肥皂盒上蓋畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

肥皂盒蓋子注塑模具設(shè)計(jì) 摘要：本課題主要是針對(duì)塑料肥皂盒上蓋的模具設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝分析和比較，最終設(shè)計(jì)出一副注射模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型不封的結(jié)構(gòu)、定出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注射機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都做出詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)的主要任務(wù)是塑料肥皂盒上蓋的注塑模具的設(shè)計(jì)。針對(duì)肥皂盒上蓋的具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口單分型面注射模具。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求?！娟P(guān)鍵詞】模具設(shè)計(jì)、注塑模、塑料肥皂盒上蓋、加工工藝。目錄摘要 1第一章 緒 論3第二章 塑件成型工藝分析 4 2.1 肥皂盒造型設(shè)計(jì) 4 2.2 PVC塑料肥皂盒的結(jié)構(gòu)與工藝特性 4 2.3 注射成型原理與工藝特性5第三章 注射機(jī)的選擇 6 3.1 塑件體積的計(jì)算 6 3.2 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目6 3.3 注射機(jī)的選擇 6 3.4 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核7第四章 塑件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 4.1 分型面的選擇 9 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10第5章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 5.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14 5.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 5.3 成型零部件的尺寸計(jì)算 15第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 18 6.1 注射模架的選擇 18 6.2 合膜導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)19第七章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 7.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則20 7.2 推出機(jī)構(gòu)的選擇21 7.3 推出力的計(jì)算21 7.4 推桿設(shè)計(jì)21 7.5 推出機(jī)構(gòu)工作原理圖 22第八章 冷卻和排氣系統(tǒng)22 8.1 冷卻系統(tǒng)22 8.2 排氣系統(tǒng)22第9章 模具的裝配圖13致謝 14參考文獻(xiàn) 15第一章 緒 論 在工業(yè)生產(chǎn)中，模具是使用極為廣泛的重要的工藝裝備。它是以其特殊形狀通過(guò)一定的方式使原材料成型。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)如機(jī)械、電子、汽車、石油化工和建筑業(yè)等都需要大量的模具。塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來(lái)越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來(lái)越大。隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不段向前發(fā)展，對(duì)注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對(duì)注塑制品的要求就是對(duì)模具的要求。第二章 塑件成型工藝分析 2.1 肥皂盒造型設(shè)計(jì) 2.1.1肥皂盒零件圖2.2 PVC塑料肥皂盒的結(jié)構(gòu)與工藝特性聚苯乙烯的流動(dòng)性好，容易成型，由于聚苯乙烯熔體粘度對(duì)剪切速率和溫度都比較敏感，所以在注射中，無(wú)論是增大注射壓力升高機(jī)筒溫度都會(huì)使熔體粘度下降，均可達(dá)到改善聚苯乙烯熔體流動(dòng)性的目的，其中提高機(jī)筒溫度效果更明顯。制品壁厚對(duì)流動(dòng)性也有一定的影響，PS熔體的最大流動(dòng)長(zhǎng)度與壁厚之比為200:1，所以壁厚一般在1.0與4.0之間選取。2.3 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)比較簡(jiǎn)單，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)。結(jié)論：由此分析可確定為注射成型的模具。第3章 注射機(jī)的選擇 3.1 塑件體積的計(jì)算按照?qǐng)D塑件所示尺寸由UG計(jì)算得 塑件體積：V=11.09cm3 塑件質(zhì)量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得：p=1.05g/cm 所以，塑件的重量為：M=V=11.09cm1.05=11.64g3.2 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目根據(jù) n（KMpM1）/K （3-2-1）得 (3-2-2) 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機(jī)最大注射量，; 澆注系統(tǒng)凝料量，； 單個(gè)塑件體積或質(zhì)量，；根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時(shí)采用1模2腔 .3.3 注射機(jī)的選擇根據(jù)以上的計(jì)算，以及塑件結(jié)構(gòu)及外形尺寸、注射時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，選用注射機(jī)為XS-ZY-125型。3.4注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核3.4.1注射量的校核 式中： M注塑機(jī)的最大注塑量，g；M塑件的體積，g，該零件M11.09M澆注系統(tǒng)體積，g，該零件M5.77。故 此處選定的注塑機(jī)注塑量為125,所以滿足要求。3.4.2開(kāi)模行程校核注射機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足分開(kāi)模具取出塑件的需要。所選注塑機(jī)為XS-ZY-125型，其最大行程與模具厚度無(wú)關(guān)，故注塑機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足下式（510） （3-4-1）式中 注塑機(jī)最大開(kāi)模行程，。H推出距離，； H包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，；因?yàn)?S300HH（510）852510120故開(kāi)模行程滿足要求。第4章 塑件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 分型面的選擇該塑件的模具只有一個(gè)分型面，垂直分型，故選擇垂直的分型面。4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.2.1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)選用的型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm； 噴嘴前端球面半徑：R0=10mm； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 取主流道球面半徑：R=11mm； 取主流道小端直徑：d=4.5mm 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，此處選用2，經(jīng)換算得主流道大端直徑為6.67MM。4.2.2分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為4mm。 分流道選用圓形截面：直徑D=4mm流道表面粗糙度 4.2.3澆口的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口） 該澆口相對(duì)于分流道來(lái)說(shuō)斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。 4.2.4冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴的長(zhǎng)度通常為流道直徑的1.52倍，該模具屬于中小型模具，故冷料穴長(zhǎng)度取流道直徑的1.6倍，即8.0mm。