肥皂盒塑件注射模設(shè)計

1、$肥皂盒塑件注射模設(shè)計 機自113 金輝$ 二、 塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計 一、 塑件工藝分析 三、 模架的選擇及模具工作原理 四、 注射機選擇及校核目 錄CONTENTS$第一章 塑件工藝分析1.1 塑件尺寸結(jié)構(gòu)分析（1）零件名稱：肥皂盒（2）設(shè)計要求： 生產(chǎn)批量：大批量 材料：ABS 未注公差取MT5級精度如圖所示，肥皂盒是家庭的一個日常用品，生活較為常見，它的材料采用ABS，年需求量4000件，計劃生產(chǎn)3年。要求它有一定的美觀性，結(jié)構(gòu)合理，尺寸適中，現(xiàn)要求設(shè)計它的注塑模具工藝。圖1肥皂盒三維圖$ 高級肥皂盒二維尺寸圖標注如圖所示圖2肥皂盒尺寸圖$1.2 塑件原材料分析 1）ABS塑料的材料特性

2、 ABS是一種新型工程塑料。具有綜合的優(yōu)良性能(堅固、堅韌、堅硬)，價格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。 ABS是微黃色或白色不透明粒料，無毒、無味。 ABS由三種成分組成，具有良好的綜合力學性能。在機械性能方面，ABS具有質(zhì)硬、堅韌、剛性好。有一定化學穩(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。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所示：塑料品種成形特點使用 溫度模具設(shè)計注意事項性能特點主要用途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2,收縮率取0.5%綜合機械性能好，但耐熱性能較差，吸水

3、性較大，化學穩(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)如表所示：試模時，可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整。參數(shù)取值范圍選取數(shù)值密度1.021.05g/cm21.03g/cm2收縮率0.3%0.8%0.50%溫度噴嘴180190180料筒210230220模具507060壓力注射709080保壓507060時間注射353保壓153020冷卻154030總計407048$1.3 初步擬定模具成型方案塑件的結(jié)構(gòu)較簡單，考慮到經(jīng)濟效益，所以模具采用一模兩腔的形式。對于設(shè)計盒蓋注塑模具，有以三個成型方案可供選擇：(1) 模具總體的設(shè)

4、計方案方案一：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，采用點澆口，澆口設(shè)底部中心處，用推桿脫模機構(gòu)脫模。方案三：采用一模兩腔，分型面設(shè)在塑件中心平面處，采用側(cè)澆口，澆口設(shè)塑件分型面處，用推桿脫模機構(gòu)脫模。$ 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的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，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。$ 第二章 塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1型腔

5、數(shù)目和分布在此部分，確定型腔數(shù)目時要考慮的因素： （1）滿足注射機的最大注射量 （2）鎖（合）模力 （3）塑件精度 （4）經(jīng)濟性型腔數(shù)目的確定： 由于塑件的形狀簡單，重量較輕，且生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔模具。綜合分析本設(shè)計采用一模二腔、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。$2.2 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，本實例中塑件的分型面選取如圖所示。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。圖圖3-1 3-1 分型面選取分型面選取圖3 分型面選取$2.3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，

6、其公差按規(guī)定為負值“-”； 凹模的名義尺寸LM是最小尺寸，其公差按規(guī)定為正值“+Z”現(xiàn)由公式可得： 式中，“”前的系數(shù)（此處為0.5）可隨制品的精度和尺寸變化，一般在0.50.75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。ZSLLSM05 . 0)1 (ZSLLSM05 . 0)1 ($2.3.1凹模尺寸計算 (1)凹模的徑向尺寸 Lm ABS塑件的精度一般為4級，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/30.24mm；取x=0.75， ABS塑料的收縮率在0.30.8%，取0.5% 。1000.2400.240(1)(10.5%)1000.750.

7、7299.96zzMsLS Lx$ 凹模徑向尺寸 mm 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z=/30.27mm；取x=0.75。 塑件徑向尺寸 mm072. 0-100082. 0-102082. 0-102082. 0-1022000.2700.270(1)(10.5%) 1020.75 0.82101.895zzMsLS Lx $（2）凹模的深度 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z=/30.13mm；取x=0.5000.1300.130(1)(10.5%) 150.50.3814

8、.89zzMsHS Hx $2.3.2型芯尺寸計算 （1）型芯的徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/30.24mm；取x=0.75。 ABS的收縮率為0.30.8%，取0.5% 。 型芯徑向尺寸 mm0000 .2 400 .2 4(1)(10 .5 % )9 50 .7 50 .7 29 6 .0 2zzMslSlx072. 095$ （2）型芯的高度 模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/30.08mm；取 x=0.5。 ABS塑料的收縮率為0.30.8%，取平均收縮率為0.5% 。 型芯高度 mm0000 .0 800 .0 8(1)(10 .

