八孔肥皂盒底壳注射模具设计.doc

目录摘 要设计一套一模四腔的塑料注射模具。并对成型工艺等多方面分析，通过对数据的计算及验算，制定正确加工方案，并对模具的所有成型零部件进行验证及校核，最终完成整注射套模具的设计。关键词：注塑 肥皂盒 四腔 尺寸1目 录摘 要I目 录1前言11、塑件的工艺分析21.1塑件模型的建立：21.2塑件参数的设计。31.2.1塑料的工艺分析：31.2.2塑件的收缩率、塑件的壁厚、拨模斜度。41.2.3分型面设计41.2.4确定型腔数量以及排列方式。52、成型设备的选择与塑料工艺参数的编制。62.1计算塑件、浇注系统的体积62.2计算塑件的质量62.3选择注射机的类型和型号62.4塑件注射工艺参数的确定72.4.1查表填写原材料的注射工艺参数73、模具的结构设计83.1浇注系统的设计83.2成型零件设计、加工工艺方案的制订。113.2.1型腔。123.2.2型芯。123.2.3型腔、型芯加工工艺的确定133.3顶出机构设计143.4冷却系统设计163.5导向机构设计183.6排气系统设计194、模架的选择及校核195、模具装配图和零件图225.1模具3D图形绘制（附图）225.2模具及其零件2D图形绘制（附图）226、毕业小结22致 谢23参考文献24八孔肥皂底壳模具设计前言模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国竞争力1、塑件的工艺分析1.1塑件模型的建立：塑件2D图如图1所示，其中A为13。 模型3D图如图2所示。图一 图二1.2塑件参数的设计。1.2.1塑料的工艺分析：塑料品种、结构特点、使用性能、化学稳定性能、成型性能。该塑料采用ABS材料。ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的共聚物，价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。ABS无毒、无味，为呈黄色或白色不透明粒料，形成的塑料有较好的光泽，密度为1.021.05g/cm3。ABS是由三种组分组成的，故它有三种组分的综合力学性能，而每一组分又在其中起着重要的作用。丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度、耐热性和耐化学腐蚀性，丁二烯使ABS坚韧，笨乙烯使它有优良的成形加工性和着色性能。ABS的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高，尺寸稳定性较好，具有一定的化学稳定性和良好的介电性能，经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度约为93C左右。不透明，耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略的差异，从而适应各种不同的应用。使用ABS注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度比较高，所需的注射成形力也要高些，因此，塑件对型芯的包紧力较大，故塑件需要较大的脱模斜度。同时，熔体黏度较高，使ABS制品易于产生熔接痕，所以模具设计应该注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。且ABS易于吸水，成形加工前要对其进行干燥处理。在正常的成形条件下，ABS塑料件的制品的尺寸稳定性较好,当要求塑件精度高时，模具温度可控制在50C60C，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60C80C，ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短；ABS的表面现黏度对剪切速度的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式。塑件的精度分析塑件（塑料制作的简称）尺寸是指塑件的总体尺寸，而不是指避厚，孔径等结构尺寸。塑件的尺寸精度是指所获得的塑件与产品图中的尺寸行使程序，即所获得的尺寸的准确度。塑件尺寸公差应根据公差应根据GB/T 14486工程塑料的模塑件尺寸的标准确定，该标准塑件尺寸公差的代号为M5公差等级为5级。（查塑料模具设计与制造齐卫东主编，高等教育出版社出版）塑件的表面质量分析a、塑件表面质量包括粗糙度和表面质量。b、塑件的外观要求越高，表面粗糙度值越低，塑件表面粗糙的高低，主要与模具表面粗糙度值越低。一般来说，模具表面的表面粗糙度比塑件低12级，塑件的表面质量的是塑件成形后的表观缺陷状态。c、由于其塑件的外观要求比较高，塑料件的表面粗糙度的值应越低。其Ra的高低，主要与模具的型腔表面粗糙度有关。一般来说，模具粗糙度要比塑件的Ra低1-2级。其塑料件的表面粗糙度可参照GB/T14234塑料件表面粗糙度标准-不同的加工方法和不同的材料所能达到的表面粗糙度来选取，查塑料模设计表1-13得Ra3.225之间，可知ABS的粗糙度值Ra3.2。1.2.2塑件的收缩率、塑件的壁厚、拨模斜度。查表可得ABS的收缩率为1.0060。本设计要求塑件的壁厚为2mm，拔模斜度为30 1，此处取拔模斜度a1。1.2.3分型面设计分型面是模具动模和定模的结合处，在塑件最大形处，是为了塑件和凝料取出而设计的。