婴儿浴盆设计

本科毕业设计（论文）前言塑料制品在人们的日常生活及现代工业生产领域中得到日益广泛的应用。它在国民经济的许多领域不同程度地替代了金属、木材及其他材料。随着塑料工业的发展，社会对塑料制品的需求愈来愈大，若要生产出较好的塑料模具制品，必须有先进实用的塑料模具，因此如何设计塑料模具就为专业工程技术人员的所关注。本次设计为婴儿浴盆，它的结构简单，体积较大。设计过程主要是结合课本从塑件的工艺分析、成型设备选择与模塑工艺规程编制、注射模的结构设计、推出结构的设计、导向机构的设计、注射成型机基本工艺参数的校核、冷却系统设计、婴儿浴盆模具装配图设计等方面考虑。在设计编写过程中，袁老师及其他同学给予大力支持和帮助，提出了许多宝贵的意见和建议。在次一并表示衷心感谢。由于设计者水平有限，设计中错误之处在所难免，敬请读者批评指正。 编者2007 年 6 月 本科毕业设计（论文）一、塑件的工艺分析制品如图 1 所示，材料为 PP图 11、塑件的材料分析塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点 成型特点聚丙烯PP线型结构结晶形塑料，不透明可在100以上使用，耐热性较好，若不受外力，则温度升到150 也不 变 形 。低 温 呈脆性。具有较好的化学稳定性密 度 小 ， 约为0.9g/cm3。它 的 力 学 性能 很 好 并 有很 突 出 的 刚性 ， 耐 热 性较 好 。 耐 磨性 不 够 高 ，成 形 收 缩 率较 大 ， 低 温呈 脆 性 。 热变 形 温 度 亦较 低流动性极好 ，冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热。收缩率大，易发生缩孔、变形、方向性明显。应控制成型温度料温低则方向性明显，模温低于 50 ， 注出的塑件不光泽，易产生熔接不良，有流痕，模温高于90 ，易发生翘曲和变形。壁厚要均匀，避免缺口、尖角2、塑件的设计要求该制品为婴儿浴盆，要求外形美观，光泽度较高，尺寸比较大，一般精度等级（6 级） ，浴盆表面粗糙度要求不高，符合最小壁厚要求。盆底设有底垫为了起支撑和防滑作用。外型尺寸如图 1 所示，单位：毫米。3、明确塑件批量本次设计产品为单件生产，采用一模一腔。浇注系统要自动脱模，浇口为中心直接浇口成型。本科毕业设计（论文）二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制1.计算塑件的体积和重量 该塑件产品为聚丙烯，查手册可知其密度为 0.900.91/c 3，取0.90/c 3；收缩率为 1.02.5%，其平均收缩率为 SCP=1.75%计算塑件的体积和质量（由 Solidworks 绘图软件直接生成）V 塑 =1911100.74mm3 m 塑 =1719.99g V 浇 = 7375.04 mm3 m 浇 =6.64gV 总 =1918475.78 m 总 =1726.63g根据塑件形状及尺寸采用一模一件的模具结构，考虑到外形尺寸及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机 SZY2000。注射机参数如下：理论注塑容积： 2500cm3注塑压力： 90MPa 锁模力： 6000kN 拉杆空间： 760mm700mm模板行程： 755mm最小模厚： 500mm最大模厚： 800mm喷嘴直径： 10mm喷嘴圆弧半径： 18mm2.确定成型工艺参数查附表 2-1 得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。温度 t/0C 80100注射时间2060预热和干燥时间 /h 12 保压时间03后段 160180 冷却时间2090中段 180200成型时间总周期 50160料筒温度t/0C前段 200220 螺杆转速n/(rmin-1)48喷嘴温度t/0C240250 方法 模具温度t/0C8090 温度t/0C聚丙烯PP注射压力p/Ma70100后处理时间r/h三、注射模的结构设计1.分型面的选择本科毕业设计（论文）在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，分型面选在最大截面处如图 2 。图 22.型腔数目的确定及型腔的排列由于该塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中间。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。3.浇注系统的设计 （1）主流道设计根据手册查得 SZY2000 型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴球半径： R0=18mm 喷嘴直径： d0=10mm根据模具主流与喷嘴的关系（如图 3）：浇口套球面半径 R=R0+(0.51)mm=18.519mm 取 R=19mm小端直径 d=d0+(12) mm=1112mm 取 d=11mm主浇道锥角 a=2060 取 a=60主浇道长度 L60mm 取 50mm 图 3（2）浇口的设计由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单，所以浇口为模具中心直接浇本科毕业设计（论文）口成型，如图 3 所示。4.