肥皂盒注塑模具設計.

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1、 畢 業(yè) 論 文（設計） 論文（設計）題目： 肥皂盒注塑模具設計 系 別： 物理與電子工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 2010105607 姓 名： 胡珞琪 指導教師： 韋何耕 時 間： 2014年06月 河 池 學 院 畢 業(yè) 論 文（設 計） 開 題 報 告 系別:物理電子工程學院 專業(yè):機械設計制造及其自

2、動化 學 號 2010105607 姓 名 胡珞琪 論文（設計）題目 肥皂盒注塑模具設計 命題來源 教師命題 □學生自主命題 □教師課題 選題意義(不少于300字): 模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視，隨著現(xiàn)代制造技術的迅速發(fā)展、計算機技術的應用, 模具已經成為生產的重要工藝裝備,在塑料產品的生產過程中，塑料模具的應用及其廣泛，在各類模具中的地位也越來越突出，成為各類模具設計、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。而注塑模具已經成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。塑料制品的成型方法很多,其主要用于是注射，擠出，壓制

3、，壓鑄和氣壓成型等和氣壓成型等,是當今市場上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的市場需求量。肥皂盒是生活中十分常見與常用的塑料制品,我希望能學以致用,緊密結合生活實際,做出實用的設計. 研究綜述(前人的研究現(xiàn)狀及進展情況，不少于600字): 近年來，由于我國國民經濟的高速、穩(wěn)定的增長，促進了我國模具工業(yè)的迅速發(fā)展壯大，在大型模具方面，已能生產大屏彩電注塑模具、大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。塑料工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速，早在7年前塑料的年產量

4、按體積計算已經超過鋼鐵和有色金屬年產量的總和，塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產業(yè)及與人民日常生活相關的各個領域中得到了廣泛的應用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具產量中約半數以上是注塑模具。 模具技術水平的高低，是衡量制造業(yè)水平高低的重要標志。在德國，模具則被稱為“金屬加工業(yè)中的帝王”模具所形成的最終商品的產值是模具自身產值的上百倍。隨著塑料制品復雜程度和精度要求的提高以及生產周期的縮短，主要依靠經驗的傳統(tǒng)模具設計方法已不能適應市場的要求，在大型復雜和小型精密注射模具方面我國還需要從國外進口模具,我國目前和發(fā)達國家相比仍有較大差距，主要表

5、現(xiàn)在模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復雜程度、 模具的使用壽命和制造周期等。 當前國內外用于注塑模具方面的先進技術主要有以下幾種：（1）氣體輔助注射成形技術（2）熱流道技術（3）反應注射成形技術（4）共注射成形技術 國內前人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。塑料相對金屬，密度小，但是比強度高，絕緣性能優(yōu)良，具有非常優(yōu)良的抗化學腐蝕性，在機械、化工汽車、航空航天等領域，塑料已經大規(guī)模的取代了金屬。 研究的目標和主要內容（不少于400字） 研究的目標 此

6、次設計的肥皂盒的結構較簡單，但在設計時考慮其應用,還相應的做了些曲面,所以曲面結構較多,計算也就較多,本課題希望通過研究使肥皂盒更高效更優(yōu)化，設計出合理方案和結構。獲得肥皂盒注塑模具工藝優(yōu)化及模具設計的流程、工藝重要參數選擇及優(yōu)化，并加深對計算機輔助繪圖軟件的運用，提高生產效率。通過畢業(yè)設計,熟悉注塑模的總體設計過程，設計并繪制出注塑模具圖和零件圖。 主要研究內容 （1）研究肥皂盒注塑模具成形工藝過程，了解整個工藝流程； （2）選擇材料、尺寸計算、分析塑件的結構與工藝特性、注射成型原理與工藝特性等 （3）擬定模具的結構形式、澆注系統(tǒng)等 （4）采用計算機輔助繪圖軟件,設計并繪制塑料肥皂

7、盒塑件圖模具零件圖、塑料肥皂盒注塑模裝配圖、進行造型設計,最終成果形式以圖紙和論文的形式展示。 擬采用的研究方法 （1）查閱相關文獻資料，了解塑件的結構和加工步驟； （2）凸凹模形狀和尺寸以及材料的確定； （3）模具結構的確定； （4）坯料尺寸的設計計算和校核； （5）使用計算機輔助繪圖軟件畫出模具的零件圖和裝配圖 研究工作的進度安排 2010.12.25—2010.12.31 與指導老師溝通交流，完成畢業(yè)論文選題； 2011.01.01—2011.01.30 通過查閱相關書籍及網上資料，了解大概的肥皂盒注塑模具工藝設計； 2011.01.31—2011.03.

