肥皂盒模具畢業(yè)設(shè)計

左無空士罟繼續(xù)教育學(xué)院自考畢業(yè)設(shè)計（論文）專業(yè)名稱 模具設(shè)計與制造學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2014年3月20日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書一、 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：肥皂盒模具設(shè)計二、 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：本課題主要任務(wù)就是設(shè)計塑料肥皂盒零件的注塑模具設(shè)計，繪制出模具裝配圖和大部分零件圖，熟悉注塑設(shè)計步驟，了解模具的結(jié)構(gòu)特點。二、主要參考資料：[1]冷沖模設(shè)計及制造，中國機械工業(yè)教育協(xié)會，機械工業(yè)出版社[2]《精通PRO/E中文野火版模具設(shè)計篇》/李軍主編?！獓嗄瓿霭嫔?-北京：中 專業(yè) 學(xué)生姓名閆帥指導(dǎo)教師 目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、摘要 4（一） 前言 4（二） 模塑成型概述 4\o"CurrentDocument"（三） 塑件材料的選擇 5\o"CurrentDocument"（四） 塑件結(jié)構(gòu)、尺寸及精度 6\o"CurrentDocument"（五） 注射機的選擇及校核 8（六） 成型總體方案 10\o"CurrentDocument"（七） 成型部份設(shè)計 12\o"CurrentDocument"結(jié)論 16\o"CurrentDocument"致謝 16參考文獻 16肥皂盒模具設(shè)計、摘要本模具是“肥皂盒”的注射成型模具。它采用雙分型面分型，結(jié)構(gòu)緊湊；采用點澆口，且澆口可以自行脫落；頂出時，由頂桿頂出制品；模具定模上的水道以多支回路分別冷卻。畢業(yè)設(shè)計論文主要由兩部份組成：注射模具的工作原理及其結(jié)構(gòu)設(shè)計；模具各部份尺寸計算。（一）前言科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使各種產(chǎn)品的更新速度不斷加快特別是消費類電子產(chǎn)品。新產(chǎn)品更新速度之快更是難以想象。像手機除功外，漂亮的外觀更是吸引眾多消費者眼球的原因之一。更是追求時尚年青人所追求的目標。本次設(shè)計采用傳統(tǒng)計算+軟件設(shè)計相結(jié)的方法。設(shè)計開始采用傳統(tǒng)方法對有關(guān)參數(shù)進行計算同時結(jié)構(gòu)實際情況初步選擇注射機、模架。選出合適的澆口位置和分型面。利用CAD設(shè)計出型芯、型腔、道流及重要的模具零件。用PRO/E外掛軟件EMX調(diào)用模架、頂桿及螺釘?shù)攘慵S著生活水平的不斷提高，人們對消費品的要求也越來越高。肥皂盒是我們生活中不可缺少的一部分，它作為一種小商品，在市場上的需求空間非常大。因此人們對肥皂盒的要求也越來越高。它的質(zhì)量以及表面粗糙度是我們不容忽視的一個主要方面。我這次設(shè)計的肥皂盒模具采用一次成性，用推桿推出制件，從而保證肥皂盒的整體性。（二）模塑成型概述注塑成型的基本過程注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料筒當中，經(jīng)過加熱熔化，使之成為高粘度的流體一一熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體通過噴嘴經(jīng)較高的壓力（約為20—85mpa）,熔入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻，凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。三）塑件材料的選擇一般塑料的組成塑料是指以有機合成樹脂為主要組成的材料，合成樹脂中加入添加劑后可獲得改性品種。塑料的組成如下：（1）合成樹脂（2）填料或增強材料（3）固化劑（4）增塑劑（5）穩(wěn)定劑（6）潤滑劑（7）著色劑（8）阻燃劑肥皂盒材料的選擇塑料制件的設(shè)計主要根據(jù)使用要求進行，由于塑料有著特殊的物理性能，在設(shè)計塑件時必須考慮以下幾方面的因素：（1）塑料的物理性能，如強度，剛度，韌性，彈性，吸水性以及對應(yīng)力敏感性（2）塑料的成型工藝性，如流動性，填充性。（3）塑件形狀應(yīng)有利于充模流動，排氣，補縮等。（4）塑件成型后收縮情況及收縮率的大小。