肥皂盒的注塑模具设计-三维图
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本科毕业论文 设计 开题报告 论 文 题 目 肥皂盒的注塑模具设计 学 院 专 业 班 级 学 生 姓 名 指导教师 职称 毕业论文 设计 开题报告要求 开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节 又是完成高质量毕业论文 设计 的有效保证 为了使这项工作规范化和制度化 特制定本要求 一 选题依据 1 论文 设计 题目及研究领域 2 论文 设计 工作的理论意义和应用价值 3 目前研究的概况和发展趋势 二 论文 设计 研究的内容 1 重点解决的问题 2 拟开展研究的几个主要方面 论文写作大纲或设计思路 3 本论文 设计 预期取得的成果 三 论文 设计 工作安排 1 拟采用的主要研究方法 技术路线或设计参数 2 论文 设计 进度计划 四 文献查阅及文献综述 学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料 并在此基础上 通过分析 研究 综合 形成文献综述 必要时应在调研 实验或实习的基础上递 交相关的报告 综述或报告作为开题报告的一部分附在后面 要求思路清晰 文理 通顺 较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础 五 其他要求 1 开题报告应在毕业论文 设计 工作开始后的前四周内完成 2 开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过 3 开题报告不合格或没有做开题报告的学生 须重做或补做合格后 方能继续 论文 设计 工作 否则不允许参加答辩 4 开题报告通过后 原则上不允许更换论文题目或指导教师 5 开题报告的内容 要求打印并装订成册 部分专业可根据需要手写在统一纸 张上 但封面需按统一格式打印 一 选题依据 1 论文 设计 题目 肥皂盒的注塑模具设计 2 研究领域 机械设计 注塑模具设计 3 论文 设计 工作的理论意义和应用价值 塑料制品在日常生活中为人们提供了极大的便利 其中肥皂盒几乎是必不可少 的家用品 具有防水功能 能有效保护肥皂不被水淋湿 延长了肥皂的使用寿命 随着社会生产方式的不断推动 塑料工业的发展面临着诸多机遇与挑战 其中 以家用肥皂盒的注塑模具设计为例 如何在形状复杂的产品制作过程中保证注塑模 具成型的效率与精度 是现阶段摆在模具行业面前的一个崭新问题 除了基本的生 产方式之外 对于生产成本的有效控制也应成为家用肥皂盒注塑模具设计过程中需 要考虑的重要因素 全球经济一体化趋势的发展加剧了市场的竞争格局 这也使得 塑料工业的发展遭遇阻滞 从产品的生产周期角度来看 产品质量与设计成果与注 塑模具设计之间存在着密切联系 而生产方式的多样化也是注塑模具设计在实施过 程中需要考虑的问题 类似 CAM 或是 CAD 等集成技术对于家用肥皂盒注塑模具的设 计都有积极影响 本文从 CAD 软件的开发方面通过 Pro Engineer 手段实现了对家 用肥皂盒模设计的有效处理 从基本结构分析到注塑模具确定等方面实现了对材料 处理的高精度 成功实现了对成型零件的安装 这一融合了经济及效率因素的注塑 模具设计方案也指明了塑料工业的发展方向 4 目前研究的概况和发展趋势 一 模具的发展现状如下 1 实体层面模具加工方法 在现代模具加工过程中通常运用的方式是电火花 电火花加工作用在仪器工具形成瞬间的极高温度将蚀除去 它的作用原理主要是形 成电火花 形成局部高温发生电蚀反应进行对金属的切割 制造产品合适的大小与规 模 2 软件层面的模具加工方法 整体使用 cAD CAWCAE 计算机程序实现模型设 计 其它模型设计方式还包括 有快速模型设计技术 虚拟模型设计技术 反 逆 求工程技术 有限元仿真及模型设计等 3 冲裁模的设计 第一步要完成对冲裁件的数据分析 第二步需要依照对产 品分析设计加工方案 4 橡胶硫化模具的设计 硫化模的通常需要三道程序 设计前的准备 结构的设计 图案的审核 二 肥皂盒模具的发展趋势 1 生产的专业化与规模化 现代化生产的主要特点就是生产比较专业 规模比较庞大 目前西方工业发达国 家的模具生产规模化已超过 80 标准化的生产为推动了我国机械生产向着更深入的 技术领域出发 2 模具制造技术的发展 我国仍然处于机械制造向数控制造的方面转变 而西方工业发达国家的模具生产 已经从传统的加工技术 数控 自动 正在向着无人化生产的方式快速发展 3 数控铣削机床的应用 目前因为数控机床的运用 模具生产中自由曲面和型腔的加工都在数控机床中完 成 使型腔的规模大小非常接近产品形状 大大缩短了工人铣削的时间 还降低了样品 和靠模的生产难度 增加了产品的质量 提高了生产效率 4 电加工机床的应用 它的主要特征是制造效率高 平均生产量大 自动器械普及率高 适合加大规 模的模具生产 非常适用于深槽 深型腔 筋肋 多型腔及多件制造 5 新型模具制造工艺的快速发展 国外 已经较成熟 国内现代在汽车和家电行业中使用越来越广泛 综上 随着模具行业不断发展技术化 规模化 肥皂盒模具也越来越多样化 市场竞争也在不断提高 二 论文 设计 研究的内容 1 重点解决的问题 设计中需要不断调整 才能得出最好的方案 预见的重点解决的问题如下 1 如浇注系统的设计如何避免产品出现空洞 2 冷却系统的管道要怎样分布使冷却达到最好效果 3 怎样确定合适的脱模斜度使模具容易取出 这些都是设计过程中需解决的问题 我设计的肥皂盒尺寸大约为 60 65mm 100mm 110mm 模具尺寸长宽高大约为 300 350mm 300 350mm 250 280mm 2 拟开展研究的几个主要方面 论文写作大纲或设计思路 1 查阅资料 了解做研究课题的研究意义 研究概况和发展趋势 2 利用 CAD SolidWorks 或者 UG 进行建模 总体方案设计 3 计算确定肥皂盒模具各个尺寸画出零件图和装配图 4 进行总的结构设计及修改 3 本论文 设计 预期取得的成果 通过学习及查阅有关资料掌握肥皂盒模具设计的原理以及其结构的设计 了解 现肥皂盒模具的发展趋势 相关技术的对比及市场前景 通过自主设计并选择最合 理的方案设计能够得到以下结果 1 肥皂盒模具设计原理及总体方案设计 2 主要部件的结构设计 装配图 零件图 3 设计说明书 4 与肥皂盒模具设计相关的一篇外文翻译 2000 字以上 参考文献 1 王雷 李明 蔡劲草 肥皂盒底盖注塑模具设计及数控加工仿真 J 新乡学院学 报 2016 年 2 苏辉 家用肥皂盒的注塑模具设计 J 济南职业学院学报 2014 年 第五期 3 龚婵媛 家用肥皂盒的注塑模具设计 J 长春大学学报 2013 年 23 卷 6 期 4 冯刚 林克伟 王华峰 张朝阁 孟爱英 注塑成型可视化技术的最新研究进展 及前景预测 J 塑料工业 2014 年 42 卷 12 期 5 田勇峰 模具设计与制造的现状及发展趋势 C 南方农机 2016 年 6 李洪波 白英博 周天亮 高密齿散热器型材挤压的数值模拟及模具结构优化 J 锻压技术 2017 年 42 卷 12 期 7 石常路 蒋图 柯旭贵 基于数值模拟的挡泥板成形工艺与模具设计 J 模具工 业 2017 年 43 卷 12 期 8 张蓓 陈聪 圆形壳体模流分析及注射模设计 J 型腔模技术 2017 年 43 卷 12 期 9 狄远德 徐家连 CAD CAM 在模具设计与加工中的关键技术 J 西安科技大学学 报 2014 年 34 卷 1 期 10 李海生 寇菲菲 蔡强 李楠 姜同强 基于知识元的冲压模具设计方法 J 计算 机集成制造系统 2014 年 20 卷 2 期 11 李明亮 刘平 刘新宽 陈小红 马凤仓 李 伟 铜合金连续挤压工艺及模具设 计 J 锻压技术 2014 年 39 卷 11 期 12 冯晓梅 许同德 赵 然 应用 Pro E 实现压铸模加工孔表自动生成 J 机电工 程技术 2017 年 46 卷 9 期 13 陈牡丹 徐永平 支架冲压工艺分析与模具设计 J 模具工业 2014 年 40 卷 6 期 14 王敏杰 赵丹阳 宋满仓 于同敏 聚合物微成型模具设计与制造技术 J 模 具工业 2015 年 41 卷 5 期 15 郑兴睿 CAD CAM 在高精密复杂模具设计与制造中的应用 D 中国优秀硕士学 位论文全文数据库 2013 年 16 刘斌 谭景焕 现代模具设计技术的现状及发展趋势 J 塑料工业 2017 年 45 卷 2 期 17 刘玲 田龙 蒋修宏 基于 Pro E 的塑料水龙头弧形抽芯模具设计 J 塑料科 技 2014 年 42 卷 2 期 附 文献综述 一 引言 从现代塑料工业的发展来看 模具行业作为其中重要的制造工业基础 对于工 业材料的流动性控制有着积极作用 在特定的工业要求之下模具能够通过特定的固 定处理来实现对制造工业的有效定型 通过模具设计来制造零件不仅能够最大程度 提升塑料产品的质量 同时还可以尽可能减少对材料的使用消耗 是对工业成本投 