8、02 完成畢業(yè)論文開題報告的編寫； 2011.03.03—2011.03.10 深入查閱相關書籍及網上資料，最終選取最優(yōu)研究方案； 2011.03.11—2011.03.31 擬定模具的結構形式；構造模型 2011.04.01—2011.04.10 并作二維圖，開始撰寫畢業(yè)論文 2011.04.11—2011.05.10 完成畢業(yè)設計論文初稿； 2011.05.11—2011.05.30 修改畢業(yè)論文并定稿，打印裝訂，參加答辯。 參考文獻目錄（作者、書名或論文題目、出版社或刊號、出版年月日或出版期號） [1] 嚴烈. 模具設計超級寶典[M].北

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13、 年 月 日 目 錄 摘要 1 關鍵詞 1 引言 1 1模具成型概述 2 1.1注塑成型現(xiàn)狀前景 2 1.2注塑成型的基本過程 2 2塑件工藝性分析 2 2.1塑件材料的選擇 2 2.2 ABS的性能 2 2.3工藝設計方面 3 2.4塑件的結構尺寸 4 2.5模架的選擇 5 2.6注射機的選擇 5 3成型總體方案 7 3.1型腔數目的確定 7 3.2型腔的分布 7 3.3分型面的設計 8 3.4內模鑲件的設計 9 3.5成型零部件的工作尺寸的計算 9 3.6成型表面要求 12 3.7成型材料要求 12 4澆注

14、系統(tǒng)設計 12 4.1澆注系統(tǒng)概述 12 4.2澆注系統(tǒng)的設計原則 12 4.3主流道的設計 13 4.4分流道的設計 14 4.5澆口的設計 14 4.6冷料穴的設計 15 4.7拉料桿的設計 15 5排氣系統(tǒng)的設計 16 5.1排氣系統(tǒng)的概念及重要性 16 5.2排氣系統(tǒng)選擇 16 6推出機構與合模導向機構的設計 16 6.1推出機構的結構組成 16 6.2推桿推出機構 17 6.3推出機構中附屬零部件 18 6.4所需脫模力的計算 19 6.5導向機構的作用 19 6.6導柱導向機構 20 7模具溫度調節(jié)系統(tǒng) 20 7.1冷卻系統(tǒng)意義 20

15、 7.2冷卻裝置設計要點 20 7.3冷卻水道的形式 21 7.4冷卻計算 21 7.5冷卻管傳熱面積計算 22 8結論 22 參考文獻 22 Abstract 23 Keywords 23 附錄 24 致謝 24 河池學院2014屆本科畢業(yè)論文（設計） 肥皂盒注塑模具設計 機械設計制造及其自動化專業(yè) 胡珞琪 指導老師 韋何耕 [摘要]在現(xiàn)代制造技術的迅速發(fā)展的今天，模具已經成為生產的重要工藝裝備，塑料模具的應用極其廣泛，在各類模具中的地位也越來越突出，成為各類模具設計、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。本文通過

16、查閱資料，檢索文獻，CAD繪圖的方式進行了肥皂盒注塑模具的設計。塑件采用ABS材料，這種材料塑料熔體黏性低，流動性好，可以有效提高填充效率；模具為一模兩腔，結構緊湊，采用平衡式布置，可同時兼顧經濟性和制品精度，利于保養(yǎng)和維修；分流道的截面選擇圓形截面，它的流道效率最高；推桿和動模鑲件的配合是間隙配合，利用零件配合間隙自然排氣，經濟且實惠；推桿選用圓推桿，它易于加工，已被作為標準件廣泛使用，且它推出時運動阻力小，靈活可靠，也便于更換；導柱部分設計有環(huán)形油槽，能有效降低導柱導套的摩擦力；冷卻系統(tǒng)采用水冷的方式，熱傳導的主要介質是冷卻水，既經濟又效果好；這些設計可有效提高肥皂盒注塑模具的經濟性，穩(wěn)定

17、性和效率。 [關鍵詞] 模具，型腔，注射，冷卻,推出，導柱 引言 科學技術的飛速發(fā)展，使各種產品的更新速度不斷加快特別是消費類電子產品。新產品更新速度之快更是難以想象。像手機除功外，漂亮的外觀更是吸引眾多消費者眼球的原因之一。更是追求時尚年青人所追求的目標。 本次設計采用傳統(tǒng)計算+軟件設計相結的方法。設計開始采用傳統(tǒng)方法對有關參數進行計算同時結構實際情況初步選擇注射機、模架。選出合適的澆口位置和分型面。利用CAD設計出型芯、型腔、流道及重要的模具零件。 隨著生活水平的不斷提高，人們對消費品的要求也越來越高。肥皂盒是我們生活中不可缺少的一部分，它作為一種小商品，在市場上的需求空

18、間非常大。因此人們對肥皂盒的要求也越來越高。它的質量是我們不容忽視的方面。我這次設計的肥皂盒模具采用一次成性，用推桿推出制件，從而保證肥皂盒的整體性。 1模具成型概述 1.1注塑成型現(xiàn)狀前景 近年來，我們模具工業(yè)產生了巨大的變化，在我們國家的許多模具生產企業(yè)中，數字化設備比較齊全，模具相關的CAD等軟件的技術已經被廣泛的應用于生產中，采用高科技先進的加工技術的企業(yè)也逐漸增多。在普及使用CAD/CAM等技術的同時，CAE技術應用也越來越廣，這三者一體化將得到發(fā)展，模具新結構，新品種，新工藝的成果將不斷涌現(xiàn)。熟練掌握最新科學技術，用最新最先進的技術武裝自己，將是模具從業(yè)人員的未來努力方向。模

