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1、【毕业设计毕业设计】塑料肥皂盒的注射模具设计塑料肥皂盒的注射模具设计 四四1 摘 要 本注射模具设计为一塑料肥皂盒的注射模具设计塑件结构比较简单塑件质量要求是不允许有裂纹、变形缺陷。 本设计从分型面设计开始进行了浇注系统、冷却系统、成型零件、模架的设计并进行了必要的校核。同时并简单的编制了模具的加工工艺。根据题目设计的主要任务是肥皂盒注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒塑件产品以实现自动化提高产量。针对肥皂盒的具体结构该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要求。 关键词Pro ENGINEER、注射模、浇注系统、冷却系统、模架。 Abs
2、tract This is a plastic injection mold design and injection mold design comb, plastic parts relatively simple plastic parts quality requirements is not permitted crack, deformation defects. The design started from the sub-surface design, were pouring system, cooling system, molded parts, mold design
3、, and carry out the necessary checking. at the same time And a simple preparation of the mold of the process. According to the design of the subjects main task is to set fruit injection mold design. Design is an injection mold to produce scop lid pieces of plastic products in order to achieve automa
4、tion to increase output. For the specific structure of the fruit plate, the die is the point of the one type injection mold surface. Through the die design that the lid of the mold to achieve the quality and processing requirements. Keywords: Pro ENGINEER, injection mold, injection system, cooling s
5、ystem, mold. 2 绪 论 模具制造是国家经济建设中的一项重要产业振兴和发展我国的模具工业日益受到人们的重视和关注。 “模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”用模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业是技术成果转化的基础同时本身又是高新技术产业的重要领域。 一 课题背景 改革开放以来我国模具工业发
6、展迅猛。1996 至 2001 年间我国模具工业的产值年平均增长 14%左右。目前全国共有模具生产厂点 1.7 万个从业人员50 多万人。2001 年全国模具工业总产值达 300 亿元人民币我国模具年产值已位居世界第四。 我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面已从电机、电器铁芯片模具扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及
7、汽车保险杠、整体仪表板等模具。其他类型的模具例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等也都达到了较高的水平并可替代进口模具。但是我国模具工业无论是在数量还是质量上与工业发达国家存在着很大的差距满足不了工业发展的需要目前国内市场的满足率仅在 70%左右。 我国大部分模具是企业自产自用真正作为商品流通的模具仅占 1/3。所产模具基本上以中低档为主一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具在技术上无法与发达国家相比生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。近五年 3 来我国平均每年进口模具 8.14 亿美元2001年进口模具 11.12 亿美元(出口模具仅 1.88 亿美元)这还不包括随进
8、口设备和生产线作为附件带来的模具。根据海关统计近几年进出口相抵我国已成为世界上最大的模具进口国。二 课题设计的目的和意义 目的肥皂盒在我们的生活中非常的普遍几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒形状各异有些是把肥皂盒做成水果造型有些是动植物造型来吸引顾客的目光以引发人们的购买欲。 意义此次设计的肥皂盒的结构较简单主要是在肥皂盒的底部打孔这样可以让积累在里面的水自然流出省去人工进行操作了。 4 第一章 塑料成型工艺基础 1.1 肥皂盒的造型设计 其图形如图 11 与 12 所示 图 11 肥皂盒工程图 图 12 肥皂盒三维图 1.2 肥皂盒塑料 PS 的结构与工艺特性 1聚苯乙烯的流动性
