塑料肥皂盒注塑模設(shè)計(jì).doc

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1、 學(xué)號(hào)：24081900398 南湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 塑料肥皂盒注塑模設(shè)計(jì) 作 者 葉 波 屆 別 2012 系 別 機(jī)械與電子工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)老師 李鐵林 職 稱 講師 完成時(shí)間 2012.05.20 南湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 本設(shè)計(jì)是針對(duì)肥皂盒的模具設(shè)計(jì)，制件選用ABS材料。通過對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較，針對(duì)肥皂盒的具體結(jié)構(gòu)

2、，該模具是限制性側(cè)澆口的單分型面注塑模具，采用一模兩腔形式。從具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)對(duì)模具的澆注系統(tǒng)，模具成型部分結(jié)構(gòu)，頂出系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核，都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝，通過設(shè)計(jì)表明該模具結(jié)構(gòu)合理，具有一定的推廣價(jià)值，本次設(shè)計(jì)通過一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)肥皂盒塑料件產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。 關(guān)鍵詞：肥皂盒，單分型面注塑模，限制性側(cè)澆口，ABS Abstract This topic aimed at the mold desi

3、gn of soap boxes, The work piece uses ABS as the material. Through the technology of plastic parts for analysis and comparison, For the specific structure of the soap boxes.the die is the point of the one type injection mold surface and Restrictive side gate. The mould layout form of one-mould two-c

4、avity was applied to this design. The design process from the product structure, the structure of the specific die,running system , mold forming part of the structure, the roof system, cooling system, the choice of injection molding machines and related parameters of the check, have the detailed des

5、ign, And the establishment of a simple mold processing technology. The design showed that the structure was reasonable and valuable for spread.this design is an injection mold to produce soapbox piece of plastic in order to achieve automation to increase output . Keywords: Soap boxes, Plast

6、ic molds, Restrictive side gate, ABS 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒 論 1 1.1引言 1 1.2我國(guó)塑料模具發(fā)展?fàn)顩r 1 1.3本次設(shè)計(jì)塑料注射模具的主要工作內(nèi)容 2 第二章 塑件工藝分析 3 2.1 塑件尺寸結(jié)構(gòu)分析 3 2.2 塑件原材料分析 4 2.3 初步擬定模具成型方案 5 第三章 塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.1型腔

7、數(shù)目和分布 6 3.2 分型面的選擇 6 3.3 型芯和型腔的結(jié)構(gòu) 8 3.4確定型腔和型芯的尺寸 6 3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 3.5.1主流道設(shè)計(jì) 9 3.5.2 分流道設(shè)計(jì) 9 3.5.3澆口設(shè)計(jì) 10 3.5.4冷料穴設(shè)計(jì) 11 3.5.5拉料桿的設(shè)計(jì) 11 3.5.6定位圈的設(shè)計(jì) 12 3.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 3.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 3.9.1冷卻水道的形式 14 3.9.2冷卻計(jì)算 14 3.9.3 冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計(jì) 14 第四章 模架的選擇及模具工作原理 16 4.

8、1 模架的設(shè)計(jì) 16 4.2 模具總裝圖及工作原理 17 第五章 注射機(jī)選擇及校核 19 第六章 總結(jié)與展望 21 參考文獻(xiàn) 22 致 謝 23 24 第一章 緒 論 1.1引言： 肥皂盒是日常用品，幾乎家家戶戶都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各樣，豐富多彩，有很特別的設(shè)計(jì)以贏得消費(fèi)者的喜愛。此次設(shè)計(jì)的是肥皂盒底座，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但考慮的是其實(shí)用性。為了防止香皂遇水軟化，將底座設(shè)計(jì)成了中間凸起的曲面，并在底座水平放置面處開了漏水孔。本次設(shè)計(jì)的肥皂盒模具采用一次注塑成性，用推桿推出制件，從而保證肥皂盒的整體性。 近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自

9、動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所占比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 在現(xiàn)代塑料制品的生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素。尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝的要求，塑料制品使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備只有配上適應(yīng)的模具才能發(fā)揮作用，隨著塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量的增加，對(duì)塑料模具也提出了越來(lái)越高的要求，促使塑料模具不斷的向前發(fā)展。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 1.2

