香皂盒塑料注射模设计说明书.docx
《香皂盒塑料注射模设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《香皂盒塑料注射模设计说明书.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
香皂盒塑料注射模设计说明书
毕业设计（论文）说明书
办学单位：
专业：
计算机辅助设计与制造
学生姓名：
XXX
学号：
010106868
设计（论文）题目：
香皂合产品开发设计及模具设计
起迄日期:
2010-12-5至2011-4-5
设计（论文）地点:
机械与电子工程学院
指导教师:
教研室主任：
XXXX技术职业学院机械与电子工程学院制
任务书
类型
毕业设计：
是 √否
毕业论文：
是 否
课题
名称
香皂合产品开发设计及模具设计
具体
要求
设计说明书规格按模板要求，内容包括前言、选题理由、方案确定、设计步骤和内容（包括产品图、零件的三维造型、分型面和分模、模具的浇注系统、推出系统等，并套用合适的模架后完成模具总装图和零件图）
图纸要求视图准确、图面干净，标准采用国家标准，并提供电子文档。
结题
提供
材料
的要求
1.设计说明书1份20～30页
2.设计图纸：
3.总装图1张（0号图纸）和零件图多张；合计图纸量为2张0号图纸
4.电子档案：
1）产品图（档名：
chanpin.dwg）
2）零件三维造型（档名：
chanpin.prt）
3）分型和分模（档名：
fenmo.prt）
4）三维总装图（档名：
zongzhuang.prt）
5）二维装配图（档名：
erweizongzhuang.prt）
6）设计说明书
起止时间
2010-11-30～2011-4-5
课题
负责人
课题
同组人
指导教师
意见
专业教研室意见
二级学院
负责人
意见
开题报告
课题名称
香皂合产品开发设计及模具设计
课题负责人
及同组成员
二级学院
班级
姓名
课题中的分工
机电学院
机电学院
机电学院
机电学院
国内外
同类课题
的现状
与存在
问题分析
评述：
产业技术为当前国家经济发展的原动力，也是企业生存与成长的命脉。
塑料工业在近20年来更是发展迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、家电、音响、摄影照相器材、塑胶光学镜片、玩具及日常用品，乃至新兴产业如资讯产品、通讯器材、航空工业及国防工业等领域中得到了广泛的应用。
塑料制品的成型方法固然很多，但最主要的方法还是注塑成型，世界塑料成型模具产量约半数以上是注塑成型模具。
塑料产品及模具设计课题是集设计、成型工艺、加工制造工艺基础知识为一体的综合性课题，同时也是对学生CAD/CAM技术技能的全面应用的提高。
模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备，属于高新技术产品，模具数字化设计、制造与协同管理成为中国模具企业提高竞争力的必然趋势。
本课题通过模具的数字化设计，在传统模具设计的基础上，充分应用数字化设计工具，提高模具设计质量，缩短模具设计周期、提高生产效率、降低成本有实际意义。
本课题的
主要内容
和
目标摘要
1、毕业设计说明书
前言
选题理由
方案确定
毕业设计步骤与内容
总结、体会
2、图纸：
二维装配总图1张（0号或1号图纸）
零件图若干张（3号或4号图纸）
3、电子档案：
产品图、零件三维造型、分型和分模、三维总装图、二维装配图和零件图
本课题
的重点
和难点
重点：
零件的分型面的合理选择、分模、模架的选择、总装图
难点：
3D产品图的建构
二维装配图
三维总装图
结题形式
毕业设计说明书、图纸及电子文档
本课题的
主要阶段
与
进度安排
2010-11-30~2010-12-15布置任务，下达设计任务书，提出具体要求，明确设计目标和结题形式
2010-12-16～2011-04-05完成设计任务
2011-04-06～2011-04-15向教师汇报完成情况，解答遗留问题
2011-04-16～2011-04-25毕业设计答辩
本课题
实施的
条件
及预算
指导
教师
意见
指导教师签字：
年月日
摘要
本设计主要是针对香皂盒的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。
该设计从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。
