香皂底盒的注塑模具设计-注射模含7张CAD图
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香皂底盒的注塑模具设计-注射模含7张CAD图,香皂,注塑,模具设计,注射,CAD
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设计（XX）任务书I、毕业设计（论文）题目： 香皂盒注塑模具设计、毕业设计（论文）工作内容（从专业知识的综合运用、论文框架的设计、文献资料的收集和应用、观点创新等方面详细说明）：1. 通过塑料包装盒塑料模具设计，了解并掌握什么是模具，以及模具的重要性，从如何设计模具着手准备，了解塑料模具的正式加工工艺。从而正式的了解模具设计到产品成型的一些工艺。在设计过程中应运用模具设计与制造、机械制造、机械设计等专业知识。2. 塑料包装盒模具设计主要是前期产品分析设计，3D 软件造型分模设计，其设计绘图方面主要是用 2DCAD 排位图绘制。3DUG 产品造型设计。主要是选择先造型在进行 2D 排位图绘制。最后就是产品能否能正确的分模、分模成功后在进行后期加工工作3. 文献的收集主要参考模具设计与制造UG NX 模具设计UG 塑料模具设计网上课堂形式UG8 三维造型设计机械制造技术，了解设计中所涉及的问题。前期收集资料完善注塑模具设计前期所设计的方面，2DCAD 三视图的绘制，学习 UG 如何进行注塑模具设计以及 Proe 的学习和运用真正的掌握模具设计的。了解之后进行 UG 造型，分型面，顶出系统，侧抽系统，冷却系统甚至排气系统的设计，以及相关的小镶件的设计。4. 观点创新：创新之处在于根据实际需要设计出一种制造方便，使用方便的塑料包装盒注塑模具。模具设计完成后测试能否正确的脱模，以及产品成型问题之后得出模具的装备图。完成后进行论文的写作和答辩、进度安排：2014 年 10 月 20 日2014 年 11 月 9 日（3 周）：选择题目，收集材料，联系落实毕业实习单位，填写毕业设计任务书；2014 年11 月 10 日2014 年 12 月 7 日（4 周）：布置任务，明确目标、制定计划，确定初步毕业设计方案；2014 年 12 月 8 日2015 年 1 月 4 日（4 周）：深化初步方案，结合毕业实习加深对毕业设计方案的认识；2015 年 1 月 5 日2015 年 1 月 16 日（2 周）：学生毕业设计方案进一步完善；2015 年 1 月 17 日2015 年 3 月 1 日（6 周）：继续前期工作；2015 年 3 月 2 日2015 年 5 月 17 日（11 周）：学生全部返校，进行毕业设计计算、绘图，编制毕业设计说明书，完成毕业设计工作任务（2015 年 3 月 30 日 2015 年 4 月 5 日接受学校毕业设计期中检查）； 2015 年 5 月 18 日2015 年 5 月 31 日（2 周）：毕业成果预提交、修改、评阅、答辩。 、主要参考资料：1屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M北京：高等教育出版社，2006,7 2许树勤.模具设计与制造M北京：电子工业出版社，2014,53谢龙汉主编UG8 三维造型设计清华大学出版社.2012 4陈志刚.塑料模具设计M北京：机械工业出版社，20025中国机械工业教育协会组编.M北京，机械工业出版社，2001 6韩洪涛 机械制造技术化学工业出版社.20047王华山.塑料注塑技术与实例.M北京：化学工业出版社.2005 8邹冯楼 UG NX 模具设计清华大学出版社.20069塑料模设计手册编写组。塑料模设计手册。北京：机械工业出版社，1994 10林青安。UG2001 模具设计。北京：清华大学出版社，200411刘品德 余世浩 基于 UG 软件的注塑模具设计技术J 机械制造 2005 指导教师：（签名：）， 2014年 11月 21日学生签名：（签名：），专业年级 系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）：专业负责人签字： ， 年 月 日香皂盒注塑模具设计摘要根据塑料制品的要求，掌握塑件的用途，分析塑件的尺寸精度、工艺性等技术要求，选择塑件制件尺寸。本模具采用一模二件，点浇口进料，注射机采用海天 80XB 型号，设置冷却系统，采用 CAD 和 UG 绘制二维总装图和零件图，选择设计合理的加工方法，并附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。关键词：机械设计；模具设计；CAD 绘制二维图；UG 绘制 3D 图。IVAbstractTo understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analyze of the use of plastic parts, plastic parts of dimensional precision, ability and other technical requirements, choose plastics product size. This mold with one module and two parts, point gate feeding, injection machine adopts Haitian 80XB model, set up the cooling system, using CAD and UG rendering 2 d assembly drawing and part drawing, choosing the reasonable design of processing methods, and attach specifications, use brief words system, simple schematic diagram and the calculation analysis of plastic parts, such as to make reasonable mold design.Keywords: Mechanical design; mold