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1、【摘要】本设计的对象是肥皂盒上盖的注塑模具设计，首先根据肥皂盒的注塑成型工艺特 性，设计了一模两腔的工艺方案，浇注系统采用侧浇口，这样保证了塑件的表面质量与 美观效果。分型面选择在肥皂盒底部平面，这样方便脱模，也不会影响塑件外观，并使 其产生的飞边易于清理和修整，同时便于塑件脱模并简化模具结构，塑件被顶出后自动 落料，不需要人工操作取塑件。整个注塑模具的结构设计时，采用镶拼式的成型零件降 低了加工难度及成本，缩短了模具制造周期。通过 UG 三维软件绘制模具装配图和零件 图，对于过程中的问题进行了分析，并对于具体部分进行了详细的计算和校核。【关键词】：肥皂盒下盖；模具设计；注塑成形；浇注系统；目
2、录引言 错误!未定义书签。（一）注塑模具的应用现状 2（一）本课题研究的主要内容与意义 2一、肥皂盒上盖的注塑工艺分析 2（一）注塑件功能与结构要求 2（二）肥皂盒上盖的材料选用 3二、注塑模具的设计 3（一）分型面的确定 3（二）型腔的布置 3（三）浇注系统的设计 3（四）型芯与型腔的设计 3（五）冷却系统的设计 3（六）合模机构与导向机构 3（七）脱模方式选择 4三、注塑模具的总装图 5（一）模具装配图 3（二）模具材料 3（三）模架的选择 3四、肥皂盒上盖的注塑成型工艺与设备 6（一）注塑成型工艺 6（二）注射机的选择 7（三）注塑机参数校核 9（四）安装与调试的技术要求 11总结 17
3、参考文献 18谢辞 19引言一）注塑模具的应用现状注塑成型工艺是塑料制品加工中非常重要技术类型，大多数塑料件均需要注 塑成型工艺来完成。塑成型是塑料制品成型的一种重要方法。几乎所有的热塑性 塑料、多种热固性塑料和橡胶都可用此法成型。注塑制品包括日常生活中常用的 手机壳、电视机外壳、微电子元件、医疗微器械等，大到几千克的电视机、洗衣 机外壳、汽车用塑料件等都是采用注塑成型制造的。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档 模具的比重，通过求品质来求效益， 提高模具的国产化程度， 减少对进口模具 的依赖。发扬创新精神，依靠自己的科学技术去进一步研究模具产业。（二）本课题研究
4、的主要内容与意义本设计的对象是肥皂盒上盖注塑模具的设计与工艺分析。首先根据肥皂盒上 盖的工艺特性，设计了一模两腔的工艺方案，浇注系统采用侧浇口，这样保证了 塑件的表面质量与美观效果。分型面选择在肥皂盒上盖的底部平面，这样方便脱 模，也不会影响塑件外观，并使其产生的飞边易于清理和修整，同时便于塑件脱 模并简化模具结构，塑件被顶出后自动落料，不需要人工操作取塑件。整个注塑 模具的结构设计时，采用镶拼式的成型零件降低了加工难度及成本，缩短了模具 制造周期。通过UG三维软件绘制模具装配图和零件图，对于过程中的问题就行 分析，并对于具体部分进行了详细的计算和校核。主要设计内容：1. 注塑模具的应用与发展
5、现状的介绍及其发展趋势；2. 肥皂盒上盖注塑工艺分析，材料选择；3. 注塑模具的设计，具体包括分型面选择，型腔数目确定，浇注系统设计， 冷却系统设计等；4. 肥皂盒上盖的注塑工艺要求及注塑机的选择，锁模力校核等；5. 对本次设计的成果与设计心得进行总结。一、肥皂盒上盖的注塑工艺分析(一)注塑件功能与结构要求肥皂盒属于普通家用件，除了满足日常使用之外没有什么特殊性能要求。只 要保证塑件能满足使用目的功能，具有抵抗振动，抗压的技术指标，同时要求塑 件表面要求无飞边或缩孔现象，肥皂盒上盖的结构如图2-1所示。图2-l(a)注塑件的零件图图2-1(b)注塑件三维图肥皂盒下盖的在注塑过程中，要重复考虑注
