肥皂盒注塑模設(shè)計 2

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1、 湖北科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 摘 要【內(nèi)容摘要】本課題主要是針對肥皂盒的模具設(shè)計,通過對塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計的主要任務(wù)是肥皂盒注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)肥皂盒塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對肥皂盒的具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口的單分型面注射模具。通過模具設(shè)計表明該模具能達(dá)到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求。【關(guān)鍵

2、詞】：復(fù)位機構(gòu)，脫模機構(gòu)，澆口，1目 錄摘 要I第一章 前言11.1 我國模具行業(yè)前景11.2 注塑模CAE技術(shù)簡介4第二章 塑料成型工藝基礎(chǔ)72.1 肥皂盒的造型設(shè)計72.2 肥皂盒塑料PS的結(jié)構(gòu)與工藝特性72.2.1聚苯乙烯的流動性82.2.2 聚苯乙烯的成型流動收縮性82.2.3聚苯乙烯的工藝特性82.3 注射成型原理及工藝特性9第三章 塑件工藝性分析103.1分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性103.2 工藝性分析103.3注射機的選擇10第四章 塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計124.1 型腔數(shù)目的確定124.2型腔的分布134.3分型面的選擇134.4 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計144.4.1 普

3、通澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則14II4.4.2主流道的設(shè)計164.4.3分流道的設(shè)計174.4.4 澆口的設(shè)計204.4.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計22第五章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計245.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計245.2 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計265.3 成型零部件的工作尺寸的計算275.3.2 型腔和型芯相關(guān)尺寸的計算295.3.3 矩形型腔側(cè)壁和底板厚度的確定33第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計346.1 注射模架的選擇346.2合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計356.2.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計要點：356.2.2導(dǎo)柱的設(shè)計366.2.3 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計37第七章 推出機構(gòu)的設(shè)計387.1 推出機構(gòu)設(shè)計原則387.2 推出機構(gòu)的選擇38

4、7.3 推出力的計算397.4 推桿的設(shè)計407.5推出機構(gòu)工作原理圖41II第八章 加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計458.1 冷卻回路的尺寸確定458.2 冷卻回路的布置46第九章 主要尺寸的校核489.1 模具厚度的校核489.2 開模行程的校核48致 謝50參考文獻(xiàn)51II第一章 前言1.1 我國模具行業(yè)前景模具，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)的工藝水

5、平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。改革開放以來，我國模具工業(yè)發(fā)展迅猛。1996至2001年間，我國模具工業(yè)的產(chǎn)值年平均增長14%左右。目前，全國共有模具生產(chǎn)廠點1.7萬個，從業(yè)人員50多萬人。2001年全國模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)300億元人民幣，我國模具年產(chǎn)值已位居世界第四。我國模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來也取得了長足的進(jìn)步。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具上了一個新臺階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，已能生產(chǎn)部分新型轎車的覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模的覆蓋

6、面，已從電機、電器鐵芯片模具，擴展到接插件、電子槍零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具。在大型塑料模具方面，已能生產(chǎn)48英寸電視的塑殼模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具，以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達(dá)到了較高的水平，并可替代進(jìn)口模具。但是，我國模具工業(yè)無論是在數(shù)量還是質(zhì)量上，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家存在著很大的差距，滿足不了工業(yè)發(fā)展的需要，目前國內(nèi)市場的滿足率僅

7、在70%左右。我國大部分模具是企業(yè)自產(chǎn)自用，真正作為商品流通的模具僅占1/3。所產(chǎn)模具基本上以中低檔為主，一些大型、精密、復(fù)雜和長壽命的高檔模具，在技術(shù)上無法與發(fā)達(dá)國家相比，生產(chǎn)能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。近五年來，我國平均每年進(jìn)口模具8.14億美元，2001年進(jìn)口模具11.12億美元(出口模具僅1.88億美元)，這還不包括隨進(jìn)口設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶來的模具。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，近幾年進(jìn)出口相抵，我國已成為世界上最大的模具進(jìn)口國。我國模具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)很不合理。我國模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中沖壓模具約占50%，塑料模具約占34%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占10%；發(fā)達(dá)國家對發(fā)展塑料模普遍比較重視

