肥香皂盒上下盖板的注塑模具设计-塑料注射模1模2腔含NX三维及13张CAD图
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香皂
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肥香皂盒上下盖板的注塑模具设计-塑料注射模1模2腔含NX三维及13张CAD图,香皂,上下,盖板,注塑,模具设计,塑料,注射,NX,三维,13,CAD
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香皂盒塑件注塑模具设计Design OF INJECTION MOULD FOR PLASTIC PARTS OF SOAP BOX 摘 要本次设计是针对香皂盒的上盖板与下盖板的注塑模具设计。模具设计分为多个步骤，其中主要有分析塑件产品性能要求、分析和选择材料、设计与计算动模与定模尺寸、设计浇注系统、设计导向机构和脱模机构等。设计过程运用到了UG和CAD设计软件来设计和优化模具的组成部分，并对动模与定模、主流道、分流道、浇口等重要部件进行选择和尺寸计算；完成模架、排气及冷却系统、浇注系统、导向系统、脱模机构的设计，并对其中的成型零件进行设计。对得到的数据进行整理与修改，最后对各部分的零件图进行装配并书写设计说明书完成本次设计。关键词 ：香皂盒；型腔；型芯；注塑机IAbstractThis design is aimed at the injection mold design of the upper cover plate and the lower cover plate of the soap box. The mold design is divided into multiple steps, among which are analysis of the performance requirements of plastic parts, analysis and selection of materials, design and calculation of dynamic and fixed mold dimensions, design of casting systems, design guide mechanisms, and demoulding mechanisms. The design process was applied to the UG and CAD design software to design and optimize the components of the mold, and to select and calculate important components such as movable and fixed molds, main channels, runners, and gates; to complete the mold frame, exhaust, and The design of cooling system, casting system, guide system, and demoulding mechanism, and design of the molded parts therein. Organize and modify the data and parameters obtained. Finish the assembly of the parts drawing and write the design specification.Key words: Soap box cavity core injection molding machineII目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1. 模具的简单介绍11.2. 香皂盒的发展11.3. 注塑模的发展现状21.4. 本设计的目的31.5. 主要研究内容42 设计说明52.1. 塑件分析52.1.1. 成型塑料件的结构设计52.1.2. 成型塑料件的工艺性分析52.1.3. 成型塑件的材料分析72.2. 注塑设备的选择112.2.1. 估算塑件体积112.2.2. 注塑机的选择122.3. 成型零件尺寸的计算122.4. 分型面的选择172.5. 浇注系统的设计182.5.1. 浇口套的选用182.5.2. 主流道设计192.5.3. 分流道的布置192.5.4. 浇口设计202.6. 导向机构的设计222.6.1.导柱的设计222.6.2. 导套的设计222.7. 脱模结构的设计232.8. 排气和冷却系统的设计252.8.1.排气系统252.8.2.冷却系统的设计252.9. 模架的选择262.10. 绘制装配图282.11. 注射机的校核292.11.1. 