肥皂盒注射模具设计毕业课程设计.doc

《肥皂盒注射模具设计毕业课程设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《肥皂盒注射模具设计毕业课程设计.doc（17页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、毕业论文论文名称 肥皂盒注射模具设计 系 别 机械工程系 专 业 模具设计及制造 班 级 09级 姓 名 李怀鑫 学 号 指导老师 王训杰 完成日期 2012.3.20 指导教师评语建议成绩：优 良 中 及格 不及格 指导教师签字 年 月 日最终评定成绩：优 良 中 及格 不及格系主任签字 年 月 日一、 塑件的成型工艺性分析1.1如图1-1为肥皂盒的塑件图，单位mm塑料件制品的形状较为简单，多用材料为ABS1.2塑件材料特性 ABS塑件（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）是在苯乙烯分子中导入丙烯腈、丁二烯等异物单体后成为德改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。ABS塑

2、料是一种常见的具有良好反的综合力学性能的工程塑料。它具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。一般为无定形料，不透明，无毒，无味，成型塑件的表面有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬变脆。1.3工艺性能（ABS） a.塑料的可加工性塑料之所以可以加工，主要是它在一定的条件下（温度与压力）可以发生变形，塑料受热时有三种物理状态，即玻璃态，高弹态，和塑性加工态。 b.流动性在成型过程中，塑料熔体在一定的温度与压力作用下填充型腔的能力称之为塑料的流动性。塑料的流动性差时，在注射成型工程中就不易充满型腔而缺料。

3、相反，若熔体流动性太好，则成型时容易产生流延而在分型面，活动成型零件，推杆等造成飞边和毛刺。 c.收缩性 塑件从热模具中取出冷却到室温后，尺寸发生变化的特性称为收缩性，造成收缩成型的原因有热胀冷缩，因弹性恢复造成的收缩，结晶收缩和收缩。影响收缩率的变化的因素包括以下几点： 1. 塑件品种：不同的塑料或同一种塑料填充不同，其收缩率也是不同的。 2. 塑料特性：制品形状，大小，壁厚，有无镶嵌件等对收缩率的影响都是很大的。3. 模具结构：正确的浇口形式和浇口位置，较大的浇口截面尺寸其收缩率小，收缩均 匀。4. 成型工艺参数：成型时有预热成型温度不高，成型压力较小，保压时间较长的塑料 收缩率较小 5.

4、 收缩率的计算公式如下：S=(a-b)/b100%式中：S塑料成型收缩率（可查表） a模具在成型温度时的尺寸（mm） b塑料制品在常温下的尺寸（mm） d.热敏性及吸湿性 热敏性：某些塑料对温度较为敏感，在高温下受热时间长或浇口截面积小剪切作用大而摩擦生热时易发生变色、分解的倾向，如硬聚氯乙烯、聚偏乙烯和醋酸乙烯共聚物，聚甲醛聚三氟乙烯等。吸湿性：是指塑料对水分的亲属程度。吸湿性的大小取决于聚合物组成及分子机构。如ABS就对水有吸附能力，故属于吸湿倾向大的塑料。1.4塑件成型工艺参数查阅相关手册得到ABS塑料成型工艺参数：密度 1.031.07g/mm2收缩率 0.30.8预热温度 8085，

5、预热时间23料筒温度 后段150170，中段165180，前段180200。喷嘴温度 170180；注射压力 60100Mpa成型时间 注射时间2090S,保压时间20150S。 常用塑料公差等级的选用（GB/T 14486-1993）:ABS材料公差等级的选用原则；高精度MT2、一般精度MT3、未注公差尺寸MT5。二注塑机型号的确定1.1粗略的计算制品的体积和质量 V制品=37.296cm3 M制品=V制品=37.296cm31.03 g/mm2 =38.41 g一般情况下，浇注系统体积可根据主流道分流道尺寸大小用布置情况进行估算，这是浇注系统体积为V= 1.879cm3 浇注系统质量为M制

6、品=1.879g1.2注塑机的初步确定根据塑件制品以及注塑系统的体积和质量，且根据现有的注塑机型号和规格以及考虑制品的结构特征。初步选定注塑机的型号为xs-zy-125。其主要的参数如下 三型腔数目的确定以及型腔的排列型腔数目的确定应考虑的一下几个原则：1. 塑件的数量和交货周期2. 质量控制要求3. 成型的塑件制品与塑件的形状及尺寸4. 塑件的成本 型腔的布置方案常用的有两种：第一种为平衡式，第二种方案为非平衡式。平衡式是指从主流道到各个型腔的分流道其长度截面形状和尺寸均匀对应相等，这种设计可直接达到各个型腔均衡进料的目的，在加工时，应保证各对应的尺寸误差在1%以内；非平衡式是指由主流道到各