8、，塑料模所占比例一般在40%左右；大型、精密、長壽命模具所占比例為50%以上，而我國僅為25%左右；我國主要模具生產(chǎn)能力集中在各主機廠的模具分廠(或車間)內(nèi)，所產(chǎn)模具商品化率很低，模具自產(chǎn)自銷比例高達(dá)60%-70%，而國外70%以上是商品模具；即使是專業(yè)模具廠，我國也大多數(shù)是“大而全”“小而全”，國外則大多是“小而?！薄靶《?，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益俱佳。國內(nèi)外模具的質(zhì)量水平不可同日而語，開發(fā)能力和經(jīng)濟效益仍有差距。發(fā)達(dá)國家一個模具職工平均創(chuàng)造產(chǎn)值15萬-20萬美元，我國只有4萬-5萬元人民幣。國外企業(yè)大都有一定利潤，而我國模具企業(yè)大多是微利甚至虧損。據(jù)統(tǒng)計，2001年我國大陸制造工業(yè)對模具的市

9、場需求量約為400億元，今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長。大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具需求的增長還將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過每年10%的增幅。汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內(nèi)模具市場的一半左右。預(yù)計到2005年汽車年產(chǎn)量將達(dá)320萬輛，保有量將達(dá)到3000萬輛。這將需要各種塑料制件36萬噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬噸，發(fā)展空間十分廣闊。家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機、空調(diào)等，在國內(nèi)的市場也很大。目前，我國彩電年產(chǎn)量已超過3200萬臺，電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過了1000萬臺?！笆濉逼陂g家電市場預(yù)計年增輻將超過10%，家電行業(yè)的發(fā)展對模具的需求量將會很大。其他發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和

10、建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。另外，從國際市場來看，目前世界模具市場仍然是供不應(yīng)求。近幾年，世界模具市場總量一直保持在600億-650億美元之間。美、日、法、瑞等國每年出口模具約占其本國模具總產(chǎn)值的1/3，我國模具的出口量還不到總產(chǎn)值的5%，我國模具出口可以發(fā)展的空間非常廣闊。根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大

11、發(fā)展；六是模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場未來走勢的變化。1.2 注塑模CAE技術(shù)簡介隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，對各種塑料成型過程的模擬成為塑料加工業(yè)研究的熱點，主要是利用高分子物理學(xué)、流變學(xué)、傳熱學(xué)和計算機圖形學(xué)等理論，對塑料成型過程進(jìn)行模擬，研究加工條件的變化規(guī)律，預(yù)測塑件設(shè)計、模具設(shè)計和成型條件對塑件結(jié)構(gòu)和性能的影響，從而優(yōu)化模具設(shè)計和成型條件、降低成本、提

12、高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。注塑模CAE技術(shù)是利用計算機塑料注射成型過程個階段進(jìn)行定性和定量的描述，從而在模具制造前發(fā)現(xiàn)并改正設(shè)計弊端。目前注塑模CAE技術(shù)的研究工作主要集中在流動模擬、冷卻模擬、以及壓實和翹曲等方面。（1）注塑模流動充模過程模擬分析流動充填模擬分析一般包括澆道系統(tǒng)分析和型腔充填分析。澆道系統(tǒng)分析的目的是確定合理的流道尺寸、布置以及最佳的澆口數(shù)量、位置和形狀；型腔充填分析的主要目的是為了得到合理的型腔形狀及最佳的注射壓力、注射速率等參數(shù)。（2）注塑模冷卻系統(tǒng)模擬分析注塑模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計直接影響著注塑模生產(chǎn)效率和塑件質(zhì)量，冷卻系統(tǒng)的冷卻效果決定著冷卻時間，而模具的冷卻時間約占整個注塑循

