香皂肥皂盒下座的注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模含10張CAD圖,香皂,肥皂盒,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,10,cad
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論文題目
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XXXXXXXXXXXXXX
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1. 選題的背景和意義
1、目的：我喜歡模具業(yè)，由于塑料制品與我們的生活息息相關(guān)，他憑借自身的造型獨(dú)特、使用方便、價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大老百姓的喜愛。間接地說塑料制品的市場(chǎng)前景相當(dāng)樂觀，我所選題目與市場(chǎng)需求相吻合，我可以通過此次設(shè)計(jì)，總結(jié)歸納一下我這幾年所學(xué)的知識(shí)，把知識(shí)結(jié)合于實(shí)際，積累一定的模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)以后我從事此類工作有一定幫組。從我國(guó)模具工業(yè)的地位來說，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，通過此次選題的設(shè)計(jì)，在提高自身能力的同時(shí)，也更想為模具工業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。
2、理論意義：此次選題要看許多相關(guān)理論書籍，可以提升自身在制作模具方面的理論知識(shí)，可以為接下來的工作做好理論依據(jù)，明確理論方向。
3、現(xiàn)實(shí)意義：當(dāng)然，模具設(shè)計(jì)起來會(huì)相對(duì)復(fù)雜，但這可以很好提高自身的動(dòng)手能力，是一次理論到實(shí)際的親身經(jīng)歷，也可以發(fā)現(xiàn)理論中所要注意的細(xì)節(jié)，所缺少的細(xì)節(jié)，是一次非常寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
選題的研究現(xiàn)狀（理論淵源及演化、國(guó)外相關(guān)研究綜述、國(guó)內(nèi)相關(guān)研究綜述）：
1、理論淵源及演化：近年，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。我所選杯蓋，他借助圓、球體、長(zhǎng)方體，還有圓柱體的完美結(jié)合，以獨(dú)特的外形、圓滑的外表給予我視覺上的享受，不僅有他相應(yīng)的使用價(jià)值，更具有一定的藝術(shù)觀賞性。我可以通過此次模具的設(shè)計(jì)，了解我國(guó)模具設(shè)計(jì)技術(shù)的一個(gè)水平以及發(fā)展趨勢(shì)。
l 國(guó)外相關(guān)綜述：西方國(guó)家從二戰(zhàn)結(jié)束以來，制造業(yè)得到了很快的發(fā)展，到迄今為止，西方發(fā)達(dá)國(guó)家模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，大多向復(fù)雜、精度高以及標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，模具設(shè)計(jì)及制造都有一套成熟的體系，多數(shù)都是一體的自動(dòng)化生產(chǎn)。
美國(guó)就是國(guó)外制造業(yè)的代表，近年來，中國(guó)制造業(yè)在全球制造業(yè)的比重達(dá)到19.8％，略微超過 美國(guó)的19.4％，美國(guó)不甘落后，奧巴馬高調(diào)宣布要重回制造業(yè)時(shí)代。美國(guó)制造業(yè)多以生產(chǎn)高精度、較復(fù)雜的產(chǎn)品，大多以電子產(chǎn)品、高端軟件、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和零部件為主，而塑料制件生產(chǎn)較少，而大多生產(chǎn)來源于中國(guó)，所以中國(guó)塑料制件有很好的市場(chǎng)前景。
3、國(guó)內(nèi)相關(guān)綜述：我國(guó)塑料模具工業(yè)雖然起步晚、底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比有很大的差距，但改革開放以來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)塑料膜具技術(shù)和模具工業(yè)近年來發(fā)展迅速。主要表現(xiàn)在：
（1）在模具技術(shù)的基本理論、模具設(shè)計(jì)、模具制造、模具材料以及模具加工設(shè)等方面取得了實(shí)用性成果。
（2）模具基本能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。
（3）模具加工設(shè)備由過去依賴進(jìn)口到逐步實(shí)現(xiàn)自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)。
