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浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機電工程系
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
課題名稱： 肥皂盒模具的設(shè)計
專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造
班 級： 03（1）班
姓 名： 張 慧
學(xué) 號： 17 號
指導(dǎo)教師： 譚 小 紅
2006年 3 月 14 日
浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機電工程系
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
1、課題內(nèi)容與要求
?市場的香皂盒五花八門，要求調(diào)查現(xiàn)有肥皂盒的優(yōu)缺點，對現(xiàn)有的肥皂盒進行改進，設(shè)計出更加合理，更加美觀的肥皂盒模具。
要求：1. 自行設(shè)計制品的外觀與尺寸
2. 模具裝配圖、所有零件的零件圖
3．畢業(yè)設(shè)計說明書一份
4．答辯課件
?
?2、課題參考文獻
?
1．《塑料模具設(shè)計手冊》．第1版．劉昌祺主編．北京：機械工業(yè)出版社，1999年
2．《精通PRO/E中文野火版模具設(shè)計》. 李軍主編. 北京: 中國青年出版社, 2004年
3．《塑料模設(shè)計及制造》．李學(xué)鋒主編．北京：機械工業(yè)出版社，2001年
4．《模具設(shè)計與制造實訓(xùn)教程》．李學(xué)鋒主編．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004年
5．有關(guān)模具設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)http://www.mould.net.cn /www.mouldjob.com www.hotmold.com等等
3、課題任務(wù)進度安排
第3-4周 開題報告
第5-9周 畢業(yè)設(shè)計
第10周 答辯
具體情況結(jié)合個人工作安排。
教研室主任意見：
教研室主任（簽名）：
年 月 日
浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機電工程系
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
?
課題名稱： 肥 皂 盒
專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造
班 級： 03 （1） 班
姓 名： 張 慧
學(xué) 號： 17 號
指導(dǎo)教師： 潭 小 紅
?
?
2006 年 03 月 14 日
浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機電工程系
畢業(yè)設(shè)計開題報告
1、課題研究的現(xiàn)狀和意義
目前市場上的很多肥皂盒五花八門，種類繁多，想盡辦法吸引人們的眼球。具體說來，
一、注重外觀設(shè)計
很多都是注重于外觀設(shè)計的，把肥皂盒做成水果動植物造型，還有的就是解決普通肥皂盒的和多問題。比如一般的肥皂盒裝點水，肥皂就會發(fā)粘，不容易取出來。大多數(shù)的肥皂盒利用杠桿原理發(fā)明了方便肥皂盒。打開肥皂盒，肥皂就會立起來。它和同類產(chǎn)品相比，技術(shù)上要先進一些。
二、解決技術(shù)問題
還有的就是解決肥皂盒排水的問題，就是直接在盒底鉆排水孔，但肥皂水直接流到臺上或地上。如圖所示 這款肥皂盒分為兩部分，片狀螺旋支撐物和肥皂盒。螺旋支撐物可壓進盒內(nèi)，要取出時反向操作，減少肥皂與盒的接觸面積，余液也可順螺旋支撐物流下盒內(nèi)。
三、功能集成
還有就是肥皂盒功能的集成，將牙膏、牙刷和香皂通天放到它的大腦袋里面，從此浴室整潔又漂亮。
本文的設(shè)計也是基于肥皂盒排水問題對普通肥皂盒提出改進。試圖設(shè)計出更受市場歡迎的肥皂盒模具
?2、課題要解決的問題或研究的基本內(nèi)容
? 我本次設(shè)計題目為“肥皂盒上蓋”，肥皂盒應(yīng)用相當(dāng)廣泛，幾乎每個家庭都會用，所以對此的設(shè)計就尤為重要。據(jù)調(diào)查了解，許多肥皂盒外型確實相當(dāng)好看，可是模具設(shè)計較困難，所以成本高，市場價格也相當(dāng)?shù)母?，如；另外有些顏色色澤較差，而且肥皂盒內(nèi)易積水，肥皂也就易
軟化，如。
我本次設(shè)計主要以解決易積水肥皂軟化縮短壽命的問題。
我設(shè)計的肥皂盒是肥皂放在上蓋上，上面有些突出，以使肥皂和盒之間以點接觸，使水易流出。
流出的水通過斜度和蓋底孔流入下蓋沉積，下蓋和上蓋底孔有一段距離，積水不能與肥皂接觸，這樣，就能延長肥皂的壽命。在使用一段時間后，把水從肥皂盒下蓋倒出，就能使房間保持清潔干燥，不會有肥皂水漏出。其結(jié)構(gòu)如下圖所示 。
3、課題研究擬采用的手段和工作路線
運用CAD畫出肥皂盒模具的裝配圖，拆畫所有零件圖，完成畢業(yè)設(shè)計說明書。
4、課題研究進程計劃
? 第3、4周：根據(jù)調(diào)查了解產(chǎn)品市場情況，寫出開題報告
? 第5周：對產(chǎn)品進行初步的分析改進
第6周：進行分析計算，選定模架等
第7周：設(shè)計模具，并繪制部分結(jié)構(gòu)零件
第8周：繪制未完成的零件及總裝配圖等
第9周：做答辯課件，電子文檔等，準(zhǔn)備答辯?
