肥皂盒注塑模具設(shè)計【3D塑件和CAD圖紙】

肥皂盒注塑模具設(shè)計【3D塑件和CAD圖紙】,3D塑件和CAD圖紙,肥皂盒,注塑,模具設(shè)計,以及,cad,圖紙 XXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 摘 要 《肥皂盒注射模模具設(shè)計》是編寫者兩個月以來所編寫的設(shè)計說明書。主要介紹：注射模的整個過程，包括成型零部件、推出機(jī)構(gòu)、流道等一些設(shè)計。在設(shè)計書寫過程中，通過一個月的時間對原始資料進(jìn)行搜集，充分考慮模具的各種結(jié)構(gòu)并和指導(dǎo)老師及同學(xué)之間進(jìn)行討論，最終選擇了設(shè)計所寫的模具結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計的資料大多是編寫者結(jié)合數(shù)年所學(xué)的各方面的理論知識完成的，包括機(jī)械制圖、公差與配合、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、注射模具成型、工程材料等；一部分是通過查手冊所得；還有少部分是同學(xué)之間的交流和自己數(shù)年的實習(xí)總結(jié)。 關(guān)鍵詞：兩板模；側(cè)澆口；塑料模具；ABS肥皂盒，注塑模設(shè)計 1 Abstract The key point of the structure design of plastic injection mould with V-belt pulley groove is the parting(i.e,side action) and eyecting mechanism.Based on the analysis of the technologacical characteristics of plastic pulley,a practical mould structure is presented,involving the design of components of mold and their working principle.To ensure the quality product,the side pulls and demoulding are accomplished by use of the arrester,which prevents the side action of cavity splits at from the beginning of mould opening to a certain travel,as well as by use of angle slide ejecting device.The mould is compact in structure,credible in push-out and easy in installing,maintaining and operating,The quality of product is good and the production effciency is high. Key words:pulley;injection mould;Angled-lift splits;Parting;Arrester device 1 目錄 摘 要 1 Abstract 2 第一章 緒論 1 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 1 1.2 模具的發(fā)展趨勢 1 1.2.1 加深理論研究 2 1.2.2 高效率、自動化 2 1.2.3 大型、超小型及高精度 2 1.2.4 革新模具制造工藝 2 1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化 2 1.4 來源背景 3 1.4.1 目的 3 1.4.2 要求 3 1.4.3 實際意義 3 1.4.4 主要設(shè)計內(nèi)容 4 第二章 原始資料 5 2.3.1基本特性 6 2.3.2成型性能 7 2.3.3主要用途 7 2.4尺寸及要求 8 肥皂盒產(chǎn)品造型，制品尺寸,如圖2.1 8 2.4.3 尺寸及公差 8 2.4.4塑料制品的形狀 8 2.4.5 脫模斜度 9 2.4.6分型面的選擇 9 第三章 基本參數(shù) 10 3.1 注射機(jī)選擇 10 3.2模具型腔數(shù)目的計算 10 3.2.1 計算原理 10 3.2.2 制品體積 11 3.2.3 型腔數(shù)目確定 11 3.3 模架選擇 11 第四章 成型零件尺寸及結(jié)構(gòu) 13 4.1聚苯烯的收縮率（S） 13 4.2 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 4.2.1 型芯徑向尺寸計算利用公式 13 4.2.2 型芯高度尺寸 14 4.3 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 4.3.1型腔徑向尺寸 14 4.3.2 型腔深度尺寸 15 4.3.3 型腔結(jié)構(gòu) 15 4.3.4 型腔計算 15 第五章 模具結(jié)構(gòu) 17 5.1模具結(jié)構(gòu)圖 17 5.2模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核 18 5.2.1 制品及流道體積 18 5.2.2注射機(jī)的校核 18 第六章 澆注系統(tǒng) 20 6.1 概述 20 6.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 20 6.2.1 主流道的設(shè)計 20 6.2.2 澆口的設(shè)計 20 6.2.3 排氣糟的設(shè)計 22 6.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 22 第七章 推出機(jī)構(gòu) 24 7.1 概述 24 7.2 推出機(jī)構(gòu) 24 第八章 支承零件 26 8.1 緊固件及其他附件 26 8.1.1 上模部分 26 8.1.2 下模部分 26 第九章 冷卻系統(tǒng) 27 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 27 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則 28 第十章 模具的裝配 30 10.1 模具的裝配順序 30 結(jié)論 33 參考文獻(xiàn) 34 致 謝 35 第一章 緒論 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機(jī)構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展。 