一模兩腔側(cè)澆口肥皂盒的設(shè)計(jì)

-課程設(shè)計(jì)論文說明書論文題目一模兩腔側(cè)澆口頂桿頂出肥皂盒底模具設(shè)計(jì)*學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師摘要本設(shè)計(jì)的對(duì)象是肥皂盒上蓋的注塑模具設(shè)計(jì)，首先根據(jù)肥皂盒的注塑成型工藝特性，設(shè)計(jì)了一模兩腔的工藝方案，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口，這樣保證了塑件的外表質(zhì)量與美觀效果。分型面選擇在肥皂盒底部平面，這樣方便脫模，也不會(huì)影響塑件外觀，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整，同時(shí)便于塑件脫模并簡(jiǎn)化模具構(gòu)造，塑件被頂出后自動(dòng)落料，不需要人工操作取塑件。整個(gè)注塑模具的構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，采用鑲拼式的成型零件降低了加工難度及本錢，縮短了模具制造周期。對(duì)于過程中的問題進(jìn)展了分析，并對(duì)于具體局部進(jìn)展了詳細(xì)的計(jì)算和校核。關(guān)鍵詞：肥皂盒下蓋；模具設(shè)計(jì)；注塑成形；澆注系統(tǒng) abstractThe objectof this design is thedesign of injection mold forsoap bo*cover,first of all,according to the characteristics ofinjection molding process ofthe soap bo*,designedtwo processing schemeswith a mold cavity,pouring systemby side gate,this can ensurethe surface quality of plastic partswith beautiful effect.The parting surfaceselection in thesoap bo*bottom plane,so convenientdemoulding,it will not affect theappearanceof plastic parts,flying edgeeasy cleaningand dressingand make itproduces,alsois convenient fordemoulding plastic partsandsimplify the mould structure,plastic pieces arepushed outafter the automaticblanking,plastic partsdo not require manual operation.The structure designof injection mold,molding partsbyinlayingreduces theprocessing difficultyand cost,shorten theperiod of mould manufacturing.Forthe problems in the processwere analyzed,andthespecific parts ofa detailed calculation and checking.Keywords:soapbo* lower cover;die design;injection molding;pouring system目錄摘要2abstract3第一章緒論3一注塑模具的應(yīng)用現(xiàn)狀3二本課題研究的主要內(nèi)容與意義3第二章塑件成型工藝設(shè)計(jì)3一塑件工藝構(gòu)造分析3二聚丙烯PP成型性能3(三) 聚丙烯PP注射成型工藝參數(shù)3四塑件參數(shù)3五注射機(jī)選型3第三章分型面和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3一分型面確實(shí)定3二澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31主流道設(shè)計(jì)32 澆口套設(shè)計(jì)33 定位圈的設(shè)計(jì)34 冷料穴與拉料桿設(shè)計(jì)35 分流道設(shè)計(jì)36 澆口設(shè)計(jì)3第四章成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3一型腔與型芯的構(gòu)造3二型腔與型芯的尺寸計(jì)算3第五章構(gòu)造零件的設(shè)計(jì)3一頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3二合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3三加熱冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3四排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3五標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇3第六章注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核3一最大注射量的校核3二注射壓力的校核3三鎖模力的校核3四模具開模行程的校核3五模具閉合高度的校核3心得體會(huì)3參考文獻(xiàn)3第一章緒論一注塑模具的應(yīng)用現(xiàn)狀注塑成型工藝是塑料制品加工中非常重要技術(shù)類型，大多數(shù)行業(yè)的塑料件加工均需要注塑成型工藝來完成。塑成型是塑料制品成型的一種重要方法。幾乎所有的熱塑性塑料、多種熱固性塑料和橡膠都可用此法成型。注塑制品包括小到幾克甚至幾毫克的各種儀表小齒輪、微電子元件、醫(yī)療微器械等，大到幾千克的電視機(jī)、洗衣機(jī)外殼、汽車用塑料件，甚至幾萬克的制品。由于模具是典型的技術(shù)密集型產(chǎn)品，為了表達(dá)清楚設(shè)計(jì)意圖，設(shè)計(jì)人員必須花費(fèi)大量的時(shí)間來繪制模架、頂桿、滑塊等構(gòu)造相對(duì)固定的零部件。目前，CAD/CAE的開展，為廣闊模具設(shè)計(jì)人員提供了方便。