肥皂盒注塑模毕业设计.pdf

1 一 摘要 肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒，形状各 异，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是动植物造型，来吸引顾客的目光，以引发人们的购买欲。此 次设计的肥皂盒的结构较简单，但在设计时考虑其应用,还相应的做了些曲面,所以曲面结构较多,计算 也就较多.在生活中,我们把肥皂放在盒上的时候， 常常会因肥皂盒内积水而使肥皂软化掉， 这样就会降 低肥皂的使用寿命。也有些肥皂盒在下盖底部打孔，使水容易流出，但是这类肥皂盒的缺点是，会因下 面漏水，把房间里弄的湿湿的。此次设计的肥皂盒是在上盖上打孔，肥皂放在上盖上，这样水会沿孔斜 度往下盖流，水积在下盖里，上下盖之间有一定的距离保证一定的时间里水不会满到上盖的肥皂上，积 水手动倒掉即可，这样即保证了肥皂的利用率，又保证了房间的清洁。其设计方案通过 Pro/E 建模如图 1.1 和 1.2。 -42 HRC 图 1.1 肥皂盒整体外型图 图 1.2 肥皂盒整体结构分开模型图 优点是：结构简单，提高肥皂的使用寿命；缺点是:积在下盖的积水需人工手动倒出。此次设计是以上 盖为主，下盖为辅。在上盖的设计中主要要解决以下几个问题：1、肥皂放在上盖上时，以点接触，设 计六个椭圆突出,支撑肥皂，使肥皂和盒子之间以点接触；2、上盖上还要开一个槽，使水可以沿着曲面 2 流人下盖；3、设计浇口时要注意上盖上表面的精度，不能在表面上留有印痕；4、在设计推出机构时要 注意推杆放置的位置，放在下表面，不能影响上表面的表面精度；5、在开模时需保证塑件留在型腔上， 用推杆顶出。设计中，辅以下盖的装配图。 关键词：复位机构，脱模机构，浇口， 二 塑件的工艺分析 2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征 ；在 正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 2.2 分析塑件的结构工艺性 该塑件尺寸中等，整体结构较简单，却带有曲面特征。上盖上表面有六个椭圆突出，与下盖配 合的边缘部分也是曲面相接，上盖的上表面的表面精度要求较高，下表面为非工作面，精度要求相对 较低，再结合其材料性能，故选一般精度等级：五级。 2.3 工艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型 面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑 件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。 塑件的工艺参数：模具温度：5070 /C o : 注射压力：7090MPa: 保压力： 5070MPa: 注射时间：35s: 保压时间：1530s: 冷却时间：1530s: 成型周期：4070s: 三 初步确定型腔数目 3.1 初步确定型腔数目 根据塑件的结构及尺寸精度要求采用一模两腔。 图 3.1 型腔分布图 3 四 注射机的选择 4.1 塑件体积的计算 按照图 1 塑件所示尺寸近似计 塑件体积： 1 (28.71/180 1586.69/180 2.5)V +370.6 2 (2570.52 2 1316.31 2299 4410 2) 2+ + + + 1 V26cm 塑件质量：26 1.035M =g=26.91g 4.2 按注射机的最大注射量确定型腔数目 根据 1p kmm n k （4-1） 得 1 p nmm m k + (4-2) k 注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8; p m 注射机最大注射量，cm 或 g; 1 m 浇注系统凝料量，cm 或 g； m单个塑件体积或质量，cm 或 g； 4.3 估算浇注系统的体积，其初步设定方案如下 图 4.1 浇注系统示意图 22 2 34.83 () 50541 2312 4 2 v + =+ + 2 216 2 4+ 10.1cm 4 4.4 3 1 2 26 10.1 77.6 0.8 p nmm mcm k + = 查表文献 4、2 得选用 XS-ZY-125 型号注射机 五 浇注系统的设计 5.1 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动通道 根据选用的 XS-ZY-125 型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径： 0 4dmm=； 喷嘴前端球面半径： 0 12Rmm=； 根据模具主流道与喷嘴的关系 () () 0 0 12 0.51 RRmm ddmm =+ =+ : : 取主流道球面半径：13Rmm=； 取主流道小端直径：5dmm=； 为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26o:，取其值为3o， 经换算得主流道大端直径为7.6 图 5.1 主流道示意图 5.2 分流道的设计 5 分流道选用圆形截面：直径 D=10cm 图 5.2 分流道示意图 流道表面粗糙度 1.6 a Rm= 5.3 分型面的选择设计原则 1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处； 2） 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模； 3） 分型面的选择应保证塑件的精度要求； 4） 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求； 5） 分型面的选择要便于模具的加工制造； 6） 分型面的选择应有利于排气； 7） 分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。 其分型面如图 5.3 6 图 5 .3 分型面示意图 5.4 浇口的设计 根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇 口应开设在塑件壁厚处等要求 浇口设计如图 5.4 图 5.4 浇口示意图 5.5 冷料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。 冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷 料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另 外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流 道凝料从定模浇口套中被拉出， 最后推出机构开始工作， 将塑件和浇注系统凝料一起推出模 外。 其设计如下图（Z 字型） 7 图 5.4 冷料穴示意图 5.6 排气系统的设计 利用配合间隙排气是最常见也是最经济的，更具有使用性。 