10、我國(guó)塑料模具發(fā)展?fàn)顩r 塑料模具近年來(lái)在我國(guó)有了很大的發(fā)展，大量新技術(shù)，新工藝，新材料得到推廣應(yīng)用國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控加工的飛速發(fā)展和在傳統(tǒng)制造業(yè)中的應(yīng)用，更加快了模具行業(yè)的發(fā)展。模具設(shè)計(jì)正從過去的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，手工繪圖，發(fā)展到今天通過人機(jī)對(duì)話，能迅速設(shè)計(jì)出模具的總圖，運(yùn)用模具CAE可以模擬在模具中的流動(dòng)狀態(tài)，確定澆口位置，克服塑料成型中可能出現(xiàn)的問題。而模具 CAE的廣泛應(yīng)用更使模具向大型，精密，復(fù)雜發(fā)展，模具制造周期也大大縮短。 跟國(guó)外相比，我國(guó)模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)很不合理，我國(guó)模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中沖壓模具約占50%，塑料模具約占34%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占10%；發(fā)達(dá)

11、國(guó)家對(duì)發(fā)展塑料模比較重視，塑料模所占比例一般為40%；大型、精密、長(zhǎng)壽模具所占比例為50%以上，而我國(guó)僅為25%；我國(guó)主要模具生產(chǎn)能力集中在各主機(jī)廠的模具分廠內(nèi)，所產(chǎn)模具商品化率很低，模具自產(chǎn)自銷比列高達(dá)60%-70%，而國(guó)外70%以上是商品模具。國(guó)內(nèi)外模具的質(zhì)量水平不可同日而語(yǔ)，開發(fā)能力和經(jīng)濟(jì)效益仍有差距。 但我國(guó)加入WTO后，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì)。促使更多外資來(lái)中國(guó)建廠，帶來(lái)國(guó)外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)中國(guó)的專業(yè)模具人才起到了推動(dòng)作用。所以我國(guó)塑料模具生產(chǎn)企業(yè)更應(yīng)該抓住機(jī)遇，重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，并大力開發(fā)國(guó)際市場(chǎng)，發(fā)展出口模具。隨

12、著中國(guó)塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國(guó)塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來(lái)幾年年增長(zhǎng)率仍將保持左右的水平。 “十一五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，國(guó)內(nèi)模具企業(yè)將進(jìn)一步深化改革，下功夫搞好科技進(jìn)步與創(chuàng)新，堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來(lái)，模具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展。 1.3塑料注射模具的主要工作內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)以單分型面注射模具為主，主要內(nèi)容包括所設(shè)計(jì)塑件的說(shuō)明、注塑機(jī)的選用、塑料注射模具設(shè)計(jì)、五張零件圖和一張裝配圖的繪制。 設(shè)計(jì)過程如下： 1.設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 （1)熟悉塑件：塑件的幾何形狀、塑

13、件的使用要求、塑件原料的特性； （2)檢查塑件的成型工藝性； （3)明確現(xiàn)有注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格（若沒有應(yīng)查手冊(cè)選用）； 2.注射模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟 （1)確定型腔的數(shù)目 （2)選擇分型面 （3)確定型腔的布置形式 （4)確定澆注系統(tǒng) （5)確定脫模方式 （6)確定調(diào)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) （7)確定凹模和型芯的固定方式 （8)確定排氣形式 （9)決定注射模的主要尺寸 （10)選用標(biāo)準(zhǔn)模架 （11)繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖

14、 （12)校核模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸 （13)注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的審核 （14)繪制模具的裝配圖 （15)繪制模具零件圖 （16)復(fù)核設(shè)計(jì)圖樣 3.注射模具的審核 （1)基本結(jié)構(gòu)方面的審核 （2)設(shè)計(jì)圖紙方面的審核 （3)注射模設(shè)計(jì)質(zhì)量方面的審核 （4)裝拆及搬運(yùn)條件方面的審核 第二章 塑件工藝分析 圖2-1肥皂盒三維圖 圖2-2肥皂盒尺寸圖 2.1 塑件尺寸結(jié)構(gòu)分析 （1）零件名稱：肥皂盒 （2）設(shè)計(jì)要求： ① 生產(chǎn)批