特別是近幾年來，模具CAD/CAE技術(shù)開展很快，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品構(gòu)造，增加高檔模具的比重，通過求品質(zhì)來求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴。發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，依靠自己的科學(xué)技術(shù)去進(jìn)一步研究模具產(chǎn)業(yè)。二本課題研究的主要內(nèi)容與意義本設(shè)計(jì)的對(duì)象是肥皂盒上蓋注塑模具的設(shè)計(jì)與工藝分析。首先根據(jù)肥皂盒上蓋的工藝特性，設(shè)計(jì)了一模兩腔的工藝方案，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口，這樣保證了塑件的外表質(zhì)量與美觀效果。分型面選擇在肥皂盒上蓋的底部平面，這樣方便脫模，也不會(huì)影響塑件外觀，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整，同時(shí)便于塑件脫模并簡(jiǎn)化模具構(gòu)造，塑件被頂出后自動(dòng)落料，不需要人工操作取塑件。整個(gè)注塑模具的構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，采用鑲拼式的成型零件降低了加工難度及本錢，縮短了模具制造周期。對(duì)于過程中的問題就行分析，并對(duì)于具體局部進(jìn)展了詳細(xì)的計(jì)算和校核。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：1） 注塑模具的應(yīng)用與開展現(xiàn)狀的介紹及其開展趨勢(shì)；2肥皂盒上蓋注塑工藝分析，材料選擇；3注塑模具的設(shè)計(jì)，具體包括分型面選擇，型腔數(shù)目確定，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等；4肥皂盒上蓋的注塑工藝要求及注塑機(jī)的選擇，鎖模力校核等；5對(duì)本次設(shè)計(jì)的成果與設(shè)計(jì)心得進(jìn)展總結(jié)。第二章塑件成型工藝設(shè)計(jì)一塑件工藝構(gòu)造分析該塑件構(gòu)造簡(jiǎn)單，無特殊的構(gòu)造要求和精度要求。所以在注射成型生產(chǎn)時(shí)，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，是比擬容易成型的。本次設(shè)計(jì)肥皂底盒所選擇的原材料是聚丙烯PP，查資料可知在沒有特殊要求的時(shí)候精度按MT6查取公差。如下列圖2.1為肥皂底盒三視圖：圖2.1 肥皂底盒三視圖二聚丙烯PP成型性能首先其原料易得，產(chǎn)量大。其次聚丙烯吸水性小，熔融狀態(tài)下的流動(dòng)性和耐熱性能比聚乙烯好。聚丙烯的力學(xué)性能優(yōu)異，其彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度接近于聚苯乙烯。(三) 聚丙烯PP注射成型工藝參數(shù)表2.1 PP加工條件參數(shù)取值范圍選取值密度g/)0.900.910.91收縮率%1.02.51.75注射機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)r/min)306050噴嘴形式直通式溫度/170190180料筒溫度/前段180200180中段200220210后段160170165模具溫度/408050注射壓力/MPa7012080保壓壓力/MPa506055注射時(shí)間/s055保壓時(shí)間/s206025冷卻時(shí)間/s155030成型周期/s4012060四塑件參數(shù)表2.2塑件參數(shù)材料密度g/)壁厚mm體積質(zhì)量g0.912.02825.5五注射機(jī)選型一次注射所需注射量為。，根據(jù)注射量選擇注射機(jī)要求：20%注射機(jī)最大注射量所需注射量80%注射機(jī)最大注射量注射壓力能滿足聚丙烯注射要求。綜合考慮選擇*S-ZY-125型注射機(jī)，其相關(guān)參數(shù)見下表2.3：表2.3 *S-ZY-125主要參數(shù)額定注射量/cm125注射壓力/MPa120注射行程/mm115鎖模力/kN900最大開合模行程/mm300模具最大厚度/mm300模具最小厚度/mm200噴嘴圓弧半徑/mm12噴嘴孔半徑/mm4拉桿空間/mmmm動(dòng)定模板國定尺寸/mmmm428458第三章分型面和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)一分型面確實(shí)定從模具構(gòu)造及成型工藝角度出發(fā)，依據(jù)自身特點(diǎn)，并結(jié)合分型面的設(shè)計(jì)原則，由分析得，該產(chǎn)品的分型面為產(chǎn)品的最大輪廓處，即產(chǎn)品的中間最大外輪廓處。由于選擇側(cè)澆口，則選用單分型面，如圖3.1：圖3.1分型面二澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1主流道設(shè)計(jì)主流道的形狀和尺寸影響熔體的流動(dòng)速度及填充時(shí)間，在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2° 6°。本次課程設(shè)計(jì)中模具錐角取4°。1主流道小端直徑 d = 4.5mm2主流道的球半徑 SR = 13mm3 球面配合高度為 3 5 取 3mm。4主流道長(zhǎng)度L，L =60mm5主流道錐角一般應(yīng)在2° 6°，取 = 4°6主流道大端直徑 D = d+2Ltg/8.49mm根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)出主流道如下列圖3.2所示：圖3.2 主流道2 澆口套設(shè)計(jì)由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道局部常設(shè)計(jì)在澆口套內(nèi)。澆口套按照外觀的不同分為：A型、B型、C型、D型、E型等，常用的是A、B、C三種型號(hào)。這里使用A型，由于采用的是有托澆口套，故用定位圈配合固定在定模座板上，采用H7/m6過渡配合。