6、塑压力、温度，时间对其表面精 度，尺寸精度等的影响，因此考虑如何降低模具结构的复杂程度和制造难度是设 计的重点。另外，也要弄清生产过程中的难点，为产品制造提供依据。(二)肥皂盒上盖的材料选用肥皂盒上盖作为日用品，属于大批量生产，考虑生产成本和模具寿命，在材 料的选择时要综各种因素。此外，肥皂盒的塑料都会高温度条件下老化，要考虑 到材料的光氧化、变脆等问题。考虑到目前市场上生产的肥皂盒大多由丙烯腈一丁二烯一苯乙烯的共聚物， 即ABS塑料生产。而ABS原料容易购买成本相对低廉，所以本次设计仍然采用 ABS为生产原料。ABS是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电 绝缘性、延伸性、尺寸稳定
7、性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点，在你生活的各个角落都能见到 ABS塑料的影子，大规模工业生产及容易加工的特性也使其价格极其低廉。表2-1 ABS材料的化学特性选用塑料特性注意事项ABS材料1.外观透明，刚硬带韧性，燃烧慢，离火后 慢熄。2. ABS料耐冲击性是塑料中最好的。3. 成型收缩率小(0.5-0.7%)，成品精度高，尺寸稳定性高。4. 化学稳定性较好，但不耐碱，酮，芳香烃等有机溶剂。5. 耐疲劳强度差，对缺口敏感，耐应力开裂性显著。1. ABS在高温下即使对微量水份 亦很敏感，故成型前应充分干燥， 使含水率降到0.015-0.02%以
8、下， 干燥条件：温度110-120C，时间8-12小时。2.流动性差，。塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，设计时总是尽量将其尺寸 精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。由于肥皂盒上盖不属于精 密级塑件，故采用中等精度即可。查塑料成型工艺与模具设计可知，塑料 ABS 般精度等级为4级。选用一般精度经济合理，对应的模具相关零件的尺寸 加工也可以得到保证。关键是尽量避免注塑件在表面产生凹陷或缩孔，局部产生 变形等缺陷，这对塑料材料的质量有一定要求。二、注塑模具的设计（一）分型面的确定本次设计的塑件采用注射成形法生产，为保证塑件表面质量，使用点浇口成 型，因此模具为双分面注射模。选
9、择分型面时，需要注意：1便于脱模，开模时使制件能够留在动模一侧，利于侧面分型和抽芯。2.制件在型腔中的位置应考虑和保证制件的外观完整，保证尺寸的精度要求 并且利于排气和便于加工。分型面受多种因素的影响。比如：浇口的位置、成型的位置、嵌件的位置还 有排气等。所以在选择分型面的时候要合理。一般来说，选择分型面的原则是以 下几点：制件尽可能完美，有利于脱模、结构不要复杂。如：1）分型面应该取在 制件的最大投影面积处，有利于制件脱模成功。2）保证制件的精度。3）外观要达 到客户要求。4）使用不能收影响。比如说一些产品上的毛刺、拉伤、烧伤等应该 不影响产品的使用。5）有利于简化模具结构。侧向抽芯能避免就
10、避免。6）有利于 排气。7）选择分型面时方面模具的因素有很多种，但总而言之，能保证制件的外 观，能顺利脱模，便于加工就好。当你选定一个分型面后，缺点是在所难免的， 再针对存在的问题采取其他弥补措施，来达到自己想要的那种。这里选择插座后盖面的底部平面作为分型面，下面是确定分型面的效果图：分型面图3-1分型面的位置（二）型腔的布置注射模具每一次注射循环所能成型的塑件个数是由模具型腔的数量决定的。 型腔数量及布置方案和分型面的选择决定了塑件在模具中的位置。表3-1型腔数目与性能比较类别优点缺点适用范围单型腔模具塑件精度高、具结构简单、参数易于控制、模制造成本低、周期塑件生产率低、成本高。塑件较大、精
