肥皂盒底塑料模課程設(shè)計報告書

1、2010級塑料模具課程設(shè)計說明書設(shè)計題目肥皂盒底盒設(shè)計高職學院模具設(shè)計與制造專業(yè)班級：109011 學號：10901122設(shè)計人： 羅志仁指導(dǎo)教師： 胡德峰完成日期2012 年12月21日2012年南昌航空大學高職學院2010級學生模具設(shè)計與制造專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書I、 專業(yè)課程設(shè)計題目：肥皂盒底盒II、專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)及設(shè)計技術(shù)要求:一、設(shè)計任務(wù)：1、繪制塑件產(chǎn)品零件圖2、確定模具的型腔數(shù)3、選擇注射機型號大小4、設(shè)計模具分型方案及結(jié)構(gòu)形式5、設(shè)計模具的澆注系統(tǒng)并進行核算6、設(shè)計計算工作型腔的尺寸7、設(shè)計脫件機構(gòu)水冷系統(tǒng)二、設(shè)計要求：1、繪制模具總裝配圖1張2、繪制工件零件圖34張3、設(shè)計說明

2、書要求約 3000字III、專業(yè)課程設(shè)計進度：2012.12.10-12.13繪制零件圖、計算型腔數(shù)目、選擇注射機和模架等;2012.12.14-12.19繪制裝配圖、零件圖等；2012.12.20-12.21寫說明書；10901班 模具設(shè)計與制造專業(yè)學生： 羅志仁學號：10901122日期：自2012年 12_月10日至 2012年12月21日指導(dǎo)教師：胡德鋒本課題主要是針對肥皂盒的模具設(shè)計，通過對塑件進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、都有詳細的設(shè)

3、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)計表明該模具能達到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求。AbstractThe main topics of this is scop for the die design, through the tech no logy of plastic parts for an alysis and comparis on, the f

4、inal desig n of an injectio n mold. The topics from tech no logy and product mix, the specific structure of the mold, the mold for casting systems, die forming part of the structure, the roof system, cooling system, the choice of inject ion moldi ng machi ne and check the parameters that have detail

5、ed the design, at the same time And a simple preparation of the mold of the process. Through the en tire desig n process showed that the mold will achieve the required pieces of plastic process ing tech no logy. Accordi ng to the desig n of the subject's ma in task is to set fruit injectionmold

6、design. Design is an injectionmold to producescop lid pieces of plastic products in order to achieve automation toin crease output. For the specific structure of the fruit plate, thedie is the point of the one type injection mold surface. Through thedie design that the lid of the mold to achieve the

7、 quality and processing requirements.目錄第一章 緒論1.1 我國模具行業(yè)前景 1第二章 塑料成型工藝基礎(chǔ)2.1 肥皂盒的造型設(shè)計 22.2 肥皂盒塑料PS的結(jié)構(gòu)與工藝特性 4第三章 塑件工藝性分析3.1 工藝性分析 53.2 注塑機的選擇 6第四章分型面的選擇7第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計5.1 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計 7第六章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 156.2 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計 166.3 成型零部件的工作尺寸的計算 仃第七章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計7.1 注射模架的選擇 227.2 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 23第八章 推出機構(gòu)的設(shè)計8.1 推出機構(gòu)設(shè)計

8、原則 248.2 推出機構(gòu)的選擇 258.3 推出力的計算 268.4 推桿的設(shè)計 268.5 推出機構(gòu)工作原理圖 27第九章加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計9.1 冷卻回路的尺寸確定 279.2 冷卻回路的布置 28第十章主要尺寸的校核10.1 模具厚度的校核 2910.2 開模行程的校核 2910.3 注射模具的工作原理裝配圖 30第一章 結(jié)束語 30第十二章 參考文獻 31第一章 緒論11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”

9、 。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。我國模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來也取得了長足的進步。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)的多工位級進模的覆蓋 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

10、具方面，已能生產(chǎn) 48 英寸電視的塑殼模具、 6.5K g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，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具。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

