模具課程設(shè)計—香皂盒課程

1、模具設(shè)計課程設(shè)計課程名稱：模具設(shè)計課程設(shè)計姓名：黃勇兵 弓長勇指導(dǎo)教師：田鵬飛學(xué)院：機電學(xué)院專業(yè)班級：06級工業(yè)設(shè)計日期：2 0 0 9/1 2/2 1目錄摘要 21前言 32塑件的工藝分析 42.1塑件原材料分析 42.2初選注塑成型機的型號和規(guī)格 53模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 63.1確定型腔布置及數(shù)目 63.2分型面的選擇 63.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計 7澆口設(shè)計 73.3.2. 澆道 .83.3.3. 冷料穴及拉料 93.3.4. 進料口及位置的確定 103.3.5. 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 113.3.6. 冷卻裝置的設(shè)計 11脫模機構(gòu)的設(shè)計 12選用標(biāo)準(zhǔn)模架 124模具成型零件的設(shè)計與計算 134.1凸模、

2、凹模、型芯設(shè)計與計算 134.2型腔側(cè)壁厚度和底板的計算 155合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 176. 校核計算 197. 凹凸模材料的確定 218. 設(shè)計小結(jié) 22塑料香皂盒注塑模設(shè)計PP材料,副注塑摘要：本課題主要是針對塑料香皂盒的注塑模具設(shè)計 , 該塑料香皂盒材料為無毒 是日常生活中常見的一種塑件產(chǎn)品。通過對塑件進行工藝的分析和比較 , 最終設(shè)計出 模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié) 構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計，同時并簡單 的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。 根據(jù)題

3、目設(shè)計的主要任務(wù)是香皂盒注塑模具的設(shè)計，也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)塑件產(chǎn) 品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對塑件的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點澆口的雙分型面注射模具。關(guān)鍵詞 : 注塑模，塑料香皂盒丄、八 1.前 言在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進程中，模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識。模具工業(yè)作為進 入富裕社會的原動力之一，正推動著整個工業(yè)技術(shù)向前邁進！模具就是“高效益”，模具就 是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確 定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80。由此可知，推動模具技術(shù)的進步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計技術(shù)與制造水平，常標(biāo)志一個國家工業(yè)化發(fā)展

4、的程度。 由此可知，塑料模具設(shè)計，對于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密 模具在模具產(chǎn)量中所占比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)， 塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型 腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。通過本次設(shè)計任務(wù)的全過程，有利于培養(yǎng)實踐工作能力。另外，本次設(shè)計還必須具備一 定的計算機應(yīng)用的能力，在設(shè)計過程中都應(yīng)結(jié)合設(shè)計課題利用計算機編制相應(yīng)的工程計算、 分析和優(yōu)化的程序，同時還具備必要的計算機繪圖能力，如利用 AutoCAD 2004 軟件進行二

5、維圖的繪制。本次課程設(shè)計的主要任務(wù)是塑料香皂盒注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一副注塑 模具來生產(chǎn)塑料盒塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)計， 使我對點澆口雙分型面模具的設(shè)計有了較深的認(rèn)識。同時，在設(shè)計過程中，通過查閱大量資 料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注 系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識，拓寬了視野，豐 富了知識，為將來獨立完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗。2塑件的工藝分析2.1塑件原材料分析(1) 本塑件及塑料香皂盒為日常生活中所常見的塑料制品，主要用于盛裝香皂。根據(jù)其使用的特殊性，綜合分析

6、各種塑料的性能，聚丙烯(pp)為最佳材料。聚丙烯密度低，無色，無味，無毒，透明度較聚乙烯高，透氣性低。此外，聚丙烯的屈服強度、彈性、硬度及抗拉、抗壓強度等都高于聚乙烯，其拉伸強度甚至高于聚苯乙烯和ABS聚丙烯吸水率低，絕緣性能好，能耐弱酸、弱堿。聚丙烯在100OC以上的溫度下進行消毒滅菌，熔點為164170oC,其最高使用溫度達150oC,最低使用溫度達-15 oG聚丙烯在氧、熱、 光的作用下極易降解老化，所以必須加入防老化劑。定向拉伸后的聚丙烯可制作鉸鏈，抗彎 曲疲勞強度特別高。聚丙烯成型加工時收縮率較大，易導(dǎo)致成型加工出來的制件出現(xiàn)變形、 縮孔等缺陷(網(wǎng)上查詢得到)。(2) .其吸水量為0

7、.05%(3) .熱變形溫度5657( 1.82MPA), 102115( 0.45MPA)成型時模腔表壁溫度 2060。注射溫度250270。注射料筒溫度后段 150210,中段170230，前段240250(P52 頁)(4) 結(jié)構(gòu)工藝性零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于最小壁厚2MM(5) 塑件的外形尺寸，體積及重量單個塑件體積約為 21638.7 mm3，最大質(zhì)量為19.7g，其外形尺寸如圖1.2圖1塑件俯視圖o o o o O o O o o OO O O o o o o O c o o o C c c o c C.圖2產(chǎn)品設(shè)計圖2.2初選注塑成型機的型號和規(guī)格從實際注塑量應(yīng)在額定注塑