19、具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視，隨著現(xiàn)代制造技術的迅速發(fā)展、計算機技術的應用, 模具已經成為生產的重要工藝裝備,在塑料產品的生產過程中，塑料模具的應用及其廣泛，在各類模具中的地位也越來越突出，成為各類模具設計、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。近年來我國的模具技術有了很大的發(fā)展，在大型模具方面，已能生產大屏彩電注塑模具、大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。但是，在大型復雜和小型精密注射模具方面我國還需要從國外進口模具，這還需要我輩多多努力，艱苦奮斗。 1.2注塑成型的基本過程 注射成型是熱塑性塑料產品生產中最為普遍的一種成型方法，所用模

20、具為塑料注射模，簡稱注塑模。注塑模對應的加工設備是塑料注射機，也稱注塑機。塑料首先在注射機的加熱筒內受熱熔融成流體，然后在注射機的螺桿或者柱塞推動下，經注射機噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔，在型腔內成型，冷卻，固化，脫模后得到制品。 2塑件工藝性分析 2.1塑件材料的選擇 肥皂盒物理性質上要求強度好，剛性好，尺寸穩(wěn)定性好，著色性能好，故選擇ABS。 2.2 ABS的性能 ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的縮寫（俗稱超不碎膠），是一種多組分聚合物[1]。 丙烯腈，占20%-30%，使塑料件表面有較高硬度，提高耐磨性，耐熱性。 丁二烯，占25%-30%，加強柔順性，保持材料

21、彈性及耐沖擊強度。 苯乙烯，占40%-50%，保持良好成形性（流動性，著色性），高光潔度及保持材料剛性。 化學和物理特性： ABS的特性[2]主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以再鏟平設計上具有很大的靈活性，并且由此產生了市場上上百種不同品質的ABS材料。這些不同品質的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫虐去特性等。 ABS的收縮率在0.4%-0.7%之間。常用收縮率0.5%。 ABS材料具有優(yōu)越的綜合性能：abs制品強度高，剛性好，硬度，耐沖擊性，制品表面光澤性好，耐磨性好。 ABS耐熱可達90℃，比聚苯乙烯，聚氯乙烯，尼龍等

22、都高。耐低溫，可在-40℃下使用。同事耐酸，堿，鹽，油，水。具有一定的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能。不易燃。 ABS有優(yōu)良的成型加工性，尺寸穩(wěn)定性好，著色性能，電鍍性能都好。 ABS的缺點：不耐有機溶劑，耐氣侯性差，在紫外線下易老化。 2.3工藝設計方面 在模具設計方面： （1） 需要采用較高的料溫與模溫，澆注系統(tǒng)的流動阻力要小。 （2） 注意選擇澆口位置，避免澆口與熔接痕位置位于影響制品外觀的部位。 （3） 合理設計頂出脫模結構，推出力過大時，制品表面易“發(fā)白”，“變渾”。 注塑工藝條件： （1） ABS材料具有吸濕性[3]，要求在加工之前進行干燥處理。最好在80-90℃下干

23、燥2小時。 （2） 料筒溫度：210-280℃；建議溫度：245℃ （3） 模具溫度：40-90℃(模具溫度將影響塑件光潔度，溫度低會導致光潔度較低) （4） 注射壓力：50-100MPa。 （5） 注射速度：中高速度。 2.4塑件的結構尺寸 尺寸精度： 塑料尺寸精度一般取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，肥皂盒的尺寸精度要求不高，一般采取MT6。 脫模斜度： 脫模斜度與塑件的形狀，壁厚，收縮率[4]有關，ABS一般為1-130′ 壁厚： 該塑件為小型塑件，壁厚為1mm，薄壁。 表面粗糙度： 該塑件表面粗糙度取Ra1.6 圖2-1 圖2-2 2

24、.5模架的選擇 選擇二板模模架，用LKM龍記的大水口模架[6]s5050， c型 圖2-3 2.6注射機的選擇 根據塑件零件圖可得出塑件體積≈24cm，塑件質量M=241.05g=25.2g 由塑件結構尺寸及成型要求，和注射機的各參數現(xiàn)選用國產XS-ZY-125注射機[7] 該注射機的參數如下： 結構形式：臥式 塑化方式：螺桿式 額定注射量：125cm 注射壓力：120Mpa 注射行程：115mm 鎖模力：900kn 模具最大合模行程：300mm 模具厚度：最大300mm 最小200mm 模板尺寸：315250mm 鎖模方式：液壓－機械 噴嘴直徑：4m

