基于ug的肥皂盒注塑模设计_毕业设计

基于UG的肥皂盒注塑模设计毕业设计摘要本文是关于肥皂盒的塑料注塑模具的设计，在正确分析塑件的结构，技术要求及企业的生产实际情况后进行塑件的注射模设计。分别对聚苯乙烯的性能，塑件结构特点分析后，采用了侧浇口进行浇注，以及注射机的选用，分型面的选择，型腔数目的确定，成型零部件的结构设计以及相关的计算，并配有图例来加以说明。采用CAD软件对模具进行辅助设计、分析、绘图。其核心知识是塑料成型、材料成型技术基础、机械设计、塑料成型工艺、计算机辅助设计、模具CAD等。通过本次设计，可以对注射模具有一个初步完整的认识，注意到设计中的一些细节问题，如制作的结构、成型零部件的尺寸计算，了解模具结构及工作原理；设计中对注射机相关重要参数进行验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模等。校核合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。关键字聚苯乙烯（PS），注射模，肥皂盒，浇注系统，分型面ABSTRACTTHISARTICLEISABOUTTHESOAPBOXMOLDDESIGN,PLASTICPARTSINTHECORRECTANALYSISOFTHESTRUCTURE,TECHNICALREQUIREMENTSANDACTUALSITUATIONOFPRODUCTIONAFTERTHEINJECTIONMOLDPLASTICPARTSDESIGNRESPECTIVELYPOLYPROPYLENEPERFORMANCEANALYSISOFSTRUCTURALCHARACTERISTICSOFPLASTICPARTS,THEUSEOFPOINTSFORPOURINGGATE,ASWELLASTHECHOICEOFINJECTIONMACHINE,THECHOICEOFPARTINGSURFACE,THEDETERMINATIONOFTHENUMBEROFCAVITY,FORMINGTHESTRUCTURALDESIGNOFCOMPONENTS,WITHALEGENDTOBEDESCRIBEDTHEUSEOFCADSOFTWAREFORMOLDDESIGN,ANALYSIS,GRAPHICSTHECOREKNOWLEDGEISTHEPLASTICMOLD,MOLDINGMATERIALANDTECHNOLOGICALBASE,ANDMECHANICALDESIGN,PLASTICMOLDINGTECHNOLOGY,COMPUTERAIDEDDESIGN,CAD,SUCHASMOLDTHROUGHTHISDESIGNMAYTOCASTTHEMOLDTOHAVEAPRELIMINARYUNDERSTANDING,NOTESINTHEDESIGNCERTAINDETAILQUESTION,UNDERSTANDSTHEMOLDSTRUCTUREANDTHEPRINCIPLEWORK,THEDESIGNSHOULDBECERTIFICATION,PRIMARILYRELATEDTOTHEINJECTIONMACHINEOFIMPORTANTPARAMETERSTHECERTIFICATIONINCLUDINGDIECLOSETHICKNESSSIZES,THENAMEDISTANCE,INJECTIONMACHINEOFTHEDIEDRAEFORCEANDSOONAFTERCHECKINGQUALIFIED,THEMOLDINGPARTSMACHININGPROCESSDESIGNMUSTENSURETHATTHEQUALITYOFSUPERVISIONTAKINGINTOACCOUNTTHEECONOMYKEYWORDSPOLYSTYRENE，INJECTIONMOLD,SOAPBOX,POURINGSYSTEM,PARTINGSURFACE第一章绪论1第二章注射成型工艺及注射机的选择321塑件三维图及基本尺寸322肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性4221塑料的含义及分类4222塑料的组成4223塑料的特性5224主要塑料的性能参数5225聚苯乙烯的工艺性能723注射机的选择8231工艺分析8232注射成型基本过程8233注射机的分类9234注射机的选择11235注射机工艺参数的校核12第三章塑件在模具中的位置1231型腔数目的确定1232型腔的分布1333分型面的选择14第四章浇注系统的设计1541浇注系统的组成及设计原则1542主流道的设计1643分流道的设计16431设计要求1744浇口设计1845冷料穴和拉料杆的设计1946排气系统的设计20第五章成型零部件的结构设计2151凹模的结构设计2152型芯结构的设计22521主型芯的设计23522小型芯的设计2353成型零部件的工作尺寸的计算23531计算成型零部件工作尺寸要考虑的因素23532成型零部件相关尺寸的计算24第六章结构零部件的设计2661模架的选择2662支撑零部件的设计27621支撑板的设计2763合模导向机构的设计28631导柱导向机构设计要点28622导柱的设计28633导套的结构设计28第七章推出机构的设计2871推出机构的设计原则2872推出机构的选择2973推件力的计算3074推出机构的导向与复位30第八章加热、冷却系统的设计3081冷却系统的作用3182冷却回路的尺寸确定3183冷却回路的布置3284模具加热系统的设计32第9章校核3291模具厚度的校核3392开模行程和塑件推出距离的校核3393注射模具工作原理装配图34第十章结束语34参考文献35第一章绪论我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。