圖3.3 澆口套3 定位圈的設(shè)計(jì)定位圈是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑100mm,內(nèi)徑36mm,選用B型，由螺釘將其緊固模具面板上，澆口套與定位圈之間采用H9/h9間隙配合。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3.4：圖3.4 定位環(huán)4 冷料穴與拉料桿設(shè)計(jì)由于本模具設(shè)計(jì)的是采用頂桿頂出，所以反錐度冷料穴很適合，錐度為3° 5°，這里取3°。如下列圖3.5：圖3.5 冷料穴和拉料桿5 分流道設(shè)計(jì)由于該模具為一模兩腔的構(gòu)造，必須設(shè)計(jì)分流道。常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、U字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的外表積小，以減少傳熱損失。這里采用半圓形分流道兩側(cè)總長(zhǎng)為，如下列圖3.6和3.7：圖3.6分流道圖3.7 分流道截面圖6 澆口設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵局部。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用為：1型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；2易于切除澆口凝料；3對(duì)于多型腔的模具，用以平衡進(jìn)料；澆口構(gòu)造尺寸可由經(jīng)歷公式可知，澆口深度 h = 0.5 2.0mm，取h=1.5mm；長(zhǎng)度L=25 mm，取L=2mm；寬度b=4mm。設(shè)計(jì)結(jié)果如下列圖3.8：圖3.8 澆口第四章成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算一型腔與型芯的構(gòu)造肥皂底盒尺寸較小，且形狀較簡(jiǎn)單，型腔加工容易實(shí)現(xiàn)，可采用整體式構(gòu)造。整體式型腔是直接加工在型腔板上的，有較高的強(qiáng)度和剛度，使用中不宜發(fā)生變形等優(yōu)點(diǎn)。而型芯為整體鑲嵌式，整體鑲嵌式型芯可以節(jié)省貴重模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，修理更換方便，同時(shí)也有利于型芯冷卻和排氣的實(shí)施。如圖4.1：圖4.1 型腔與型芯二型腔與型芯的尺寸計(jì)算由于原料是聚丙烯PP，其收縮率為1%2.5%之間。型腔與型芯的尺寸按照平均值法計(jì)算故可以得到平均收縮率為：1.75%。計(jì)算結(jié)果如表3.1：表3.1 型腔與型芯尺寸計(jì)算類型模塑件尺寸公差MT6塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型腔徑向尺寸=0.74=0.64型芯徑向尺寸=0.74=0.64高度和深度尺寸=0.35=0.31第五章構(gòu)造零件的設(shè)計(jì)一頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求為頂桿頂出，根據(jù)塑件模具中的分布，設(shè)計(jì)了2根頂桿。頂桿設(shè)計(jì)要求：1.通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面平齊，或高出型腔底面0.050.10mm；2.推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象；3.推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50，工作端配合局部的外表粗糙度為Ra0.8。頂桿長(zhǎng)度根據(jù)具體的標(biāo)準(zhǔn)模架選定后確定，設(shè)計(jì)結(jié)果如圖5.1：圖5.1 頂桿二合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在模具進(jìn)展裝配或者成型時(shí)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來保證動(dòng)模和定模兩大局部或模內(nèi)其他零件制件準(zhǔn)確對(duì)合，以確保塑料制件的形狀和尺寸精度，并防止損壞型腔和型芯。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)能夠承載一定的側(cè)向力保證模具的正常工作。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面導(dǎo)向兩種。本次模具設(shè)計(jì)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為直導(dǎo)套導(dǎo)向。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖5.2圖5.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三加熱冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本次模具設(shè)計(jì)所選用的原料聚丙烯的注射成型所需模溫為50，所以不需要加熱系統(tǒng)，只需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)即在型腔周圍布置直徑為的冷卻水道，如圖5.3：圖5.3 冷卻水道四排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為了使塑料熔體順利充填模具型腔，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利的排到模外。如果型腔內(nèi)因各種原因所產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會(huì)形成氣泡、凹陷、熔接不牢、外表輪廓不清晰等缺陷，另外，氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此模具設(shè)計(jì)要考慮型腔排氣問題。本次設(shè)計(jì)的模具，由于型腔尺寸較小，可以利用推桿、活動(dòng)型芯以及活動(dòng)鑲件的部位與模板的配合間隙進(jìn)展排氣，排氣間隙取0.03mm。