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1、模具设计课程设计课程名称：模具设计课程设计姓名：黄勇兵 弓长勇指导教师：田鹏飞学院：机电学院专业班级：06级工业设计日期：2 0 0 9/1 2/2 1目录摘要 21前言 32塑件的工艺分析 42.1塑件原材料分析 42.2初选注塑成型机的型号和规格 53模具结构设计 63.1确定型腔布置及数目 63.2分型面的选择 63.3浇注系统的设计 7浇口设计 73.3.2. 浇道 .83.3.3. 冷料穴及拉料 93.3.4. 进料口及位置的确定 103.3.5. 排气系统的设计 113.3.6. 冷却装置的设计 11脱模机构的设计 12选用标准模架 124模具成型零件的设计与计算 134.1凸模、
2、凹模、型芯设计与计算 134.2型腔侧壁厚度和底板的计算 155合模导向机构设计 176. 校核计算 197. 凹凸模材料的确定 218. 设计小结 22塑料香皂盒注塑模设计PP材料,副注塑摘要：本课题主要是针对塑料香皂盒的注塑模具设计 , 该塑料香皂盒材料为无毒 是日常生活中常见的一种塑件产品。通过对塑件进行工艺的分析和比较 , 最终设计出 模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结 构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单 的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。 根据题
3、目设计的主要任务是香皂盒注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产塑件产 品，以实现自动化提高产量。针对塑件的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注射模具。关键词 : 注塑模，塑料香皂盒丄、八 1.前 言在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进 入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就 是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确 定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80。由此可知，推动模具技术的进步应刻不容缓！塑料模具设计技术与制造水平，常标志一个国家工业化发展
4、的程度。 由此可知，塑料模具设计，对于产品质量与产量的重要性是不言而喻的。近年来，塑料模具的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的加热料筒内， 塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型 腔内，塑料在其中固化成型。通过本次设计任务的全过程，有利于培养实践工作能力。另外，本次设计还必须具备一 定的计算机应用的能力，在设计过程中都应结合设计课题利用计算机编制相应的工程计算、 分析和优化的程序，同时还具备必要的计算机绘图能力，如利用 AutoCAD 2004 软件进行二
5、维图的绘制。本次课程设计的主要任务是塑料香皂盒注塑模具的设计。也就是设计一副注塑 模具来生产塑料盒塑件产品，以实现自动化提高产量。针对盒盖的具体结构，通过此次设计， 使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资 料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注 系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰 富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。2塑件的工艺分析2.1塑件原材料分析(1) 本塑件及塑料香皂盒为日常生活中所常见的塑料制品，主要用于盛装香皂。根据其使用的特殊性，综合分析
6、各种塑料的性能，聚丙烯(pp)为最佳材料。聚丙烯密度低，无色，无味，无毒，透明度较聚乙烯高，透气性低。此外，聚丙烯的屈服强度、弹性、硬度及抗拉、抗压强度等都高于聚乙烯，其拉伸强度甚至高于聚苯乙烯和ABS聚丙烯吸水率低，绝缘性能好，能耐弱酸、弱碱。聚丙烯在100OC以上的温度下进行消毒灭菌，熔点为164170oC,其最高使用温度达150oC,最低使用温度达-15 oG聚丙烯在氧、热、 光的作用下极易降解老化，所以必须加入防老化剂。定向拉伸后的聚丙烯可制作铰链，抗弯 曲疲劳强度特别高。聚丙烯成型加工时收缩率较大，易导致成型加工出来的制件出现变形、 缩孔等缺陷(网上查询得到)。(2) .其吸水量为0
7、.05%(3) .热变形温度5657( 1.82MPA), 102115( 0.45MPA)成型时模腔表壁温度 2060。注射温度250270。注射料筒温度后段 150210,中段170230，前段240250(P52 页)(4) 结构工艺性零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于最小壁厚2MM(5) 塑件的外形尺寸，体积及重量单个塑件体积约为 21638.7 mm3，最大质量为19.7g，其外形尺寸如图1.2图1塑件俯视图o o o o O o O o o OO O O o o o o O c o o o C c c o c C.图2产品设计图2.2初选注塑成型机的型号和规格从实际注塑量应在额定注塑
8、量的20%-80%间考虑，初步选定用XS-Z-60 （卧式）型注塑机。SZ-60/40 （卧式）型注塑机的主要技术规格如下表：表3-1注塑机的主要参数理论注射容积（cm3）60螺杆直径（mm）30注射压力（MPa）180注射速率（g/s）70塑化能力（g/s）35螺杆转速（r/min）0 200锁模力（kN）400拉杆有较距离（mm）220X300移模行程（mm）250模具最大厚度（mm）250模具最小厚度（mm）150锁模形式双曲肘模具定位孔直径（mm）C 80喷嘴球半径（mm）SR10喷嘴口孔径（mm）C 3模板尺寸（mm）200X3153 模具结构设计3.1 确定型腔布置及数目 确定型腔