注射量的校核292.11.2. 锁模力的校核292.11.3. 模具高度的校核29结论29致谢30参考文献31IV1 绪论1.1. 模具的简单介绍模具是将工业产品使用一些特定的材料用固定的方式使其成型的一种方法，同时也能大量的生产出具有固定形状和尺寸的产品。模具生产出的产品比其他方法生产出的产品具有效率快、准度高、低消耗、小成本的优点。塑料模具从大的角度来看主要可以分为冷流道注塑模和热流道注塑模两种。其中冷流道模在注塑中比较常见，它因为结构形式的不同还可以划分成两板模具和三板模具。注塑模具一般都由两个部分组成即动模和定模，它们可分可合，这两个模中都各有一部分的型腔。在流道布置中，要在定模中要开设主流道，而分流道一般都在分型面上。定模和动模合拢和分开分别为型腔闭合注射塑胶熔液和模具开模取出塑件的两个过程。在注塑机模具开模后，脱模系统中的顶出推杆将动模型腔中的塑件推出，这时的流道也在动模上。注射成型、压缩成型、挤塑成型，中空成型是塑料模具折叠成型的四种主要成型方式。本次香皂盒塑件注塑模具设计中采用的是两板模具，动模与定模正是以两板模具从分型面分开的两个部分。而三板模又称细水口模，比单一分型面多一个部分即浇口板，当制件要求不能有浇口痕迹时就应该使用三板模具，其结构复杂程度相对比较复杂。模具的发展标志着机械制造工业达到了一定的高度。在制造业中，它的使用很好的使材料有了一定的形态和固定流动速率，从而使生产的零件效率高，速度快，而且还减少了材料的使用，从而大大的降低了成本，所以这种制造方式被制造商广泛的运用。在当前的模具发展趋势中，其更加的自动，精密，效率，广泛和全方位，制作水平和生产周期也得到了很大提升，这些优势使它走上了国际的舞台。1.2. 香皂盒的发展 香皂是任何一个家庭中都有的物品，看似微不足道，却在人们的生活中起这巨大作用，是我们的生活必需品。香皂作为我们的必需品必定要满足生活中的多方面要求，所以香皂盒种类及形态也是千奇百态来适应香皂的不同保存方式。就目前而言，市场上的香皂盒种类繁多，有的偏向外观设计，它们样子千奇百怪外形精美，当然相对成本就会大大提高;也有的更多的考虑使用性能和生产规模以及便捷性等，就会在材料和生产模具方面着重研究来达到预期的效益。比如现在高档的木质香皂盒以上等松木为原料，不仅色泽优美，高端大气也具有无害防水作用；有防刮擦、耐腐蚀、具有鲜艳金属光泽的合金类香皂盒，它们历久弥新给浴室带来一种与众不同的厚重感，富有个性；当然最为常见而又轻质的还是塑料香皂盒，它们不仅可以使产品外观时尚，又能做到牢牢固定在瓷砖、玻璃、不锈钢一类的光滑表面，起到防摔、耐重力作用。香皂盒在生活中应用相当广泛，几乎每家每户都会用到，所以对设计的要求格外重要，不仅是外观还是成本方面都要恰到好处，不能过于追求好看而给模具极大的增加难度，成本大大提高，市场价格就会明显上升，作为简单的家庭用品在价格方面就必须购买人感到物有所值。同时在选材方面也要极力倡导安全环保，便捷性方面也要着重考虑，不能使香皂盒容易积水而使香皂软化。我本次的设计的主要目的就是解决香皂盒内容易积水降低香皂寿命以及材料安全环保和提高便捷性降低成本的文体。我设计的香皂盒下盖板具有六个孔槽并拥有凹度方便积水流出，上盖板不设有孔槽防止水流入香皂盒内起到保护作用。当然在外面上也设计了一定弧度达到预定的美观作用。1.3. 注塑模的发展现状在成型塑件的众多方法中，注射成型的应用十分广泛。具体方法就是将被加热熔化后的高黏度的塑料材料，用加压工具将其以高压力注入到模具型腔中，经过冷却凝固后将其从模具中脱离出来，使塑料材料成为我们预期的形状和尺寸。由此我们便可知道，企业在市场竞争中，注重的是产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，这也是他们产品所努力的方向。在如今高科技又现代化的时代，模具制造的商品已经取代原有的商品对人们物质满足的需求，从而使模具和人们的生活息息相关。在近五十年以来，我国的工业水平有了很大的提高，尤其是塑料模具工业，有了飞速的发展。在工业，农业和我们的日常生活中等各个方面，都运用到了模具。无论是国防安全，还是各种行业制造，甚至是日常生活都随处可见塑料模具，其良好的质量和生产速度得到了人们认可。因此，模具工业的兴衰与人类的生存之道连在一起，像我们平时用的手机电脑以及交通工具都离不开模具。我国塑料模具行业的发展具有广阔的前景，由于我国经济正处于五年计划的发展阶段，再加上经济的全球化，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。在这个信息化的时代，制造业和信息联系紧密。随着网络的发展和程序软件的开发，使得模具设计的速度得到了很大的提高，将制造业和信息实现了一体化。未来，我国的模具产品也将朝着准确，效率，自动，复杂，信息化和数字化这一目标来发展。从八十年代开始，国外的注塑模技术发展相当迅速。他们制造的模具更加的集成，网络，整体，不仅要追求生产速率，更要对产品的质量加大把控。