25、m 最大注射量的校核： 模具成型的塑料制品和流道凝料總質量應小于注射機的額定注射量的80%，即：對于螺桿式注射機，其最大注射量是以螺桿一次注射的最大推進容積V表示，它與塑料的品種無關，根據公式可得： （01） 其中 為塑件與澆注系統(tǒng)的體積（） 為注射機的注射容量（） 0.8為最大注射量利用系數 由計算可得，＝24cm 因為　24＜80%125 所以滿足要求。 鎖模力的校核： 當高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產生使模具分型面脹開的力，即脹型

26、力。脹型力的大小等于塑料制品和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓強，他應小于注射機的額定鎖模力，通常取額定鎖模力的80%左右，以保證注射時不發(fā)生溢料現(xiàn)象。 脹型力與膠料流動性，制品厚度，料溫有關。脹型力的計算公式如下： 脹型力=制品投影面積A型腔壓強P （02） 鎖模力F≥脹型力80% （03） 由計算，得A=8150mm 查表得ABS型腔平均壓強P為40 Mpa 鎖模力F≥435KN 3成型總體方案 3.1型腔數目的確

27、定 模具型腔的數量通常是由客戶或產品工程部根據產品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及顏色來確定的。單型腔模具結構簡單，制造成本較低，塑件精度較高，周期較短，工藝參數易于控制，但塑料成型的生產率低，塑件成本高，適用于塑件比較大，精度要求比較高，生產批量比較小和試生產的情況。在大批量的生產情況下，還是采取多腔的形式更為合適，他可以提高生產效率，降低生產成本。 確定型腔數目的方法可以根據所用注射機的注射量來確定，也可以根據注射機的額定鎖模力來確定。 該塑件的外形并不復雜，分型面就設在投影面積最大的平面。 采取根據注射機的額定鎖模力來確定型腔數量： 假設各腔塑料制品在分型面上的

28、投影面積之和為A分（mm），注射機的額定（或公稱）鎖模力為F鎖，塑料熔體對型腔的平均壓力為P型，則 A分P型≤F鎖 （04） 根據上式估算，我決定采用一腔二模。 3.2型腔的分布 要做到壓力平衡和溫度平衡，應盡量將制品對稱排位或對角排位[10]，如果模具的壓力不平衡，模具在注射時會因某一側脹型力過大，而產生飛邊，嚴重的壓力不平衡，會對模具，甚至注射機產生永久性損害，如使模具型芯型腔錯位，導柱及注射機拉桿變形等。模具的溫度不平衡，模具各部位的溫差過大，會導致各腔制

29、品收縮率不一致，最終損害塑料制品的尺寸精度，甚至導致塑料制品翹曲變形。 圖3-1 3.3分型面的設計 分型面的設計要點[11]有： （1） 有利于脫模，成型塑料制品在開模后必須留在有推出機構的半模上，這是基本的要求。有推出機構的半模通常是動膜，特殊情況下推出機構才做在定模上。 （2） 分型面應選擇在塑件的最大外形輪廓處，才能有利于塑件從模具中脫模。 （3） 分型面的選擇應確保塑料制品的尺寸精度。 （4） 分型面的選擇應符合塑件的外觀質量要求 （5） 分型面的選擇應使模具零件易于加工 （6） 分型面的選擇應有利于排氣

30、 圖3-2 3.4內模鑲件的設計 凹模的結構設計： 因為型腔的形狀并不復雜，故采用整體式凹模。整體式的凹模的特點是牢固，不易變形，不會使塑件產生拼接線的痕跡，比較適用于結果不太復雜的中小型模具上。其結構如下： 圖3-2 凸模的結構設計： 凸模也就是型芯，同樣由于塑件結構不是很復雜，也采用整體式結構，它的優(yōu)點是加工簡便，結構簡化，牢固。型芯結構圖如下： 圖3-3 3.5成型零部件的工作尺寸的計算 型腔壁厚計算： 型腔的底壁厚度，查文獻的經驗數值和經驗確定法[13]，得出型腔的底壁厚度Tn=

31、15mm 型腔的側壁厚度，查得T側=25mm 內模鑲件型芯型腔的尺寸計算： 內模鑲件與模板的配合為過渡配合，公差為H7/m6，內模鑲件之間的配合公差為H7/m6。 內模鑲件的型腔尺寸是由塑料制品的零件圖增加收縮值，脫模斜度，這里按平均收縮值計算。塑料的成型收縮受多方面影響，如宿老品種，制品幾何形狀及大小，模具溫度，注射壓力，充模時間，保壓時間等，其中影響最顯著的是塑料品種，制品幾何形狀和壁厚。 內模鑲件型腔尺寸國際計算法[12] （1）型腔內形尺寸 （05） 基本尺寸/mm 公差值/mm 計算

32、 130.74 1.48 90.6 1.2 （2）型芯外形尺寸 （06） 基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 127.26 1.48

33、 87.4 1.2 14.71 0.58

34、 （3）型腔深度尺寸 （07） 基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 20.35 0.7 （4）型芯高度尺寸

35、 （08） 基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 18.65 0.7 （5）中心距 （09） 基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 15 0.58