design; CAD drawingtwo-dimensional map; UG draw 3D maps, injection machine selection目录摘要IAbstractII绪论1第一章 注塑模具简介21.1 塑料简介21.2 注塑成型的工作原理21.3 注塑模具的典型结构21.4 高新技术应用于模具的设计与制造方面31.5 研究方案归纳3第 2 章塑件成型工艺分析52.1 塑件二维工程图和三维立体图52.2 塑件的材料分析52.2.1 塑料材料的基本特性52.2.2 物化性能62.2.3 注塑工艺62.2.4 应用范围62.3 塑件的结构和尺寸精度表面质量分析62.3.1 塑件的结构设计62.3.2 塑件尺寸及精度72.3.3 塑件表面粗糙度82.4 计算塑件的体积、质量和表面积8第 3 章 注塑机的选用及相关参数的校核93.1 注射成型工艺过程分析93.2 根据塑件的结构、质量及材料，确定其成型工艺过程93.3 相关参数103.4 最大注塑量校核113.5 锁模力校核113.6 开模行程校核123.7 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核13第 4 章塑件成型方案设计144.1 分型面选择144.2 型腔数的确定144.3 型腔布局144.4 浇注系统的类型和位置的选择154.4.1 浇注系统组成154.4.2 确定浇注系统的原则154.5 成型零件结构设计164.5.1 型腔设计164.5.2 型芯设计174.6 脱模结构设计174.6.1 脱模机构的选用原则174.6.2 脱模机构类型的选择184.6.3 推杆机构具体设计184.7 导向与定位机构设计184.8 顺序分型机构设计194.9 排气及引气系统的设计204.10 模温调节系统的设计20温度调节对塑件质量的影响214.11 模架选用214.11.1 确定模具的基本类型214.11.2 模架的选择21第 5 章模具设计235.1 模具成型零件尺寸计算235.2 模具强度与刚度校核235.3 脱模力的计算245.4 浇注系统的设计245.4.1 主流道的设计245.4.2 分主流道的设计255.4.3 浇口的设计255.4.4 拉料杆的设计265.4.5 冷料井的设计265.5 模具冷却系统的设计265.5.1 制品所需冷却的时间计算265.5.2 冷却介质所需传热面积的设计计算26第 6 章模具结构总图28总结29致谢30参考文献31河海大学文天学院本1科毕业设计（论文）绪论模具设计与制造是在国家经济建设中非常重要的产业，它是中国模具行业发展的重中之重，它受到了越来越越多的人去关注。“模具是现代工业生产的基础工艺装备”已成为众多业内人士的共识。在汽车、电子、电器、电机、仪器、家电和通信等产品里，绝大部分的零件都要依靠模具生产制造。模具制造具有高复杂程度、高一致性、高精度、高生产效率和很低的消耗。而其他加工生产方法都无法与之媲美。模具生产不仅省时而且省力，它生产出的产品的价值一般是其自身价值的几十倍以上。本课题是针对香皂盒注塑模具的的研究。现在塑料产品因为它的许多优良的特性，已被人们用于生产生活的各行各业。塑料能够采用多种方式进行成型加工，而利用注射模对塑料进行注射成型是目前应用最广、效率最高的一种加工方法。本课题的目的就是设计香皂盒注塑模具。本课题的研究将涉及一些二维和三维的软件的应用，如 CAD，Pro/E，UG 等软件的应用。这将会使我运用这些软件的能力得到提升。同时，通过本课题的设计，在综合应用机械设计基础、工程力学、塑料模具等专业知识方面也得到较大的锻炼，可以使我将所学的专业知识紧密结合，更加清楚地了解和掌握该类模具设计方法、工作原理、具体结构，并培养我利用所学的专业知识进行模具设计的能力，初步掌握模具设计的一般方法和步骤，为今后的工作实践打下基础。通过设计能熟练的运用设计资料，如国家相关部门所颁发的标准、手册、图册、规范，还有企业使用的经验数值等，培养独立工作的能力。该课题源于生产实际，要求我们多去动手，了解整个工艺流程、设备结构等，从而培养我们发现问题，分析问题，解决问题的能力。1河海大学文天学院本2科毕业设计（论文）第一章 注塑模具简介1.1 塑料简介塑料是以树脂为主要组成部分的高分子材料，它在一定的压力和温度下具有流动性特征。能被注塑成型为特定的几何形状和尺寸，并且在成型固化后保持原有状态而不发生形变。塑料有非常多的良好性能，被广泛应用在现代化工业和日常生活生产制造中，其具有质量轻、密度小、强度高、绝缘性能好，化学稳定性高，耐磨性能好等优点。而且很多塑料还具有防潮、防水、防透气、防辐射等特殊性能。塑料已经成为代替部分金属、皮革、木材及无机材料不可缺少的一种化学材料，在生产制造经济中，塑料制作已成为各个行业不可或缺的重要材料之一。1.2 注塑成型的工作原理注塑成型又称注射成型，可以用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制品。由于其具有应用广、成型周期短、生产效率高、模具工作条件可以得到改善、制品精度高、生产条件好、生产操作容易实现自动化和机械化等诸方面的优点， 因此在整个塑料制品生产行业中有非常重要的地位。 利用塑料的可挤压和可模塑性，首先将松散的粒料或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔解塑化，使之成为黏流态熔体；然后用柱塞或螺杆压缩并推动塑料熔体向前移动，使熔体以很大的流速通过机筒前端的喷嘴，并以很快的速度，注射进入温度较低的闭合模具型腔中，经过一段保压冷却成型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。1.3 注塑模具的典型结构注塑模具的基本机构由动模和定模两部分组成，注射时成型时，动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离，以便取出制件。动模安装在注射机的移动模板上，而定模则安装在注射机的固体定模板上。根据模具上各个部件所起的作用，注塑模具的零件部分可分为以下几个基本组成部分。1. 成形部分2. 浇注系统3. 导向部件4. 推出机构2河海大学文天学院本3科毕业设计（论文）5. 