塑料模具的发展很受国外发达国家对的重视，模具制造在制造行业中占了30%40%的比例，重要显然易见。欧美的一些国家，他们的工业革命到来的比较早，当时国家的局势也相对比较稳定，这也正是他们模具工业发整得早的最根本原因。此外，现代模具工业的发展也体现在市场发展的需要上，汽车行业的高速发展就非常明确的表明了如今市场对现代模具工业的需求之大。如今，在广阔的市场环境中，模具工业大部分市场被汽车模具制造所占据，时代在不断的变化要求市场也在不断的更新，越来越多的家用行业和制造领域都应用到了注塑模具制造，本次的香皂盒注塑模具设计正是家用产品中模具生产的重要组成部分。美国和日本都是世界最大的模具进口商之一，对模具都有巨大的需求，在模具的使用和整个国内模具行业的发展受到数控设备和模具生产周期的影响，导致在制造过程中模具质量不是很高。由此可见，现代模具工业的技术开发和设计优化对提高模具的生产水平和控制生产成本具有积极的影响。显然易见，技术大力开发与优化设计与制造工艺对于提高现代模具行业的生产力与控制生产成本等许多方面有非常重大的意义。1.4. 本设计的目的随着不断推动的社会生产方式,许多机遇和挑战摆在塑料工业面前,其中以香皂盒注塑模具的设计来说,例如,在生产形状复杂的塑件时如何简化生产过程，对塑件产品的质量把控和如何对现有工艺如何改进都是塑料模具工业面临的巨大挑战。除了生产的基本模式外，生产成本的有效控制也应被认为是香皂盒注射模具设计过程中的一个重要因素。全球经济一体化的发展加剧了市场的竞争格局，这也阻碍了塑料产业的发展。以生产周期的角度来看，产品质量和设计结果与注塑模具设计的关系密切，生产方式的多样化也在注塑模具设计问题的实施中考虑。像CAM或CAD一体化技术对香皂盒注射模的设计有积极的影响。本次的香皂盒塑件模具设计使用CAD软件进行了最初的外形设计，再通过UG软件对模具的尺寸进行了优化，分析了塑件的基本结构来达到处理精度高、成功安装成型部件,这是一个混合了经济和效率因素的设计方案还指出注塑模具塑料行业的发展方向。在这次的设计中，我通过对UG、CAD、Word等软件和专业知识的熟练运用，成功的完成论文的设计和撰写，了解了塑料制品的设计及成型工艺的方式选择;了解了模具设计软件的功能并进行了实际设计、能够对一般的塑件进行设计；能对成型塑件进行结构分析和质量鉴定。在这个设计中，我也成功地培养了我总结知识的能力，这极大地提高了我的耐心。此次香皂盒设计的结构较为简单，但在设计时仍考虑了美观以及便捷问题，给香皂盒设计了曲面，开了孔槽，使香皂的保存更高效更优化，在成本与功效方面做到合理的协调。通过UG软件优化了香皂盒注塑模具工艺及模具设计的流程、选择及优化工艺重要参数，并加深对计算机辅助绘图CAD等软件的运用，使产品更为优秀17。1.5. 主要研究内容 （1）研究香皂盒注塑模具成形工艺过程，了解整个工艺流程； （2）选择材料、尺寸计算、分析塑件的结构与工艺特性、注射成型原理与工艺特性等（3）拟定并设计模具的上下盖板结构形式和浇注系统等 （4）采用计算机辅助绘图软件,设计并绘制塑料香皂盒塑件图模具零件图、塑料香皂盒注塑模装配图、进行造型设计,最终成果形式以图纸和论文的形式展示。分析塑件制品的材料及成型工艺性，选择注射机并校核，确定分型面及型腔数目，设计型腔型芯的形状并计算模板的厚度，设计流道系统和推出机构，设计模具的冷却系统，选择模架、模具零件的制造。282 设计说明2.1. 塑件分析2.1.1. 成型塑料件的工艺性分析1.塑件结构的工艺性香皂盒的整体结构相对简单且尺寸也比较好控制，但是也存在生产工艺上的难点就是边缘曲面，上下盖板咬合处为曲线，因此对于上下盖板的表面精度也略微提升，总体而言上盖板的精度要高于下盖板，综合考虑香皂盒塑件等级选用为四级。2.塑件加工的工艺性本次香皂盒注塑模具设计采用侧浇口，不仅能减少表面缺陷提高塑件的成型质量而且能进行自动化剪切，大大提升了注塑生产效率。在模具的分型面上设立浇口，保证熔夜从型腔侧面进入，从而保证表面达到相对平滑的要求，而且保证了塑件的表面的美观并提高了香皂盒的质量，生产成本也比较合适。综上所述，使用UG模具设计软件能很好的实现香皂盒模具整体的设计要求，无论是模具的基本结构、外观形状尺寸、内部型腔还是分型面都对注塑模具设计起到积极意义15，而且为浇注系统的设计和塑件模具的合模和出模过程也有十分重要到的指导作用，为香皂盒的整体设计提供了具体可以实施的指导方案。浇注口和分型面的设计直接关系着塑件成型后的质量，也是在以后设计模具过程中值得注意的地方1。本次设计的产品是香皂盒上下盖板，塑件的尺寸和形状如下图:（1）零件名称：香皂盒（2）设计要求： 生产批量：大批量 材料：PP 聚丙烯（百折胶） 未注公差取MT4级精度如图所示，香皂盒是家庭的一个日常用品，生活较为常见，本次香皂盒塑件要求外观较为美观，所以使用的材料为PP（聚丙烯）。