13、環(huán)周期的2/3。一個完善的冷卻系統(tǒng)能顯著地減少冷卻時間，從而提高注塑生產(chǎn)效率。塑件的變形和內(nèi)部殘余熱應(yīng)力常常是由于冷卻不均勻而產(chǎn)生的。利用CAE技術(shù)進(jìn)行分析，可獲得經(jīng)濟的冷卻時間、合理的冷卻管道尺寸和布置，使塑件盡可能的均勻冷卻。注塑模CAE操作過程，大致上分為三部分：（1） 前處理（2） 建立有限元模型（FEM），將流道、澆口及型腔建成有限元網(wǎng)格。（3） 設(shè)定成型樹脂、模具材料、注塑機規(guī)格及冷卻液種類等。（4） 設(shè)定成型條件，包括注射壓力、注射速度、冷卻速度等。1）分析填充分析：可以模擬樹脂從注入型腔開始到充滿型腔的填充過程。保壓分析：可以模擬充入型腔的樹脂在保壓過程中的狀態(tài)。冷卻分析：可以

14、模擬模具在冷卻過程中的溫度變化狀態(tài)。冷卻變形分析：根據(jù)保壓分析取得的樹脂收縮及冷卻分析取得的模具溫度變化狀態(tài)，分析注塑制品脫模后可能產(chǎn)生的翹曲變形狀況。 2）后處理各種分析結(jié)果如型腔中樹脂在填充過程中的流動前鋒、樹脂壓力分布、模具的溫度分布、熔接線位置及氣穴位置等均可以用彩色圖、x-y圖文字或數(shù)字方式表示。第二章 塑料成型工藝基礎(chǔ)2.1 肥皂盒的造型設(shè)計其圖形如圖21與22所示：圖2-1肥皂盒工藝圖圖22肥皂盒三維圖2.2 肥皂盒塑料PS的結(jié)構(gòu)與工藝特性優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，提高肥皂的使用壽命；缺點是:有可能使水流在臥室，不能保證房間的整潔性。在開模時需保證塑件留在型腔上，用推桿頂出。 2.2.1

15、聚苯乙烯的流動性聚苯乙烯是有苯乙烯的單體聚合而成的高聚物，屬于無定型塑料，具有良好的透明性、耐熱、耐光以及良好的電絕緣性能，加工流動性好。聚苯乙烯的流動性好，容易成型，由于聚苯乙烯熔體粘度對剪切速率和溫度都比較敏感，所以在注射中，無論是增大注射壓力或升高機筒溫度都會使熔體粘度下降，均可達(dá)到改善聚苯乙烯熔體流動性的目的，其中提高機筒溫度效果更明顯。制品壁厚對流動性也有一定的影響，PS熔體的最大流動長度與壁厚之比為200：1所以壁厚一般在1.04.0之間選取。2.2.2 聚苯乙烯的成型流動收縮性PS為非結(jié)晶型聚合物，成型收縮率較低，通常為0.5%0.8%，提高注射壓力對降低成型收縮率是有利的，但注

16、射速度不宜過高，否則模腔內(nèi)的空氣難以及時排出，還會使制件表面不光滑，透明度低，沖擊強度降下降，同時較大的剪切力還會導(dǎo)致制品的內(nèi)應(yīng)力增加，因此對聚苯乙烯來說在不發(fā)生波紋、熔接痕等缺陷的前提下應(yīng)盡可能采用較低的注射速度。2.2.3聚苯乙烯的工藝特性聚苯乙烯的著色性能優(yōu)良，能染成各種鮮艷的色彩。聚苯乙烯能耐堿、硫酸、磷酸、10%30%的鹽酸、稀醋酸及其他有機酸，但不能耐硝酸及氧化劑的作用，對誰、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的耐蝕能力。它是無色無味無毒的第三大塑料品種。它的吸水性較好，所以加工前不需要干燥處理。2.3 注射成型原理及工藝特性注塑模亦稱注射模，其成型原理是將塑料從注塑機的料斗送進(jìn)加熱

17、的料筒中，經(jīng)過加熱熔化呈流動狀態(tài)后，在柱塞和螺桿的推動下，熔融塑料被壓縮并向前移動，進(jìn)而通過料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔之中，充滿型腔的熔料在受壓的情況下，經(jīng)冷卻固化后即可保持模具腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。這樣在操作上完成了一個周期的生產(chǎn)過程。通常，一個成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等，時間的長短取決于塑件的大小、形狀和厚度、模具的結(jié)構(gòu)、注射機的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因素。注射成型是熱塑性材料成型的一種重要方法，它具有成型周期短、能一次成型形狀復(fù)雜的、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件。注射成型的生產(chǎn)率高、易實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。注射成型的缺點是所用的注