15、量：大批量 ② 材料：ABS ③ 未注公差取MT5級(jí)精度 如圖2-1所示，肥皂盒是家庭的一個(gè)日常用品，生活較為常見，它的材料采用 ABS，年需求量4000件，計(jì)劃生產(chǎn)3年。要求它有一定的美觀性，結(jié)構(gòu)合理，尺寸適中，現(xiàn)要求設(shè)計(jì)它的注塑模具工藝。 高級(jí)肥皂盒二維尺寸圖標(biāo)注如圖2-2所示： 圖2-2肥皂盒尺寸圖 2.2 塑件原材料分析 （1）ABS塑料的材料特性 ABS是一種新型工程塑料。具有綜合的優(yōu)良性能(堅(jiān)固、堅(jiān)韌、堅(jiān)硬)，價(jià)格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。 A

16、BS是微黃色或白色不透明粒料，無(wú)毒、無(wú)味。 ABS由三種成分組成，具有良好的綜合力學(xué)性能。在機(jī)械性能方面，ABS具有質(zhì)硬、堅(jiān)韌、剛性好。有一定化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。它還有很好的成型加工性能以及能與其他塑料和橡膠相混熔的特點(diǎn)。ABS塑料的表面可以電鍍。 塑件原材料的性能與用途分析如表2-3所示： 表2-3 塑件原材料的性能與用途分析 塑料 品種 成形特點(diǎn) 使用 溫度 模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 性能特點(diǎn) 主要用途 ABS 成型性能好， 成型前要干燥， 容易生熔接痕， 澆口處外觀不好 <70℃ 分流道及澆口 界面要大， 注意澆口的位置。 防止熔接紋， 在

17、成型時(shí)的 脫模斜度>2, 收縮率取>0.5% 綜合機(jī)械性能好， 但耐熱性能較差， 吸水性較大， 化學(xué)穩(wěn)定性較好 應(yīng)用廣泛， 如電器外殼、 汽車儀表、 日用品等。 再根據(jù)常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)表可知ABS的注射成型工藝參數(shù)如表2-4所示：試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。 表2-4 ABS塑料的注射成型工藝參數(shù) 參數(shù) 取值范圍 選取數(shù)值 密度 1.02～1.05g/cm2 1.03g/cm2 收縮率 0.3%～0.8% 0.50% 溫度 噴嘴 180～190 180 料筒 210～230 220 模具 50～70 60

18、 壓力 注射 70～90 80 保壓 50～70 60 時(shí)間 注射 3～5 3 保壓 15～30 20 冷卻 15～40 30 總計(jì) 40～70 48 2.3 初步擬定模具成型方案 塑件的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，考慮到經(jīng)濟(jì)效益，所以模具采用一模兩腔的形式。 對(duì)于設(shè)計(jì)盒蓋注塑模具，有以三個(gè)成型方案可供選擇： (1) 模具總體的設(shè)計(jì)方案 方案一：采用一模兩腔，采用直接澆口，澆口設(shè)置在肥皂盒底部，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。 方案二：采用一模兩腔，分型面設(shè)在塑件中心平面處，采用點(diǎn)澆口，澆口設(shè)底部中心處，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。 方案三：采用一模兩腔，分型面設(shè)在塑

19、件中心平面處，采用側(cè)澆口，澆口設(shè)塑件分型面處，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。 (2) 設(shè)計(jì)方案的分析 方案一：其采用的澆口選用不合理，因?yàn)榉试砗袑儆诒”诹慵?，注射壓力直接作用在塑件上，容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹起變形。故方案一不合理。 方案二: 其選用的澆口類型不合理，采用點(diǎn)澆口雖然有利于保持塑件表面質(zhì)量，但其模具比較復(fù)雜，需要用到三板式模具才能取出澆道凝料。 方案三：其澆口設(shè)在分型面處，從塑件外側(cè)進(jìn)料，能方便調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，澆口去除方便，斷面尺寸小，對(duì)模具要求也不高，滿足經(jīng)濟(jì)性。 由于塑件外觀質(zhì)量有一定的要求，外表面不允許出現(xiàn)劃傷、氣泡、縮孔等缺陷，且要求較

20、低的表面粗糙度值，不適合中心澆口和直澆口，故優(yōu)先考慮采用側(cè)澆口。另外為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)綜合考慮，采用方案三為佳。 綜上所述，最終確定的成型方案為方案三。 第三章 塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1型腔數(shù)目和分布 在此部分，確定型腔數(shù)目時(shí)要考慮的因素： （1）滿足注射機(jī)的最大注射量 （2）鎖（合）模力 （3）塑件精度 （4）經(jīng)濟(jì)性來(lái) 型腔數(shù)目的確定： 由于塑件的形狀簡(jiǎn)單，重量較輕，且生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔模具。綜合分析本