5、課題成果
論文□ 圖紙□ 產(chǎn)品或作品□ 應(yīng)用程序□
其它：
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
教研室主任意見：
教研室主任（簽名）：
年 月 日
浙江工貿(mào)學(xué)院2006屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計說明書
目 錄
一 引言…… ………………………………………………………………………………………………1
二 塑件的工藝分析…………………………………………………………………………………2
2.1分析塑件使用材料的種類及工藝特性………………………………………………………………2
2.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性………………………………………………………………………………2
2.3工藝性分析……………………………………………………………………………………………2
三 初步確定型腔數(shù)目 …………………………………………………………………2
3.1初步確定型腔數(shù)目……………………………………………………………………………………2
四 注射機的選擇…………………………………………………………………………3
五 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ………………………………………………………………………… …4
5.1主流道的設(shè)計…………………………………………………………………………………………4
5.2分流道的設(shè)計…………………………………………………………………………………………4
5.3分型面的選擇設(shè)計原則………………………………………………………………………………5
5.4澆口的設(shè)計……………………………………………………………………………………………6
5.5冷料穴的設(shè)計…………………………………………………………………………………………6
5.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………………………………………7
六 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 …………………………………………………………………7
七 成型零部件的設(shè)計…………………………………………………………………… ………7
7.1型腔、型芯工作尺寸計算 ……………………………………………………………………………7
八 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計……………………………………………… ………………………………10
8.1導(dǎo)柱的設(shè)計… ………………………………………………………………………………………10
8.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………………………………10
8.3推出機構(gòu)的設(shè)計 ……………………………………………………………………………………10
九 冷卻水道的設(shè)計……………………………………………………………… ………………11
十 校核……………………………………………………………………………………………………12
10.1整體式圓形型腔壁厚度的計算 ……………………………………………………………………12
10.2整體式圓形型腔底板厚度的計算…………………… ……………………………………………13
10.3注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核… ……………………………………………………………………13
10.4模具厚度H與注射機閉和高度 ……………………………………………………………………14
十一 結(jié)束語……………………………………………………………………………………………14
十二 參考文獻…………………… …………………………………………………………………14
任務(wù)書
塑件名稱：香皂盒上蓋
塑件材料：ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）
塑件產(chǎn)量：中批量
工作要求：化學(xué)性能穩(wěn)定，能耐一般的化學(xué)腐蝕，對皮膚無刺激，無害，在一定的溫度、酸性條件下，不易氧化腐蝕分解，并具有良好的絕緣性。
2
浙江工貿(mào)學(xué)院2006屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計說明書
一 摘要
肥皂盒在我們的生活中非常的普遍，幾乎每家都要用到。市場上也有各種各樣的肥皂盒，形狀各異，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是動植物造型，來吸引顧客的目光，以引發(fā)人們的購買欲。此次設(shè)計的肥皂盒的結(jié)構(gòu)較簡單，但在設(shè)計時考慮其應(yīng)用,還相應(yīng)的做了些曲面,所以曲面結(jié)構(gòu)較多,計算也就較多.在生活中,我們把肥皂放在盒上的時候，常常會因肥皂盒內(nèi)積水而使肥皂軟化掉，這樣就會降低肥皂的使用壽命。也有些肥皂盒在下蓋底部打孔，使水容易流出，但是這類肥皂盒的缺點是，會因下面漏水，把房間里弄的濕濕的。此次設(shè)計的肥皂盒是在上蓋上打孔，肥皂放在上蓋上，這樣水會沿孔斜度往下蓋流，水積在下蓋里，上下蓋之間有一定的距離保證一定的時間里水不會滿到上蓋的肥皂上，積水手動倒掉即可，這樣即保證了肥皂的利用率，又保證了房間的清潔。其設(shè)計方案通過Pro/E建模如圖1.1和1.2。
-42 HRC
圖1.1 肥皂盒整體外型圖
圖1.2 肥皂盒整體結(jié)構(gòu)分開模型圖
優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，提高肥皂的使用壽命；缺點是:積在下蓋的積水需人工手動倒出。此次設(shè)計是以上蓋為主，下蓋為輔。在上蓋的設(shè)計中主要要解決以下幾個問題：1、肥皂放在上蓋上時，以點接觸，設(shè)計六個橢圓突出,支撐肥皂，使肥皂和盒子之間以點接觸；2、上蓋上還要開一個槽，使水可以沿著曲面流人下蓋；3、設(shè)計澆口時要注意上蓋上表面的精度，不能在表面上留有印痕；4、在設(shè)計推出機構(gòu)時要注意推桿放置的位置，放在下表面，不能影響上表面的表面精度；5、在開模時需保證塑件留在型腔上，用推桿頂出。設(shè)計中，輔以下蓋的裝配圖。
關(guān)鍵詞：復(fù)位機構(gòu)，脫模機構(gòu)，澆口，
二 塑件的工藝分析
2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征
該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。
ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。