模具被称为工业产品之母，所有工业产品莫不依赖模具才得以规模生产、快速扩张，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”。当前，中国正以巨大的市场空间和丰富的人力资源优势，成为承接发达国家制造业资本流动和产业转移的重要载体。有关资料显示，目前广东的珠江三角洲地区已经成为我国模具工业最为发达、科技含量最高的区域。专家预测，随着全球加工业重心加快向我国转移，这一地区有可能在10年内发展成为世界模具生产中心。近几年，我国模具制造水平大幅度提高。一个国家的模具技术水平，已成为衡量国家制造业水平的一个重要标志，也是保持这些国家的产品在国际市场上优势的核心竞争力。中国模具行业加快了体制改革和机制转换步伐，产业结构日趋合理。相关机构预测到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。据国际模协秘书长罗百辉介绍，这几年全球58的模具是由德国等国家生产制造的，中国等亚洲国家的比例只占到1，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至22左右。模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。由于现代模具企业大多体现出技术密集、资金密集和高素质劳动力密集以及高社会效益的特点，模具制造业已成为高新技术制造产业的一部分。近年来，伴随着国产设备水平的不断提升，也有不少模具企业开始选择了国产机床。超精密镜面铣床、纳米级车铣复合中心、超精密数控车床等也已用于模具制造。不过有些高端设备主要还是靠国外进口。但现阶段我国模具制造业确实取得了显著的成功。据国际模协秘书长罗百辉介绍，我国以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的高水平的模具的比例已经达到了三分之一以上。我们要想成为世界制造业大国，没有先进的模具工业是不行的。在这方面我们还有很长的路要走，还有很多东西要学。首要的一条是要重视模具行业的发展，不但要有先进的技术，更要重视模具行业的商品化，让模具行业从企业中走出来，成为一个具有市场竞争力的新兴行业。据国际模协秘书长罗百辉调查，欧洲模具设计和生产的时间要比中国快，但因中国的劳动力成本低，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧。当前，越来越多的外资制造企业看到日益发展的中国模具，纷纷加入到中国的模具市场，许多国际知名品牌的汽车模具、冲压模具、注塑模具企业也都进入中国，且进入中国市场的力度非常迅猛，速度也非常快。尤其是在我国的华南地区广东一带，港资、台资和外资制造企业规模已经发展很大，模具的销售总量成为中国最多的地区。国际模协秘书长罗百辉表示，外资企业进入中国市场，不仅将资金带到中国市场，而且带来了先进的技术、设备和工厂管理。国外模具企业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力。随着模具制造工业在中国国民经济中的作用和地位的日益加强与提高，国家制造行业把模具工业列为中国制造业之母，将模具制造业列为支撑中国制造业发展的一个最基本的基石。所以，国家政策支持为模具工业的发展提供了良好的社会环境和政策保障，提高了模具行业从业者的积极性和主动性，正确的产业政策产生了正确的引导作用，促进了我国模具工业技术水平的提高和骨干模具企业队伍的形成。目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。“十一五”期间中国模具工业发展迅速，产需两旺，渐入佳境。但也要看到我国模具行业综合水平落后的面貌未得到根本性的改变，一些深层次的问题尚待解决。现在，中国可以说是世界模具生产大国之一，但还远远不是生产强国。“十二五”期间，应该向生产强国这目标迈进。第二章注射成型工艺及注射机的选择21塑件三维图及基本尺寸工艺参数尺寸L124XW80XH15（MM）壁厚2MM塑件精度5级精度脱模斜度型腔35至130型芯30至1本塑件圆角去半径R1MM塑件的体积V3578CM3查的塑件的密度105G/CM3则塑件的质量MV105G/CM33578CM33757G本零件设计如图21和图22（A）正面图（B）背面图21肥皂盒实物图（A）正面图B背面图图22肥皂盒工程图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，主要是在肥皂盒的底部打孔，这样可以让积累在里面的水自然流出，省去人工进行操作了。也可以提高肥皂的使用寿命。优点是结构简单，提高肥皂的使用寿命；缺点是有可能使水流在卧室，不能保证房间的整洁性。在开模时需保证塑件留在型腔上，用推杆顶出。22肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性221塑料的含义及分类塑料是以相对分子质量高的合成树脂为主要成分，加入其它添加剂,可在一定温度和压力下塑化成型的高分子合成材料。塑料分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料，经受热而发生化学反应，当加热（加压）达到一定温度而硬化并固化。热固性塑料，一经加热固化后，再受热也不能恢复到原来的状态；热塑性塑料，在受热后达一定温度则熔融软化流动，经冷却而固化。热塑性塑料，可反复加热熔化、冷却固化，材料的化学性能不变。在本毕业设计中主要牵扯到热塑性塑料。222塑料的组成1、树脂树脂是在受热时软化，在外力作用下有流动倾向的聚合物。