模具塑料模肥皂盒的设计.doc

1、毕业设计说明书目录 前言（一）塑料工艺分析（二）1、原材料的分析2、塑料的结构分析3、表面质量分析4、尺寸精度分析塑件的体积与质量（三）注射工艺参数的确定（四）结构设计（五）1、分型面的选择2、型腔的排列方式3、浇注系统的设计、主流道的设计、分流道的设计、浇口设计4、成型零件的结构设计、凹摸的结构设计、凸模的结构设计 计算（六）1、型芯、型腔尺寸的计算 凹模有关尺寸的计算、模具型新位置尺寸计算、模具型新位置尺寸计算2、侧壁及底板厚度计算3、加热或冷却有关计算4、闭合高度的计算5、注射机有关参数的校核模具工作原理（七）设计的特点（八）制造（九）致谢（十）题目：塑件名称:肥皂盒材料:ABS生产批量

2、:大批量生产，无毛边零件图如右图:内容提要本课题主要是针对盒盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是盒盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对盒盖的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注射模具。由于塑件内侧有六个小凸台，不需要设置斜导柱，固采用活动镶件的结构形式。其

3、优点在于简化机构，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本。通过模具设计表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要求。关键词 塑料模具 盒盖 模具一、前言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活

4、塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次毕业设计的主要任务是肥皂盒注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒塑件产品，以实现自动化提高产量。针对肥皂盒的具体结构，通过此次设计，希望能对模具有更加深刻的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。由于设计时间简短，加之本人水平有限，设计可能有这样那样的错误，望老师指点，更正。二、塑料模的工艺分析1：原材料的分析1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明

5、等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时

6、模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类

7、溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。2：塑件的结构分析从零件图上分析，该零件整体尺寸7050,外部形状为一个长方形，中间为一个高28mm凹槽，底面有六个为6通孔，壁厚为2mm,无侧抽芯机构，该零件属于低等复杂程度。3：表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷、飞边，表面粗糙度Ra1.6,除此没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。4：尺寸精度分析该零件没有什么特别重要的尺寸，查表3-1（塑料成型工艺与模具设计36页），塑件ABS的未注公差为尺寸MT5，查表得零件尺寸如：70、66、50、30、28、17.5、20、6、2。三、塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔数，查表

8、6-1（模具设计指导），查得ABS塑料的密度为1.02-1.05g/cm,取中间值=1.03g/cm经计算塑件的体积为:V19652mm(V=705030-664628-6(6)219652mm)，故塑件的质量为W=V=1.0319652=20.24(g)四、注射工艺参数的确定由于要求制件大批量生产，故采用一模二腔的设计方案，考虑其外形尺寸，注射时所需压力和工厂现有设备等情况，查表附录C(塑料成型工艺与模具设计）可知:1、温度：料筒的温度因该零件采用的塑料是ABS，是由丙稀晴、丁二稀、苯乙稀共聚而成的非结晶高聚物，料筒末端温度应控制在它的粘流温度以上，料筒温度应控制在粘流温度与分解温度之间。料

9、筒温度：后段150-170 中断165-180 前段180-200：喷嘴温度喷嘴温度通常比料筒的温度低，以防止熔体在直通式喷嘴上可能发生的“流涎”现象，但喷嘴温度也不能太低，不然可能发生塑料凝固将喷嘴堵死，初步确定适当的温度，通过对熔体的“对空注射”进行检查，在对喷嘴温度进行调整。喷嘴温度：170-180：模具温度零件用ABS材料，属于非结晶高聚物，ABS开温时黏度增高，该零件壁厚较薄，模具温度应偏低。模具温度：50-802、压力注射压力的大小取决于塑料品种、注射机的类型、模具结构、塑料的壁厚和流程。注射压力：60-100Mpa3、时间成型周期包括注射时间、保压时间、冷却时间、在整个成型周期中

10、，注射时间和冷却时间最重要，对塑件的质量决定性作用。注射时间：20-90s保压时间：0-5s冷却时间：20-120s总周期：50-220s由此考虑塑件大批量生产，以及以上的从温度、压力、时间方面考虑，查表附录D（塑料成型工艺与模具设计）初步选用注射机XS-ZY-125。注射机XS-ZY-125参数：额定注射量：125mm最大成型面积：320cm柱塞直径：42mm注射压力：119Mpa模板尺寸：428450（mmmm）柱杆空间：260290(mmmm)锁模力：900KN喷嘴圆弧半径：12mm喷嘴孔径：4mm最大开模行程：300mm模具最大厚度：300mm模具最少厚度：200mm五、结构设计注射模