在主流道對(duì)面采用冷料井底部帶推料桿的冷料井，推桿為帶Z型頭拉料鉤，其側(cè)凹可以將主流道凝料鉤住，分模時(shí)即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出制件時(shí)，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可脫鉤將制件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。第五章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模就是所謂的型腔，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(diǎn)是牢固，不易變形，不會(huì)產(chǎn)生使塑件產(chǎn)生拼接痕跡。但是由于整體式型腔加工困難熱處理不方便，所以常用于形狀簡(jiǎn)單的中、小型模具上。 根據(jù)此次設(shè)計(jì)的要求與加工特點(diǎn)來(lái)看選用整體式凹模，其結(jié)構(gòu)如圖: 凹模的材料選40Cr，凹模熱處理硬度達(dá)到HRC4050，表面需鍍鉻和拋光處理，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)設(shè)計(jì) 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)比較簡(jiǎn)單所以選用整體式結(jié)構(gòu)，加工方便，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。型芯材料選用40Cr熱處理達(dá)到便面硬度為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(shí)需要好進(jìn)行鍍鉻、與拋光處理。5.3 成型部件的工作尺寸的計(jì)算 5.3.1 型腔和型芯相關(guān)的計(jì)算 塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收視率計(jì)算。S=(Smax+Smin)/2 參考文獻(xiàn)PS的收縮率是0.3%0.8%，他的平均收縮率是S=0.55% （1）型腔徑向尺寸的計(jì)算 因?yàn)樗芗叽巛^小，精度級(jí)別高，c可取/6，z可取/3，X取0.75。根據(jù)公式 計(jì)算得長(zhǎng)為 寬為 （2） 型芯徑向尺寸的計(jì)算 根據(jù)公式 計(jì)算得長(zhǎng)為 寬為 （3）型腔深度的尺寸計(jì)算 在計(jì)算型腔深度和型芯高度尺寸時(shí)，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，所以可以不考慮磨損量。根據(jù)公式 以下X為2/3 計(jì)算得 （4）型芯高度的尺寸計(jì)算根據(jù)公式： 計(jì)算 （5）中心距的尺寸計(jì)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 標(biāo)準(zhǔn)公差后得 計(jì)算得 5.3.3 矩形型腔側(cè)壁和底板厚度的確定 注塑模具型腔為整體式矩形凹模，依據(jù)強(qiáng)度條件進(jìn)行凹模側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算11。 1）凹模的側(cè)壁厚度計(jì)算：由于，mm （5-5）h型腔深度（mm）；矩形凹模型腔長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（mm）；S凹模側(cè)壁厚度（mm）；P模具型腔內(nèi)最大的熔體壓力；模具強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力（Mpa）。2）凹模底板厚度mm （5-6）T凹模底板厚度（mm）；B凹模的短邊長(zhǎng)度（mm）。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模板，為了使型腔選料、加工方便，降低制造難度，凹模側(cè)壁厚度取為約25mm，凹模底板厚度取為40mm。第六章 注塑模結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 6.1 注射模架的選擇模架是設(shè)計(jì)、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，中小模架的周界尺寸范圍是大于560mm900mm，此次選用的模架周界尺寸為560mm900mm。6.2 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.2.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 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。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。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。 6.2.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)套材料用與導(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，這樣可以減輕磨損防止導(dǎo)柱或?qū)桌槭箤?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. 第七章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1 推出機(jī)構(gòu)的選擇 采用推桿推出，推桿截面為圓形。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)推桿本事的剛度和強(qiáng)度要求，采用四根推桿推出，推桿裝入模具后，起起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔0.050.1mm。7.2 推出力的計(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）： (8-1) 式中： -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(zhǎng)（cm）; -被包緊部分的深度（cm）; -由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力； -磨擦系數(shù)； -脫模斜度；L=312.20MMH=9.04MMQ=312.20MMx9.04MMx10MPA(0.1xCOS0.5-SIN0.5)=282.22(N)7.3 推桿的設(shè)計(jì) 7.3.1 推桿的直徑 公式: 其中: d為圓形推桿直徑mm; 為推桿長(zhǎng)度系數(shù)約為0.7; L為推桿長(zhǎng)度。n推桿數(shù)量; E推桿材料的彈性模量; Q總脫模力;通過(guò)計(jì)算d約為3.4mm 此設(shè)計(jì)d取5mm。 7.3.2 推桿的強(qiáng)度計(jì)算 推桿壓力校核，根據(jù)公式式中s取320N/mm2 。 通過(guò)計(jì)算大約為170N/mm2 所以滿足使用要求。推桿硬度為5065HRC。 第八章 冷卻和排氣系統(tǒng) 8.1 冷卻系統(tǒng) 根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時(shí)可實(shí)現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書(shū)上的經(jīng)驗(yàn)值取4根，冷卻水口口徑為6mm. 8.2 排氣系統(tǒng)當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設(shè)計(jì)在分型面之間、推桿預(yù)模板之間及活動(dòng)型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值取0.04。第九章 模具的裝配圖 9.1 注塑模具簡(jiǎn)易裝配圖1-導(dǎo)套 2-上底座 3-推板固定板 4-推板 5-下固定座 6-凸模 7-推桿 8-冷卻孔9-拉料桿 10-冷料穴 11-噴嘴 12-凹模 13-上固定座 14-導(dǎo)柱 15-下底座致謝 經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的不懈努力我終于完成了這次設(shè)計(jì)。在這里首先感謝我的指導(dǎo)老師劉校培老師在這一個(gè)多月時(shí)間里對(duì)我辛勤的輔導(dǎo)讓能夠順利完成這次設(shè)計(jì)。其次，我要感謝所有老師在大學(xué)三年里對(duì)我教育，讓我能為這次設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后我還要感謝同學(xué)們我的幫助讓能順利完成這次設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，也感受了老師們的無(wú)私奉獻(xiàn)。我也意識(shí)到了我在學(xué)習(xí)中的許多的不足和缺點(diǎn)，我會(huì)在以后的生活中慢