通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。
根据题目设计的主要任务是香皂盒注塑模具的设计。
也就是设计一副注塑模具来生产香皂盒塑件产品，以实现自动化提高产量。
针对香皂盒的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。
通过模具设计表明该模具能达到香皂盒的质量和加工工艺要求。
同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。
关键词：
香皂盒，塑料，模具，分型面，注射机
Abstract
Thisdesignismainlydirectedagainstthesoapboxdiedesign,throughthetechnologyofplasticpartsforanalysisandcomparison,thefinaldesignaninjectionmold.Thedesignprocessfromtheproductstructure,thestructureofthespecificdie,diecasting,moldformingpartofthestructure,theroofsystem,coolingsystem,thechoiceofinjectionmoldingmachinesandrelatedparametersofthecheck,havethedetaileddesign,Andtheestablishmentofasimplemoldprocessingtechnology.Throughtheentiredesignprocessthatthemoldplasticpartscanachievethisbytherequirementsoftheprocessingtechnology.AccordingtoTitleDesign'smaintaskistosoapboxinjectionmolddesign.Whichisdesignedtoproduceaninjectionmoldplasticpartssoapboxproducts,soastoimprovetheautomationofproduction.Soapboxfortheconcretestructure,thedieisthesidegateofthesingletypeofinjectionmolds.Throughdiedesignshowthatthemoldtoachievethequalityofsoapboxandprocessingrequirements.
Atthesametime,inthedesignprocess,throughaccesstovastamountsofdata,manuals,standards,periodicals,etc.,withmaterialsontheknowledgeoftheinjectionmoldofthestructure（formingparts,casting,directionofthelaunch,theexhaustsystem,Die-conditioning）systemwiththeunderstanding,broadenthehorizonsandenrichtheknowledge,completeindependenceforthefuturediedesignhasaccumulatedsomeexperience.
Keywords:
soapboxes,plastic,molds,typeface,injectionmachine
前言
在21世纪的今天，随着科学技术的不断进步和社会的高速发展，产品更新换代越来越快。
无论是工业产品还是家电产品，大多数应用模具成型。
因此，产品对模具的精度要求越来越高、越来越普及。
其产品在人们的生产生活中的作用越来越大。
塑料模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具，它对塑料零件的制造质量和成本起着决定性影响，所以对塑料模具的设计要求还是比较高的，从产品的角度讲，能生产出尺寸精度、外观、物理性能等各方面均满足使用要求的优质产品；从模具使用的角度讲，要求效率高、自动化并且操作简单；从模具制造角度讲，要求模具结构合理，制造容易，成本低廉。