36、 3.6成型表面要求 塑件的表面要求不高，表面粗糙度取Ra1.6 3.7成型材料要求 成型零件所用的材料要求有一些拋光性，有一定強度、韌性、硬度和耐磨性，耐熱性，耐腐蝕性等。 綜上考慮，選用45鋼可滿足模具的要求。硬度為≥55HRC。 4澆注系統(tǒng)設計 4.1澆注系統(tǒng)概述 模具澆注系統(tǒng)的作用是讓高溫熔體在高壓下高速進入模具型腔，實現(xiàn)型腔填充。模具的進料方式，澆口的形式和數量，往往決定了模架的規(guī)格型號。澆注系統(tǒng)的設計是否合理，將直接影響成型品的外觀，內部質量，尺寸精度和成型周期，是很重要的。模具的澆

37、注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔入口為止的一段熔體通道，它可分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類型。普通流道澆注系統(tǒng)又分為側澆口澆注系統(tǒng)和點澆口澆注系統(tǒng)，他們都是由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。 4.2澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)設計時應遵循以下原則： （1） 保證制品的外觀質量 任何澆口都會在制品表面留下痕跡，從而影響其表面質量。為不影響產品外觀，應盡量將澆口設置于制品隱蔽部位，如果無法避免，也要使?jié)部谌菀浊谐谥破飞狭粝碌暮圹E最小。 （2） 保證制品的內部質量 澆口的形式和數量要合理，保證塑料熔體迅速填充型腔，減少壓力與熱量損失，使制品內部組織細密。在設計時應盡量防止

38、制品出現(xiàn)填充不足，縮痕，飛邊，熔接痕位置不理想，殘余用力，翹曲變形，收縮不勻等缺陷。澆注系統(tǒng)應能順利地引導熔融塑料充滿型腔各個角落，使型腔內氣體能順利排出，以免制品內形成氣泡。盡可能采取平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充滿各型腔，使各強收縮率均勻一致，提高塑件的尺寸精度，保證其裝配的互換性。 （3） 阻力要小 流道設計要盡量短，并盡量減少彎折，留到截面積要盡量合理，宜小不宜大。 4.3主流道的設計 主流道是指緊接注射機噴嘴到分流道為止的那一段錐形流道，熔融塑料進入模具時首先要經過它。該塑件結構不是很復雜，從經濟與產量角度來說，選擇側澆口澆注系統(tǒng)。兩板模主流道錐度取10到15，粗糙度為

39、Ra1.6~0.8μm，錐度要適當，太大造成速度減小，產生斡流，易混進空氣，產生氣孔；過小會是流速增大，造成注射困難，同時還會使主流道脫模困難，故取個均值，錐度為12。主流道小端直徑d要比料筒噴嘴直徑D大0.5~1mm，已知該注射機的噴嘴直徑是4mm，故主流道的小端直徑定為4.5mm。噴嘴的球面半徑為12mm，故主流道的球面半徑為13mm，深度為4mm。主流道應盡量和模具中心重合，避免澆口套位置偏心。 圖4-1 4.4分流道的設計 連接主流道與澆口的熔體通道叫分流道，分流道起分流和轉向作用。該模具為一模兩腔，型腔體積形狀相同，分流道采用等截面和等距離，以便均衡的分配到各個型腔。分流道

40、的截面積采取圓形截面，它的優(yōu)點是比表面積最小，體積最大而與模具的接觸面積最小，阻力也小，有助于熔融材料的流動和減少其溫度傳到模具上，廣泛引用于側澆口模具中，查表3-2[13]選用序號3，直徑D=5mm。 流道的長度宜短，長的流道會造成壓力損失，不利于生產同時也浪費材料；但是過短又會有殘余應力，易產生毛邊。 流道長度可以根據經驗查表得在8mm~30mm之間，采用為15mm。 圖4-2 4.5澆口的設計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的租后部分，其作用是使塑料以較快速度進入并填充型腔。它能很快冷卻封閉，防止型腔內還未冷卻的熔體倒流。澆口應盡量短小，與產品分離

41、容易，不造成明顯痕跡。 澆口的作用： （1） 防止倒流。當注塑壓力消失后，封鎖型腔，使尚未冷卻固話的塑料不會倒流回分流道。 （2） 升高熔體溫度。熔體經過澆口時，會因剪切及擠壓而升溫，有利于熔體的填充型腔。 （3） 調節(jié)及控制進料量和進料速度。在多腔注塑模中，當分流道采用非平衡布置時，可以通過噶邊澆口的大小來控制進料量，使格腔能在差不多的相同時間內充滿。 澆口的尺寸： 澆口的斷面形狀設計為圓形，澆口斷面的面積積與分流道斷面的面積之比為0.03~0.09澆口長度約為1~2mm，澆口的表面粗糙度低于Ra0.4，否則會容易產生磨擦阻力。選用側澆口，即普通澆口，熔體從側面進入模具型腔，是澆