1.2 模具的發(fā)展趨勢 4 近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： 1.2.1 加深理論研究 在模具設(shè)計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計已經(jīng)有經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。 1.2.2 高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。 1.2.3 大型、超小型及高精度 由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。 1.2.4 革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。 1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化 開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。 1.3 設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用 通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計計算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗大學(xué)期間所學(xué)的知識。 1.4 來源背景 肥皂盒為PP塑料制品，采用注射模進(jìn)行成型，這種制品結(jié)構(gòu)比較簡單，加工難度不大。 1.4.1 目的 通過本課題的設(shè)計，能夠懂得模具的整個設(shè)計過程及綜合性的掌握本專業(yè)知識，能夠掌握PROE、CAD、Word等軟件的操作方法。 1.4.2 要求 設(shè)計本課題的要求的理論聯(lián)系實際。在學(xué)習(xí)好相關(guān)的設(shè)計理論知識的同時，還必須了解實踐操作。另外，設(shè)計的模具首先要能制造出來，還要有一定的使用價值。 1.4.3 實際意義 通過本課題的設(shè)計，可以更好的掌握模具的整個設(shè)計過程。在設(shè)計過程中，定會遇到許多以前沒有遇到的問題，有問題就會促使自己想盡一切辦法去解決，從中獲得一定的知識。把整個設(shè)計做完之后，就會對知識有個系統(tǒng)的了解。另外，通過對PROE、CAD、Word等軟件的操作，可以有更好、更熟練的操作技能。這些工作對我以后的人生將是一筆大財富。 1.4.4 主要設(shè)計內(nèi)容 本課題的設(shè)計主要包括成型零件的設(shè)計、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、導(dǎo)向及定位部分的設(shè)計、推出與復(fù)位部分的設(shè)計、固定支承和緊固件的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計、工藝過程的編寫及對PROE、CAD、Word等軟件的操作技術(shù)。 第二章 原始資料 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 在模具設(shè)計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。 課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個生活中常見的壁掛式電話殼，其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差等級確定精度等級。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT5級精度，未注采用MT8級精度。 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，為Ra0.8，內(nèi)部為Ra1.2。 2.2 塑件材料的確定 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時燒蝕等特殊性能。 此產(chǎn)品壁厚均勻，ABS性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求，容易成型，對于本課題零件相當(dāng)適用，所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。 2.3 塑件材料的性能分析 2.3.1基本特性 ABS是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。 ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05g/cm3。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時會引起應(yīng)力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。 ABS的性能指標(biāo)：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。 2.3.2成型性能 ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計中大都采用側(cè)澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060℃，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在6080℃。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 2.3.3主要用途 ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造殼體蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。2.3 制品圖樣 2.4尺寸及要求 肥皂盒產(chǎn)品造型，制品尺寸,如圖2.1 圖 2.1 2.4.3 尺寸及公差 從制品所給的尺寸及公差查《塑料模塑成型技術(shù)》表3-7為4級精度等級，查表3-8得4級精度等級為一般精度，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，在模具設(shè)計時模具精度等級也應(yīng)設(shè)計成一般精度等級。 