（5）模具的總體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出塑件的復(fù)雜程度。（6）模具零件的形狀及其制造工藝。該塑件材料選用PVC（聚氯乙烯）。PVC有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。聚氯乙烯的性能聚氯乙烯（PVC）是一種耐寒而不耐熱的材料。（1）聚氯乙烯的使用性能聚氯乙烯其主要特性如下：8、有較好的抗拉、抗彎抗壓和沖擊性能b、 質(zhì)輕c、 在低溫下仍保持其機械性能（2）聚氯乙烯的成型性能聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫。因此，在成型時，必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑，并嚴格控制溫度及熔料的滯留時間。不能用一般的柱塞式注射機成型成型機成型聚氯乙烯塑料，因為聚氯乙烯耐熱性和導(dǎo)熱性不好，而用柱塞式注射機需將料筒內(nèi)的物料溫度加到166?193°C，這會引起聚氯乙烯分解。所以，應(yīng)采用帶預(yù)塑化裝置的螺桿式注射機注射成型，模具澆注系統(tǒng)也應(yīng)粗短，進料口截面、宜大，模具應(yīng)有冷卻裝置。（3） 聚氯乙烯的主要技術(shù)指標密度：1.35?1.6g/cm3拉伸強度：40?60Mpa彎曲強度：80?110Mpa硬度：80?100HRB收縮率：0.001-0.005cm/cm斷裂伸長率：40?80%（4） 聚氯乙烯的成型工藝參數(shù)注射機類型：螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速：20?30r/min噴嘴形式：直通式噴嘴溫度：150?170C料筒溫度：170?190C前段165?180C中段160?170C后段模具溫度：30?60C注射壓力：80?130Mpa保壓力：40?60Mpa注射時間：2?5s保壓時間：15?40s冷卻時間：15?40s成型周期：40?90s（四）塑件結(jié)構(gòu)、尺寸及精度1.尺寸精度塑件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差。由于肥皂盒所需的精度不高，故只采用一般精度即可，聚氯乙烯一般采用6級精度。脫模斜度脫模斜度的大小與塑件的形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。一般取30’?1°。3.壁厚由于塑件為中型塑件，其壁厚為2mm。表面粗糙度該塑件的表面粗糙度為Ra0.02~1.28口m模腔的表面粗糙度為0.01?0.63口m模架的選擇

（五）注射機的選擇及校核粗略計算注塑的總體積為47.32cm3。根據(jù)塑件的實際結(jié)構(gòu)尺寸及成型要求，以及注射機的各參數(shù)，現(xiàn)選用XS-ZY-125的注射機可滿足注塑量和注射壓力的要求。其各項參數(shù)如下：結(jié)構(gòu)形式：臥式公稱注塑量：125cm2注射壓力：120Mpa注射行程：115mm鎖模力：900kN模板最大行程：300mm模具厚度：最大300mm、最小200mm模板尺寸：315X250mm鎖模方式：液壓一機械電動機功率：11kw拉桿空間：260X290mm噴嘴球徑：SR12mm噴嘴孔徑：①4最大注射量的校核設(shè)計模具時，應(yīng)使成型制品每次所需的注射總量小于注射機的最大注射量即：G<Gmax通常，要求注射成型時的總重量應(yīng)是注射機最大注射量的 80％以下，即：G<80%Gmax對于螺桿式注射機，其最大注射量是以螺桿一次注射的最大推進容積V表示它與塑料的品種無關(guān)，對于SZY-300查得最大注射量為:Vmax=210.4cm3根據(jù)公式8－3（6），可得：V<80%V件注式中°件一塑件與澆注系統(tǒng)的體積（cm3）緒一注射機的注射容量（cm3）0.8－最大注射量利用系數(shù)由計算可得，卩件=47.32cm3因為47.32V80%X125所以滿足要求。鎖模力的校核鎖模力是在成型時鎖緊模具的最大力，用于實現(xiàn)動定模的緊密閉合，保證塑料制品的尺寸，盡量減少分型面處的溢邊厚度和確保操作者的人身安全，成型時，高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的漲力應(yīng)小于鎖模力。KPAF>c—1000 8-5（6）查得F=3500KN由計算得：A=746.4cm2K取1.2由表8-2(6)查得型腔平均壓力PC=30MpaKPA1.2x30x103x746.4x10-4C =2687.04KN可得1000= 1000因為2687.04KNV3500KNKPAF> c—所以1000注射壓力的校核注射機的最大注射壓力為102MPa,大于成形制品所需的lOOMPa注射壓力。