肥皂盒模具毕业设计

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1、左无空士罟继续教育学院自考毕业设计（论文）专业名称模具设计与制造学生姓名指导教师2014年 3月 20 日毕业设计（论文）任务书一、毕业设计（论文）题目：肥皂盒模具设计二、毕业设计（论文）内容：本课题主要任务就是设计塑料肥皂盒零 件的注塑模具设计，绘制出模具装配图和大部分零件图，熟悉注塑设计步 骤，了解模具的结构特点。二、主要参考资料：1冷冲模设计及制造，中国机械工业教育协会，机械工业出版社2精通PRO/E中文野火版模具设计篇/李军主编。国青年出版社,-北京：中 专业学生姓名闫帅 指导教师目录一、摘要4（一）前言 4（二）模塑成型概述 4（三）塑件材料的选择 5（四）塑件结构、尺寸及精度 6（

2、五）注射机的选择及校核 8（六）成型总体方案 10（七）成型部份设计12结论16致谢16参考文献16肥皂盒模具设计、摘要本模具是“肥皂盒”的注射成型模具。它采用双分型面分型，结构紧凑；采用点 浇口，且浇口可以自行脱落；顶出时，由顶杆顶出制品；模具定模上的水道以多支回 路分别冷却。毕业设计论文主要由两部份组成：注射模具的工作原理及其结构设计； 模具各部份尺寸计算。（一）前言科学技术的飞速发展，使各种产品的更新速度不断加快特别是消费类电子产品。 新产品更新速度之快更是难以想象。像手机除功外，漂亮的外观更是吸引众多消费者 眼球的原因之一。更是追求时尚年青人所追求的目标。本次设计采用传统计算+软件设计

3、相结的方法。设计开始采用传统方法对有关参 数进行计算同时结构实际情况初步选择注射机、模架。选出合适的浇口位置和分型面。 利用CAD设计出型芯、型腔、道流及重要的模具零件。用PRO/E外挂软件EMX调 用模架、顶杆及螺钉等零件随着生活水平的不断提高，人们对消费品的要求也越来越高。肥皂盒是我们生活 中不可缺少的一部分，它作为一种小商品，在市场上的需求空间非常大。因此人们对 肥皂盒的要求也越来越高。它的质量以及表面粗糙度是我们不容忽视的一个主要方 面。我这次设计的肥皂盒模具采用一次成性，用推杆推出制件，从而保证肥皂盒的整 体性。（二）模塑成型概述注塑成型的基本过程 注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒

4、、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入 料筒当中，经过加热熔化，使之成为高粘度的流体一一熔体用柱塞或螺杆作为加压工 具，使得熔体通过喷嘴经较高的压力（约为2085mpa）,熔入模具的型腔中，经过 冷却，凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。三）塑件材料的选择1. 一般塑料的组成塑料是指以有机合成树脂为主要组成的材料，合成树脂中加入添加剂后可获得改 性品种。塑料的组成如下：（1）合成树脂（2）填料或增强材料（3）固化剂（4）增塑剂（5）稳定剂（6）润滑剂（7）着色剂（8）阻燃剂2. 肥皂盒材料的选择 塑料制件的设计主要根据使用要求进行，由于塑料有着特殊的物理性能，在设计塑件时必须考虑以下几方面

5、的因素：（1）塑料的物理性能，如强度，刚度，韧性，弹性，吸水性以及对应力敏感性（2）塑料的成型工艺性，如流动性，填充性。（3）塑件形状应有利于充模流动，排气，补缩等。（4）塑件成型后收缩情况及收缩率的大小。（5）模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。（6）模具零件的形状及其制造工艺。该塑件材料选用PVC （聚氯乙烯）。PVC有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，有 良好的加工性和染色性能。3. 聚氯乙烯的性能聚氯乙烯（PVC ）是一种耐寒而不耐热的材料。（1）聚氯乙烯的使用性能聚氯乙烯其主要特性如下：8、有较好的抗拉、抗弯抗压和冲击性能b、质轻c、在低温下仍保持其机械性能（2）聚氯乙烯的成型