侧向分型与抽芯机构6. 温控系统7. 排气槽8. 支承零部件1.4 高新技术应用于模具的设计与制造方面（1） CAD/CAE/CAM 技术的广泛应用，展现了用信息技术带动和提升模具工业发展的优越性（2） 快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用（3） 为了缩短制模周期、提高市场的竞争力，一般普遍采用高速切削加工技术欧美模具企业的管理经验,值得我们借鉴（1） 采用专业化，产品定位准确（2） 人员精简，“瘦”型管理（3） 采用先进管理信息系统，实现集成化管理（4） 工艺管理先进，标准化程度很高我国的模具发展：(1). 大型、复杂、精密、长寿命模具的设计制造水平及比例正在提高。(2). 在注塑模设计制造中，全面推广及应用 CAD/CAM/CAE 技术。(3) 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。(4) 开发快速经济模具和新的塑料成型工艺，以便适应少批量、多品种的生产方式(5) 提高塑料模的标准件、标准化水平的使用率。（6） 应用先进的表面处理技术和优质模具材料对提高模具寿命和质量很有必要性（7） 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程技术。1.5 研究方案归纳研究的内容，关键理论和技术，预期达到的目标，技术指标，完成技术的方案和主要措施1、研究内容：肥皂盒注塑模具设计2、预计达到的目标：3河海大学文天学院本4科毕业设计（论文）设计出一副塑料模具，在满足使用性能的要求前提下，尽可能使模具结构简单，质量有保证，寿命较长，成本较低。3、关键理论和技术:（1） 注塑成型工艺：它包括注射压力的程序控制，注射速度的程序控制，填充时间的程序控制和保压时间的程序时间控制等等。（2） 模具的设计：包括模具成型零件的设计，浇注系统的设计，推出机构的设计，冷却系统的设计和辅助零件的设计等。4、技术指标：产品的体积，成型零件的尺寸，模具尺寸，注射速度，注射温度，注射压力等。5、完成课题的方案和主要措施：（1） 产品原料是 AS，采用注塑成型模具，必要时可采用强制脱模。（2） 熟悉注塑模具设计的流程，掌握注塑模具设计的基本原理和设计方法，能用模具设计软件，对塑件进行模具设计。（3） 完成肥皂盒模具的各个零件的设计。（4） 设计完成后，对设计的各参数进行校核，以便保证使用要求。4河海大学文天学院本5科毕业设计（论文）第 2 章塑件成型工艺分析2.1 塑件二维工程图和三维立体图在设计模具之前要对塑件的工艺性进行认真的研究和分析，如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量等，只有这样才能准确确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。香皂盒如图所示，具体结构和尺寸见图纸，该塑件结构简单，要求较低的模具成本，生产量大，成型容易，精度要求不高。图 2.1 香皂盒三维立体图和二维图5河海大学文天学院本6科毕业设计（论文）2.2 塑件的材料分析2.2.1 塑料材料的基本特性As 树脂学名丙烯腈-苯乙烯共聚物，它是由丙烯腈与苯乙烯共聚而成的高分子化合物。一般含有苯乙烯 15%-50%。透明而略带黄色至琥珀针色的固体。密度 1.06。有热塑性，不易变色。不受稀酸、稀醇、稀碱和汽油的影响。但溶于丙酮、二氯乙烯、乙酸乙酯等中。可用作工程塑料之中，不易产生内应力开裂， 透明度很高，它的冲击强度和软化温度比 PS 高。具有优良的耐溶剂性耐热性。2.2.2 物化性能AS 具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、几何稳定性和抗热变形特性。AS 中加入玻璃纤维添加剂可以增强抗热变形能力和增加强度，减小热膨胀系数。AS 的维卡软化温度约为 110。载荷下挠曲变形温度约为 100。AS 是一种坚硬、透明的材料。它的的收缩率约为 0.3-0.7%。苯乙烯成份使 AS 坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使 AS 具有热稳定性化学稳定性。2.2.3 注塑工艺AS 的加工温度一般在 200-250为宜。该料易吸湿，加工前需干燥一小时以上，它的流动性比 PS 稍差一点，故注射压力要亦略高一些。SAN（AS）有一些吸湿特性。建议的干燥条件为 80、2-4 小时。熔化温度 200-270。 如果加工厚壁制品，则可以使用低于下限的熔化温度。模具温度 40-80，对于增强型材料，模具温度一般不要超过 60。冷却系统必须很好地进行设计，因为模具温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲程度。注射压力 350-1300bar 注射速度建议使用高速注射。流道和浇口 所有常规的浇口都可以使用。浇口尺寸必须很恰当，以避免煳斑、产生条纹和空隙。2.2.4 应用范围电气（插座、壳体等），家庭用品（食品刀具、餐具等），日用商品（冰箱装置，厨房器械，电视机底座等）,汽车工业（反光境、车头灯盒、仪表盘等）， 化装品包装等。 广泛用于制作耐热、耐油、耐化学药品的工业制品，以及仪表板、仪表框、罩壳、接线盒、电池盒、多种开关及按规等。2.3 塑件的结构和尺寸精度表面质量分析6河海大学文天学院本7科毕业设计（论文）2.3.1 塑件的结构设计（1） 脱模斜度由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模防止因脱模力过大而拉伤制品表面，因此与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品壁厚、形状及收缩率有关。斜度过小时，不仅会使制品尺寸困难，而且容易使制品表面损伤或破裂，斜度过大，虽然脱模比较方便但会影响制品尺寸的精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取 0.51.5 o ，塑件材料 AS 的型芯脱模斜度为 30/1 o ，型腔脱模斜度为 0.35 / 1 o 30/ 。