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1、第一章产品的说明肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店里出售的肥皂盒也是各种各样， 丰富多彩，有很特别的设计以赢得消费者的喜爱。此次设计的是肥皂盒底座，结 构比较简单，但考虑的是其实用性。为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中 间凸起的曲面，并在底座水平放置处开了漏水孔。肥皂盒图形如下：图11第二章塑件的分析PVC塑料化学名称：聚氯乙烯比重：1.38克/立方厘米成型收缩率：0.6-1.5%产品需要预热到70-90，预热时间为4-6小时成型温度：230-330C成型时间为40-130秒成型特性：1、无定形料，吸湿性小，但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。2、流动性差，极易分解，特别在高温
2、下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度 为200C，分解时有腐蚀及刺激性气体。3、成型温度范围小，必须严格控制料温。4、用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径宜大，以防死角滞料，滞料必须及时处理 清除。5、模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表 面应镀铭。第三章注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术 规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要规范。在设计模具时，最好查 阅注射机生产厂家提供的“注射机使用说明书”上标明的技术规范，因为即使同 一规格的注射
3、机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。3.1注射机的选用3.1.1注射量的计算选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注 射量的注射机型号，然后依次对该注射机型的公称注射压力、公称锁模力、模板 行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号：为了保证正常的注射成 型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：匕 的总体积（cm 3）。由PRO/E分析/体测量，可得塑料盒的体积为V1 = 30.62cm3，可得塑件质量m1，m1 = p v1 = 1.38 x 30.62g = 42.3g3.1.2根据塑件本身的几何
4、形状及生产批量确定型腔数目由于塑件型腔较深且底壁上有孔，加上塑件有一般精度要求，外表面有高光 洁度要求不易采用太多型腔数目所以考虑一模两腔，型腔平衡布置在型腔板两侧 以方便抽芯、浇口排列和模具的平衡。3.1.3确定注射成型的工艺参数根据该塑件的结构特点和pvc的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，见表31:工艺参数内容工艺参数内容预热和十 燥温度80 900成型时间/s35时间2h保压时间15-30料筒温度后段180200冷却时间15-30中段210230总周期40-70前段200210螺杆转速注射时间30-60 rl min喷嘴温度180190后处理方法烘箱模具温度6080温
5、度70注射压力7090Mpa时间2-4表3-13.1.4确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模两腔分布，由此可以计算出一次注 射成型过程所用塑料量为：W = 2m + m凝料=2x42.3 + 42.3x20匕=93.06g。根据 以上一次注射量的分析以及考虑到塑料品种，塑件结构，生气批量及注射工艺参 数。注射模具尺寸大小等因素参考设计手册初选XS- Z - 60型螺杆式注射机（经 后面的校核此注射机能满足锁模力，安装尺寸和开模行程等各项要求，故最终选 定此注射机）XS -Z -60型螺杆式注射机的主要参数见表3-2:序号主要技术参数参数数值1最大注射量/ cm3602注射压力/MPa
6、1223锁模力/kN5004最大成型面积/（mmx mm）1305最大模具厚度/mm2006最小模具厚度/mm707最大开模行程/mm1808动定模固定板尺寸/mm330x 4409喷嘴球头半径/mm410定位圈直径/mm80表3-23.2注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力p能否满足塑件所成型时需要的注 射压力P，其值一般为70-150MP，通常要求PP。我们这里选70MP。3.3锁模力的校核 a0a锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔 体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模 力必须大于该胀型力，即：F F = kPA
7、锁.胀锁P-F -注射机的额定锁模力（N ）；查表知为：500KN模具型腔内塑料熔体平均压力（MP ）； 一般为注射压力的0.3-0.65倍，通常取20-40MP。我们这里选P = 30MP。o开。/、 一 .、- 土一 一 . 、 . / 1A -塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和tmm 2；由PRO/e分析测量，可得投影面积为30.8cm 2，浇注系统的投影面积不超过10cm 2K-压力损耗系数一般取1.1-1.2故：F, F =kPA“=1.2 x 30 x106 x 3.8 x10-5=110.88x103(N)而锁模力为500KN，大于110.88KN，符合要求。3.4开模行程的
8、校核注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最 大开模距离，本模具为霜分型面注射模，所需开模行程为：S H=H + H + a +(5 -10)mm式中，H1 -塑件推出距离(也可以作为凸模高度)(mm)；H；-包括浇注系统在内的高度(mm)；S -注射机移动板最大行程(mm)；H -所需要开模行程(mm)；a -中间板与定模的分开距离(mm)计算得：H=H + H + a + (5-10)=55+20+40+10+125mm = 4 x 300式中 -模具材料需用应力，查表可知o = 300MPaP型腔所受压力，查表知P=30MPaR一型腔半径第八章：导柱导向机构的设
9、计为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机 构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。导向机构的形式如图所示：图81第九章脱模机构的设计在注射成型的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种推出塑件的机构成为脱模机构。脱模机构的分类很多，我们采用的是混 合分类中的一种:推件板一次脱模机构，因为此机构是最简单、最为常用的一种， 具有制造简单、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。 差表知推件板的结构形式如下图所示：图 101第十章温度调节系统的设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和 塑件质量。所以，我
10、们在模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200C左右，而塑件从模具型腔中取出时其 温度在60C以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却， 以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。在注射过 程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑 件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强 度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需 要的塑件比较薄，故用此公式：s 2 f 4 Ts - Tm -兀2 xa n原*Te-Tm/式中，a -热塑性扩散
11、系数(m2.，s)； s-制品厚度(mm )；现在我们根据已知条件知道PP的Ts = 260C，Tm = 60C，Te=100C，而塑件的22兀 2 x 2.4 x10-4厚度为2mm ；I ( 4 260- 60) ln 顷 100- 60 )=4.5s根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、 多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回 路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。由塑料成型工艺及模具 设计查询可得，PVC的单位质量成型时放出的热量为300KJ-400KJ.Kg。放出热 量为60x 1.051000x350KJ =
12、22.05KJ其中，13的热量被凹模带走，2,3由型芯带 去。简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通以冷却水而进行冷却，是生产中 最常用的一种形式。其结构如图：图 101第十一章：模具闭合高度的确定根据计算查表(GB/T 12556.1-1990)可知选用气的标准模架。模架尺寸为 350 x 200。组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板为气=30mm动模座板为H2 = 25mm定模板为A = 30mm推件板为H = 20mm型芯固定板H = 40mm支承板为H = 30mm垫块为C = 60mm，其中C h + h = 15 + 20 = 55mm( h为推杆固定板的厚度，h推板
13、的厚度) 1212可知模具闭合高度为 H=H1 +H2+H3 +H5 +A+C=30+25+20+40+30+30+60=235mm参考资料1贾润礼实用注塑模具设计手册北京中国轻工业出版社，2000陈锡栋实用模具技术手册北京机械工业出版社，20013王鹏驹塑料模具技术手册北京机械工业出版社，20054于保敏塑料成型工艺与模具设计北京清华大学出版社，20095周泽华金属切削原理上海科技出版社，19856陈宏钧实用机械加工工艺手册北京机械工业出版社，20047王启平机械制造工艺学哈尔滨工业大学出版社，20028吴兆祥模具材料及表面处理技术机械工业出版社，20089邱宣怀机械设计北京高等教育出版社200610辛一行现代机械设备设计手册北京机械工业出版社200511郑志祥机械零件北京高等教育出版社1998