9、 聚苯乙烯是有苯乙烯的单体聚合而成的高聚物属于无定型塑料具有良好的透明性、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能加工流动性好。 聚苯乙烯的流动性好容易成型由于聚苯乙烯熔体粘度对剪切速率和温度都比较敏感所以在注射中无论是增大注射压力或升高机筒温度都会使熔体粘度下降均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的其中提高机筒温度效果更明显。制品壁厚对流动性也有一定的影响PS 熔体的最大流动长度与壁厚之比为 2001 所以壁厚一般在 1.04.0 之间选取。 2聚苯乙烯的成型流动收缩性 PS 为非结晶型聚合物成型收缩率较低通常为 0.5%0.8%提高注射压 5 力对降低成型收缩率是有利的但注射速度不宜过高否则模腔内的
10、空气难以及时排出还会使制件表面不光滑透明度低冲击强度降下降同时较大的剪切力还会导致制品的内应力增加因此对聚苯乙烯来说在不发生波纹、熔接痕等缺陷的前提下应尽可能采用较低的注射速度。 3聚苯乙烯的工艺特性 聚苯乙烯的着色性能优良能染成各种鲜艳的色彩。聚苯乙烯能耐碱、硫酸、磷酸、10%30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸但不能耐硝酸及氧化剂的作用对谁、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力。它是无色无味无毒的第三大塑料品种。它的吸水性较好所以加工前不需要干燥处理。 1.3 注射成型原理及工艺特性 注塑模亦称注射模其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中经过加热熔化呈流动状态后在柱塞和螺杆的推
11、动下熔融塑料被压缩并向前移动进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中充满型腔的熔料在受压的情况下经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常一个成型周期从几秒钟到几分钟不等时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。 注射成型是热塑性材料成型的一种重要方法它具有成型周期短、能一次成型形状复杂的、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。注射成型的生产率高、易实现生产自动化。注射成型的缺点是所用的注射设备价格高注射模具的结构复杂生产成本高生产周期长不适合于单件小批
12、量的生产除了热塑性塑料外一些流动好的热固性塑料也可用注射方法成型其原因是这种方法生产率高产品质量稳定。 6 第二章 塑件工艺性分析 2.1 分析塑件的结构工艺性 1外形尺寸 该塑件壁厚为 2mm塑件外形尺寸不大塑料熔体流程不太长 塑件材料为热塑性塑料流动性较好适合于注射成型。 2精度等级 该塑件尺寸中等整体结构较简单精度要求相对较低再结合其材料性能故选一般精度等级五级。 3脱模斜度 PS 的成型性能良好成型收缩率较小选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为 1 度。 2.2 工艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上而浇口却斜向开设在模具
13、的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔因而塑件外表面不受损伤不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。 2.3 注射机的选择 按照图 1 塑件所示尺寸近似计 塑件体积 V 26cm3 塑件质量 M =261.035 g=26.91g 选用注射机为国产的注射机 XS-ZY-125 卧式注塑机。查表注额定注射量为125 cm注射压力为 120MPa锁模力为 90104N注射方式为螺杆式喷嘴球半径 R 为 18mm喷嘴口直径为 4mm。顶出形式是两侧设有顶杆机械顶出一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射
14、机型号。具体到这套模具。 7 第三章 塑料制件在模具中的位置 3.1 型腔数目的确定 与单型腔模具相比较单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点。但是在大批量生产的情况下多型腔应收更为合适的形式它可以提高生产效率降低塑件的整体成本。 型腔数目的确定应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。 根据注射机的额定锁模力 F 的要求来确定型腔数目 n 即 n12pApAF 式中 F注射机额定锁模力N P型腔内塑料熔体的平均压力MPa A1、A2分别为浇注系统和单个塑件在模具分
15、型面上的投影面积mm2 大多数小型件常用多型腔注射模而高精度塑件的型腔数原则上不超过4 个生产中如果交货允许我们根据上述公式估算采用一模二腔。 3.2 型腔的分布 在实际的多型腔模具设计与制造中对于精度要求较高、物理与力学性能要求均衡稳定的塑料制件应尽量采用平衡式布置的形式。图形如 31 所示 图 3-1 多型腔模具 8 3.3 分型面的选择 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排气等多种因素的影响、因此在选择分型面时应遵循以下的原则 1分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2分型面的选择应有利于塑件是顺利脱模 3分型面的选择应保证塑件的精度要求 4分型面的选择应满足塑件的外观质量要求 5分型面的选择应便于模具的加工制造 6分型面的选择应有利于排气 除了上述这些基本原则以外分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积的大小以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象。图形如 32 所示 图 32 分型面示意 9 第四章 浇注系统的设计 4.1 普