图2-1 塑件三维图 图2-2 上盖板尺寸图图2-3 下盖板尺寸图 (1) 塑件的外形尺寸不大，精度的要求也不高，所以本塑件采用IT4级精度。（2）塑件的表面要光洁无毛刺，所以我选择pp为我的塑件原材料，因为PP（聚丙烯）有良好的加工特性，物理、化学性能稳定，使用PP（聚丙烯）进行注塑加工能够很好的把控塑件成型后的尺寸，也能够保证其表面光洁，所以选用pp材料符合本次设计要求。2.1.2. 成型塑件的材料分析制件常用的材料有PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、ABS（丙烯腈）、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物等，通过综合考虑塑件的性能要求与设计目的并结合上述材料的物化性能本次设计决定选用PP（聚丙烯）作为香皂盒塑件的原材料。PP（聚丙烯）又称作百折胶。这种材料在注塑生产中有许多优良的特征，它的密度很低是轻质材料，能浮于水面；物化性能都比较稳定，具有高耐模、耐高温冲击性等性能。而且它是一种无毒材料，生产过程中比较卫生没有危害。在生产过程它的高延展性和突出抗疲劳能力都非常方便于注塑生产。聚丙烯甚至能在100摄氏度左右不被改变性能继续使用，这样就可以应用到许多用品中去，比如微波炉、餐具以及各种保温器具中去。但是它也有一个很明显的缺点就是抗氧化能力比较差，我们可以在聚丙烯中添加抗氧化剂这样能很好的克服抗氧化性能差的问题。 图2-4 PP材料性能2.2. 总体方案1.香皂盒的模具结构设计从香皂盒的注塑模具设计过程中很容易看出，该注塑模具的理想加工方式是用薄壁空腔来加工得到注塑产品。香皂盒的最大投影面积为上下盖板的接触的水平面，于是该平面就是整体注塑的分型面。由于本次设计需要考虑上下盖板，所以采用一模四腔的注塑型腔，基于该类型腔的对香皂盒的基本焦点位置和香皂盒下盖板底部边缘位置的成型处理决定这一注塑模具的开模方式表现为单一分型面模的特征。 为了推杆更好的将塑件脱模，推杆设计为6.0毫米的直径。为考虑得到最佳的防水作用和动态处理起到最佳效果，主流道的方向可以通过控制顶针和注塑模具型腔的使用来调节，并且考虑动态模冷却的方式，具体为从动模方向注入型芯等一系列注塑装胶配件，这也是本次设计模具型腔最为有效的方法。在本次的设计中很容易可以看出嵌入型腔最好的方法是通过分布水道，再通过设计安装导柱、导套和导管放置方式来合理计算整个模具投影面积,来获得结果相比较而言准备的模架结构。2.确定香皂盒注塑模具的型腔数目要想本次香皂盒塑件质量达标并且有效控制模具制造成本和生产效率，有效准确的确定香皂盒注塑模具中的型腔数目极为重要。初始阶段的香 皂盒注塑模具设计必须考虑到系统参数与成本核算两个指标问题，模具设计必须与必要系统参数相互对应，型腔的数目需要通过估算的方式来完成并通过合理的预测和计算来提升模具设计的准确性。当然，在确定型腔数目的同时要把成本核算控制在一定范围之内，来合理完成注塑模具的平衡型腔布置。型腔数目的确定是注塑模具设计中很关键的一步，数目的多少不仅决定了加工过程的难易程度也关乎着制品精度等多方面。切不可过分追求简化注塑成型而减少注塑模具的型腔数目。模具的结构、精度的要求、产品的生产工艺以及生产数量等许多因素都影和影响着型腔数目的确定，需要充分考虑多种因素来和确定型腔数目。当然，制造也是制造过程中特别重要的问题，应当在保证质量达标的前提下去降低生产成本。3.香皂盒注塑模具的分型面设计香皂盒分型面的选择和设计决定着注塑模具的整体成型效果和脱模效果，整体模具的设计结构与分型面的选择存在着直接关联，对于模具成本及生产成本更是至关重要。所以选择合理的分型面是香皂盒注塑模具设计中很重要的一个环节。应当意识到在实际设计过程中分型面的设计是存在困难的，我们需要使用UG软件来进行分型面的优化设计。4.香皂盒注塑模具中的浇注系统设计对于塑料注塑制品的质量，浇注系统的设计与喷嘴的熔融稳定性有着不可分割的联系，这也是提高塑料制品质量的关键。在使用UG建模后，得到香皂盒的的二维模型的基本效果，其下盖板轮廓尺寸为102mm * 59.8 * 18mm，上盖板轮廓尺寸为101mm * 58.8mm * 7mm，设有曲面，厚度控制在1.5mm以内，为薄壁空腔结构形式。这一注塑模具设计有效的控制了流道方向，明显提高了流道的可控性。 5.成型零件的设计模具成型是注塑制造过程中关键的因素，模具的制造精度和生产效率与成型零件的设计息息相关，在注塑设计和生产过程中，放在第一位的就是要选择性能优良的材料来对零件进行制造，只有这样才能大大提高模具的精度，只有精度高的模具才能保证生产出来的成型塑件达到生产要求，这也是制造行业中普遍的要求；第二，成型零件的结构应当十分注意，它的复杂度直接影响了脱模时的状态，零件的结构越复杂则脱模越难，从而导致生产的时间也会加长。当然，零件结构也不能太过简单，太过简单往往会使注塑模具达不到精度要求，导致塑件的质量不达标。