11、的结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定及排列方式和浇注系统的设计以及成型零件的设计，由于该塑件结构简单，无侧抽芯机构，既不需要对此进行设计。1：分型面的选择在模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。通常有以下原则：分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处，而且应使塑件留在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯留在动模，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，有利于脱模。 分型面的选择应有利于保证素件的外观质量和精度要求。 分型面的选择应有利于成型塑件的加工制造。 分型面应有利于侧向抽芯机构，但此

12、模具无须侧向抽芯机构，此点不必考虑。根据模具分型面的选择原则，选择下图1-1所示两种分型方式：图1-1经分析如照左图分型，型腔结构简单，降低了模具加工的难度，有利与推出机构的设计，但需要较大的注射压力，如照右图分型，塑件能够较好的留在型芯上，但是塑件的外观质量不好，容易在分型面处形成飞边，且加大了模具的加工难度。经考虑后，选左图的分型方式比较好。2：确定型腔的排列方式本塑件在注射时采用一模二件，既模具需要两个型腔，综合考虑浇注系统，料流长度等因素，模具的的型腔排列方式应采用如图1-2所示，这种排列方式的最大优点是熔料进入型腔后到另一端的料流流程较短，相对于ABS塑料流动性不好，可以在较短的时间

13、内成型。图1-2若采用图1-3所示的排列方式，因为模具结构简单，无需侧抽芯机构，这样排列会造成模具总体尺寸增大，加大模具的复杂程度。图1-33：浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井组成。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的部分，设计时必须按如下原则：（1） 适应塑料的工艺性（2） 排气良好（3） 流程要短（4） 避免料流直冲型芯或嵌件（5） 休整方便、保证塑件的外观质量（6） 防止塑件变形（7） 浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小，容积也应尽量小，这样可以减少塑料的耗量，又可以减少所需锁模力。（8） 浇注系统的位置应尽量与模具的轴线对称，浇注系统与型腔的布置应尽量减少

14、模具的尺寸。根据浇注系统的设计原则，对其进行设计：主流道的设计：根据模具设计手册查的XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径：do=4，喷嘴前端球面半径为：Ro=12。根据模具主流道与喷嘴R=Ro+(12)mm及d= do+(0.51)mm（塑料成型工艺与模具设计82页）,取主流道球面半径R=13mm,孔径d=4.5mm。为了便于将凝料从主流道种拔出，可将主流道设计成圆锥形其斜度为2o6o，经换算主流道大端直径D=8.5，为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径为r=5mm的圆弧过渡。分流道的设计：分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射率、分流

15、道的长度等因素来确定。由于该塑件的形状简单，熔料填充比较容易，根据有上图1-2型腔的排列方式可知分流道的还算比较短，为了加工容易起见，选用截面形状为半圆分流道，查表4-2（塑料成型工艺与模具设计83页）可知，ABS塑料的分流道直径，取D=6mm。浇口设计：根据塑件的成性要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。通常，侧浇口的厚度为0.51.5mm，宽度为1.55.0mm,浇口长度为1.52.5mm。所以，初选尺寸为1mm3mm1.5mm，试模时进行修正。(注：b代表侧浇口的宽度，h代表侧浇口的高度l代表侧浇口的长度）4:成型零件的设计 凹模的结构设计：模具采用一模二件的结构形式，考虑加工的难易

16、程度、材料的价值利用等因素，凹模采用整体凹模，其结构如图1-4所示： 图1-4凸模的结构设计：凸模主要是与凹模结构构成模具型腔的，凸模也采用嵌入式结构如图1-5所示：图1-55：推出机构的设计在注射成型的没一次循环中，都必须使塑件从型芯或型腔中脱出，此类动作能否完成，最关键的是推出机构的设计是否合理。根据塑件的形状，决定采用推杆推动推板将塑件从型芯中顶出，该方案简单可靠、加工容易。结构如下图所示：六、计算1：型芯、型腔尺寸的计算查表6-4（模具设计指导197页）可知，查得ABS塑料的收缩率q=0.3%0.8%，故平均收缩率为q=S+S=（0.3+0.8）%/2=0.55%，考虑到工厂模具制造的

