肥皂盒注塑模具毕业设计设计说明书

目录引言2第一章 总体方案确定51.1 塑件分析51.2 分型面位置的确定51.3 确定型腔数量和排列方式61.3.1 型腔数量的确定61.3.2 型腔排列形式的确定61.4 确定模具结构形式71.5 确定成型工艺71.6 确定注射机型号81.6.1 利用UG进行体积的计算81.6.2. 锁模力的计算81.6.3 注射机的选择91.6.4 注射机有关参数的校核9第二章 浇注系统的设计102.1 主流道设计102.1.1 主流道尺寸102.1.2 主流道衬套形式102.2 分流道设计112.2.1 分流道的布置形式112.2.2 分流道长度112.2.3 分流道的形状、截面尺寸122.2.4 分流道表面粗糙度122.3 浇口设计122.4 冷料穴和拉料杆设计12第三章 冷却及排气系统设计133.1 冷却系统设计133.2 排气系统设计14第四章 成型零件设计144.1 成型零件结构设计144.2 成型零件尺寸计算154.3 成型零件钢材的选用18第五章 模架的确定和标准件的选用185.1 模架的选择18 5.2 校核注射机19结论19致谢20参考文献2019引言近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法，其中最主要之一的注塑模具已经很广泛的采用。它在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。注塑模具与其它机械行业想比，有以下三个特点：第一，模具不能像其它机械那样可作为基本定型的商品随时都可以在机电市场上买到。模具制造不可能形成批量生产，即模具是单件生产的，其寿命越长，重复加工的可能性越小。因此，模具的制造成本较高。第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的，作为产品，除质量、价格等因素之外，很重要的一点就是需要尽快地投放市场，所以对于为塑料制品而特殊定订制的模具来说，其制造周期一定要短。第三，模具制造是一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧，因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，特别是对企业来说要求培养“全能工人”，使其适应多工种的要求，这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产是非常重要的。综上所述，模具制造 存在成本高，要求制造周期短，技术性强等特点，目前，随着科学技术的不断发展和计算机的应用，这些问题得到了很大的改善。 随着各种性能优越的工程塑料不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的制品。要高质量、经济地生产出注塑制品，必须综合考虑成型树脂、注塑模具及注塑机的问题，注塑模具的设计质量直接影响成型制品的生产效率、质量及成本。注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。塑料模是应用最广泛的一类模具。近年来，我国塑料模有长足的进步。在制造技术方面，首先是采用CAD/CAM技术，用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE软件也得到应用。第一章 总体方案确定图1-1肥皂盒1.1 塑件分析 该塑件是一个肥皂盒的上、下盖，如图1-1所示 ，该塑件结构简单，上、下盖外轮阔均为长方形（长60mm、宽30mm、高12mm），两端为半圆形（半径为15mm），口部均有相配合的台阶，且下盖有三个长方形（长16mm、宽4mm、）两端为半圆形（半径4mm）。尺寸精度为MT6级，尺寸精度不高，无特殊要求，壁厚为1.5mm，属于薄壁塑件，生产批量大。塑件材料为聚甲醛（POM），成型工艺性较好，可以注射成型。1.2 分型面位置的确定 根据塑件结构形式，最大底面为底平面，故分型面应选在底面处，为了满足制品的要求决定采用侧浇口。分型面位置如图1-2所示。图1-2分型面位置1.3 确定型腔数量和排列方式1.3.1 型腔数量的确定该塑件为小型制品，尺寸精度不高。可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造成本和生产效率，初定为一模两腔的模具形式。1.3.2 型腔排列形式的确定 该塑件为规则图形型腔采用如图1-3所示两行两列的矩形排列式。图1-3模具型腔排列方式1.4 确定模具结构形式该塑件为小型制品，尺寸精度不高。采用UG分析后，下盖的体积为3.366cm3，上盖的体积为3.639cm3。本模具的结构形式为单分型面的两板模。采用一模两腔，顶杆推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口。为了缩短成型周期，提高生产率，保证塑件质量，动定模均开设冷却水道。总体模具结构如图所示。图1-4模具结构1.5 确定成型工艺 本塑件的材料为聚甲醛（POM），是一种高熔点、高结晶性的热塑性塑料。