六 确定主要零件结构尺寸 选模架 模架的选择，图 6.1 图 6.1 模架模型图 8 七 成型零部件 的 设 计 7.1 型腔、型芯工作尺寸计算 ABS 塑料的收缩率是 0.3%-0.8% 平均收缩率: Q平 =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔内径： 3 4 DDDQ + =+ 平模 （） (7-1) 型腔深度： 2 3 HHQ + =+ 平模 （H） (7-2) 型芯外径： 3 4 ddQ =+ -平模 （d） (7-3) 型芯深度： 2 3 hhQ =+ -平模 （h） (7-4) D 模 型腔径向尺寸（mm ）; D- 塑件外形基本尺寸（mm）; Q平-塑件平均收缩率； -塑件公差（参考文献4） -成形零件制造公差，一般取 1/41/6； d-塑件内形基本尺寸（ mm）; d模-型芯径向尺寸（mm）; H模-型腔深度（mm） ； H-塑件高度（mm） h模-型芯高度（mm） ； h-塑件孔深基本尺寸（mm） ； 7.1.1 型腔尺寸计算 基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 100 0.44 1 0.44 0.33 4 10000.22 3 (100 100 0.55%0.44)100 4 D + + + =+= 4 0.14 1 0.14 0.048 4 400.083 3 (44 0.55%0.14)4 4 D + =+ = 9 30 0.24 1 0.24 0.05 4 3000.01 3 (3030 0.55%0.24)30 4 D + + =+= 104 0.5 1 0.5 0.322 4 10400.197 3 (104 104 0.55%0.5)104 4 D + + + =+= 324 1.2 1 1.2 1.182 4 32400.882 3 (324324 0.55%1.2)324 4 D + + + =+= 6 0.14 1 0.14 0.03 4 600.07 3 (66 0.55%0.14)6 4 D + =+ = 80 0.38 1 0.38 0.245 4 8000.15 3 (8080 0.55%0.38)80 4 D + + + =+= 25.5 0.24 1 0.24 0.02 4 25.500.04 3 (25.525.5 0.55%0.24)25.5 4 H + + =+= 6 0.14 1 0.14 0.025 4 600.06 2 (66 0.55%0.14)6 3 H + =+ = 29 0.24 1 0.24 0.04 4 2900.02 3 (2929 0.55%0.24)29 4 L + + =+= 14 0.20 1 0.20 0.033 4 1400.083 3 (14 14 0.55%0.20)14 4 L + =+= 26 0.24 1 0.24 0.053 4 2600.007 3 (2626 0.55%0.24)26 4 L + + =+= 12 0.18 1 0.18 0.014 4 1200.059 3 (12 12 0.55%0.18)12 4 L + + =+= 106 0.5 1 0.5 0.333 4 10600.208 3 (106 106 0.55%0.5)106 4 L + + + =+= 7.1.2 型芯的尺寸计算 基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 12 0.18 1 0.18 0.246 4 1200.201 3 (12 12 0.55%0.18)12 4 l + + + =+= 10 27 0.24 1 0.24 0.39 4 2700.33 3 (2727 0.55%0.24)27 4 l + + + =+= 10 0.18 1 0.18 0.235 4 1000.19 3 (10 10 0.55%0.18)10 4 l + + + =+= 24 0.24 1 0.24 0.372 4 2400.312 3 (2424 0.55%0.24)24 4 l + + + =+= 110 0.5 1 0.5 1.105 4 11000.98 3 (110 110 0.55%0.5)110 4 l + + + =+= 八 导向机构的设计 导向机构的作用：1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力 8.1 导柱的设计 8.1.1 长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 812 cm，以免出现导柱末导正 方向而型芯先进入型腔的情况。 8.1.2 形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。 8.1.3 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用 20 钢（经表 面渗碳淬火处理） ，硬度为 5055HRC。 8.2 导套的结构设计 8.2.1 材料 用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损， 一防止导柱或导套拉毛。 8.2.2 形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔 内的空气。 8.3 推出机构的设计 采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于 更换。 推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布 置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和 强度要求，采用四根推杆推出。推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或搞 出型腔 0.050.1cm. 8.3.1推件力的计算 对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Q） ： ()cossinQLhp f= (8-1) 式中 L-型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; h-被包紧部分的深度（cm）; p-由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取 7.811.8MPa:； f-磨擦系数，一般取0.10.2:； -脱模斜度( ) o ； 11 157.3 245.9 2L = +=406.4mm 24.5h =mm () 406.424.5100.1 cos2sin2QmmmmMPa= oo 得8212.8QN= 8 .3.2 推杆的设计 推杆的强度计算 查塑料模设计手册之二由式5-97得 d=（Q En 3 22 l64 ） 4 1 (8-2) d圆形推杆直径cm 推杆长度系数0.7 l推杆长度cm n推杆数量 E推杆材料的弹性模量N/ 2 cm(钢的弹性模量E=2.110 7N/2 cm) Q总脱模力 1 22 4 37 64 0.710 8212.80.3153.15 42.1 10 dcmmm = 取 5dmm=。 推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-98 = s dn Q 2 4 (8-3) 12 s 取320N/mm 2 2 4 8212.8 163.5/ 44 N mm = + (10-4) p-注射时型腔压力 查参考文献得 30MPa A-塑件在分型面上的投影面积（ 2 cm） 1 A-浇注系统在分型面上的投影面积（ 2 cm） F-注射机额定锁模力，按 GB XS-ZY-125 型注射机额定锁模力为 900kN ()() 2 22 81