五標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇根據(jù)模具構(gòu)造形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素，查有關(guān)資料，選擇的標(biāo)準(zhǔn)模架型:模架為AI-3335-A40-B35-C90，寬度為350。如圖5.4：圖5.4 標(biāo)準(zhǔn)模架每塊板材均需要很高的強(qiáng)度，因此均選用A3鋼。第六章注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核一最大注射量的校核注射量的校核公式是：式中，W公注射機(jī)的公稱注射量，cm³； W注每模的塑料體積量，是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的總和，cm³。塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為66 cm³，小于注塑機(jī)的理論注射量125cm³，故滿足要求。二注射壓力的校核塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)類型，噴嘴形式、塑件形狀以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。對(duì)于粘度較大的塑料以及形狀細(xì)薄、流程長(zhǎng)的塑件，注射壓力應(yīng)取大些。注射壓力的校核是核定注射機(jī)的額定注射壓力是否大于成型時(shí)所需要的注射壓力。注射壓力的校核公式為：Pma*KP0式中 Pma*注射機(jī)的額定注射壓力，Mpa； P0注射成型時(shí)的所需用的注射壓力，Mpa；K平安系數(shù)。KP0=1.3×80=104MpaPma*=120Mpa，滿足要求。三鎖模力的校核注塑時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔內(nèi)仍然存在較大的壓力，它會(huì)使模具從分型面漲開。為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質(zhì)量，注射機(jī)必須提供足夠的鎖模力。鎖模力的校核公式為FAP式中，F(xiàn)注射機(jī)的額定鎖模力，N； A制件和流道在分型面上的投影面積之和，mm²； P成型壓力，MPa；將數(shù)據(jù)帶入公式得：，滿足要求。四模具開模行程的校核當(dāng)注射機(jī)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合作用的合模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程所決定，此時(shí)注射機(jī)的最大開模行程與模具厚度無關(guān)。因此模具開模行程的校核公式為H模=H1+H2+510mmH注式中，H模模具的開模行程，mm； H注注射成型機(jī)移模行程，mm； H1制件的推出距離，mm； H2包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度代入數(shù)據(jù)得：H模=40+70+10=120mmH注=300mm，滿足要求。結(jié)論：選取*S-ZY-125型螺桿式注射成型機(jī)完全符合本模具的使用要求。五模具閉合高度的校核模具閉合高度的校核公式為HminH閉Hma*由數(shù)據(jù)可求得：模具的閉合高度H閉=270mm，而注射成型機(jī)的最大模具厚度Hma*=300mm，最小模具厚度Hmin=200mm，滿足HminH閉Hma*的安裝要求。心得體會(huì)在本次的設(shè)計(jì)中我對(duì)產(chǎn)品進(jìn)展了認(rèn)真仔細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龊蛥⒖肌⒉殚喐鞣N有關(guān)模具方面的資料，在設(shè)計(jì)中有過很多困難，但最后通過自己的努力和同學(xué)的幫助，然后，通過計(jì)算得出了產(chǎn)品的分型面所在位置及澆口的所在。其分型面定在了其最大輪廓的中間，選用點(diǎn)澆口的形式進(jìn)展?jié)沧?。在設(shè)計(jì)其型腔布置時(shí)我并沒有將其布置成四個(gè)均等的分布，因?yàn)樗膫€(gè)均等的分布，這樣的話我選用的模仁的面積會(huì)增大，我們的設(shè)計(jì)是排布主流道及分流道的所在的一邊的距離比不排布流道所在的一邊的距離長(zhǎng)10mm。這樣可以節(jié)省材料而且在設(shè)計(jì)型腔排布上也是很合理的。此次藥盒的注塑模的設(shè)計(jì)，對(duì)我的影響很大，通過本次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，可以說是受益匪淺。在設(shè)計(jì)過程中對(duì)各種問題的解決，更是讓我們從當(dāng)中學(xué)到了許多的新東西。參考文獻(xiàn)1 國家技術(shù)監(jiān)視局.塑料注射模模架技術(shù)條件(GB/T12556-2006)S.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.2007.2王興天."注塑技術(shù)與注塑機(jī)"M.：化學(xué)工業(yè)出版社.2006.3 屈華昌. "塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)".M：高等教育出版社 2005.4 楊予勇 ."塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)"M. ：國防工業(yè)出版社 2009.5 周達(dá)飛、唐頌超 ."高分子材料成型加工"M .中國輕工業(yè)出版社. 2008.6 劉來英."注塑成型工藝"M.：機(jī)械工業(yè)出版社.2006.7 錢漢英、王秀嫻等."塑料加工使用技術(shù)問答"M.：機(jī)械工業(yè)出版社.2003.8 張榮清、侯維芝、何旭貴."模具設(shè)計(jì)與制造"M.：高等教育出版社.2008.9 陳劍鶴."模具設(shè)計(jì)根底"M.：機(jī)械工業(yè)出版社.2003.10 .楊占堯"塑料模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例"M.：化學(xué)工業(yè)出版社.2009. z.