6、性能 聚氯乙烯在成型温度下容易分解放出氯化氢。因此，在成型时，必须加入稳定剂 和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间。不能用一般的柱塞式注射机成型成型 机成型聚氯乙烯塑料，因为聚氯乙烯耐热性和导热性不好，而用柱塞式注射机需将料 筒内的物料温度加到166193C，这会引起聚氯乙烯分解。所以，应采用带预塑化装 置的螺杆式注射机注射成型，模具浇注系统也应粗短，进料口截面、宜大，模具应有 冷却装置。（3）聚氯乙烯的主要技术指标密 度： 1.351.6g/cm3拉伸强度： 4060Mpa弯曲强度： 80110Mpa硬 度： 80100HRB收缩 率： 0.001-0.005 cm/cm断裂伸长率：40

7、80%（4）聚氯乙烯的成型工艺参数 注射机类型：螺杆式 螺杆转速： 2030r/min 喷嘴形式： 直通式 喷嘴温度： 150170C料筒温度： 170190C 前段165180C 中段160170C 后段模具温度： 3060C注射压力： 80130Mpa保压力： 4060Mpa注射时间： 25s保压时间： 1540s冷却时间： 1540s成型周期： 4090s（四）塑件结构、尺寸及精度1. 尺寸精度塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差。由于肥皂盒所需的精度不高，故只采用一般精度即可，聚氯乙烯一般采用6级精度。2. 脱模斜度脱模斜度的大小与塑件的形状、壁厚及收缩率有关。一般取3

8、01。3.壁厚由于塑件为中型塑件，其壁厚为2mm。4. 表面粗糙度该塑件的表面粗糙度为Ra0.021.28 口 m模腔的表面粗糙度为0.010.63 口 m-.I-5. 模架的选择（五）注射机的选择及校核粗略计算注塑的总体积为47.32cm3。根据塑件的实际结构尺寸及成型要求，以及注射机的各参数，现选用XS-ZY-125 的注射机可满足注塑量和注射压力的要求。其各项参数如下：结构形式：卧式公称注塑量：125cm2注射压力：120Mpa注射行程：115mm锁模力：900kN模板最大行程：300mm模具厚度：最大300mm、最小200mm模板尺寸：315 X 250mm锁模方式：液压一机械电动机功

9、率：11kw拉杆空间：260 X 290mm喷嘴球径：SR12mm喷嘴孔径：41. 最大注射量的校核设计模具时，应使成型制品每次所需的注射总量小于注射机的最大注射量即：G Gmax通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的80以下，即：G 80%Gmax对于螺杆式注射机，其最大注射量是以螺杆一次注射的最大推进容积 V 表示它与塑料的品种无关，对于SZY-300查得最大注射量为:V max=210.4cm3根据公式 83（6），可得：V c10008-5 （6）查得 F=3500KN由计算得：A=746.4cm2K 取 1.2由表 8-2(6)查得型腔平均压力 PC=30MpaKP A

10、1.2 x 30 x 103 x 746.4 x 10-4 C= 2687.04KN可得 1000 =1000因为 2687.04KNV3500KNKP AF c所以 10003. 注射压力的校核注射机的最大注射压力为102MPa,大于成形制品所需的lOOMPa注射压力。4. 模具在注射机上的安装尺寸模具的长、宽尺寸与注射机模板尺寸和拉杆间距相适应，模具主浇道中心线与料 筒，喷嘴的中心线相一致，模具上的定位 环与 模板上的定位孔之间采用动配合，喷 嘴头的凹球面半径Rp喷嘴孔径dn与主浇道衬套的孔径dp之间保持如下关系： Rp = Rn(1+O.2)8-6 (6)dp = dn+O.5所以可得：

11、Rp =12X( 1+0.2)=14.4mmdp =5+O.5=5.55. 其它尺寸校核模具厚度(1) 模具闭合厚度必须满足：Hmin W Hm W Hmax由于 20028079.21mm(六) 成型总体方案1. 塑件性能分析制品外形较为简单，为了使模具结构简单，将分型面开设在塑件外形轮廓最大的地方，为不影响其外表，应该选用浇口痕迹小的针点式浇口。2. 注射模结构设计（1）注射模浇注系统设计浇注系统的正确选择是保证塑件外表美观的重要因素，采用一个点浇口，浇口痕 迹小，同时，浇口可自动拉断，有利于自动化，点浇口必须设置在盒底起到美观的作 用在注射过程中，在点浇口处塑料剪切速率高，使塑料的温度升