分型面有单分型面和双分型面之分。分型面选择的原则：a， 分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处；b， 分型面的选取应有利于塑件的留模方式，便于塑件顺利脱模；c， 保证塑件的精度要求；d， 满足塑件外观的要求；e， 便于模具的制造；f， 减少成形面积；g， 增强排气效果由于本产品的分型面简单，所以采用单分型面。分型面如图3所示。图31.2.4确定型腔数量以及排列方式。由于要求是大批量生产，所以本次设计采用多型腔注射模具，而塑件的尺寸不会很大，故采用一模两腔的方式。多型腔模具型腔的分布有平衡式排布和非平衡式排布两种，其中平衡式排布的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状、尺寸分布对称性对应相同，可实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的；而非平衡式与之相反。故采用平衡式排布，其排布如图4所示。图42、成型设备的选择与塑料工艺参数的编制。2.1计算塑件、浇注系统的体积根据塑件地三维模型，利用UG软件画图并查询到塑件的体积为V塑=25.6733966 cm3 ，取25.67 cm3。而浇注系统的体积为塑件的0.6倍，所以浇注系统的体积为V浇=0.625.67cm3=15.402 cm3 。又由于使一腔两模结构，故一次注射所需地塑料为VV塑Ni V浇25.672 15.402=66.602 cm3。2.2计算塑件的质量本产品采用ABS材料，其密度为1.021.05g/cm3，此处取密度为1.05g/cm3。则一个塑件的质量M1V塑1.0525.6726.95 g。而一次注射所需塑料地总质量为M2V1.0566.60269.9321 g。2.3选择注射机的类型和型号根据塑件的形状，取一模两件的模具结构，同时结合现有的相关成型设备和注射的塑料件的质量，选择卧式螺杆式的注射成型机设备，查注射机相关手册可知选用的螺杆注射机的型号为：G54-S200/400的国产注塑机。该注射机的主要技术参数如下表所示。额定的注射量/ cm3200400螺杆的直径/（mm）55注射压力/MPa109注射行程/mm160注射方式螺杆式锁模力/KN2540最大成形面积/ c645最大的开合模行程/mm260模具最大厚度/mm406模具的最小厚度/mm165喷嘴圆弧半径/mm18喷嘴孔直径/mm4动、定模固定板尺寸/mmmm5326342.4塑件注射工艺参数的确定2.4.1查表填写原材料的注射工艺参数塑料项目ABS注射机类型螺杆式螺杆转速/(r/min)30-60+喷嘴形式直通式温度/oC180-190料筒温度/oC前段200-210中段210-230后段180-200模具温度/oC50-70注射压力/Mpa70-90保压压力/Mpa50-70注射时间/s3-5保压时间/s15-30冷却时间/s15-30成形周期/s40-703、模具的结构设计3.1浇注系统的设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。它的作用是使塑料溶体平稳有序地填充到型腔中，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部位，以获得组织紧密、外形清晰地塑件。而设计浇注系统应遵循以下基本原则：a，了解塑料的成形性能；b，尽量避免或减少产生熔接痕；c，有利于型腔中气体的排除；形状和尺寸精确；另外，导向机构在模具的装配过程中也起定位作用，方便模具的装配和调整。b、导向作用 合模时，模具的导向零件首选接触，引导动、定模准确合模，避免由于某种原因，使得型芯或型腔错误接触而造成的损坏。c、承受一定的测向压力 塑料熔体是以一定的注射压力注入型腔的，型腔的各个方向都承受压力，如果塑件是非对称结构或模具设计成非平衡进料形式，就会产生单边的测向压力，设置导向结构可以承受一定的侧向压力。本次设计采用导柱导向机构。设计导柱导向机构式必须注意：a、导柱应合理均匀地分布在模具分型面的四角，导柱至模具的尺寸来选取，关于导柱的直径的选取和布置的位置可参考标准模架来选取。为了不使模具在装配或合模时将方向搞错，导柱的布置方式常采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱的对称布置方式b、导柱的长度应比型芯端面的高度高出68mm，以免在错误定位时，型芯进入凹模型腔相碰而损坏。c、导柱设置在动模一侧可以起到保护型芯及塑件脱模时，支撑推件板的作用，设置在定模一侧可以起到方便塑件脱模支撑浇道板的作用，在设计中，应根据具体情况，来选择导柱的设置，但一般设置在动模一侧。d、导柱的导滑部分的配合为H8/f7，导柱、导套固定部分的配合都按H8/f7e、除了在动模和定模之间设置导柱，导套以外，还需要在推板与动模座之间设置导柱、导套，以保证推板的顺利推出。如图11所示。图11由图11可知导套外径d1=54mm,长L1=75mm导柱直径d2=35mm,L2=140mm3.6排气系统设计当塑件熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利的排出，塑件会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺点；甚至固气体受压而产生高温，使塑料焦化。