（4）研究開發(fā)了幾十種新型合金硬質(zhì)材料，并采用了熱處理新工藝。
（5）模具的品質(zhì)、制造精度已達(dá)較高水平。
2. 研究目標(biāo)、內(nèi)容（論文提綱）及擬解決關(guān)鍵問題
目標(biāo)：獨(dú)立完成該套模具的設(shè)計(jì)，以及編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
基本內(nèi)容：完成整套注塑模具的設(shè)計(jì)。
重點(diǎn)與難點(diǎn)：定模側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，推出機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
研究的可行性：圖紙正確，說明書完整。
1、研究的主要重點(diǎn)：
注塑模具工序與工藝的分析設(shè)計(jì)，型芯型腔、分型面、澆鑄系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及各零部件及裝配圖的繪制。
2、難點(diǎn)是：
（1）、所選零件造型復(fù)雜尺寸測(cè)量有點(diǎn)難。
(2)、所選零件的三維圖及注塑模具裝配圖有點(diǎn)難畫。
（3）、模具的型芯型腔設(shè)計(jì)、計(jì)算難。
（4）、在只知所選零件的情況下，要設(shè)計(jì)出導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與脫模機(jī)構(gòu)，所需知識(shí)面廣、查閱的書籍要多，在尋找材料文獻(xiàn)方面有一定難度。
3. 研究方法及技術(shù)路線
本課題主要是塑料成型的工藝設(shè)計(jì)及制造，也就是注塑模的工藝設(shè)計(jì)方案分析及確定工藝計(jì)算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。其主要的內(nèi)容如下：
（1）對(duì)所選產(chǎn)品進(jìn)行分析，記錄下相應(yīng)工藝及尺寸，畫出三維圖及三視圖。
（2）查閱有關(guān)書籍，經(jīng)分析計(jì)算，確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)，如型腔的布置，分型面、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
(3)繪制模具部分零件圖。
（4)繪制模具總裝配圖。
（5）撰寫論文。
生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計(jì)是要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是一定要保證其精度要求。
① 建立塑料制品的三維模型;
② 根據(jù)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行拔模分析與分型面設(shè)計(jì);
③ 建立工程、加載產(chǎn)品、創(chuàng)建調(diào)用模架;④ 設(shè)計(jì)導(dǎo)向系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、流道與冷卻等輔助部分。
4.研究工作基礎(chǔ)
5.主要參考文獻(xiàn)及出處（10篇以上）
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[4] 趙昌盛. 實(shí)用模具材料應(yīng)用手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2005-06
[5] 王煥庭、李茂華、徐善國(guó). 機(jī)械工程材料[M]. 大連,大連理工大學(xué)出版社， 2000-05
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[7] 吳兆祥、高楓. 模具材料及表面處理[M].北京,機(jī)械工業(yè)出版社， 2002-04
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[14] 蔣繼宏、王效岳 注塑模具典型結(jié)構(gòu)100例[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000-06
[15] 王鵬駒、張杰 塑料模具設(shè)計(jì)師手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008-10
[16] ABCUG論壇 www.abcug.com
[17] 燕秀模具論壇 www.yxcax.com
[18]免費(fèi)CAD教程網(wǎng) www.mfcad.com
6.實(shí)施計(jì)劃
2012.11.10——2012.12.05 查找資料、復(fù)習(xí)有關(guān)課程，寫出開題報(bào)告
2012.12.06——2013.01.05 查閱中外文獻(xiàn)資料完成文獻(xiàn)綜述
2013.01.16——2013.02.01 完成外文資料的翻譯
2013.02.02 ——2013.02.20 分析產(chǎn)品特性、結(jié)構(gòu)，構(gòu)思模具各個(gè)部件設(shè)計(jì)，最后擬定總體方案，建模
2013.02.21——2013.03.10模具分析、修改、完善設(shè)計(jì)方案