2.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡單，卻帶有曲面特征。上蓋上表面有六個橢圓突出，與下蓋配合的邊緣部分也是曲面相接，上蓋的上表面的表面精度要求較高，下表面為非工作面，精度要求相對較低，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級：五級。
2.3 工藝性分析
為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。
塑件的工藝參數(shù)：模具溫度：
注射壓力：
保壓力：
注射時間：
保壓時間：
冷卻時間：
成型周期：
三 初步確定型腔數(shù)目
3.1初步確定型腔數(shù)目
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求采用一模兩腔。
圖3.1 型腔分布圖
四 注射機的選擇
4.1 塑件體積的計算
按照圖1塑件所示尺寸近似計
塑件體積：
≈26cmз
塑件質(zhì)量：g=26.91g
4.2按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目
根據(jù) （4-1）
得 (4-2)
注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8;
注射機最大注射量，cmз或g;
澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g；
單個塑件體積或質(zhì)量，cmз或g；
4.3估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下
圖4.1 澆注系統(tǒng)示意圖
10.1cmз
4.4
查表文獻4、2得選用 XS-ZY-125型號注射機
五 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
5.1主流道的設(shè)計
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道
根據(jù)選用的XS-ZY-125型號注射機的相關(guān)尺寸得
噴嘴前端孔徑：；
噴嘴前端球面半徑：；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
取主流道球面半徑：；
取主流道小端直徑：；
為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計成圓錐形，起斜度為，取其值為，經(jīng)換算得主流道大端直徑為
圖5.1 主流道示意圖
5.2 分流道的設(shè)計
分流道選用圓形截面：直徑D=10cmз
圖5.2 分流道示意圖
流道表面粗糙度
5.3 分型面的選擇設(shè)計原則
1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
2） 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模；
3） 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求；
4） 分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；
5） 分型面的選擇要便于模具的加工制造；
6） 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣；
7） 分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小。
其分型面如圖5.3
圖5 .3 分型面示意圖
5.4 澆口的設(shè)計
根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求
澆口設(shè)計如圖5.4
圖5.4 澆口示意圖
5.5 冷料穴的設(shè)計
冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑件的質(zhì)量，另外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。
其設(shè)計如下圖（Z字型）
圖5.4 冷料穴示意圖
5.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計
利用配合間隙排氣是最常見也是最經(jīng)濟的，更具有使用性。
六 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 選模架
模架的選擇，圖6.1
圖6.1 模架模型圖
七 成型零部件的設(shè)計
7.1 型腔、型芯工作尺寸計算
ABS塑料的收縮率是0.3%--0.8%
平均收縮率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55%
型腔內(nèi)徑： (7-1)
型腔深度： (7-2)
型芯外徑： (7-3)
型芯深度： (7-4)
型腔徑向尺寸（mm ）;
- 塑件外形基本尺寸（mm）;
-塑件平均收縮率；
-塑件公差（參考文獻[4]）
-成形零件制造公差，一般取1/4—1/6；
-塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;
-型芯徑向尺寸（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）；
7.1.1型腔尺寸計算
基本尺寸/mm 公差值/mm 計算
100 0.44
4 0.14
30 0.24
104 0.5
324 1.2
6 0.14
80 0.38
25.5 0.24
6 0.14
29 0.24
14 0.20
26 0.24
12 0.18
106 0.5
7.1.2型芯的尺寸計算
基本尺寸/mm 公差值/mm 計算
96 0.44
34 0.26
104 0.5
320 1.2
6 0.14
80 0.38
25.5 0.24
8 0.16
12 0.18
27 0.24
10 0.18
24 0.24
110 0.5
八 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計
導(dǎo)向機構(gòu)的作用：1）定位作用；2）導(dǎo)向作用；3）承受一定的側(cè)向壓力
8.1導(dǎo)柱的設(shè)計
8.1.1長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8—12 cm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔的情況。
8.1.2形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形，以使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔。
8.1.3材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為50—55HRC。
8.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計
8.2.1材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導(dǎo)柱或?qū)桌?
