肥皂盒的注塑模具設計

1、任務書設計課題方向：塑料成型工藝與模具設計題目： 肥皂盒注塑模設計完成日期：20*.5.25一、題目來源：本次畢業(yè)設計課題來源于生活，隨著人們的生活水平提高，產品不但的更新，利用模 具來制造產品的廠家不但的增多，使得模具技術不斷的發(fā)展。二、設計要求：（包括原始數據、技術要求、工作要求、作品要求）1、收集、分析、消化原始資料；2、設計塑件；3、確定成型方法：（采用注射法）。編寫成型工藝；4、選擇成型設備：成型設備的性能、規(guī)格、特點；5、設計模具結構方案；6、繪制模具裝配圖和零件圖；7、編寫模具制造工藝卡片；8、撰寫課程設計報告。1、肥皂放在上蓋上時，以點接觸，設計六個橢圓突出, 支撐肥皂，使肥皂

2、和盒子之2、上蓋上還要開一個槽，使水可以沿著曲面流人下蓋；3、設計澆口時要注意上蓋上表面的精度，不能在表面上留有印痕；開題報告（ 部 ）：工學院專業(yè)：機械設計與制造姓名學號班級項目名稱肥皂盒注塑模設計主要研究（設計）內容：市場的香皂盒五花八門，要求調查現有肥皂盒的優(yōu)缺點，對現有的肥皂盒進行改進， 設計出更加合理，更加美觀的肥皂盒模具。方法及其預期目的：. 自行設計制品的外觀與尺寸.模具裝配圖、所有零件的零件圖畢業(yè)設計說明書一份答辯課件項目特色和重點難點：1 、肥皂放在上蓋上時，以點接觸，設計六個橢圓突出, 支撐肥皂，使肥皂和盒子之間以點接觸；2、上蓋上還要開一個槽，使水可以沿著曲面流人下蓋；3

3、、設計澆口時要注意上蓋上表面的精度，不能在表面上留有印痕；4、在設計推出機構時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、在開模時需保證塑件留在型腔上，用推桿頂出。課題進度計劃：第 3-4 周開題報告第 5-9 周畢業(yè)設計第 10 周答辯具體情況結合個人工作安排。指導教師意見：指導教師簽字：年月日設計項目申請書學姓名班級號項目名稱：肥皂盒注塑模設計內容提要：市場的香皂盒五花八門，要求調查現有肥皂盒的優(yōu)缺點，對現有的肥皂盒進行改進，設計出更加合理，更加美觀的肥皂盒模具。技術路線和技術關鍵：一、注重外觀設計很多都是注重于外觀設計的，把肥皂盒做成水果動植物造型，還有的就是解決普通

4、肥皂盒的和多問題。比如一般的肥皂盒裝點水，肥皂就會發(fā)粘，不容易取出來。大多數的肥皂盒利用杠桿原理發(fā)明了方便肥皂盒。打開肥皂盒，肥皂就會立起來。它和同類產品相比，技術上要先進一些二、解決技術問題解決肥皂盒排水的問題，就是直接在盒底鉆排水孔，但肥皂水直接流到臺上或地上。如圖所示這款肥皂盒分為兩部分，片狀螺旋支撐物和肥皂盒。螺旋支撐物可壓進盒內，要取出時反向操作，減少肥皂與盒的接觸面積，余液也可順螺旋支撐物流下盒三、功能集成肥皂盒功能的集成，將牙膏、牙刷和香皂通天放到它的大腦袋里面，從此浴室整潔又漂亮。本文的設計也是基于肥皂盒排水問題對普通肥皂盒提出改進。試圖設計出更受市場 歡迎的肥皂盒模具應用前景

5、：此肥皂盒主要應用于家庭，用于盛裝肥皂，在我國進20 年內洗浴或洗東西都離不開肥皂，此盒可以使我們更方便更有效的保存肥皂。指導老師意見：簽名：年月日教研室意見：簽名：年月日 TOC o 1-5 h z 塑件的工藝分析2分析塑件使用材料的種類及工藝特性2分析塑件的結構工藝性2工藝性分析2初步確定型腔數目2初步確定型腔數目2注射機的選擇3澆注系統的設計 4主流道的設計4分流道的設計4分型面的選擇設計原則5澆口的設計6冷料穴的設計6排氣系統的設計7六 確定主要零件結構尺寸 TOC o 1-5 h z 成型零部件的設計7型腔、型芯工作尺寸計算7導向機構的設計10導柱的設計10導套的結構設計10推出機構

