一模兩腔側澆口肥皂盒的設計

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1、- 課程設計〔論文〕說明書 論文題目一模兩腔側澆口頂桿頂出肥皂盒底模具設計 ** 學生姓名 專業(yè)班級 指導教師 摘要 本設計的對象是肥皂盒上蓋的注塑模具設計，首先根據(jù)肥皂盒的注塑成型工藝特性，設計了一模兩腔的工藝方案，澆注系統(tǒng)采用側澆口，這樣保證了塑件的外表質量與美觀效果。分型面選擇在肥皂盒底部平面，這樣方便脫模，也不會影響塑件外觀，并使其產生的飛邊易于清理和修整，同時便于塑件脫模并簡化模具構造，塑件被頂出后自動落料，不需要人工操作取塑件。整個注塑模具的構造設計時，采用鑲拼式的成型零件降低了加工難度及本錢，縮短了模具制造周期。對于過程中的問題進展了分析，并對于具體局部進展了詳細

2、的計算和校核。 關鍵詞：肥皂盒下蓋；模具設計；注塑成形；澆注系統(tǒng) abstract The objectof this design is thedesign of injection mold forsoap bo*cover,first of all,according to the characteristics ofinjection molding process ofthe soap bo*,designedtwo processing schemeswith a mold cavity,pouring systemby side gate,this can ens

3、urethe surface quality of plastic partswith beautiful effect.The parting surfaceselection in thesoap bo*bottom plane,so convenientdemoulding,it will not affect theappearanceof plastic parts,flying edgeeasy cleaningand dressingand make itproduces,alsois convenient fordemoulding plastic partsandsimpli

4、fy the mould structure,plastic pieces arepushed outafter the automaticblanking,plastic partsdo not require manual operation.The structure designof injection mold,molding partsbyinlayingreduces theprocessing difficultyand cost,shorten theperiod of mould manufacturing.Forthe problems in the processwer

5、e analyzed,andthespecific parts ofa detailed calculation and checking. Keywords:soapbo* lower cover;die design;injection molding;pouring system 目錄 摘要2 abstract3 第一章緒論3 〔一〕注塑模具的應用現(xiàn)狀3 〔二〕本課題研究的主要內容與意義3 第二章塑件成型工藝設計3 〔一〕塑件工藝構造分析3 〔二〕聚丙烯〔PP〕成型性能3 (三) 聚丙烯〔PP〕注射成型工藝參數(shù)3 〔四〕塑件參數(shù)3 〔五〕注射機選型3 第三章

6、分型面和澆注系統(tǒng)設計3 〔一〕分型面確實定3 〔二〕澆注系統(tǒng)的設計3 1主流道設計3 2 澆口套設計3 3 定位圈的設計3 4 冷料穴與拉料桿設計3 5 分流道設計3 6 澆口設計3 第四章成型零件的設計計算3 〔一〕型腔與型芯的構造3 〔二〕型腔與型芯的尺寸計算3 第五章構造零件的設計3 〔一〕頂出機構的設計3 〔二〕合模導向機構設計3 〔三〕加熱冷卻機構設計3 〔四〕排氣機構設計3 〔五〕標準模架的選擇3 第六章注塑機相關參數(shù)的校核3 〔一〕最大注射量的校核3 〔二〕注射壓力的校核3 〔三〕鎖模力的校核3 〔四〕模具開模行程的校核3 〔五〕模具

7、閉合高度的校核3 心得體會3 參考文獻3 第一章緒論 〔一〕注塑模具的應用現(xiàn)狀 注塑成型工藝是塑料制品加工中非常重要技術類型，大多數(shù)行業(yè)的塑料件加工均需要注塑成型工藝來完成。塑成型是塑料制品成型的一種重要方法。幾乎所有的熱塑性塑料、多種熱固性塑料和橡膠都可用此法成型。注塑制品包括小到幾克甚至幾毫克的各種儀表小齒輪、微電子元件、醫(yī)療微器械等，大到幾千克的電視機、洗衣機外殼、汽車用塑料件，甚至幾萬克的制品。 由于模具是典型的技術密集型產品，為了表達清楚設計意圖，設計人員必須花費大量的時間來繪制模架、頂桿、滑塊等構造相對固定的零部件。目前，CAD/CAE的開展，為廣闊模具設計人員提供

8、了方便。特別是近幾年來，模具CAD/CAE技術開展很快，應用范圍日益擴大，并取得了可觀的經濟效益。目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術進步，調整產品構造，增加高檔模具的比重，通過求品質來求效益，提高模具的國產化程度，減少對進口模具的依賴。發(fā)揚創(chuàng)新精神，依靠自己的科學技術去進一步研究模具產業(yè)。 〔二〕本課題研究的主要內容與意義 本設計的對象是肥皂盒上蓋注塑模具的設計與工藝分析。首先根據(jù)肥皂盒上蓋的工藝特性，設計了一模兩腔的工藝方案，澆注系統(tǒng)采用側澆口，這樣保證了塑件的外表質量與美觀效果。分型面選擇在肥皂盒上蓋的底部平面，這樣方便脫模，也不會影響塑件外觀，并使其產生的飛邊易于清理和修整，同時