所以零件的复杂程度一定要恰到好处，在生产速率与产品质量达到平衡；第三，要注意塑件成型后的收缩率及成型零件的大小尺寸，控制塑件的收缩保证塑件的尺寸合格。6.模具总体的设计方案方案一：采用一模两腔，采用直接浇口，浇口设置在香皂盒底部，用推杆脱模机构脱模。方案二：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。方案三：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。 7. 设计方案的分析方案一：其采用的浇口选用不合理，因为香皂盒属于薄壁零件，注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘起变形。故方案一不合理。方案二: 其浇口设在分型面处，从塑件外侧进料，能方便调整充模时的剪切速率和封闭时间，浇口去除方便，断面尺寸小，对模具要求也不高，满足经济性。方案三：其选用的浇口类型不合理，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。由于香皂盒塑件的表面质量有一定的要求，外表面不能有明显缺陷，比如划痕、夹杂、缩孔等，外观要求平滑粗糙度要比较低，所以一定要采取加工表面质量优良的浇口方式，所以最佳的浇口方式为侧浇口。而且为提高生产效益和考虑成本经济性，方案二更能达到理想要求。综上所述，最终选择方案二。2.3. 注塑设备的选择2.3.1. 估算塑件体积用UG软件对塑件进行成型后，单机测量体命令，可以直接得出塑件的体积V=28.5cm图2-5 塑件体积2.3.2. 注塑机的选择在现实加工生产中中，注塑机的实际注塑量理论上是注塑机额定注塑量的80左右。即有VsaV1式中： V1理论cm3 ;VS实际 cm3;a 0.8。经计算可得实际注塑量 V总=1.2n V塑=1.2128.5=34.2 (2-1）根据以上的计算得出在注入模具型腔的一次塑料注射的总体积为34.2，由参考文献 V公= V总/0.8=34.2/0.8=42.75。 (2-2）通过查找资料和对塑件结构和体积的分析，最后我选取了XS-ZY-125型注射机。主要参数如下表2-1所示：表2-1 XS-ZY-125型注射机参数2.4. 成型零件尺寸的计算一般情况成型零件的尺寸均按平均值法计算，该塑件的材料PP收缩率为1%2.5 %,经计算平均收缩率为1.75%。表2-2 公差数值表5.9-11基本尺寸精 度 等 级公 差 数 值精度等级表,表2-3精度尺寸的选用类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度我们设计的模具尺寸可按精度等级级。本次香皂盒塑件是日常用品，精度要求一般，所以塑件选取精度为4级。在模具设计中，动定模的各种尺寸的制造与作用需要设计修正系数x，经过查表其值可在的范围之间，动定模各处的尺寸制造公差，根据一般注塑加工的型腔和型芯要求制造公差范围为ITIT级2，综合参考，相关计算具体如下2 ：(一)、型腔径向尺寸的计算： (2-3）L代表凹模长度、宽度LS代表塑件长度、宽度Scp代表塑料的平均收缩率（） 代表塑件公差值（mm）z 代表凹模制造公差（mm）由： (2-4）又查表知4级精度时塑件公差值 (2-5）由于： (2-6）得：则：(二)、型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸一样用平均收缩率法(2-3）计算 ： H 代表凹模深度z代表凹模深度制造公差其余符号同上由： (2-7）取4级精度时后 (2-8）由知道：则：(一)型芯长度、宽度尺寸的计算用平均收缩率的法(2-3）计算：L 代表型芯长度、宽度的尺寸（mm）z代表型芯长度、宽度制造的公差（mm）其余符号同上由： (2-9）取第4级的精度时后 (2-10）由知道：则：(二) 型芯高度尺寸的计算用平均收缩率的方法(2-3）计算： H代表型芯的高度的尺寸（mm）z代表型芯的高度的制造的公差（mm）其余符号同上由： (2-11）取4级精度时由得：则：2.5. 分型面的选择注塑模具的分型面由定模和动模之间的分界线决定，分型面的选择对注塑过程有着十分重要的直接影响，为了使塑件成型后更容易从模具型腔中脱出，分型面一般被设计为梯形面或者斜面。分型面的选择直接关系着模具的结构，所以在分型面选择时应当考虑充分。定模一定要为光面这样才能将塑件顺利从模具中取出。我们应该注意一点，分型面一定要闭合性强，很容易想到只有能完全闭合的分型面才能完整的生产出要求的模件，这点十分重要，如果闭合性能差，那产品的质量和精度都无法保证11。在分型面的选择过程中，除了保证塑件尺寸精确、模具质量高、生产操作规范外还有如下的设计原则需要注意：（1）分型面应该设立在塑件的最大截面处即香皂盒的上下盖板接触水平面，在保证塑件质量时截面越大成型塑件越容易从型芯内脱模。（2）分型面不能设立在塑件表面精度要求较高的地方，要求同轴度的部分应放入同一个分型面内。