塑料模具肥皂盒设计说明书.docx

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第一章产品的说明
肥皂盒是日常用品,几乎家家户户都有,商店里出售的肥皂盒也是各种各样,丰富多彩,有很特别的设计以赢得消费者的宠爱。此次设计的是肥皂盒底座,构造比较简洁,但考虑的是其有用性。为了防止香皂遇水软化,将底座设计成了中间凸起的曲面,并在底座水平放置处开了漏水孔。肥皂盒图形如下:
图1—1
其次章塑件的分析
PVC塑料
化学名称:聚氯乙烯
比重: 成型收缩率:-%产品需要预热到70-90℃,预热时间为4-6小时成型温度:230-330℃成型时间为40-130秒
成型特性:
1、无定形料,吸湿性小,但为了提高流淌性,防止发生气泡则宜先枯燥。
2、流淌性差,极易分解,特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解,分解温度为200℃,分解时有腐蚀及刺激性气体。
3、成型温度范围小,必需严格把握料温。
4、用螺杆式注射机及直通喷嘴,孔径宜大,以防死角滞料,滞料必需准时处理去除。
5、模具浇注系统应粗短,浇口截面宜大,不得有死角滞料,模具应冷却,其表面应镀铬。
第三章注射机的型号和规格选择及校核
注射模是安装在注射机上的,因此在设计注射模具时应当对注射机有关技术标准进展必要的了解,以便设计出符合要求的模具,同时选定适宜的注射机型号。
从模具设计角度考虑,需要了解注射机的主要标准。在设计模具时,最好查
阅注射机生产厂家供给的“注射机使用说明书”上标明的技术标准,由于即使同一规格的注射机,生产厂家不同,其技术规格也略有差异。
注射机的选用
注射量的计算
选用注射机时,通常是以某塑件(或模具)实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号,然后依次对该注射机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装局部的尺寸一一进展校核。
以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号:为了保证正常的注射成型,模具每次需要的实际注射量应当小于某注射机的公称注射量,即:
V <V
实 公
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式子中,V
实
-实际塑件(包括浇注系统凝料)的总体积(cm3)。
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由PRO/E分析/体测量,可得塑料盒的体积为V
1
=,可得塑件质量m,
1
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m=rv
1 1
=´=
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依据塑件本身的几何外形及生产批量确定型腔数目
由于塑件型腔较深且底壁上有孔,加上塑件有一般精度要求,外外表有高光滑度要求不易承受太多型腔数目所以考虑一模两腔,型腔平衡布置在型腔板两侧以便利抽芯、浇口排列和模具的平衡。
确定注射成型的工艺参数
料筒温度
中段
210—230
总周期
40-70
前段
200—210
螺杆转速
注射时间
30-60rmin
喷嘴温度
180—190
后处理
方法
烘箱
依据该塑件的构造特点和PVC的成型性能,查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数,见表3—1:
工艺参数
内
容
工艺参数
内
容
预热和干
温度80
900
3—5
燥
时间2h
保压时间
15-30
成型时间/s
后段
180—200
冷却时间
15-30
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模具温度
60—80
温度
70
注射压力
70—90Mpa
时间
2-4
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确定成型设备
表3-1
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由于塑件承受注射成型加工,使用一模两腔分布,由此可以计算出一次注
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射成型过程所用塑料量为:W=2m+m
0
0
1 凝料
=2´+´20
=。依据
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以上一次注射量的分析以及考虑到塑料品种,塑件构造,生气批量及注射工艺参
数。注射模具尺寸大小等因素参考设计手册初选XS-Z-60型螺杆式注射机〔经后面的校核此注射机能满足锁模力,安装尺寸和开模行程等各项要求,故最终选定此注射机〕XS-Z-60型螺杆式注射机的主要参数见表3-2:
序号
主要技术参数
参数数值
1
最大注射量/cm3
60
2
注射压力/MPa
122
3
锁模力/kN
500
4
最大成型面积/(mm´mm)
130
5
最大模具厚度/mm
200
6
最小模具厚度/mm
70
7
最大开模行程/mm
180
8
动定模固定板尺寸/mm
330´440
9
喷嘴球头半径/mm
4
10
定位圈直径/mm
80
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注射压力的校核
表3-2
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该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注
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射压力P
0
,其值一般为70-150MP
a
,通常要求P>P
0
。我们这里选70MP 。
a
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锁模力的校核
锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力,当高压的塑料熔体充填模腔时,会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此,注射机的额定锁模力必需大于该胀型力,即:
F ³F =kPA
() 锁 胀
F -注射机的额定锁模力N ;查表知为:500KN
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锁
P-模具型腔内塑料熔体平均压力
(MP
);- 倍,通常取
a
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20-40MP
a
。我们这里选P
型
=30MP。
a ( )
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A-塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和mm2
由PRO/e分析测量, 2,浇注系统的投影面积不超过10cm2
K--
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故:F ³F
锁 胀
=kPA
=´30´106´´10-5=´103