42、口中最常用的澆口。澆口開在型芯一側，在分型面邊緣，開模是可以自動斷開的。 4.6冷料穴的設計 冷料穴是為儲存因熔體與低溫模具接觸，而在料流前鋒產生的冷料而設置的，這些冷料如果進入型腔，將減慢熔體填充速度，最終影響制品的成型質量。冷料穴一般設置在主流道的末端。一般情況下，主流道冷料穴圓柱體的直徑為5~6mm，深度為5~6mm，選擇底部帶推桿的冷料穴，這種冷料穴容易加工。 4.7拉料桿的設計 拉料桿的作用是開模時將流道凝料留在我們希望它留的地方，這里選用直身拉料桿。主流道拉料桿的設計，一般來說，只有側澆口澆注系統(tǒng)的主流道才用拉料桿，其作用是將主流道內的凝料拉出主流道，以防主流道內的凝料粘定

43、模，確保將留到，制品留在動模一側。、 圖4-3 5排氣系統(tǒng)的設計 5.1排氣系統(tǒng)的概念及重要性 注塑模屬于型腔模，型腔中又大量的空氣，熔體快速進入型腔時，需要將這些空氣及時排出。另外，當熔體在型腔內成型固化后開模時，制品和型腔壁之間會產生真空，空氣必須及時進入。注塑模中將氣體排出和引進的結構統(tǒng)稱為排氣系統(tǒng)。 塑料模在注塑時，將模具型腔及澆注系統(tǒng)內額定空氣和塑料本身因受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體及時排出模外的結構，即模具的排氣系統(tǒng)。 注射成型時，模具內的氣體主要來組以下三個方面： （1） 模具澆注系統(tǒng)及型腔內的空氣是氣體的主要來源 （2） 塑料中的水分因高溫而變成的氣體

44、（3） 塑料及塑料添加劑在高溫下分解形成氣體 5.2排氣系統(tǒng)選擇 適當的開啟排氣槽，可以大大降低注射壓力和注射時間，保壓時間和鎖模力，使塑件成型由困難變容易，從而提高生產效率，降低生產成本，降低機器的損耗。此模具精度要求不高，我們可以靠模具零部件的配合間隙和分型面自然排氣，這樣是最經濟最實惠，最實用的排氣方式[13]。 6推出系統(tǒng)與合模導向機構的設計 推出系統(tǒng)概述： 在注射動作結束后，制品在模具內冷卻成型，由于體積收縮，對型芯產生包緊力，當它從模具中推出時，就必須克服因包緊力而產生的摩擦力。 在注塑模中，將冷卻固化后的塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中安全無損壞地推出的結構稱為推出系統(tǒng)

45、，也稱為脫模系統(tǒng)或頂出系統(tǒng)。安全無損壞是指制品被推出時制品不變形，不損壞，不粘模，無頂白，推桿位置不影響制品美觀，制品被推出時不會對人或模產生安全事故。 6.1推出系統(tǒng)的結構組成 注塑模的推出系統(tǒng)主要零件包括： (1) 推桿，推管，推板，推塊等推出零件 (2) 復位桿，復位彈簧等推出零件的復位零件 (3) 推桿固定板和推桿底板等推出零件的固定零件 推出系統(tǒng)的動作方向與模具的開模方向是一致的。 6.2推桿推出機構 推桿包括圓推桿，扁推桿及異形推桿，其中圓推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，損壞后也便于更換，在生產中廣泛被應用。圓推桿推出系統(tǒng)是整個推出系統(tǒng)中推桿推出機構

46、是最簡單，最常用的一種形式，圓推桿和推桿孔都易于加工，推桿的截面形狀為圓形截面，加工，更換方便，脫模效果好。推桿固定在推桿固定板上，AB板打開后，注射機頂棍推動推桿板，由推桿推動制品，實現(xiàn)推出。 （1）推桿的形狀 圓推桿直徑應盡量大些，這樣脫模力大而平穩(wěn)，采用的推桿，如圖： 圖6-1 （2）推桿的尺寸及規(guī)格 推桿上端面應高出鑲件表面0.03~0.05mm，為減少推桿與模具的接觸面具，避免發(fā)生磨損燒死現(xiàn)象，推桿與型芯的有效配合長度L應取推桿直徑的三倍左右，但最小不能小于10mm，最大不能大于20mm，非配合長度上單邊間隙0.5mm。推桿與鑲件的配合公差為H7/f7，配合部分的表面粗

47、糙度為Ra0.8μm,在裝配推桿時，以免影響塑件制品的使用，用推桿固定板將推桿固定在推桿推板上。推桿不能太靠邊，要保持1~2mm的鋼厚[24]。 推桿的材料選為45鋼、T8鋼，推桿的頭部要經過淬火處理，表面粗糙度在Ra1.6μm以下，硬度大于50HRC，較好的表面質量可防止推桿與孔咬死，并延長使用壽命，這里選用T8鋼，硬度為55HRC，表面粗糙度Ra=1.25μm。 6.3　推出機構的零部件 （1）推板 推桿固定板和推桿底板的組成，用45鋼，以調質處理為佳。查得推桿底板的厚度為20mm，推桿固定板的厚度為25mm。 （2）推出導向零件 推桿板導柱主要作用[23]是承受推桿板的重量