它是塑料中起粘结作用的成分，也叫粘料。树脂主要决定塑料的基本类型（热塑性和热固性）和基本决定塑料的主要性能（机械性能、化学性能、导电性能等）。2、添加剂是指分散在塑料分子结构中，不会严重的影响塑料的分子结构，而能改善其性质或降低成本的化学物质。添加剂的加入，能促使塑料改进基材的加工性、物理性、化学性等功能和增加基材的物理、化学特性。3、填料主要起改善塑料性能的作用。常用的有粉状的木粉、滑石粉、铁粉、石墨粉等，纤维状的玻璃纤维、石棉纤维等，片状的麻布、棉布、玻璃布等。4、增塑剂改善塑料的性能和提高柔软度。常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类，癸二酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。5、稳定剂能阻缓材料变质的成分。常用的稳定剂有二盐基性亚磷酸铅、三盐基性硫酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡等。223塑料的特性1、塑料的优点1重量轻塑料的密度一般在0923G/ML之间，约为铝的一半，铜的1/62比强度和比刚度高3化学稳定性好对酸碱等化学物质有良好的抗腐蚀性4电绝缘性好塑料有优越的电绝缘性和耐电弧特性5耐磨性和减摩性好6消声和吸震性能好7可任意着色8优良的自润滑性能并且适合大批量生产2、塑料的缺点1耐温性能差2热膨胀系数大3表面软，易吸尘224主要塑料的性能参数1、ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料2、聚乙烯常用聚乙烯可分为低压聚乙烯HDPE、高压聚乙烯LDPE和线性高压聚乙烯LLDPE。三者当中，HDPE有较好的热性能、电性能和机械性能，而LDPE和LLDPE有较好的柔韧性、冲击性能、成膜性等。LDPE和LLDPE主要用于包装用薄膜、农用薄膜、塑料改性等，而HDPE的用途比较广泛，薄膜、管材、注射日用品等多个领域。3、聚丙烯相对来说，聚丙烯的品种更多，用途也比较复杂，领域繁多，品种主要有均聚聚丙烯HOMOPP，嵌段共聚聚丙烯COPP和无规共聚聚丙烯RAPP，根据用途的不同，均聚主要用在拉丝、纤维、注射、BOPP膜等领域，共聚聚丙烯主要应用于家用电器注射件，改性原料，日用注射产品、管材等，无规聚丙烯主要用于透明制品、高性能产品、高性能管材等。4、聚苯乙烯聚苯乙烯的密度为104116G/CM3聚苯乙烯的主链上有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质地脆硬，抗冲击性能差，敲打时发出类似金属的响声。机械强度低于硬质聚氯乙烯，尤其是相对分子量较小的品种强度更差，聚苯乙烯属于非结晶型聚合物。聚苯乙烯具有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺最好的塑料品种之一，容易制造形状复杂的制品。聚苯乙烯无色无味无毒透明，透光性仅次于有机玻璃，着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩，常用于制造要求透明或颜色鲜艳的制品。聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿的环境中尺寸变化很小，加工前不需要干燥处理，适用于制造要求尺寸稳定的制品，聚苯乙烯能耐碱、硫酸、磷酸、1030的盐酸、稀醋酸及其它有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用，对水、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力，如仪表仪器壳体等。聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能，尤其是在高频条件下的介电损耗仍然很小，是优良的高频绝缘材料。聚苯乙烯的主要缺点是脆性大，形状复杂的制品成型后存在较大的内应力时，常会在使用中自行开裂。为改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明显降低脆性，提高冲击韧性。这种塑料称为高冲击聚苯乙烯。通过对以上四种常用材料性能及其特点的对比，本品选用聚苯乙烯材料作为成型材料，收缩率好、成型工艺性好。225聚苯乙烯的工艺性能1、聚苯乙烯的成型性能1无定形料，吸湿性小，不易分解但性脆易裂，人膨胀系数大易产生内应力2流动性好（溢边值为003MM左右）可用螺杆或柱塞式注射机成型3易采用高温料、高温模、低注射压力，延长注射时间有利于减少内应力，防止缩孔变形。料温过高易出现“银丝“料温过低或脱模剂过多则透明性差4可采用各种形状的浇口，浇口与塑件应圆弧过渡连接，防止除浇口时损坏塑件，脱模斜度易大，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂变形5塑件壁厚均匀，最好不带镶间各面应圆弧连接，不宜有缺口2、聚苯乙烯的物理、力学和热学性能如表11、表12、表13表11聚苯乙烯的物理性能密度G/CM3比体积CM3/G吸水率24H长时间摩擦系数PS钢PS钢（无润滑）（有润滑）104106110111001003005034016表12聚苯乙烯的力学性能屈服强度MPA抗弯强度MPA断裂伸长率弯曲弹性模量GPA抗压强度MPA冲击韧度KI/M2无缺口缺口布氏硬度HBS376720014556783448865R95105表13聚苯乙烯的热学性能熔点热变形温度45N/CM2180N/2线膨胀系数105/计算收缩率熔融指数MFIG/10MIN1701761021155657980608230负荷21N20920386923注射机的选择231工艺分析该塑件尺寸中等，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5级。