注射模的排气通常采取以下四种方式： 利用配合间隙排气； 在分型面上开设排气槽排气； 利于排气塞排气； 强制性排气本设计采用利用配合间隙排气4、模架的选择及校核经过对塑件的成型特点及型腔数目等的分析，本次设计采用龙记/LKM大水口模架，规格为4050，型号为CI型。其中A板为75，B板为70。1）、注射机最大注射量校核塑件连同浇注系统凝料在内的重量一般不应大于注射机公称注射量的80%，注射机多以公称容量来校核在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量，应为制件和浇注系统两部分容量之和，即VnV1V2式中： V 一个成形周期内所需注射的塑料容积（cm3）； n型腔数目；V1单个塑件的容量（cm3）；V2浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量（cm3）。V20.6 V1故有VnV1V20.8 Vg式中： Vg注塑机额定注射量（400cm3）。VnV1V2 425.670.625.67 118.082 cm3V118.082 cm3 0.8400=320 （满足要求）2）、注射压力的校核注射机的公称压力要大于成形的压力，即P公P注式中 P公注射机的最大注射压力 P注塑件成形所需的实际注射压力；P注= KP0K-安全系数,常取K为1.251.4，此处取1.3P0成型时所需的注射压力P0；在实际生产中P0通常取70100MPa范围，此处取80MPa。根据注射机的类型，可得注射机最大注射压力为109 MPa，又塑件成形所需的实际注射压力P注= KP01.380104 MPa故可知P公=109 MPaP注=100 MPa，满足要求。3）、锁模力的校核由于高压塑料熔体充满型腔时会产生一个很大的推力，这个力应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象，即： F锁pA分式中：F锁注射机公称锁模力（N）,查表得F锁为2.54106 N。 p注射时型腔内注射的压力，它与塑料品种和塑件有关（MPa）查表得p为30 MPa。 A分塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（m3）流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积为A2，在模具设计前还是个未知数，根据多型腔的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以A分nA1A2nA10.35 A20.037 m2 F= pA分301060.0371.11106 N F锁2.54106 N故满足要求4）、模具安装部分得尺寸校核A、喷嘴尺寸注射机的喷嘴头部的球面半径R1应与模具主流道始端的球面半径R2吻合，以免高压熔体从缝隙处溢出。一般球面半径R2应比喷嘴头半径R1大12mm，否则主流道内的塑件凝料无法脱出。此模具主流道始端的球面半径R=20mm注射机的喷嘴头部球面半径R18mm因此符合要求B、定位圈尺寸为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上的定位圈或主流道衬套与定位圈的整体式结构的外尺寸d应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。本次设计模具定模板上的定位圈直径为100mm，与所选注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合，因此符合要求。C、最大、最小模厚在模具设计时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模厚和最小模厚之间。同时应校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机拉杆之间装入。本次设计模具的总厚度为335mm，而注射机可安装模具的最大厚度是406mm，最小厚度是165mm，故满足要求。D、螺孔尺寸注射模具的动模板、定模板应分别与注射机动模板、定模板上的安装方法有螺孔相适应。模具在注射机上的安装方法有螺栓固定和压板固定两种形式。本此设计采用螺钉固定。E、开模行程和顶出机构的校核注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况：一是当注射机采用液压、机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并不受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；二是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度有关。因为选用的注射机的合模方式为液压机械式合模方式。5、模具装配图和零件图5.1模具3D图形绘制（附图）5.2模具及其零件2D图形绘制（附图）6、毕业小结岁月如梭，转眼间三年的学习将画上圆满的句号，我们即将走上社会。通过这三年里的学习使我成长了许多，学习到了更多的知识并使我养成了好的学习习惯，锻炼自己得胆量和提高了学习效率和水平。 