(N)
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而锁模力为500KN,,符合要求。
开模行程的校核
注射机的开模行程是有限的,取出制品所需的开模距离必需小于注射机的最大开模距离,本模具为霜分型面注射模,所需开模行程为:
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S³H=H+H
1 2
+a+(5-10)mm
(
)( )
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式中,H
1
-塑件推出距离
也可以作为凸模高度
mm ;
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H-包括浇注系统在内的高度(mm);
2
S-注射机移动板最大行程(mm);
H-所需要开模行程(mm);
a-中间板与定模的分开距离(mm)
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计算得:H=H+H
1 2
+a+(5-10)=55+20+40+10+125mm<s。
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可知开模行程满足模具的要求
第四章分型面的选择
不管塑件的构造如何以及承受何种设计方法都必需首先确定分型面,由于模具构造很大程度上取决于分型面的选择,为保证塑件能顺当分型,主分型面应首先考虑选择在塑件外形最大轮廓处,如图4-1所示在满足该原则的三个方案中,方案A的塑件开模后留在定模一侧塑件不易取出,定出机构设计简单,方案B的设计在开模时会产生影响塑件外观的飞边且飞边不易去除,方案C既保证了塑件的外观,且毛刺、飞边的去除也较简洁因此选择图C所示的分型面
图4-1
第五章型腔数目的打算及排布
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为了使模具与注射机的生产力量相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件的精度,模具设计时应确定型腔数目,其计算过程如下:
1
设型腔数目为n,制品总件数为N,每一个型腔所需的模具费用为C,与型
腔无关的模具费用为C,每小时注射成型的加工费用为y(元h),成型周期为
0
t(min),则:
模具费用为X
M
=nC
1
+C(元),
0
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ç ÷
注塑成型费用为X =Næytö(元),
s 60
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è
总成型加工费用为X=X
M
ø
X ,即
S
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ç ÷
X=Næ ytö+nC+C
è60nø 1 0
d
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为使总的成型加工费用最少,即令
s=0,则有:
d
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æytöæ 1ön
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Nç ÷ç-
÷+C=0
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è60øè n2ø 1
Nyt
60C
1
所以n=
对于高精度制品,由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀,故通常推举型腔数目不超过4个,塑料件的精度为6级左右,以及模具制造本钱、制造难度和生产效率的综合考虑,型腔数目初定为2腔,排布形式为矩形的平衡如图5-1所示:
图5-1
第六章浇注系统的设计
浇注系统的组成
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所谓注射模的浇注系统是指从主浇道的始端到型腔之间的熔体流淌通道,其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中,以获得组织致密、外形轮廓清楚
的塑件。因此,浇注系统格外重要。而浇注系统一般可分为一般浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用一般浇注系统,它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四局部组成,如图6-1所示:
图6-1
浇注系统各局部设计
主流道的设计:
由表3-1可知,SZY-300型注射机喷嘴的有关尺寸为:喷嘴孔直径d=f4mm
0
喷嘴前端球面半径SR
0
=12mm
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依据模具主流道与喷嘴的关系得到:
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主流道进口端球面半径SR=SR
0
=〔1~2〕=12+〔1~2〕mm,取SR=14mm
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主流道进口端孔直径d=d
0
+=4+,取d=
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主流道设计为圆锥形,其锥角a=4
分流道的设计
分流道就是主流道与浇口之间的通道,一般开设在分型面上,起分流和转向的作用。多想抢模具必定设计分流道,单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。
分流道的截面外形设计为半圆形可以削减压力损失和传热损失,提高效率,我们这里就选用圆形分流道,如图6-2所示
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图6-2
浇口的设计:
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道,它是浇注系统的关键局部。浇口的外形、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。经计算此模具选用点浇口形式浇口如图6-3所示:
图6-3
第七章成型零件的工作尺寸计算
凹模的构造形式:
凹模又称阴模,它是成型塑件外轮廓的零件。依据需要有以下几种构造形式:
整体式凹模、组合式凹模、拼块组合式凹模,我们的产品属于小型制件,从各方面分析我们可选用组合式凹模-整体嵌入式凹模。
整体嵌入式凹模:于小件一模多腔式模具,一般是将每个型腔单独加工后压入定模中。这种构造的凹模外形、尺寸全都性好,更换便利。凹模的外形通常是用带台阶的圆柱形,由台阶定位,以H7m6过渡协作嵌入定模板,然后用定模座板将其固定。其构造如图7-1所示:
图7-1
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凸模的构造设计
凸模(即型芯)是成型塑件内外表的成型零件,通承受组合式两种类型。我们依据凹模的构造形式选择组合式凸模-组合装配式凸模,它是将凸模单独加工后
与动模板进展装配而成,如以下图所示:
图7-2
成型零件的工作尺寸计算
现设制品的名义尺寸L是最大尺寸,其公差按规定为负值“-D”;凹模
s
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的名义尺寸L
M
是最小尺寸,其公差按规定为正值“+s
”,现由公式可得:
Z
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ë
L =éL
M S
(1+S)-ùû+sZ
-0
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式中,“D”前的系数()可随制品的精度和尺寸变化,一般在
-,。制品偏差大则取小值,偏差大则
取大值。D值由塑料模设计手册《公差数值表》可查根本尺寸为120mm时,;根本尺寸为70mm时,;根本尺寸为15mm时,
(这里塑料件的精度取5级)
故可由以上公式算出其尺寸:
型腔尺寸计算:
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ë
D =éL
M1 S1
(1+S)-ù+sZ
û
-0
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=éë130(1+)-´ùû+´
=+(mm)
0
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ë
D =éL
M2 S2
(1+S)-ù+sZ
û
-0
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=éë100(1+)-´ùû+´
=+(mm)
0
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ë
D =éL
M3 S3
(1+S)-ù+sZ
û
-0
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=éë80(1+)-´ùû+´
=+(mm)
0
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型芯尺寸的计算
设塑件内型腔尺寸为d ,公差为正值“+D”,制造公差为负值“-s ”,经
s z
过与上面凹模径向尺寸相像推理可得:
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ë
d =éd
M s
(1+S)+ùû0
s-
z
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由于我们塑料件的厚度为2mm,因此相应的尺寸上减去2mm或者4mm。D的取值分别为:,,,
,.
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ë
故d =éd
M1 s1
(1+S)+ùû0
s-
z
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=éë126(1+)+´ùû