9、的方法有：根据锁模力确定；根据最大注射量确定；根据塑件精度确定和经济 性确定等。根据设计说明书的设计要求、塑件的几何结构特点及尺寸精度要求，本制品采用 一模一腔。3.2 分型面的选择 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、 浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、 操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较 为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1）保证塑料制品能够脱模 这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，
10、分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面 与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱 模。（2）使型腔深度最浅 模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响： 目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产 周期，同时增加生产成本。 模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难； 另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。2。若 型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大，如图 要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，
11、而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应 尽可能使型腔深度最浅。（3）使塑件外形美观，容易清理 尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们 称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故 分型面应避免设在塑件光滑表面上，如图 3（ 4）尽量避免侧向抽芯 塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影 响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使 用.（5）使分型面容易加工 分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差 范围内。因此
12、，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型 面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。（6）使侧向抽芯尽量短抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差； 另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。(7) 有利于排气对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型 面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型 腔封闭综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要 求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存
13、在某些缺点，再针对存在 的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。对于本塑件，A-A面为最佳第一分型面。图3分型面设计图3.3浇注系统的设计浇注系统的作用是将熔融状态的塑料填充到模具型腔内，并在填充及凝固过程中将注射 的压力传递到塑件的各部位，浇注系统一般由浇口、浇道、进料口及冷料穴四部分组成。浇口设计浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点 浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格， 初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质 量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量
14、的重要环节，同时浇口位置的不同还 影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通 常要考虑以下几项原则：(1 )尽量缩短流动距离。 (2 )浇口应开设在塑件壁厚最大处。(3 )必须尽量减少熔接痕。(4 )应有利于型腔中气体排出。(5 )考虑分子定向影响。(6 )避免产生喷射和蠕动。(7 )浇口处避免弯曲和受冲击载荷。(8 )注意对外观质量的影响根据浇口的成型要求及型腔的排列方式，联系产品实际使用要求，本产品选用点浇口较为合 适。具体形式见图 4。图4浇口形式其中 a1 = 100， a=5， d=2mm,l=1mm L=40 mm。浇道浇道是融料从浇口注入型腔
15、前的过滤部位，其作用是通过流道截面及方向变化使融料平 稳转换流向，注入型腔浇道的形状尺寸应满足在相等截面积时其周长为最小的要求，从而可 减小融料散热面积和摩擦阻力。为了便于加工、减小热量损失和流动阻力，本模具浇道选为 梯形，如图5，设在动模一侧。取 L=17mm H=12mm R=5mm图5.浇道示意图常用塑料注塑件分流道截面尺寸推荐范围（单位：mm表3-2塑料名称分流道断面直径塑料名称分流道断面直径ABS AS4.8-9.5聚苯乙烯3.5-10聚乙烯1.6-9.5软聚氯乙烯3.5-10尼龙类1.6-9.5硬聚氯乙烯6.5-16聚甲醛3.5-10聚氨酯6.5-8.0丙烯酸塑料8-10热塑性聚酯3.5-8.0抗冲击丙烯酸塑料8-12.5聚苯醚6.5-10醋酸纤维素5-10聚砜6.5-10聚丙烯5-10离子聚合物2.4-10异质同晶体8-10聚苯硫醚6.5-13注：本表所列数据，对于非圆形分流道，可作为当量半径，并乘以比1稍大的系数。冷料穴及拉料杆冷料穴是用来储藏在注射间隔时期内由于喷嘴部文都低而形成的所谓冷料渣，以及用它 拉出在浇口内的塑料。查手册冷料穴及拉料杆的形式，选用冷料穴为圆扣形，应用在脱模板 脱模无冷料穴时的情况，冷料穴及拉料杆结合情况如图 6