2013.03.11 ——2013.04.05 繪制裝配圖，各零件圖
2013.04.06——2013.04.30 編寫設(shè)計(jì)說明書
2013.05.01 ——2013.05.10 檢查校核各項(xiàng)設(shè)計(jì)和圖紙，準(zhǔn)備答辨
這里自己改
指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組）意見：
簽 名：
年 月 日
審查小組意見：
審查小組負(fù)責(zé)人（簽 名）：
年 月 日
備注：
1、 要有10篇以上相關(guān)文章的閱讀量。
2、 理、工科開題報(bào)告撰寫要求在2500字左右，人文社科開題報(bào)告在3500字左右，包括論文選題的背景和意義、工作任務(wù)分析、調(diào)研報(bào)告、方案擬定與分析、畢業(yè)論文撰寫提綱及實(shí)施計(jì)劃、文獻(xiàn)綜述（理、工科可不提交文獻(xiàn)綜述）等。
3、 電腦打印，用A4紙，內(nèi)容為小四號(hào)宋體，行距為固定值20磅。
4、 文獻(xiàn)綜述（按文獻(xiàn)綜述格式打?。└皆陂_題報(bào)告后面一起裝訂。
文獻(xiàn)綜述內(nèi)容：
(正文)
備注：1、文獻(xiàn)綜述內(nèi)容包括：國(guó)內(nèi)外研究理論、研究方法、進(jìn)展情況、存在問題、參考依據(jù)等。
2、文獻(xiàn)綜述必須切題，并寫出兩萬(wàn)字以上的筆記或三千字以上的文獻(xiàn)綜述。
3、電腦打印，用A4紙。內(nèi)容為小四號(hào)宋體，行距為固定值20磅。
肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì)
摘 要：本課題所研究的內(nèi)容是將家用的肥皂盒作為設(shè)計(jì)模型，將注射模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設(shè)計(jì)過程。 本設(shè)計(jì)對(duì)肥皂盒進(jìn)行的注塑模設(shè)計(jì)，利用UG軟件對(duì)塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。明確了本次注塑模具的設(shè)計(jì)思路，確定了注射成型的工藝過程，并對(duì)各個(gè)具體的部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可以確保模具工作運(yùn)行的可靠性，保證了與其他部件的配合，最后再用AutoCAD繪制出一套模具總裝配圖和零件圖。
本文通過對(duì)肥皂盒的注塑模具設(shè)計(jì)，鞏固和深化了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，取得了比較滿意的效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖。
關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)；塑料模具；注射成型：CAD繪制二維圖
Design of injection Mold for soap Box
Abstract：The content of this research is to take the domestic soap box as the design model and the relevant knowledge of the injection mould as the basis to elaborate the design process of the plastic injection mould.In this design, the injection mould of soap box is designed, the solid modeling of plastic parts is carried out by UG software, and the structure of plastic parts is analyzed.The design idea of the injection mould is clarified, the process of injection molding is determined, and the detailed calculation and verification of each specific part are carried out.The designed structure can ensure the reliability of the working operation of the die and ensure the cooperation with other parts. Finally, a set of general assembly drawing and part drawing of the die can be drawn by using AutoCAD.
Through the injection mold design of soap box, the professional knowledge has been consolidated and deepened, and satisfactory results have been obtained and the expected design intention has been achieved.
