肥皂盒注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì).pdf

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，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 2 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， 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 ；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，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：5070 /C o : 注射壓力：7090MPa: 保壓力： 5070MPa: 注射時(shí)間：35s: 保壓時(shí)間：1530s: 冷卻時(shí)間：1530s: 成型周期：4070s: 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 3 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： 1 (28.71/180 1586.69/180 2.5)V +370.6 2 (2570.52 2 1316.31 2299 4410 2) 2+ + + + 1 V26cm 塑件質(zhì)量：26 1.035M =g=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) 1p kmm n k （4-1） 得 1 p nmm m k + (4-2) k 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8; p m 注射機(jī)最大注射量，cm 或 g; 1 m 澆注系統(tǒng)凝料量，cm 或 g； m單個(gè)塑件體積或質(zhì)量，cm 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 22 2 34.83 () 50541 2312 4 2 v + =+ + 2 216 2 4+ 10.1cm 4 4.4 3 1 2 26 10.1 77.6 0.8 p nmm mcm k + = 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： 0 4dmm=； 噴嘴前端球面半徑： 0 12Rmm=； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 () () 0 0 12 0.51 RRmm ddmm =+ =+ : : 取主流道球面半徑：13Rmm=； 取主流道小端直徑：5dmm=； 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26o:，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) 5 分流道選用圓形截面：直徑 D=10cm 圖 5.2 分流道示意圖 流道表面粗糙度 1.6 a Rm= 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） 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 6 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，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） 7 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 圖 6.1 模架模型圖 8 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： 3 4 DDDQ + =+ 平模 （） (7-1) 型腔深度： 2 3 HHQ + =+ 平模 （H） (7-2) 型芯外徑： 3 4 ddQ =+ -平模 （d） (7-3) 型芯深度： 2 3 hhQ =+ -平模 （h） (7-4) 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 1/41/6； 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） h模-型芯高度（mm） ； h-塑件孔深基本尺寸（mm） ； 7.1.1 型腔尺寸計(jì)算 基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 100 0.44 1 0.44 0.33 4 10000.22 3 (100 100 0.55%0.44)100 4 D + + + =+= 4 0.14 1 0.14 0.048 4 400.083 3 (44 0.55%0.14)4 4 D + =+ = 9 30 0.24 1 0.24 0.05 4 3000.01 3 (3030 0.55%0.24)30 4 D + + =+= 104 0.5 1 0.5 0.322 4 10400.197 3 (104 104 0.55%0.5)104 4 D + + + =+= 324 1.2 1 1.2 1.182 4 32400.882 3 (324324 0.55%1.2)324 4 D + + + =+= 6 0.14 1 0.14 0.03 4 600.07 3 (66 0.55%0.14)6 4 D + =+ = 80 0.38 1 0.38 0.245 4 8000.15 3 (8080 0.55%0.38)80 4 D + + + =+= 25.5 0.24 1 0.24 0.02 4 25.500.04 3 (25.525.5 0.55%0.24)25.5 4 H + + =+= 6 0.14 1 0.14 0.025 4 600.06 2 (66 0.55%0.14)6 3 H + =+ = 29 0.24 1 0.24 0.04 4 2900.02 3 (2929 0.55%0.24)29 4 L + + =+= 14 0.20 1 0.20 0.033 4 1400.083 3 (14 14 0.55%0.20)14 4 L + =+= 26 0.24 1 0.24 0.053 4 2600.007 3 (2626 0.55%0.24)26 4 L + + =+= 12 0.18 1 0.18 0.014 4 1200.059 3 (12 12 0.55%0.18)12 4 L + + =+= 106 0.5 1 0.5 0.333 4 10600.208 3 (106 106 0.55%0.5)106 4 L + + + =+= 7.1.2 型芯的尺寸計(jì)算 基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 12 0.18 1 0.18 0.246 4 1200.201 3 (12 12 0.55%0.18)12 4 l + + + =+= 10 27 0.24 1 0.24 0.39 4 2700.33 3 (2727 0.55%0.24)27 4 l + + + =+= 10 0.18 1 0.18 0.235 4 1000.19 3 (10 10 0.55%0.18)10 4 l + + + =+= 24 0.24 1 0.24 0.372 4 2400.312 3 (2424 0.55%0.24)24 4 l + + + =+= 110 0.5 1 0.5 1.105 4 11000.98 3 (110 110 0.55%0.5)110 4 l + + + =+= 八 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1）定位作用；2）導(dǎo)向作用；3）承受一定的側(cè)向壓力 8.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 8.1.1 長(zhǎng)度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出 812 cm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正 方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 8.1.2 形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 8.1.3 材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用 20 鋼（經(jīng)表 面滲碳淬火處理） ，硬度為 5055HRC。 8.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8.2.1 材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損， 一防止導(dǎo)柱或?qū)桌?8.2.2 形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔 內(nèi)的空氣。 8.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損壞后也便于 更換。 推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時(shí)需均勻布 置，以保證塑件推出時(shí)受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和 強(qiáng)度要求，采用四根推桿推出。推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或搞 出型腔 0.050.1cm. 8.3.1推件力的計(jì)算 對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計(jì)算，并確定其脫模力（Q） ： ()cossinQLhp f= (8-1) 式中 L-型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(zhǎng)（cm）; h-被包緊部分的深度（cm）; p-由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取 7.811.8MPa:； f-磨擦系數(shù)，一般取0.10.2:； -脫模斜度( ) o ； 11 157.3 245.9 2L = +=406.4mm 24.5h =mm () 406.424.5100.1 cos2sin2QmmmmMPa= oo 得8212.8QN= 8 .3.2 推桿的設(shè)計(jì) 推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二由式5-97得 d=（Q En 3 22 l64 ） 4 1 (8-2) d圓形推桿直徑cm 推桿長(zhǎng)度系數(shù)0.7 l推桿長(zhǎng)度cm n推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量N/ 2 cm(鋼的彈性模量E=2.110 7N/2 cm) Q總脫模力 1 22 4 37 64 0.710 8212.80.3153.15 42.1 10 dcmmm = 取 5dmm=。 推桿壓力校核 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)式5-98 = s dn Q 2 4 (8-3) 12 s 取320N/mm 2 2 4 8212.8 163.5/ 44 N mm = + (10-4) p-注射時(shí)型腔壓力 查參考文獻(xiàn)得 30MPa A-塑件在分型面上的投影面積（ 2 cm） 1 A-澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（ 2 cm） F-注射機(jī)額定鎖模力，按 GB XS-ZY-125 型注射機(jī)額定鎖模力為 900kN ()() 2 22 81