12、高，塑料的熔接痕迹 小。（2）注射模型腔的设计a对于塑料模的型腔设计常用的有两种方式：一种是整体式型腔，另一种是组合式 型腔。整体式型腔结构简单，牢固不易变形，由于塑件外形较简单，故采用整体式型 腔可降低成本。如图：U11 ILD9小CU（3）模具的型芯设计采用整体式的型芯，由于制品有内侧凸部份，在型芯上要开上3条槽。如图:（4）模具脱模机构设计由于制品比较简单顶杆，所以能直接利用推杆将制件推出。3. 模具动作过程开模时，定模板与定模座板之间首先分型，与此同时，主流道凝料被拉料杆拉出 浇口套，而分流道端部的小斜柱卡住分流道凝料而迫使点浇口拉断并带出定模，当定 距拉杆去限位作用时，主分型面分型，

13、塑件被带往动模，而浇注系统凝料脱离拉料杆 而自动脱落。入图：4. 冷却系统设计模具温度应控制在50 c左右，故在定模和动模上要设置冷却水道。（七）成型部份设计塑料制件在模具中的位置直接影响到模具结构设计。型腔的数目及排列方式、分 型面的位置确定等决定了塑料制件在模具中的成型位置。单型腔模具特点：结构简单，制造成本低，周期短，塑件精度高，工艺参数易于 控制，但塑料成型的生产率低，塑件成本高，适用于塑件较大，精度要求高或者小批 量生产及试生产。模具型腔的数量是根据注射机的最大注射量，锁模力以及产品的精度要求，生产 经济性来确定的。1. 型腔数的确定根据所用注射机的最大注射量确定型腔数：n =（k利

14、G公一G废）/G件n型腔数k利一注射机公称注射量的利用系数G废一浇注系统及飞边等的塑料质量G件一一个型腔中塑料质量n =（0.65X320 27） /394.7=2.45由于n3，故取n=2如图：2. 分型面的设计分型面的设计原则：（1）分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，才能使塑件从模具中顺利地脱模（2）分型面的选择应有利于塑件的脱模（3）分型面的选择要保证塑件的精度要求，光滑的表面不应设计成分型面以避 免影响外面质量，要求同轴度的部份要放到分型面的同一侧，以保证同轴度要求（4）分型面作为主要排气渠道，应将分型面设计在熔融塑料的流动走未端，有 利于型腔内气体排出（5）应使模具零件易于加工。考

15、虑分型面的选择原则，应将分型面设在制品的外表面处较为合理，且利于模具 加工。此图为这个设计的分型面。先由A-A面分型，料把脱离浇口套。再由B-B分型 面分离，制件脱离型腔。3. 一般凹模机构设计由于型腔的形状简单，采用整体式凹模。整体式凹模分类：（1）完全整体式凹模： 它由整块金属材料直接加工而成。这种形式的凹模结构简单，牢固可靠，不易变 形，成型的塑件质量较好，但塑件形状复杂时，采用一般机械加工方法制造型腔比较 困难。因此，它运用于形状简单的塑件。（2）整体嵌入式凹模： 它将完全整体式凹模变成整体式凹模块直接嵌入到固定板中，或先嵌入到模框， 模框再嵌入到固定板中的形式。4. 一般凸模结构设计

16、可分整体式凸模和组合式凸模 虽然塑件的内形比较简单，故采用整体式凸模，可简化加工工艺。这种凸模的特点是结构牢固，但不便于加工，主要用于工艺试验或小型模具上的 形状简单的型芯。5. 型腔壁厚计算常用的方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类，型腔强度不足则发生强度 破坏，刚度不足则发生过大的强性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度， 可见模具对强度和刚度都有要求。由于制品的尺寸较大，刚度不足是主要问题，故采用刚度计算 ，要考虑以下几 个方面：（1） 要防止溢料 ；（2）应保证塑件精度；（3）要利于脱模。壁厚计算：由表 4-1-7（3） 型腔底壁厚度 的经验公式得t =（ 0.110.12）

17、 bn=0.12x100= 12mm型腔侧壁厚度 的经验公式得t =0.20xl+17c=0.20x166+17= 36.6mm6. 成型工作尺寸计算及脱模斜度的计算1）型腔内形尺寸的计算LsLm29+0.48(Lm) 0 -0.16二(1+0.01) X29+0.75X0.48=29.65 0 -0.160(Lm) 0 -0.25=(1+0.01) X 76+0.75 X 0.76=77.33 076+0.76-0.250(Lm) +0.25 0二(1+0.01) X83+0.75X0.88=84.49 +0.25 0830(Lm) +0.25 0二(1+0.01) X92+0.75X0.8