6、的設計10冷卻水道的設計11十校核12整體式圓形型腔壁厚度的計算12整體式圓形型腔底板厚度的計算13注射機有關工藝參數的校核13模具厚度H與注射機閉和高度14十一總結14十二致謝14十三 參考文獻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。此次設計的肥皂盒的結構較簡單，但在設計時考慮其應用 , 還相應的做了些曲面, 所以曲面結構較多, 計算也就較多. 在生活中, 我們把肥皂放在盒上的時候，常常會因肥皂盒內積水而使肥皂軟化掉，這樣就會降低肥皂的使用壽命。也有些肥皂盒

7、在下蓋底部打孔，使水容易流出，但是這類肥皂盒的缺點是，會因下面漏水，把房間里弄的濕濕的。此次設計的肥皂盒是在上蓋上打孔，肥皂放在上蓋上，這樣水會沿孔斜度往下蓋流，水積在下蓋里，上下蓋之間有一定的距離保證一定的時間里水不會滿到上蓋的肥皂上，積水手動倒掉即可，這樣即保證了肥皂的利用率，又保證了房間的清潔。其設計方案通過Pro/E 建模肥皂盒整體外型圖和肥皂盒整體結構分開模型圖肥皂盒整體外型圖肥皂盒整體結構分開模型圖優(yōu)點是：結構簡單，提高肥皂的使用壽命；缺點是: 積在下蓋的積水需人工手動倒出。此次設計是以上蓋為主，下蓋為輔。在上蓋的設計中主要要解決以下幾個問題：1、肥皂放在上蓋上時，以點接觸，設計六

8、個橢圓突出, 支撐肥皂，使肥皂和盒子之間以點接觸；2、上蓋上還要開一個槽，使水可以沿著曲面流人下蓋；3、設計澆口時要注意上蓋上表面的精度，不能在表面上留有印痕；4、在設計推出機構時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、在開模時需保證塑件留在型腔上，用推桿頂出。設計中，輔以下蓋的裝配圖。關鍵詞：復位機構，脫模機構，澆口，二 塑件的工藝分析分析塑件使用材料的種類及工藝特征該塑件材料選用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。 ABS有良好的耐化學腐蝕及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm 3。A

9、BS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經過調色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為 93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。分析塑件

10、的結構工藝性該塑件尺寸中等，整體結構較簡單，卻帶有曲面特征。上蓋上表面有六個橢圓突出，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，精度要求相對較低，再結合其材料性能，故選一般精度等級：五級。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，而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側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量與美觀效果。 TOC o 1-5 h z 塑件的工藝參數：模具溫度：5070 /C注射壓力：7090MPa保壓力：5070MPa注射時間

11、：35s保壓時間：1530s冷卻時間：1530s成型周期：4070s三 初步確定型腔數目3.1 初步確定型腔數目根據塑件的結構及尺寸精度要求采用一模兩腔。型腔分布圖注射機的選擇4.1 塑件體積的計算按照圖塑件所示尺寸近似計塑件體積：V1 (28.71/180 15 86.69/180 2.5) 370.6 2(2570.52 2 1316.31 2 299 4 410 2) 2V1 26cm塑件質量：M 26 1.035 g=26.91g4.2 按注射機的最大注射量確定型腔數目根據kmp m1 nk4-1 )nm m1 mpkk 注射機最大注射量的利用系數，一般取0.8;mp 注射機最大注射量

12、，cm 或 g;(4-2)m1 澆注系統凝料量，cm 或 g；m 單個塑件體積或質量，cm 或 g；4.3 估算澆注系統的體積，其初步設定方案如下3 4.83澆注系統示意圖v2(2224.4 mp pnm m12 26 10.177.6cm30.8查表文獻4、 2 得選用 XS-ZY-125 型號注射機澆注系統的設計主流道的設計主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止塑料熔體流動通根據選用的XS-ZY-125型號注射機的相關尺寸得噴嘴前端孔徑：d0 4mm；噴嘴前端球面半徑：R0 12mm；根據模具主流道與噴嘴的關系R R01 2 mmd d00.5 1 mm取主流道球面半徑：R

