塑料药膏盒模具设计

塑料药膏盒模具设计摘要本篇设计是专门针对复方酮康唑软膏药膏盒的模具设计，该药膏盒是药店中常见的塑料制品。本篇设计以塑料件工艺分析，模具的具体结构为出发点。通过对塑料件的材料分析，模具结构的拟定，注射机选择，模架的确定、脱膜系统以及温度调节系统等方面设计出这套塑料模具，用于复方酮康唑软膏药膏盒大批量自动化生产。关键词：药膏盒；材料分析；模具结构；注塑模设计AbstractThisdesignisspecificallyforCompoundKetotonazoleCreamointmentboxmolddesign,theointmentboxisadrugstoreincommonplasticproducts.Thedesignoftheplasticpartsprocessanalysis,thespecificstructureofthemoldasthestartingpoint.Basedontheplasticmaterialanalysis,draftingmoldstructure,moldinjectionmachineselection,determination,strippingsystemandtemperaturecontrolsystemdesignthissetofplasticmoldsforCompoundKetotonazoleCreamointmentboxbatchautomaticproduction.Keywords:ointmentbox;materialanalysis;moldstructure;injectionmolddesign目录前言.11塑件的成型设计.21.1塑件的分析.21.1.1外型尺寸.21.1.2脱模斜度.21.1.3外观要求.21.2PS材料分析.31.2.1成型特点.31.2.2PS的性能指标.32拟定模具的结构形式.42.1分型面位置的确定.42.1.1确定型腔数目.42.1.2型腔的排列方式.42.1.3模仁的设计.42.1.4分型面的设计.52.2浇注系统设计.62.2.1选择浇注系统.62.2.2浇口设计.62.2.3分流道设计.72.2.4主流道设计.73选取注射机.93.1计算注射量.93.2注射成型的工艺参数.93.3确定注射机型号.94注塑模模架的选定.104.1注射模具的基本结构.104.1.1单分型面注射模.104.1.2双分型面注射模.104.2模架的选择.114.2.1龙记细水口.115脱模系统设计.125.1设计要求.125.2顶出机构设计.125.2.1顶出距离.125.2.2顶出装置选择.135.2.3圆推杆设计.136冷却系统设计.146.1冷却形式的确定.146.2冷却系统的设计.14总结.15致谢.16参考文献.180前言工业发展离不开生产制造，而生产制造离不开模具产业的发展。模具设计水平与生产率几乎成正比。优秀的模具设计可以最大化利用现有资源，最大化利用时间，为工业的生产提供广大的优化空间。模具设计的优劣影响着生产制造的效率和质量。塑料于1927年被科学家发明，随着现代科学技术的飞速发展，更多优异的塑料被发明。并广泛应用于国防军工、工业生产，日常生活，大大促进了塑料工业的飞速发展，导致塑料工业逐渐占据了在工业制造上的很大比重。一个性能优异的塑料件甚至能代替多个有着传统工艺的金属件，导致塑料件的使用范围逐步扩大。塑料模具是工业上专门用来生产塑料制品的工具，这个工具内有成型模腔。在工作时，将塑料模具安装在注塑机上，高温状态下的塑料颗粒呈熔融状态被注入成型模腔内，在腔内经过塑料模具冷却系统冷却后成型，然后上模与下模分开，模具的脱模系统中的顶出机构将成品从模腔顶出脱离模具，接着塑料模具再合闭进行下一次注塑成型，整个工作过程是循环进行的。塑料模具的具体结构有很多种，但基本结构是一致的，塑料种类和特性、塑料制品的外形尺寸特点以及所选注射机型号等原因决定了塑料模具的结构变化。模具主要由浇注系统、温度调节系统、型芯型腔和标准件组成。因为浇注系统和型芯型腔是与塑料直接接触部分，是塑料模具构成部分中比较复杂、变化较大，加工工艺要求最高的部分。目前，我国的模具企业大多属于中低档企业，技术水平不高，很多的高精度、高质量模具仍然依赖进口，比如李克强总理就曾经指出“我们连圆珠笔的笔头都造不出来，需要进口”这一技术低端现象。对于行业来说，不断提高技术水平，走向尖端，是发展的必然选择。在模具行业里，一般的设计人员并不少见，而高端技术人才十分缺乏。