塑料模具肥皂盒設(shè)計(jì)說明書

1、第一章 產(chǎn)品的說明 肥皂盒是日常用品，幾乎家家戶戶都有，商店里出售的肥皂盒也是各種各樣，豐富多彩，有很特別的設(shè)計(jì)以贏得消費(fèi)者的喜愛。此次設(shè)計(jì)的是肥皂盒底座，結(jié)構(gòu)比較簡單，但考慮的是其實(shí)用性。為了防止香皂遇水軟化，將底座設(shè)計(jì)成了中間凸起的曲面，并在底座水平放置處開了漏水孔。肥皂盒圖形如下：圖11第二章 塑件的分析塑料化學(xué)名稱：聚氯乙烯比重：1.38克/立方厘米 成型收縮率：0.6-1.5%產(chǎn)品需要預(yù)熱到70-90，預(yù)熱時(shí)間為4-6小時(shí)成型溫度：230-330 成型時(shí)間為40-130秒成型特性：1、 無定形料，吸濕性小，但為了提高流動(dòng)性，防止發(fā)生氣泡則宜先干燥。2、 流動(dòng)性差，極易分解，特別在高溫

2、下與鋼、銅金屬接觸更易分解，分解溫度為200，分解時(shí)有腐蝕及刺激性氣體。3、 成型溫度范圍小，必須嚴(yán)格控制料溫。4、 用螺桿式注射機(jī)及直通噴嘴，孔徑宜大，以防死角滯料，滯料必須及時(shí)處理清除。5、 模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，澆口截面宜大，不得有死角滯料，模具應(yīng)冷卻，其表面應(yīng)鍍鉻。第三章 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時(shí)應(yīng)該對(duì)注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時(shí)選定合適的注射機(jī)型號(hào)。從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需要了解注射機(jī)的主要規(guī)范。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的“注射機(jī)使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，因?yàn)榧词雇灰?guī)格的注射機(jī)，生

3、產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。3.1注射機(jī)的選用注射量的計(jì)算選用注射機(jī)時(shí)，通常是以某塑件實(shí)際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號(hào)，然后依次對(duì)該注射機(jī)型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。以實(shí)際注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號(hào)：為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于某注射機(jī)的公稱注射量，即：式子中，-實(shí)際塑件的總體積。由PRO/E分析/體測量，可得塑料盒的體積為，可得塑件質(zhì)量， 根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目由于塑件型腔較深且底壁上有孔，加上塑件有一般精度要求，外表面有高光潔度要求不易采用太多型腔數(shù)目所以考慮一模兩

4、腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)以方便抽芯、澆口排列和模具的平衡。確定注射成型的工藝參數(shù)根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和PVC的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，見表31:工藝參數(shù)內(nèi) 容工藝參數(shù)內(nèi) 容預(yù)熱和干燥溫度成型時(shí)間/s35時(shí)間2h保壓時(shí)間15-30料筒溫度后段180200冷卻時(shí)間15-30中段210230總周期40-70前段200210螺桿轉(zhuǎn)速30-60注射時(shí)間噴嘴溫度180190后處理方法烘箱模具溫度6080溫度70注射壓力7090Mpa時(shí)間2-4表3-1確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模兩腔分布，由此可以計(jì)算出一次注射成型過程所用塑料量為：。根據(jù)以上一次注射量的分

5、析以及考慮到塑料品種，塑件結(jié)構(gòu)，生氣批量及注射工藝參數(shù)。注射模具尺寸大小等因素參考設(shè)計(jì)手冊(cè)初選型螺桿式注射機(jī)（經(jīng)后面的校核此注射機(jī)能滿足鎖模力，安裝尺寸和開模行程等各項(xiàng)要求，故最終選定此注射機(jī)）型螺桿式注射機(jī)的主要參數(shù)見表3-2:序號(hào)主 要 技 術(shù) 參 數(shù)參數(shù)數(shù)值1最大注射量/602注射壓力/MPa1223鎖模力/kN5004最大成型面積/(mmmm)1305最大模具厚度/mm2006最小模具厚度/mm707最大開模行程/mm1808動(dòng)定模固定板尺寸/mm3304409噴嘴球頭半徑/mm410定位圈直徑/mm80 表3-23.2 注射壓力的校核該項(xiàng)工作是校核所選注射機(jī)的公稱壓力能否滿足塑件所成

6、型時(shí)需要的注射壓力，其值一般為，通常要求。我們這里選。3.3 鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：-注射機(jī)的額定鎖模力；查表知為：500KN-模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力；一般為注射壓力的倍，通常取。我們這里選。-塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和由PRO/e分析測量，可得投影面積為，澆注系統(tǒng)的投影面積不超過K-壓力損耗系數(shù)一般取1.1-1.2故： 而鎖模力為，大于，符合要求。3.4開模行程的校核 注射機(jī)的開模行程是有限的，取出制品所需的開模距離必須小于注射

7、機(jī)的最大開模距離，本模具為霜分型面注射模，所需開模行程為： 式中，-塑件推出距離； -包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的高度； -注射機(jī)移動(dòng)板最大行程； -所需要開模行程； -中間板與定模的分開距離計(jì)算得：?？芍_模行程滿足模具的要求第四章 分型面的選擇不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計(jì)方法都必須首先確定分型面，因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇，為保證塑件能順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮選擇在塑件外形最大輪廓處，如圖4-1所示在滿足該原則的三個(gè)方案中，方案A的塑件開模后留在定模一側(cè)塑件不易取出，定出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，方案B的設(shè)計(jì)在開模時(shí)會(huì)產(chǎn)生影響塑件外觀的飛邊且飛邊不易清除，方案C既保證了塑件的外觀，且毛刺