型腔结构设计 （1）分析浴盆尺寸公差该塑件尺寸精度为一般精度，取 6 级，其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm）：外形尺寸：830 0-3.2 4000-2.6 2500-1.8 3500-2.4 150-0.4 50-0.28内形尺寸：698 0+3.2 3950+2.6 3400+2.4 2550+2.0 90+0.32（2）型腔尺寸计算凹模尺寸：径向尺寸 LM 大 =（L S+LSSCP- ） 0+ z34=（830+830x0.0175- x3.2） 0+1.07= 842.130+1.07LM =（L S+L SSCP- ） 0+ z34= (400+400x0.0175- x2.6)0+0.87= 405.050+0.87高度尺寸 HM =（H S+HSSCP- ） 0+ z23= (250+250x0.0175- x1.8)0+0.60= 253.180+0.60凸模尺寸：径向尺寸 lM =（l S+lSSCP+ ） 0- z34= (698+698x0.0175+ x3.2)0-1.0734= 712.620-1.07lM 小 =（l S+lSSCP+ ） 0- z 34=（395+395x0.0175+ x2.6） 0-0.87= 399.960-0.87深度尺寸 hM =（h S+hSSCP+ ） 0- z23= (255+255x0.0175+ x2.0)0-0.6723= 260.800-0.67本科毕业设计（论文）其中：塑件公差（mm） z模具制造公差，取 13SCP平均收缩率，取 1.75%5、选择标准模架确定模板厚度需要考虑到整副模架的闭合高度、开模空间等与注射机之间要相适应，根据以上分析、计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和规格。查表 2.7 大型模架尺寸系列（1）选用：规格 6390相关参数如下：定模板厚度 50mm型腔板厚度 250mm凸模固定板厚度 100mm动模垫板厚度 125mm四、推出结构的设计根据婴儿浴盆的形状特点，模具型腔在动模部分，开模后，塑件留在型腔。推出机构采用推板推杆推出。推板推杆推出结构简单，推杆端部推板做成锥形，设在凸模上端的中心处，在推出时与盆底接触面大，不易变形平稳可靠，虽然推出时在盆底留下顶出的圆形痕迹，但不影响使用和外观，同时，推出塑件时型腔表面与塑件之间迅速进气，便于起模。锥面配合角度取 600 ，如图 4 所示。推板推杆的直径 d=40mm （查表 2.7 大型模架尺寸系列）推板推杆的总长 L=617mm （由型腔板厚度、凸模固定板厚度、动模垫板厚度和支块厚度组成）推板的直径 D=100mm锥面配合角度 =600本科毕业设计（论文）图 4五、导向机构的设计导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模的正确定位和导向的重要零件。导向机构通常采用导柱导向，其主要零件有导柱和导套。导柱结构为带储油槽导柱如图 5 所示，导柱直径可查表 2.7 大型模架尺寸系列为 d（f7 ）=50mm ，表 3-13 导柱参考尺寸得 (m6)=55mm、d 1 固定孔公差 H7和大端直径 D=76mm。图 5六、注射成型机基本工艺参数的校核1、最大注射量的校核为了保证正常的注射成型，最大注射量应稍大于塑料制品的重量或体积体积 KV0V= +V 浇1niiV0.8x25001911.10+ 7.38 20001918.48即 满足使用条件式中：K 注射机最大注射量的利用系数，K 取 0.8V0 注射机的最大注射量（cm 3）V 塑件的体积（cm 3）V 浇 浇注系数凝料的体积（cm 3）质量 Km0m= +m 浇1nim本科毕业设计（论文）0.8x0.90x25001719.99+6.6418001726.63同理 满足使用条件式中：K 注射机最大注射量的利用系数， K 取 0.8m0 注射机的最大注射量（g）m 塑件的质量（g）m 浇 浇注系数凝料的质量（g）2、注射压力的校核注射机的最大注射压力 P0 应稍大于塑件所需的注射压 P，查表 2-1 得P=70100MPa即 P0P3、锁模力的校核为了避免塑料注射成型时的作用而使模具沿分型面分开，注射成型机的锁模力可按下式核算：F0K 1pA 分则 6000x103 x90x105x0.3626000x1031620x10 3即 符合使用要求式中： F0 注射成型机的公称锁模力（N）K1 压力损耗系数，K 1=1/32/3，取 1/2P 注射压力（Pa）A 分 塑料制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和（m 2）4、模具闭合高度的确定和校核（1）模具闭合高度的确定根据标准模架各模板尺寸及模具设计的其他零件尺寸：定模板 H 定 =50mm， 型腔板 H 型 =250mm凸模固定板 H 固 =100mm， 动模垫板 H 垫 =125mm支块 H 支 =165mm模具闭合高度 H 闭 =H 定 +H 型 +H 固 +H 垫 +H 支本科毕业设计（论文）=50+250+100+125+175=690mm（2）模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为 435x830mm2, SZY2000 型注射机模板最大安装尺寸为 630x900 mm2，故能满足模具安装要求。SZY2000 型注射机所允许模具的最小厚度为 Hmin=500mm,最大厚度为Hmax=800mm 。即模具满足 Hmin HH max 的安装条件。5、模具开模行程的校核经查资料注射机 SZY2000 的最大开模行程 S=755mm，采用单分型面注射模，满足下式计算所需的出件要求：S H 1+H2+(510)mm= 125+300+10= 435mm故 开模行程满足要求式中：H1 塑件推出距离（mm）H2 包括浇注系统在内的塑件高度（ mm）六、冷却系统设计在保证模具材料具有足够强度的前提下，冷却水道尽可能开设在靠近型腔的位置，其边距为 1020mm。根据塑件的特征，采用沟道式冷却装置，冷却通道的形式设计成多级式冷却通道，冷却通道的分布应与型腔轮廓相吻合，冷却水应从浇口附近开始流向其他地方，冷却通道孔径 15mm。本科毕业设计（论文）七、婴儿浴盆模具装配图设计如下：本科毕业设计（论文）图 6 1导柱 2双联导套 3定模板 4塑料制品 5型心 6浇口套 7推板 8型腔板 9拉板螺钉 10水嘴 11凸模固定板12支块 13螺钉 14销钉 15弹簧 16螺母 17推杆18压板 19橡皮密封圈 2