模具设计过程一般是设计收缩率、毛坯尺寸、型腔布局，然后进行分模，创建型芯型腔、滑块和镶块、添加模架和标准件，最后设计浇注系统，冷却系统和建腔，生成材料清单和模具图。
在现代塑料制品的生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。
尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺的要求，塑料制品使用要求和造型设计起着重要的作用。
高效的全自动设备只有配上想适应的模具才能发挥作用，随着塑料制品的品种和产量需求量的增加，对塑料模具也提出了越来越高的要求，促使塑料模具不断的向前发展。
由于模具是典型的技术密集型产品，为了表达清楚设计意图，设计人员必须花费大量的时间来绘制模架、顶杆、滑块等结构相对固定的零部件。
目前，CAD/CAE的发展，为广大模具设计人员提供了方便。
在科学技术飞速发展的今天，模具设计多借助计算机软件进行设计和加工，这就实现了模具设计有经验设计阶段向理论计算设计方面的发展。
例如CAD/CAM在模具设计方面的应用。
本设计就以UGNX3和CAD为辅助软件进行了塑料端盖的设计。
按照模具设计的一般步骤，从产品设计，型芯型腔的设计，模架设计，浇注系统，冷却系统的设计到标准件的选择，到模具工程图的生成。
每一步都按照模具设计的一般规则，进行准确计算。
第一章香皂盒的成型工艺特性
塑件的模型特点：
香皂盒塑件（图1-1）的结构简单，体积较小，重量较轻，尺寸适中，属薄壁壳体塑件，而且属于日常用品，需求量较大，为提高生产率可采用多型腔；塑件侧向没有孔和槽，模具不需要设计侧分型与抽芯机构。
根据香皂盒塑件的特征，选用浇注系统为侧浇口的单分型面多型腔注射模。
采用侧浇口基本不影响塑件外观。
a）香皂盒
b）香皂盒零件图
图1-1香皂盒塑料件示意图
a）香皂盒b）香皂盒零件图
表3－1常用塑料及特性
塑料
高压聚乙烯
硬聚氯乙烯
聚苯乙烯
工程塑料ABS
温度/℃
喷嘴
150-180
150-170
160-170
180-190
料筒
180-200
165-180
160-180
210-230
模具
30-60
30-60
20-60
50-70
压力MPa
注射
70-100
80-130
60-100
70-90
保压
40-50
40-60
30-40
50-70
时间/S
注射
0-5
2-5
0-3
3-5
保压
15-60
15-40
15-40
15-30
冷却
15-60
15-40
15-30
15-30
总计
40-140
40-90
40-90
40-70
1、ABS塑料的材料特性
ABS是一种新型工程塑料。
具有综合的优良性能（坚固、坚韧、坚硬），价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的一种工程塑料。
ABS是微黄色或白色不透明粒料，无毒、无味。
ABS由三种成分组成，具有良好的综合力学性能。
在机械性能方面，ABS具有质硬、坚韧、刚性好。
有一定化学稳定性和良好的介电性能。
它还有很好的成型加工性能以及能与其他塑料和橡胶相混熔的特点。
ABS塑料的表面可以电镀。
ABS树脂的缺点是耐热性不高，耐低温性不好，而且不耐燃、不透明，耐气候性不好，特别是耐紫外线性能不好。
2、ABS塑料的成型特性
1）、使用ABS塑料成型塑件时，由于溶体的黏度值较高，注射成形的压力值高，所以塑件对型芯的包紧力较大，为便脱模，塑件应采用较大的脱模斜度；
2）、ABS塑料的溶体黏度高，制品易产生熔接痕，设计模具时应减少浇注系统对料流的阻力，流道长度短一些；
3）、ABS塑料吸湿性强，易吸水，成型前应进行干燥处理；
4）、在正常成型条件下，ABS塑件的尺寸稳定性好。
3、ABS塑料的注射成型工艺参数
表3－2ABS塑料的注射成型工艺参数
参数
取值范围
选取数值
密度ρ
1.02～1.05g/cm2
1.03g/cm2
收缩率S
0.3%～0.8%
0.5%
温度/℃
喷嘴
180-190
180
料筒
210-230
220
模具
50-70
60
压力MPa
注射
70-90
80
保压
50-70
60
时间/S
注射
3-5
3
保压
15-30
20
冷却
15-30
25
总计
40-70
48
塑件质量：
22.47g
塑件体积：
21.81cm3
塑件成型投影面积：