（2） 塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，在设计塑件时，必须考虑。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、塑件的成型质量、塑件的原材料、固化定型时的冷却速度和时间以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量要小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，而且会延缓塑件在模内的冷却速度， 从而使成型周期延长，另外还容易产生气泡、凹陷、缩孔等缺陷。但如果壁厚太小，则刚度差，在脱模、装配使用中会发生变形，会影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应尽量力求塑件各处壁厚均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等造成的成型缺陷。 塑件壁厚一般在 14 mm ，最常用的数值为 23 mm 。本产品壁厚均匀，周边和底部壁厚均为 1.5 mm 左右。（3） 塑件的圆角为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度， 需要在塑件的内部联接处和转角处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于 0.51 mm 的圆角。一般外圆弧半径应大于壁厚的 0.5 倍，内圆角半径应是壁厚的 0.5 倍。（4） 孔塑料制品上通常带有各种盲孔通孔，一般来讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此，在塑件上设计孔时，应尽量采用较简单的孔型。由于型芯对熔体有分流作用， 所以在孔成型时周围容易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔间距和7河海大学文天学院本8科毕业设计（论文）孔到塑件边缘的距离一般都大于孔径，孔的周边应增加壁厚，从而保证塑件的强度和刚度。2.3.2 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性较好的塑料可以成型较大尺寸的制品，成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求， 一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸精小玲珑些。该塑件的材料为 AS，流动性较好，并适用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具制造的精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计的低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用 MT5 级精度。2.3.3 塑件表面粗糙度塑件表面要求越高，表面的粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免云纹、冷疤等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为 Ra 0.021.25 mm 之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2，即 Ra 0.010.63 mm 。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。2.4 计算塑件的体积、质量和表面积在本次设计中，塑件的质量和体积均采用 3D 测量，在 UG 软件中，使用塑模部件验证功能，可以测得塑件的表面积为 197 cm2 ,塑件的体积为 17.77 cm3 ，因为 AS 的密度为 1.06 g / cm3 ，所以可以得出该塑件制品的质量为 18.3 g 。8河海大学文天学院本9科毕业设计（论文）第 3 章 注塑机的选用及相关参数的校核3.1 注射成型工艺过程分析图 3.1 注塑机如图所示，从料头把树脂挤入料筒中，通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在这个过程中，在加热器的作用下加热使机筒内的树脂材料受热，在螺杆的剪切应力作用下使树脂成为熔融状态，将相当于成型品及主流道，分流道的熔融树脂滞留于机筒的前端（称之为计量），螺杆的不断前向运动将材料射入模腔。当熔融树脂在模具内流动时，应控制螺杆的移动速度（射出速度），并在树脂充满模腔后用压力（保压力）进行控制。当螺杆位置、注射压力达到一定值时可以将速度控制切换成压力控制。3.2 根据塑件的结构、质量及材料，确定其成型工艺过程为：第一步：为保证产品质量使注射过程顺利，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作：（1） 成型前对原材料预处理根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量、颗粒情况，外观色泽并测9河海大学文天学院本1科0 毕业设计（论文）试其热稳定性、流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，AS 材料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在 70 80 下干燥 24 h。（2） 料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、调换颜色、更换原料或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行拆换或清洗。柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。