为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，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。塑件的工艺参数成型收缩率0608平均收缩率065聚苯乙烯的注射参数喷嘴形式直通式喷嘴温度/OC160170料筒温度/OC前段170190中段170190后段140160模具温度/OC2070（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则光洁度较低）融化温度210280（建议温度245）成型温度170280注射压力/MPA60100保压力/MPA3040注射时间/S03保压时间/S1540冷却时间/S1530成型周期/S4090232注射成型基本过程注射成型是把塑料原料（一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热熔化，使之成为高粘度的流体称为“熔体”，用柱塞或螺杆作为加工工具，使熔体通过喷嘴以较高的压力（约为2580MPA）注入模具的型腔中，经冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。注射成型的全过程可以分为1、塑化过程2、充模过程3、冷却凝固过程热塑性塑料的注射成型过程是热交换的过程。即塑化注射充模固化成形4、脱模过程5、后处理由1到5形成了一个循环。每一次循环，就完成了一次成型一个乃至数十个塑件。233注射机的分类注射机类型和规格很多，分类方法各异，按驱动方式可分为液压驱动和机械驱动两大类，其中以液压驱动较平稳安全。按照工作方式分为全自动、半自动和手动，全自动注射机已成为现行注射机的主要形式，它在必要时也能进行半自动和手动操作。按结构形式可分为立式、卧式和直角式三类，国产卧式注射成型机已标准化和系列化。三类不同结构形式的注射成型机特点如下1、立式注射成型机如图23注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，这种注射成型机主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作，但附加机械手取制品后，也可实现全自动操作，此内注射机注射量一般均在60克以下。如大型注射机也采用这种形式则机器高度太大，给加料和操作都带来困难，而且机器重心高，要求厂房高度大，是不大适宜的。图23立式注射成型机2、卧式注射成型机如图24这是目前使用最广、产量最大的注射成型机，其注射柱塞或螺杆与合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上（或相互平行）。这类注射机的优点是机体较低，容易操纵和加料，制件顶出模具后可自动坠落，故易实现全自动操作，机床重心较低，安装稳妥，一般大中型注射机均采用这种形式。其主要缺点是安装麻烦，嵌件放入模具有倾斜或下落的可能，机床占地面积较大。系列生产的卧式成型机多采用液压传动，并可实现全自动或半自动生产。图24卧式注射成型机1锁模液压缸2锁模机构；3动模固定板；4顶杆；5定模固定板；6控制台；7塑化部件；8料筒；9计量和传动装置；10注射和移动液压缸3、角式注射成型机角式注射成型机是指注射柱塞或螺杆与合模运动的方向相互垂直者，目前国内各使用最多的角式注射机系采用沿水平方向合模，沿垂直方向注射，合模系由电机驱动开合模丝杆传动，注射部分采用齿轮、齿条机械传动外，也有改用液压传动。这种注射机主要优点是结构简单，便于自制，适于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模设时丝杠的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。其主要缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击振动较大，如该为液压传动则可克服上述缺点，其占地面积在介于立式和卧式之间。此外还有转盘式注射成型机、旋转式注射成型机、热固性塑料注射成型机、双色注射成型机等。234注射机的选择1、注射机的初选注射容量注射机的容量以容积（CM3）表时，塑件的体积（包括浇注系统在内）同样应小于注射机的注射容量）其关系式V件08V注（21）由本塑件的参数的V13578CM3浇注系统重量计算浇注系统体积V406CM总体积V塑件357824067562CMV注V塑件/0866/0894525根据此结果查模具设计指导选定注射机型号为XSZY125型注射机2、该注射机参数为额定注射量1253螺杆直径42注射压力120MP锁模力900KN注射时间16S最大成型面积3202模具最大厚度300模具最小厚度200注射方式螺杆式最大开合模行程300拉杆空间260290定位圈尺寸100中心距230动、定模固定板428458喷嘴球半径18喷嘴口直径4顶出形式两侧设有顶杆235注射机工艺参数的校核1、VMAX最大注射量的校核VMAXX80125X80100CM3825CM32、注射力校核查表得聚苯乙烯所需注射压力为60100MPA，而XSZY125压力为P120MPA，满足要求。