7、个型腔的分流道的长度可能不是全部对应相等，为了达到各个型腔均衡进料同时充满的目的就需要将浇口开成不同的尺寸，采用这类分流道，在多型腔时可缩短六道的总长度，但对于要求精度和性能较高的塑件不宜采用，因成型工艺不能很快恰当很完善地得到控制。 本产品是以平衡式的型腔布置的，是为了方便加工，更好的使塑件平衡的充满星腔。四分型面的确定将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统的凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称之为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的中还要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流

8、动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模中的一个关键选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：（1） 分型面应该选择塑件外形最大轮廓处。（2） 确定有利的留模方式，便于塑件能顺利脱模。（3） 保证塑件的精度要求。（4） 满足塑件的外观质量要求。（5） 便于模具加工制制造。（6） 对成型面积的影响。（7） 有利于提高排气效果。（8） 对侧向抽芯的影响。（9） 确定有利的留模方式，便于塑件能顺利脱模。通常分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧，这样有助于动模内设置的推出机构动作。否则在定模内设置推出机构往往会增加模具的复杂性。（10） 分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯

9、，词典可以不用考虑。（11） 有利于排气。当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在塑件的流动末端，以利于排气。（12） 模具零件易于加工综合考虑以上分型面的选择原则，综合制品的结构形态，肥皂盒的分型面设计如下图所示：五浇注系统的设计1.浇注系统的作用（1）将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平衡地运送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利的排出。(2)在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整，内外在质量优良的塑料制件。2.普通浇注系统由主浇注道、分浇注道、浇口和冷料穴组成。 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触部分道分流到为止的塑料熔体的流动道，是

10、熔体最先流经的部分，它的形状与尺寸对塑料的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度和压力损失最小。设计要求：洁面形状 锥度 孔径 长度 球面R 圆角r 流到形状及其注塑机喷嘴的关系1顶模板 2浇口套 3注射机喷嘴为了让流到凝料能顺利从浇口套中拨出，主流道设计成圆锥形，其锥形角a为26，小端直径d比注射机的喷嘴直径大0.51mm，一般d=2.55mm。由于小端的前面是球面，其深度为35mm,注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并贴合，因此要主流道球面半径比喷嘴球面半径大12mm。流到的表面积粗糙度Ra0.8um.根据选用的XS-ZY-125型号注塑机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：d=4m

11、m 喷嘴前端球面半径：R=12mm根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+(12)mm=13mmd=d0+(0.51)mm=5mm锥角为2060，取其值为30，经换算得主流道大端直径为7.6mm 浇口套的选择应根据注射机里德定位孔来选择，它与定位孔是过度配合，查表可知定位孔直径为100mm，所以浇口套的尺寸为100mm.分流道的设计流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动速度以及流道内部的熔融塑料的体积。此次选用圆形截面，形状如下图所示：浇口的设计浇口：连接分流道和型腔的桥梁，是浇注系统中最薄弱最关键的环节。浇口作用：1 熔料经狭小的浇口增速，增温，利于填充型腔。2 注射保压补缩后浇口处首先凝固封

12、闭型腔，减小塑件的变形和破裂。3 狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修正方便 浇口的位置，数量，形状，位置，尺寸等是否适宜直接影响到产品外观,尺寸精度，物理性能和成型效率.浇口过小：易造成填充不足，收缩凹陷，熔接痕等外观上的缺陷，且成型收缩会增大。浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力，导致产品变形或破裂，且浇口的去除加工困难等。在设计浇注系统 必须确定塑件成型位置，可以用一模六腔浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（外观、物理性能、尺寸精度）都具有直接影响，设计时必须按如下原则：（1） 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。（2） 型

13、腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。（3） 系统浇道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量失大、太小则塑料耗费大）尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热置及压力损失尽可能小。（4） 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间按内进入各个型腔的深处及角落，分流道尽可能平衡布置。（5） 满足型腔充满的前提下，浇注系统尽量小，以减少塑料的消耗量。（6） 浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。本产品用的是一模六腔的排列因此有三对分流道浇口的类型是侧浇口，设计如下图所示：冷料穴设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴一般设计在主流道的末端底端部做成曲