（3） 脱模剂的选用脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在生产上为了顺利脱模，常采用的脱模剂有：硬脂酸锌，硅油，液体石蜡（白油），对 AS 材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。第二步: 注射成型过程完整的注射过程表面上共包括加料、注射入模、塑化、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是冷却与塑化成型两个过程。第三步：制件的后期处理注射制件经机械加工或脱模后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的尺寸及性能稳定性。制件的后处理主要有调湿和退火处理。该塑料制件材料为 AS，就采用退火处理 13 小时。要架一套模具,首先要考虑模具尺寸是否符合机台大小的顿数.注射量是否满足要求,机台的射出投影面积是否适合模具生产,大顿数机台生产小模具,计量不容易控制,再者若用太大锁模力,对模具也有一定损伤,锁模力不够导致产品毛边过大,太大模具超过机台的负荷对合模系统也会有一定得损伤.3.3 相关参数由于采用一模二腔，需要至少注射量为 18.3x2=36.6g，流道水口废料 4.2g， 总注塑量达到 40.8g，再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素， 选定注射机为海天 80XB。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为：10河海大学文天学院本11科毕业设计（论文）型号参数单位80B螺杆直径mm36理论注射容量cm3125注射重量 PSg114注射压力M pa184注射行程mm123螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm365365允许最大模具厚度mm380允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距(最大)mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN34液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容积l200机器尺寸(长宽高)m4.31.251.8机器重量t3.23最小模具尺寸(长宽)mm2402403.4 最大注塑量校核模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的质量或容量在注射机额定注射量的 80%以内。校核公式为：nm1 + m2 80%m式中n -型腔数量m1 -单个塑件的重量m2 -浇注系统所需塑料的重量11本设计中：n=2m1 = 18.3 gm2 =4.2 g河海大学文天学院本1科2 毕业设计（论文）M=2x18.3+4.2=40.8 g注塑机额定注塑量为 114g，注射量符合要求3.5 锁模力校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。nA1 + A2 A式中n -型腔数目12A1 -单个塑件在模具分型面上的投影面积A2 -浇注系统在模具分型面上的投影面积12n=2A =6222 mm2A =580 mm2nA + A =2x6222+580=13024 mm212注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与浇注系统和塑件在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即：（ nA1 + A2 ）PF式中：P塑料熔体对型腔的成型压力（M Pa） F注射机额定锁模力（N）其它意义同上根据工具书查得，型腔内通常为 20-40MPa，一般制品为 24-34MPa，精密制品为 39-44MP（ nA1 + A2 ）P=13024x30x1.1x0.001=429.8KN800KN锁模力符合要求3.6 开模行程校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于多分型面注射模应有：S maxS= H1 + H2 + H3+ H4 + C式中H1流道脱模开距H2-顶出行程河海大学文天学院本1科3 毕业设计（论文）H3 -塑件高度H4 模厚(290mm) C 安全距离13本设计中Smax =670 mmH1 = 110 mmH 2 =20mmH3 =18mmC 取 30mm总的开模行程需要 H=468mm 以上经计算，符合要求。3.7 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核（1） 、模具长宽尺寸模具长宽尺度必须小于注塑机拉杆间距,本设计选用机台拉杆间距为 365 365,模具长宽为 270x300，经核算机台选用合适。（2） 、模具厚度（闭合高度）模具闭合高度必须满足以下公式H min H H max式中H min -注射机允许的最大模厚H max -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度为 290mm150H380符合要求河海大学文天学院本1科4 毕业设计（论文）第4章塑件成型方案设计4.1 分型面选择将模具合适的分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑： 1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2） 使塑件在开模后留在动模上；3） 浇注系统，特别是浇口能合理的安排；4） 使推杆痕迹不露在塑件外观表面上5） 分型面的痕迹不影响塑件的外观；6） 使塑件易于脱模。综合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，受用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧。图 4.1 分型面的选择4.2 型腔数的确定因为本设计中采用点浇口，而且塑件的尺寸不大，为了提高塑件成功概率，14河海大学文天学院本1科5 毕业设计（论文）并从经济型的角度出发，提高生产效率和节省生产成本，采用一模二腔，进行加工生产。4.3 型腔布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内的质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短， 同时采用平衡流道。型腔布局由图所示。由于本设计中塑件是上下两部分配合装配使用，需要相同的注射工艺参数，以达到较高的成功率，模具采用点浇口，并采用对称式布局，以求达到良好的浇注质量。图 4.2 型腔布局方式4.4 浇注系统的类型和位置的选择浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类，本设计中采用普通点浇口浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。4.4.1 浇注系统组成普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。15河海大学文天学院本1科6 毕业设计（论文）1） 主浇道2） 第一分浇道3） 第二分浇道4） 第三分浇道5） 浇口6） 型腔7） 冷料穴4.4.2 确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：a) 塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，从而保证塑件质量。b) 、模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模二腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。c) 、塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置进料口数量及位置、浇注系统的形式，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均，以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施和留有修整的余地。d) 、塑件外观：设置浇注系统时应考虑到修整、去除进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。e) 、冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故浇注系统设计时应考虑储存冷料的措施。4.5 成型零件结构设计型腔是模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间。构成模具型腔的零部件称为成型零部件。一般包括型芯、型腔、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后会发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的刚度、强度和良好的表面16河海大学文天学院本1科7 毕业设计（论文）质量。成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，以便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。4.5.1 型腔设计型腔是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法有关，常用的结构形式有嵌入式、整体式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。本设计中采用嵌入式型腔，它的特点是结构简单，不容易变形，牢固可靠， 成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到电火花加工或数控加工。174.5.2 型芯设计图 4.3 型腔 3D 图本设计中零件结构较为简单，深度不大，但经过对塑件实体的观察研究发现， 塑件采用嵌入式型芯。这样的型芯加工方便，便于模具的维护型芯与动模板的配合，可采用 H 7 / P6 。河海大学文天学院本1科8 毕业设计（论文）184.6 脱模结构设计图 4.4 型芯塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。4.6.1 脱模机构的选用原则（1） 使塑件脱模时不发生变形（略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形）；（2） 推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排；（3） 推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；（4） 推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；（5） 推杆位置痕迹须不影响塑件外观；4.6.2 脱模机构类型的选择推出机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、河海大学文天学院本1科9 毕业设计（论文）推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和多元件综合推出机构等。本设计中采用推杆推出机构使塑料制件顺利脱模。4.6.3 推杆机构具体设计（1）、推杆布置该塑件采用了 5mm 大小推杆，其分布情况如图所示，这些推杆均匀的分布在产品边缘处，使制品所受的推出力均衡。图 4.5 推杆布置(2）推杆的设计本设计中采用台肩形式的圆形截面推杆，设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径，推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为H 8 / f 8或H 9 / f 9 ，其配合间隙不大于所用溢料间隙，以免产生飞边，ABS 塑料的溢料间隙为0.04 0.06mm 。