化装品盖注射模设计

金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY毕业教学环节成果 （2009 届）题 目 化妆盒盖子注射模具设计 学 院 金华职业技术学院 专 业 模具设计与制造 班 级 074班 学 号 200731020360436 姓 名 应 健 指导教师 朱永强 2010年 05月 10 日 化妆品盖子注射模具设计摘要：随着人们生活水平的提高，市场上的化妆品越来越多，化妆品的增多带来了化妆品盖在市场上的需求空间，这就使得化妆品盖的生产商们需要花更多的心思在盖的设计上面。化妆品盖的设计好坏间接的影响了化妆品的销售；因此，化妆品盖的设计是否新奇独特，美观成了化妆品盖生产者所首要考虑的问题。关键词： 化妆品盖子 注射模具 设计Cosmetics cover injection mold desigFirst, abstractSummary:Along with the people living standard enhancement, in the market cosmetics are more and more many, the cosmetics increased bring the cosmetics to cover in the market the demand space, this caused the producers which the cosmetics covered to need flowered more thoughts in above the design which covered. The cosmetics cover design quality indirect influence cosmetics sale; Therefore, the cosmetics cover the design novel is whether unique, artisticly became the cosmetics to cover the producer most important consideration the question.Key word： Cosmetics cover Injects the mold Design目录摘要2英文摘要2引言2一、正文51. 分析设计任务书52分析塑件制品图及实祥53. 初步确定型腔数目134. 注塑机的选择135. 浇注系统的设计226. 确定主要零件结构尺寸选模架147. 成型零部件的设计168. 导向机构的设计219. 冷却系统的设计2710.模具排气槽的设计2211.校核31二、结论32三、谢辞33四、参考文献33引 言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。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战比例越来越大。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。本次毕业设计的主要任务是锁盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产锁盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对锁盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口单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。一.正文1. 分析设计任务书任务书条理清晰，适合我们学生的设计步骤，引导学生合理的设计模具，为我们提供了良好的起步，按照任务书的要求，我们经过几天的分析与思考，说明书的技术要求，制品的生产批量及所用注射机的型号和规格已经基本定型。2. 分析塑件制品图及实祥2.1 产品技术要求和工艺分析零件名称：化妆盒盖图号：01材料：PE(聚乙烯) 生产批量：中批量零件图2.1.1产品技术要求：表面无划痕、裂纹、缺陷。2.2塑件的工艺分析朔料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点 结论ABS曲面结构表面精度要求较好，光滑，无痕迹耐温，耐腐蚀性能较好，耐气候性较差有一定的化学稳定性，耐酸碱等有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，有良好的加工性能和染色性能 ，有良好的绝缘性，耐油性，和耐水性流动性好，ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，连续工作温度为70度左右，热变形温度为93度左右控制模具温度，一般在50-70度为宜，模具应用耐磨钢，并淬火；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，故模具设计时应尽量减少浇注系统对流料的阻力；ABS在温度升高时黏度升高，所以成型时压力高，故脱模斜度宜稍大为2度。2.2.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征 该塑件材料选用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。2.2.2分析塑件的结构工艺性 该塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级：IT5级。2.2.3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： 注射压力： 保压力： 注射时间： 保压时间： 冷却时间： 成型周期：3.初步确定型腔数目根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用一模十腔，综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素考虑以下两种型腔排列方式。 方案一 方案二方案二分流道为非平衡式布置，加工难度大，需多次修模校正，方案一分流道为对称式布置，较容易实现均衡地进料，据以上原因，采用方案一。4.注射机的选择4.1 塑件体积的计算 根据零件的三维模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积 V=2.388 cm 浇注系统的体积： V2=2.375cm塑件与浇注系统的总体积为: V=2.388+2.375=4.763 cm 计算塑件的质量：查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V=2.388 cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.05g/cm所以，塑件的重量为：M=V=2.3881.05=2.5074g 4.2按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 （4-1）得 (4-2) 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量，cm或g; 浇注系统凝料量，cm或g； 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 10.1cm4.4 查表文献4、2得选用 XS-ZY-125型号注射机5.浇注系统的设计浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。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：； 喷嘴前端球面半径：； 根据模具主流道与喷嘴的关系 取主流道球面半径：； 取主流道小端直径：； 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，取其值为，经换算得主流道大端直径为 图5.1 主流道示意图5.2 分流道的设计 分流道选用圆形截面：直径D=10mm流道表面粗糙度 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5.2 图5 .2 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5.3 图5.3 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） 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。