如果要改变我国的模具行业低端现象，作为设计人员就要有更高的技术水平与实践经验。）11塑件的成型设计1.1塑件的分析1.1.1外型尺寸本设计为塑料药膏盒尺寸如图1-1所示，该件的厚度为1mm，未注拔模斜度为1，未注圆角为R1，外型尺寸小，注塑流程相对较短，非常适合注塑成型。图1-1药膏盒1.1.2脱模斜度该塑料件以聚苯乙烯（PS）为原材料，参考表1-1可得，该塑料件的型芯、型腔的脱模斜度为1.表1-1塑料常用的脱模斜度脱模斜度塑料名称型腔型芯PVC、PC、PSF35403050PS、PMMA、ABS、POM351303040PF、UF、MF、OAP、EP2540205021.1.3外观要求要求外表面光滑，无毛刺出现、无缩痕现象，浇口不允许设计在产品外表面。1.2PS材料分析1.2.1成型特点聚苯乙烯性能方面比较脆，容易出现裂纹，所以产品脱模斜度要适当，脱模力度要均匀；熔融状态下流动性好，要求模具的间隙不能大，防止成型飞边，出现毛刺现象；在模具设计中，当使用聚苯乙烯为原料时，模具大多设计成点浇口形式；适合高温成型，而且要延长注射时间，用来防止产品变形。1.2.2PS的性能指标经查资料所得PS的性能指标如表1-2所示表1-2PS的主要性能指标密度g/1.05吸水率%0.03-0.05透明性透明抗张强度(KG/CM2)350-630伸长率%1.0-2.5弯曲强度(KG/CM2)610-960成型收缩率mm/mm0.001-0.006压缩强度(KG/CM2)810-1120导热系数10-4卡/秒*CM/24比热(卡/*g)0.32热膨胀系数(10-5/)6-8连续耐热温度()66-77）32拟定模具的结构形式2.1分型面位置的确定2.1.1确定型腔数目型腔数目应根据塑料件的外形尺寸、生产需求、生产成本等因素来综合考虑。因为由于本塑料件尺寸外形较小，属于小零件，而且结构简单。根据moldfolw软件中的模流分析可得，采用一模四腔最合适，如图2-1所示，在节约生产模具成本的同时可以满足该塑料件的大批量生产。图2-1型腔数目2.1.2型腔的排列方式正为了保证模具的压力和温度平衡，采用了将型腔四角对称排位，如图2-2所示。图2-2型腔排列2.1.3模仁的设计模仁设计参考图如图2-3所示。4图2-3模仁设计参考图一般情况中设计原则如下：1）塑料件沿到模仁边沿的距离不小于15mm。2）塑料件顶端至定模仁顶端距离大于10m。3）塑料件低端到动模仁底端距离大于15mm。所得到的的A、B、C、D最好为整数，并且相对于模具中线对称。如图2-4所示，塑料药膏盒模具的模仁设计符合上述原则。图2-4塑料药膏盒模具模仁设计2.1.4分型面的设计分型面的设计要符合塑料件脱模的要求，确保塑料件留在动模上；方便顶出塑料件，顶出痕迹不显露在外观，不能损坏塑料件光滑的外表面；要有利于模具加工。综上所述，分型面位置如图2-5中箭头所示。）5图2-5分型面示意图2.2浇注系统设计2.2.1选择浇注系统浇注系统一般分为冷流道浇注系统和热流道浇注系统两种。但是由于采用冷流道浇注系统的模具，结构较简单，方便设计生产；模具的生产成本也低，比较经济划算；进入冷流道浇注系统的塑料也相对稳定。所以再根据该塑料件的生产成本及其大批量生产的特点，故选择冷流道浇注系统。2.2.2浇口设计设计要求：浇口位置要选择在分型面上，动定模分离后浇口能自动拉断，要方便自动化操作。去除浇口以后，塑件上留下的痕迹不明显，不影响塑件表面的美观。与四个型腔的距离尽量相等，使流程最短并利于模具排气。综上所述，决定采用点浇口形式最为合适。其具体数据如图2-6所示。图2-6点浇口6最终确定a=2，b=20，c=0.2，d=1.2.2.3分流道设计要保证四个型腔上浇口位置相同，分流道长度相同。因为型腔采用一模四腔、四角对称排列方式，所以分流道的布置形式如图2-7所示。图2-7分流道布置形式此次选用U型分流道，其截面分析数据如图2-8所示图2-8U型分流道截面分析2.2.4主流道设计主流道一般处于塑料模具中心、塑料熔体的入口处，它将高温状态下的塑料熔体导入分流道中。为了方便模具脱模，主流道在设计上大多采用圆锥形，本套模具采用的主流道及其数据如图2-9所示。）7图2-9主流道83选取注射机3.1计算注射量通过三维软件UG分析计算得到：塑件体积V塑1.8；塑件质量m塑PV塑1.051.81.89g（P值参考表1-2，可取1.05g/）。3.2注射成型的工艺参数根据塑料件的结构分析和聚苯乙烯的成型特点，经查相关资料得到该塑料件的注射成型工艺参数如表3-1所示。