9、便于塑件脫模并簡化模具構造，塑件被頂出后自動落料，不需要人工操作取塑件。整個注塑模具的構造設計時，采用鑲拼式的成型零件降低了加工難度及本錢，縮短了模具制造周期。對于過程中的問題就行分析，并對于具體局部進展了詳細的計算和校核。 主要設計內容： 1） 注塑模具的應用與開展現(xiàn)狀的介紹及其開展趨勢； 2〕肥皂盒上蓋注塑工藝分析，材料選擇； 3〕注塑模具的設計，具體包括分型面選擇，型腔數(shù)目確定，澆注系統(tǒng)設計，冷卻系統(tǒng)設計等； 4〕肥皂盒上蓋的注塑工藝要求及注塑機的選擇，鎖模力校核等； 5〕對本次設計的成果與設計心得進展總結。 第二章塑件成型工藝設計 〔一〕塑件工藝構造分析 該塑件構造簡

10、單，無特殊的構造要求和精度要求。所以在注射成型生產時，只要工藝參數(shù)控制得當，是比擬容易成型的。 本次設計肥皂底盒所選擇的原材料是聚丙烯〔PP〕，查資料可知在沒有特殊要求的時候精度按MT6查取公差。 如下列圖2.1為肥皂底盒三視圖： 圖2.1 肥皂底盒三視圖 〔二〕聚丙烯〔PP〕成型性能 首先其原料易得，產量大。其次聚丙烯吸水性小，熔融狀態(tài)下的流動性和耐熱性能比聚乙烯好。聚丙烯的力學性能優(yōu)異，其彎曲強度和拉伸強度接近于聚苯乙烯。 (三) 聚丙烯〔PP〕注射成型工藝參數(shù) 表2.1 PP加工條件 參數(shù) 取值范圍 選取值 密度〔g/) 0.90～0.91 0.91 收縮率

11、〔%〕 1.0～2.5 1.75 注射機類型 螺桿式 螺桿轉〔r/min) 30～60 50 噴嘴 形式 直通式 溫度/℃ 170～190 180 料筒溫度/℃ 前段 180～200 180 中段 200～220 210 后段 160～170 165 模具溫度/℃ 40～80 50 注射壓力/MPa 70～120 80 保壓壓力/MPa 50～60 55 注射時間/s 0～5 5 保壓時間/s 20～60 25 冷卻時間/s 15～50 30 成型周期/s 40～120 60 〔四〕塑件參數(shù) 表

12、2.2塑件參數(shù) 材料密度〔g/) 壁厚〔mm〕 體積〔〕 質量〔g〕 0.91 2.0 28 25.5 〔五〕注射機選型 一次注射所需注射量為。 ，根據(jù)注射量選擇注射機要求：20%注射機最大注射量≦所需注射量≦80%注射機最大注射量 注射壓力能滿足聚丙烯注射要求。綜合考慮選擇*S-ZY-125型注射機，其相關參數(shù)見下表2.3： 表2.3 *S-ZY-125主要參數(shù) 額定注射量/cm 125 注射壓力/MPa 120 注射行程/mm 115 鎖模力/kN 900 最大開合模行程/mm 300 模具最大厚度/mm 300 模具最小厚度/mm 2

13、00 噴嘴圓弧半徑/mm 12 噴嘴孔半徑/mm 4 拉桿空間/mmmm 動定模板國定尺寸/mmmm 428458 第三章分型面和澆注系統(tǒng)設計 〔一〕分型面確實定 從模具構造及成型工藝角度出發(fā)，依據(jù)自身特點，并結合分型面的設計原則，由分析得，該產品的分型面為產品的最大輪廓處，即產品的中間最大外輪廓處。由于選擇側澆口，則選用單分型面，如圖3.1： 圖3.1分型面 〔二〕澆注系統(tǒng)的設計 1主流道設計 主流道的形狀和尺寸影響熔體的流動速度及填充時間，在臥式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設計成圓錐形，錐角為2°～ 6°。本次課程設

14、計中模具錐角取4°。 1〕主流道小端直徑 d = 4.5mm 2〕主流道的球半徑 SR = 13mm 3 球面配合高度為 3 ～ 5 取 3〔mm〕。 4〕主流道長度L，L =60mm 5〕主流道錐角一般應在2°～ 6°，取α = 4° 6〕主流道大端直徑 D = d+2Ltg〔α/２〕≈8.49mm 根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機的有關參數(shù)，設計出主流道如下列圖3.2所示： 圖3.2 主流道 2 澆口套設計 由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道局部常設計在澆口套內。澆口套按照外觀的不同分為：A型、B型、C型、D型、E型等，常用的是A、B、C三種型號。這里使用A型

