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1、I黄河科技学院毕业设计（论文）肥皂盒注塑模具设计与制造课程设计（论文）报告 题 目 肥皂盒注塑模具设计与制造 系 别 黄河科技学院工学院 专 业 材料成型及控制工程 班 级 10 材料 姓 名 高 浩 学 号 100118008 2013年 11 月肥皂盒注塑模具设计与制造 摘 要: 近几年国家振兴机械行业，与机械相关的各个行业都越来越重视CAD/CAM技术，不仅是因为CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，同时还因为塑料制品及模具的3D设计与成型过程中3D分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。在本次毕业设计中，通过CAD绘制了模具装配图以及各种成型零件图。这是第一次利用绘图
2、软件对整套模具进行设计，对所学知识进行了全面巩固，意义重大！关键词： 壳体；注塑模；实体造型；模具；模架；AutoCAD（CAD） 目录前言4第一章 肥皂盒设计及其成型工艺的分析51.1 塑件分析51.2 塑料的选材及性能分析51.3 ABS塑料的注射过程及工艺71.4 ABS的主要缺陷及消除措施8第二章 肥皂盒模具设计方案92.1 分型面方案的优化确定92.2 型腔数量以及排列方式的确定10第三章 模具设计与对比创新113.1 注塑机选型113.2 模具浇注系统设计和浇口的设计133.3 成型零件工作尺寸的设计和计算163.4 模架的确定和标准件的选用193.5 合模导向机构和定位机构203
3、.6 脱模推出机构的设计223.7 排气系统设计233.8 冷却系统的优化设计23第四章 模具装配254.1 塑料模具装配的技术要求254.2塑料模具装配过程25第五章 模具工作过程27总 结28致 谢29参考文献30 前 言从整体上看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来
4、更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。 进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑
5、料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。 虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2007年已得到改善，逆差已有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。 从市场情况来看
6、，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。 第一章 肥皂盒设计及其成型工艺的分析1.1 塑件分析 图1.1 肥皂盒上图1.1 所示是肥皂盒参考零件。1.1.1 结构分析如下该塑件为壳体，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度；1.1.2 成型工艺分析采用一般精度等级5级，大量生产。该塑件壁厚为3mm左右，壳体部分比较浅，脱模斜度为1度。1.
7、2 塑料的选材及性能分析 该壳用于起支撑作用的支座， 抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料首选：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称：ABS）。1.2.1 使用特点： 1）综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。 2）与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4）流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 1.2.2 成型特性： 1）无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长
8、时间预热干燥80-90度,3小时。2）宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取 50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。1.2.3 ABS的主要性能指标 ABS的技术指标见下表1.1 密度1.041.06收缩率0.40.7吸水率0.20.45硬度HRC62118熔点170弯曲强度6080抗拉强度3550体积电阻率1
9、.3 ABS塑料的注射过程及工艺1.3.1 注射成型过程1）成型前准备，对ABS进行干燥。ABS是吸水的塑料，于室温下，24小时可吸收0.2%-0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对ABS进行成型加工时，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于0.2%。ABS的干燥方法: 常压热风干燥 80-85 2-4小时 ；真空热风干燥 80 1-2小时。2）注射过程.塑料在注射机内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，起过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却5个阶段。1.3.2 ABS的注射工艺参数
10、1）螺杆类别：标准螺杆（直通式喷嘴）2）注射机料筒温度: 前段 180200中段 165180后段 1501703）喷嘴 ：170180。4）模具 ：7080。5）注射压力:70100Mpa。6）注射速度、注射压力:一般ABS制品采用高速及多级注射，但是对于阻燃品级，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐热ABS也要快速注射(可减少内部应力)，注射压力在75MPa左右，保压时可低些。7）熔胶温度: 1908）成型时间(s)： 注射时间:2090 保压时间:05 冷却时间:20120 总周期:50220在265温度下，物料在机筒内停留时间最多不能超过5-6分钟，若温度为280，则物料在机筒内停留时
11、间就不能超过2-3分钟。9）后处理:把塑件放在红外线或者烘箱下,温度设为70度烘干24小时。1.4 ABS的主要缺陷及消除措施1.4.1 残余应力引起的龟裂残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手。1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度较
12、高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。4）注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行多次保压切换效果较好。1.4.2 熔接痕 熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制品强度产生影响。可参考以下几项予以改善：l）调整成型条件，提高流动性。如提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速度等。2）增设排气槽，在熔接痕的产生处设置排气槽有利于排气。3）尽量减少脱模剂的使用。4）设置工艺溢料在熔接痕的产生处，成型后再予以切断去除。5）若仅影响外观，可将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等，予以修饰
13、。1.4.3 银线 zg4? L 1=&BMh# 银线主要是由于材料的吸湿性引起的。因此，一般应在比树脂热变形温度低1015的 x;xuYn50 3sF%*c,r 条件下烘干。特别是在使用自动烘干料斗时，需要根据成型周期（成型量）及干燥时间选用合理的容量，还应在注射开始前数小时先行开机烘料。 w0he 1I60- wH5 另外，料筒内材料滞流时间过长也会产生银线。不同种类的材料混合时，例如聚苯乙烯 Of7-I :5*W6/xG7 和 ABS树脂、 AS树脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。 IGShs9 1.4.4 白化 2yn9/?$ NU:yiY 白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分。脱模效果不佳是其主要原因。可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量，减小模具表面粗糙度值，喷脱模剂等方法改善，但应注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响。 OhB,6J 第二章 肥皂盒模具设计方案2.1 分型面方案的优化确定分型面是指模具上用来取出塑件和浇注系统料的可分离的接触面。分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响。基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案。2.1.1 分型面的选择原则1）保证塑料制品能够脱模。2）使分型面容