18、射設(shè)備價格高，注射模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不適合于單件小批量的生產(chǎn)，除了熱塑性塑料外，一些流動好的熱固性塑料也可用注射方法成型，其原因是這種方法生產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。第三章 塑件工藝性分析 3.1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)較簡單，精度要求相對較低，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級：五級。塑件工藝參數(shù)：成型時間：注射時間：0s3s 模具溫度：2060 保壓時間：15s40s 噴嘴溫度：180190 冷卻時間：15s30s 保壓壓力：3040Mp 總周期：40s90s 注射壓力：60100Mp結(jié)論：由分析可確定為注射成型的模具3.2 工藝性分析為了滿足制品表面

19、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，而澆口卻斜向開設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側(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。3.3注射機的選擇按照圖 1 塑件所示尺寸近似計 塑件體積： V 26cm3塑件質(zhì)量： M =261.035 g=26.91g選用注射機為國產(chǎn)的注射機XS-ZY-125臥式注塑機。查表注額定注射量為125 cm，注射壓力為120MPa，鎖模力為90104N，注射方式為螺桿式，噴嘴球半徑R為18mm，噴嘴口直徑為4mm。頂出形式是兩側(cè)設(shè)有頂桿，機械頂出。第四章 塑料制件在模具中的

20、位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.1 型腔數(shù)目的確定與單型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔應(yīng)收更為合適的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的整體成本。型腔數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量、批量大小、交貨長短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。根據(jù)注射機的額定鎖模力F的要求來確定型腔數(shù)目n ，即n （4.1）式中 F注射機額定鎖模力（N）P型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（MPa）A1、A2分別為澆注系統(tǒng)和單個塑件在模具分型面上的投影面積（mm2）大多數(shù)小型件常用多

21、型腔注射模，而高精度塑件的型腔數(shù)原則上不超過4個，生產(chǎn)中如果交貨允許，我們根據(jù)上述公式估算，采用一模二腔。4.2型腔的分布在實際的多型腔模具設(shè)計與制造中，對于精度要求較高、物理與力學(xué)性能要求均衡穩(wěn)定的塑料制件，應(yīng)盡量采用平衡式布置的形式。圖形如41所示：圖414.3分型面的選擇由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排氣等多種因素的影響、因此在選擇分型面時應(yīng)遵循以下的原則：（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)有利于塑件是順利脫模（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）

22、分型面的選擇應(yīng)便于模具的加工制造（6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣除了上述這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小以避免接近或超過所選用注射機的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流現(xiàn)象。圖形如42所示： 圖42分型面示意4.4 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.4.1 普通澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則主澆道分澆道澆口流道系統(tǒng)的設(shè)計是否適當(dāng)，直接影響成形品的外觀、物性、尺寸精度和成形周期。澆注系統(tǒng)設(shè)計原則1）要能保證塑件的質(zhì)量(避免常見的充填問題 )a)盡量減少停滯現(xiàn)象:停滯現(xiàn)象容易使工件的某些部分過度保壓，某些部分保壓不足，從而使內(nèi)應(yīng)力增加許多。 b)盡量避免出現(xiàn)熔接痕 熔接痕的存在主要會影響

23、外觀，使得產(chǎn)品的表面較差；而出現(xiàn)熔接痕的地方強度也會較差。 c)盡量避免過度保壓和保壓不足過度保壓: 當(dāng)澆注系統(tǒng)設(shè)計不良或操作條件不當(dāng)，會使熔料在型腔中保壓時間過長或是承受壓力過大就是過度保壓。過度保壓會使產(chǎn)品密度較大，增加內(nèi)應(yīng)力，甚至出現(xiàn)飛邊。1)盡量減少流向雜亂流向雜亂會使工件強度較差，表面的紋路也較不美觀。2）盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度*盡量減少塑料熔體的熱量損失與壓力損失*減小塑料用量和模具尺寸3）盡可能做到同步填充一模多腔情形下，要讓進(jìn)入每一個型腔的熔料能夠同時到達(dá)，而且使每個型腔入口的壓力相等。4)有利于型腔中氣體的排出5)防止型芯的變形和嵌件的位移6)盡量采用較短的流程充