入的有效控制 此外 现代模具行业的发展其重要性还在市场发展需求中有所体现 像是汽车制造业的飞速发展就展现出现代模具工业与市场需求之间的对应性 在广 阔的市场空间环境之下 模具市场被汽车领域占据了大多数空间 而随着市场需求 的不断变化也使得这一模具工业发展向家居用品转化 像是家用肥皂盒的模具设计 也成为了现代模具发展的重要组成部分之一 类似美国 日本这样的模具进口国在 模具使用方面有着极大的需求 而纵观国内模具工业的发展也受到了数控设备以及 模具生产周期的影响 导致模具在制造工艺方面显得质量并不太高 由此可见关于 现代模具行业的技术开发与设计优化对于提升模具生产水平以及控制生产成本等方 面都有积极的促进意义 而肥皂盒作为我们日常生活不可或缺的日用品 在模具制 造中它也具有自己独特的存在意义 我就肥皂盒对近年来国内外学者们对模具制造 进行的研究做个综述 2 课题国内外现状 文献 15 中提到虽然中国整个模具行业在过去的十余年中取得了长足的发展 部分模具设计与加工已经达到了国际先进水平 但在高精度和复杂模具的制造中无论 是数量还是质量仍不能满足国内市场的需求 特别是在长寿命 大型精密和复杂模 具技术生产上差距明显 并且这类模具的生产量也不能满足国内的需求 因此我国每 年仍需进口大量的模具 总体来说 我国与发达国家相比 在模具设计与加工技术上 仍有较大的差距 例如 先进的模具加工设备在生产中应的用比重较低 CAD CAE CAM 技术的推广及应用率不高等 就模具行业而言 中国目前唯一优势在于人工成本 较低 国外人工成本在 50 60 而我国在 20 左右 文献 16 目前 大部分企业在进行模具设计时 一般都是先利用三维 CAD 软件 进行三维造型设计 再运用其工程制图模块导出二维工程图 然后将导出的工程图 导入专用的二维 CAD 件中去进行二维设计 也即进行修改 尺寸标注等后期工作 最 后生成最终的二维图纸 模具设计中 常用的三维 CAD 软件有 UG NX Pro E SolidWorks CATIA Delcam PowerSHAPE 中望 80 等 利用三维 CAD 软件进行模具设 计主要是利用它们的三维造型功能及模具设计模块 以上三维软件设计图如下 此外文献 16 也提出钣金冲压模具 CAE 软件 Dynaform 软件是美国 ETA 公司和 LSTC 公司联合开发的 用于板料成型数值模拟与模具设计的专用软件 其最新版本 是 Dynaform 5 9 软件几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素 包括 确定最佳冲压 方向 坯料的设计 工艺补充面的设计 拉延筋的设计 凸凹模圆角设计 冲压速度 的设置 压边力的设计 摩擦因数 切边线的求解 压力机吨位等 基于 Dynaform 软件的钣金成型模拟分析如图 所示 Autoform 软件是德国 Autoform 公司开发的应用于薄板冲压成型仿真领域 尤 其是汽车工业 的 CAE 软件 其最新版本是 Autoform R6 是 Autoform 专门针对汽 车工业和金属成形工业中的板料成形而开发和优化的 用于优化工艺方案和进行复 杂型面模具设计的有限元分析软件 具有工件设计 模面设计 坯料设计 排样设 计 修边设计 工艺优化 管胀模具设计 快速分析 精密分析等模块 文献 1 9 15 利用 CAD CAM UG 进行图纸设计 三维建模 完成了注塑模 具的详细设计过程 加工参数设置 刀具选择 走刀路极大方便了加工过程 CAD CAM 技术已经在航空航天 机械 汽车 电子 纺织 建筑和化工等行业得到 较为广泛的应用 利用 CAD CAM 技术不但能够彻底解决传统模具设计与制造的周期 长 成本较高等问题 同时还能有效减轻劳动强度 保证产品质量等 文献 12 17 应用 Pro E 软件设置压铸模具加工孔参数 建立孔图形数据库 实现加工孔表自动生成 有助于压铸模具孔尺寸自动标注 模具孔加工生产和检测 有助于模具加工孔数据传递 能保证模具生产质量 提高劳动效率 应用 Pro E 软 件实现压铸模具加工孔表自动生成 有助于压铸模具孔加工生产 对于型芯孔 顶 杆孔和冷却孔多的复杂压铸模具型腔设计是最有效的 主要便于生产操作者孔位加 工 使用方便 能避免设计加工失误 节省成本 缩短压铸模具制作周期 压铸模 具设计要不断创新 要建立人工智能和专家系统 充分利用先进 3D 设计软件 将产 品 3D 造型快速分型设计 及时进行模具流模分析 定出模具结构方案 模具设计 2D 图形要清晰 要分类建立加工孔表 多为生产加工者考虑 压铸模具加工 要使 用先进高速切削加工设备 精确加工出模具各个部件 实现模具加工智能制造 文献 5 模具加工方法的现状分以下几种 实体层面模具加工方法 在现代模具加工过程中通常运用的方式是电火花 它 的作用原理主要是形成电火花 形成局部高温发生电蚀反应进行对金属的切割 制造 产品合适的大小与规模 软件层面的模具加工方法 整体使用 cAD CAWCAE 计算机程序实现模型设计 其 它模型设计方式还包括 有快速模型设计技术 虚拟模型设计技术 反 逆 求工程 技术 有限元仿真及模型设计等 快速模型设计技术 RPM 被称为是在数控 NC 制造 方式过后崭新的技术革命 或将成为模具生产的热点和主要的发展趋势 除了表面建 模方式外 还存在浇铸建模方式 冷挤压及超塑性成形建模等多种方式 目前也在快 速的进行技术的更新与完善 逆向工程方式是先对要加生产的物品进行数据扫描 转 换成多种样式的 CAD 数据 再放入以 D 以 E cMA 等其它分析工具中完成产品的改造设 计 该种方式是目前模具制造中最常见现代工具的应用 冲裁模的设计 第一步要完成对冲裁件的数据分析 最大地节约材料 简化生产 方式 使模具生产更加快捷 模具使用时间加长 操作程序简单 从而提高产品的质 量 第二步需要依照对产品分析设计加工方案 主要是保证冲裁的组合方式与加工的 顺序 最后一步进行数据的计算 包括排版技术 使用压力的范围 压力面积的标准 等等 2 橡胶硫化模具的设计 硫化模的通常需要三道程序 设计前的准备 主要 包括了设计的大致内容 朔件材料的主要性能测试 成型标准的规定等 结构的 设计 其中包含了对型腔数量 多样的尺寸结构与脱模方法 设计整体结构草图等 图案的审核 主要是对橡胶件尺寸和规模进行检查 对运用的硫化机机械完成审 核 对模具结构的审核及对图样的审核 文献 2 采用动态模冷却的方式从动模板方向注入型芯等装胶配件 这不仅能 够起到绝佳防水作用 并且在动模处理方面也有积极作用 文献 3 说明注塑模具成 型方式因其能高效率 高精度 低成本的生产出各种具有复杂形状的产品 是塑料制 品的重要生产手段然而 面对全球化的市场竞争 塑料工业也面临着巨大的压力 为 了缩短产品设计周期 提高产品质量 将各种先进生产方式应用到注塑模具设计中 是大势所趋 比如 CAD CAM CAE 集成技术 塑件采用 Pro E5 0 建模后 其三维模 型结构如图 1 所示 图 2 所示为其二维工程图 3 发展趋势 如文献 16 所说现代模具产品制造是典型的单件小批量 离散型生产提高产品 质量和生产效率 缩短模具设计制造周期 最大限度地降低生产成本及满足用户需 求 提高模具设计技术在社会进步中的应变能力 是模具工业不断追求的目标 因 此 肥皂盒模具设计的发展趋势如下 1 多集成趋势 现代模具设计应该打破传统的单一发展模式 应该把技术使 用 人力资源和管理技术的引用都囊括在内 往多集成趋势发展 多集成概念还表现 在学科综合方面 模具设计不仅仅要用到最基础的机械科学与模具设计理论 而且 还会用到热学 电磁学 光学以及控制理论等学科 2 智能化趋势 从产品设计到模具设计 再到中间的模具制造 最后到产 品的成型 每个环节都将走向智能化 另外 模具设计者以及实际操作者 也将会 在科学理论的指导下 实现人与工具系统的有机密切配合 3 网络化趋势 模具设计常用的软件都是需要通过网络上的一些软件技术或 者硬件技术实现的 自动化 网络化趋势越来越明显 跨国合作设计模具的成功例子 己经是屡见不鲜了 而且这种趋势越来越明显 4 不断更新趋势 模具设计人员应该用发展的眼光看待同行业的竞争情况 瞄准时代发展的最前沿 不断更新 保持在同行业的竞争力 稳稳立足于机械制造 业 生产革命化的重要措施之一就是采用 CAD CAE CAM 技术 这也是模具设计技术 发展的一个显著特点 5 模具软件功能集成化 模具软件功能集成化要求软件的功能模块比较齐全 同时各功能模块采用同一数据模型或同一数据库 以实现信息的综合管理与共享 从而支持模具设计 制造装配 检验 测试及生产管理的全过程 达到实现最佳效 益的目的 6 模具设计 分析及制造三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应 现代化生产和集成化技术要求 模具设计 分析 制造的三维化 无纸化要求新一 代模具软件以立体的 直观的感觉来设计模具 所采用的三维数字化模型能方便地 用于产品结构的 CAE 分析 模具可制造性评价和数控加工 成型过程模拟及信息的 