（3）分型面一般都作为模具型腔的排气通道（4）分型面的选择应使模具结构简单，塑件更易于加工在本次香皂盒注塑模具设计中，为了保证香皂盒塑件的完整性与精度，首先需要将整个香皂盒塑件都在模具内。分型面的选择直接关系到成型塑件的表面质量，同时也决定了塑件出模时的效果和尺寸。在香皂盒注塑上下盖板接触的水平面上即为分型面，动模与定模之间的稳定性与之有很大的关系。在动模的边上会设计小孔来帮助型腔排气来保证稳定性和塑件质量。分型面的选择对于能否正确选择分型面的位置是对所成型的塑件能够达到技术标准、模具结构是否合理起到决定性的作用。通常一般分型面的位置都选择在所成型塑件的最大面积所在的平面，分型面的选择既要保证塑件尺寸精准、质量优良还要充分考虑模具型芯的出模和型腔排气的难易程度、保证模具结构要合理等为选择基准。一般动定模打开之后，动模这侧设留分型面，所以动模这侧应该设立塑件的型芯12。因为这香皂盒塑件尺寸容易控制且结构比较简单，所以单一分型面优先作为设计方案。如图所示：图2-6分型面2.6. 浇注系统的设计浇注系统的设计在注塑模具的设计过程中十分重要，它是注塑塑件原料从模具主流道进入型腔的通道。浇注系统的设计合理性直接关系着塑件成型的质量。本次香皂盒注塑模具设计的浇注系统采用平衡式布置，采用平衡式分流道。由于本设计中塑件外表面质量要求较高，所以选用侧浇口。由于香皂盒塑件的壁厚约为1.5毫米，所以选择接触塑件处的浇口宽为1.5毫米。保证来自注射喷嘴的原料顺利冲模、压实、保压达到成型要求。2.6.1. 浇口套的选用浇口套是用于连接注塑机和注塑模具的金属配件，让用于制造成型塑件的塑料熔融原料从浇注系统中的浇注喷嘴进入模具型腔的流道组成部分。浇口套主要有五种不同的型号：A型、B型、C型、D型、E型，它们最要的区别在于外形，其中A、B、C三种型号的浇口套是最常用的。A型浇口套具设有特殊的螺栓用来固定浇口与注塑机，来达到防止由于注射压力过大而导致的浇口脱落。浇口套的选择可以根据不同的模架大小来选择适合的浇口套。设计的浇口套要能够让注塑机准确的定位、不会偏移模具，也要保证冷凝料能够方便的取出。通过向老师咨询我的浇口套的材料选择为T8A，所选浇口套如图所示：图2-7浇口套主流道2.6.2. 主流道设计 半球形的凹坑多作成主流道与喷嘴的接触形状。主流道与喷嘴要接触紧密防止熔液因高压外溢。查模具课程设计指导表5-48得型注射机喷嘴前端球面半径，喷嘴前端孔径。模具浇口套主流道的球面半径与注射机喷嘴的球面半径的关系为：；模具浇口套主流道小端面直径与喷嘴出口直径的关系为:。主流道尺寸：根据所选注射机，则主流道小端尺寸为:； 主流道球面半径为:。 本次设计将主流道设计成圆锥形，其锥角，取， 这样能便于将凝料从主流道中拔出。2.6.3. 分流道的布置分流道就是要按照塑件的结构形式、基本尺寸来设计，本次设计的塑件结构较为简单，PP熔料也容易进入型腔。同时分流道也是主流道和型腔连接处，并能起到转向和分流的作用。分流道一般开设在分型面上，在多型腔注塑模具中一定要求设计分流道，对于单型腔、大型腔的注塑塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。所以长度要适中，要减少折弯。设计时要能使熔体均匀的流到两个腔内，并且不要让熔体的温度下降太多，所以采用平衡式分流道。1、分流道的截面形状：分流道的截面形状很多，通常的形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。本次香皂盒注塑模具设计中采用的是圆形分流道，能减少分流道内塑料熔液冲模时的压力损失与热量损失，从而加大进料的流畅度提高效率。2、分流道的布置：它的布置方式与模具型腔有着直接联系，两者相互作用，本次香皂盒注塑模具设计采用的是平衡式布置。3、分流道的尺寸：分流道的尺寸由塑件材料决定，不同的塑胶熔液的粘黏度不同决定了分流道尺寸的大小，要对不同的材料进行估算尺寸大小。4、分流道与浇口的连接：它们的连接处应该加工成斜面，并用圆弧过度，这样注塑塑件进料时的熔体流动及填充更加充分快速。图2-8 分流道2.6.4. 浇口设计浇口就是塑件熔融原料进入型腔的进料口，它是整个浇注系统中截面最小最短的部分。浇口的合理设计有利于促进熔融原料流动紧缩从而加快进料速度，浇口的加工过程中会因熔液而加热升温进一步的降低原料的粘黏度使进料更顺畅，同时也要要求高剪切率这样也可以使进料流动性更加好。浇口是注塑塑件成型后最先封口的地方，这样能防止塑件熔融原料的回流导致的塑件收缩等各种缺陷而且方便分离模具的分流道及其他模具部件。常见的浇口形式有以下几种：（1）直接浇口，是指能让原料熔液直接通过浇口喷嘴进入型腔的浇口形式，这样可以使进料速度大大加快，流程虽短而提高成型效果。直接浇口要求截面积较大，从而减少压力和热量的损失，提高了保压减缩的作用。同时，直接浇口的结构更加简单，便于加工从而降低了生产成本。但它也有缺点，由于浇口的横截面积较大，分离浇口与型件时难度大，也增大了塑件表面的粗糙度。