3、锁模力校核PKPA；22P锁模力；P模腔内平均压力（约为注射压力的02505倍）；K安全系数（取K1112）取K115；A制品在分型面上投影面积；P120X0336KNA（314102104808020）220468MM2P1143620468840006KNP额900KN满足要求故注射机为XSZY125第三章塑件在模具中的位置31型腔数目的确定注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素（1）塑件的尺寸精度塑件的精度较高时尽量采取一模一腔，型腔越多，精度也相对降低。这不仅由于型腔加工精度产差，也由于熔体在模具内流动不均所致。（2）模具制造成本多腔模比单腔模的难度大；（3）注塑成型的生产效益如果生产批量不大，并且交货期限较宽，尽量采用一模一腔，依据经验推算，生产批量在10000件以下，采用一模一腔是最佳的选择；（4）模具制造难度多腔模高于单腔模，但不是简单的倍数关系。单从塑件成本中所占的费用比例来看比单腔模低。在具体确定模具型腔数目的时候，有多种计算公式，现根据注塑机的最大注射量确定型腔数目，见式31。311280WGN式中N为型腔数目；G为注塑机的最大注射量（13125）G；为单个制品的质量（3757）G；1为浇注系统的质量（426）G。2W代入数据得N268根据塑件的结构及尺寸精度要求采用一模两腔32型腔的分布对于多型腔模具由于型腔的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地填充每个型腔，从而使各个型腔内的塑件质量均一稳定。多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式有两种，即平衡式排布和非平衡式排布。本设计为一模两腔制。所以，型腔的分布如下图33分型面的选择分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模具设计的一个关键步骤。分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。分型面的选择原则分型面应选在塑件外形最大轮廓处。分型面的选择应有利于塑件顺利脱模分型面的选择应保证塑件的精度要求分型面的选择应满足塑件的外观质量要求分型面的选择应便于模具的加工制造分型面的选择应便于排气除了以上这些基本因素外，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以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象第四章浇注系统的设计41浇注系统的组成及设计原则浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成浇注系统设计原则1要能保证塑件的质量避免常见的充填问题A尽量减少停滞现象停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。B尽量避免出现熔接痕熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方強度也会较差。C尽量避免过度保压和保压不足过度保压当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。D尽量减少流向杂乱流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。2尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失减小塑料用量和模具尺寸3尽可能做到同步填充一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。4有利于型腔中气体的排出5防止型芯的变形和嵌件的位移6尽量采用较短的流程充满型腔42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XSZY125型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径D04MM；喷嘴前端球面半径R012MM；根据模具主流道与喷嘴的关系RR012MM13MMDD0051MM5MM取主流道球面半径R13MM；取主流道小端直径D5MM；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2060，取其值为40，经换算得主流道大端直径为76MM主流道示意图43分流道的设计流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道內部的熔融塑料的体积。此次选用圆形截面。形状图如图44所示431设计要求分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。其作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量与压力的损失。分流道的形状与尺寸分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其比表面积（流道表面积与其体积之比）小。常用分流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形。分流道截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件及流道长度等因素来确定。分流道的长度根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、二次分流道等。分流道的长度要尽可能短，且少弯折，以减少热量与压力的损失，节约塑料材料和降低耗能。分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般RA取16M。