肥皂盒注塑模具毕业设计说明书.docx
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肥皂盒注塑模具毕业设计说明书
引言2
引言
近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。
注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法，其中最主要之一的注塑模具已经很广泛的采用。
它在质量、精度、制造周期以与注塑成型过程中的生产效率等方面水平的上下，直接影响产品的质量、产量、本钱与产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反响能力和速度。
注塑模具与其它机械行业想比，有以下三个特点：
第一，模具不能像其它机械那样可作为根本定型的商品随时都可以在机电市场上买到。
模具制造不可能形成批量生产，即模具是单件生产的，其寿命越长，重复加工的可能性越小。
因此，模具的制造本钱较高。
第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的，作为产品，除质量、价格等因素之外，很重要的一点就是需要尽快地投放市场，所以对于为塑料制品而特殊定订制的模具来说，其制造周期一定要短。
第三，模具制造是一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中先进技术的局部精华与钳工技术的手工技巧，因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，特别是对企业来说要求培养“全能工人〞，使其适应多工种的要求，这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产是非常重要的。
综上所述，模具制造存在本钱高，要求制造周期短，技术性强等特点，目前，随着科学技术的不断开展和计算机的应用，这些问题得到了很大的改善。
随着各种性能优越的工程塑料不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的制品。
要高质量、经济地生产出注塑制品，必须综合考虑成型树脂、注塑模具与注塑机的问题，注塑模具的设计质量直接影响成型制品的生产效率、质量与本钱。
注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的外表质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。
我国模具工业从起步到飞跃开展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大开展，模具水平有了较大提高。
大型、精细、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。
模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。
模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主的模具CAD/CAE软件。
塑料模是应用最广泛的一类模具。
近年来，我国塑料模有长足的进步。
在制造技术方面，首先是采用CAD/CAM技术，用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE软件也得到应用。
第一章总体方案确定
图1-1肥皂盒
1.1塑件分析
该塑件是一个肥皂盒的上、下盖，如图1-1所示，该塑件结构简单，上、下盖外轮阔均为长方形〔长60mm、宽30mm、高12mm〕，两端为半圆形〔半径为15mm〕，口部均有相配合的台阶，且下盖有三个长方形〔长16mm、宽4mm、〕两端为半圆形〔半径4mm〕。
尺寸精度为MT6级，尺寸精度不高，无特殊要求，壁厚为1.5mm，属于薄壁塑件，生产批量大。
塑件材料为聚甲醛〔POM〕，成型工艺性较好，可以注射成型。
分型面位置确实定
根据塑件结构形式，最大底面为底平面，故分型面应选在底面处，为了满足制品的要求决定采用侧浇口。
分型面位置如图1-2所示。
图1-2分型面位置
确定型腔数量和排列方式
型腔数量确实定
该塑件为小型制品，尺寸精度不高。
可以采用一模多腔的形式。
考虑到模具制造本钱和生产效率，初定为一模两腔的模具形式。
型腔排列形式确实定
该塑件为规如此图形型腔采用如图1-3所示两行两列的矩形排列式。
图1-3模具型腔排列方式
确定模具结构形式
该塑件为小型制品，尺寸精度不高。
采用UG分析后，下盖的体积为cm33。
本模具的结构形式为单分型面的两板模。
采用一模两腔，顶杆推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口。
为了缩短成型周期，提高生产率，保证塑件质量，动定模均开设冷却水道。
总体模具结构如下列图。
图1-4模具结构
确定成型工艺
本塑件的材料为聚甲醛〔POM〕，是一种高熔点、高结晶性的热塑性塑料。
聚甲醛的吸水性比拟差，成型前不必进展枯燥，制品尺寸稳定性好，可以制造较精细的零件。
聚甲醛可以采用一般热塑性塑料的成型方法生产制品，可以采用注射成型。
聚甲醛〔POM〕特征见表1-1：
表1-1聚甲醛〔POM〕注射成型的工艺参数
序号
项目
聚丙烯〔PP〕
1
喷嘴温度/℃
170—180
2
料筒温度/℃
170—190
3
模具温度/℃
90—120
4
注射压力MPa
80—130
5
保压力MPa
30--50
6
注射时间S
2—5
7
保压时间S
20—80
8
冷却时间S
20—60
9
成型周期S
50—150
确定注射机型号
利用UG进展体积的计算
经过三维软件UG建模分析，可知肥皂盒下盖体积V1≈3，肥皂盒上盖体积V2≈3。
V=V1+V2=7cm33×3。
3×3=16.48g。
1.6.2.锁模力的计算
通过计算，可知肥皂盒上盖在分型面上的投影面积约为：
S12,肥皂盒下盖在分型面上的投影面积约为：
S22S=S1+S2=3213mm2×2。
又聚甲醛〔POM〕成型时型腔的平均压力为35MPa〔经验值〕。
故所需锁模力为：
Fm2×35MPa=151.8KN。
注射机的选择
根据以上计算决定选用XS-Z-125注射机，其主要技术参数见下表：
理论注射容量/cm3
125
锁模力/KN
900
螺杆直径/mm
42
拉杆间距/mm
290×260
注射压力/MPa