54.48cm2
选用的方法和原则：
1、使用现有设备；
2、根据每次成型件数安满足最大注射量、锁模力、经济性等要求选择合适的注射机。
3、根据产品的精度要求去选择不同精度等级的注射机。
根据塑件的大小和实际中常用的注射机，注射端盖塑件选用XS-YZ-125型螺杆式注射机（图4-1）。
XS-ZY-125型注射机的主要参数：
额定注射量－－－125cm3
注射压力－－－－120MPa
锁模力－－－－900KN
最大成型面积－－320cm2图4-1XS-ZY-125型注射机
最大开模行程－－300mm
最大模具厚度－－300mm
最小模具厚度－－200mm
喷嘴圆弧半径－－12mm
喷嘴孔直径－－－Φ4mm
模板尺寸－－－－428mmX528mm
拉杆空间－－－－260mmX290mm
定位孔直径：
Φ100+0.054
注射机的顶出方式：
机械式顶杆顶出；两根顶杆设在两侧，顶杆直径Φ22。
模板面上螺纹孔M16X25共36个
1）、最大注射量的校核
2）、注射压力的校核
3）、锁模力的校核
4）、最大注射成型面积的校核
当上面四方面校核都满足要求时，才能确定注射机选用的合适。
注射机的参数校核
1）、最大注射量的校核
注射机的额定注射量为125cm3。
塑件体积：
21.81cm3，每次成型2个塑件。
假设浇道凝料为20cm3。
实际注射量＝21.81X2+20=63.62cm3<125X80%=100cm3
最大注射量满足要求。
2）、注射压力的校核
ABS塑料的注射压力为70~90MPa,取72MPa;
SX-ZY-125注射机的注射压力为120MPa
注射机的注射压力满足要求。
3）、锁模力的校核
注射机的锁模力为900KN；
ABS塑料的注射压力为70~90MPa,取72MPa;
单个塑件在分型面上的投影面积为54.48cm2;
浇道凝料为15cm2;
注射时模具的膨胀力＝（54.48X2+15）X72=892.5KN<900KN
锁模力满足要求。
4）、最大注射成型面积的校核
SX-ZY-125注射机的最大注射成型面积为320cm2；
单个塑件在分型面上的投影面积为54.48cm2;
浇道凝料为20cm2;
注射时模具的成型面积＝（54.48X2+20）=128.96cm2<320cm2
最大注射成型面积满足要求。
确定型腔数目时要考虑的因素：
1、满足注射机的最大注射量
2、锁（合）模力
3、塑件精度
4、经济性
（1）、按注射机的最大注射量确定型腔数量。
Vg（mg）—注射机量大注射量（cm3或g），取125cm3.
Vj（mj）——浇注系统凝料量（cm3或g）,假设浇道凝料为20cm3
Vz（mz）——单个制品的容积或质量（cm3或g）,单个塑件为21.81cm3.
（2）按注射机的额定合模力确定型腔数。
F——注射机的额定合模力（N）。
查手册为900KN.
Pm——塑料熔体对型腔的平均压力（MPa）。
取50MPa
Aj——浇注系统在分型面上的投影面积（mm2）。
取36cm2
Az——单个制品在分型面上的投影面积（mm2）。
由计算得54.48cm2
（3）按制品的精度要求确定型腔数
成型高精度制品时，型腔数不宜过多，通常推荐不超过4腔，因为多腔难于使各腔的成型条件均匀一致。
L——塑件基本尺寸（mm）。
δ——塑件的尺寸公差（mm），为双向对称偏差标注。
ΔS——单腔模注射时塑件可能产生的尺寸误差的百分比。
（4）按经济性确定型腔数
根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，仅考虑模具费和成型加工费。
Cl——每一型腔所需承担的与型腔数有关的模具费用。
N——制品总件数。
Y——每小时注射成型加工费（元／h）。
T——成型周期（min）。
型腔数目的确定
由于塑件的形状简单，重量较轻，且生产批量大，所以应使用多型腔模具。
综合分析本设计采用一模二腔、平衡布置。
这样模具的尺寸较小，生产率高，塑件质量可靠，成本较低。
塑件的分型面应位于截面尺寸最大的部位，本实例中塑件的分型面选取如图5-1所示。
这样选取的塑件的外表面可以在整体的定模型腔内成型，表面质量好，而且塑件脱模方便。
图5-1分型面选取
确定型腔和型芯的结构形式
型腔、型芯可分别有整体式和组合式两种形式。
虽然本塑件的结构简单，型腔加工容易，但是为了增强型腔的使用寿命，所以选用组合式型腔跟型芯。
。
1）型腔的结构采用组合式型腔如下图（图5-2）所示：
图5-2组合式型腔