24、滿型腔4.4.2主流道的設(shè)計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處部分到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和沖模時間有較大的影響，因此必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。設(shè)計要點:截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面R、圓角r圖形如下43：主圖43流道形狀及其與注射機噴嘴的關(guān)系1頂模板 2澆口套 3注射機噴嘴為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角a為26，小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.51mm，一般d=2.55mm。由于小端的前面是球面，其深度為35mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并貼合，因此要求主流道球

25、面半徑比噴嘴球面半徑大12mm。流道的表面粗糙度Ra0.8um。根據(jù)選用的 XS-ZY-125 型號注射機的相關(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+(12)mm=13mmd=d0+(0.51)mm=5mm錐角為2060，取其值為30，經(jīng)換算得主流道大端直徑為7.6mm。澆口套的選擇應(yīng)根據(jù)注射機里的定位孔來選擇，它與定位孔是過度配合，查表可知定位孔直徑為100mm，所以澆口套的尺寸為100mm。4.4.3分流道的設(shè)計流道的截面形狀會影響到塑料在澆道中的流動以及流道內(nèi)部的熔融塑料的體積。此次選用圓形截面。形狀圖如圖44所示：圖44

26、流道的截面圖1）圓形截面：優(yōu)點：流道形狀效率較高，可達(dá)0.25D。缺點：增加制作費用及成本，稍不注意會造成流道交錯而影響流動效率。 2）分流道的設(shè)計要點制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。（1） 成型樹脂的流動性，對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂, 流道截面要大一些。（2） 流道方向改變的拐角處, 應(yīng)適當(dāng)設(shè)置冷料穴。（3） 使塑件和澆道在分型面上的投影面積的幾何中心與鎖模力的中心重合。（4） 保證熔體迅速而均勻地充滿型腔（5） 分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能?。?） 要便于加工及刀具的選擇（7） 每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大1020（Dd1020）3）分流道的尺寸設(shè)計流道的直

27、徑過大：不僅浪費材料, 而且冷卻時間增長, 成型周期也隨之增長, 造成成本上的浪費。流道的直徑過?。翰牧系牧鲃幼枇Υ? 易造成充填不足, 或者必須增加射出壓力才能充填。因此流道直徑應(yīng)適合產(chǎn)品的重量或投影面積流道長度宜短, 因為長的流道不但會造成壓力損失,不利于生產(chǎn)性,同時也浪費材料；但過短, 產(chǎn)品的殘余應(yīng)力增大, 并且容易產(chǎn)生毛邊。流道長度可以按如下經(jīng)驗公式計算: （4.2）D分流道直徑mm W產(chǎn)品質(zhì)量g L流道長度mm所以分流道的直徑選取為8mm，長度一般取在830mm之間，不宜小于8mm，所以分流道長度取15mm。4）分流道的布置流道排列的原則a盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口的距離相等。

28、b使型腔壓力中心盡可能與注射機的中心重合。流道的布置要平衡，可以說自然平衡，如果自然沒法平衡的話需要人工平衡。4.4.3 澆口的設(shè)計澆口：連接分流道和型腔的橋梁,是澆注系統(tǒng)中最薄弱最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。澆口作用：1、熔料經(jīng)狹小的澆口增速、增溫，利于填充型腔。2、注射保壓補縮后澆口處首先凝固封閉型腔，減小塑件的變形和破裂。3、狹小澆口便于澆道凝料與塑件分離，修整方便澆口的位置、數(shù)量、形狀、尺寸等是否適宜直接影響到產(chǎn)品外觀、尺寸精度、物理性能和成型效率。澆口過?。阂自斐沙涮畈蛔?短射)、收縮凹陷、熔接痕等外觀上的缺陷,且成型收縮會增大。澆口過大：澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應(yīng)力,導(dǎo)致產(chǎn)品變形或破裂,且澆口的去除

