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1、江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）标题：肥皂盒塑料模具设计系 别： 机电工程系 专 业： 模具设计与制造 学 号： 0810403230 姓 名： 邢艳 指导教师： 陈青云 2011年 5月15日摘 要 本次设计的是以PP为材料的肥皂盒上盖，在分析塑件结构特点基础上，详细阐述了模具结构设计，介绍了模具工作过程，并以图示的方式模拟了模具的脱模过程.本设计取材于生活来源于生活，达到了学以致用的效果，并使我认识认识到理论与实践相结合的重要性。认识到自己知识的不足之处，并不断加强学习。它涉及PP塑料肥皂盒模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用，其中，涉及到注射机各种参数的选
2、取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，利用计算机绘图软件绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。为以后的工作打下坚实的基础。关键词：肥皂盒上盖；注射模；推出机构；浇注系统目 录摘 要1目 录2引言41 塑件的成型工艺分析41.1 塑件分析41.2 塑件的结构分析51.3 塑件的工艺性能分析51.4 注射模的成型原理及工艺分析61.5 塑件的表面质量分析71.6 塑件的结构工艺性分析81.7 塑件的成批量生产82 分型面及浇注系统的设计102.1 分型面的选择102.2 浇注系统的设计112.3 冷料穴的设计162.4 排溢系统的设计163
3、模具设计方案的论证163.1型腔的布置163.2成型零件的确定173.2 导向定位机构的设计183.4 推出机构的设计193.5 抽芯机构的确定203.6 冷却系统的设计204 主要零件的设计计算214.1该塑件的成型尺寸214.2 模具型腔壁厚的确定214.3 抽芯机构的设计计算244.4 推出机构的设计244.5 标准模架的选用245 成型设备的校核245.1 注射机的注射压力的校核245.2 注射量的校核255.3 锁模力的校核255.4 推出机构的校核265.5 开模行程的校核266 绘制模具总装图27结束语27致 谢28参考文献291肥皂盒塑料模具设计引言近年来我国塑料模具业发展相当
4、快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量己超过3000万台。 专家预言，未来模具将向大型化、高精密度、多功能复合型等方向发展，热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高，并且随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将随之发展。同时，由于近年来中国每年用10亿美元左右进口模具，其中精密、大型、复杂、长寿命模具占多数。从减少进口的角度出发
5、，中国也应加快高档塑料模具的开发。本论文设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准，结合教材上的知识也对注射模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。它系统的分析了塑料碗模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用，其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。本文通过塑件成型工艺分析，分型面及浇注系统的确定，塑料模具设计的方案论证，主要零部件的设计计算，塑料模具结构设计，查阅有关标准和规范以及编写设计计算说明书，掌握
6、一般塑料模具的设计内容、步骤和方法，并在设计构思和设计技能等方面得到相应的锻炼。1 塑件的成型工艺分析1.1 塑件分析本次设计的塑件是肥皂盒上盒盖，肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，它是家居日常使用到的盛物类壳体产品，属于小型塑件。市场上有各种各样的肥皂盒，形状各异，有些是动物造型，来吸引顾客的目光以引发人们的购买欲，主要的生产材料是聚丙烯（PP）它结构简单，成型工艺性不难，是居家生活必不可少的生活用品，本设计来源于生活，取材于生活，达到了学以致用的效果。图1 肥皂盒上盒1.2 塑件的结构分析该塑件结构简单，所用的材料为PP，属于一般的精度要求，其它尺寸均未标注公差，所以按MT5计算其公差值。表
7、为塑件的主要公差尺寸要求。表1 塑件的公差尺寸部位尺寸尺寸公差外形尺寸8080 0-1.061181180-1.14880-0.48220-0.238380-0.76内形尺寸114114+1.1407676+1.06011+0.2001.3 塑件的工艺性能分析聚丙烯 （PP）是由丙聚合而成，以聚丙烯树脂为基材，通过共聚，接技， 氯化和共混，增强，填充等方法，又可以的得到多种改变性聚丙烯，以扩大聚丙烯的用途。聚丙烯树脂的缩写的代号为PP。目前，国内生产的聚丙烯树脂品种较多，生产批量比较大的有扁丝级聚丙烯，双向拉伸聚丙烯专用树脂(BOPP专用料)，注塑级聚丙烯和经聚乙烯改性而成的无规共聚聚丙烯（P