119
移模行程/mm
300
注射时间/s
最大模厚/mm
300
注射方式
螺杆式
最小模厚/mm
200
喷嘴球半径/mm
12
定位圈尺寸/mm
100
锁模方式
液压—机械
喷嘴孔直径/mm
4
表1-4XS-ZY-125注射机主要技术参数
注射机有关参数的校核
〔1〕最大注射量的校核
为了保证正常的注射成型，注射机的最大注射量因稍大于制品的质量或体积（包括流道凝料）。
通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的80%以。
XS—ZY—125注射机润许的最大注射量为125cm3
×125=100cm33<100cm3，最大注射量符合要求。
〔2〕注射压力的校核
安全系数取1.3，注射压力根据经验值取80MPa。
×80MPa=104MPa104MPa<119MPa
注射压力的校核合格。
〔3〕锁模力的校核
×151.81KN=182.16KN
182.16KN<900KN锁模力校核合格。
第二章浇注系统的设计
主流道设计
2.1.1主流道尺寸
根据所选注射机，如此主流道小端尺寸为:
d=注射机喷嘴尺寸+〔0.5～1〕mm=4+1=5mm
主流道球面半径为:
SR=喷嘴球面半径+〔1～2〕mm=12+1=13mm
2.1.2主流道衬套形式
本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，浇口套和定位圈还是设计成分体式，主流道设计成圆锥形，锥角取5o,壁粗糙度Ra取0.4，浇口套如图2-1所示，材料采用T10A钢，热处理淬火回火后外表硬度为50HRC～55HRC。
图2-1浇口套
分流道设计
分流道的布置形式
分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快的经分流道均匀的分配到各个型腔。
本模具采用一模两腔的平衡式结构形式〔如图2-2所示〕。
图2-2分流道的布置形式
分流道长度
分流道只有一级，考虑到浇口的位置，取总长为27mm。
分流道的形状、截面尺寸
为了便于机械加工与凝料脱模，分流道的截面形状采用加工性能较好的梯形流道。
改良型梯形截面分流道的直径可根据塑料的流动性等因素确定，根据经验，分流道的直径一般取2～12mm，比主流道的大端小1～2mm。
本模具分流道大端直径取4mm,小端和浇口尺寸相一致。
分流道外表粗糙度
。
浇口设计
塑件结构较简单，外表质量无特殊要求，应当选择采用侧浇口。
侧浇口一般开设在模具的分型面上，从制品侧边缘进料。
它能方便的调整浇口尺寸，控制剪切速率和浇口封闭时间，是被广泛采用的一种浇口形式。
本模具侧浇口的截面形状采用矩形，尺寸为2mm×3mm×0.8mm。
冷料穴和拉料杆设计
本模具只有一级分流道，流程较短，故只在主流道末端设置冷料穴。
冷料穴设置在主流道正面的动模板上，直径取8mm，长度取10mm。
拉料杆采用钩形拉料杆，直径取8mm。
拉料杆固定在推杆固定板上，开模时随着动定模分开，将主流道凝料从主流道衬套中拉出。
在制品被推出的同时，冷料穴也被推出。
图2-3Z形拉料杆的冷料穴
第三章冷却与排气系统设计
冷却系统设计
一般注射到模具的塑料温度在200o左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60o以下。
热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进展有效地冷却，使熔融塑料的热量尽快的传给模具，以使可靠冷却定型并可迅速脱模。
对于流动性好的塑料，因为成型工艺要求模温都不太高，所以常用常温水对模具进展冷却。
由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、外表形状，水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热淋想冷却水道传递，准确计算比拟困难，实际生产中，通常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。
本塑件除口部外壁厚均为1.5mm,口部壁厚约为0.75mm，制品总体尺寸较小，在动、定模板上与型芯、腔镶件上设置冷却系统。
考虑到冷却水道的密封性与可加工性，故冷却水道应从动、定模板上进入型芯、腔镶件上，沿镶件四周开设冷却水道，水管直径取8mm。
如图3-1所示:
图3-1型芯、腔镶件上冷却水路
排气系统设计
由于制品尺寸相对较小，排气量很小，利用分型面与型芯间的配合间隙排气即可，因此不需要单独开设排气槽或增设引起装置.
第四章成型零件设计
成型零件结构设计
由前文可知，本模具采用一模两腔、侧浇口的成型方案。
型腔和型芯均采用镶嵌结构。
〔1〕型腔塑件外表光滑，无其它特殊结构，塑件外形尺寸为60mm×30mm×12mm，考虑到一模两腔与浇注系统和结构零件的设置,型腔镶件尺寸取120mm×100mm,深度根据模架进展选择。
〔2〕型芯与型腔相一致，型芯的尺寸也取120mm×100mm。
成型零件尺寸计算
该塑件的材料是一种收缩围较大的塑料，因此成型零件的尺寸应按平均发计算。
查表得聚甲醛〔POM〕的收缩率为1.5-3.0%，故其平均收缩率为
Scp=1/2〔1.5%+3.0%〕=2.25%
根据塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差取δz=Δ/3;
肥皂盒上盖的型腔的径向尺寸〔以尺寸30mm为例进展计算〕为
Lm=[（1+Scp）Ls-3/4Δ]0+δz
=[（1+0.0225）x30-3/4x0.48]0
0
表4-1成型零件的尺寸计算
尺寸
部位
塑件
尺寸
计算公式与过程
计算结果
上
盖
上
盖
型腔尺寸
600
Lm=[（1+Scp）Ls-3/4Δ]0+δz
=[（1+0.0225）x60-3/4x0.64]0
0
300
Lm=[（1+Scp）Ls-3/4Δ]0+δz
=[（1+0.0225）x30-3/4x0.48]0
0
型腔高度尺寸
120
Hm=[（1+Scp）Hs-2/3Δ]0+δz
=[（1+0.0225）x12-2/3x0.36]0
0
型芯尺寸
0
lm=[（1+Scp）ls+3/4Δ]0-δz
=[（1+0.0225）x58.5+3/4x0.64]0
0
570
lm=[（1+Scp）ls+3/4Δ]0-δz
=[（1
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