2.4.4塑料制品的形狀 此制品為肥皂盒形制品，制品體積較大，如圖2.1。 塑料制品的壁厚 由圖1.1可知，此制品最大壁厚為2mm，。壁厚均勻，但是網(wǎng)格較多，它會固化或冷卻速度的不同引起收縮不均勻，從而在制品內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此在模具設(shè)計時要進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及適應(yīng)選擇澆口。 2.4.5 脫模斜度 所設(shè)計的制品沒有脫模斜度，即脫模斜度為零，這樣制品對型心的包緊力大，脫模時較有脫模斜度的難，生產(chǎn)時可噴涂脫模劑。 2.4.6分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和 動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： 1.分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。 2.分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 3.分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。 4.分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，。 第三章 基本參數(shù) 3.1 注射機(jī)選擇 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查書可選定注塑機(jī)型號為HTF 80XB. 注塑機(jī)的參數(shù)如下： 型號 單位 80×A 80×B 80×C 參數(shù) 螺桿直徑 mm 34 36 40 理論注射容量 cm3 111 124 153 注射重量PS g 101 113 139 注射壓力 Mpa 206 183 149 注射行程 mm 122 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~220 料筒加熱功率 KW 5.7 鎖模力 KN 800 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 365×365 允許最大模具厚度 mm 360 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 310 移模開距(最大) mm 670 液壓頂出行程 mm 100 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動機(jī)功率 KW 11 油箱容積 l 200 機(jī)器尺寸(長×寬×高) m 4.3×1.25×1.8 機(jī)器重量 t 3.22 最小模具尺寸(長×寬) mm 240×240 3.2模具型腔數(shù)目的計算 3.2.1 計算原理 通常注射機(jī)的實際注射量為注射機(jī)最大注射量的80﹪，即 V實 = Vmax×80﹪ (3-1) 式中 V實 ---- 制品實際所需注射量，單位cm3。 Vmax ---- 注射機(jī)最大注射量，單位 cm3。 由表3.1 Vmax=124cm3 所以 V實=113cm3 3.2.2 制品體積 制品的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2.1，體積如通過3D測量可得出： V制=31.994520720338cm3（取整數(shù)32） 3.2.3 型腔數(shù)目確定 制品數(shù)目用n表示，利用下列公式進(jìn)行計算， n= V實/V制=113/32=3.5 通過計算可以設(shè)計型腔數(shù)量。因此制品為小批量生產(chǎn)，暫設(shè)計型腔數(shù)目為一模二。 3.3 模架選擇 根據(jù)制品尺寸大小及型腔數(shù)目，查表《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》表6-15初步選用200x250模架具體結(jié)構(gòu)如圖3.1(a) 模架型號采用CI-2025-A70-B70-C90，使用標(biāo)準(zhǔn)模架，可以降低計算量，節(jié)約成本。 圖3.1 （a） 第四章 成型零件尺寸及結(jié)構(gòu) 4.1聚苯烯的收縮率（S） 查《塑料制品及其成型模具設(shè)計》表0.1聚苯烯的收縮率范圍為1.016，換算成平均收縮率Scp﹪ Scp﹪=0.16﹪ (4-1) 4.2 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.2.1 型芯徑向尺寸計算利用公式 LM1=[ls1(1+Scp﹪)+△] (4-2) 制品的基本尺寸為：98.18、73.29 查表公差為0.46、0.22、0.022 將數(shù)值代入計算 LM1=[98.18x（1+0.6%）+×0.46] =98.67 LM2=[73.29x（1+0.6%）+×0.22] =73.66 4.2.2 型芯高度尺寸 Hm = [hs(1+Scp%)+△] (4-3) 制品的基本尺寸為：30 查表公差為0.18 將數(shù)值代入計算 Hm= 30x(1+0.6%)+2/3×0.5] =30.15 4.3 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.3.1型腔徑向尺寸 型腔徑向尺寸利用公式 LM=[ls(1+Scp﹪)-△] （4-6） 制品的基本尺寸為：115.18、77.29 查表公差為0.46、0.22 、0.22 將數(shù)值代入計算 LM1=[115.18(1+0.6﹪)-×0.46] =115.79 LM2=[77.29x(1+0.6﹪)-×0.22] =77.68 4.3.2 型腔深度尺寸 型腔深度尺寸利用公式 制品的基本尺寸為：30 查表公差為0.18 Hm = [Hs(1+Scp%)-△] (4-7) 將數(shù)值代入計算 Hm1 = [30(1+0.6%)-×0.5] =30.15 4.3.3 型腔結(jié)構(gòu) 型腔結(jié)構(gòu)簡單，采用整體式凹模，這種結(jié)構(gòu)成形的制品質(zhì)量較好，加工方便，并且就在型腔板上，與型腔板構(gòu)成一體。 4.3.4 型腔計算 型腔底厚、壁厚 1.按剛度校核側(cè)壁厚度，利用公式 t=r[（4-8） 代入計算得 t=9.6 mm 2.