8、P-R）.1.3.1 性能特性 聚丙烯树脂在通用塑料中密度最低，仅为0.09-0.091g/cm3，无毒，无味，为乳白色的高结晶度（结晶度为95%）聚合物，有良好的力学性能，刚性，耐磨性好，硬度比较高，耐热性较好，耐寒性较差，不吸水，化学稳定性好，但不耐日光，易老化，易燃，燃烧时有石油味散出，电绝缘性好，耐电压，薄膜制品透明度好，对空气和水蒸气渗透性差，成型薄膜，丝及其他一些制品较好，但制品染色，印刷，粘合性能差。1.3.2成型特性（1） 结晶料，吸温性好，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生分解。（2） 流动性极好（溢边值为0.03MM）左右）但成型收缩范围和收缩值大，易发生缩孔，凹痕，
9、变形方向性强。（3） 冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低，方向性明显，低温高压时，尤其明显，模具温度低于50 C,塑料无光泽，而易产生熔接不良，流痕，90摄氏度以上，易发生翘曲变形。（4） 塑件壁厚须均匀，避免缺口，尖角，应防应力集中1.3.3 主要用途聚丙烯可用作各种零件，如：法兰，接头，泵叶轮，汽车各部分零件和自行车零件，作水蒸气，各和酸碱等输送管道化工容器和其他设备的衬里，表面涂层，制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。1.4 注射模的成型原理及工艺分析注射机分为柱塞式和螺杆式两种，柱塞式注射机的成型原理是将颗粒状或粉末状的塑料从注射机
10、的料斗送进加热的料筒中，经过加热融化呈流动状态后在柱塞的推动下，熔融塑料被压缩的并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快的速度温度较低的闭合膜腔内，充满型腔的融料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具型腔所赋予的情况，然后开模分型获得型塑件，这样在操作上完成了一个成型周期，以后就会不断地上述周期的生产过程。螺杆式注射机的成型原理是将颗粒状的或粉末状的塑料加到料斗中，在外部安装加热圈的料筒内，颗粒状的或粉末状的塑料在螺杆的推动作用下，边塑化边向前移动，预塑着塑料在转动的螺杆作用下，通过螺旋槽被输送主料筒前断的喷嘴附近，螺杆的转动使塑件进一步塑化，料温在剪切摩擦热的作用下进一步提高，得以均匀塑化
11、。完整的注射工艺过程，按其先后顺序应包括成型前的准备，注射过程，塑件的后处理等成型前的准备。成型前的准备。包括原料的外观（如色泽颗粒大小及均匀性等）的检验和工艺性，（熔融指数，流动性，热能性及收缩率）的测定，原料的染色及对粉料的造料，易吸湿的塑料容易产生斑纹，气泡和降解等缺陷。应进行充分的预热和干燥，生产中需要改变产品和更换原料，调换颜色或发现塑料中有分解现象时的料筒清洗，带有嵌件的塑件制作的塑件预热及对脱模困难的塑件的规模制剂的选用等注射过程一般包括加料，塑化，注射，冷却和脱模的几个步骤。加热。由于注射成型是一个间歇的过程，因而需要定量（定容）加料，以保证操作稳定，塑件塑化均匀，最终获得良好
12、的塑件。塑化。加入的塑料在料筒中加热，由固体塑料转化成粘流态，并且具有良好的可塑性的过程称为塑化，决定的塑料在质量的主要因素是物料的受热情况和所受到的剪刀作用。注射。不论何种形式的注射剂，注射的过程可分为充模，保压，倒流，浇口冻结合的冷却和脱模几个阶段。塑件的后处理。注射成型后的塑件经脱模和机械加工之后，常需要进行适当的后处理，以消除存在的内应力，改善塑件的性能和提高稳定性，其主要方法是退火和调湿处理。退火处理的目的是减少由于塑件在料筒内塑化不均匀或在行腔内冷却速度不同导致塑件产生的内应力，在这生产壁厚或带有金属嵌件的塑件时更为重要，退火温度应控制在塑件使用的温度以上1020。C调湿处理目的是
13、使制件的颜色性能以及尺寸得到稳定1.5 塑件的表面质量分析该变面无特殊要求，外表面要求光洁，表面粗糙度Ra可以取0.8m没有特殊要求的塑件其表面粗糙度Ra可以取3.2.1.6 塑件的结构工艺性分析(1) 从图纸上看，该塑件的外形基本上为回转体，外形为四方壳，圆角过渡里无尖角存在，壁厚均匀，且符合最小的壁厚要求。(2) 塑件的型腔较大，没有尺寸相等的孔。(3)内部有加强肋，有圆角过渡，避免了应力集中，提高了强度，而且还使塑件美观，有利于塑件冲模时的流动。(4) 该塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求，在注射成型时只要工艺参数控制得当，该塑件是比较容易成型的。1.7 塑件的成批量生产塑件的生产
14、类型对注射模具结构，注射模具材料使用均有重要的影响，在大批量生产的时候，由于塑料模价格在整个生产中占有的比例较大，提高生产率和注射模使用寿命问题比较突出，所以考虑使用自动化程度较高，结构复杂，精度寿命高的模具，如果是小批量生产，则应尽量采用结构简单，制造容易的注射模以降低成本，该塑件结构简单，应用广泛，大批量生产。1.7.1 初选注射机根据三维造型所示，肥皂盒上盖的体积V=V1+V2=(4023.14+8048)3O-(3823.14-7644)28+(3923.14-7846)29=27.7cm2 PP的密度为=0.905g/cm2 所以塑件的质量M=v=27.70.905=25.07g根据
15、塑件的本身几何形状及生产批量确定型腔数由于该塑件两侧结构简单，有圆角过渡，加上塑件尺寸有特殊要求，外表面有高光洁要求，不易采用太多型腔数目，所以考虑采用一模多腔，n=2 (1-1)F-注射机你的额定锁模力（N）P-型腔内塑料熔体的平均压力（MPA）A2,A1-分别为浇注系统的单个塑件在模具分型面上的投影面积（MM2）所以用一模两腔型腔平衡布置在型腔两侧以方便侧抽实现，浇口排列和模具平衡。1.7.2 塑件的注射成型工艺参数根据该塑件的结构特点和PP的成型特性，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数见表所示。表2 塑件的注射成型尺寸工艺参数内容工艺参数内容预热与干燥温度 80-100。C成型时间/s注射时间/s3-5时间 1-2s
