור הוא לא יותר מ-0.5×450.שרוול ההנחיה מסומן כ-Φ20×63(I) — 20 פלדה GB4169.3 — 84, והדיוק התואם של עמוד המדריך ושרוול ההנחיה הוא H7/f7.שרוול מנחה נוסף מסומן Φ20×50(I) — 20 פלדה GB4169.3 — 84.
2.8 עיצוב מנגנון השקה
מנגנון הדחיפה מורכב בדרך כלל מדחיפה, איפוס והנחיה.
מכיוון שחלקי הפלסטיק דקים יחסית, במקרה של ניסיון להבטיח את איכות המראה של חלקי הפלסטיק, עיצוב מנגנון ההשקה מאמץ את מוט המפלט כדי לדחוף החוצה את חלקי הפלסטיק.
התרשים הסכמטי של מנגנון השיגורהוא כדלקמן:
המבנה והפרמטרים של מוט הדחיפהמוצגים להלן:
הצורה המבנית והפרמטרים של מוט האיפוסמוצגים להלן:
2.9 עיצוב מערכת קירור
מכיוון שהקירור אינו אחיד, מערכת הקירור של תעלת הקירור צריכה להיות ככל האפשר, בחירה עיצובית זו עבור 4. מרחק התעלה ממשטח החלל שווה, והשפיץ מחוזק גם לקירור.מערכת הקירור מאמצת סוג זרימת DC, בעל מבנה פשוט ועיבוד נוח.
עיצוב מערכת הקירור הוא כדלקמן:
חלק שלישי: בדוק חישוב של תבנית הזרקה
3.1.בדוק את פרמטרי התהליך הקשורים למכונת ההזרקה
3.1.1 בדוק את נפח ההזרקה המרבי
3.1.2 בדוק את כוח ההידוק
3.1.3 בדוק את פעולת פתיחת התבנית
3.2.בדוק את עובי הדופן הצדדית והצלחת התחתונה של חלל מלבני
3.2.1 בדוק את עובי הדופן הצדדית של חלל מלבני אינטגרלי
3.2.2 בדוק את עובי הצלחת התחתונה של חלל מלבני אינטגרלי
סיכום
מעצב צוות Freshness Keeper Xie Master עיצוב זה מיועד בעיקר לעיצוב תבנית של כיסוי קופסת אוכל מפלסטיק, באמצעות ניתוח החומר של כיסוי קופסת אוכל מפלסטיק, מבנה חלקי פלסטיק וטכנולוגיה, ולאחר מכן השלמה סבירה ומדעית של תבנית ההזרקה לְעַצֵב.
Freshness Keeper יתרונות העיצוב הם לפשט את מנגנון ההזרקה ככל האפשר כדי להבטיח את איכות חלקי הפלסטיק, לקצר את מחזור היציקה, להוזיל את עלויות הייצור.הנקודות החשובות בתכנון הן תהליך הזרקה, פריסת חללים, בחירת משטח פרידה, מערכת שערים, מנגנון פליטה, מנגנון פירוק, מערכת קירור, בחירת מכונות הזרקה ובדיקת פרמטרים רלוונטיים ועיצוב החלקים העיקריים.
העיצוב המיוחד של Freshness Keeper טמון בתכנון מערכת מזיגה, שרוול שער מערכת יציקה וטבעת מיקום לחלק בודד, מבטיחים את חיי התבנית, ובחירת החומרים, העיבוד, הטיפול בחום וההחלפה נוחים;השער הוא מסוג שער ישיר נקודתי, הדורש משטח פרידה כפול, ולוחית המשיכה למרחק קבוע משמשת להגבלת הפרידה הראשונה.המבנה פשוט וסביר.
זמן פרסום: נובמבר-01-2022