管理与共享 7 产品数据管理 PDM PDM 是一门用来管理所有与产品相关信息 包 括零件信息 配置 文档 CAD 文件 结构 权限信息等 和所有与产品相关过程 包括过 程定义和管理 的技术 通过实施 PDM 可以提高生产效率 有利于对产品的全生 命周期进行管理 加强对于文档 图纸 数据的高效利用 使工作流程规范化 8 产品生命周期管理 PLM PLM 是指从人们对产品的需求开始 到产品 淘汰报废的全部生命历程 PLM 是一种先进的企业信息化思想 它让人们思考在激 烈的市场竞争中 如何用最有效的方式和手段来为企业增加收入和降低成本 文献 5 提出未来模具设计还有新的发展趋势 因此肥皂盒模具的设计与制造 也具有以下这些发展趋势 1 生产的专业化与规模化 现代化生产的主要特点就是生产比较专业 规模比较庞大 目前西方工业发达国 家的模具生产规模化已超过 80 这种专业化规模较小的成产厂更加方便掌控 适应 能力强 生产质量稳定和工作效率极高 更加适应现代化生产的需求 标准化的生产 为模具的发展奠定了良好的基础条件 是实现整体行业水平提升的重要方式和提高经 济效率的主要手段 从而推动了我国机械生产向着更深入的技术领域出发 2 模具制造技术的发展 我国仍然处于机械制造向数控制造的方面转变 从国际市场分析模具制造行业的 前景 能够得出模具行业的竞争越来越强 增强竞争力的重要方式就是降低产品生产 成本 缩短生产时间 提高产品质量 设计方式的高效率 自动化器械的使用 快速的 成型机械加上优秀的模具设计 大大提升了生产的稳定性 从而节省了模具生产的成 本 而西方工业发达国家的模具生产已经从传统的加工技术 数控 自动 正在向着 无人化生产的方式快速发展 3 数控铣削机床的应用 模具与零件不同 在加工时的难度较大 形状较多 它最大的特点就是型腔自由 曲面的加工 而型腔自由曲面的加工最常见的使用方式就是铣削加工 这种当时非常 适合运用与偏大类的模具生产 传统的加工都非常依靠工作者的操作技巧和熟料度 模具钳工打磨及抛光的难度很大 这样通常会增加模具的生产时间 又不能对生产质 量做出保障 目前因为数控机床的运用 模具生产中自由曲面和型腔的加工都在数控 机床中完成 使型腔的规模大小非常接近产品形状 大大缩短了工人铣削的时间 还降 低了样品和靠模的生产难度 增加了产品的质量 提高了生产效率 4 电加工机床的应用 为了达到模具表面质量的生产标准 解决一些铣削难以实现的问题 通常运用电 火花制造方法 它的主要特征是制造效率高 平均生产量大 自动器械普及率高 适 合加大规模的模具生产 非常适用于深槽 深型腔 筋肋 多型腔及多件制造 如 深型腔通常结构繁杂 过渡曲面复杂 型腔较深 偶尔还要求使用的刀具形状 因此 不能确保制造形状和大小的准确性 就像汽车中仪表盘的制造 保险杠塑料等需要 采取电火花方式进行加工 另外慢走丝线切割机床的使用 提升了冲压模 级进模等 精确度 对一些精密器械的制造起到了良好的效果 特别是许多机床都拥有大锥度 上下异型的性能 从而非常适用于一些特殊模具的制造 除此自动穿丝 自动定位技 术能够使操作更加便捷 而且运用与无人化的加工中去 因为使用计算机先进的数控 技术 现代的模具工作者有了更多的时间去检测产品的规格与年质量 从而大大增加 了模具产品的质量 5 新型模具制造工艺的快速发展 气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺 它具有注射压力低 制品翘曲变形 少 表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点 可在保证产品质量的前提下 大幅度降低成本 国外 已经较成熟 国内现代在汽车和家电行业中使用越来越广泛 气体辅助注射成形包括塑料熔体注射和气体 一般均采用氮气 注射成形两面部份 比 传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制 而且气体辅助注射常用于较 复杂的大型制品 模具生产难度非常大 而且不容易控制 所以 开发气体辅助成型流 动分析程序 对模具的生产有着重要的意义 综上对肥皂盒模具设计未来集成化 规模化 智能化 新技术 新设备的使用 是必然的发展趋势 4 存在问题 现阶段大都采用注塑模具进行肥皂盒的设计制造 多种新技术的使用有待普及 目前仍然会有以下问题 1 肥皂盒底会积水 使肥皂软化 降低使用寿命 2 如果盒底有排水孔 解决了积水问题 但是水会流到房间 使房间湿漉漉的 3 肥皂盒底与面接触 使肥皂使用后容易黏在盒底 使下次使用 4 不够美观难以吸引大众 我课题的意义就在于解决以上问题 为人们提供优质的选择 肥皂盒注塑模具设计 I 摘要 这次毕业设计题目是肥皂盒注塑模具设计 用游标卡尺测绘这几何特征是 弧和直线等简单的几何特征构成 初步确定了模具结构 型腔数目为 1 模 2 件 浇注系统是侧浇口等关键结构 设计难点是浇注系统的设计如何避免产品出现 空洞 怎样确定合适的脱模斜度使模具容易取出 还有如何设计顶出系统而不 破坏塑件等问题 我在图书馆和网上搜索 找到了分型面相关资料和浇注系统 的概念和模具设计的原则 在老师的指导下通过使用二维软件和三维软件对分 型面和浇注系统进行了设计并设计了顶出系统 调用了标准模架 最终确定了 模具结构的排布 利用 CAD UG 进行建模 总体方案设计 计算确定肥皂盒模 具各个尺寸 最终画出了零件图和装配图完成了整个设计 关键词 树脂制品 模具 推出机构 工艺计算 肥皂盒注塑模具设计 II Abstract The graduation design topic is soap box injection mold design using vernier caliper surveying and mapping the geometry is characterized by simple geometric characteristics of arc and straight line preliminary determined the mold structure cavity number 1 2 pieces gating system is a key structure side gate etc The design difficulty is how to design the pouring system to avoid the hollow of the product How to determine the appropriate demodulation incline makes the die easy to take out and how to design the top out system without damaging the plastic parts and so on In the library and the Internet search I found the parting surface related information and the principle of the concept and die design of gating system under the guidance of the teacher through the use of 2 d software and 3 d software on the parting surface and gating system design and design of the ejector system called the standard mould frame finally determined the mold structure configuration Using CAD UG for modeling and overall scheme design The calculation determines the size of the soap box mold and finally draws the part drawing and assembly drawing to complete the whole design Key words resin products mould ejection mechanism process calculation 肥皂盒注塑模具设计 III 目录 摘要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 1 1 中国工业模具发展阐述 1 1 2 小结 3 2 塑料件的分析 4 2 1 制件分析 4 2 2 树脂的性能及成型工艺参数 6 2 3 注塑机的初选 6 2 4 模流分析方案剖析 7 3 模具总体结构设计 13 3 1 拟定模具结构设计 13 3 2 浇注系统的设计计算 15 3 3 冷料穴的设计 18 3 4 浇注系统的校核 18 3 5 成型零件的设计计算 21 3 6 型腔壁厚的校核计算 27 3 7 脱模机构的设计计算 29 3 8 温度调节系统的设计 32 3 9 注射机与模具的相关计算校核 36 3 10 模具导向系统的选择 38 3 11 模架的最终计算确定 39 4 结论与展望 41 参考文献 42 附录 1 外文翻译 43 附录 1 外文原文 51 致谢 60 肥皂盒注塑模具设计 1 1 绪论 1 1 中国工业模具发展阐述 1 1 1 对我国的有利因素 我国非常重视对模具产业的扶持 中央政府对模具产业的前进给了正确的政策 优惠条件 通过国家行业政策的辅导下 这几年已然推出相当多的优惠条件 支持模 具工业的发展 模具产业的前进 并且收到了良好的效果 与此同时 快速模具产业 的前进推进地区的经济的繁荣 模具产业内部体系改革和体制转变的加快 行业布局 正确 在管理和技术上稳抓稳拿 提升本身的实力 想要顺应形势 我国的模具产业 这几年增速体系改革和体制转换的步调 模具的重点产业区域的公司占的主导具体地 位 装备条件和成品水平已经有略大的改进 管理已经有相当大的进步 随着计算机 的软件的技术的成熟 越来越多的模具公司运用了 C D CA CAE 重组技术 三 维模具设计为模具的主要开发手段 高速生产加工 RP 原型都在模具用有广泛的运用 其它最新技术和万维网技术的虚拟计算机仿真 许多公司都交出了模具技术现代化发 展战略 产品制造规模和综合效益 模具制造集群发展急速 在细而精致的整体设计 发展的均同时 这几年 规模经济也获得了愈来愈大 公司的规模综合效益更好 加 工的模具行业不停显示出其优越性 模具制造基地等中国的集群产品制造极速发展的 形式 通过非常多公司反映 集群的产品制造与分散的产品制造相比对 更有利的发 展 更辽阔的商品市场 合作更非常方便 减少了加工成本 一起交流 享受优惠条 件 现今此年产值十亿人民币元以上的模具公司已高过 40 家 年产值超过三千万人民 币的公司已高过 200 家 模具设计制造基地已有相当大的规模 最近几年已经超过十 个模具基地 而且还有几个模具集聚产品制造基地正在建设中 在我国模具产业的前 进发挥了积极的促进作用 非常多模具公司开始了解到品牌和专利的重要性 并在品牌和专利投入了大量资 金 改进标准创造能力 改善了以往长模具工业存在的后方和被动状态 这几年 跟 随着自由市场经济的前进 公司愈来愈重视品牌和专利 这些公司已然了解到创全新 的关重性 努力于改进非常快 据我国模具产业社团理解到的情形 这几年 在开发 投入资金和销售收入的占比高于百分之五 单个公司以至大于百分之八 不断提高技术型模具的比例 模具是越来越多的高科技产品 我自己已经了解到 我国最新技术产品目录中列出的一些国家部门 确实有很多模具生产技术不少于 4 种 工业模具 如乘用车副模 高精度多工位级进模 轿车重型钣金冲裁模复合 智能铸 模 凭借最新技术 行政部门各级越来越多的模具制造公司被确定为最新的技术公司 通过对我国模具社会的初步统计 模具行业目前已拥有七家国家级最新科技企业 省 级和市级新技术企业达接近一百家 肥皂盒注塑模具设计 2 1 1 2 对我国的不利因素 尽管我国模具市场进入了快速发展的时期 但由于精度水平 加工周期和使 用时间与世界其他国家以及美国与本之间的距离稍大 它仍然无法达到中国人民 共和国产品生产加工业全面发展的需要 特别是在重型 高精度 复杂 高寿命 的模具方面 仍然有巨大的需求 因此 每年需要大量进口重型 高精度 复杂 高寿命的模具 工业模具的原料价格飞涨 人员薪水也在不断的上涨 但是模具价值不升反 降 造成模具的成品利润不断的下降 模具生产公司亏损均有所增加 模具工业 协会对中国两百多个标准的模具生产公司的调查 我国模具产业在胡锦涛主席执 政末期年度的纯利润下降了百分之二 比以前销售收入利润值下降了百分之三 中国规模以上公司胡锦涛主席执政初期整年亏损 2 6 亿元 并且会一直趋向接续下 去 针对贸易出口额每年有所增加 我国加入世界贸易组织已然有一段时间 对 外商贸的成长 中国经济依托对贸易易从百分之三十加大到百分之七十 与此同 时跟随着合资步入中华人民共和国的时间 不停扩大和深入对外开放的政策 在 我国的模具产业的国际投入资金也愈来愈多 这正是依托合资的每年有所增加 是我国模具的最大产业省广东省的模具制造能力 全省百分之四十能力 国际公 司大概占百分之六十 合股公司达到百分之十范围 对于模具出 省 大概占中 国的百分之五十 当中出 的国际投入资金 合股公司占大大部分的出 国际 公司投入资金和贸易出口额大 安全产业 以至全部国家的实际经济安全有巨大 影响 缺乏合格模具技术人员有关的问题日益明显 即使在最近一段时间 中国模 具行业劳动力的快速发展 估计有近万从业人员 但仍然赶不上公司整体发展需 要 一是总量不足 二是质量不够 不能满足模具设计加工行业全面发展的需要 通过详细的资料 模具行业从业人员距离约接近五十万 工程人员约占百分之二 十 特别是高素质高水平模具公司高级项目经理管理人员和高级技术人员的稀缺 性 交易市场竞争 在我国模具商品市场竞争中越来越多 其性能是模具设备的 价格 标准中高档模具与其他国家和中国竞争对手的商品市场领先公司中国 国 际公司投资资金和传统模具关键是私营部门交易市场的竞争 这些已经进入混乱 状态 在一定程度上扰乱了正常的市场规律 因为较低的价格必然会导致低质量 的形成 对这些公司的生活产生巨大影响 迫使这些公司改变个人定位的增长速 度 这些公司面临淘汰的格局并不是独一无二的 最近这段时间模具行业增长速度加快 增长速度超过前年的一倍 增长速度 肯定会超过增长速度 这将导致一年内的模具贸易逆差 模具贸易逆差增加的两 肥皂盒注塑模具设计 3 个关键原因 一个是中国经济的高速增长 尤其是乘用车企业的高速发展已经产 生了特定模具的供应 这些高端工业模具在中国的产品制造中并不真实 也有一 些国家可以为他们的产品制造模具 这些都与现行的关税政策和项目审批制度相 同 随着模具生产制造的规模不断扩大 目前国际生产加工业转移速度的增长 也是为了扩大规模和广度的深度 以及在中华人民共和国模具生产是承接转移的 理想场所 国家将继续全力支持我们模具行业的进步 多重效益 中华人民共和 国未来的模具行业将成国民经济的重要行业之一 1 2 小结 CAD 注塑技术是一种全新的开发工具 用于提高最终产品的质量并设计最佳 性能的模具 CAD 注塑工艺的关键在于 当注塑工艺的计算机模拟与实际结果不 一致的时候 可以先通过对数据和设计进行相应的调整 以达到注塑工艺与实际 结果想一致 避免实际生产产生的高额成本 CAD 注塑技术有效应用于模具和模 架的设计是为了设计和了解质量 注射成型 CAD 的难度取决于建立一个非常大 的物理性能数据库 以标准化到模具部件 肥皂盒注塑模具设计 4 2 塑料件的分析 2 1 制件分析 2 1 1 塑件尺寸工艺分析 图 2 1 注塑零件图 通过使用游标卡尺测量该肥皂盒的外形 同时也测量了其厚度 平均厚度为 2 毫 米 尺寸为 143 101 33 9 通过用软件绘制出三维图后 旋转工件查看到该 3d 图外侧 面没有孔等结构 然后在书上查阅此处的类似结构 确定此处不需要有侧抽芯结构 然后观察此塑件的外观和高度 再加上参考书本上的内容 指明浇注系统必须流动平 衡 结合书上的视图结构 采用采用侧浇口结构 6 同时在机加工的书上找到模具元件 要有良好的加工性能才行 这样才能保证模具的使用寿命 15 在和老师一起沟通 考 虑到肥皂盒的功能性 可以标 MT5 尺寸公差 经指导老师讲解 A 字母表示的是受模 具开合模的时候影响的除此 B 字母表示不受影响 2 1 2 塑料名称 向模具厂的钳工师傅请教树脂使用性能 同时获知了材料的价格 参考了同类产 品的材料参数 最终和指导老师一起确定了此材料为 PP 2 1 3 生产纲领 和本组的同学们讨论了肥皂盒生产情况 确定为大批量生产 塑件公差表如下 肥皂盒注塑模具设计 5 表 2 1 塑件公差表 未注公差尺寸 类型 变换尺寸 143 A 1430 1 64 101 A 1010 1 34 33 9 B 33 90 0 76 99 A 990 1 2 121 9 A 121 90 1 48 77 9 A 77 90 1 06 30 B 300 0 7 13 B 130 0 52 9 B 9 0 0 48 74 6 A 74 6 1 060 118 6 A 118 6 1 340 6 A 6 0 440 45 A 45 0 840 24 B 24 0 640 19 B 19 0 32 0 32 38 B 38 0 38 0 38 57 B 57 0 47 0 47 76 B 76 0 53 0 53 2 1 4 塑件的脱模斜度 通过查看类似树脂产品的技术图纸 然后结合书上的参考内容 确定此树脂产品 内表面为 35 1 6 在根据指导老师的建议树脂外表面 40 1 20 最后通过软件 模拟分析脱模斜度 利用软件自带的分析功能 进行云图显示 分析得出下面的图示 效果 肥皂盒注塑模具设计 6 图 2 2 脱模角度 2 2 树脂的性能及成型工艺参数 通过和老师的一起探讨 同时查阅 模具设计大典 上关于此部分的内容 确定此树脂它的击穿电压高 电气性能好 抗冲击性好 耐热性高 阻燃 化学 稳定性好 透明度和等级提高 2 紫外线与大气老化 它对剪切不敏感 焊接粘接 稳定性好 流动性好 一般机械零件生产灵活性好 铜接触老化 但银材料的吸 湿性过高 溢出障碍 高刚度和尺寸稳定性 在紫外光照射下 优良的电气性能 冲击强度降低一半 其它力学性能良好 具有耐油性能 高频电性能不受湿度影 响 除了外部阻力外 机械强度高 塑料的化学稳定性不受水 无机盐 碱和各 种酸的影响 六个月后很容易降解 可用于制作保温产品 优异的耐低温冲击性 能 塑件的成型应经过高温退火处理 提高了冲击强度 表2 2 树脂注射成型工艺参数 肥皂盒注塑模具设计 7 2 3 注塑机的初选 通过查阅 模具制造技术与设计 10 P144 式 2 12 获得塑件质量计算公式为 2 1 1 1 上面公式中 V1 塑胶件体积 V1 47 7 cm3 按照二维软件分析可得 材料密度 即 0 91 3 M1 制件质量 利用上面的数据代入公式 则有 2 2 1 1 0 91 47 7 43 407 根据上面计算的值 然后利用最新的三维软件对本设计的塑件模型进行模型 分析 结合模具的整体结构 可以选择如下注塑机 通过查阅 实用注塑模 CAD CAE CAM 技术 P71 表 7 2 获得为 选用 SZ 400 1600 注塑机种类 SZ 400 1600 塑化能力 22 2g s 拉杆间距 485 545 最大注射体积 416cm3 喷嘴球径 15mm 最大锁模力 1600KN 最大闭合高度 550mm 最大注塑压力 141MPa 喷嘴口径 4mm 肥皂盒注塑模具设计 8 最小闭合高度 150mm 定位孔径 150mm 最大开模距离 360mm 2 4 模流分析方案剖析 2 4 1 肥皂盒的网格序列化 图 2 3 网格设计 此树脂制品 为了进行 cae 分析 必须要对肥皂盒进行网格序列化 通过在 moldflow 设置相关参数 然后导入模型的 stl 格式 进行网格划分 根据 moldflow 书 上建议 匹配率 80 以上才行 因为一个好的质量的网格 才能有合适的边界条件 才能通过数学计算得到 划分完网格后 根据网格统计的功能查看到 三角形网格的 个数为 16760 个 已连接的节点数量为 8368 个 联通区域 1 个 不可见三角形为 0 个 通过这些数据 在向老师请教 此网格的质量是可以的 因此不在需要修复网格 就 能直接就行分析 图 2 4 网格对话框 肥皂盒注塑模具设计 9 2 4 2 浇口位置结果确定 浇口最佳位置可以通过 采用 moldflow 软件自带的分析功能 初步分析位置 然 后结合模具结构 综合考虑此最终位置 从分析出来的图 2 5 中看出 具备蓝色特征的位置 是非常适合浇注系统布置的 对于红色的位置 就不用考虑了 因为红色代表了溶体在此位置流动差 容易造成产 品缺陷 综合上面分析和考虑到模具结构 选择侧浇口作为本设计的方案 图 2 5 最佳浇口 最合和指导老师最终确定 此浇口形式为侧浇口最好 2 4 3 整体方案模拟设计 本设计利用三维软件建立了整体方案的效果 根据这效果 利用 moldflow 里建模 功能 把冷却系统和浇注系统的模型建立出来 然后对于系统的一维划分网格 并设 置相关属性 最终完成了方案模拟设计图 图 2 6 模具方案图 肥皂盒注塑模具设计 10 2 4 4 模流结果论证 图 2 7 填充时间 从上面图 2 7 的分析结论图看出了 流体达到树脂产品末端的时间为 1 995s 仔细观 察有限元模型 没有看到流体的滞流状态 也没有看到节点区域上云图有间隔特点 也没有看到云状结果有什么分布不均的情况 因此不会产生过保压的情况 从上面分 析出 方案还是合理的 从下图 2 8 分析结果中看到云图分布均匀 翻转模型仔细观察 没有看到云图出 现急骤变化的情况 这样不会导致收缩和翘曲 然后在向老师讨教 最终确定了此分 布是符合设计要求 肥皂盒注塑模具设计 11 图 2 8 顶出体积收缩 图 2 9 气穴图 旋转模型看到带有红色的符号 代表的是气穴的位置 通过仔细分析 这些位置 是在分型面的位置的 根据实际情况 分型面是容易排气的 所以此方案不会产生什 么缺陷 所以符合要求 在图 2 10 中出现彩色线的地方 是树脂产品容易产生缺陷地方 这个地方机械性 能不好 因此必须避免在重要的位置上 但是可以通过模具结构优化 调节注塑机参 数来改变此位置 肥皂盒注塑模具设计 12 图 2 10 熔接线图 图 2 11 锁模力 在通过上图 2 11 所示并且查阅了课本上的表格资料 确定此锁模力是在安全范围 内的 通过查看相关资料确定冷却通道在出入口之间要保证温查在 5 度就行 在观察下 面的分析结果图 2 12 可以看出 结果是在 5 度内的 肥皂盒注塑模具设计 13 图 2 12 冷却液温度 图 2 13 翘曲 通过查看上图 2 13 结果 观察得变形量为 0 5073 毫米 在查看有限元数值计算书 籍和模具结构书籍 最终确定此值满足要求 通过上面分析论证 在和指导老师交换意见 最终确定此方案是满足要求 肥皂盒注塑模具设计 14 3 模具总体结构设计 3 1 拟定模具结构设计 3 1 1 确定型腔数量及排列方式的确定 通过查阅 模具制造技术与设计 10 P144 式 2 15 获得型腔数目计算公式为 3 1 V0 1 上面公式中 Vn 最大注塑体积 Vn 416cm3 V1 制件体积 V1 47 7 cm3 K 注塑量利用系数 凡是都是 K 0 8 V0 一次注塑体积 V0 114 48 cm3 利用上面的数据代入公式 则有 3 2 0V1 0 8 416 114 4847 7 5 根据求得的结果 然后在图书馆查找了相关资料 并考虑了模具结构 所以 此模具采用 1 模 2 件 通过查阅 模具制造技术与设计 10 P144 式 2 13 获得浇注系统体积计算公式为 3 3 2 1 上面公式中 n 凸凹模数目 这模具 1 模 2 件 n 2 K 注塑件体积 常量 K 凡是都是 0 2 V2 浇注系统体积 V1 工件体积 利用上面的数据代入公式 则有 3 4 2 1 47 7 0 2 2 19 08 通过查阅 模具制造技术与设计 P144 式 2 14 获得注射总质量机计算公式为 3 5 0 1 2 1 2 上面公式中 M1 塑料件质量 M1 43 407 g M2 浇注系统质量 M2 V 2 0 91 19 08 17 363g n 凸凹模数量 n 2 M0 注塑总质量 利用上面的数据代入公式 则有 3 6 0 1 2 2 43 407 17 363 104 177 肥皂盒注塑模具设计 15 通过和指导老师商量模具结构排布形式 最终确定如下排布 图 3 1 型腔数目分布 3 1 2 分型面位置的确定 在塑料模具的设计过程中 如果不能用模具形成 就必须仔细考虑成型过程中凹 凸部的分型面的形状和结构 在模具设计过程中 应该首先指定分模面 然后设计模 具的二维尺寸 凹凸模具分型面整体设计正确 胶件质量 工艺控制难度 模具设计 制造严重受到影响 因此 正确选择分型面是注塑模具结构设计的关键因素 分型面 的正确选择标准如下 1 分型面选择准则一 会有利确保胶件的外面轮廓品质 2 分型面选择准则二 凹凸模分型面应该选择在胶件的最大断面处 3 分型面选择准则三 尽量使胶件留在后模一点 4 分型面选择准则四 会有利确保胶件的公差精度 5 分型面选择准则五 尽量满足胶件的运用要求 6 分型面选择准则六 尽可能减少胶件在锁模方向上的投影大小 在三维软件工作环境中 可以自动生成非复杂组件凹凸不平的表面 但是塑件的 零件形状不规则 大多数凹模模子表面不是普通的平面 这就需要手动施工表面后并 合和凸块分面 该图描绘了使用两组面分别合并基本分离的三维表面的阶段 并且随 后的选择合并方法保留了对三维表面的需要 肥皂盒注塑模具设计 16 图 3 2 分型面 3 2 浇注系统的设计计算 流道系统是从标准注塑机模具通道引导塑料熔体注射喷嘴 具有传质 传递压力 和能量传递功能 对塑件质量有很大影响 它被划为普通转轮转轮系统和转轮转轮系 统 模具采用普通浇道系统 包括主流道结构 分流道结构 冷凝孔结构 进料口结 构 主浇道结构的整体设计 主浇道通常位于成型模具中心的塑料熔体的入口处 该熔体将从注塑机的标准喷 嘴排出的熔体引入分配器或模具 锥体的主要轮廓将有助于熔化模具开口的运动和部 件 这是塑料材料流动的主流 可以非常顺利地移除熔料 主流转轮小端注射成型设备标准喷嘴有多个接触点 均为非耐用零件 对材料要 求特别严格 所以模具主要部分通道可拆除 以取代主流道内衬形式材料口套 方便 有效的使用天真钢材自主生产加工和材料热处理 常采用碳素优质高碳钢 如 T10A 模具钢 T10 模具钢等 材料热处理维氏硬度为 50HRC 55HRC 3 2 1 主流道的设计 此设计倾角的值为 1 具体尺寸可通过下列的方式来得到 通道小端直径 d d0 0 5 1 4 1mm 5mm 3 7 通道大端直径 D d 2L0 tana 5 2 89 tan 1 mm 8 11mm 3 8 球面半径 R R 1 1 2 15 2mm 17mm 3 9 粗糙度是 Ra0 8 主流道长度 如图所示 肥皂盒注塑模具设计 17 图 3 3 浇口套 3 2 2 分流道的计算 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 9 获得分流道当量直径计算公式为 3 10 D 0 2654 4 1 上面公式中 L1 单方向流道尺寸 L1 20mm Dn 次通道直径 m 塑料件质量 m 43 41 g 利用上面的数据代入公式 则有 3 11 D 0 2654 4 0 2654 43 41 420 3 7 按照结构采用直径 6 mm 肥皂盒注塑模具设计 18 3 2 3 浇口的设计 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 10 获得侧浇口计算公式为 3 12 上面公式中 h 侧浇口深度 t 壁厚 t 2mm n 常数查得表 n 0 27 通过查阅 实用注塑模 CAD CAE CAM 技术 9 P121 表 9 13 获得为 利用上面的数据代入公式 则有 3 13 0 27 2 0 8 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 11 获得侧浇口计算公式为 3 14 30 上面公式中 b 侧浇口宽度 n 因子查看表得 n 0 27 通过查阅 实用注塑模 CAD CAE CAM 技术 9 P121 表 9 13 获得为 查看表得 A 型腔表面积 通过 cad 软件分析得 A 48809 16 mm2 利用上面的数据代入公式 则有 3 15 30 0 27 48809 1630 2 3 2 4 浇口的布置形式 图 3 4 浇口位置 肥皂盒注塑模具设计 19 3 3 冷料穴的设计 和学院老师讨论 在模具里必须设置冷料穴 因为在注塑成中 流体会首先进入 型腔里 这个时候由于模具没有加热 还是冷的状态 所以前沿的流体就会冷却 导 致滞流的情况 这样会出现模具的一些缺陷 同时也会给树脂产品产生缺陷 图 3 5 拉料杆 3 4 浇注系统的校核 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 12 获得主流道凝料体积计算公式为 3 16 主 012 2 2 上面公式中 L0 主浇注通道的长度 L0 89 mm d 主浇注通道小端口直径 d 5 mm V 主 主浇注通道熔料 D 主浇注通道大端口直径 D 8 11 mm 利用上面的数据代入公式 则有 主 012 2 2 3 14 8912 8 11 8 11 8 11 5 5 5 3058 27 3 3 17 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 13 获得分流道凝料体积计算公式为 3 18 分 2 1 上面公式中 L1 单方向分流道尺寸 L1 20mm A 面积 A 28 27 mm2 V 分 次通道熔料 利用上面的数据代入公式 则有 3 19 分 2 1 2 28 27 20 1130 8 3 肥皂盒注塑模具设计 20 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 14 获得总凝料体积计算公式为 3 20 总 主 分 上面公式中 V 总 浇注系统总凝料 V 主 主浇注通道熔料 V 主 3058 27 mm3 V 分 次通道熔料 V 分 1130 8 mm3 利用上面的数据代入公式 则有 3 21 总 主 分 3058 27 1130 8 4189 07 3 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 15 获得通过浇口体积计算公式为 3 22 塑胶 47 7 3 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 16 获得通过分流道体积计算公式为 3 23 树 脂 子通道 47 7 1130 82 48 27 3 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 17 获得通过主流道体积计算为 主通道 2 48 27 3 05827 99 6 3 3 24 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 18 获得主流道流速计算公式为 3 25 4 3 1 上面公式中 1 主流道剪切速率 得出 1 2 103s 1 Rs 主流道平均半径 22 10 1 5 8 11 22 0 1 0 33 qs 主通道流动速率 利用上面的数据代入公式 则有 3 26 4 3 1 3 144 0 333 2 103 56 42 3 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 19 获得侧浇口流速计算公式为 3 27 4 3 2 上面公式中 2 日常取 浇口剪切速率 2 5 104s 1 浇口流速 RG 侧浇口当量半径 32 2 3 2 2 0 8 23 14 2 0 8 2 0 066 利用上面的数据代入公式 则有 3 28 4 3 2 3 144 0 0663 5 104 11 28 3 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 20 获得模具充模时间计算公式为 肥皂盒注塑模具设计 21 3 29 上面公式中 qs 主流道溶体的速度 qs 56 42 cm3 s Vs 经过流体体积 Vs 99 6cm3 模具填充时间 利用上面的数据代入公式 则有 3 30 99 656 42 1 77 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 21 获得型腔充模时间计算公式为 3 31 上面公式中 VG 经过流体体积 VG 47 7cm3 qG 浇口体积流速 qG 11 28cm3 s 一腔填充时间 利用上面的数据代入公式 则有 3 32 47 711 28 4 23 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 22 获得注射时间计算公式为 3 33 3 n 3 上面公式中 t 射出时间 ts 模具填充时间 tG 每腔填模时间 n 型腔数据 n 2 利用上面的数据代入公式 则有 3 34 3 3 1 773 2 4 233 3 41 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 23 获得侧浇口剪切速率校核计算公式 为 3 35 4 3 上面公式中 qG 浇口体积流速 qG 11 28 cm3 s RG 侧浇口当量半径 32 2 3 2 2 0 8 23 14 2 0 8 2 0 066 肥皂盒注塑模具设计 22 利用上面的数据代入公式 则有 3 36 4 3 4 11 283 14 0 0663 49981 31 1 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 24 获得分流道剪切速率校核计算公式 为 3 37 3 3 3 上面公式中 实际子通道流量 48 273 41 14 16 3 Rn 当量半径 Rn 0 3 mm 利用上面的数据代入公式 则有 3 38 3 3 3 3 3 14 163 14 0 63 293 79 1 通过查阅 塑料模设计手册 3 P159 式 8 25 获得主流道剪切速率校核计算公式 为 3 39 3 3 3 上面公式中 Rs 主流道平均半径 0 33 实际主通道容量 99 63 41 29 21 3 利用上面的数据代入公式 则有 3 40 3 3 3 3 3 29 213 14 0 333 854 23 1 3 5 成型零件的设计计算 塑料制品外部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 143 0 1 64 式 3 3 获得型腔内型尺寸为 3 41 1 34 0 上面公式中 制品公差 1 64 S 缩水量 S 0 02 DM 内腔尺寸 加工公差 根据 选择 0 25 1 64 0 41 14 D 内部基础尺寸 D 143 肥皂盒注塑模具设计 23 利用上面的数据代入公式 则有 3 42 143 1 0 02 34 1 64 0 410 144 63 0 410 塑料制品外部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 101 0 1 34 式 3 3 获得型腔内型尺寸为 3 43 1 34 0 上面公式中 DM 内腔尺寸 D 内部基础尺寸 D 101 塑胶件公差 1 34 S 收缩量 S 0 02 加工公差 遵照 抉择 0 25 1 34 0 335 14 利用上面的数据代入公式 则有 3 44 101 1 0 02 34 1 34 0 3350 102 02 0 3350 塑料制品外部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 式99 0 1 2 3 3 获得型腔内型尺寸为 3 45 1 34 0 上面公式中 D 内腔基础尺寸 D 99 DM 内腔尺寸 加工公差 遵循 遴选 0 25 1 2 0 3 14 S 缩水系数 S 0 02 注塑件公差 1 2 利用上面的数据代入公式 则有 3 46 99 1 0 02 34 1 2 0 30 100 08 0 30 塑料制品外部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 121 9 0 1 48 式 3 3 获得型腔内型尺寸为 3 47 1 34 0 上面公式中 D 内腔基础尺寸 D 121 9 制品公差 1 48 DM 内腔尺寸 S 缩水因子 S 0 02 肥皂盒注塑模具设计 24 加工公差 尊从 选拔 0 25 1 48 0 37 14 利用上面的数据代入公式 则有 3 48 121 9 1 0 02 34 1 48 0 370 123 23 0 370 塑料制品外部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 77 9 0 1 06 式 3 3 获得型腔内型尺寸为 3 49 1 34 0 上面公式中 加工公差 依据 采用 0 25 1 06 0 265 14 D 内腔基础尺寸 D 77 9 注塑件公差 1 06 S 收缩因子 S 0 02 DM 内部尺寸 利用上面的数据代入公式 则有 3 50 77 9 1 0 02 34 1 06 0 2650 78 66 0 2650 塑胶外部深度尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 式 3 33 9 0 0 76 4 获得型腔深度尺寸为 3 51 1 23 0 上面公式中 D 厚度尺寸 D 33 9 HM 厚度尺寸 制品公差 0 76 S 收缩量 S 0 02 加工公差 按理 选用 0 25 0 76 0 19 14 利用上面的数据代入公式 则有 3 52 33 9 1 0 02 23 0 76 0 190 34 07 0 190 塑料制品外部高度尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 式30 0 0 7 3 4 获得型腔深度尺寸为 3 53 1 23 0 上面公式中 D 高度基本尺寸 D 30 S 缩水量 S 0 02 加工公差 遵照 采用 0 25 0 7 0 175 14 HM 厚度尺寸 肥皂盒注塑模具设计 25 制品公差 0 7 利用上面的数据代入公式 则有 3 54 30 1 0 02 23 0 7 0 1750 30 13 0 1750 塑胶外部深度尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 式 3 4 13 0 0 52 获得型腔深度尺寸为 3 55 1 23 0 上面公式中 注塑件公差 0 52 加工公差 遵照 采用 0 25 0 52 0 13 14 D 厚度尺寸 D 13 HM 厚度尺寸 S 缩水系数 S 0 02 利用上面的数据代入公式 则有 3 56 13 1 0 02 23 0 52 0 130 12 91 0 130 塑胶外部深度尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 式 3 4 9 0 0 48 获得型腔深度尺寸为 3 57 1 23 0 上面公式中 HM 高度尺寸 加工公差 遵循 遴选 0 25 0 48 0 12 14 D 高度基本尺寸 D 9 注塑件公差 0 48 S 缩水率 S 0 02 利用上面的数据代入公式 则有 3 58 9 1 0 02 23 0 48 0 120 8 86 0 120 塑料制品内部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 74 6 1 060 式 3 5 获得型芯外形尺寸为 3 59 1 34 0 上面公式中 dm 外部尺寸 加工公差 依照 选拔 0 25 1 06 0 265 14 d 外部基本尺寸 d 74 6 S 收缩系数 S 0 02 肥皂盒注塑模具设计 26 制件公差 1 06 利用上面的数据代入公式 则有 3 60 74 6 1 0 02 34 1 06 0 0 265 76 890 0 265 塑料制品内部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 118 6 1 340 P180 式 3 5 获得型芯外形尺寸为 3 61 1 34 0 上面公式中 S 缩水量 S 0 02 dm 外部尺寸 d 外部基本尺寸 d 118 6 塑料件公差 1 34 加工公差 依据 采用 0 25 1 34 0 335 14 利用上面的数据代入公式 则有 3 62 118 6 1 0 02 34 1 34 0 0 335 121 980 0 335 塑料制品内部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 式6 0 440 3 5 获得型芯外形尺寸为 3 63 1 34 0 上面公式中 dm 外部尺寸 加工公差 遵循 抉择 0 25 0 44 0 11 14 S 缩水系数 S 0 02 d 外部基本尺寸 d 6 塑胶件公差 0 44 利用上面的数据代入公式 则有 3 64 6 1 0 02 34 0 44 0 0 11 6 450 0 11 塑料制品内部结构尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 45 0 840 式 3 5 获得型芯外形尺寸为 3 65 1 34 0 上面公式中 d 外部基本尺寸 d 45 加工公差 依照 挑选 0 25 0 84 0 21 14 dm 外部尺寸 S 缩水因子 S 0 02 肥皂盒注塑模具设计 27 制件公差 0 84 利用上面的数据代入公式 则有 3 66 45 1 0 02 34 0 84 0 0 21 46 530 0 21 塑件内形高度尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 式 3 6 24 0 640 获得型芯高度尺寸为 3 67 1 23 0 上面公式中 d 厚度基本尺寸 d 24 hm 厚度尺寸 制件公差 0 64 加工公差 依照 采用 0 25 0 64 0 16 14 S 缩水率 S 0 02 利用上面的数据代入公式 则有 3 68 24 1 0 02 23 0 64 0 0 16 24 910 0 16 塑料制件中心距离尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 19 0 32 式 3 7 获得中心距离尺寸为 3 69 C 1 上面公式中 CM 中心距尺寸 C 中心距基础尺寸 C 19 S 塑胶件公差 S 0 02 缩水量 加工公差 尊从 0 125 0 64 0 08 18 利用上面的数据代入公式 则有 3 70 C 19 1 0 02 0 04 19 38 0 04 塑料制件中心距离尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 38 0 38 式 3 7 获得中心距离尺寸为 3 71 C 1 上面公式中 C 中心距基础尺寸 C 38 CM 中心距尺寸 收缩因子 加工公差 根据 0 125 0 76 0 095 18 S 制品公差 S 0 02 利用上面的数据代入公式 则有 3 72 C 38 1 0 02 0 0475 38 76 0 0475 塑料制件中心距离尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 57 0 47 肥皂盒注塑模具设计 28 式 3 7 获得中心距离尺寸为 C 1 上面公式中 S 塑料件公差 S 0 02 C 中心距基础尺寸 C 57 收缩量 加工公差 根据 0 125 0 94 0 118 18 CM 中心距尺寸 利用上面的数据代入公式 则有 3 73 C 57 1 0 02 0 059 58 14 0 059 塑料制件中心距离尺寸 通过查阅 塑料成型工艺与模具设计 6 P180 76 0 53 式 3 7 获得中心距离尺寸为 3 74 C 1 上面公式中 CM 中心距尺寸 C 中心距基础尺寸 C 76 缩水率 加工公差 尊从 0 125 1 06 0 133 18 S 制品公差 S 0 02 利用上面的数据代入公式 则有 3 75 C 76 1 0 02 0 0665 77 52 0 0665 3 6 型腔壁厚的校核计算 依据模具的结构特征 注意制造的难易水平和材料的价值使用等因数 上模的尺 