9、5 % )1 40 .50 .2 41 4 .1 9zzMshShx024. 0-14$2.4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。 型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯,如下圖所示：圖4 組合式型芯$2.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計 根據(jù)肥皂盒塑件的特征，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。 2.5.1主流道設(shè)計 主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴密接觸以避免高壓塑料的溢出。查模具課程設(shè)計指導表5-48得XS-ZY-12

10、5型注射機噴嘴前端孔徑 = mm；噴嘴前端球面半徑0d0d4mmR120$ 模具澆口套主流道的球面半徑與注射機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，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)計成圓錐形，其錐角 ，取 。 mmRR)21 (0mmdd5 . 00mmd514) 15 . 0(口直徑注射機噴嘴mmRs14212)21 (注射機噴嘴球面半徑62 3$2.5.2 分流道設(shè)計 （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

11、和傳熱損失，提高效率，我們這里就選用圓形分流道，如圖六。因為圓形截面 分流道的效率是分流道中效率最高的，固選它。 (2) 分流道尺寸 分流道長度。 截面尺寸圖5 圓形流道$ 對于壁厚小于，質(zhì)量在以下的塑件，可采用下面經(jīng)驗公式來確定截面尺寸，即: 取mmLmR899. 2102402654. 02654. 04mmR3$ （3）凝料體積 分流道長度: ； 分流道截面積: ； 凝料體積: ；10mmL 22226.28314. 3mmRA3385. 063026.2830cmmmq分$ (4) 分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗公式 在之間，剪切速率校核合格。 式中 注射時間，取 ； 截面面積( )；

12、截面周長( ) ； ,133100 . 2)/(3 . 3sRqn33 .108 . 1/146. 52/cmtvqcmcARn1755. 0/232ts8 . 1A228. 0cmccm9 . 1$2.5.3澆口設(shè)計 本模具采用改進型側(cè)澆口進行注射成型。側(cè)澆口具有形狀簡單，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。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)時間，以達到良好的充模狀態(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與塑件分離、在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

13、圖所示。圖6 限制性側(cè)澆口示意圖$2.5.4冷料穴設(shè)計 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成接縫；此外，在開模時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面的動模板上，直徑稍大于主澆道直徑，便于冷料的進入。，其結(jié)構(gòu)如圖1定位圈 2冷料穴 3 推 桿 4動模板 圖7 冷料穴$2.5.5拉料桿的設(shè)計 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成接縫；此外，在開模時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

14、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HRC4045，表面粗糙度Ra1.6。與動模板的配合H8/f8，外徑尺寸取8mm。圖8 拉料桿$2.5.6定位圈的設(shè)計 XSZY125注射機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。圖9 定位圈$2.6推出機構(gòu)設(shè)計由于塑件形狀簡單，所以采用普通推出機構(gòu)中的推桿推出方式。每個制件用四根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡單，推出可靠。 組成注射模的推

15、桿推出機構(gòu)的零件有：推桿、復(fù)位桿、推板導柱、推板導套、推板、推桿固定板、固定螺釘、支承釘。（1）推桿 推桿的直徑選6mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長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10 推桿$ 2）復(fù)位桿 復(fù)位桿的直徑選8mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長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號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與動模板的配合為間隙配合H8/f8。圖11 推板導套$（4）推

16、板導套材料選用碳素工具鋼T8A淬火處理HRC4548。尺寸結(jié)構(gòu)如圖3-9所示（5）推板導柱 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、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、寬、厚與推板相同，分別為230、180、15mm，采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3。（8）固定螺釘 選用M6內(nèi)六角螺釘，長度為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號鋼，調(diào)質(zhì)處理HB270-290。圖12 推板導柱$2.7合模導向機構(gòu)