模具在注射機上的安裝尺寸模具的長、寬尺寸與注射機模板尺寸和拉桿間距相適應(yīng)，模具主澆道中心線與料筒，噴嘴的中心線相一致，模具上的定位環(huán)與模板上的定位孔之間采用動配合，噴嘴頭的凹球面半徑Rp噴嘴孔徑dn與主澆道襯套的孔徑dp之間保持如下關(guān)系：Rp=Rn(1+O.2) 8-6(6)dp=dn+O.5所以可得：Rp=12X(1+0.2) =14.4mmdp=5+O.5 =5.5其它尺寸校核模具厚度模具閉合厚度必須滿足：HminWHmWHmax由于200<280<300所以模具閉合厚度滿足要求(2)開模行程對雙分型面注射模的開模行程，為取出澆道冷料，開模行程必須增加定模板與型腔板的分離距離。即：L三H1+H2+(5~10)+aH1=13mmH2=30mma=26.21mm所以H1+H2+(5~10)+a=79.21mmL=280mm>79.21mm成型總體方案塑件性能分析制品外形較為簡單，為了使模具結(jié)構(gòu)簡單，將分型面開設(shè)在塑件外形輪廓最大的

地方，為不影響其外表，應(yīng)該選用澆口痕跡小的針點式澆口。注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計（1） 注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)的正確選擇是保證塑件外表美觀的重要因素，采用一個點澆口，澆口痕跡小，同時，澆口可自動拉斷，有利于自動化，點澆口必須設(shè)置在盒底起到美觀的作用在注射過程中，在點澆口處塑料剪切速率高，使塑料的溫度升高，塑料的熔接痕跡小。（2） 注射模型腔的設(shè)計 a—— a——■U1—1■—ILD9小CU（3）模具的型芯設(shè)計采用整體式的型芯，由于制品有內(nèi)側(cè)凸部份，在型芯上要開上3條槽。如圖:（4）模具脫模機構(gòu)設(shè)計由于制品比較簡單頂桿，所以能直接利用推桿將制件推出。模具動作過程開模時，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澆口拉斷并帶出定模，當定距拉桿去限位作用時，主分型面分型，塑件被帶往動模，而澆注系統(tǒng)凝料脫離拉料桿而自動脫落。入圖：冷卻系統(tǒng)設(shè)計模具溫度應(yīng)控制在50°c左右，故在定模和動模上要設(shè)置冷卻水道。（七）成型部份設(shè)計塑料制件在模具中的位置直接影響到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。型腔的數(shù)目及排列方式、分型面的位置確定等決定了塑料制件在模具中的成型位置。單型腔模具特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，周期短，塑件精度高，工藝參數(shù)易于控制，但塑料成型的生產(chǎn)率低，塑件成本高，適用于塑件較大，精度要求高或者小批量生產(chǎn)及試生產(chǎn)。模具型腔的數(shù)量是根據(jù)注射機的最大注射量，鎖模力以及產(chǎn)品的精度要求，生產(chǎn)經(jīng)濟性來確定的。型腔數(shù)的確定根據(jù)所用注射機的最大注射量確定型腔數(shù)：n= （k利G公一G廢）/G件n—型腔數(shù)k利一注射機公稱注射量的利用系數(shù)G廢一澆注系統(tǒng)及飛邊等的塑料質(zhì)量G件一一個型腔中塑料質(zhì)量n= （0.65X320—27）/394.7=2.45由于n<3，故取n=2如圖：分型面的設(shè)計分型面的設(shè)計原則：（1） 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處，才能使塑件從模具中順利地脫模（2） 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的脫模（3） 分型面的選擇要保證塑件的精度要求，光滑的表面不應(yīng)設(shè)計成分型面以避免影響外面質(zhì)量，要求同軸度的部份要放到分型面的同一側(cè)，以保證同軸度要求（4） 分型面作為主要排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計在熔融塑料的流動走未端，有利于型腔內(nèi)氣體排出（5） 應(yīng)使模具零件易于加工。考慮分型面的選擇原則，應(yīng)將分型面設(shè)在制品的外表面處較為合理，且利于模具加工。此圖為這個設(shè)計的分型面。先由A-A面分型，料把脫離澆口套。再由B-B分型面分離，制件脫離型腔。一般凹模機構(gòu)設(shè)計由于型腔的形狀簡單，采用整體式凹模。整體式凹模分類：（1）完全整體式凹模：它由整塊金屬材料直接加工而成。