21、設(shè)計(jì)采用一模二腔、平衡布置。這樣模具的尺寸較小，生產(chǎn)率高，塑件質(zhì)量可靠，成本較低。 3.2 分型面的選擇 塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實(shí)例中塑件的分型面選取如圖3-1所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量好，而且塑件脫模方便。 圖3-1 分型面選取 3.3確定型腔和型芯的尺寸 現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸LS是最大尺寸，其公差按規(guī)定為負(fù)值“-Δ”； 凹模的名義尺寸LM是最小尺寸，其公差按規(guī)定為正值“+δZ”現(xiàn)由公式可得： (3-1) 圖2-2肥皂盒尺寸圖 式中，“Δ”前的系

22、數(shù)（此處為0.5）可隨制品的精度和尺寸變化，一般在0.5～0.75之間，ABS的收縮率S為0.005.制品偏差大則取小值，偏差小則取大值。 3.3.1凹模尺寸計(jì)算 (1)凹模的徑向尺寸 Lm 　ABS塑件的精度一般為4級(jí)，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.24mm；取x=0.75， ABS塑料的收縮率在0.3～0.8%，取0.5% 。 (3-2) 圖2-2肥皂盒尺寸圖 凹模徑向尺寸mm (3-3) 圖2-2肥皂盒尺寸圖 徑向尺寸102的公差值為0.82mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ

23、/3≈0.27mm；取x=0.75。 塑件徑向尺寸mm （2）凹模的深度 Hm　　 塑件高度尺寸15mm的公差值為0.38mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.13mm；取x=0.5 (3-4) 圖2-2肥皂盒尺寸圖 3.3.2型芯尺寸計(jì)算 （1）型芯的徑向尺寸 lm 　　模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.24mm；取x=0.75。 ABS的收縮率為0.3～0.8%，取0.5% 。 (3-5) 圖2-2肥皂盒尺寸圖 型芯徑向尺寸mm （2）型芯的高度 hm 　　模

24、具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取 x=0.5。 ABS塑料的收縮率為0.3～0.8%，取平均收縮率為0.5% 。 (3-6) 圖2-2肥皂盒尺寸圖 型芯高度mm 3.4型芯和型腔的結(jié)構(gòu) 確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式： 型腔、型芯可分別有整體式和組合式兩種形式。由于塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型腔加工容易，所以選用整體式型腔和組合式型芯。在定模板上直接加工型腔。 （1) 型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯 如下圖所示： 圖3-2 組合式型芯 3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)肥皂盒塑件的特征，

25、選用澆注系統(tǒng)為限制性側(cè)澆口的單分型面多型腔注射模，采用側(cè)澆口基本不影響塑件外觀。 3.5.1主流道設(shè)計(jì) 主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以避免高壓塑料的溢出。查《模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-48得XS-ZY-125型注射機(jī)噴嘴前端孔徑=mm；噴嘴前端球面半徑。 模具澆口套主流道的球面半徑與注射機(jī)噴嘴的球面半徑的關(guān)系為：；模具澆口套主流道小端面直徑與噴嘴出口直徑的關(guān)系為:。 主流道尺寸： 根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為: ； 主流道球面半徑為: 。 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角，取。

26、 3.5.2 分流道設(shè)計(jì) （1）分流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀有圓形、 矩形、梯形、U形和六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，提高效率，我們這里就選用圓形分流道，如圖六。因?yàn)閳A形截面 分流道的效率是分流道中效率最高的，固選它。 圖3-3圓形流道 (2) 分流道尺寸 ①分流道長(zhǎng)度。 ②截面尺寸 對(duì)于壁厚小于，質(zhì)量在以下的塑件，可采用下面經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定截面尺寸，即: (3-7) 圖2-2肥皂盒尺寸圖

27、 ， ?。? （3）凝料體積 分流道長(zhǎng)度: ； 分流道截面積:； 凝料體積: (4) 分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗(yàn)公式 ， (3-7) 在之間，剪切速率校核合格。 式中 ，。 ——注射時(shí)間，??； ——截面面積()； ——截面周長(zhǎng)() (5) 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度的要求并不是很低, 一