8、、飛邊的清除也較容易因此選擇圖C所示的分型面 圖4-1第五章 型腔數(shù)目的決定及排布為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件的精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目，其計(jì)算過程如下：設(shè)型腔數(shù)目為，制品總件數(shù)為，每一個(gè)型腔所需的模具費(fèi)用為，與型腔無關(guān)的模具費(fèi)用為，每小時(shí)注射成型的加工費(fèi)用為，成型周期為，則：模具費(fèi)用為，注塑成型費(fèi)用為，總成型加工費(fèi)用為，即為使總的成型加工費(fèi)用最少，即令，則有：所以對(duì)于高精度制品，由于型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過4個(gè)，塑料件的精度為6級(jí)左右，以及模具制造成本、制造難度和生產(chǎn)效率的綜合考慮，型腔數(shù)目初定為2腔，排布形式

9、為矩形的平衡如圖5-1所示：圖5-1第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1澆注系統(tǒng)的組成所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主澆道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道，其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。我們?cè)谶@里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如圖6-1所示： 圖6-16.2澆注系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì) 主流道的設(shè)計(jì)：由表3-1可知，SZY-300型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為:噴嘴孔直徑=mm噴嘴前端球面半徑=12mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系得到：主流道進(jìn)口端球面半徑=（1

10、2）=12+（12）mm，取=14mm主流道進(jìn)口端孔直徑=+0.5=4+0.5 mm，取=4.5 mm主流道設(shè)計(jì)為圓錐形，其錐角 分流道的設(shè)計(jì)分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多想搶模具必定設(shè)計(jì)分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置分流道。分流道的截面形狀設(shè)計(jì)為半圓形可以減少壓力損失和傳熱損失，提高效率，我們這里就選用圓形分流道，如圖6-2所示圖6-2澆口的設(shè)計(jì)：澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。經(jīng)計(jì)算此模具選用點(diǎn)澆口形式澆口如圖6-3所示： 圖6-3第七章 成型零件

11、的工作尺寸計(jì)算7.1 凹模的結(jié)構(gòu)形式：凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓的零件。根據(jù)需要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式凹模、組合式凹模、拼塊組合式凹模，我們的產(chǎn)品屬于小型制件，從各方面分析我們可選用組合式凹模-整體嵌入式凹模。整體嵌入式凹模：于小件一模多腔式模具，一般是將每個(gè)型腔單獨(dú)加工后壓入定模中。這種結(jié)構(gòu)的凹模形狀、尺寸一致性好，更換方便。凹模的外形通常是用帶臺(tái)階的圓柱形，由臺(tái)階定位，以過渡配合嵌入定模板，然后用定模座板將其固定。其結(jié)構(gòu)如圖7-1所示： 圖7-17.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通采用組合式兩種類型。我們根據(jù)凹模的結(jié)構(gòu)形式選擇組合式凸模-組合裝配式凸模，它是將

12、凸模單獨(dú)加工后與動(dòng)模板進(jìn)行裝配而成，如下圖所示： 圖7-27.3成型零件的工作尺寸計(jì)算現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸是最大尺寸，其公差按規(guī)定為負(fù)值“”；凹模的名義尺寸是最小尺寸，其公差按規(guī)定為正值“”，現(xiàn)由公式可得：式中，“”前的系數(shù)可隨制品的精度和尺寸變化，一般在之間，的收縮率為。制品偏差大則取小值，偏差大則取大值。值由塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)公差數(shù)值表可查基本尺寸為時(shí)，其值為；基本尺寸為時(shí)，其值為；基本尺寸為時(shí)，為故可由以上公式算出其尺寸：型腔尺寸計(jì)算： 型芯尺寸的計(jì)算設(shè)塑件內(nèi)型腔尺寸為，公差為正值“”，制造公差為負(fù)值“”，經(jīng)過與上面凹模徑向尺寸相似推理可得：由于我們塑料件的厚度為，因此相應(yīng)的尺寸上減去或者。的

13、取值分別為：基本尺寸為的為，的為，的為，28mm時(shí)為0.31，8mm時(shí)為0.16.故 型腔壁厚和底板厚度計(jì)算在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。模具凹模采用的事整體嵌入式，因此可采用整體式矩形型腔壁厚計(jì)算公式來確定型腔側(cè)壁厚s和型腔底板厚T，如下圖所示： 圖7-3式中 -模具材料需用應(yīng)力，查表可知 P型腔所受壓力，查表知P=30MPa R型腔半徑第八章：導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式如圖所示： 圖81第九章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射成型的每一

14、個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種推出塑件的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的分類很多，我們采用的是混合分類中的一種:推件板一次脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)榇藱C(jī)構(gòu)是最簡單、最為常用的一種，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中比較實(shí)用和直觀。差表知推件板的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示： 圖101第十章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)塑料在成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使

15、塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在注射過程中，塑件的冷卻時(shí)間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射生產(chǎn)周期的。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，故用此公式：式中，-熱塑性擴(kuò)散系數(shù)；-制品厚度；現(xiàn)在我們根據(jù)已知條件知道，而塑件的厚度為；故 根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。由塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)查詢可得，的單位質(zhì)量成型時(shí)放出的熱量為。放出熱量為其中，的熱量被凹模帶走，由型芯帶去。簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。其結(jié)構(gòu)如圖： 圖101第十一章：模具閉合高度的確定根據(jù)計(jì)算查表（）可知選用的標(biāo)準(zhǔn)模架。模架尺寸為。組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板為動(dòng)模座板為定模板為推件板為型芯固定板支承板為墊塊為，其中（為推桿固定板的厚度，推板的厚度）可知模具閉合高度為參考資料1 賈潤禮 實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京中國輕工業(yè)出版社，20002 陳錫棟 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 北京機(jī)械工業(yè)出版社， 20013 王鵬駒 塑料模具技術(shù)