13、13mm；取主流道小端直徑：d 5mm；為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起斜度為2 6 ，取其值為3 ，經換算得主流道大端直徑為7.6主流道示意圖分流道的設計分流道選用圓形截面：直徑D=10cm分流道示意圖流道表面粗糙度Ra 1.6 m分型面的選擇設計原則1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處；2）分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模；3）分型面的選擇應保證塑件的精度要求；4）分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求；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。其分型面如圖分型面示意圖澆口的設計根據澆口的

14、位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現象引起塑件的缺陷，澆口應開設在塑件壁厚處等要求澆口設計如圖澆口示意圖冷料穴的設計冷料穴是澆注系統的結構組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統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量，另外還便于在該處設置主流道拉料桿的功能。注射結束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構開始工作，將塑件和澆注系統凝料一起推出模外。其設計如下圖（Z 字型）冷料穴示意圖排氣系統的設計利用配合間隙排氣是最常見也是最經濟的，更具有使用性。六 確定主要零件結構尺寸選模架模架的選擇，如圖模架模

15、型圖七 成型零部件的設計7.1 型腔、型芯工作尺寸計算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% TOC o 1-5 h z 型腔內徑：D模（ DDQ平3 ）（7-1）模4型腔深度：H 模（ HHQ平2 ）（7-2）33型芯外徑：d模 （ d dQ平 ） -（7-3）4型芯深度：h模 （ h hQ平2 ） -（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4 ）成形零件制造公差，一般取1/4 1/6 ；- 塑件內形基本尺寸（mm） ;模 - 型芯徑向尺寸（mm）

16、;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 型腔尺寸計算基本尺寸/mm公差值/mm計算1000.44D100 (100 100 0.55% 3 0.44)414 0.44100 0.330100 0.2240.1431 0.14D4(4 4 0.55%0.14) 0440.0484 0.083300.2431 0.24005D30(30 30 0.55%0.24) 0430 00.00514.1040.530.50.322D104(104 104 0.55%0.5)04104 00/p>

17、.231D324(324 324 0.55%1.2)0441.2324 1.182324 0.88260.14131 0.14D6(6 6 0.55%0.14)0446 0.036 0.07800.3831 0.38D80(80 80 0.55%0.38) 04480 0.24580 0.1525.50.2431 0.24H 255 (25.5 25.5 0.55%0.24) 0425.5 00.0024.4.60.1421 0.14H6 (6 6 0.55%0.14) 04630.0250.06290.2431 0.24L29(29 29 0.55%0.24) 0440.0429 0.021

18、40.20130.200033L14(14 14 0.55%3 0.20)0414 00.0083334260.2431 0.24L26(26 26 0.55%0.24) 0440.05326 0.007 TOC o 1-5 h z 30.180014120.18L12(12 12 0.55%0.18) 0412 00.001491200.05941 0.503331060.5L106 (106 106 0.55%0.5)04106 00.230383.7.1.2 型芯的尺寸計算基本尺寸 /mm 公差值 /mm計算960.441d96 (96 96 0.55%3 0.44)04 .96 00.

19、78564.340.2631 0.26d34(34 34 0.55%0.26) 0434 00.338154.1040.530.51075d104(104 104 0.55%0.5)04104 01.905754.3201.231.20.66d320(320 320 0.55%1.2)04322 00.3666460.1431 0.14014d6(6 6 0.55%0.14)046 00.114054.800.38131 0.38d80(80 80 0.55%0.38)0480 00.673354.25.50.2431 0.24d255(25.5 25.5 0.55%0.24) 0425.5

20、00.0033.4.80.1631 0.16015h8(8 8 0.55%0.16) 048 00.11514.120.1830.180246l12(12 12 0.55%0.18) 0412 00.2204614.270.2431 0.24039l27(27 27 0.55%0.24)0427 00.33934100.18130.18l10(10 10 0.55%0.18) 0410 00.129354.240.2431 0.24l24(24 24 0.55%0.24) 0424 00.3317224.30.511051100.5l110 (110 110 0.55%0.5)04110 10