18、8=93.58 +0.25 0-0.88(Lm) 0 -0.18二(1+0.01)X44+0.75X0.56=45.10 -0.18920(Lm) 0-0.18二(1+0.01) X 50+0.75 X 0.56=50.920 -0.56-0.88(Lm) 0 -0.21二(1+0.01) X60+0.75X0.64=61.080 -0.2144+0.56(Lm) +0.25 0=(1+0.01) X 100+0.75X0.88 = 101.66+0.250050+0.56A(Lm)+0.25 0=(1+0.01) X80+0.75X0.76=R81.37+0.25 0060+0.64A010

19、00-0.88R800-0.762）型芯外形尺寸LsLm166+1.36 0(Lm) 0 -0.45二(1+0.01) X 166+0.75X 1.36=168.68 0320 -0.52-0.4557+0.64 0(Lm)+0.17 0=(1+0.01) X32+0.75X0.52=32.17+0.171000 -0.880R930 -0.88(Lm) 0 -0.25=(1+0.01) X 57+0.75 X 0.64=58.050R670 -0.76-0.25(Lm) +0.25 0二(1+0.01) X 100+0.75 X 0.88=101.66+0.25 0(Lm) +0.25 0二

20、(1+0.01) X 93+0.75 X 0.88=R94.59+0.25 0(Lm )+0.250二(1+0.01)X 67+0.75 X0.76=R68.24+0.25 03）型芯高度尺寸LsLm13+0.36 0(Lm) 0 -0.12二(1+0.01) X 13+0.75 X 0.36=13.4 08+0.32 0-0.1260 -0.28(Lm) 0 -0.1二(1+0.01)X8+0.75X0.32=8.320 -0.191+0.88 0(Lm) +0.09 0=(1+0.01) X6+0.75X0.28=8.32+0.09 0(Lm) +0.3 0二(1+0.01)X91+0.7

21、5X0.88=92.570 -0.37. 成型表面要求由于塑件的表面要求不高所以成型表面的表面粗糙度可取 Ra1.60.48. 成型材料及材性要求成型零件所用材料要求其有一定的抛光性能，强度、韧性和一定的硬度和耐磨性， 耐热性，耐腐蚀性，使用寿命等。综合考虑，采用45钢可满足模具的要求。硬度为255HRC。结论这次的毕业设计课题是“肥皂盒注射模设计”，这次的设计过程，涉及因素众多， 工作量大。其间，通过阅读有关方面的书籍，使我对模具设计的全过程有了一定的了 解，经过每一步的设计，更让我不断加深对模具的工作原理及其结构设计的认识。同 时对自己设计能力进行了一次全面的检验和提升。通过这次模具设计，

22、我查阅了众多 的资料，丰富了自己的知识，积累了宝贵的设计经验，获得了一定的产品设计和开发 能力，能承担一定的设计开发工作；同时也在此过程中发现自己存在许多的知识缺陷。致谢本次毕业设计是在韩老师的精心指导下完成的。在此，我向他表示衷心的感谢。 从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模 具的认识过程也是如此。经过几个月的努力，这次毕业设计划上了一个圆满的句号， 为以后的工作打下了基础。通过此次毕业设计，我发现了平时在学习当中的不足，在 理论上的欠缺。此次毕业设计不但融合了大学四年来所学的知识，还在设计过程中查 阅了很多相关资料，同时也学到了很多我们还没有涉及到的内

23、容。初步接触资料的查 阅与使用。该毕业设计是一个学习的大检查，它把以下专业课程都融合在了一起：机 械设计、机械制造、机械制图、模具构造与制造、数控加工工艺等。还在设计过程中 得到了从书本上无法学到的东西。我要感谢在设计中曾经帮助过我的老师和书籍。参考文献 1冷冲模设计及制造，中国机械工业教育协会，机械工业出版社 2 精通 PRO/E 中文野火版模具设计篇/李军主编。北京: 中国青年出版社, 2004模具CAD/CAM实用教程/黄晓燕主编。北京：清华大学出版社，2004.94 模具设计PRO/ENGINEER Wildfire中文版实例详解/何满才编著。北京： 人民邮电出版社， 2005.55 塑料模设计与制造 /中国机械工业教育协会组编。北京：机械工业出版社，2001.86 模具设计与制造简明手册 /冯炳尧.韩泰荣.蒋文森编。上海：科学技术出版 社， 1999.107 中国模具设计大典电子版 机械工业出版社8 塑料模具设计与制作教程北京希望电子出版社， 2000年第1版9 注塑模设计西北工业大学出版社， 1995 年第1 版