15、，由于采用的是有托澆口套，故用定位圈配合固定在定模座板上，采用H7/m6過渡配合。 圖3.3 澆口套 3 定位圈的設計 定位圈是標準件，外徑100mm,內徑36mm,選用B型，由螺釘將其緊固模具面板上，澆口套與定位圈之間采用H9/h9間隙配合。設計結果如圖3.4： 圖3.4 定位環(huán) 4 冷料穴與拉料桿設計 由于本模具設計的是采用頂桿頂出，所以反錐度冷料穴很適合，錐度為3°～ 5°，這里取3°。如下列圖3.5： 圖3.5 冷料穴和拉料桿 5 分流道設計 由于該模具為一模兩腔的構造，必須設計分流道。常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、U字形和六角形等。要減少流道內的壓力損失，則希

16、望流道的截面積大，流道的外表積小，以減少傳熱損失。這里采用半圓形分流道兩側總長為，如下列圖3.6和3.7： 圖3.6分流道 圖3.7 分流道截面圖 6 澆口設計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細流道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵局部。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件質量影響很大，澆口的主要作用為： 1〕型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流； 2〕易于切除澆口凝料； 3〕對于多型腔的模具，用以平衡進料； 澆口構造尺寸可由經歷公式可知，澆口深度 h = 0.5 ～ 2.0mm，取h=1.5mm；長度L=2～5 mm，取L=2mm；寬度b=4mm。 設計結果如下列圖3.8： 圖

17、3.8 澆口 第四章成型零件的設計計算 〔一〕型腔與型芯的構造 肥皂底盒尺寸較小，且形狀較簡單，型腔加工容易實現(xiàn)，可采用整體式構造。整體式型腔是直接加工在型腔板上的，有較高的強度和剛度，使用中不宜發(fā)生變形等優(yōu)點。 而型芯為整體鑲嵌式，整體鑲嵌式型芯可以節(jié)省貴重模具鋼，便于機加工和熱處理，修理更換方便，同時也有利于型芯冷卻和排氣的實施。如圖4.1： 圖4.1 型腔與型芯 〔二〕型腔與型芯的尺寸計算 由于原料是聚丙烯〔PP〕，其收縮率為1%—2.5%之間。型腔與型芯的尺寸按照平均值法計算故可以得到平均收縮率為：1.75%。計算結果如表3.1： 表3.1 型腔與型芯尺寸計算 類型

18、 模塑件尺寸公差〔MT6〕 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸 型腔徑向尺寸 △=0.74 △=0.64 型芯徑向尺寸 △=0.74 △=0.64 高度和深度尺寸 △=0.35 △=0.31 第五章構造零件的設計 〔一〕頂出機構的設計 本設計要求為頂桿頂出，根據(jù)塑件模具中的分布，設計了2根頂桿。 頂桿設計要求： 1.通常推桿裝入模具后，其端面應與型腔底面平齊，或高出型腔底面0.05～0.10mm； 2.推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，

19、不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象； 3.推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50，工作端配合局部的外表粗糙度為Ra0.8。 頂桿長度根據(jù)具體的標準模架選定后確定，設計結果如圖5.1： 圖5.1 頂桿 〔二〕合模導向機構設計 在模具進展裝配或者成型時，合模導向機構主要用來保證動模和定模兩大局部或模內其他零件制件準確對合，以確保塑料制件的形狀和尺寸精度，并防止損壞型腔和型芯。導向機構能夠承載一定的側向力保證模具的正常工作。合模導向機構主要有導柱導向和錐面導向兩種。本次模具設計的導向機構為直導套導向。 設計結果如圖5.2 圖5.2 導向

20、機構 〔三〕加熱冷卻機構設計 本次模具設計所選用的原料聚丙烯的注射成型所需模溫為50℃，所以不需要加熱系統(tǒng)，只需要設計冷卻系統(tǒng)即在型腔周圍布置直徑為的冷卻水道，如圖5.3： 圖5.3 冷卻水道 〔四〕排氣機構設計 為了使塑料熔體順利充填模具型腔，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內的空氣以及塑料在成型過程中產生的低分子揮發(fā)氣體順利的排到模外。如果型腔內因各種原因所產生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡、凹陷、熔接不牢、外表輪廓不清晰等缺陷，另外，氣體的存在還會產生反壓力而降低充模速度，因此模具設計要考慮型腔排氣問題。 本次設計的模具，由于型腔尺寸較小，可以利用推桿、活動型芯以及活動鑲件的部

