肥皂盒模具的設(shè)計(jì)

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1、 一 摘要 肥皂盒在我們的生活中非常的普遍，幾乎每家都要用到。市場(chǎng)上也有各種各樣的肥皂盒，形狀各 異，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是動(dòng)植物造型，來(lái)吸引顧客的目光，以引發(fā)人們的購(gòu)買欲。此 次設(shè)計(jì)的肥皂盒的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但在設(shè)計(jì)時(shí)考慮其應(yīng)用 , 還相應(yīng)的做了些曲面 , 所以曲面結(jié)構(gòu)較多 , 計(jì)算 也就較多 . 在生活中 , 我們把肥皂放在盒上的時(shí)候， 常常會(huì)因肥皂盒內(nèi)積水而使肥皂軟化掉， 這樣就會(huì)降 低肥皂的使用壽命。也有些肥皂盒在下蓋底部打孔，使水容易流出， 但是這類肥皂盒的缺點(diǎn)是，會(huì)因下 面漏水， 把房間里弄的濕濕的。此次設(shè)計(jì)的肥皂盒是在

2、上蓋上打孔， 肥皂放在上蓋上，這樣水會(huì)沿孔斜 度往下蓋流， 水積在下蓋里， 上下蓋之間有一定的距離保證一定的時(shí)間里水不會(huì)滿到上蓋的肥皂上， 積 水手動(dòng)倒掉即可， 這樣即保證了肥皂的利用率， 又保證了房間的清潔。 其設(shè)計(jì)方案通過(guò) Pro/E 建模如圖 1.1 和 1.2 。 -42 HRC 圖 1.1 肥皂盒整體外型圖 圖 1.2 肥皂盒整體結(jié)構(gòu)分開(kāi)模型圖 優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

3、，提高肥皂的使用壽命 ； 缺點(diǎn)是 : 積在下蓋的積水需人工手動(dòng)倒出。此次設(shè)計(jì)是以上 蓋為主，下蓋為輔。在上蓋的設(shè)計(jì)中主要要解決以下幾個(gè)問(wèn)題： 1、肥皂放在上蓋上時(shí)，以點(diǎn)接觸，設(shè) 計(jì)六個(gè)橢圓突出 , 支撐肥皂，使肥皂和盒子之間以點(diǎn)接觸； 2、上蓋上還要開(kāi)一個(gè)槽，使水可以沿著曲面 流人下蓋； 3、設(shè)計(jì)澆口時(shí)要注意上蓋上表面的精度，不能在表面上留有印痕； 4、在設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)要 注意推桿放置的位置， 放在下表面，不能影響上表面的表面精度； 5、在開(kāi)模時(shí)需保證塑件留在型腔上， 用推桿頂出。設(shè)計(jì)中，輔以下蓋的裝配圖。 關(guān)鍵詞：復(fù)位機(jī)構(gòu)，脫模機(jī)構(gòu)，澆口，

4、1 二 塑件的工藝分析 2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該塑件材料選用 ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物） 。 ABS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。 ABS 無(wú)毒、無(wú)味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為 1.02~1.05g/cm 3。 ABS有良好的機(jī) 械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類對(duì) ABS幾乎無(wú)影響。 ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。 ABS 有一定的硬度 和尺寸穩(wěn)定性，易與成型

5、加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。 ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70oC 左右，熱變形溫度為 93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。 ABS在升溫時(shí)粘度增高， 所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大； ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； ABS易產(chǎn)生 熔接痕， 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力； 在正常的成型條件下，壁厚、 熔料溫度對(duì)收 縮率影響極小。 2.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，卻帶有曲面特征。上蓋上表面有六個(gè)橢圓突出，與下蓋配合的邊緣部分也是曲面相接，上蓋的上表面的表面精度要求較高

6、，下表面為非工作面，精度要求相對(duì)較低，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級(jí)：五級(jí)。 2.3 工藝性分析 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開(kāi)設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過(guò)型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 塑件的工藝參數(shù)：模具溫度： 50 : 70o / C 注射壓力： 70 : 90MPa 保壓力： 50 : 70MPa 注射時(shí)間： 3 : 5s 保壓時(shí)間： 15 : 30s 冷卻時(shí)間： 15 : 30s

7、 成型周期： 40 : 70s 三 初步確定型腔數(shù)目 3.1 初步確定型腔數(shù)目 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求采用一模兩腔。 圖 3.1 型腔分布圖 2 四 注射機(jī)的選擇 4.1 塑件體積的計(jì)算 按照?qǐng)D 1 塑件所示尺寸近似計(jì) 塑件體積： V1 (28.71/180 15 86.69 /180

8、 2.5) 370.6 2 (2570.52 2 1316.31 2 299 4 410 2) 2 V1 ≈ 26cmз 塑件質(zhì)量： M 26 1.035g=26.91g 4.2 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 根據(jù) kmp m1 n （4-1 ） k 得 nm m1 (4-2) mp k k 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8; mp 注射機(jī)最大注射量， cmз 或 g; m1

9、 澆注系統(tǒng)凝料量， cmз 或 g； m 單個(gè)塑件體積或質(zhì)量， cmз 或 g； 4.3 估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 圖 4.1 澆注系統(tǒng)示意圖 v2 3 4.83 2 2 2 2 1624 ( 2 )50 5 412 3 124 10.1cm з 3 4.4 mp

10、 nm m1 2 26 10.1 77.6cm3 k 0.8 查表文獻(xiàn) 4、 2 得選用 XS-ZY-125 型號(hào)注射機(jī) 五 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動(dòng)通道 根據(jù)選用的 XS-ZY-125 型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑： d0 4mm ； 噴嘴前端球面半徑： R0 12mm ； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R R0