（2）侧浇口，是本次香皂盒的注塑模具设计采用的浇口形式，它处于动模与定模的分界面上，原料直接从型腔外侧进入。侧浇口的尺寸很小且结构简单，所以进料时的压力与热量的损失都能忽略不计，加工尺寸容易控制且加工方便，适用于除PC（聚碳酸酯）以外的所有塑胶原料。不适用于加工透明的薄板与细长的桶形塑件制品，加工成型时容易出现流痕现象导致的塑件表面会有明显的浇口瑕疵。（3）点浇口，又称针浇口。由于浇口产生的残余应力很小而且不需要人工切断浇口，所以能自动化进行加工生产，适用的制品形式各种各样。它能够同时对较大的塑件多点进胶，从而极大降低了生产过程，流动阻力也因之减少降低了变形的产生。但是它多数采用双分型面结构，因为其注射压力要求较大且压力损失明显，模具的结构也相对复杂，成型周期较长。（4）耳型浇口即护耳浇口，能极大减少流痕的产生，从而使塑件表面成型后几乎没有浇口痕迹。但是浇口会在塑件成型表面黏附，因此浇口瑕疵需要谨慎除去。不适用耳型浇口的塑胶材料有PVC、PU。（5）潜伏浇口，又称隧道浇口。这种浇口形式能精确控制成型尺寸且对形状配合没有要求，能够自动切断浇口，进行自动化生产，而且成型塑件的表面质量也相对较高。在试模时，适当时调整浇口的位置和大小，来增强熔接的强度，使其更为严谨。在浇注口的设计过程中，流动距离要尽可能的进行缩短，让塑料熔体流动到型腔的时间适当减小，温度下降变慢，压力损失减小。塑料熔体由浇口进入型腔时，由于分流作用，将会分成两路或者多路熔体流入各个型腔是影响成型塑件强度的重要因素。最终在一个地方流到一起，前端料存在气体，产生了熔接痕迹，塑件强度因此而大大降低。本次香皂盒注塑模具的设计要求香皂盒表面精度较高，故采用侧浇口。如图2-9所示：图2-9浇口2.7. 导向机构的设计导向机构要分布在模具周围合理的地方并且其中心到模具的外缘要有一定的距离，防止模具发生变形。设计导向机构的目的是将动模和定模这两部分或模内其他灵件在不发生偏差的情况下完美组装，让制作出来的产品达到标准的尺寸和精度，也能防止模具内各部分的碰撞与干扰。2.7.1. 导柱的设计在注射模中必须设立导向机构，导柱导向是它最常见的形式之一，这里我们选用导柱导向机构。设立导柱导向能够保证注塑机模具合模与开模时更加精确。导柱导向机构能够起到导向、定位作用并能分担一定的侧向压力18。导柱的设计原则：其中心到模具最边缘的地方要有一个导柱直径以上的距离，一般情况下都会把导柱安设在和中心线大约 1/3之一的位置上。并且其和导套配合的地方最好设计成锥形，并且要比凸模高，只有这样才能保证能够顺利进行开合模。 UG中的mold模块中有标准模架，此次设计的塑件模架部分采用龙记标准模架，其结构参数可以直接在UG模架库中选取。图2-10导柱2.7.2. 导套的设计根据结构构造的影响因素，设计下图的导套结构，保证模具的各块板件运动时，减少导柱与模板之间的摩擦力。导套是注塑机上的模具配件，能够起到一定的导向作用，一般要与导柱配合使用，一般配合间隙很小，在0.05mm以内；一般多用在模具或一些机械中，来保证运动的准确性。如图所示：图2-11导套2.8. 脱模结构的设计脱模机构的设计也是本次设计的重要一项环节，脱模机构设计的好坏影响着塑件的质量。因为塑件的尺寸比较小，结构简单，所以用推杆脱模就能符合要求。为了使塑件不会因为脱模而发生形变，所以推杆的分布要均匀，并且要作用在塑件强度比较大的地方，否则会使塑件的外表发生变化。并且推杆的设计要灵活，有足够的硬度，这样才能保证其顺利脱模。因此，根据塑件结构，所以其模具结构的脱模机构主要是利用推杆将产品推出模外。 脱模结构的设计直接关系着塑件成型的完整性，机构设计一定要合理才能控制冲模物料的走向，且让塑件在出模时不发生尺寸偏差，使得到的塑件质量更加良好。脱模机构的意义重大，不仅要使塑件从模件中脱出，也要在分型面起到一定的反作用力使动模与定模能够自然分开。冷却因素和推出里的大小是塑件能否成功成型的关键因素，但推出力一定要控制好大小，如果推出力太小，则塑件无法顺利从模具中脱落而黏附在型腔内，如果推出力过大，则很容易导致成型塑件的变形使塑件质量不达标。所以脱模机构的设计一定要充分计算合理设计，才能保证塑件的精度与质量10。脱模机构中的推杆有普通推杆和成型推杆两种形式，塑件的几何形状与设计的型腔类型及内部结构决定了所用推杆的形状，一般截面形状为圆形。在本次香皂盒注塑模具设计中采取的推杆为普通圆形推杆如图所示：图2-12推杆布置图2.9. 排气和冷却系统的设计2.9.1. 排气系统一般在注塑成型中都会产生气体，都会设置排气机构，排气的方式有很多种，例如可以在分型面上开几个排气孔等，但是因为塑件的体积较小，所以我直接采用推杆与分型面之间的间隙进行排气，这样比较方便。2.9.2. 冷却系统的设计 在注塑成型过程中，塑料熔液的进料时应该严格控制冲模系统和模具型腔的填充。冷却系统的合理设计是注塑成型中非常重要的一个步骤，它决定了注塑机成型产品的质量和生产效率。