48、和推桿在推出過程中所承受的扭力，對推桿固定板和推桿底板起導向定位作用，終極作用是減少復位桿，推桿等零件和動模內模鑲件的摩擦。對于寬400mm以上的模架，采用4個導柱，由于模具較大，還要裝配導套，以延長導向零件的壽命及使用穩(wěn)固可靠。裝配方式是：導柱固定于動模底板上，穿過推桿板，插入動模托板或動模板，導柱的長度以伸入托板或者動模板深H10~15mm為佳，這里H=10mm。采用T8鋼，經淬火處理，硬度為55HRC，導套也可用T8鋼做成。 （3）　復位桿 復位桿的作用是將已經完成頂出塑件的頂桿再放回也就是復位到注射成型時的原始位置。復位桿的位置應裝在和固定頂桿相同的固定板上，每個復位桿的長度是相同

49、的，合模后其上端面比定模A板面低0.05~0.10mm，復位桿千萬不要頂上模，以免合模時復位桿干涉分型面接觸，并被破壞。 （4）　推桿的直徑、長度計算 根據推桿穩(wěn)定公式計算推桿直徑[22] （10） 式中：――安全系數，取1.5 　　　L――推桿長度 　　　n――推桿數目 d=1.5 d=10mm 6.4　脫模力的計算 　　脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力，脫模力的計算公式： F脫= F正

50、 （11） F正=A （12） F脫= F脫=9378N 式中: p――塑件對型芯產生的單位正壓力（包緊力），這里取為10MPa A――塑件包緊型芯的側面積，mm2 　　 F正――因塑件收縮對型芯產生的正壓力 ――脫模斜度，這里為1 f ――摩擦系數，這里取0.5 6.5　導向定位機構的作用 導向機構的作用有[21]： （1） 定位作用 模具工作時，保證動模定模的位置準確，保持型腔的形狀和尺寸精度。導向機構在模具裝配過程中還

51、能起到定位作用，使模具的裝配和調整變得更為便利。 （2） 導向作用 在模具合模的時候，首先是導向零件的接觸，引導動模定模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件額損壞。 （3） 承受一定的側向壓力 塑料熔體在充模的過程中可能會產生單向側壓力或者因為成型設備精度低而受到影響，導柱可以承受一定的側向壓力，以保證模具的正常運作。 （4） 承受模具重量 模具的活動件，如推桿固定板，推桿底板等，開模時懸掛在導柱上，由其支撐重量。 6.6導柱導向機構的設計 導柱導向機構主要零件為導柱和導套，它們的配合為間隙配合，公差配合為H7/f7級配合[18]。合模是要注意讓導向零件先于型芯型腔接觸。 （1

52、）　導柱[19] a、形狀 該導柱前端倒圓角，使導柱能順利進入導套，導柱表面設有環(huán)形油槽，以儲存潤滑油，減小導柱和導套之間額摩擦力。 b、材料 該導柱應該具備硬和耐磨的表面和堅韌不易折斷的內芯，這里采用經過淬火處理的T8鋼，硬度為50~55HRC。導柱固定部分表面粗糙度為0.8μm，導向部分的表面粗糙度為0.4μm。 c、要防止的問題 導柱導套因磨損而導致的燒死。 d、導柱的長度設計 定模板和動模板之間的導柱長度一般要比型芯端面的高度高出15~25mm，這里取20mm。 （2）　導套 a、形狀　為使導柱順利進入導套，在導套的前端倒一圓角。 b、材料　可用與導柱相同但是硬度略低的相

53、同耐磨材料做導套，這樣可以減輕磨擦力，防止導柱或導套拉毛。 c、固定形式和配合精度 采用直導套，用H7/r6過盈配合鑲入模板。為了增加牢固性，防止導套在開模時可能被拉出來，再加上止動螺釘緊固。 7模具溫度調節(jié)系統(tǒng) 7.1　冷卻系統(tǒng)的意義 注射成型時，模具溫度直接影響熔體的流動，制品的冷卻，制品的質量和模具的成型周期。對于一些黏度高，流動性差的塑料，要提高溫度改善其流動性，對于一些成型黏度低且流動性好的塑料，如本文選用的ABS材料，必須加冷卻機構，降低模溫可減小應力開裂，模具溫度應控制在60℃左右。在塑件的整個成型周期中，冷卻時間約占80%，模具溫度控制得當可以及時固化，開模及

54、取出成型制品，縮短成型周期，提高生產效率，控制好溫度是很有必要的[15]。 7.2　冷卻裝置設計 在塑料注射成型中，熔體在模腔中成型，冷卻，固化成制品，熔體所釋放的熱量都給了模具，這部分熱量必須被及時傳遞出去，這就是冷卻系統(tǒng)。模具中絕大部分的熱量是通過熱傳導帶走的，而熱傳導的主要介質是冷卻水，這里就采用水冷的方式進行冷卻，這種介質既經濟，效果又好。冷卻形式采用管道冷卻，即在模具型腔周圍和型芯內中鉆削圓孔，設置冷卻水通道，讓水在通道中循環(huán)流動，帶走熱量，降低模溫使其達到預期的溫度。根據模具的特點，靈活布置冷卻管道，其設計要點是： （1）冷卻水道數量相對多布置點，以使冷卻更均勻。 （2）對

