高精度称重混料装置的设计文献综述

文献综述

1.设计背景

随着通讯技术的飞速发展，手机普遍应用。手机技术正朝着两个方向发展：一是功能多样化;二是外观结实精美。因此，在手机开发过程中手机外壳突显出其特别重要的地位。一套手机注塑壳的制作涵盖了结构设计、模具开发、注塑生产、喷涂印刷等过程，每一环节都将影响最终外观和工艺质量^{【1】【2】}。

工程塑料是自手机诞生以来就采用的材质，它的可塑性强，工业加工难度相对较低，有利于大规模量产，而且塑料的成本比较低，抗拉伸与抗弯曲强度都较高。因此，塑料便成为了手机厂商在中低配机型上追求性价比的首选材质。注塑壳的材料着有不同的种类，像我们熟悉的聚碳酸酯（PC）便是其中的代表。此外，还有不少采用ABS(丙烯脂—丁二烯—苯乙烯共聚物)和PC ABS这类的材料。其实，从多年市场表现来看，没有廉价的材料，只有廉价的设计，想把塑料机身做得精致并不容易。材料的不同精度配比，往往对成品质量有着很大的影响。进而导致严重的产品缺陷，如塑料变形（塑料凹陷、塑料起泡、塑料翘曲、塑料收缩、塑料麻面、塑料缩坑、塑料缩孔、塑料空洞等），塑料变色（塑料发黄、塑料发白、塑料光泽度差、塑料发黑、塑料有斑点异物、塑料有条纹等），塑料破损（塑料发脆、塑料龟裂、塑料破裂、塑料开裂、塑料裂纹、塑料层状剥离、塑料飞边、塑料毛刺等）^【3】。只有严格按照比例高精度配比，才能使成品在力学性能，物理性能，热学性能，电学性能，可靠性能和燃烧性能上达到严格的品质技术要求。

2.国内行业现状

目前，在实际生产中，国内市场上常见的称重料斗和搅拌机分别在称重精度和均匀混合上达不到塑料壳的高精度配比与混合要求。并且，多数厂商的自动化混料机不能完成材料的称量配比。如此导致工序冗长繁多，致使产品的废品率居高不下，造成了严重的资源浪费和生产率低下的问题^【4】。在工业进步升级，工序简化的背景下，设计一套高精度称重混料系统就显得尤其重要。在实际企业生产中，采用PC与ABS混合使用，其中PC作为主要原料，加入ABS使之与PC形成高分子化合物，可以增加材料的韧性，配比比例为3；2。此外，配方设计用MBS树脂作为增韧剂，SMA树脂为填充剂。最后加入等比例的润滑剂EBS（乙撑双硬脂酰胺）和氧化剂1010改善其加工性能^{【5】【6】}。 这类塑料手机外壳的生产加工采用四种不同的塑料粒子配比、称重、搅拌、混炼造粒、注射成型。目前，国内手机外壳生产厂家在称重配比环节工序繁琐，尤其是将塑料原料按比例进行称重的环节。通常，由一个工人负责给一种原料粒子放入托盘称重后^【7】，再将原料搬运倒入料斗^{【8】【9】}，进入混合机的混合容器内^【10】。继而再继续称量下一种，直到各种原料粒子全部经过料斗进入混合机的混料容器后，由高速电机带动搅拌蜗杆进行混料^{【11】【12】【13】}。这样的生产步骤不仅耗费大量时间和精力，拖慢了生产节奏，增加生产成本，使得原本就利微的产品不具有生产优势。并且过程仍有工人参与，容易导致人为操作失误，造成人工称量误差，降低外壳材料质量。再有倒料过程塑料粒子包装带易与混料机电机搅拌，造成生产安全事故^【14】。

3.设计目的和意义

本设计课题在消化吸收原来工艺及设备的基础上，针对企业需求，对原来工艺及设备进行结构优化改进，以提高产品质量，减轻劳动强度 ，提高生产效率，创新设计出一种新型的高精度称重混料机，改变生产率低下的现状。通过高速气缸带动阀门^【15】快速开闭，减少下料过程中多余的配料掉落，以及四个高精度的称重传感器达到高精度的设计要求^【16】。通过称重混料料斗实现称重与混料的工序结合，减少人工参与，杜绝生产事故。