按強(qiáng)度計算，利用公式 t=r( 代入計算t=8.7mm 取較大值9.6mm。 4.3.5 底厚計算 按剛度計算 h=5.23mm 按強(qiáng)度計算 h=4.87mm 取較大值5.23mm。 第五章 模具結(jié)構(gòu) 模具結(jié)構(gòu)主要由以下部分組成：成型部分、 支承部分、推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、緊固定位部分、冷卻排氣系統(tǒng)。在模具設(shè)計過程中，主要考慮塑料怎樣進(jìn)料，制品怎樣成型、制品怎樣脫出。 5.1模具結(jié)構(gòu)圖 通過對模具成型零件的計算，模架的確定，模具結(jié)構(gòu)圖如圖所示。 5.2模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核 5.2.1 制品及流道體積 5.2.1.1 制品體積 Vi=32cm 5.2.2注射機(jī)的校核 1.最大注射量的校核 根據(jù)公式 KV0≥V 代入計算得V=32cm 符合注射機(jī)的要求 2.鎖模力校核 F鎖﹥pA 式中p——熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品 A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和(3D測量）， F鎖——注塑機(jī)的額定鎖模力。 故 F鎖＞pA=30Mpa x (2x8480+200)mm x1.1x0.001=566KN 選定的注塑機(jī)的壓力為800KN，滿足要求。 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 A 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相合適 模具長×模具寬<拉桿面積 B模具閉合高度校核 Hmin——注塑機(jī)允許最小模厚=150mm Hmax——注塑機(jī)允許最大模厚=360mm H———模具閉合高度=280mm 故滿足Hmax＞H＞Hmin。 開模行程校核 注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)），故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式： S機(jī)————注塑機(jī)最大開模行程，310mm; H1———頂出距離，35mm； H2————澆注系統(tǒng)高度，85mm; S>H1+H2+50 故：310>35+85+50 滿足條件 第六章 澆注系統(tǒng) 6.1 概述 注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機(jī)的噴嘴開始到型腔為止的流動通道。對其要求是：使熔體平穩(wěn)的進(jìn)入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔內(nèi)的氣體順利排出，在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分的把壓力傳到各個部位，以獲得組織致密，外形清晰，尺寸穩(wěn)定的塑料制品。可見，澆注系統(tǒng)的設(shè)計是十分重要的。澆注系統(tǒng)的設(shè)計正確與否，是注射成型能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵，因此，要引起高度重視。 6.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 6.2.1 主流道的設(shè)計 主流道的截面形狀一般為圓形，其錐度為2°～6°，在此模具的設(shè)計的設(shè)計中采用2°，小端直徑一般取3～6mm,且大于注射機(jī)噴嘴直徑0.5mm,由表3-1注射機(jī)噴嘴直徑為4mm。將此模具主流道小端直徑設(shè)計為4.5mm。主流道的長度一般不超過60mm,本模具設(shè)計為50mm。主流道大端倒角R2。 由于主流道需要與高溫塑料頻繁接觸，故設(shè)計主流道襯套是十分必要的，尤其是主流道要穿過兩塊板時，如果沒有主流道襯套，在結(jié)合處很容易發(fā)生溢料，導(dǎo)致主流道難以取出，主流道襯套的球半徑比注射機(jī)的球半徑大1～2mm，設(shè)計球半徑為SR14mm。主流道襯套的尺寸查表3-6-62《模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊》。 6.2.2 澆口的設(shè)計 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是： 1.型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。 2.易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇： 澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。 澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。 澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用側(cè)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會很多。流程不長時應(yīng)盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產(chǎn)生。 澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。 定位環(huán)、澆口襯套、澆注系統(tǒng)示意圖 考慮到側(cè)澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用側(cè)澆口。分流道與澆口的連接。在利用了PROE的塑料顧問對其進(jìn)行模仿CAE的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢的澆口. 6.2.3 排氣糟的設(shè)計 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣,鑲件間隙排氣，所以無需設(shè)計排氣槽。 6.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力。 