11、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)達國家相比， 生產(chǎn)能力也遠遠不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。 近五年 來，我國平均每年進口模具 8.14 億美元， 2001年進口模具 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，近幾年進出口相抵，我國已成為世界上最大的模具進口國。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2 1到2 4所示:0.0-02SECTION A-A圖2-1圖2-2圖2-3三維圖圖2-4三維圖肥皂盒在我們的生活中非常的普遍，幾乎每家

12、都要用到。市場上也有各種各 樣的肥皂盒，形狀各異，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是動植物造型，來 吸引顧客的目光，以引發(fā)人們的購買欲。此次設(shè)計的肥皂盒的結(jié)構(gòu)較簡單， 主要 是在肥皂盒的底部打孔，這樣可以讓積累在里面的水自然流出， 省去人工進行操 作了。也可以提高肥皂的使用壽命。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。關(guān)鍵詞：復(fù)位機構(gòu)，脫模機構(gòu)，澆口。2. 2.肥皂盒塑料ABS的結(jié)構(gòu)與工藝特性221 材料ABS的介紹ABS樹脂是本世紀四十年代末開始研制成功并于五十年代開始投入工業(yè)化 生產(chǎn)的一種熱塑性塑

13、料。是在聚苯乙烯改性的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的熱塑性工程塑 料。主要是由丙烯腈(A) 丁二烯(B)苯乙烯(S)三元共聚而成的高聚物，因而具有 優(yōu)異的耐沖擊性和綜合性能。ABS樹脂是一種成型收縮率小，表面光潔度高，電性能和機械性能良好，質(zhì) 硬，堅韌的材料， 并且是工程塑料中最易加工的品種之一。 可采用熱塑性材料的 各種成型方法加工。其注射成型可生產(chǎn)沖擊強度高， 制件尺寸較穩(wěn)定的工業(yè)產(chǎn)品， 如機電產(chǎn)品，交通工業(yè)中的齒輪、葉片、軸承、儀表儀器的外殼，電視機外殼， 冰箱內(nèi)襯，紡織用各類管材及汽車零件等等。其制品具有強度高，重量輕，光潔 度高等優(yōu)點?？晒?jié)約大量的金屬材料，降低成本，實現(xiàn)以塑代鋼，以塑代木。從 而

14、可節(jié)約大量能源，起到環(huán)保的效果。綜上所述，ABS注射成型工藝具有廣泛的發(fā)展前景，下面就 ABS的性能，加 工特性及生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的不正?，F(xiàn)象及其解決方法作論述。2.2.2 ABS 的性能1物理性能：ABS是淺象牙色，不透明，無毒，無味的非晶型材料?？删?慢燃燒, 燃燒時火苗呈黃色，冒黑煙，有特殊氣味，但無滴落。其密度為 1.021.06g/c川，熱變型溫度 93T24C，流動溫度110120°C，使用溫度 -40T00C,吸水率 0.20.4%。2、化學性能：能耐水、無機酸、堿、鹽及大部份烴和醇，但溶于酮、醛及 某些鹵代烴，可被濃硫酸和硝酸腐蝕，被芳烴類溶劑溶脹。3、電性能：ABS電

15、性能良好，溫度和濕度的變化對電性能的影響很小。4、機械性能：具有優(yōu)良的抗沖擊性，耐磨性和很好的尺寸穩(wěn)定性，且具有 優(yōu)良的著色性。ABS因兼有“韌、鋼、硬”三種綜合性能，而被稱為塑料中的合 金材料。2.2.3 ABS 的加工特性1、ABS屬于無定型聚合物，由于分子中氫基團（-CN）的存在，吸水性大，吸水 率高達 0.45%，而塑料加工時含水率要求小于 0.3%，因而在加工前需在 7080 度烘箱中對物料進行24小時的干燥處理（料層厚度2.54 cm）。2、ABS樹脂流動溫度范圍寬，但它的融體粘度大，不易流動，成型溫度要 高，壓力要大速度要快，成型模具的流道和澆口應(yīng)適當大些， 但因ABS樹脂中含