21、.19085000.984八 導向機構的設計導向機構的作用：1）定位作用；2）導向作用；3）承受一定的側向壓力導柱的設計長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出8 12 cm，以免出現導柱末導正方向而型芯先進入型腔的情況。形狀導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。材料導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內芯，因此多采用 20 鋼（經表面滲碳淬火處理），硬度為50 55HRC。導套的結構設計材料 用與導柱相同的材料制造導套，其硬度應略低與導柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導柱或導套拉毛。形狀 為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。導向孔作成通孔，以利于排出孔內的空氣。

22、推出機構的設計采用推桿推出，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，起端面還應與型腔底面平齊或搞出型腔 0.05 0.1cm.推件力的計算 TOC o 1-5 h z 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（Q） ：Q Lhp f cos sin （8-1）式中 L - 型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm） ;h - 被包緊部分的深度（cm） ;p - 由塑件收縮率產生的單位

23、面積上的正壓力，一般取7.8 11.8MPa；f - 磨擦系數，一般取0.1 0.2；- 脫模斜度；L 157.3 2 45.9 2 =406.4mm h 24.5 mmQ 406.4mm 24.5mm 10MPa 0.1 cos2 sin 2得 Q 8212.8N8.3.2 推桿的設計推桿的強度計算查塑料模設計手冊之二由式5-97得d=(642 l 23Q)nE(8-2)d圓形推桿直徑cm推桿長度系數 0.7l 推桿長度 cmn推桿數量E 推桿材料的彈性模量N/ cm2 (鋼的彈性模量E=2.1 107N/ cm2 )Q 總脫模力1 TOC o 1-5 h z 64 0.72 1024d 3

24、7 8212.80.315cm 3.15mm43 2.1 107取 d 5mm 。推桿壓力校核查塑料模設計手冊式5-984Q= 4Q 2 s(8-3)n d2s 取 320N/mm22163.5N /mm24 8212.82442 s 推桿應力合格，硬度HRC50 65九 加熱、冷卻系統的設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加熱系統。是否需要冷卻系統可作如下設計算計。設定模具平均工作溫度為60 /C ， 用常溫 20 / C的水作為模具冷卻介質，其30 /C TOC o 1-5 h z 9.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q1查表 3-26 得 ABS的單位流量為35

25、 104J /kg得Q1 WQ2 0.26 35 104J/kg104J/kg求冷卻水的體積流量V由式 3-41 得：V Q1(9-1)Cp(t1 t2)9.1 104/60331.047 103 103 30 200.14 10 3 m3/min查表 3-27 可知所需的冷卻水管直徑較小。8 符合要求。十 校核10.1 整體式圓形型腔壁厚度的計算10.1.1 按剛度條件計算設想用通過型腔軸線的兩平面截面取側壁，得到一個單位寬度長條，該長條可以看作一個一端固定、一端外伸的懸臂梁，。由于長條的寬度取得很小，梁的截面可近似視為矩形。由于該梁承受均勻分布載荷，故最大饒度產生在外伸一端，起值為：ph4

26、3ph4max 8EJ2Els3式中 E - 型腔材料彈性模量；J - 梁的慣性矩，其中，J ls3 ；12(10-1)s 側壁厚度。應使 max ，則取 l 為一單位寬度，可求得：s 1.153 Eplh41.153ph4E(10-2)得 s 1.153 2.102010524.05.F 30MPa 2 58.36 12.4 cm205 18.55校核條件成立整體式圓形型腔底板厚度的計算按剛度條件計算整體式圓形型腔底板可視為周邊固定的圓板，在型腔內熔體壓力作用 下，最大饒度亦產生在底板中心，其數值為：4max 0.175 pr3（10-3）Eh3603602得 A 58.36cm22A 80 1052 6 15 4得 A 12.4cm2應使 max ，則得 h 24.9校核條件成立注射機有關工藝參數的校核1 ）鎖模力與注射壓力的校核F p(nA A1)(10-4)p - 注射時型腔