ABS肥皂盒底盖Word文档下载推荐.docx
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3.5温度调节系统14
3.6其他系统与结构15
3.6.1排气糟的设计15
3.6.2合模导向机构的设计15
3.7确定标准模架型号和规格17
第四章注塑机校核与最终选择18
4.1模具在注塑机上安装尺寸的校核22
4.2模具闭合高度的校核18
4.3模具开合模行程的校核18
4.4注射压力和锁模力的校核19
第五章成型零件工作尺寸的计算20
第六章模具工作原理和总装图21
第七章总结与展望25
致谢24
参考文献25
第一章塑件的工艺分析
1.1塑件的成形工艺性分析
如图1-1为肥皂盒的塑件图,单位mm
图1-1肥皂盒底座零件图
塑制品的形状较为简单，所用的原料为ABS。
1.2塑件材料特性
ABS塑料（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。
ABS塑料是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。
它具有的良好的机械强度，特别是抗冲击强度；
具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。
一般为无定型料，不透明，无毒、无味，成型塑件的表面有较好的光泽。
其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。
1.3塑件成型工艺参数
查相关手册得到ABS（抗冲）塑料成型工艺参数：
密度1.03～1.07g/
收缩率0.3～0.8
预热温度80～85℃，预热时间2～3℃；
料筒温度后段150～170℃，中段165～180℃，前端180～200℃。
喷嘴温度170～180℃；
模具温度50～80℃；
注射压力60～100MPa
成型时间注射时间20～90s，保压时间0～5s，冷却时间20～150s。
第二章注塑机的初步拟定
2.1粗略的计算制品的体积和质量
=50.868cm3
=
×
ρ=50.868cm3×
1g/cm³
=50.868g
一般情况下，浇注系统体积可根据主流道分流道尺寸大小用布置情况进行估算，这是浇注系统体积为V=1.879cm3，浇注系统的质量为
=1.879g
2.2注塑机的初步确定
根据塑料制品以及浇注系统的体积或质量，且根据现有的注射机型号和规格以及考虑制品的结构特征，初步选定注塑机型号为xs-zy-125。
其主要参数如表2.1xs-zy-125注塑机主要技术参数所示。
表2.1xs-zy-125注塑机的参数
项目
单位
参数
额定注射量：
cm³
125
螺杆直径：
mm
42
注射压力：
（Kg/cm2）
120
螺杆转速：
R.P.M
29、43、56、69、83、101
锁模力：
KN
900
拉杆空间：
260*290
开模行程：
300
模板最大开距：
容模厚度：
200-300
第三章模具结构方案的确定
3.1分型面的确定
选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：
（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
（2）确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模。
（3）保证塑件的精度要求。
（4）满足塑件的外观质量要求。
（5）便于模具加工制造。
（6）对成型面积的影响。
（7）有利于提高排气效果。
（8）对侧向抽芯的影响。
（9）确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模。
通常分型面的选择择应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧，这样有助于动模内设置的推出机构动作，否则在定模内设置推出机构往往会增加模具的复杂性
（10）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。
（11）考虑侧向轴拔距。
一般机械式分型抽芯机构的侧向轴拔距都较小，因此选择分型面的时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，即将短轴拔距作为侧向分型或抽芯。
并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。
（12）有利于排气。
当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在塑料的流动末端，以利于排气。
（13）模具零件易于加工综合考虑以上分型面的选择原则，综合制品的结构形状，该肥皂盖的分型面设计如图3.1所示：
（14）模具零件易于加工综合考虑以上分型面的选择原则，综合制品的结构形状，该肥皂盖的分型面设计如图3.1所示：
3.1分型面设计
3.2型腔的布置方案的比较与确定
型腔数目的确定:
（1）塑件制件的批量和交货周期
（2）质量控制要求
（3）成型的塑件品种与塑件的形状及尺寸
（4）塑料制件的成本
型腔的布置方案常用的有两种：
第一种方案为平衡式，第二种方案为非平衡式。
平衡式是指从主流道到各个型腔的分流道，其长度，截面形状和尺寸均对应相等，这种设计可直接达到各个型腔均衡进料的目的，在加工时，应保证各对应部位的尺寸误差控制在1％以内；
非平衡式是指由主流道到各个型腔的分流道的长度可能不是全部对应相等，为了达到各个型腔均衡进料同时充满的目的，就需要将浇口开成不同的尺寸，采用这类分流道，在多型腔时可缩短流道的总长度，但对于要求精度和性能较高的塑件不宜采用，因成型工艺不能很恰当很完善地得到控制。
本产品是以平衡式的型腔布置的。
是为了更方便的加工，更好的让塑料平衡充满平衡式型腔布局方案如图3.2所示
图3-2分型面选择示意图
3.3浇注系统形式和浇口的设计以及作用
普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。
在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：
（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。
（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。
（3）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：
尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。
（4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。
（5）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。
（6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。
浇注系统的作用是①将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时的顺利地排除。
②在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件
本产品用的一模两腔的摆放因此有两条对称的分流道，浇口的类型是侧浇口。
设计图形如3.3图。
图3-3侧浇口
3.3.1主流道设计
主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。
属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具的一段过渡的流动长度，因此，他的形状和尺寸最先影响这塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度降和压力降最小，且不损害其把塑料输送到最“远”位置的能力。
在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需要设计成圆锥形，锥角为2-6度，表面粗糙度值Ra<
0.8um；
主流道的设计要点如下：
（1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因PP的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。
（2）主流道大端呈圆角，其半径取r=1～3mm,以减少流速转向过渡的阻力，r=1.5mm.