Key words: Mould Design; Plastic Mould; Injection Moulding; CAD Drawing 2D
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 塑料簡(jiǎn)介 1
1.2 注塑成型及注塑模 1
第2章 塑料材料分析 3
2．1 塑料材料的基本特性 3
2．2 塑件材料成型性能 3
2．3 塑件材料主要用途 4
第3章 塑件的工藝分析 5
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
3．2 塑件尺寸及精度 6
3．3 塑件表面粗糙度 6
3．4 塑件的體積和質(zhì)量 7
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 8
4．1 注射成型工藝過程分析[5] 8
4．2 澆口種類的確定 9
4．3 型腔數(shù)目的確定 9
4．4 注射機(jī)的選擇和校核 9
4.4.1 注射量的校核 10
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 10
4.4.3 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 11
第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
5．1 分型面的設(shè)計(jì) 13
5．2 型腔的布局 14
5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
5.3.1 澆注系統(tǒng)組成 14
5.3.2 確定澆注系統(tǒng)的原則 15
5.3.3 主流道的設(shè)計(jì) 15
5.3.4 分流道的設(shè)計(jì) 17
5.3.5 澆口的設(shè)計(jì) 17
5.3.6 冷料穴的設(shè)計(jì) 18
5．4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)[7] 18
5.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
5.4.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 19
5．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
5.5.1 凹模寬度尺寸的計(jì)算 21
5.5.2 凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算 21
5.5.3 凹模高度尺寸的計(jì)算 22
5.5.4 凸模寬度尺寸的計(jì)算 22
5.5.5 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 23
5.5.6 凸模高度尺寸的計(jì)算 23
5．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23
5.6.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 23
5.6.2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 24
5.6.3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 24
5．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 25
5.7.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 25
5．8 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 27
第6章 模具材料的選用 29
6．1 成型零件材料選用 29
6．2 注射模用鋼種 29
總 結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
致 謝 32
II
第1章 緒論
模具制造是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。
1.1塑料簡(jiǎn)介
塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能[1]。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無(wú)機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
1.2注塑成型及注塑模
將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。
要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。
注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。
注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。
注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成[2] 。
注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。
注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。
第2章 塑料材料分析
2．1 塑料材料的基本特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。
ABS無(wú)毒，無(wú)氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)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(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。
ABS的性能指標(biāo)：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
2．2 塑件材料成型性能
ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用大澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。
2．3 塑件材料主要用途
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造垃圾鏟、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫(kù)和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。
第3章 塑件的工藝分析
在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
肥皂盒如圖3.1所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。
圖3.1 產(chǎn)品視圖
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）、脫模斜度
由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1
（2）、塑件的壁厚
塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。該管連接件壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為1.5左右。
（3）、塑件的圓角
為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無(wú)特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。
該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角為0.5。
（4）、孔
塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí)，會(huì)使熔體流動(dòng)困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型。由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。
3．2 塑件尺寸及精度
塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。
塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國(guó)目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級(jí)精度，未注采用MT5級(jí)精度。
3．3 塑件表面粗糙度
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。
該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。
3．4 塑件的體積和質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在UG軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為32.5克。
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
4．1、注射成型工藝過程分析
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為：
第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。
（1）、成型前對(duì)原材料的預(yù)處理
根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。
（2）、料筒的清洗
在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。
柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。
（3） 、脫模劑的選用
脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對(duì)ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用?
第二步: 注射成型過程
完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚康氖菫榱讼嬖诘膬?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)質(zhì)處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時(shí)。
4．2 澆口種類的確定
注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。
由于本設(shè)計(jì)中肥皂盒塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，肥皂盒組裝后，澆口被遮擋起來。
點(diǎn)澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。
4．3 型腔數(shù)目的確定
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用點(diǎn)澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模兩穴，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
4．4 注射機(jī)的選擇和校核
由于采用一模兩穴，需要至少注射量為32.5X2g，流道水口廢料10g，總注塑量達(dá)到75g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天160XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)見表1.1：
表1.1 注射機(jī)性能參數(shù)
型號(hào)參數(shù)
160×2A
160×2B
160×2C
螺桿直徑
40
45
48
理論注射容量
253
320
364
注射重量PS
230
291
331
注射壓力
202
159
140
注射行程
201
螺桿轉(zhuǎn)速
0~230
料筒加熱功率
9.3
鎖模力
1600
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
455×455
允許最大模具厚度
500
允許最小模具厚度
180
移模行程
420
移模開距(最大)
920
液壓頂出行程
140
液壓頂出力
33
液壓頂出桿數(shù)量
5
油泵電動(dòng)機(jī)功率
18.5
油箱容積
240
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
5.4×1.45×2.05
機(jī)器重量
5
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
320×320
4.4.1 注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
（4-1）
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的質(zhì)量（g）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量（g）
本設(shè)計(jì)中：n=2 32.5 g =10g
M=32.5X2+10=75g（約等于）<291gx80%
注塑機(jī)額定注塑量為291g
注射量符合要求
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
（4-2）
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
本設(shè)計(jì)中：n=2 =11256.96 =600
=11256.96X2+600=23113.92
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F （4-3）
式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P=23113.92x30x1.1x0.001=762.76KN<1600KN
鎖模力符合要求
4．4．3、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核
（1）、模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
（4-4）
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為405mm 180
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