21、位與模板的配合間隙進展排氣，排氣間隙取0.03mm。 〔五〕標準模架的選擇 根據(jù)模具構造形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素，查有關資料，選擇的標準模架型:模架為AI-3335-A40-B35-C90，寬度為350。如圖5.4： 圖5.4 標準模架 每塊板材均需要很高的強度，因此均選用A3鋼。 第六章注塑機相關參數(shù)的校核 〔一〕最大注射量的校核 注射量的校核公式是： 式中，W公——注射機的公稱注射量，cm3； W注——每模的塑料體積量，是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的總和，cm3。 塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為66 cm3，小于注塑機的理論注射量125c

22、m3，故滿足要求。 〔二〕注射壓力的校核 塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機類型，噴嘴形式、塑件形狀以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。對于粘度較大的塑料以及形狀細薄、流程長的塑件，注射壓力應取大些。注射壓力的校核是核定注射機的額定注射壓力是否大于成型時所需要的注射壓力。 注射壓力的校核公式為：Pma*≧K’P0 式中 Pma*——注射機的額定注射壓力，Mpa； P0——注射成型時的所需用的注射壓力，Mpa；K’——平安系數(shù)。 K’P0=1.3×80=104〔Mpa〕≤Pma*=120〔Mpa〕，滿足要求。 〔三〕鎖模力的校核 注塑時塑料熔體進入型

23、腔內仍然存在較大的壓力，它會使模具從分型面漲開。為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質量，注射機必須提供足夠的鎖模力。 鎖模力的校核公式為F≥AP 式中，F(xiàn)——注射機的額定鎖模力，N； A——制件和流道在分型面上的投影面積之和，mm2； P——成型壓力，MPa； 將數(shù)據(jù)帶入公式得： ，滿足要求。 〔四〕模具開模行程的校核 當注射機采用液壓和機械聯(lián)合作用的合模機構時，最大開模行程由連桿機構的最大行程所決定，此時注射機的最大開模行程與模具厚度無關。 因此模具開模行程的校核公式為 H模=H1+H2+〔5～10mm〕≤H注 式中，H?！＞叩拈_模行

24、程，mm； H注——注射成型機移模行程，mm； H1——制件的推出距離，mm； H2——包括流道凝料在內的制品的高度 代入數(shù)據(jù)得： H模=40+70+10=120mm＜H注=300mm，滿足要求。 結論：選取*S-ZY-125型螺桿式注射成型機完全符合本模具的使用要求。 〔五〕模具閉合高度的校核 模具閉合高度的校核公式為 Hmin＜H閉＜Hma* 由數(shù)據(jù)可求得：模具的閉合高度H閉=270mm，而注射成型機的最大模具厚度Hma*=300mm，最小模具厚度Hmin=200mm，滿足Hmin＜H閉＜Hma*的安裝要求。 心得體會 在本次的設

25、計中我對產品進展了認真仔細嚴謹?shù)姆治龊蛥⒖?、查閱各種有關模具方面的資料，在設計中有過很多困難，但最后通過自己的努力和同學的幫助，然后，通過計算得出了產品的分型面所在位置及澆口的所在。其分型面定在了其最大輪廓的中間，選用點澆口的形式進展?jié)沧?。在設計其型腔布置時我并沒有將其布置成四個均等的分布，因為四個均等的分布，這樣的話我選用的模仁的面積會增大，我們的設計是排布主流道及分流道的所在的一邊的距離比不排布流道所在的一邊的距離長10mm。這樣可以節(jié)省材料而且在設計型腔排布上也是很合理的。此次藥盒的注塑模的設計，對我的影響很大，通過本次設計，我學到了很多，可以說是受益匪淺。在設計過程中對各種問題的解決，

26、更是讓我們從當中學到了許多的新東西。 參考文獻 [1] 國家技術監(jiān)視局.塑料注射模模架技術條件(GB/T12556-2006)[S].中國標準出版社.2007. [2]王興天."注塑技術與注塑機"[M].：化學工業(yè)出版社.2006. [3] 屈華昌. "塑料成型工藝與模具設計".[M]：高等教育出版社 2005. [4] 楊予勇 ."塑料成型工藝與模具設計"[M]. ：國防工業(yè)出版社 2009. [5] 周達飛、唐頌超 ."高分子材料成型加工"[M] .中國輕工業(yè)出版社. 2008. [6] 劉來英."注塑成型工藝"[M].：機械工業(yè)出版社.2006. [7] 錢漢英、王秀嫻等."塑料加工使用技術問答"[M].：機械工業(yè)出版社.2003. [8] 張榮清、侯維芝、何旭貴."模具設計與制造"[M].：高等教育出版社.2008. [9] 陳劍鶴."模具設計根底"[M].：機械工業(yè)出版社.2003. [10] .楊占堯"塑料模具課程設計指導與范例"[M].：化學工業(yè)出版社.2009 . z.