合理的冷却系统设计能让生产效率达标最佳状态，在保证塑件质量的前提下，应当尽力缩减冷却时间从而减少生产周期来提高注塑机的生产效率。而且冷却液体也会影响着塑件的性能，塑件能否完整的从型腔内脱落会受到冷却液体在模具墙外流动方向的影响。冷却系统设计一定要合理，不然会造成塑件成型产生尺寸偏差甚至使注塑机本身产生问题16。在一般设计中，我们会在型芯或者型腔这种靠近塑件的地方设计水路，利用水的比热容高的特点在流动过程中抑制模具不断升温，从而缩短了塑件的成型时间并且能够提高塑件的质量与美观程度，保证不会在产品脱模时发生应力收缩变形和翘曲。在注塑过程中，对于模具温度的控制会直接影响塑件的生产效率和质量。各种塑胶材料的成型性能和工艺要求有着不一样的特性，造成模具生产温度的也不同。一般在注入到模具中时，塑料熔液的温度会低于60摄氏度。用循环冷却剂来降低注塑温度，通常使用的是冷却剂是水，高比热容、超低成本是它最主要的优势，通过水在型腔外的流动带走模具热量来将模具保持在最佳的生产温度4。该注塑模的冷却系统设计为环形支路运水，如图所示：图2-13水路布置2.10. 模架的选择模架的选择一般要大一些，因为模架是很多零件组合而成的，模架各个模板的厚度需要根据塑件的尺寸以及一些其他成型零件的尺寸来计算。在选择模架时，大小规格只是其中一部分，一下几个方面也需要我们确认： 导柱导套的位置究竟是在固定侧还是在可动侧要根据实际需要来确定 对于各模板的厚度，要根据塑件所需的规格来确认。一般来说，要使镶件非成形部分的长度一般控制在在30mm左右。 目前我们有FUTABA的标准模架CAD库，可使用它来快速生成模架图13。因为我们本次的设计选择的侧浇口，所以模架最好是选用细水口的，经最后的计算，选用模架为龙记。图2-14模架 2.11. 绘制装配图总装图如图所示：图2-15总装图工作原理：开模时，从分型面分开，由注塑机顶杆推动模具中脱模系统的推板上下移动，导柱与导套互相配合，让模具移动有一个定位导向作用，在推出塑件的同时，主流道凝料由拉料杆推出。合模时，由模具中复位机构复位杆起到准确定位 的作用，让上模整体在导柱导套的定位下，回到原始位置，然后循环往复。 2.12. 注射机的校核2.12.1. 注射量的校核注塑机在现实加工生产中，它的实际注塑量理论上是注塑机额定注塑量的80左右。即有VsaV1式中： V1理论cm3 ;VS实际 cm3;a0.8。经计算可得实际注塑量 V总=1.2n V塑=1.2128.5=34.2 (2-12）所以合格2.12.2. 锁模力的校核由 查模具设计指导表6-5塑料成型时的注射压力=6090MppF式中 ：p塑料成型时型腔压力 塑料的型腔压力p=60Mpa F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（）各型腔及浇注系统在分型面上的投影面积 F=（102602）=12240 (2-13） pF=6012240734KN (2-14）因为=900KNpF=734KN故合格2.12.3. 模具高度的校核只要实际模具的厚度能够满足这个条件，就能完全符合注射机首能承受的范围。本次设计的模具的厚度，由表3-1可得本次使用的注射机的最大安装模具厚度，其最小安装模具厚度，所以符合上述条件。结论在设计本次香皂盒注塑模具的第一步就是先分析塑件的产品要求和工艺参数来确定材料的使用问题。经考虑，选用了既能保证塑件表面精度和平滑又安全环保的PP（聚丙烯）。第二步确定香皂盒塑件尺寸和精度等级，考虑到经济效益和产品实用性最终确定下盖板轮廓尺寸为102mm * 59.8 * 18mm，上盖板轮廓尺寸为101mm * 58.8mm * 7mm，塑件的精度等级为4级。第三步，确定分型面和注塑机型号，因本次香皂盒模具设计结构比较简单，所以使用一模两腔的制造方式，按分型面的选择原则，将上下盖板的接触水平面定为分型面。，并确定选用XS-ZY-500型注塑机。第四步设计浇注系统，其中包括浇口、浇口套和分流道，经查阅在保证精度的情况下并鉴于不同浇口的优势，决定选用侧浇口，并使用T8A作为浇口套的原材料。其次是分流道的布置，因为要让热熔的塑料液体均匀的流入型腔内，所以采用平衡式分流道设计，不仅能够保证熔体均匀流入型腔，而且能够使其在流动的时候温度下降减少。第五步是导向机构的设计，分为导柱和导套的设计。使用UG软件计算塑件尺寸，确定使用龙记标准模架，然后生成配套的导柱，使其能够顺利的进行开合模并分担侧压力。为了减少在注塑过程中导柱与模板之间的磨损，故设计了表面光滑的导套。第六步是脱模结构的设计，虽然本次设计的塑件较为简单，所以选用推杆脱模就能够生产标准，但是脱模系统直接影响着塑件成型的质量，要保证推杆的硬度和设计的灵活性要大，才能将模具顺利的推出来。第七步是排气和冷却系统的设计。该塑件结构简单，且考虑制造成本，
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