29、加工困難等。澆口的選用通常要考慮以下幾項原則：a盡量縮短流動距離。b澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。c必須盡量減少熔接痕。d應(yīng)有利于型腔中氣體排出。e考慮分子定向影響。f避免產(chǎn)生噴射和蠕動。g澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。h注意對外觀質(zhì)量的影響。綜合塑料使用的澆口類型與選用原則這次設(shè)計選用側(cè)澆口。澆口開在型芯一側(cè)，開模時澆口自動切斷。4.4.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中的料流的前鋒冷料，以免這些冷料進(jìn)入型腔，它還有便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能，注射結(jié)束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從從定模澆口套中被拉出，最后退出機構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外

30、。拉料桿的常用形式上Z字形結(jié)構(gòu)，其典型的結(jié)構(gòu)形式如圖45所示：圖45拉料桿的材料為T8，進(jìn)行熱處理時頭部硬度為HRC5055，配合部分粗糙度為Ra0.8um.4.4.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計排氣不良容易引起塑件燒焦，短射、填充不足、脫模不良、陰影、氣泡、色差、縮水、流紋、表面凹陷、不熔合等。排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣

31、怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機器的能量消耗。其設(shè)計往往主要靠實踐經(jīng)驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。排氣間隙以不產(chǎn)生溢料為限，通常為0.030.05mm。利用配合間隙排氣是最常見也是最經(jīng)濟的，更具有實用性。第五章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直

32、接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強度和剛度校核。5.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模也就是所謂的型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式。整體式凹模：其特點是牢固，不易變形，不會使塑

33、件產(chǎn)生拼接線痕跡。但是由于整體式型腔加工困難熱處理不方便，所以其常用于形狀簡單的中、小型模具上。根據(jù)此次設(shè)計的要求與加工特點來看選用整體式凹模，其結(jié)構(gòu)圖如51與52所示：圖51凹模的模具設(shè)計圖52凹模的模具設(shè)計三維圖凹模的材料選40Cr，凹模熱處理硬度達(dá)到HRC4050,表面需鍍硌和拋光處理，型腔表面的粗糙度為Ra0.20.1um，配合面需要達(dá)到0.8um。5.2 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計主型芯的結(jié)構(gòu)形式也分整體式和組合式，由于肥皂盒的結(jié)構(gòu)較簡單所以選用整體式結(jié)構(gòu)，加工方便，簡化了結(jié)構(gòu)。小型芯常單獨制造，再嵌入模板中，最簡單的是用過盈配合直接從模板上面壓入，但是要在型芯下部鉚接，主要是為了防止配合不緊密

34、時被拔出的可能。其基本結(jié)構(gòu)如圖52所示:圖53型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計圖54型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計三維圖型芯材料選40Cr，熱處理達(dá)到表面硬度為HRC4550，型芯表面的粗糙度為0.10.25mm，配合面為0.8mm，型芯表面熱處理時需好進(jìn)行鍍鉻、與拋光處理。5.3 成型零部件的工作尺寸的計算所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位的尺寸，其直接對應(yīng)塑件的形狀與尺寸。鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜，塑件本身精度也難以達(dá)到高精度，為了計算簡便，規(guī)定：&塑件的公差塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)

35、定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取。5.3.1 計算成型零部件工作尺寸要考慮的因素（1）塑件的收縮率的波動塑件成型后的收縮率的變化與塑料的品種、塑件的形狀、尺寸、壁厚、成型工藝條件、模具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，塑料收縮率波動誤差為：s=(Smax-Smin)Ls （5.1）式中 s塑料收縮率波動誤差 Smax塑料的最大收縮率Smin塑料的最小收縮率Ls塑件的基本尺寸（2）模具成型零件的制造誤差模具成型零件的制造精度愈低，塑件尺寸精度愈低，一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差的1/31/4。（3）模具成型零件的磨損脫模磨損是最主要的因素，磨損程度與塑料的品種和模具的材料及熱

36、處理有關(guān)，為簡化計算，凡與脫模方向垂直的表面不考慮磨損，與脫模方向平行的表面應(yīng)考慮磨損。對于中小型塑料件，最大磨損量可取塑件公差的1/6，對于大型塑件應(yīng)取塑件公差的1/6以上。（4）模具安裝配合誤差模具成型零件裝配誤差以及在成型過程中成型零件配合間隙的變化，都會引起塑件尺寸的變化。綜上所述塑件在成型過程中產(chǎn)生的尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和，即=z+c+s+j+a （5.2）式中 塑件的成型誤差z模具成型零件制造誤差c模具成型零件的磨損引起的誤差s塑料收縮率波動引起的誤差j模具成型零件配合間隙變化誤差a模具裝配誤差5.3.2 型腔和型芯相關(guān)尺寸的計算塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平