16、有橡膠成份 （丁二烯），過高的加工溫度并不會使其流動性增加， 相反會引起橡膠 分解而流動性降低。 因此，加工時應(yīng)嚴格控制溫度在允許范圍內(nèi)， 選用螺桿式注 塑機的成型溫度一般控制在，后端150170C,中間165180C,前端180200C,噴嘴 170180°C3、ABS熱穩(wěn)定性不如PQ成型后最好清洗螺桿機筒。ABS的成型收縮率較 小，一般 0.40.7%，但它易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。制件成型后應(yīng)進行退火處理。一般在70C的熱空氣中靜置24小時。4、ABS在熔融狀態(tài)下，呈假塑性流變行為。其表觀粘度對加工中的剪切應(yīng) 力，剪切速率，溫度的敏感程度并不一致，實驗表明，表觀粘度隨剪切應(yīng)力的增 大下降很

17、快。同樣，表觀粘度對剪切速 率也較敏感，剪切速率增大時，表觀粘度下降也很快。相反，表觀粘度對溫度的 變化卻不敏感。由此可見，ABS成型加工應(yīng)注意剪切應(yīng)力和剪切速率對流動性的 影響，重點是控制螺桿轉(zhuǎn)速及注射速度。第三章 塑件工藝性分析31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 2 注射機的選擇該塑件材料為pp的密度：p =i.ig/cm 通過ug軟件畫出三維實體圖，軟件自動

18、會計算出單個塑料件的體積與質(zhì)量為，塑件體積： V =22731.6044 23mrri塑件質(zhì)量： M =23 X 1. 1g=25.3g根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度，初步制定為一模兩件，但由于澆注系統(tǒng)的凝料 在設(shè)計之前是不能確定準確的數(shù)值， 可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 0.2-1 倍來估 算。則注射機一次所要注射熔融塑料的體積為 ：V=nV件+V凝=62.192cm3 （式中， n=2,V凝=0.6V件。則注射機的理論注射量 V理=V/0.8=77.74cm3。由于臥式注射機的注射系統(tǒng)與合模機構(gòu)的軸線重合并與地面平行，具有機身 較低，加料、操作及維修較方便，且制品頂出脫模后可自動墜落，易于實現(xiàn)機械

19、 化或自動化等優(yōu)點，故首選臥式注射機。根據(jù)上述條件可選用XS-ZY-125型注射機。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 cm3,注射壓力為120MPa鎖模力為90X 104N,注射方式為螺桿式，噴嘴 球半徑R為12mm噴嘴口直徑為4mm頂出形式是兩側(cè)設(shè)有頂桿，機械頂出（一 般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機型號。具體到這套模 具）。注射機的規(guī)格參數(shù)如下：額疋注射量/ cm125螺桿直徑/mm42注射壓力/MPa120注射行程/mm115最大成型面積/cm2320

20、最大開模行程/mm300模板最大厚度/mm300模板最小厚度/mm200動定模固定板板尺寸/mnX mm428 X 458螺桿轉(zhuǎn)速r/min29、43、56、69、83、 101注射時間/s1.6合模力/KN900噴嘴球半徑/mmSR12定位圈直徑/mm100拉桿空間/mnX mm260 X290頂桿中心距/mm230合模方式液壓-機械頂出形式兩側(cè)頂出機器外形尺寸/mm3310X 750 X 1550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)計方法都必須首先確定分型面，因為模具結(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

21、4-1所示在滿足該原則的三個方案中， 方案A的塑件開模后留在定模一側(cè)塑件不易取出，定出機構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，方案B的設(shè)計在開模時會產(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、飛邊的清除也較容易因此選擇圖 C所示的分型面。所以方案 C最合理。圖4-1第五章澆注系統(tǒng)的設(shè)計5. 1普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計普通澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則主澆道分澆道流道系統(tǒng)的設(shè)計是否適當，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