定位作用： 為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 塑件在注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)的精度限制，使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用。 動定模合模時，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的剪力，導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。對型芯和型腔改進(jìn)后，其的配合可以進(jìn)行定位。導(dǎo)柱、導(dǎo)套零件如下： 第七章 推出機(jī)構(gòu) 7.1 概述 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計是為了把制品從型芯型腔中推出來，為下一次注射做準(zhǔn)備，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求有： 1.盡量使制品留在動模上。 2.保證制品不變形，不損壞。 3.保證制品外觀良好。 4.結(jié)構(gòu)要可靠。 7.2 推出機(jī)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu)一般有推桿、推管、推件塊等，從制品的形狀、尺寸考慮，利用推管制品的壁厚太小，采用直推桿，制品的受力面積太小，會損壞制品，其他結(jié)構(gòu)不適合成型本產(chǎn)品，所以將頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計推板形式，下面采用復(fù)位桿提供動力固定，采用導(dǎo)柱導(dǎo)套保證裝配需要。 推出機(jī)構(gòu) 第八章 支承零件 在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、模腳等。 8.1 緊固件及其他附件 8.1.1 上模部分 定模部分由于產(chǎn)品較高，采用定模板原身留方式制作整體型芯。 8.1.2 下模部分 下模部分設(shè)計，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計模具鑲件。 型芯成型零件圖 第九章 冷卻系統(tǒng) 模具在注射時，應(yīng)對模具溫度進(jìn)行較好的控制，才能保證制品的精度，這就要求在模具內(nèi)設(shè)計冷卻系統(tǒng)，但由于本零件較大，不可以通過模具自然冷卻來保證熱平衡。另外此制品為小批量生產(chǎn)，成型的制品精度等級為一般精度，故采用模具冷卻，冷卻水道需要注意設(shè)計模具結(jié)構(gòu) 在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計中的PP料，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。 模具冷卻水路圖 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則 設(shè)計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，模具設(shè)計者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質(zhì)。 (1) 冷卻管路的位置與尺寸 塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。 通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為6~12 mm（7/16~9/16英吋），在此取8mm。 第十章 模具的裝配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。 澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。 10.1 模具的裝配順序 1.確定裝配基準(zhǔn)； 2.裝配前要對零件進(jìn)行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； 3.調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。 4.在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時檢查； 5.組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象； 6.組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中； 7.試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號、合模標(biāo)記及組裝基面。 ① 模具預(yù)熱 模具預(yù)熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。 筒和噴嘴的加熱 根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進(jìn)行。 工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整 根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)初選溫度，壓力，時間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)時按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。 注塑 在料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時，就可以進(jìn)行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析導(dǎo)致缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至達(dá)到最佳狀態(tài)。 8.模具的維護(hù) 模具在使。那么優(yōu)化設(shè)計的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損壞的零件，不會導(dǎo)致用過程中，會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報廢。 