（3）在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。
（4）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+（1～2）,其小端直径D=d+（0.5～1）,凹坑深度常取3～4mm。
在此模具中取r2=11～12mm
（5）由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm。
如图3.5所示：
图3-4主流道设计示意图
3.3.2冷料穴设计
冷料穴是浇注系统的结构组成之一。
冷料穴一般设在主流道的末端，底部作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出，并滞留在动模一侧的作用。
该浇注系统选用带Z形头拉料杆的冷料穴，拉料杆固定在推板上，使凝料与拉料杆一道被出推出机构从模具中。
开模后稍许将制品作侧向移动，即可将制品连同凝料一道从料杆取下。
3.3.3分流道设计
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。
分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。
但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。
1.分流道设计要点：
不论采取任何一种形状的分流道，一般对流动性好的聚丙烯等取较小的截面确定分流道截面尺寸的大小时也应该考虑到，若截面过大，不仅积存空气增多，塑件容易产生气泡，而且增大塑料耗量，延长冷却时间，若截面小，会降低单位时间内输送的塑料熔体流量，使填充时间延长，导致塑件常出现缺陷
（1）.在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。
（2）.分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。
对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。
（3）.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。
（4）.分流道与浇口连接处应加工成斜面或者直面，并用圆弧过度。
2.分流道的长度
分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。
3.分流道的断面
分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。
分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。
分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题，由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求，采用圆形的份流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。
如图3-5所示：
图3-5分流道截面示意图
4.分流道的布局
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。
它要求各对应部位的尺寸相等。
这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。
而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。
该塑件是一模两腔所以分流道的布局方式如图3-6所示：
图3-6分流道的布局示意图
5.浇口选择
浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。
其主要作用是：
（1）
型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。
（2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。
浇口截面积约为分流道截面积的0.03～0.09，浇口的长度约为0.5mm～2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。
当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。
但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。
浇口位置的选择：
（1）浇口位置应使填充型腔的流程最短。
这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。
（2）浇口设置应有利于排气和补塑。
（3）
浇口位置的选择要避免塑件变形。
采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；
而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。
（4）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。
熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。
流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。
对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。
为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。
筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。
（5）浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。
常用的浇口形式有：
①侧浇口：
又称边缘浇口国外称之为标准浇口。
②直接浇口：
又称中心浇口、主流道型浇口或者非限制性浇口。
③扇形浇口
④平逢浇口：
又称薄片式浇口。
⑤环形浇口
⑥盘形浇口：
类似于环形浇口。
⑦轮辐浇口
⑧点浇口：
又称针点浇口、橄榄形浇口、菱形浇口。
⑨护耳浇口：
又称分接式浇口
⑩爪形浇口：
类似侧浇口。
本产品的浇口设计属于简单的侧浇口。
它的流动阻力小、料流动速度快及补缩时间长的特点，但注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，浇口痕迹较明显，这类浇口大多数用于注射成型大型壁厚长流程深型腔的塑件及一些高粘度塑料，如聚丙烯等收缩率有较大的差异的产品，因此本产品也属于这类型即用了侧浇口的设计。
浇口设计图3-7所示：
图3-7浇口结构设计示意图
3.4推出机构的确定
在对肥皂盒底座塑件进行脱模是必须遵循以下原则：
（1）因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。
因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。
（2）顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。
作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。
（3）为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。
将顶杆设计在塑件的内部型腔。
（4）若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；