22、出現(xiàn)熔接痕熔接痕的存在主要會影響外觀，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 : 當澆注系統(tǒng)設(shè)計不良或操作條件不當，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。d) 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， 要讓進入每一個型腔的熔料能夠同時到達， 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

23、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滿型腔5.1.2 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 :J主圖51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

24、此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm流道的表面粗糙度Ra<0.8um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：d o=4mm噴嘴前端球面半徑：R=12mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系R=R+(12)mm=13mm d=do+(O.5 1)mm=5mm錐角為206°,取其值為3°,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

25、如圖 42所示：圖521圓形截面優(yōu)點：流道形狀效率較高，可達 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。&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。&流道方向改變的拐角處,應(yīng)適當設(shè)置冷料穴 & 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&保證熔體迅速而均勻地充滿型腔&分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能小&要便于加工及刀具的選擇&每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大 1020%( D=

26、dx 1020%)3. 分流道的尺寸設(shè)計流道的直徑過大：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：D W 4L3.7D 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840mm之間，不宜小于8mm 所以分流道長度取35mm4. 分流道的布置流道排列的原則a

27、盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口的距離相等。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。5.1.4 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

28、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。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

29、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。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55拉料桿的材料為T8,進行熱處理時頭部硬度為 HRC5055配合部分粗糙度為 Ra0.8um.5.1.6 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。適當?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

30、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。第六章 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，

31、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)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。6.1 凹模型腔的結(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6 1與62所示：圖6 1凹模的材料選40Cr,凹模熱處理硬度達到HRC450,表面需鍍硌和拋光處理，型腔表面的粗糙度為

32、Ra0.20.1um,配合面需要達到0.8um。6.2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 止配合不緊密時被拔出的可能。其基本結(jié)構(gòu)如圖 63所示：圖6 3型芯材料選40Cr,熱處理達到表面硬度為HRC4E50,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行鍍鉻、與拋光處理。6.3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

33、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值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的標注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取 。2631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 s=(Smax-Smin)Ls式中 S s塑料收縮率波動誤差Smax塑料的最大

34、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

35、是上述各種誤差的總和，即S' =S z+ S c+ S' s+ S j+ S' a式中 S塑件的成型誤差S z模具成型零件制造誤差S c模具成型零件的磨損引起的誤差S s塑料收縮率波動引起的誤差s j 模具成型零件配合間隙變化誤差S a模具裝配誤差632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)，通常按平均收縮率計算。S Smax Smin2*100%參考文獻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，S c可取 /6 S z可取 /3,此時，X取0.753根據(jù)公式Lh= LS(1

36、S)-4 o基本尺寸/mm公差值/mm計算124.741.48 Lm =(1S)1.483 124.74(10.7%)1.484 o84.61.2 L=124.50.380M= L2S (1S)84.6(1 0.7%) ? 1.2 044 0=84.290.40(2) 型芯徑向尺寸的計算03 根據(jù)公式I匸*(1 S)-4z基本尺寸/mm公差值/mm計算119.261.48034n=小佗仆S)z=119.26(10.7%)-1.48 °40.16=121.2050.1679.41.21 m= d1s (1 S)4一 79.4(1 0.7%)1.20.414.710.58=80.86&#

37、176;0.4l m= d1S(1 S)14.71(1 0.7%)00.580.1915.2500.19(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，所以可以不考慮磨損量。根據(jù)公式H= Hs(1 S)以下x為2/3基本尺寸/mm公差值/mm計算27.350.71M= H1S(1 S)=27.35(1 0.7%)0.230.70=27.07 00.23(4) 型芯高度的尺寸計算02 根據(jù)公式：hM= hs(1 S)-3z24.650.7h m= hs (1S)24.65(1 0.7%)00.70.23=25.2900.23(5) 中心距的尺寸計算塑

38、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標注制造公差后得：Cm=(1+S)Cs 2基本尺寸/mm 公差值/mm計算150.58Cm=(1+S)Cs=15(1+0.7%) =15.1050.0970.097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，所以根據(jù)參考文獻可以得出，矩形型腔內(nèi)壁短 邊長為84mm所以凹模壁厚范圍為1314mm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。第七章結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計7. 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