表3-1聚苯乙烯（PS）注射成型工艺参数注射机类型柱塞式喷嘴形式直通式温度/160-170模具温度/20-60前段170-190注射压力/MPa60-100中段保压压力/MPa30-40料筒温度/后端140-160注射时间/s0-3保压时间/s15-40冷却时间/s15-30成型周期/s40-903.3确定注射机型号该塑料件采用注射成型加工方式，采用一模四腔结构分布。因为考虑到塑料件结构组成、大批量的生产特点及注射工艺参数等因素初选XS-ZS-22型注射机。其主要技术参数如表3-2所示。表3-2XS-ZS-22主要技术参数一次注射量/20-30螺杆直径/mm20-25注射压力/MPa75-117注射方式双柱塞锁模力/kN250最大注射面积/90最大开模行程/mm160模具最大厚度/mm180定位圈直径/mm63.5模具最小厚度/mm60）94注塑模模架的选定4.1注射模具的基本结构4.1.1单分型面注射模单分型面注射模结构如图4-1所示。图4-1单分型面注射模1-动模板；2-定模板；3-冷却水道；4-定模座板；5-定位圈；6-浇口套；7-型芯；8-导柱；9-导套；10-动模座板；11-支撑板；12-支撑钉；13-推板；14-推板固定板；15-主流道拉料杆；16-推板导柱；17-推板导套；18-推杆；19-复位杆；20-垫块；21-注射机顶杆。4.1.2双分型面注射模双分型面结构如图4-2所示。图4-2双分型面注射模101-模脚；2-托板；3-动模板；4-推板；5-拉杆导柱；6-限位销；7-弹簧；8-定距拉板；9-型芯；10-浇口套；11-面板；12-定模板；13-导柱；14-复位杆；15-面针板；16-底针板。4.2模架的选择4.2.1龙记细水口综合塑料件的结构特点，以及浇口的设计，故选择该注塑模的模架为龙记细水口系列模架。型号为DCI，模胚规格为2530，A板厚度为50，B板厚度为60，C板厚度为80，具体如图4-3所示。图4-3细水口模架）115脱模系统设计5.1设计要求1）推出机构的位置设计要符合塑料件外观要求。2）推出机构要使塑料件的顶出力均匀。3）推出机构的导向复位系统要可靠。4）推出机构的零件尽量可能选用标准件。5.2顶出机构设计该塑料件的顶出方式采用动模顶出，因为其模具的结构比较简单，便于模具的加工制造。动模顶出方式如图5-1所示。图5-1动模顶出方式5.2.1顶出距离一般规定被顶出的塑料件距模具大于510mm，如图5-2所示。图5-2顶出行程125.2.2顶出装置选择因为圆顶杆及圆顶杆孔在模具上都方便加工，而且圆顶杆也能作为标准件，成本低廉。符合塑料药膏盒模具低成本生产加工的原则，所以顶出装置选择圆顶杆，如图5-3所示。图5-3圆顶杆推出装置5.2.3圆推杆设计为了使脱模力大，使塑料件能够平稳脱离模具，圆推杆的直径一般取大一点。塑料药膏盒模具所选用圆推杆如图5-4所示。）13图5-4圆推杆6冷却系统设计6.1冷却形式的确定普通冷却方式分为平行冷却和连续冷却两种，塑料药膏盒模具采用普通冷却形式中的平行冷却方式，如图6-1所示。图6-1水路平行冷却方式6.2冷却系统的设计冷却系统的作用为了缩短塑料件的成型周期，提高生产效率和产品质量。同时，要提高冷却速度，使塑料件冷却均匀，且冷却系统尽量加工简单。因为水路横向布置加工简单，冷却速度快、效率高，所以水路布置大多采用横向布置。图6-1所示的便是横向布置。冷却系统一般有以下几个要求：1）水路距塑料件至少为20mm。2）距螺钉至少为5mm。3）距模仁顶针至少为4mm。4）冷却水路的水孔直径一般为6mm、8mm、10mm、12mm。5）水井直径一般有16mm、20mm、25mm。6）避免模具表面冷却不均匀情况出现。因为塑料药膏盒尺寸不大，所以水路直径选择为8mm。同时要注意水路与其他零件的位置，不能与其他零件相碰撞。在水嘴25-30mm范围14内无其他零件。总结本次设计是对大学三年所学的专业知识的一次汇总，一定程度上检测了个人对模具设计与制造这门学科的理解深度和掌握程度。这次设计对于大三学生来说是一次很好的学业测试机会也是一名大三学生必须经历的一次机会，同时也是对自己的一个挑战。我们大学三年的所学知识，所得到的经验都将在这个设计中体现出来。这次设计中，我们查阅大量资料书籍，将平时所学的专业理论知识、实训经验、对二维制图软件以及三维制图软件的掌握能力揉合在一起，完成了本次设计。当然，这一切也离不开老师的指导和一起做设计的同学们的帮助，如果没有他们的无私帮助，一个人完成这样的设计是非常困难的。经过这次设计，对很多塑料材料有了进一步的认识，对塑料模具行业的发展也