4.7 导向与定位机构设计导向机构的作用：保证模具在进行开合模时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用,导向机构零件包括19河海大学文天学院本2科0 毕业设计（论文）导柱和导套等。1. 导向结构的总体设计（1） 导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。（2） 根据模具的形状和大小，一副模具一般需要 2-4 个导柱。如果模具的凸模与凹模合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同，但错开位置的导柱。（3） 由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。（4） 导柱和导套在分型面处应有承屑槽（5） 导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行（6） 合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。2. 导柱的设计（1） 有单节与台阶式之分（2） 导柱的长度必须高出公模端面 68mm（3） 导柱头部应有圆锥或球形的引导部分（4） 固定方式有铆接固定和螺钉固定（5） 其表面应热处理，以保证耐磨。3. 导套和导向孔（1） 无导套的导向孔，直接开在模板上，模板较厚时，导向孔必须做成盲孔，侧壁增加排气孔。（2） 导套有套筒式、台阶式、凸台式（3） 为了导柱顺利进入导套孔，在导套前端应倒有圆角 r。一般情况下,导柱与导套共同使用,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状,尺寸精度,并避免模内零件互相碰撞与干涉,起到合模导向的作用.4.8 顺序分型机构设计顺序分型机构是根据塑件脱模或侧抽芯的某些特殊要求，在开模时按预定的顺序要求，先在某一分型面开模至一定距离，之后依次在第二分型面、第三分型20河海大学文天学院本2科1 毕业设计（论文）面按照一定顺序一定的距离依次开模。所以这种结构又叫顺序定距分型机构。在设计顺序分型机构时，必须首先分析各分型面开模时所受阻力状况，当某个分型面的开模阻力较小而又不允许首先开模时，就应该在该分型面上设置顺序分型机构。顺序分型机构的基本结构：一是定距机构，二是拉紧机构。只有两者的动作配合才能获得顺序定距分型的良好效果。在本设计中，定距零件为拉板，拉紧零件采用拉胶，以控制开模顺序。4.9 排气及引气系统的设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，如果模具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦，在充模速度大、物料黏度低、温度高、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。尤其是快速注射成型工艺的发展，对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解而产生的低分子挥发性气体， 塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有：利用配合间隙排气，利用推杆运动间隙排，在分型面上开设排气槽排气气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜，它的值与塑料熔体的粘度有关。4.10 模温调节系统的设计在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为200o C 左右，熔体固化成为塑件后，从60o C 左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于80o C ）的塑料，如本设计中的 AS，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。21河海大学文天学院本2科2 毕业设计（论文）温度调节对塑件质量的影响:注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。图 4.6 温调系统4.11 模架选用4.11.1 确定模具的基本类型注塑模具的分类方式很多，此处是介绍的按注塑模具的整体结构分类所分的典型结构如下： 单分型面注塑模、双分型面注塑模、侧向分型抽芯注射模、带有活动成型零件的模、自动卸螺纹的注射模、定模带有推出机构的注射模、热流道注射模。4.11.2 模架的选择根 据 对 塑 件 的 综 合 分 析 ， 确 定 该 模 具 是 单 分 型 面 的 模 具 ， 由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择 GCI 型的模架，它22河海大学文天学院本2科3 毕业设计（论文）的基本结构如下：图 4.7 模胚图GCI 型模具定模采用两块模板，动模采用一块模板，简化细水口模架，适合点浇口注射成形模具。由分型面的选择而选择模具的导套导柱的安装方式，经过考虑分析，导套导柱选择选正装。根据所选择模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸，经过计算可以知道，该模具是一出二腔的模具，而型腔之间的距离在 2030mm 之间。把型腔排列成一出二腔可得宽为 160mm，长为 210mm， 模架的宽 B=160+复位杆的直径+型腔壁厚 270mm，模架的长 L=210+复位杆的直径+螺钉的直径+型腔壁厚 300mm。根据内模仁的尺寸，在计算完模架的长宽以后，还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响，在设计中避免干涉。