55、熱量集聚比較大的，溫度比較高的部位要加強冷卻，比如澆口的部位。 （3）冷卻水道不能穿過設有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封，以免漏水。 （4）冷卻回路宜采用串聯(lián)，因為用并聯(lián)水路容易產生死水，影響冷卻效果。 （5）進出口冷卻水溫溫差不應過大，以免造成模具表面冷卻不均。 7.3　冷卻水道的形式 根據塑料制品的冷卻溫度需求和冷卻管道的設計要點[14]，對冷卻水道的布局進行合理的設計，塑料熔體填充時，澆口附近溫度高，因此要加強澆口附近的冷卻，讓冷卻水在靠近澆口的位置開始向其他位置流。塑件屬薄壁塑件，且使用側澆口，在動模定模與型腔等距離鉆孔的形式設置水道。冷卻水道型腔的距離B=10~15mm

56、為宜，冷卻水中心距離為水孔直徑的5到8倍為佳。 7.4冷卻管道尺寸 根據牛頓冷卻定律，冷卻水孔的直徑越大越好，但是過大又會導致管道里的水出現(xiàn)層流，降低冷卻效果，在實際情況中，理論公式計算出來的冷卻時間不太可靠，往往是試模時調機工程師根據經驗確定一個冷卻時間，再根據注塑情況進行調整，得到一個相對合理的數值，查表12-2,12-3,12-4三種分別根據模寬，鎖模力，平均壁厚的經驗確定法[13]，確定水管的直徑為8mm。冷卻系統(tǒng)如下圖 圖7-1 8結論 通過查閱資料，檢索文獻對肥皂盒注塑模具進行了設計，發(fā)現(xiàn)并得出如下結論： （1）塑件材料選用ABS材料，這種材料的熔體黏性

57、低，流動性好，可以有效提高熔體填充時的效率。 （2）型腔的設計為一模兩腔，采用平衡式布置，結構緊湊，可同時兼顧經濟性和制品精度，利于保養(yǎng)和維修。 （3）分流道的截面選擇圓形截面，它的流道效率最高。 （4）推桿和動模鑲件的配合是間隙配合，利用零件配合間隙自然排氣，經濟且實惠。 （5）推桿選用圓推桿，它易于加工，已被作為標準件廣泛使用，且它推出時運動阻力小，靈活可靠，也便于更換。 （6）導柱部分設計有環(huán)形油槽，能有效降低導柱導套的摩擦力。 （7）冷卻系統(tǒng)采用水冷的方式，熱傳導的主要介質是冷卻水，既經濟又效果好。 利用這些設計，可以對肥皂盒注塑模具的經濟性，

58、穩(wěn)定性和效率起到一定的優(yōu)化效果，具有很高的實用價值。 參考文獻 [1] 嚴烈. 模具設計超級寶典[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2000,6 [2] 彭建聲. 模具技術問答[M].北京:機械工業(yè)出版社，2003,7 [3] 應錦春. 現(xiàn)代設計方法[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2000,2 [4] 王書勛. 實用模具設計與制造[M]. 長沙: 國防科技大學出版社, 1991,3 [5] 張學文. 注塑模具設計[M].北京：化學工業(yè)出版社,2007,1. [6] 李麗華. UG NX6.0模具設計基礎與進階[M].北京：機械工業(yè)出版社,2009,7 [7] 楊櫂. 機械制造

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62、 Supervisor:WEI He-geng [Abstract]In the rapid development of modern manufacturing technology today, mold has become an important production technology and equipment , the application of an extremely wide range of plastic molds , place in all types of mold are also increasingly prominent, as

63、 all types of mold design, manufacturing and research the most one of mold on behalf of significance . Through access to information , retrieve documents , CAD drawings way a soap box injection mold design . Plastic parts are made of ABS material , this material is plastic melt viscosity is low, goo

64、d mobility, can effectively improve filling efficiency , mold is a two- cavity mold , compact structure, using a balanced layout , which can take into account the economy and precision products , conducive to the maintenance and repair , choose circular cross -section runner , its the most efficient

65、 flow channel , putter and the movable mold inserts fit the gap with the use of natural exhaust parts with the gap , the economy and affordable , putter selection round Putting it easy processing , has been widely used as a standard , and the resistance movement when it launched a small , flexible a

66、nd reliable , but also easy to replace , guide pillar part of the design ring tank , can effectively reduce the friction guide pins and bushings , cooling manner using water system , the main medium is cooling water heat conduction , economical and good results , these design can improve the economics of injection molding the soap case , stability and efficiency. [Keyword] Mold cavity；injection；cooling；Introduction and guide 附錄：注塑模裝配原理圖 致謝 這次的畢業(yè)論文題目是“肥皂盒注塑模具設計”，這