8、量的20%-80%間考慮，初步選定用XS-Z-60 （臥式）型注塑機。SZ-60/40 （臥式）型注塑機的主要技術(shù)規(guī)格如下表：表3-1注塑機的主要參數(shù)理論注射容積（cm3）60螺桿直徑（mm）30注射壓力（MPa）180注射速率（g/s）70塑化能力（g/s）35螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）0 200鎖模力（kN）400拉桿有較距離（mm）220X300移模行程（mm）250模具最大厚度（mm）250模具最小厚度（mm）150鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑（mm）C 80噴嘴球半徑（mm）SR10噴嘴口孔徑（mm）C 3模板尺寸（mm）200X3153 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 確定型腔布置及數(shù)目 確定型腔

9、的方法有：根據(jù)鎖模力確定；根據(jù)最大注射量確定；根據(jù)塑件精度確定和經(jīng)濟 性確定等。根據(jù)設(shè)計說明書的設(shè)計要求、塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點及尺寸精度要求，本制品采用 一模一腔。3.2 分型面的選擇 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、 澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、 操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較 為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：（1）保證塑料制品能夠脫模 這是一個首要原則，因為我們設(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個原則，

10、分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個平面上，而且此平面 與開模方向垂直。分型的整個廓形應(yīng)呈縮小趨勢，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫 模。（2）使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響： 目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時間越長，影響模具生產(chǎn) 周期，同時增加生產(chǎn)成本。 模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動、定模越厚。一方面加工比較困難； 另一方面各種注射機對模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大。2。若 型腔深度越深，在相同起模斜度時，同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大，如圖 要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，

11、而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時應(yīng) 盡可能使型腔深度最淺。（3）使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會留有一圈毛邊，我們 稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故 分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上，如圖 3（ 4）盡量避免側(cè)向抽芯 塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因為側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影 響塑件尺寸、配合的精度，且耗時耗財，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使 用.（5）使分型面容易加工 分型面精度是整個模具精度的重要部分，力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差 范圍內(nèi)。因此

12、，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型 面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。（6）使側(cè)向抽芯盡量短抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差； 另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度。(7) 有利于排氣對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型 面時應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時熔融塑料最后到達的位置，而且不把型 腔封閉綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要 求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。當(dāng)選定一個分型面方案后，可能會存

13、在某些缺點，再針對存在 的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。對于本塑件，A-A面為最佳第一分型面。圖3分型面設(shè)計圖3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)的作用是將熔融狀態(tài)的塑料填充到模具型腔內(nèi)，并在填充及凝固過程中將注射 的壓力傳遞到塑件的各部位，澆注系統(tǒng)一般由澆口、澆道、進料口及冷料穴四部分組成。澆口設(shè)計澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點 澆口、潛伏式澆口、護耳澆口、直澆口等。模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格， 初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì) 量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量

14、的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還 影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通 常要考慮以下幾項原則：(1 )盡量縮短流動距離。 (2 )澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。(3 )必須盡量減少熔接痕。(4 )應(yīng)有利于型腔中氣體排出。(5 )考慮分子定向影響。(6 )避免產(chǎn)生噴射和蠕動。(7 )澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。(8 )注意對外觀質(zhì)量的影響根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，聯(lián)系產(chǎn)品實際使用要求，本產(chǎn)品選用點澆口較為合 適。具體形式見圖 4。圖4澆口形式其中 a1 = 100， a=5， d=2mm,l=1mm L=40 mm。澆道澆道是融料從澆口注入型腔前的過濾部位，其作用是通過流道截面及方向變化使融料平 穩(wěn)轉(zhuǎn)換流向，注入型腔澆道的形狀尺寸應(yīng)滿足在相等截面積時其周長為最小的要求，從而可 減小融料散熱面積和摩擦阻力。為了便于加工、減小熱量損失和流動阻力，本模具澆道選為 梯形，如圖5，設(shè)在動模一側(cè)。取 L=17mm H=12mm R=5mm圖5.澆道示意圖常用塑料注塑件分流道截面尺寸推薦范圍（單位：mm表3-2塑料名稱分流道斷面直徑塑料名稱分流道斷面直徑ABS AS4.8-9.5聚苯乙烯3.5-10聚乙烯1.6-9.5軟聚氯乙烯3.5-10尼龍類1.6-9.5硬聚氯乙烯6.5-16聚甲醛3.5-10聚氨酯6.5-8.0丙烯酸塑料8-10熱塑性