分流道在分型面上的布置形式分流道在分型面上的布置形式与型腔在分型面上的布置形式密切相关。其应遵循两个原则一是排列尽量紧凑，以缩小模板尺寸；二是流程尽量短，对称分布使胀模力的中心与注射机锁模力的中心一致。3分流道的尺寸设计流道的直径过大不仅浪费材料,而且冷却时间增长,成型周期也随之增长,造成成本上的浪费。流道的直径过小材料的流动阻力大,易造成充填不足,或者必须增加射出压力才能充填。因此流道直径应适合产品的重量或投影面积流道长度宜短,因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪费材料；但过短,产品的残余应力增大,并且容易产生毛边。流道长度可以按如下经验公式计算734LWDD分流道直徑MMW产品质量GL流道長度MM所以分流道的直径选取为8MM，长度一般取在830MM之间，不宜小于8MM，所以分流道长度取15MM。4分流道的布置流道排列的原则A尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。B使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。流道的布置要平衡，可以说自然平衡，如果自然没法平衡的话需要人工平衡。44浇口设计浇口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑件质量具有决定性的影响。因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。浇口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑料件质量具有决定性的影响，因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。浇口有多种类型，如直浇口、潜伏式浇口（如图441）、侧浇口（如图442）、点浇口、重叠式浇口、扇形浇口等。1、浇口的作用（1）熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔（2）注射保压补缩后浇口首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂（3）狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离、修整分离2、浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。浇口过小易造成填充不足（短射）、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷且成型收缩会增大浇口过大浇口周围产生过剩的残余应力，导致产品变形或破裂且浇口的去除加工困难等。浇口的选用通常要考虑以下几项原则（1）尽量缩短流动距离（2）浇口应开设在塑件壁厚最大处（3）必须尽量减少熔接痕（4）应有利于型腔中气体的排出（5）考虑分子定向影响（6）避免产生喷射和蠕动（7）浇口处避免弯曲和受冲击载荷（8）注意对外观质量的影响综合塑料使用的浇口类型与选用原则，这次设计选用侧浇口。浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。图441潜伏式浇口图442侧浇口45冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的作用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冲模速度，又影响成型塑件的质量。冷料穴除以上作用外，还有便于在该处设置主流道拉杆的作用。拉料杆的设计拉料杆的作用注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道中的凝料从定模浇口套中被拉出。最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统中的凝料一起推出模外。主流道拉料杆有两种基本形式，一种是推杆形式的拉料杆，其固定在推杆固定板上。另一种是仅适用于推件板脱模的拉料杆。因此，我选择推杆是球字形的拉料杆拉料杆的材料为T8，进行热处理时头部硬度为HRC5055，配合部分粗糙度为RA08UM46排气系统的设计排气不良容易引起塑件烧焦、短射、填充不足、脱模不良、阴影、气泡、色差、缩水、流纹、表面凹陷、不溶等。排气槽的作用主要有两点，一是在注射熔融物料时排出模腔内的空气，二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品越是要远离浇口的部位。排气槽的开设就显得尤为重要。适当的开设排气槽，可以大大的降低注射压力、注射时间、保压时间及锁模压力，使塑件成型由困难变容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。注射模具也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔的同时，必须置换出型腔内的空气和从物料中溢出的挥发性气体。排气系统是注塑模具设计的重要组成部分。排气系统的设计方法1、利用分型面排气是最简单的方法，排气效果与分型面的接触精度有关；2、利用顶杆与孔的间隙排气，必要时可对顶杆作些排气的结构措施；3、利用球状合金颗粒烧结块渗导排气，烧结块应有足够的承压能力，设置在塑件隐蔽处，并需要开设排气通道；4、在熔合缝位置开设冷料井，在储存冷料前也滞留了不少气体；5、可靠有效的方法是在分型面上开设专用的排气槽，尤其上大型注塑模具必须如此；6、对于大型的模具，也可以利用镶拼的成型零件的缝隙排气。