否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。
推出机构的主要由推出零件、推出固定板、推板、推出机构的导向与复位部件等组成。
如本产品的模具推出机构图3-8所示
图3-8模具推出机构示意图
推出机构中，凡直接与塑件相接触、并将塑件推出型腔或者型芯的零件称为推出零件常用的推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等，图3.10的推出机构是属于推杆推出的机构，图3.10中为推杆16.推杆固定板4和推板3由螺钉连接，用来固定推出零件。
为了保证推出零件合模后能回到原来位置，需要设置复位机构，设置了复位杆可以在推出机构中，从而保证了推出平稳、灵活的角度考虑。
本产品的设计是用了直接推杆推出，因为制件并没有很高的要求。
一个制件用了5根推杆。
推杆设计如图3-9所示
图3-9推杆设计示意图
3.5温度调节系统
模具温度调节的重要性：
无论任何一种塑料进行注射成型，均有一个比较适合的模具温度范围，在此温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后手速和翘曲和曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量也比较高。
为了使模温能控制在一和合理的范围内，必须设计模具温度调节系统。
模具温度的调节是指对模具进行冷却或者加热，必要时两者兼有，从而达到控制模温的目的。
对模具进行冷却还是加热，与塑料品种、塑件的形状与尺寸、产生效率及成型工艺对模具的温度的要求有关。
设置温度调节装置后，有时候会给注射生产带来一些问题，例如，采用冷水调节模具时，大气中水份易凝聚在模型表避，影响塑件表面质量。
而采取加热措施后，莫内一些间隙配合的零件可能由于膨胀而使间隙减小或者消失，从而造成卡死或者无法工作，设计时应予以注意
总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。
对温度调节系统的要求：
（1）确定加热或是冷却；
（2）模温均一，塑件各部分同时冷却；
（3）采用低的模温，快速且大量通冷却水；
温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。
本产品用的是聚丙烯相对是粘度低、流动性好的塑料，因此成型工艺要求模温都不太高，所以常用温水对模具进行冷却，有时为了进一步缩短在模具内的冷却时间亦可用冷水来控制模温。
根据模具冷却系统设计原则：
冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。
这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。
根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为8mm.另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：
（1）浇口处加强冷却；
（2）冷却水孔到型腔表面的距离相等；
（3）冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；
（4）冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。
（5）进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。
（6）冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。
而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。
3.6其它系统与结构
3.6.1排气糟的设计
当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或者凝固产生的低分子挥发气体。
如果型腔内因各种原因而产生的气体不能被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或者烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。
有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需要在塑料最后填充到的型腔部位开设溢流以容纳余料，也容纳一定量的气体。
注射模成型时的排气通常以如四种方式进行。
1、利用配合间隙排气。
2、在分型面上开设排气槽。
3、利用排气塞排气。
4、强制性排气。
3.6.2合模导向机构的设计
导向机构的作用是：
1、定位作用的，当模具闭合后。
保证动模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度
2、导向作用的，当合模时首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进如型腔造成成型零件损坏。
3、承受一定的侧向压力。
塑料熔体在充型过程中可能产生单侧向力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力以保证模具的正常工作。
本产品的设计用的是导柱导套的形式进行作为导向机构的，共用了四根。
以下是本产品设计的导柱导套的示意图3-10、图3-11
3-10导柱导套示意图
3-11导柱示意图
3.7确定标准模架型号和规格
根据塑件选定模架为：
C4550—43*70*90GB/T12555—2006，如图3-12所示：
图3-12
定模板厚度：
A=43mm
动模板厚度：
B=70mm
垫块厚度：
C=90mm
模具厚度：
H=（30+A+B+C+31+0.5）mm=264.55mm
模具外形尺寸：
450mm*500mm*264.5mm
第四章注射机校核与最终选择
4.1模具在注塑机上安装尺寸的校核
从标准模架外形尺寸450mm*500mm*264.5mm上看，它大于XS-ZY-125型注射机拉杆空间260mm*290mm，所以不能满足模具安装和拆卸要求。
所以改用HTF—240—A型号的注塑机，拉杆空间为520*520能满足模具在注塑机上的安装要求。
4.2模具闭合高度的校核
查表得HTF—240—A型注射机所允许模具的最小厚度
=220mm,最大厚度
=480，而型号C4550—43*70*90的标准模架，其厚度
=264.5mm，能满足
≥
的安装要求。
注射机HTF—240的有关技术参数如下：
模具最大厚度480mm
模具最小厚度200mm
喷嘴圆弧半径12mm
喷嘴孔直径4mm
螺杆直径45mm
理论容量442cm³
由于在初选注射机和选用模架时是根据注射量技术参数选用的，所以注射量不必进行校核，已符合所选注射机要求。
4.3模具开合模行程的校核
查表得HTF—240—A型注射机的顶出行程为100mm，能满足模具推出制品所需要的开查勘距
+
+a=（28+65-0）mm=93mm
---制作的推出距离，mm
---包括流道凝料在内的制品的高度，mm
a---侧抽芯在开模方向的距离，mm
4.4注射压力和锁模力的校核
查表得HTF—240—A型注射机额定注射压力为
=205MPa,而ABS塑料成型时的注射压力为
=60～100MPa，故能满足
的要求。
查表得HTF—240—A型注射机最大锁模力
=2400KN，而
*A=（30*28950）N=848.5KN,帮能满足
*A。
式中
—塑料成型时型腔压力，ABS塑料的型腔压力p=30MPa;
A—浇注系统和塑件在分型面上的投影面积（
）
校核结果：
HTF—240—A型注射机能满足使用要求，故可采用。
第五章成型零部件工作尺寸的计算
查相关手册得pp的收缩率为1.0—2.5，故平均收缩率为1.
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