6.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7.成型零部件的设计型腔、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: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔内径： =30.15MM型腔深度： =25.12MM型芯外径： =28.54MM型芯深度： =24.32MM 型腔径向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收缩率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（ mm）;-型芯径向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；模架与型腔型芯的计算：确定型腔尺寸：270*300*50，型腔为定模板直接加工中心加工成型型芯镶件尺寸：200*195*598.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 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。 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。 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 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。 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推出机构的设计根据塑件的形状特点， 模具型腔在定模部分，型心在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。由于分型面有台阶，为了便于加工，降低模具成本，我们采用推杆推出机构，推杆推出机构结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件底部装配后使用时 不影响外观，设立五个推杆平衡布置，既达到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推杆推出塑件，推杆的前端应比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm 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.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）： (8-1) 式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; -被包紧部分的深度（cm）; -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取； -磨擦系数，一般取； -脱模斜度； L=240.12*2+280.15=520.27MMH=24.32MM Q=520.27MM*24.32MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5) =113.877(KN)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=（） (8-2) d圆形推杆直径cm推杆长度系数0.7l推杆长度cmn推杆数量 E推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/) Q总脱模力 取 。推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-98= (8-3) 取320N/mm 推杆应力合格，硬度HRC50659.冷却系统的设计冷却水回路布置的基本原则： a) 冷却水道应尽量多，b) 截面尺寸应尽量大； c) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当； d) 适当布置水道的出入口； e) 冷却水道应畅通无阻； f) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位； 由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。 设定模具平均工作温度为，用常温的水作为模具冷却介质，其出口温度为。9.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量 查表3-26得ABS的单位流量为 得 = 9.2 求冷却水的体积流量V 由式3-41得： (9-1) 查表3-27可知所需的冷却水管直径较小。 由上述可知，设计冷却水道直径为8符合要求。10.模具排气槽的设计 当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。我们的塑件并不是很大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设计在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取0.04。11.校核11.1整体式圆形型腔壁厚度的计算按刚度条件计算:设想用通过型腔轴线的两平面截面取侧壁，得到一个单位宽度长条，该长条可以看作一个一端固定、一端外伸的悬臂梁，。由于长条的宽度取得很小，梁的截面可近似视为矩形。由于该梁承受均匀分布载荷，故最大饶度产生在外伸一端，起值为： (10-1) 式中 -型腔材料弹性模量； -梁的惯性矩，其中，； s侧壁厚度。 应使，则取为一单位宽度，可求得： (10-2) 得校核条件成立 11.2整体式圆形型腔底板厚度的计算 按刚度条件计算: 整体式圆形型腔底板可视为周边固定的圆板，在型腔内熔体压力作用下，最大饶度亦产生在底板中心，其数值为： (10-3) 应使，则 得 校核条件成立 11.3注射机有关工艺参数的校核 1）锁模力与注射压力的校核 (10-4) -注射时型腔压力 查参考文献得 30MPa -塑件在分型面上的投影面积（） -浇注系统在分型面上的投影面积（） -注射机额定锁模力，按GB XS-ZY-125型注射机额定锁模力为900 得 得 得 符合条件 故选 XS-ZF-125注射机成立11.4模具厚度H与注射机闭和高度 注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离 即满足下式 (10-5) 式中 -注射机最大开模行程，mm； -推出距离（脱模聚居），mm； -包括浇注系统在内的塑件高度，mm； Sk=72+45=117 条件成立二结论历经近一个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过一个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的求学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。在这次设计过程中得到了朱永强等指导老师以及许多同学的帮助，使我受益匪浅。在此，对关心和指导过我的各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成三年的学习、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、热处理、计算机辅助设计等专业基础课和专业课方面的知识，我对于