11、 1 : 2 mm d d0 0.5 : 1 mm 取主流道球面半徑： R 13mm； 取主流道小端直徑： d 5mm； 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為 2 : 6o ，取其值為 3o ， 經(jīng)換算得主流道大端直徑為 7.6 圖 5.1 主流道示意圖 5.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道選用圓形截面：直徑 D=10cmз

12、 4 圖 5.2 分流道示意圖 流道表面粗糙度 Ra 1.6 m 5.3 分型面的選擇設(shè)計(jì)原則 1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2） 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模； 3） 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求； 4） 分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； 5） 分型面的選擇要便于模具的加工制造； 6

13、） 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣； 7） 分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小。 其分型面如圖 5.3 5 圖 5 .3 分型面示意圖 5.4 澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)澆口的位置選擇要求， 盡量縮短流動(dòng)距離， 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，

14、 澆 口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處等要求 澆口設(shè)計(jì)如圖 5.4 圖 5.4 澆口示意圖 5.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。 冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷 料，以免這些冷料注入型腔。 這些冷料既影響熔體充填的速度， 有影響成型塑件的質(zhì)量， 另 外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。 注射結(jié)束模具分型時(shí)， 在拉料桿的作用下， 主流道凝料從定模澆口套中被拉出， 最后

15、推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作， 將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。 其設(shè)計(jì)如下圖（ Z 字型） 6 圖 5.4 冷料穴示意圖 5.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 利用配合間隙排氣是最常見(jiàn)也是最經(jīng)濟(jì)的，更具有使用性。 六 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 選模架 模架的選擇，圖 6.1

16、 圖 6.1 模架模型圖 7 七 成型零部件的設(shè)計(jì) 7.1 型腔、型芯工作尺寸計(jì)算 ABS塑料的收縮率是 0.3%--0.8% 平均收縮率 : Q平 = （ 0.3%--0.8% ） /2=0.55% 型腔內(nèi)徑： D模 （D DQ平 3 ） (7-1) 4 型腔深度： H 模 （H HQ平 2 ） (7-2) 3 型芯外徑： d模 （ d

17、 dQ平 3 ） (7-3) 4 - 型芯深度： h模 （ h hQ平 2 ）- (7-4) 3 D 模 型腔徑向尺寸（ mm ）; D - 塑件外形基本尺寸（ mm） ; Q平 - 塑件平均收縮率； - 塑件公差（參考文獻(xiàn) [4] ） - 成形零件制造公差，一般取 1/4 — 1/6 ； d - 塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm） ; d模 - 型芯徑向尺寸（ mm）; H 模 - 型腔深度（ mm）； H - 塑件高度（ mm

18、） h模 - 型芯高度（ mm）； h - 塑件孔深基本尺寸（ mm）； 型腔尺寸計(jì)算 基本尺寸 /mm 公差值 /mm 計(jì)算 3 1 0.44 .. 2233 D100 0.44)0 1000.44 (100 100 0.55% 4 100 00 4 D4 (4 4 0.55% 3 0.14) 0 1 0.14 .. 083048 4 0.14 4 4

19、 00 4 3 1 0.24 .. 0105 D30 0.24) 0 30 0.24 (30 30 0.55% 4 30 00 4 8 104 0.5 324 1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24

20、 6 0.14 29 0.24  3 1 0.5 .. 197322 D104 0.5)0 (104 104 0.55% 4 104 00 4 3 1 1.2 .. 882182 D324 (324 324 0.55% 1.2) 0 4 324 01 4 3 1 0.14 .. 0703 D6 (6

21、 6 0.55% 0.14) 0 4 6 00 4 3 1 0.38 .. 15245 D80 (80 80 0.55% 0.38) 0 4 80 00 4 3 1 0.24 .. 0402 H 25.5 (25.5 25.5 0.55% 0.24) 0 4 25.5 00 4 2

22、 1 0.14 6 00 .. 06025 H 6 (6 6 0.55% 0.14) 0 4 3 3 1 0.24 29 00 .. 0204 L29 (29 29 0.55% 0.24) 0 4 4 please contact Q 3053703061 give you more perfect drawings 十

23、一 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)這五個(gè)星期以來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作， 不僅是對(duì)我三年來(lái)學(xué)習(xí)的總結(jié)和回顧， 同 時(shí)也讓我深深體會(huì)到自身存在的許多不足之處，這也是今后在社會(huì)上學(xué)習(xí)的一種動(dòng)力，我將會(huì)不斷地學(xué)習(xí)，不斷的充實(shí)自己。 至此，感謝學(xué)校，感謝老師們?cè)谶@三年里對(duì)我的諄諄教導(dǎo)，讓我充實(shí)的度過(guò)了這三年的大學(xué)生活，你們的教誨將是我最寶貴的財(cái)富。最后，感謝我的指導(dǎo)老師譚小紅老師對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的悉心指導(dǎo)和耐心幫教。 十二 參考文獻(xiàn) [1] 屈華昌主編 .《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 .北京 :高等教育出版社 ,2001 9 [2] 李澄 ,

24、吳天生 ,聞百橋主編 .《機(jī)械制圖》 .北京 :高等教育出版社 ,1997 [3]《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 編寫組主編 《. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ( 第二版 ).北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2002 [4] 許發(fā)樾主編 .《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 [5] 吳兆祥主編 .《模具材料及表面處理》 .北京 :機(jī)械出版社 ,2000 [6] 陳于萍主編 .《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2001 [7] 馮炳堯，韓泰榮，將文森主編《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》，上?？茖W(xué)技術(shù) 10