2）型芯的结构采用组合式型芯
如下图（图5-3）所示：
图5-3组合式型芯
3.4确定型腔和型芯的尺寸
ABS的收缩率在0.3～0.8%，取0.5%。
1）型腔的径向尺寸Lm
型腔径向尺寸
mm
ABS塑件的精度一般为4级，模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.24mm；取x=0.75，ABS塑料的收缩率在0.3～0.8%，取0.5%。
塑件径向尺寸
mm
径向尺寸102的公差值为0.82mm，模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.27mm；取x=0.75。
2）型腔的深度Hm
塑件高度尺寸15mm的公差值为0.38mm，模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.13mm；取x=0.5
3）型芯的径向尺寸lm
型芯径向尺寸
mm
模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.24mm；取x=0.75。
ABS的收缩率为0.3～0.8%，取0.5%。
4）型芯的高度hm
型芯高度
mm
模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。
ABS塑料的收缩率为0.3～0.8%，取平均收缩率为0.5%。
浇注系统的作用是将注射机中的熔化的塑料顺利引入模具中完成注塑。
塑件采用侧浇口成型，其浇注系统如图（图5-4）所示。
侧浇口宽度b=2mm，深度为t=0.5mm，长度l=1mm。
分流道采用梯形截面流道，梯形大底边宽度b=6mm，梯形高度h=4mm，侧面斜角α=8°。
主流道为圆锥形，上部直径与注射机喷嘴相配合，下部直径φ6～８mm。
浇注系统零件的设计
浇口套的结构。
使用XS－ZY－125注射机时定位孔直径为100mm，与浇口套下部尺寸相差较大，所以选用定位圈与浇口套分离的结构。
图5-4浇口套的结构
图5-5定位圈与浇口套分离的结构
1）、浇口套的设计。
XS－ZY－125注射机的注射部分喷嘴球头半径为12mm，喷嘴直径为4mm。
浇口套凹球面半径取14mm，深度取5mm。
浇口套进料口直径取5mm，出料口直径取8mm。
浇口套外径取40mm。
浇口套的材料选T10A碳素工具钢，淬火处理HRC50-55
图5-6浇口套示意图
2）、定位圈的设计。
XS－ZY－125注射机的固定模板上定位孔直径为100mm。
定位圈的结构
图5-7定位圈的结构
定位圈的外径取100mm，厚度15mm。
定位圈的固定使用M6内六角螺钉。
定位圈的材料选用普通碳素结构钢A3，不需热处理。
图5-8定位圈与浇口套示意图
3）、拉料杆的设计。
浇口套出料口直径为8mm，取拉料杆的直径与出料口相等8mm。
拉料杆上部选用钩头（Z字形）形结构。
拉料杆的结构
图5-9拉料杆的结构
材料选用45#钢，淬火处理HRC40~45，表面粗糙度Ra1.6。
与动模板的配合H8/f8
外径尺寸取8mm
4）浇注系统的主流道
主流道上端直径为5mm,下端直径取8mm，高度为60mm,锥角3°。
5）浇注系统的分流道
分流道由定模板形成，分流道的截面形状常选用梯形或U形，但考虑便于加工选半圆形，一级分流道半径取4mm，二级分流道半径取3mm。
图5-10分流道的截面形状
本模具只有一级分流道，半径取4mm，分流道在定模板上铣削加工形成。
6）浇注系统的浇口
浇口共有十种形式，按照塑件的结构特点选用标准侧浇口，形状为矩形。
侧浇口宽度b=2mm，
深度为t=0.5mm，
长度l=1mm。
7）浇注系统的冷料穴
冷料穴是浇注系统的结构组成之一。
冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料,以免这些冷料进入型腔。
主流道末端的冷料穴还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能。
在模具分型时，注射凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。
冷料穴
图5-11冷料穴
（1）推出机构的作用：
推出机构的作用就是指分型后将塑件从模具中推出的装置。
（2）推出机构的种类：
推出机构的种类包括：
推杆推出、推管推出、推板推出三种形式。
由于塑件
升级会员 