28、般取即可，在此模具中取。 3.5.3澆口設(shè)計(jì) 本模具采用改進(jìn)型側(cè)澆口進(jìn)行注射成型。側(cè)澆口具有形狀簡(jiǎn)單，便于加工及調(diào)整尺寸，澆口位置選擇靈活，去除澆口方便、痕跡小，精度容易保證等特點(diǎn)。通過改變截面尺寸可以調(diào)整熔體的充模速度與澆口的凝結(jié)時(shí)間，以達(dá)到良好的充模狀態(tài)，可以用于各種塑料，但不足的是必須進(jìn)行去澆口處理，增加成本。下面介紹一種可以通過開模過程自動(dòng)與塑件分離、在 圖3-4限制性側(cè)澆口示意圖 塑件上殘留痕跡很小的側(cè)澆口，也可稱之為限制性 側(cè)澆口，澆口尺寸如圖3.3所示。 這種側(cè)澆口在形狀設(shè)計(jì)與加工上,應(yīng)確保澆口凝料的最薄弱部分在塑件的表面，這樣在開模時(shí)，很容易將澆口切斷且不

29、留痕跡應(yīng)用這種澆口便于塑件成型，能降低塑件的表面粗糙度值，改良澆口附近的流動(dòng)及痕跡，提高物理性能等。 圖3-5 冷料穴 1—定位圈 2—冷料穴 3 — 推 桿 4—?jiǎng)幽０? 為了加工方便和縮短封閉時(shí)間，所以澆口應(yīng)開設(shè)在塑件分型面處，從塑件的外側(cè)進(jìn)料。 3.5.4冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出。我們這里選用與推出桿匹配的倒錐形冷料穴,冷料穴開在主流道的末端對(duì)面的動(dòng)模板上，直徑稍大于主澆道

30、直徑，便于冷料的進(jìn)入。，其結(jié)構(gòu)如圖3-5。 3.5.5拉料桿的設(shè)計(jì) 圖3-6 拉料桿 圖3-7拉料桿 冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。澆口套出料口直徑為8mm，取拉料桿的直徑與出料口相等8mm。拉料桿上部選用鉤頭Z字形結(jié)構(gòu)。材料選用45#鋼，淬火處理HRC40~45，表面粗糙度Ra1.6。與動(dòng)模板

31、的配合H8/f8，外徑尺寸取8mm。 圖3-7 定位圈 3.5.6定位圈的設(shè)計(jì) XS－ZY－125注射機(jī)的固定模板上定位孔直徑為 100mm。定位圈的外徑取100mm，厚度15mm，定位圈的固定使用M6內(nèi)六角螺釘，如圖3-6所示，定位圈的材料選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3，不需熱處理。 3.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于塑件形狀簡(jiǎn)單，所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的推桿推出方式。每個(gè)制件用四根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出可靠。 圖3-8推桿 組成注射模的推桿推出機(jī)構(gòu)的零件有：推桿、復(fù)位桿、 推板導(dǎo)柱、推板導(dǎo)套、推板、推桿固定板、固定螺釘、支承釘。 （1）

32、推桿 推桿的直徑選6mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取105mm。推桿材料選用，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號(hào)鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合H8/g7。 圖3-9 推板導(dǎo)套 （2）復(fù)位桿 復(fù)位桿的直徑選8mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取105mm。 （3）推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號(hào)鋼，淬火處理，低溫回火， HRC45-50,表

33、面粗糙度Ra1.6，與動(dòng)模板的配合為間隙配合H8/f8。 （4）推板導(dǎo)套 圖3-10推板導(dǎo)柱 材料選用碳素工具鋼T8A淬火處理HRC45~48。 尺寸結(jié)構(gòu)如圖3-9所示 （5）推板導(dǎo)柱 尺寸結(jié)構(gòu)如圖3-10所示： 材料選擇：碳素工具鋼T8A 熱處理為淬火處理硬度HRC52-55 （6）推板 推板長(zhǎng)、寬、厚分別230、180、15mm為采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3。 （7）推桿固定板 推桿固定板的結(jié)構(gòu)如下圖所示，長(zhǎng)、寬、厚與推板相同，分別為230、180、15mm，采用普