17、条件，模具制造公差取z=/3。 、凹模有关尺寸的计算径向尺寸L=L(1+k)-(3/4)= 70(1+0.0055)-(3/4)0.86=69.74深度尺寸H=H(1+k)-(2/3)= 30(1+0.0055)-(2/3)0.50=29.83 、凸模有关尺寸的计算径向尺寸l=l(1+k)+(3/4) = 66（1+0.0055）+（3/4）0.86=67.00深度尺寸h=h(1+k)+ (2/3)= 28(1+0.0055)+( 2/3) 0.50=28.488小型芯尺寸d=d(1+k)+ (3/4) = 6（1+0.0055）+(3/4) 0.24=6.21、模具型新位置尺寸计算C=C(1

18、+k)/2=20(1+0.0055)0.44/6=20.110.07C=C(1+k)/2=17.5(1+0.0055)0.38/6=17.600.062：侧壁及底板厚度计算型腔底板厚度t经验数据查表4-8（塑料成型工艺与模具设计）得：t=(0.1-0.11)b t=0.1150=5.5mm 单型腔侧壁厚t=0.20t+17(型腔压力P49MPa)所以t=0.2070+17=31mm.由于模具采用的是一模二腔的设计方案，属于多型腔模具，多型腔模具的型腔与型腔之间的壁厚tc,由此可知，tc=31mm. 3：加热或冷却有关计算本模具在注射成型时不要求太高的模温，所以在模具上可不设加热系统。由于模具的

19、平均工作温度为60，用常温20的水作为模具冷却介质，其出口温度为40，产量为0.26Kg/h。塑件在硬化时每小时释放的热量为Q,查表6-20（模具设计指导210页）得到ABS的单位热流量为410J/Kg，即Q=WQ=0.26410 =1.0410J/Kg。所以冷却水的流量V由式3-65得：V=0.6110m/min.由上计算可知，因为模具每分钟所需要的冷却水体积流量较少，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。4：闭合高度的计算根据表7-5选定标准模架,A3-250315-03-Z2,如下图所示：由此可知定模板A=50mm,动模板B=40mm垫板厚度C=63mm.所以模具的闭合高度:H=

20、H+H+H+H+H+H=25+50+25+40+25+63=228(mm)5：注射机有关参数的校核本模具的外形尺寸为315mm315mm228mm,XS-ZY-125型注射机允许模具的最小厚度为H=200mm,最大厚度H=300mm,即模具满足HHH的安装条件。查表6-24（模具设计指导）XS-ZY-125型注射机的最大开模行程S=300mm,满足条件（4-9）(塑料成型工艺与模具设计)的出件要求:SH+H+（510）=28+30+10=68(mm)注射量：注射机的最大注射量M=V=1251.03g=128.75g(注：V代表注射机的最大注射量，代表塑料ABS的密度)由4-3式M0.8M，M=

21、20.244g0.8128.75g锁模力：由于注射压力P为60100MPa由式4-5（塑料成型工艺与模具设计75页）P= PK=1000.7=70MPa，由式4-4知，APF，即350070=245KN900KN.(注：K代表压力损耗系数，取值在0.30.7之间；A代表塑件的投影面积；P代表注射压力；P代表熔体单位面积压力)经验证: XS-ZY-125型注射机能够满足使用要求，故可以采用。七、模具工作原理模具安装在注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模固定在注射机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时动模部分随动板一起运动渐渐将分型面打开

22、，塑件留在了动模上，当分型面打开到68mm时，动模运动停止，在注射机顶出装置作用下，推杆顶住推板运动将塑件顶出，模具再进行闭合，完成一次注射模的工作八、设计的特点本模具采用的是一模二腔，适用于大批量、成批的生产，模具结构简单，没有侧抽芯结构，模具利用推板将塑件推出，由于凸凹模的精度较高，生产的产品精度较高，没有飞边产生。九、制造凸模加工工艺过程序号工序名称 工序内容1下料锻造（如下图的形状，留足够加工余量）2热处理去应力退火3数控铣铣出如下图的型腔，外表凸台，留0.3-0.5mm的加工余量4粗磨粗磨上下两个表面，5热处理淬火至60-65HBS6精磨精磨上下两个表面，达到平行度要求7精铣精铣外凸

23、台，精铣型腔8钳工修磨9检验 致谢历经近两周的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，以及谭海林老师的指导，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过两周的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。在这次设计过程中，感谢各位老师对我的指导，使我受益匪浅，在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢! - 18 -