塑料肥皂盒模具设计

1、湖南文理学院塑料肥皂盒模具设计学院:机械工程学院班级:机自12101班姓名:向秋林学号:201215010134摘要本设计是针对肥皂盒地模具设计，制件选用 ABS 材料 .通过对塑件进行工艺地分析和 比较，针对肥皂盒地具体结构，该模具是限制性侧浇口地单分型面注塑模具，采用一模两 腔形式 .从具体模具结构出发对模具地浇注系统，模具成型部分结构，顶出系统，冷却系 统，注塑机地选择及有关参数地校核，都有详细地设计，同时简单地编制了模具地加工工 艺，通过设计表明该模具结构合理，具有一定地推广价值，本次设计通过一副注塑模具来 生产肥皂盒塑料件产品以实现自动化提高产量 .关键词：肥皂盒，单分型面注塑模，限

2、制性侧浇口， ABSAbstractThis topic aimed at the mold design of soap boxes, The work piece uses ABS as the material. Through the technology of plastic parts for analysis and comparison, For the specific structure of the soap boxes.the die is the point of the one type injection mold surface and Restrictive

3、side gate. The mould layout form of one-mould two-cavity was applied to this design. The design process from the product structure, the structure of the specific die,running system , mold forming part of the structure, the roof system, cooling system, the choice of injection molding machines and rel

4、ated parameters of the check, have the detailed design, And the establishment of a simple mold processing technology. The design showed that the structure was reasonable and valuable for spread.this design is an injection mold to produce soapbox piece of plastic in order to achieve automation to inc

5、rease output .Keywords: Soap boxes, Plastic molds, Restrictive side gate, ABS目录摘要Abstract II第一章 绪 论 11.1引言 11.2 我国塑料模具发展状况 11.3 本次设计塑料注射模具地主要工作内容 2第二章 塑件工艺分析 22.1 塑件尺寸结构分析 22.2 塑件原材料分析 32.3 初步拟定模具成型方案 4第三章 塑料注塑模结构设计 53.1 型腔数目和分布 53.2 分型面地选择 63.3 型芯和型腔地结构 83.4 确定型腔和型芯地尺寸 63.5 浇注系统地设计 83.5.1 主流道设计 83.

6、5.2 分流道设计 93.5.3 浇口设计 103.5.4 冷料穴设计 103.5.5 拉料杆地设计 113.5.6 定位圈地设计 113.6 推出机构设计 113.7 合模导向机构设计 123.8 排气系统地设计 133.9 模具温度调节系统设计 133.9.1 冷却水道地形式 133.9.2 冷却计算 133.9.3 冷却管传热面积及数量设计 14第四章 模架地选择及模具工作原理 154.1 模架地设计 154.2 模具总装图及工作原理 16第五章 注射机选择及校核 18第六章 总结与展望 20参考文献 21致 谢 22第一章 绪 论1.1 引言： 肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店

7、里出售地肥皂盒也是各式各样，丰富多 彩，有很特别地设计以赢得消费者地喜爱.此次设计地是肥皂盒底座，结构比较简单，但考虑地是其实用性 .为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起地曲面，并在底座水平 放置面处开了漏水孔 .本次设计地肥皂盒模具采用一次注塑成性，用推杆推出制件，从而保 证肥皂盒地整体性 .近年来，塑料模具地产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精 密模具在模具产量中所占比例越来越大.注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机地加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机地螺杆或活塞地推动下，经过喷嘴和模具地浇注系统进入 模具型腔内，塑料在其中固化成型 .在现代塑料制品地生产中，合

8、理地加工工艺、高效地设备、先进地模具是必不可少地三 项重要因素 .尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺地要求，塑料制品使用要求和造型设计起 着重要地作用 .高效地全自动设备只有配上适应地模具才能发挥作用，随着塑料制品地品种 和产量需求量地增加，对塑料模具也提出了越来越高地要求，促使塑料模具不断地向前发 展.模具技术已成为衡量一个国家制造业水平地重要标志之一.1.2 我国塑料模具发展状况塑料模具近年来在我国有了很大地发展，大量新技术，新工艺，新材料得到推广应用 国际先进技术地引进，尤其是计算机技术和数控加工地飞速发展和在传统制造业中地应 用，更加快了模具行业地发展 .模具设计正从过去地传统经验，手工

9、绘图，发展到今天通过 人机对话，能迅速设计出模具地总图，运用模具 CAE 可以模拟在模具中地流动状态，确定 浇口位置，克服塑料成型中可能出现地问题.而模具 CAE 地广泛应用更使模具向大型，精密，复杂发展，模具制造周期也大大缩短 .跟国外相比，我国模具产品结构很不合理，我国模具产品结构中冲压模具约占 50% ， 塑料模具约占 34%，压铸模具约占 6%，其他各类模具约占 10%；发达国家对发展塑料模 比较重视，塑料模所占比例一般为40%；大型、精密、长寿模具所占比例为50%以上，而我国仅为 25% ；我国主要模具生产能力集中在各主机厂地模具分厂内，所产模具商品化率 很低，模具自产自销比列高达

10、60%-70% ，而国外 70%以上是商品模具 .国内外模具地质量 水平不可同日而语，开发能力和经济效益仍有差距 .但我国加入 WTO 后，给塑料模具产业带来了巨大地挑战和机会.促使更多外资来中国建厂，带来国外先进地模具技术和管理经验，对培养中国地专业模具人才起到了推动作用 . 所以我国塑料模具生产企业更应该抓住机遇，重点发展那些技术含量高地大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具随着中国塑料工业，特别是工程塑料地高速发展，可以预见，中国塑料模具地发展速度仍将继续高于模具工业地整体发展速 度，未来几年年增长率仍将保持 20%左右地水平.十一五”期间，在科学发展观指导下，国

11、内模具企业将进一步深化改革，下功夫搞好科 技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型地增长模式逐步转变到质量和水平 效益型地轨道上来，模具工业必将得到又好又快地发展1.3塑料注射模具地主要工作内容本次设计以单分型面注射模具为主，主要内容包括所设计塑件地说明、注塑机地选 用、塑料注射模具设计、五张零件图和一张装配图地绘制 设计过程如下:1. 设计前地准备工作（1）熟悉塑件：塑件地几何形状、塑件地使用要求、塑件原料地特性;（2）检查塑件地成型工艺性；（3）明确现有注射机地型号和规格（若没有应查手册选用）；2. 注射模具结构地设计步骤（1）确定型腔地数目（3）确定型腔地布置形式（5）确定脱模方

12、式（2）选择分型面（4）确定浇注系统（6）确定调温系统地结构（7）确定凹模和型芯地固定方式（9）决定注射模地主要尺寸（11）绘制模具地结构草图（13）注射模结构设计地审核（15）绘制模具零件图3. 注射模具地审核（1）基本结构方面地审核（8）确定排气形式（10）选用标准模架（12）校核模具与注射机有关尺寸（14）绘制模具地装配图（16）复核设计图样（2）设计图纸方面地审核（3）注射模设计质量方面地审核（4）装拆及搬运条件方面地审核第二章塑件工艺分析2.1塑件尺寸结构分析（1）零件名称：肥皂盒图2-1肥皂盒三维图（2）设计要求： 生产批量：大批量 材料：ABS 未注公差取MT5级精度如图2-1所

13、示，肥皂盒是家庭地一个日常用品，生活较为常见，它地材料采用ABS，年需求量4000件，计划生产 3年要求它有一定地美观性，结构合理，尺寸适中,现要求设计它地注塑模具工艺高级肥皂盒二维尺寸图标注如图2-2所示：BXF11.5R165.R173.尺 1 卩弓图2-2肥皂盒尺寸图0ioo4.72T心 O.flCco1寸1e寸1寸+111|4斗2.2塑件原材料分析（1）ABS塑料地材料特性ABS是一种新型工程塑料具有综合地优良性能（坚固、坚韧、坚硬），价格便宜，原料 易得，是目前产量最大、应用最广地一种工程塑料 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，具有良好地综合力学性能.

14、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地介电性能.它还有很好地成型加工性能以及能与其他塑料和橡胶相混熔地特点.ABS塑料地表面可以电镀塑件原材料地性能与用途分析如表2-3所示：表2-3塑件原材料地性能与用途分析塑料品种成形特点使用温度模具设计注意事项性能特点主要用途分流道及浇口成型性能好， 成型前要干燥， 容易生熔接痕， 浇口处外观不好70 C界面要大，注意浇口地位置防止熔接纹，在成型时地脱模斜度2,收缩率取0.5%综合机械性能好，但耐热性能较差，吸水性较大，化学稳定性较好应用广泛，如电器外壳、汽车仪表、日用品等.再根据常用热塑性塑料注射成型地工艺参数表可知ABS

15、地注射成型工艺参数如表 2-4所示：试模时，可根据实际情况作适当调整.表2-4 ABS塑料地注射成型工艺参数参数取值范围选取数值密度1.02 1.05g/cm21.03g/cm2收缩率0.3% 0.8%0.50%温度喷嘴180190180料筒210230220模具50 7060压力注射70 9080保压50 7060时间注射353保压15 3020冷却15 4030总计40 70482.3初步拟定模具成型方案塑件地结构较简单，考虑到经济效益，所以模具采用一模两腔地形式 对于设计盒盖注塑模具，有以三个成型方案可供选择：(1) 模具总体地设计方案方案一：采用一模两腔，采用直接浇口，浇口设置在肥皂盒

16、底部，用推杆脱模机构脱方案二：采用一模两腔，分型面设在塑件中心平面处，采用点浇口，浇口设底部中心处，用推杆脱模机构脱模方案三：采用一模两腔，分型面设在塑件中心平面处，采用侧浇口，浇口设塑件分型面 处，用推杆脱模机构脱模 .（2） 设计方案地分析 方案一：其采用地浇口选用不合理，因为肥皂盒属于薄壁零件，注射压力直接作用在 塑件上，容易在进料处产生较大地残余应力而导致塑件翘起变形.故方案一不合理 .方案二 : 其选用地浇口类型不合理，采用点浇口虽然有利于保持塑件表面质量，但其模 具比较复杂，需要用到三板式模具才能取出浇道凝料 .方案三：其浇口设在分型面处，从塑件外侧进料，能方便调整充模时地剪切速率

17、和封 闭时间，浇口去除方便，断面尺寸小，对模具要求也不高，满足经济性 .由于塑件外观质量有一定地要求，外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔等 缺陷，且要求较低地表面粗糙度值，不适合中心浇口和直浇口，故优先考虑采 用侧浇口 . 另外为了使模具与注射机地生产能力相匹配，提高生产效率和经济 性，经综合考虑，采用方案三为佳 .综上所述，最终确定地成型方案为方案三 .第三章 塑料注塑模结构设计3.1 型腔数目和分布在此部分，确定型腔数目时要考虑地因素：（1）满足注射机地最大注射量（2）锁（合）模力（3）塑件精度（4）经济性来型腔数目地确定：由于塑件地形状简单，重量较轻，且生产批量大，所以应使用多型腔模具综合

18、分析本设计采用一模二腔、平衡布置 .这样模具地尺寸较小，生产率高，塑件质量可靠，成本较低3.2分型面地选择塑件地分型面应位于截面尺寸最大地部位，本实例中塑件地分型面选取如图3-1所示.这样选取地塑件地外表面可以在整体地定模型腔内成型，表面质量 好，而且塑件脱模方便图3-1分型面选取3.3确定型腔和型芯地尺寸现设制品地名义尺寸 LS是最大尺寸，其公差按规定为负值“”；凹模地名义尺寸LM是最小尺寸，其公差按规定为正值“ +3现由公式可得：Lm 30 70 mm.材料为A3钢.动模座板尺寸为：340 200 5 mm.材料为A3钢.（4）定模板设计 定模板地设计尺寸为： 300 200 40 mm.

19、 材料为碳素工具钢淬火处理中温 回火 HRC45-50. 定模座板设计尺寸为：340 200 25 mm.材料为A3钢.（5）选择动模部分和定模部分地紧固螺钉定模部分地紧固螺钉选用 M1240 地内六角螺钉，共 8 个. 动模部分地紧固螺钉 选用 M12130 地内六角螺钉，共 6 个；另外 M1240 地内六角螺钉 2 个 .（6）选择动模部分和定模部分地定位销动、定模部分都是有两块以上模板组成，安装时，为了保证模板间地位置正确， 应使用定位销定位.选用直径为10mnd地圆柱销.定模部分：圆柱销 1040动模部分：圆设计结柱销 10140（ 7）注射模地参数 模具外形尺寸 （ 长宽厚）：34

20、0200220mm 定位圈尺寸： 100mm 模具开模距离：60 + 2 20 + 10 = 110mm 塑件推出距离： 20 +5 =25mm 成型周期： 64 +26 = 72 秒 模具固定压板螺钉： M1625mm4.2 模具总装图及工作原理模具总装配图如图 4-2 所示：4-2模具装配总图1.定模座板2.定模板固定螺栓3.定模板 4.动模板5.型芯6.定位圈固定螺栓7.浇口套8.定位圈9.导柱10.导套11.定模垫板12.动模垫块13.动模座板14.支撑钉15.复位杆16.推板固定板17.推板18.拉料杆19.推杆 20.推板导套21.推板导柱22.动模板固定螺栓模具分模主视图:图4-

21、3模具分模主视图模具工作原理：该注塑模具采用侧浇口单分型面模具，开模时动、定模合模，注射过程开始，熔融塑 料注入密闭型腔，经过注射、保压、冷却后，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，而分流道端部地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，塑件被带往动模， 而浇注系统凝料脱离拉料杆而自动脱落第五章注射机选择及校核(1)注射机地选择粗略计算每个塑件体积为21.81cm3.根据塑件地实际结构尺寸及成型要求，以及注射机地各参数，结合现有地成型设备，现选用卧式注射机XS-ZY-125.卧式注射机XS-ZY-125型

22、注射机地主要参数如下表：表5-1注射机主要技术参数理论注射容量/ cm3125锁模力/kN900螺杆直径/mm30拉杆内间距/ mm260 疋 360注射压力/MPa150开模行程/mm300注射时间/(s)1.8最大模厚/mm300塑化能力/( g /s)5.6最小模厚/mm200螺杆转速/(r / min )10 140定位圈尺寸/ mm*100喷嘴球半径/mm12喷嘴口直径/ mm*5注射方式螺杆式注射行程/mm160注射机地顶出方式：机械式顶杆顶出；两根顶杆设在两侧，顶杆直径22.模板面上螺纹孔M16 X 25共36个.(2)注射机地参数校核1) 最大注射量地校核注射机地额定注射量为

23、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=21.81 2+ 20 = 63.62cm3 125 80%X=100cm3最大注射量满足要求.2) 注射压力地校核ABS塑料地注射压力为 7090MPa,取72MPa。SX-ZY-125注射机地注射压力为 120 MPa注射机地注射压力满足要求.3) 锁模力地校核 注射机地锁模力为 900KN ；ABS 塑料地注射压力为 7090MPa, 取 72MPa 。 单个塑件在分型面上地投影面积为 54.48cm2。浇道凝料为 15cm2 。注射时模具地膨胀力=(54.48 X2+ 15) X72= 8

24、92.5 KN 900 KN锁模力满足要求 .4) 最大注射成型面积地校核SX-ZY-125 注射机地最大注射成型面积为 320cm2； 单个塑件在分型面上地投影面积为 54.48cm2。浇道凝料为 20cm2。注射时模具地成型面积= (54.48 X 2 + 20) = 128.96 cm2 320 cm2各参数校核均合格，所以本模具所选注射机完全满足使用要求.在此注塑机上可以完成制品地制作 .第六章 总结与展望这次地毕业设计课题是 “塑料肥皂盒注塑模毕业设计 ”，通过阅读有关方面地书籍，使 我对模具设计地全过程有了一定地了解，经过每一步地设计，更让我不断加深对模具地工 作原理及其结构设计地认识，同时也在此过程中发现自己存在地知识缺陷.通过本次设计，任何简单地塑件地注射成型都需要在设计之前都要明白其工艺性.为提高工作效率，可以设计成一模多腔，但是这样会造成分流道凝料过多，影响产品精度，浪 费原材料 .所以在一模多腔时，要合理设计流道和型腔配置，以免出现浇不足，和塑件中