34、通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3。 （8）固定螺釘 選用M6內(nèi)六角螺釘，長(zhǎng)度為20mm。 （9）支承釘 支承釘工作部分的直徑為20mm,高度為10mm。下面直徑12mm，材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理HB270-290。 3.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。 （1）導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 選用階梯型導(dǎo)柱，導(dǎo)向部分直徑25mm,高度35mm,倒角高度5mm。 圖3-11導(dǎo)套 為減小導(dǎo)柱導(dǎo)套的磨擦，在導(dǎo)柱上開設(shè)油槽。材料選用碳素工具鋼T8A,淬火處理H

35、RC45~48。表面粗糙度Ra0.8。 （2）導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 選用臺(tái)肩型導(dǎo)套，導(dǎo)向部分直徑25mm,高度40mm,壁厚5mm, 臺(tái)肩高度5mm。結(jié)構(gòu)如圖3-10所示，材料選用碳素工具鋼T8A,淬火處理HRC45~48，表面粗糙度Ra0.8。 3.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。 注射過程中，澆注系統(tǒng)和模腔內(nèi)的空氣以及塑料熔體分解放出的少量氣體和低分子揮發(fā)物必須及時(shí)排出

36、。常見的排氣方式有:①排氣槽排氣;②分型面排氣;③拼、鑲件縫隙排氣;④推板間隙排氣;⑤粉末燒結(jié)合金塊排氣;⑥強(qiáng)制排氣。 由于塑件的尺寸適中，為薄殼型塑件，模具型腔空間較小，排氣量不大。另外模具的推桿較多，形成的排氣通道較多，所以可利用推桿與模板間的縫隙排氣。 3.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.9.1冷卻水道的形式 采用水冷的方式進(jìn)行冷卻，即在模具型腔周圍設(shè)冷卻水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需模溫。根據(jù)塑料制品的形狀及其所需冷卻溫度的要求，結(jié)合冷卻裝置的設(shè)計(jì)要求，對(duì)冷卻水道的布局進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，由于材料收縮率較大，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻水道，可抑制收縮，防止變形，塑件屬薄壁塑

37、件，水道開設(shè)在型腔上，可采用豎向排列。由于塑件屬于淺型腔件，這里選用型腔冷卻水路，能較 好地對(duì)制件進(jìn)行冷卻。 3.9.2冷卻計(jì)算 （1）結(jié)晶型塑料最大中心層溫度達(dá)到固熔點(diǎn)時(shí)所需的冷卻時(shí)間： 查表2-4得ABS的冷卻時(shí)間在15~40s之間。這里取30s。 （2）冷卻水量及冷卻水道計(jì)算 假設(shè)由熔融塑料放出的熱量全部傳給模具，其熱量為： 冷卻時(shí)所需的冷卻水量： 　　　　　　　 根據(jù)冷卻水處干湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模具冷卻水管道直徑d 3.9.3 冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計(jì) 公式為： 　

38、 在模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水管孔數(shù)： 第四章 模架的選擇及模具工作原理 4.1 模架的設(shè)計(jì) (1) 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào) 圖4-1 模架及尺寸圖 中小型模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有四種基本型的結(jié)構(gòu)。因?yàn)椴捎谜w式型腔和組合式型芯，所以選用A2型標(biāo)準(zhǔn)模架，如右圖所示。 （2）模架尺寸 模具的長(zhǎng)度為座板的長(zhǎng)度，在動(dòng)模板長(zhǎng)度的上兩側(cè)各加上壓板空間尺寸20mm。即：300+40=340mm，模具寬度與動(dòng)模板一致（200mm）。 高度要求與注射機(jī)要求的最大、最小模具厚度適應(yīng)，XS

39、-ZY-125注塑機(jī)要求：最大模具厚度300mm ，最小模具厚度200mm，模具厚度確定為 H=220mm。如圖4-1所示。 （3）動(dòng)模板設(shè)計(jì) ①動(dòng)模板設(shè)計(jì)尺寸為：300 200 30 mm.材料為A3鋼。 ②動(dòng)模墊板設(shè)計(jì)尺寸為：300 20030mm.材料為A3鋼。 ③動(dòng)模墊塊尺寸為：200 30 70 mm.材料為A3鋼。 ④動(dòng)模座板尺寸為：340 200 25 mm.材料為A3鋼。 （4）定模板設(shè)計(jì) ①定模板的設(shè)計(jì)尺寸為：300 200 40 mm.材料為碳素工具鋼淬火處理中溫回火HRC45-50。 ②定模座板設(shè)計(jì)尺寸為：340 200 25

40、mm.材料為A3鋼。 （5）選擇動(dòng)模部分和定模部分的緊固螺釘 定模部分的緊固螺釘選用M1240的內(nèi)六角螺釘，共8個(gè)。動(dòng)模部分的緊固螺釘選用M12130的內(nèi)六角螺釘，共6個(gè)；另外M1240的內(nèi)六角螺釘2個(gè) 。 （6）選擇動(dòng)模部分和定模部分的定位銷 動(dòng)、定模部分都是有兩塊以上模板組成，安裝時(shí)，為了保證模板間的位置正確，應(yīng)使用定位銷定位。選用直徑為10mm的圓柱銷。 定模部分：圓柱銷1040 動(dòng)模部分：圓設(shè)計(jì)結(jié)柱銷10140 （7）注射模的參數(shù) ① 模具外形尺寸(長(zhǎng)寬厚）： 340200220mm ②定位圈尺寸：100mm ③模具開模距離：60 ＋ 220 ＋ 10 ＝

41、 110mm ④塑件推出距離：20 +5 =25mm ⑤成型周期：64 +26 = 72 秒 ⑥模具固定壓板螺釘：M1625mm 4.2 模具總裝圖及工作原理 模具總裝配圖如圖4-2所示： 4-2模具裝配總圖 1.定模座板 2.定模板固定螺栓 3.定模板 4.動(dòng)模板 5.型芯 6. 定位圈固定螺栓 7.澆口套 8.定位圈 9.導(dǎo)柱 10.導(dǎo)套 11.定模墊板 12.動(dòng)模墊塊 13.動(dòng)模座板 14.支撐釘

42、 15.復(fù)位桿 16.推板固定板 17.推板 18.拉料桿 19.推桿 20.推板導(dǎo)套 21.推板導(dǎo)柱 22.動(dòng)模板固定螺栓 模具分模主視圖： 圖4-3模具分模主視圖 模具工作原理： 該注塑模具采用側(cè)澆口單分型面模具，開模時(shí)動(dòng)、定模合模，注射過程開始，熔融塑料注入密閉型腔，經(jīng)過注射、保壓、冷卻后，開模時(shí)，定模板與定模座板之間首先分型，與此同時(shí)，主流道凝料被拉料桿拉出澆口套，而分流道端部的小斜柱卡住分流道凝料而迫使點(diǎn)澆口拉斷并帶出定模，當(dāng)定距拉桿去限位作用時(shí)，主分型面

43、分型，塑件被帶往動(dòng)模，而澆注系統(tǒng)凝料脫離拉料桿而自動(dòng)脫落。 第五章 注射機(jī)選擇及校核 （1）注射機(jī)的選擇 粗略計(jì)算每個(gè)塑件體積為21.81cm3。根據(jù)塑件的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸及成型要求，以及注射機(jī)的各參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的成型設(shè)備，現(xiàn)選用臥式注射機(jī)XS-ZY-125。 臥式注射機(jī)XS-ZY-125型注射機(jī)的主要參數(shù)如下表： 表5-1 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容量/ 鎖模力/ 螺桿直徑/ 拉桿內(nèi)間距/ 注射壓力/ 開模行程/ 注射時(shí)間/ 最大模厚/ 塑化能力/() 最小模厚/ 螺桿轉(zhuǎn)速

44、/() 定位圈尺寸/ 噴嘴球半徑/ 噴嘴口直徑/ 注射方式 螺桿式 注射行程/ 注射機(jī)的頂出方式：機(jī)械式頂桿頂出；兩根頂桿設(shè)在兩側(cè)，頂桿直徑Φ22。 模板面上螺紋孔M16 X 25共36個(gè)。 （2）注射機(jī)的參數(shù)校核 1）最大注射量的校核 注射機(jī)的額定注射量為125cm3。 塑件體積：21.81cm3，每次成型2個(gè)塑件。 假設(shè)澆道凝料為20cm3。 實(shí)際注射量＝21.812 + 20 = 63.62cm3 < 125 80% =100cm3 最大注射量滿足要求。 2)注射壓力的校核 ABS塑