在本文设计中，塑件为小型薄壁制件，且流料速度不大，故可以考虑不开排气槽，而利用分型面的配合间隙等排气措施。这些活动间隙兼做排气槽时，其间隙量的取值，不得超过聚苯乙烯的溢边值（003MM）满足要求。第五章成型零部件的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。51凹模的结构设计凹模也就是所谓的型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按结构不同可分为整体式和组合式。整体式凹模其特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但是由于整体式型腔加工困难热处理不方便，所以其常用于形状简单的中、小型模具上。根据此次设计的要求与加工特点来看选用整体式凹模，其结构图如51所示凹模的材料选40CR，凹模热处理硬度达到HRC4050,表面需镀硌和抛光处理，型腔表面的粗糙度为RA0201UM，配合面需要达到08UM。52型芯结构的设计成型塑件内表面的零件称为型芯或凸模，其类型有主型芯、小型芯、螺纹型芯、和螺纹型环等。本设计塑件有小孔，所以需设计主型芯和小型芯。其基本结构如图52所示521主型芯的设计主型芯按结构形式可分为整体式和组合式两种。整体式主型芯结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺试验或小型模具上形状简单的型芯；组合式型芯往往用于形状复杂的型芯。鉴于本设计塑件结构简单，我采用整体式主型芯。522小型芯的设计小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。小型芯单独制造后，再嵌入模板中。本设计中，肥皂盒底部有十个长形漏水孔，由于塑件的精度要求较低。因此，不再进行小型芯的设计。而是直接设在主型芯上。53成型零部件的工作尺寸的计算531计算成型零部件工作尺寸要考虑的因素（1）塑件的收缩率的波动塑件成型后的收缩率的变化与塑料的品种、塑件的形状、尺寸、壁厚、成型工艺条件、模具的结构等因素有关，塑料收缩率波动误差为SSMAXSMINLS式中S塑料收缩率波动误差SMAX塑料的最大收缩率SMIN塑料的最小收缩率LS塑件的基本尺寸（2）模具成型零件的制造误差模具成型零件的制造精度愈低，塑件尺寸精度愈低，一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差的1/31/4。（3）模具成型零件的磨损脱模磨损是最主要的因素，磨损程度与塑料的品种和模具的材料及热处理有关，为简化计算，凡与脱模方向垂直的表面不考虑磨损，与脱模方向平行的表面应考虑磨损。对于中小型塑料件，最大磨损量可取塑件公差的1/6，对于大型塑件应取塑件公差的1/6以上。（4）模具安装配合误差模具成型零件装配误差以及在成型过程中成型零件配合间隙的变化，都会引起塑件尺寸的变化。为保证塑件精度须试使上述各因素造成的误差的总和小于塑件的公差值，即ZCSJ式中塑件的成型误差Z模具成型零件制造误差C模具成型零件的磨损引起的误差S塑料收缩率波动引起的误差J模具成型零件配合间隙变化误差532成型零部件相关尺寸的计算（1）塑件的平均收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关。通常按平均收缩率计算SSMINSMAX2由文献知道PS的收缩率是0608，它的平均收缩率是07。（1）型腔径向尺寸的计算因为塑件尺寸较小，精度级别高，C可取/6、Z可取/3,此时，X取075。根据公式LMZSL0143尺寸公差计算12474148124741073148/438012453808048128048107312/440801440（2）型芯径向尺寸的计算根据公式ML0431ZS尺寸公差计算12072148120721073148/400161224800167646127646107312/4004789004（3）型腔深度的尺寸计算在计算型腔深度和型芯高度尺寸时，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不考虑磨损量。根据公式HM以下X为2/3ZS0321尺寸公差计算2515072515107207/32302486230（4）型芯高度的尺寸计算根据公式MH0321ZS尺寸公差计算2314072314107207/30023237700235）中心距的尺寸计算塑件上的中心距基本尺寸CS和模具上的中心距的基本尺寸CM均为平均尺寸CM1SCS标注制造公差后得CM1SCS2Z尺寸公差计算2006420（107）03221007032第六章结构零部件的设计61模架的选择模架设计、制造塑料注射模的基础部件。我国已于1998年完成塑料注射模中小型模架、塑料注射模大型模架等国家标准，因此，为了简化设计步骤，缩短设计周期，便于模具的维修和结构零部件的更换，我选用标准模架。标准模架的选择要点在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围、壁厚、孔形及孔位，尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工艺，确定进料口位置、塑件重量以及型腔数，并选定注射机的型号和规格等等。选用标准模架的要点如下模架厚度H和注射机的闭合距离L对于不同型号及规格的注射机，不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合距离。