在即将踏上社会工作前完成的这个毕业设计，更让我看到了自己的不足之处，让我意识到学习是无止境的，只有不断向前，才能使自己的水平不断提高。正所谓台上一分钟，台下十年功，这句话是非常正确的。而三年来多学的知识就在这次毕业设计中得到了检验，同时也看出自己存在的缺点和不足。回顾这次毕业设计，给我的感觉是有烦恼、也有急躁，有沮丧、也有懊悔，但也有快乐、喜悦和收获。在设计的过程中的确遇到了不少问题，正如老师之前所讲的那样，做完这次的设计就等于温习之前所学的知识。在一些尺寸数据上的计算中，并不象之前所想的那样简单，直接从资料书上找一些数据代入公式中计算便得到答案。而是找了再找，算了再算，对了再对，有时做得都快没心情了，不想继续做了，但就在这时，自己想起了当初来读大学前得那种雄心壮志，那种要有作为的信念，觉得自己不能在这个时候放弃，无论如何，自己也要完成，因为这是走向社会的必经之路。所以自己给自己打气，自己为自己加油。所以在接下来的很多计算中，我都是从容面对，一步一步的取完成。同时我也积极的向老师请教，与同学们交流。诸如此类的问题很多，但我没以因为问题多而后退和胆却，我还是勇敢的取面对，继续的坚持下去，最解决了自己所遇到的问题。完成了我的毕业设计。在这次设计中得到了老师的辅导和同学们的帮助，让我学到了更多，同时也纠正了自己的以些错误，找到了自己本身存在的不足，让自己得到了更多的锻炼，为我以后的工作奠定基础。在这里感谢我的指导老师和同学们。完成这此设计，大学时光从此就成为了我的回忆，我想这将会是我人生中的以段值得取回想的回忆。它也将陪伴我走上社会。14致谢致 谢本人的学位论文是在我的导师程老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，程老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向程老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的每个可爱的同学们和尊敬的老师们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！谢谢你们！致谢词本论文是在程老师的悉心指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅是我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与人处事的道路。本论文从选题到完成，每一步都是在程老师的指导下完成了，倾注了老师大量的心血。在此，谨向程洋老师表示崇高的敬意和衷心的感谢!23参考文献参考文献1、 塑料模具设计与制造 主编：齐卫东. 北京高等教育出版社出版2004年7月第1版；2、塑料模设计手册 编写组. 北京机械工业出版社出版2006年3月 第3版；3、模具课程设计指导 主编：梅伶. 机械出版社出版 2007年2月 第1版;4、塑料成型基础及模具设计 主编：庞祖高 副主编：郭新玲、黄尙猛 重庆大学出版社出版 2004年8月 第1版。5、模具设计指导 主编：史铁梁。北京机械工业出版社出版2007年1月第一版目 录摘 要I目 录1前言11、塑件的工艺分析21.1塑件模型的建立：21.2塑件参数的设计。31.2.1塑料的工艺分析：31.2.2塑件的收缩率、塑件的壁厚、拨模斜度。41.2.3分型面设计41.2.4确定型腔数量以及排列方式。52、成型设备的选择与塑料工艺参数的编制。62.1计算塑件、浇注系统的体积62.2计算塑件的质量62.3选择注射机的类型和型号62.4塑件注射工艺参数的确定72.4.1查表填写原材料的注射工艺参数73、模具的结构设计83.1浇注系统的设计83.2成型零件设计、加工工艺方案的制订。113.2.1型腔。123.2.2型芯。123.2.3型腔、型芯加工工艺的确定133.3顶出机构设计143.4冷却系统设计163.5导向机构设计183.6排气系统设计194、模架的选择及校核195、模具装配图和零件图225.1模具3D图形绘制（附图）225.2模具及其零件2D图形绘制（附图）226、毕业小结22致 谢23参考文献24目录第一章 总 论41.1项目概述41.2项目提出的背景和必要性41.3 项目建设的可行性分析16第二章 项目依据和范围202.1项目编制依据202.2编制原则202.3项目编制范围21第三章 市场发展预测及行业关键指标分析223.1二手车市场风险及发展预测223.2 目前二手车价格分析253.3 二手车关键指标分析28第四章 项目选址与建设条件364.1 项目选址364.2 区域建设条件364.3社会环境简况37第五章 项目建设内容与规模395.1 项目建设内容395.2 建设规模39第六章 项目实施进度安排41第七章 环境保护和交易流程427.1 二手车交易市场污染评估与处理427.2 二手车交易流程42第八章 项目经营管理与劳动定员498.1 项目经营管理498.2 劳动定员498.3 劳动保护和安全生产50第九章 投资概算及资金筹措519.1 投资估算519.2 资金筹措51第十章 经济效益分析5310.1项目的制度成本分析5310.2 项目效益分析5510.3 本项目成本估算5610.4 投资初期的营销计划建议5710.5 销售收入及税金5710.6 利润估算5810.7 财务平衡分析5810.8 不确定性分析5810.9 结论59第十一章 结论及建议641.24