8.2.2形狀 為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。
8.3推出機構(gòu)的設(shè)計
采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于
更換。
推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布
置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和
強度要求，采用四根推桿推出。推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或搞
出型腔0.05—0.1cm.
8.3.1推件力的計算
對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）：
(8-1)
式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）;
--被包緊部分的深度（cm）;
--由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取
；
--磨擦系數(shù)，一般??；
--脫模斜度；
=406.4mm
mm
得
8.3.2 推桿的設(shè)計
①推桿的強度計算 查《塑料模設(shè)計手冊之二》由式5-97得
d=（） (8-2)
d——圓形推桿直徑cm
——推桿長度系數(shù)≈0.7
l——推桿長度cm
n——推桿數(shù)量
E——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/)
Q——總脫模力
取 。
②推桿壓力校核 查《塑料模設(shè)計手冊》式5-98
= (8-3)
取320N/mm2
< 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC50～65
九 加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計
本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計算計。
設(shè)定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為。
9.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量
查表3-26得ABS的單位流量為
得
=
9.2 求冷卻水的體積流量V
由式3-41得：
(9-1)
查表3-27可知所需的冷卻水管直徑較小。
由上述可知，設(shè)計冷卻水道直徑為8符合要求。
十 校核
10.1 整體式圓形型腔壁厚度的計算
10.1.1按剛度條件計算
設(shè)想用通過型腔軸線的兩平面截面取側(cè)壁，得到一個單位寬度長條，該長條可以看作一個一端固定、一端外伸的懸臂梁，。由于長條的寬度取得很小，梁的截面可近似視為矩形。由于該梁承受均勻分布載荷，故最大饒度產(chǎn)生在外伸一端，起值為：
(10-1)
式中 --型腔材料彈性模量；
--梁的慣性矩，其中，；
s—側(cè)壁厚度。
應(yīng)使，則取為一單位寬度，可求得：
(10-2)
得
校核條件成立
10.2整體式圓形型腔底板厚度的計算
10.2.1按剛度條件計算
整體式圓形型腔底板可視為周邊固定的圓板，在型腔內(nèi)熔體壓力作用下，最大饒度亦產(chǎn)生在底板中心，其數(shù)值為：
(10-3)
應(yīng)使，則
得
校核條件成立
10.3注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核
1）鎖模力與注射壓力的校核
(10-4)
--注射時型腔壓力 查參考文獻得 30MPa
--塑件在分型面上的投影面積（）
--澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（）
--注射機額定鎖模力，按GB XS-ZY-125型注射機額定鎖模力為900
得
得
得
符合條件
故選 XS-ZF-125注射機成立
10.4模具厚度H與注射機閉和高度
注射機開模行程應(yīng)大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離
即滿足下式
(10-5)
式中 --注射機最大開模行程，mm；
--推出距離（脫模聚居），mm；
--包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm；
條件成立
十一 結(jié)束語
通過這五個星期以來的畢業(yè)設(shè)計工作，不僅是對我三年來學(xué)習(xí)的總結(jié)和回顧，同
時也讓我深深體會到自身存在的許多不足之處，這也是今后在社會上學(xué)習(xí)的一種動力，我將會不斷地學(xué)習(xí)，不斷的充實自己。
至此，感謝學(xué)校，感謝老師們在這三年里對我的諄諄教導(dǎo)，讓我充實的度過了這三年的大學(xué)生活，你們的教誨將是我最寶貴的財富。最后，感謝我的指導(dǎo)老師譚小紅老師對我的畢業(yè)設(shè)計的悉心指導(dǎo)和耐心幫教。
十二 參考文獻
[1]屈華昌主編.《塑料成型工藝與模具設(shè)計》.北京:高等教育出版社,2001
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