37、均收縮率計算。*100% PS的收縮率是0.6%0.8%，它的平均收縮率是S=0.7%（1）型腔徑向尺寸的計算因為塑件尺寸較小，精度級別高，c可取/6、z可取/3,此時，X取0.75。根據(jù)公式 LM= （5.3）基本尺寸/mm 公差值/mm 計算124.74 1.48 LM = =124.584.6 1.2 LM = =84.29（2）型芯徑向尺寸的計算根據(jù)公式 M= （5.4）基本尺寸/mm 公差值/mm 計算119.26 1.48 m= =79.4 1.2 m= =14.71 0.58 m= = =（3）型腔深度的尺寸計算在計算型腔深度和型芯高度尺寸時，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，

38、所以可以不考慮磨損量。根據(jù)公式 HM= （5.5）以下x為2/3基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 27.35 0.7 H1M=27.07（4）型芯高度的尺寸計算根據(jù)公式 ： M= （5.6）基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 24.65 0.7 M= =25.29（5）中心距的尺寸計算塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均為平均尺寸Cm=(1+S)Cs標(biāo)注制造公差后得：Cm=(1+S)Cs （5.7）基本尺寸/mm 公差值/mm 計算15 0.58 Cm=(1+S)Cs =15(1+0.7%) =15.1055.3.3 矩形型腔側(cè)壁和底板厚度的確定由于型腔壁厚計算比較麻煩

39、，所以根據(jù)參考文獻(xiàn)可以得出，矩形型腔內(nèi)壁短邊長為84mm，模套壁厚S2是4045mm，根據(jù)自己的設(shè)計來看，此次選用凹模厚度是13mm，模套壁厚是40mm。足以滿足設(shè)計的強度需要。第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計6.1 注射模架的選擇模架是設(shè)計、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件，如圖61：圖61模架模型標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，中小模架的周界尺寸范圍是H1+H2+a+(510)mm （9.1）式中 S注射機最大開模行程，300mm H推出距離，mm H塑件高度，mm a定模板與中間模板之間的分開距離，mm 數(shù)據(jù)帶入公式得S26+27+30+8=88mm所以符合要求致 謝畢業(yè)設(shè)計就這樣在自己的忙碌中結(jié)束了，剛接到這個課題的時候

40、真的不知道該從何做起，因為開課比較晚，也就相當(dāng)于是邊學(xué)邊做，但是這對于我們來說也算是個好事，剛學(xué)我們就可以很牢靠的記住流程，跟著流程走就相對來說比較簡單了。如果不是老師細(xì)心與耐心的指導(dǎo)，我也不會這么快的做到位，我們知道的畢竟是太少了，通過老師對自己設(shè)計的分析，然后自己再修改，這中間少走了很多彎路。通過這次設(shè)計也讓我們認(rèn)清自己的實力，自己懂得的知識還是很少，在做設(shè)計的時候，要串聯(lián)很多方面的知識，而我有時候真的不知道該如何去做，也都是通過查閱資料，雖然說不可能記住很多，但是我們要做到的就是遇到這方面的難題我們知道該去哪里查閱資料，這就是書庫的作用了。至此，感謝學(xué)校，感謝老師們在這四年里對我的諄諄教導(dǎo)，讓我充實的度過了這四年的大學(xué)生活，你們的教誨將是我最寶貴的財富。最后，感謝我的指導(dǎo)老師劉老師對我的畢業(yè)設(shè)計的悉心指導(dǎo)和耐心幫教。參考文獻(xiàn)1屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計M.北京:高等教育出版社,2001 2塑料模設(shè)計手冊編寫組主編.塑料模設(shè)計手冊M.(第二版).北京:機械工業(yè)出版社,2002 3許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2002 4吳兆祥主編.模具材料及表面處理M.北京:機械出版社,2000 5馮炳堯，韓泰榮，將文森主編模具設(shè)計與制造簡明手冊M ，上?？茖W(xué)技術(shù) 47