14、折的钩型或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出，并滞留子动模一侧的作用。该浇注系统选用带Z形头拉料杆的冷料穴，拉料杆固定在推板上，使凝料与料杆一道被推出机构从模具中。开模后稍许将制品做侧向移动，既可以将制品连同凝料一道从料杆取下。拉料杆的常用形式为Z字结构，其典型的结构形式如下图所示六排气系统的设计当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或者凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不能被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或者烧焦，

15、同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量地均匀合适及增加塑料熔体汇合处地熔接强度，还需要在塑料最后填充到得部位开设溢流以容纳余料，也容纳一定量的气体。注射模成型的排气通常以如下方式进行。1 利用配合间隙排气。2 在分型面上开设排气槽。3 利用排气塞排气。4 强制排气。七冷却系统的设计 模具温度调节的重要性 无论任何一种塑料进行注射成型，均有一个比较适合的模具温度范围，在此温度范围内，塑料熔体的流动性能好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量也比较高。为了是模温能控制在一个合理的

16、范围内，必须设计模具温度的调节系统。 模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必须时两者兼有，从而达到控制模温的目的。对模具进行冷却还是加热，与塑料品种、塑件形状与尺寸、生产效率及成型工艺对模温的要求有关。 设置温度调节装置后，有时候会给注射生产带来一些问题，例如，采用冷水模具时，大气中水分以凝聚在模型表面，影响塑料制件便面质量。而采取加热措施后，模内一些间隙配合的零件可能由于膨胀而使间隙减小或者消失，从而造成卡死或者无法工作，设计时应予以注意。总之，要做到优质、高效率生产、模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求：（1） 确定加热还是冷却。（2） 模具温度均衡，塑件制件各部分同时冷却；（3

17、） 采用低的模温，快速且大量通冷水；温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低廉。本产品用的是ABS相对粘度低、流动性好的塑料，因此成型工艺要求模温都不太高，所以常用温水对模具进行冷却，有时为了进一步缩短在模具内的冷却时间亦可用冷水控制模温。根据模具冷却系统的设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为8mm。另外在冷却系统的过程中，还应同时遵循：（1） 浇口处加强冷却；（2） 冷却水孔到型腔表面的距离相等；（3） 冷却水孔数量尽可能地多，孔径应尽可能的大；（

18、4） 冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位，以防漏水。（5） 进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机地背面。（6） 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处，而在冷却系统内，各相接处应保持密封，防止冷却水泄露。八脱模机构的设计在对肥皂盒塑件进行脱模是必须遵循以下原则：（1） 因为塑件收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。（2） 顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。（3） 为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或者对塑件处外观影响不大的部位。将推杆设计在

19、塑件的内部型腔。（4） 若顶出机构部位需要设在塑件使用或者装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。推出机构的主要由推出零件、推出固定板、推板、推出机构的导向与复位部件等组成。如本产品的模具推出机构如下图所示九.导向机构的设计 导向机构的作用是：1、 定位作用，当模具闭合后，保证动模或上下模位置正确，保证行腔的形状和尺寸精度。2、 导向的作用，当和模时首先是导向零件接触，引导动定模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。3、 承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单侧向力，或者由于成型设备精度低的影响，

20、使导柱承受了一定的侧向压力以保证模具的正常工作。本产品的设计用的是导柱导套的形式进行作为导向机构，共用了四根。一下是本产品设计的导柱导套的示意图导柱导套示意图导柱示意图十.标准模架和标准件的选用 根据塑件选定模架为：C 455043*70*90 GB/T 12555-2006，如下图所示定模板厚度：A=43mm动模板厚度：B=70mm垫块厚度：C=90mm模具厚度：H=（30+A+B+C+31+0.5）mm=264.55模具外形尺寸：450500364.5十一. 成型零部件工作尺寸的计算成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精

21、度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便。查相关手册得ABS得收缩率为0.30.8，故平均收缩率为0.55基本尺寸 公差值 计算 70 0.90 L=LS(1+S)-0+ =72.870+0.1550 0.77 L=LS(1+S)-0+ =52.3450+0.015 型芯径向尺寸的计算根据公式 LM=LS(1+S)-0 =30.450+0.007型芯深度的尺寸计算在计算型腔深度和型芯高度尺寸时，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小所以可以不用考虑磨损量。根据公式 Hm=HS(1+S)-0+ =30.450+0.007中心距的尺寸计算塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距地基本尺寸Cm均为平均尺寸 Cm=(1+S)Cs标注制造公差后得：Cm=(1+S)Cs基本尺寸 公差值 计算 17.5 0.39 Cm=(1+S)Cs = 17.50.097