所以取 BL=270x300 的模架，塑件的高度为 18mm，塑件的大部分部胶位都23河海大学文天学院本2科4 毕业设计（论文）留在型腔部分，该模具结构简单，型芯、型腔的固定是固定总高度的加 30-50mm， A 板的厚度取 70mm，满足强度要求，B 板为 80mm，C 板为 80mm（C 的选择应考虑推出机构的推出距离是否满足推出的高度）综上所述：所选择的模架的型号为：GCI-2730-A70-B80-C8024河海大学文天学院本2科5 毕业设计（论文）第 5 章模具设计5.1 模具成型零件尺寸计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均制造公差、平均收缩率和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量基本大多凭经验决定），这里就只要考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出来后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小。收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，选定 AS 材料的平均收缩率为 0.5%，刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为：A = B + 0.005B式中A 模具成型零部件在常温下尺寸B 塑件在常温下的实际尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可以取塑件公差的 1/3-1/4，或取 IT78 级作为模具制造公差。此时取 IT8 级，型芯的工作尺寸公差取 IT7 级。模具型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，模具型腔的大小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；中心距偏差为双向对称分布。各成型零部件工作尺寸的具体数值祥见图纸。5.2 模具强度与刚度校核在普通意义上的模具强度包括模具的刚度和强度。模具的各种成型零部件和结构零部件均有刚度和强度的要求，足够的强度才能保证模具可以正常工作。由于模具形式很多，计算各有不同而且较复杂，在实际生产中，采用经验设计和强度校核相结合的方法，通过强度校核来调整设计，保证模具可以正常工作。模具强度的计算较为复杂，一般是采用简化的计算方法,计算时采取保守的做25河海大学文天学院本2科6 毕业设计（论文）法，原则是，选取最不利的受力结构形式，选取较大的安全系数，然后再优化模具结构，充分足够的提高模具的强度。为了保证模具可以正常工作，不仅要校核模具的整体性强度，而且要校核模具局部结构的强度。整体性强度主要针对型腔底板的厚度及侧壁的厚度，合模面所能承受的压力等几个方面，实际上选用的尺寸应大于计算尺寸并取整。在校核时应从强度与弯曲两个方面计算，选取较大尺寸。5.3 脱模力的计算脱模力的产生范围：（1） 塑件在模具中冷却定型时，由于体积的收缩，产生包紧力。（2） 机构本身运动产生的磨擦阻力。（3） 不带通孔壳体类塑件，脱模时要克服大气的压力 。（4） 塑件与模具之间的粘附力。初始脱模力：开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。相继脱模力：后面防需的脱模力，比初始脱模力要小，防止计算脱模力时，一般计算初始脱模力。脱模力的影响因素：a. 脱模力与塑件壁厚、型芯长度、垂直于脱模方向塑件的投影面积有关，如果各项值越大，那么脱模力就越大。b. 塑件与芯子磨擦力越大，则脱模阻力就越大。c. 塑件收缩率，弹性模量 E 越大，则脱模力越大。d. 排除大气压力及塑件对型芯的粘附等因素，则型芯斜角大到，塑件则自动脱落。5.4 浇注系统的设计5.4.1 主流道的设计流道是指，浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。（1） 、主流道的尺寸设计中选用的注射机为海天 80XB，它的喷嘴直径为 3.5 mm ，喷嘴球面半径是26河海大学文天学院本2科7 毕业设计（论文）16 mm ，依此主流道各具体尺寸设计如下：27（2） 、主流道衬套的形式5.1 主流道与浇口套选用如下图所示的类型的衬套，这种类型可以防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位环设计成两个零件，然后配合固定在模板上，衬套和定模板的配合采用 H 7 / m6 ，（3） 、定位环的固定定位环采用 2 个 M6X20 的螺丝直接锁附固定。5.2 流道与布局河海大学文天学院本2科8 毕业设计（论文）5.4.2 分主流道的设计分流道是主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，分流道应能满足良好的压力传递和保持理想填充状态。本设计中塑件排布比较紧凑,且采用点浇口，如上图所示。5.4.3 浇口的设计浇口又称进料口，它是连接分流道与型腔的通道。有两个功能：一是对塑料熔体流入型腔起着控制的作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口，点式浇口，点浇口，圆盘式浇口，扇形浇口，环形浇口等。浇口位置的选择原则：浇口的位置与塑件的质量有直接的影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几个方面：1. 熔体在型腔内流动时，它的动能损失最小。要做到这一点必须使（1)流程(包括分支的流程)为最短；（2)应先从壁厚较厚的部位进料；（3)每一股的分流都能大致同时到达最远端；（4)考虑到各股分流的转向越小越好。2. 有效地排出型腔内气体。由于本设计中肥皂盒塑件外表面质量要求较高，所以选用点浇口。点浇口直接在中间的端面处，肥皂盒组装后，浇口被遮挡起来。5.4.4 拉料杆的设计点浇口的主流道需要设置拉料杆，用于开模时分流道与
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