11、度要求高或试生产。短。多型腔模具塑件成型生产率高、成本低。塑件的精度低、工艺参数 难于控制、模具结构复 杂、制造成本高、周期长。大批量、长期生产的小型塑件。肥皂盒上盖的几何形状是非常简单，单件注塑量比较小，并且该产品属于大 批量生产，因此本设计选择一模两腔的注射成型方案，采用一模两腔平衡布置。 这样，模具的结构也相对简单，制造难度不大，且可适当提高注塑件的生产效率。图3-2型腔数量及布置（三）浇注系统的设计注塑模具的浇注系统是将原料注入模具型腔的通道，它的开设位置和形状大 小直接关系到注塑件质量好坏。本设计对浇注系统的主浇道、分浇道、浇口的设 计进行了详细设计与计算。1主流道设计主流道是贯穿模
12、板，且其流程长，料流阻力大，凝料脱出困难。为了缩短主 流道长度，将主流道衬套设计城深陷式。将最大截面处置于本层的型芯固定板内， 行程类似于倒锥形冷料穴的环形侧凹结构，保证留模可靠拉出主流道凝料。因为 主流道和塑料、喷嘴反复接触碰撞，所以为了方便制造，将其制成可拆卸的浇口 套，用螺钉固定在定模板。主流道影响制件的填充时间和流速。太小，相对增加了冷却面积，加大热能 消耗和注射压力损失，太大浪费材料。所以，取值如下：1）其中：dl为注射机喷嘴孔直径；d为主流道孔直径；本设计中取dl为3mm，所以d取为5mm。a =1 2其中：a为主流道锥角，这里取a=1。球面配合高度H般取：38mm，这里H取为3m
13、m。R=R1+ （13）其中：R1为喷嘴球面半径；这里取R1为10mm，所以R取为11mm。主浇道与分浇道过渡处采用的圆角半径r 一般取13mm，这里取r为。主 交道L的取值要短，本设计取64mm。图2-3浇口套尺寸图2分流道设计分流道的设计要点：1）分流道要短，而且光滑，弯折少，体积小。使得其 流动过程中要少消耗温度，少损失压力；2）相对于注塑件产品，要晚固化，从 而来使得保压和补缩过程中，压力能够正常传递。3）在熔料进入型腔时，能够 均匀快速。表3-2分流道的截面形状性能比较流道的截面形状流动效率流动阻力脱模加工性选用情况圆形小好不易对中常用梯形较小好好最常用半圆形较小好好较常用方形大不好
14、好不用本设计采用平衡式分分道，平衡式分流道是最常用的一种布置形式，可以尽 量减少压力损失和融体温度降低，还可以减少分流道的容积和保持压力平衡，这 样就可以保证熔体顺利地经过浇口进入到对称的型腔里。由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适 当选小些。单边分流道长度取35mm。分流道的当量直径确定，因为该塑件的质量约为120g200g,查塑料成型工艺与模具设计知直径为下式:D 、 = 0.2645丫五牛匸分式中：D分为分流道当量直径；m塑件总质量；L为分流道长度。 代入数据得：分= 冷料穴在模具的动模板上，分流道末端。注射间歇期间，喷嘴前端会有冷料， 所以需要冷料穴储存冷
15、料，防止阻塞流道，或减缓流料速度。所以设计时设定其 d稍大于D主，H约为D主。3.浇口的设计 浇口是连接主流道与型腔的一段口径细短通道，它只要是控制料流的进入型 腔的速度，调节补料时间长度，最为关键的是防止料液倒流。本设计中，肥皂盒 上盖的结构简单，属小型制品，可采用侧浇口，具体采用点交口形式。点浇口锥角A般为10。20。，这里取20,倾斜角B取1,进料口直径dl取1.2，浇口长度为60mm。浇口位置确定，查塑料成型工艺及模具设计书，可得浇口 的深度h计算公式为：h=nt式中t为塑件厚度；H为侧浇口的深度；n为塑料成型系数，对于PC塑料， 其成型系数n=0.7。代入数据得:X 2mm二（四）型芯与型腔的设计 注塑成型时，塑料直接与型芯及凹模接触，在其冷却后成型塑件。因此，参 与注塑件成型的关键零件的结构设计，不仅考虑保证生产出合格塑件产品，而且 结构简单，便于模