45、料的注射壓力為70~90MPa, 取72MPa; SX-ZY-125注射機(jī)的注射壓力為 120 MPa 注射機(jī)的注射壓力滿足要求。 3)鎖模力的校核 注射機(jī)的鎖模力為 900KN； ABS塑料的注射壓力為70~90MPa, 取72MPa; 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為54.48cm2; 澆道凝料為15cm2; 注射時(shí)模具的膨脹力＝ (54.48 X2+ 15) X72= 892.5 KN < 900 KN 鎖模力滿足要求。 4)最大注射成型面積的校核 SX-ZY-125注射機(jī)的最大注射成型面積為 320cm2

46、； 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為54.48cm2; 澆道凝料為20cm2; 注射時(shí)模具的成型面積＝ (54.48 X 2 + 20) = 128.96 cm2 < 320 cm2 各參數(shù)校核均合格，所以本模具所選注射機(jī)完全滿足使用要求。在此注塑機(jī)上可以完成制品的制作。 第六章 總結(jié)與展望 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是“塑料肥皂盒注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì)”，通過閱讀有關(guān)方面的書籍，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)的全過程有了一定的了解，經(jīng)過每一步的設(shè)計(jì)，更讓我不斷加深對(duì)模具的工作原理及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也在此過程中發(fā)現(xiàn)自己存在的知識(shí)缺

47、陷。 通過本次設(shè)計(jì)，任何簡(jiǎn)單的塑件的注射成型都需要在設(shè)計(jì)之前都要明白其工藝性。為提高工作效率，可以設(shè)計(jì)成一模多腔，但是這樣會(huì)造成分流道凝料過多，影響產(chǎn)品精度，浪費(fèi)原材料。所以在一模多腔時(shí)，要合理設(shè)計(jì)流道和型腔配置，以免出現(xiàn)澆不足，和塑件中出現(xiàn)氣泡影響質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)采用一種限制性側(cè)澆口，加工和去除澆口方便，提高了模具精度，使塑件表面更完美。 當(dāng)然，由于時(shí)間的倉(cāng)促和本人的想象空間有限，在肥皂盒外形和功能設(shè)計(jì)上還有待進(jìn)步，因?yàn)殡S著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有的家庭可能有多塊肥皂，洗衣服用的和洗澡用的分開，能不能把肥皂盒設(shè)計(jì)成兩層或三層使用，增加肥皂盒的功能，未來(lái)的肥皂盒一定是多功能的。

48、 參考文獻(xiàn) [1] 李學(xué)鋒. 塑料模設(shè)計(jì)及制造.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [2] 洪慎章. 實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. [3] 福井雅彥等. 精密塑料模具與成型技術(shù).北京: 模具技術(shù)協(xié)會(huì).2006 [4] 鄒繼強(qiáng). 塑料制品及其成型模具設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2005. [5] 李學(xué)鋒. 塑料模具設(shè)計(jì)及制造.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [6] 王孝培．塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [7] 陳萬(wàn)林. 塑料注射模工程教學(xué).北京：希

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50、 西安交通大學(xué)出版社，1993. [16] 耿考正. 塑料成型機(jī)械.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1982. [17] 中國(guó)塑料機(jī)械信息網(wǎng)WWW.SLJX.CN. [18] 模具技術(shù)論壇： [19] Chemov N. Machine Tools[M]. Mir Publishers. 1984. [20] Edwards Jr KS, McKee RB. Fundamentals of Mechanical Component Design[M]. McGrawHill. 1991. 致 謝 在論文完成

51、之際，我首先感謝我的論文指導(dǎo)老師李鐵林老師，畢業(yè)論文能夠順利完成,與李老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求分不開,不管從設(shè)計(jì)的立題,設(shè)計(jì)和撰寫都給予了精心的指導(dǎo),傾注了大量的心血, 李老師做事的認(rèn)真與負(fù)責(zé)，對(duì)我的學(xué)習(xí)和以后工作都將產(chǎn)生極大地促進(jìn)作用。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，我特向李老師表示深深的敬意和感謝！ 大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的家人對(duì)我大學(xué)兩年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校湖南理工學(xué)院給了我在大學(xué)四年深造的機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝所有相關(guān)專業(yè)課的老師和同學(xué)們兩年來(lái)的關(guān)心和鼓勵(lì)。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動(dòng)，所有這些都讓我的四年充滿了感動(dòng)。 再次對(duì)所有關(guān)心我、幫助我、支持我順利完成學(xué)業(yè)的老師,朋友及家人們表示衷心的感謝! 老師，您辛苦了!