最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過1000C。 通過此次設(shè)計，我受益匪淺，可大體地了解作為一名設(shè)計人員所要具備的基本素質(zhì)及知識量及思考問題，解決問題的能力。同時也讓我鞏固了自己的專業(yè)知識，在設(shè)計的過程中對于CAD、PROE 繪圖軟件、Microsoft Word 辦公軟件等應(yīng)用有了更進(jìn)一步的掌握；在設(shè)計之初，面對從未涉及的問題，感到十分棘手，但經(jīng)過反復(fù)的思考、查閱資料以及在老師的熱心指導(dǎo)幫助下，同學(xué)之間的探討，發(fā)現(xiàn)并非想象中的那么困難。另外，查閱資料是本次設(shè)計的重點(diǎn)，詢問經(jīng)驗人士，我想實踐是最可靠的保證，經(jīng)驗是寶貴的財富。 通過認(rèn)真仔細(xì)的資料查閱和軟件的反復(fù)模擬，特別在林老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)謹(jǐn)求實的要求下，我確信這次畢業(yè)實際是成功的，在這表示特別感謝！當(dāng)然，由于本人的知識面欠全，設(shè)計中還存在不足，但我相信通過這次設(shè)計將為我今后走向工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。 結(jié)論 通過此次設(shè)計，我受益匪淺，可大體地了解作為一名設(shè)計人員所要具備的基本素質(zhì)及知識量及思考問題，解決問題的能力。同時也讓我鞏固了自己的專業(yè)知識，在設(shè)計的過程中對于CAD、PROE 繪圖軟件、Microsoft Word 辦公軟件等應(yīng)用有了更進(jìn)一步的掌握；在設(shè)計之初，面對從未涉及的問題，感到十分棘手，但經(jīng)過反復(fù)的思考、查閱資料以及在老師的熱心指導(dǎo)幫助下，同學(xué)之間的探討，發(fā)現(xiàn)并非想象中的那么困難。另外，查閱資料是本次設(shè)計的重點(diǎn)，詢問經(jīng)驗人士，我想實踐是最可靠的保證，經(jīng)驗是寶貴的財富。 通過認(rèn)真仔細(xì)的資料查閱和軟件的反復(fù)模擬，特別在林老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)謹(jǐn)求實的要求下，我確信這次畢業(yè)實際是成功的，在這表示特別感謝！當(dāng)然，由于本人的知識面欠全，設(shè)計中還存在不足，但我相信通過這次設(shè)計將為我今后走向工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 1. 伍先明等.《塑料模具設(shè)計指導(dǎo)》.北京：國防工業(yè)出版社.2010.4. 2. 廖念釗，古盈菴，莫雨松等.《互換性與技術(shù)測量》.北京：中國計量出版社.2009.6. 3. 王琳，陳雪江，肖新華.《AutoCAD2008中文版機(jī)械圖形設(shè)計》北京:清華大學(xué)出版社.2007.7. 4. 譚雪松，王金，鐘廷志.《PROENGINEER Wildfire 4.0中文版模具設(shè)計》.北京：人民郵電出版社.2009.11. 5. 管耀文. 《PROENGINEER野火版模具設(shè)計實例精講》.北京：人民郵電出版社.2007.12 6. 何滿才.《模具設(shè)計—PROENGINEER Wildfire中文版實例詳解》.北京：人民郵電出版社.2005.5. 7. 齊衛(wèi)東.《塑料模具設(shè)計與制造》.北京：高等教育出版社.2004 8. 閻亞林.《塑料模具圖冊》.北京:高等教育出版社.2004. 9. 屈華昌.《塑料成形工藝與模具設(shè)計》.北京：高等教育出版社.2001. 10. 甑瑞麟.《模具制造實訓(xùn)教程》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006. 11. 付麗.《實用模具技術(shù)手冊》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002. 12. 于華編著.《注塑模具設(shè)計技術(shù)及實例》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.6. 13. 陳萬林等編著.《實用塑料注塑模設(shè)計與制造》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000.3. 14. 蔣繼宏，王效岳編著.《注塑模具典型結(jié)構(gòu)100例》.北京：中國輕工業(yè)出版社.2000. 15. 屈華昌主編.《塑料成型工藝模具設(shè)計》.北京：高等教育出版社.2004.8. 16. 葉久新，王群.《塑料成型工藝及模具設(shè)計》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008.1. 致 謝 這次肥皂盒的模具設(shè)計，是對我這四年大學(xué)學(xué)習(xí)的一次檢驗，通過這次設(shè)計，我補(bǔ)充了在理論學(xué)習(xí)中的一些漏洞， 使我掌握了在注塑工藝中應(yīng)重視的問題，使我詳細(xì)的知道了塑件成型的工藝過程，并通過熟悉和查閱與注塑方面相關(guān)資料，掌握了一般的設(shè)計方法和設(shè)計技巧，而且對樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)我用所學(xué)專業(yè)知識去分析、解決在實際生產(chǎn)和生活中遇到問題能力都是有很重要的實際意義。培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力，使我可以更多得考慮問題。考慮制品在使用，美觀，而且要占領(lǐng)市場所需要考慮的問題。 本次設(shè)計中，我的指導(dǎo)老師XXX老師，對我在資料的查找收集和整理以及模具設(shè)計的過程中所遇到的問題，給以極大的幫助和指導(dǎo)，同時也得到了其他多位老師和同學(xué)們的熱心幫助，使我學(xué)到了很多課堂學(xué)不到的東西，培養(yǎng)了我多思考，勤查資料，多動手的習(xí)慣。這次我的設(shè)計結(jié)果，也是老師和同學(xué)們的功勞，對在此過程中給予我?guī)椭母魑焕蠋熀屯瑢W(xué)表示由衷心的感謝！我會繼續(xù)學(xué)習(xí)，不辜負(fù)老師的期望，也對的起同學(xué)們的幫助。祝愿老師們工作順利，身體健康，合家歡樂。祝福我的同學(xué)們學(xué)業(yè)有成，以后事業(yè)順心，前途無量！ 36