-´
= mm
-
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ë
d =éd
M2 s2
(1+S)+ù0
û
-s
z
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=éë96(1+)+´ùû

-´
= mm
-
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ë
d =éd
M3 s3
(1+S)+ù0
û
-s
z
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=éë76(1+)+´ùû

-´
= mm
-
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ë
d =éd
M4 s4
(1+S)+ù0
û
-s
z
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=éë28(1+)+´ùû

-´
= mm
-
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ë
d =éd
M5 s5
(1+S)+ù0
û
-s
z
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=éë8(1+)+´ùû
型腔壁厚和底板厚度计算

-´
= mm
-
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在注射成型过程中,型腔主要承受塑料熔体的压力,因此模具型腔应当具有足够的强度和刚度。模具凹模承受的事整体嵌入式,因此可承受整体式矩形型腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚s和型腔底板厚T,如以下图所示:
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[s]
[s]-2P
÷ è
æ ö æ
图7-3
300
300-2´30
ö
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s=rç
ç
è
-1÷=40´ç
ø
-1÷=20mm
ø
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3Pr2
4[s]
3´30´402
4´300
T= = =
式中[s]-模具材料需用应力,查表可知[s]=300MPa
P—型腔所受压力,查表知P=30MPaR—型腔半径
第八章:导柱导向机构的设计
为了保证注射模准确合模和开模,在注射模中必需设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受肯定的侧向压力。导向机构的形式如下图:
图8—1
第九章脱模机构的设计
在注射成型的每一个循环中,都必需使塑件从模具型腔中或型芯上脱出,模
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