39、7 1:圖71模架模型標準中規(guī)定，中小模架的周界尺寸范圍是 <560mM900mm此次選用的模架周界尺寸為 560mrK 900mm7.2合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計要點：導(dǎo)向裝置包括兩個部件，即導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱一般安裝在動模上，有時也安裝 在定模上，導(dǎo)套安裝在動模上或在動模上設(shè)計導(dǎo)套孔， 用導(dǎo)柱直接導(dǎo)向。導(dǎo)柱或 導(dǎo)套（孔）距模板邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模板強度。導(dǎo)柱的設(shè)計長度導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8 12 cm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔的情況。形狀導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形，以使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔。材料導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯

40、，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為5055HRC圖72導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)723導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計材料 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?。形?為使導(dǎo)柱順利進入導(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。結(jié)構(gòu)如圖73：導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)圖7-3第八章推出機構(gòu)的設(shè)計8.1推出機構(gòu)設(shè)計原則1. 結(jié)構(gòu)可靠2. 推出位置盡量選在塑件內(nèi)側(cè)，保證塑件外觀良好3. 保證塑件推出時不變形不損壞&脫模力作用位置靠近型芯&脫模力應(yīng)作用于塑件剛度及強度最大的部位&作用力面積盡可能大4. 盡量使塑件留于動模一側(cè)塑件留于動模

41、推出機構(gòu)簡單，否則要設(shè)計定模推出機構(gòu)。5. 盡量選在垂直壁厚的下方，可以獲得較大的頂出力。6. 每一副模具的頂桿直徑最好是加工成直徑相同的，使加工容易。7. 圓推桿的頂部不是平面時要防轉(zhuǎn)。8. 把塑件推出模具10mm左右；如果脫模斜度較大時可以頂出塑件深度的2/3就可以了。8. 2推出機構(gòu)的選擇采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，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需均勻 布置，以保證塑件推出時受力均勻，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 齊或高出型腔0.

42、05 0.1cm.圖如8 1所示：8. 3推出力的計算對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（ Ft）Ft=AP（ ucos a -sin a）式中 Ft塑件脫模力A 塑件包絡(luò)型芯的面積P塑件對型芯單位面積上的包緊力u 塑件對鋼的摩擦系數(shù)，為 0.10.3a 脫模斜度，由此估算出脫模力為8000N8 .4推桿的設(shè)計推桿的強度計算查塑料模設(shè)計手冊之二由式 5-97得d 圓形推桿直徑cm©推桿長度系數(shù)"0.7l 推桿長度cmn推桿數(shù)量E 推桿材料的彈性模量 N/cnf （鋼的彈性模量E=2.1 X 10 7N/ cm2 ）Q總脫模力64x(172 燈0丄! 4

43、x 2Jx 10xS212.8=0315cm = 3.15/?nn取 d=5mm推桿壓力校核 查塑料模設(shè)計手冊式5-984x8212.84x4:= 163.5_V mm1推桿應(yīng)力合格，硬度 5065HRC8.5推出機構(gòu)工作原理圖如下圖821012517322215161ET9圖8 220推板18 推桿固定板 3 墊塊21推桿13型芯14型腔第九章加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。 是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計算計。設(shè)定模具平均工作溫度為60r，用常溫20 r的水作為模具冷卻介質(zhì)，其 出口溫度為30C。9.1冷卻回路的尺寸確定1求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 Q1 查表得PS的單位流量為27 X 104 J/Kg得 Q=W2=0.26 X 27X 104=7.02 X 104需要設(shè)計冷卻回路2 冷卻回路的孔直徑的確定確定冷卻水孔的直徑時應(yīng)注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于14mm否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可 根據(jù)塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為 2mm寸，水孔直徑可取810mm平均 壁厚為24mniM,水孔直徑可取1012mm平均壁厚為46mm時寸，水孔直徑 可取 10 14mm。此次設(shè)計，壁厚為2