寸特别简单 制造没有尤其的困难 于是上模芯选取整体型尺寸 其尺寸见总成图 成形塑料胶件内部面的制件称模具凸模或凸模 主能有主凸模 小凸模 螺纹凸模和 螺纹型圈这些 针对形式简单的塑料零件之类的塑料胶件 成形其主要部分内部 面的制件称主凸模或模具凸模 而将成形其它小孔的凸模叫作小凸模或成形杆 主凸模的计算机辅助设计 按尺寸主凸模可分成整体型和组合结构几种 组合结构尺寸 要想方便制造 几何复杂凸模通常选取嵌接组合结构尺寸 这个 构是将凸模独自制造后 之后嵌进模板里 于是咱们选取下模凸模选取组合结构尺寸 将凸模割破便于制造 其模具凸模凸 模阴模的结构特征另外见模具总成图 通过查阅 注塑模具设计 4 P105 式 10 2 获得方形侧壁常量计算公式为 3 76 3 4 496 2 4 4 上面公式中 肥皂盒注塑模具设计 29 L 模具成型元件最长边 l 330 mm C 系数 h 型腔厚度方向 h 54 5mm 利用上面的数据代入公式 则有 3 77 3 4 496 2 4 4 3 33054 5 496 2 33054 5 4 1 448284 通过查阅 注塑模具设计 4 P105 式 10 3 获得侧壁允许变形量计算公式为 3 78 5 1 上面公式中 许可变化值 树脂零件最短边的尺寸公差 1 34 依据数据获得出 利用上面的数据代入公式 则有 3 79 5 1 1 345 1 1 34 0 6271 通过查阅 注塑模具设计 4 P105 式 10 4 获得方形侧壁刚度计算公式为 3 80 3 上面公式中 E 弹性模量 E 2 10 105 允许变形量 0 6271 C 系数 C 1 448284 s 侧壁厚度 h 母模高度 h 54 5mm P 型腔压力 通常得出 P 11 MPa 利用上面的数据代入公式 则有 3 81 3 54 5 31 448284 11 54 5210000 0 6271 10 22 通过查阅 注塑模具设计 4 P105 式 10 5 获得方形侧壁小于强度计算公式 为 当 h L 0 41 强度公式是 3 82 3 1 上面公式中 短边与长边比值 b L 220 330 0 166 W 常量 通过查阅 模具实用教程 P152 表 8 11 获得为 W 0 166 11 P 型腔压力 通常取 P 11 Mpa h 前模仁高度 h 54 5mm 肥皂盒注塑模具设计 30 许用应力 150 通常 中碳 钢 150 180 利用上面的数据代入公式 则有 3 3 1 54 5 3 11 1 0 166 0 67 150 26 95 83 通过查阅 注塑模具设计 4 P105 式 10 6 获得方形厚度常量计算公式为 3 84 4 432 1 4 4 上面公式中 L 模具成型元件最长边 l 330 mm C 系数 b 模具工件最短边 b 220 mm 利用上面的数据代入公式 则有 3 85 4 432 1 4 4 330220 432 1 33054 5 4 0 959106 通过查阅 注塑模具设计 4 P105 式 10 7 获得厚度允许变形量计算公式为 3 1 上面公式中 容许变形因子 塑料零件高度尺寸公差 0 76 通过上面的数据计算出 利用上面的数据代入公式 则有 3 86 3 1 0 763 1 0 76 0 4459 通过查阅 注塑模具设计 4 P105 式 10 8 获得方形厚度刚度计算公式为 3 87 3 上面公式中 P 型腔压力 日常取 P 11 MPa E 弹性模量 E 2 10 105 允许变形量 0 4459 C 系数 C 0 959106 T 厚度 b 短边长度 b 220mm 利用上面的数据代入公式 则有 3 88 3 220 30 959106 11 220210000 0 4459 64 15 肥皂盒注塑模具设计 31 通过查阅 注塑模具设计 4 P105 式 10 9 获得方形厚度强度计算公式为 3 89 T 2 1 2 上面公式中 b 短边长度 b 220 mm P 型腔压力 日常取 P 11 MPa T 厚度 短边与长边比值 220330 0 67 许用应力 150 平常 中碳 钢 150 180 利用上面的数据代入公式 则有 3 90 T 2 1 2 220 112 150 1 0 67 0 67 35 3 7 脱模机构的设计计算 注塑周期中 塑料零件必须从工业模具母模或模具完全分离 塑料器件完全分离 后作为脱模机构 也称为推出机构 塑料材料顺利从模具中脱出是脱模机构设计的基 本点 1 脱模机构整体设计标准 塑料零件的推出是注塑成型过程的最后一部分 其最终决定的质量将是塑料零件 的质量 正因为如此 塑料零件的引入不容忽视 在设计模型启动机构时 应遵循以 下指导原则 1 脱模机构的设计时的空间布置最好布置在后模部分 2 脱模机构的运行时候需要确保胶件不因推出而变形损坏 3 脱模机构工作稳定 动作安全 4 脱模机构工作完成时候 脱模机构能够准确复原 2 胶件推出的基本方法选择 对于本设计的模具 对脱模没有额外的要求 根据 模具设计手册 选用最经济的 推杆推出形式为推出机构 3 7 1 脱模力的计算 根据指导老师的要求 脱模力在模具结构中是必须计算的 因为推出机构的结构 尺寸与脱模力息息相关 通过计算脱模力可以估算出推出机构的数量 还可以看出大 概的结构形式 如果脱模力过大 就会产生顶出时给树脂产品带来表面缺陷等 所以 只要把它计算出来 才能设计出合适的推出结构 通过查阅 注塑模具设计 4 P133 式 7 13 获得脱模力计算公式为 肥皂盒注塑模具设计 32 3 91 上面公式中 Q 抽芯力 A 注塑件包含面积 A 22224 28 mm2 f 摩擦常量 平常取 f 0 1 a 开模的斜度 a 1 P 单位面积压力 通常取 P 10MPa 利用上面的数据代入公式 则有 22224 28 10 0 1 1 1 18342 22 3 92 3 7 2 推杆直径的计算 通过和指导老师沟通交流 确定此模具为单次推出结构 另外和同组同学一起讨 论 推出结构一般有推杆 推板 推管等 由于此树脂产品内部有足够空间 而且要 求推出平稳可靠 为了加工方便和装配 最终和指导老师一致确定采用推杆的形式 通过查阅 注塑模具设计 4 P133 式 7 14 获得推杆直径计算公式为 3 93 d 4 2 上面公式中 E 弹性模量 E 2 1 105 Q 抽芯力 Q 18342 22N k 安全常数 一般 k 1 1 n 顶杆数量 n 8 L 顶针长度 从图测量 L 193 8mm 利用上面的数据代入公式 则有 3 94 d 4 2 1 1 4193 8 193 8 18342 228 210000 4 95 于是 d 5 mm 3 7 3 推杆直径的校核 通过查阅 注塑模具设计 4 P133 式 7 15 获得推杆直径校核计算公式为 3 95 4 上面公式中 d 顶针直径 d 5mm n 顶杆个数 n 8 Q 抽芯力 Q 18342 22 N 肥皂盒注塑模具设计 33 许可应力 320Mpa 通过查阅 模具制造工艺 12 P227 表 6 5 获 得为 利用上面的数据代入公式 则有 3 96 4 4 18342 228 3 14 320 3 02 3 7 4 推杆的位置排布 图 3 6 推杆分布 通过和同组同学讨论 最终推杆的分布采用上图的方式 3 8 温度调节系统的设计 通过和同组同学讨论 在模具设计的时候必须考虑温度系统的设计 如下是系统 概念 1 加温系统 由注塑模具的温度直接波及到胶件的成形品质和生产速度 对模具的温度控 制可以有效的提高产品的质量 S 塑料材料的塑料成型温度取 60 土 10 查 参 模具设计手册 考资料中表高频率应用热塑胶的模腔温度表 可得到已经选 择胶件材料模腔温度取 100 度 根据前述分析不难得到本次设计非必须设置加温 装置 14 2 温控系统 通常塑料注塑模具取出温度在 200 度范围内 并且当温度在 60 度温度下去除 时 来自模具的塑料部件非常坚固 在树脂产品的成型过程中 工程实际中都必 须要适当降低模温 这样可以让树脂的最佳焦耳热量传递给模具 一种是可塑性 肥皂盒注塑模具设计 34 和可靠的降温固定形状 并能快速启模 1 设计准则 1 温控系统设计准则一 冷却流体孔数目尽量的多 直径尽量大 2 温控系统设计准则二 冷却流体孔至凹模端面的长度应尽量一样 3 温控系统设计准则三 进料口处要强化减温 4 温控系统设计准则四 冷却流体孔径不能够穿过镶件及其缝隙地方 以防 漏水 5 温控系统设计准则五 冷却流体孔能够防止设置在胶件的融接缝处 6 温控系统设计准则六 进出 管道联接头的具体位置应尽量设置在工业模 具的相同点 经常应设
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肥皂盒
注塑
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肥皂盒的注塑模具设计-三维图,肥皂盒,注塑,模具设计,三维
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