17、設(shè)計 為了保證注射模準確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導向機構(gòu)。導向機構(gòu)的作用是導向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。 （1）導柱的設(shè)計 選用階梯型導柱，導向部分直徑25mm,高度35mm,倒角高度5mm。為減小導柱導套的磨擦，在導柱上開設(shè)油槽。材料選用碳素工具鋼T8A,淬火處理HRC4548。表面粗糙度Ra0.8。$ （2）導套的設(shè)計 選用臺肩型導套，導向部分直徑25mm,高度40mm,壁厚5mm, 臺肩高度5mm。結(jié)構(gòu)如圖所示，材料選用碳素工具鋼T8A,淬火處理HRC4548，表面粗糙度Ra0.8。圖13 導套$2.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣

18、，除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會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)物必須及時排出。常見的排氣方式有:排氣槽排氣;分型面排氣;拼、鑲件縫隙排氣;推板間隙排氣;粉末燒結(jié)合金塊排氣;強制排氣。 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。$2.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 2.9.1冷卻水道的形式 采用水冷的方式進行冷卻，即在模

19、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)計要求，對冷卻水道的布局進行合理的設(shè)計，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 好地對制件進行冷卻。$ 2.9.2冷卻計算 （1）結(jié)晶型塑料最大中心層溫度達到固熔點時所需的冷卻時間： 查表2-4得ABS的冷卻時間在1540s之間。這里取30s。 （2）冷卻水量及冷卻水道計算 假設(shè)由熔融塑料放出的熱量全部傳給模具，其熱量為：$ 冷卻時所需的冷卻水量

20、：hJTTcmnQ/1041. 1105018019266 .1873063211iTTCPQM011kgM630278042211014161$ 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dmmmmMd8100 . 10 . 26301041043313$ 2.9.3 冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計 公式為： cmJdfR22 . 08 . 032 . 08 . 0/8 .242414182100 . 198. 741874187?TRMA16210085. 2208 .24217411001. 1A$ 在模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水管孔數(shù)： 45 . 010810085

21、. 236ldAn$第三章 模架的選擇及模具工作原理 3.1 模架的設(shè)計 (1) 選擇標準模架型號 中小型模架國家標準有四種基本型的結(jié)構(gòu)。因為采用整體式型腔和組合式型芯，所以選用A2型標準模架，如右圖所示。圖14 模架及尺寸圖$ 2）模架尺寸 模具的長度為座板的長度，在動模板長度的上兩側(cè)各加上壓板空間尺寸20mm。即：300+40=340mm，模具寬度與動模板一致（200mm）。 高度要求與注射機要求的最大、最小模具厚度適應(yīng)，XS-ZY-125注塑機要求：最大模具厚度300mm ，最小模具厚度200mm，模具厚度確定為 H=220mm。$3）動模板設(shè)計動模板設(shè)計尺寸為：300 200 30 m

22、m.材料為A3鋼。動模墊板設(shè)計尺寸為：300 20030mm.材料為A3鋼。 動模墊塊尺寸為：200 30 70 mm.材料為A3鋼。動模座板尺寸為：340 200 25 mm.材料為A3鋼。（4）定模板設(shè)計定模板的設(shè)計尺寸為：300 200 40 mm.材料為碳素工具鋼淬火處理中溫回火HRC45-50。定模座板設(shè)計尺寸為：340 200 25 mm.材料為A3鋼。$（5）選擇動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。動模部分的緊固螺釘選用M12130的內(nèi)六角螺釘，共6個；另外M1240的內(nèi)六角螺釘2個 。（6）選擇動模部分和定模部分的定位銷動、定模部分

23、都是有兩塊以上模板組成，安裝時，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動模部分：圓設(shè)計結(jié)柱銷10140$（7）注射模的參數(shù) 模具外形尺寸(長寬厚）： 340200220mm 定位圈尺寸：100mm 模具開模距離：60 220 10 110mm 塑件推出距離：20 +5 =25mm 成型周期：64 +26 = 72 秒 模具固定壓板螺釘：M1625mm$ 3.2 模具總裝圖及工作原理圖15 模具裝配總圖$1.定模座板 2.定模板固定螺栓 3.定模板 4.動模板 5.型芯 6. 定位圈固定螺栓 7.澆口套 8.定位圈 9.導柱 10.導套 11.定模墊板 12.動模墊塊 13.動模座板 14.支撐釘 15.復(fù)位桿 16.推板固定板 17.推板 18.拉料桿 19.推桿 20.推板導套21.推板導柱 22.動模板固定螺栓 $ 模具分模主視圖： 圖16 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，開模時動、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，定模板與定模座板之間首先分型，與此同時，主流道凝料被拉料