模具厚度与闭合距离的关系为LMAXHLMIN式中H模架厚度LMAX注射机最大闭合距离LMIN注射机最小闭合距离所以，由所选注射机得模架厚度的范围为200300。开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系设计时须计算确定，在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的动、定模分开的距离，而模具推出塑件距离须小于顶出液压缸的额定顶出行程。选用的模架在注射机上的安装安装时需注意模架外形尺寸不应受注射机拉杆间距的影响；定位孔径与定位环尺寸需配合良好；注射机推出杆孔的位置和顶出行程是否合适；喷嘴孔径和球面半径是否与模具的浇口套孔径和凹球面尺寸相配合；模架安装孔的位置和孔径与注射机的移动模板上的相应螺孔相配。选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求为保证塑件质量和模架的使用性能及可靠性，需对模架组合零件的力学性能，特别是它们的强度和刚度进行准确地计算和校核，以确定动、定模及支撑板的长、宽、高尺寸，从而正确地选定模架的规格62支撑零部件的设计用于防止成型零部件及各部分机构在成型压力作用下发生变形超差现象的零部件称为支撑零部件。支撑零部件主要有支撑板、垫板、支撑块、支撑板支撑柱等。621支撑板的设计支撑板又称动模垫板是垫在动模型腔下面的一块平板，其作用是承受成型时塑料熔体对动模型腔或型芯的作用力，以防止型腔底部产生过大的变形和防止型芯脱出型芯固定板。支撑板的设计要点支撑板应具有较高的平行度和必要的硬度和强度，应结合动模成型部分受力状况进行厚度计算。因我选用标准模架，所以支撑零部件也选用标准件，不需再设计。63合模导向机构的设计631导柱导向机构设计要点导向装置包括两个部件，即导柱和导套。导柱一般安装在动模上，有时也安装在定模上，导套安装在动模上或在动模上设计导套孔，用导柱直接导向。导柱或导套（孔）距模板边缘应有足够的距离，以保证模板强度。622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812CM，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5055HRC633导套的结构设计因本设计模具结构较简单，我选用直导套。该导套结构简单，加工方便。材料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。第七章推出机构的设计塑件的推出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。推出机构一般由推出、复位和导向三大部件组成。71推出机构的设计原则设计推出机构时应尽量使塑件留于动模一侧由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。塑件在推出过程中不发生变形和损坏为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。不损坏塑件的外观质量推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。合模时应使推出机构正确复位设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出，液压气动推出机构。推出机构应动作可靠推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。72推出机构的选择推出机构按模具的结构特征可分为一次推出机构、定模推出机构、二次推出机构、浇注系统推出机构、带螺纹的推出机构等，经过分析本设计塑件结构特征，我选用一次推出机构。为了成型出外观完美的制件，我选择推件板推出机构。推件板推出机构是由一块与凸模按一定配合精度相配合的模板和推杆组成。随着推出机构开始工作，推杆推动推件板，推件板从制件的端面将其从型芯上推出。因此，推出力的作用面积大而均匀，推出平稳，塑件上没有推出痕迹。推件板的设计要点推件板与型芯应呈310的推面配合，以减少远动摩擦，并起辅助定位以防止推件板偏心而溢料；推件板与型芯侧壁之间应有020025MM的间隙，以防止两者间的擦伤而或卡死，推件板与型芯间的配合间隙以不产生塑料溢料为准，塑料的最大溢料间隙可查表，推件板与型芯相配合的表面粗糙度可以取RA0804M。推件板可用经调质处理的45钢制造，对要求比较高的模具，也可以采用T8或T10等材料，并淬硬到5355HRC，有时也可以在推件板上镶淬火衬套以延长寿命。当用推件板脱出元通孔的大型深腔壳体类塑件时，应在型芯上增设一个进气装置，以避免塑件脱模时在型芯与塑件间形成真空。推件板复位后，在推板与动模座板间应留有为保护模具的23MM空隙。73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）COSINQLHPF式中型芯或凸模被包紧部分的断面周长（CM）36792L被包紧部分的深度（CM）2314H由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取P78118MPA；磨擦系数，一般取012015；F脱模斜度20；得Q702244N74推出机构的导向与复位推出机构在注射模工作时，每开合模一次，就往复运动一次，除了推杆和复位杆与模板的滑动配合外其余部分均处于浮动状态。推杆固定板与推杆的重量不应作用在推杆上而应该由导向零件来支撑。另外，考虑到推出机构往复运动的灵活和平稳，必须设计推出机构的导向装置。推出机构在开模推出塑件后，为下一次的注射成型，还必须使推出机构