這種形式的凹模結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好，但塑件形狀復(fù)雜時，采用一般機械加工方法制造型腔比較困難。因此，它運用于形狀簡單的塑件。（2）整體嵌入式凹模：它將完全整體式凹模變成整體式凹模塊直接嵌入到固定板中，或先嵌入到?？颍？蛟偾度氲焦潭ò逯械男问?。一般凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計可分整體式凸模和組合式凸模雖然塑件的內(nèi)形比較簡單，故采用整體式凸模，可簡化加工工藝。這種凸模的特點是結(jié)構(gòu)牢固，但不便于加工，主要用于工藝試驗或小型模具上的形狀簡單的型芯。型腔壁厚計算常用的方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩類，型腔強度不足則發(fā)生強度破壞，剛度不足則發(fā)生過大的強性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，可見模具對強度和剛度都有要求。由于制品的尺寸較大，剛度不足是主要問題，故采用剛度計算，要考慮以下幾個方面：（1）要防止溢料；（2）應(yīng)保證塑件精度；（3）要利于脫模。壁厚計算：由表4-1-7（3）型腔底壁厚度的經(jīng)驗公式得t=（0.11~0.12）bn=0.12x100=12mm型腔側(cè)壁厚度的經(jīng)驗公式得t= 0.20xl+17c= 0.20x166+17=36.6mm

成型工作尺寸計算及脫模斜度的計算1）型腔內(nèi)形尺寸的計算LsLm29+0.48(Lm)0-0.16二[(1+0.01)X29+0.75X0.48]=29.650-0.160(Lm)0-0.25=[(1+0.01)X76+0.75X0.76]=77.33076+0.76-0.250(Lm)+0.250二[(1+0.01)X83+0.75X0.88]=84.49+0.250830(Lm)+0.250二[(1+0.01)X92+0.75X0.88]=93.58+0.250-0.88(Lm)0-0.18二[(1+0.01)X44+0.75X0.56]=45.10-0.18920(Lm)0-0.18二[(1+0.01)X50+0.75X0.56]=50.920-0.56-0.88(Lm)0-0.21二[(1+0.01)X60+0.75X0.64]=61.080-0.2144+0.56(Lm)+0.250=[(1+0.01)X100+0.75X0.88]=101.66+0.250050+0.56A(Lm)+0.250=[(1+0.01)X80+0.75X0.76]=R81.37+0.250060+0.64A01000-0.88R800-0.762）型芯外形尺寸LsLm166+1.360(Lm)0-0.45二[(1+0.01)X166+0.75X1.36=168.680320-0.52-0.4557+0.640(Lm)+0.170=[(1+0.01)X32+0.75X0.52]=32.17+0.171000-0.880R930-0.88(Lm)0-0.25=[(1+0.01)X57+0.75X0.64]=58.050R670-0.76-0.25(Lm)+0.250二[(1+0.01)X100+0.75X0.88]=101.66+0.250(Lm)+0.250二[(1+0.01)X93+0.75X0.88]=R94.59+0.250(Lm) +0.25 0二[(1+0.01) X67+0.75X0.76]=R68.24+0.2503）型芯高度尺寸LsLm13+0.360(Lm)0-0.12二[(1+0.01)X13+0.75X0.36=13.408+0.320-0.1260-0.28(Lm)0-0.1二[(1+0.01)X8+0.75X0.32]=8.320-0.191+0.880(Lm)+0.090=[(1+0.01)X6+0.75X0.28]=8.32+0.090(Lm)+0.30二[(1+0.01)X91+0.75X0.88=92.570-0.3成型表面要求由于塑件的表面要求不高所以成型表面的表面粗糙度可取Ra1.6~0.4成型材料及材性要求成型零件所用材料要求其有一定的拋光性能，強度、韌性和一定的硬度和耐磨性，耐熱性，耐腐蝕性，使用壽命等。綜合考慮，采用45鋼可滿足模具的要求。硬度為255HRC。結(jié)論這次的畢業(yè)設(shè)計課題是“肥皂盒注射模設(shè)計”，這次的設(shè)計過程，涉及因素眾多，工作量大。其間，通過閱讀有關(guān)方面的書籍，使我對模具設(shè)計的全過程有了一定的了解，經(jīng)過每一步的設(shè)計，更讓我不斷加深對模具的工作原理及其結(jié)構(gòu)設(shè)計的認識。同時對自己設(shè)計能力進行了一次全面的檢驗和提升。通過這次模具設(shè)計，我查閱了眾多的資料，豐富了自己的知識，積累了寶貴的設(shè)計經(jīng)