聚甲醛的吸水性比较差，成型前不必进行干燥，制品尺寸稳定性好，可以制造较精密的零件。聚甲醛可以采用一般热塑性塑料的成型方法生产制品，可以采用注射成型。聚甲醛（POM）特征见表1-1：表1-1 聚甲醛（POM）注射成型的工艺参数序号项目聚丙烯（PP）1喷嘴温度/1701802料筒温度/1701903模具温度/901204注射压力MPa801305保压力MPa30-506注射时间S257保压时间S20808冷却时间S20609成型周期S501501.6 确定注射机型号1.6.1 利用UG进行体积的计算经过三维软件UG建模分析，可知肥皂盒下盖体积V13.366cm3，肥皂盒上盖体积V23.639cm3。V=V1+V2=7cm3。按经验公式算得：V总=1.67cm3×7=11.69cm3。查得聚甲醛的密度为1.41g/cm3。故所需塑料质量为1.41g/cm×11.69cm3=16.48g。1.6.2. 锁模力的计算 通过计算，可知肥皂盒上盖在分型面上的投影面积约为：S1=1606.5mm2,肥皂盒下盖在分型面上的投影面积约为：S2=1606.5mm2 S=S1+S2=3213mm2。按经验公式计算得：1.35×3213=4337.55mm2。又聚甲醛（POM）成型时型腔的平均压力为35MPa（经验值）。故所需锁模力为：Fm=4337.55mm2×35MPa=151.8KN。1.6.3 注射机的选择 根据以上计算决定选用XS-Z-125注射机，其主要技术参数见下表：理论注射容量/cm3 125锁模力/KN 900螺杆直径/mm 42拉杆内间距/mm 290×260注射压力/MPa 119移模行程/mm 300注射时间/s 1.6最大模厚/mm 300注射方式 螺杆式最小模厚/mm 200喷嘴球半径/mm 12定位圈尺寸/mm 100锁模方式 液压机械喷嘴孔直径/mm 4表1-4 XS-ZY-125注射机主要技术参数1.6.4 注射机有关参数的校核（1） 最大注射量的校核为了保证正常的注射成型，注射机的最大注射量因稍大于制品的质量或体积(包括流道凝料)。通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的80%以内。XSZY125注射机润许的最大注射量为125cm3。利用系数取0.8 0.8×125=100cm3 11.69cm3< 100cm3 ，最大注射量符合要求。（2） 注射压力的校核安全系数取1.3，注射压力根据经验值取80MPa。1.3×80MPa=104MPa 104MPa<119MPa 注射压力的校核合格。（3） 锁模力的校核 安全系数取1.2，1.2×151.81KN=182.16KN 182.16KN<900KN 锁模力校核合格。第二章 浇注系统的设计2.1 主流道设计2.1.1 主流道尺寸 根据所选注射机，则主流道小端尺寸为:d = 注射机喷嘴尺寸 + （0.51）mm= 4+1 = 5mm 主流道球面半径为:SR = 喷嘴球面半径 + （12）mm= 12+ 1 = 13mm2.1.2 主流道衬套形式本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，浇口套和定位圈还是设计成分体式，主流道设计成圆锥形，锥角取5o,内壁粗糙度Ra取0.4，浇口套如图2-1所示，材料采用T10A钢，热处理淬火回火后表面硬度为50HRC55HRC 。 图2-1 浇口套2.2 分流道设计2.2.1 分流道的布置形式分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快的经分流道均匀的分配到各个型腔。本模具采用一模两腔的平衡式结构形式（如图2-2所示）。图2-2 分流道的布置形式2.2.2 分流道长度 分流道只有一级，考虑到浇口的位置，取总长为27mm。2.2.3 分流道的形状、截面尺寸为了便于机械加工及凝料脱模，分流道的截面形状采用加工性能较好的梯形流道。改良型梯形截面分流道的直径可根据塑料的流动性等因素确定，根据经验，分流道的直径一般取212mm，比主流道的大端小12mm。本模具分流道大端直径取4mm,小端和浇口尺寸相一致。2.2.4 分流道表面粗糙度分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.8um 1.6um 即可，在此取1.6um。2.3 浇口设计塑件结构较简单，表面质量无特殊要求，故选择采用侧浇口。侧浇口一般开设在模具的分型面上，从制品侧边缘进料。它能方便的调整浇口尺寸，控制剪切速率和浇口封闭时间，是被广泛采用的一种浇口形式。本模具侧浇口的截面形状采用矩形，尺寸为2mm×3mm×0.8mm。2.4 冷料穴和拉料杆设计本模具只有一级分流道，流程较短，故只在主流道末端设置冷料穴。冷料穴设置在主流道正面的动模板上，直径取8mm，长度取10mm。 拉料杆采用钩形拉料杆，直径取8mm。拉料杆固定在推杆固定板上，开模时随着动定模分开，将主流道凝料从主流道衬套中拉出。在制品被推出的同时，冷料穴也被推出。 图2-3 Z形拉料杆的冷料穴第三章 冷却及排气系统设计3.1 冷却系统设计一般注射到模具内