模具设计与制造毕业设计_模具设计与制造工艺

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惠州经济职业技术学院

毕 业 设

计

课题名称 肥皂盒盖塑料模具设计

学生姓名： 苏 文 振 学

号： 110801010

4专

业：

模具设计与制造

班

级： 11数控1班

指导教师：

张 老 师

二0 一四 年 六 月

肥皂盒盖塑料模具设计

一、前言

近年来，我国塑料模具发展迅速。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%，在模具进出口中的比重高达50～70%。随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例还将持续提高。塑料模具是塑料成型加工的重要工艺装备，又称为塑料工业的“效益放大器”，因此在各类模具中的地位也越来越突出。

我们生活中常见的肥皂盒使用非常普遍，市场上肥皂盒形状各异，家家户户、各式宾馆几乎都要用到。此次设计是对肥皂盒盖进行的注射模设计，设计时首先选择了塑件材料和注塑机；利用pro/E软件进行了实体造型；确定了型腔数量、浇注系统；对成型零件型芯和型腔进行了详细的计算；选用了模架、模具材料,最后用CAD软件绘装配图。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处，希望各位老师批评指正。

二、塑件及塑件材料 注射机

2.1塑件及塑件材料

该塑件整体结构较简单，表面要求没有凹陷，无毛刺，内部无缩孔，表面质量光滑，比较容易实现。塑件材料为PS，PS具有良好的耐化学腐蚀、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能，加工流动性好，材料价格便宜。

图1 2

2.2注塑机的选择

由于PS的密度为1.05克/立方厘米；根据绘图软件可得塑件质量为13.457克，体积为12.816立方厘米，所以选用国产的注射机XS-Z-60卧式注塑机；查表可知该注射机的注射量为60立方厘米，注射压力为122MPa，锁模力为50X10^4N，注射方式为柱塞式。

三、注射模设计

3.1注射模型腔的设计 3.1.1模腔数量的确定

根据该零件的要求，确定最大注射量、锁模力、产品的精度要求、经济性，决定采用一模两腔的模具。

3.1.2型腔布置的确定

如图2所示，型腔在模具分型面上以平衡式布置，从主流道到各型腔浇口分流道长度、截面形状与尺寸均相同，可实现各型腔均匀进料和同时充满型腔的目的从而使成型的塑件内在质量均一稳定，力学性能一致。

图2 图3

3.2浇注系统的设计

普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴等四部分组成。如图3：

（1）主流道设计 主流道垂直于分型面，设计在模具的浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角а为2°~5°，流道的表面粗糙度Rα≤0.8um。浇口套的形式采用浇口套与定位圈设计成整体式的形式，用螺钉固定在定模座板上。

（2）分流道设计 分流道的截面形式采用半圆，可以减小热量散失和压力损耗，分流道长度取10m，采用平衡式布置，表面粗糙度Ra取1.6um。这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。

（3）浇口的设计 形式采用侧浇口，开设在分型面上，塑料熔体从外侧充填模具型腔，其截面形式为矩形，由于浇口截面小，去除浇口较容易，且不留明显痕迹。

（4）冷料穴的设计

冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料进入型腔，既影响熔体填充的速度，又影响成型塑件的质量。采用兼有拉料作用的冷料穴。

3.3脱模方式的确定

由于开模后，塑件留在动模一侧，内腔顶面是曲面，不能采用推杆和推管推出机构，所以采用推件板推出机构；在动模部分一定要设置导柱，用于对推件板的支承与导向。

3.4 排气形式的确定

该模具可以利用固定型芯的端部与模板的配合进行排气，其配合间隙为0.04um。

3.5注射模成型零件工作尺寸的计算 3.5.1 型腔的设计

如图4

凹模的径向尺寸计算公式

z(LM)(LsLsScp0.75*)0

凹模的浓度尺寸计算公式

z

(HM)(HsHsScp23)0

式中，LS为塑件外形公称尺寸，HS为深度公称尺寸，SCP为塑件的平均收缩率，δZ为模具制造公差，Δ为塑件公差,通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/6~1/3；查表可知，PS的收缩率为0.6-0.8%，取平均收缩率0.7％；所以其径向尺寸为：

0.10.1 L1[6060*0.0070.75*0.6]059.080mm

0.110.11L2[8080*0.0070.75*0.66]080.0750mm 0.070.07行腔深度H1[1818*0.00723*0.4]017.860mm

3.5.2型芯的设计

图5 凸模部分采用整体嵌入式，单个型芯用铣削加工。凸模的径向尺寸计算公式

（lm）(lslsScp0.75*)0z

凸模的高度尺寸计算公式

（hM）(hshsScp23)0z

式中，lS为塑件内形公称尺寸，hS为深度公称尺寸，SCP为塑件的平均收缩率，δ

Z为模具制造公差，Δ为塑件公差,通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/6~1/3；查表可知，PS的收缩率为0.6-0.8%，取平均收缩率0.7％；所以其径向尺寸

0l1[7676*0.070.75*0.6]081.770.10.1mm 0l2[5656*0.070.75*0.66]00.159.920.1mm 0型芯高度为h[1818*0.0723*0.4]00.0719.530.07mm

3.6标准模架的选用

根据浇注系统的设计，采用点浇口模架。

根据设计计算出的型芯和型腔的尺寸确定选择的模架定模座板的厚度为20mm，推件板的厚度为15mm，凸模固定板的厚度为30mm，垫块的厚度为50mm，推

杆固定板的厚度为15mm，动模座板的厚度为20mm。

3.7其它零部件的选择

导柱为￠16×60mm；螺钉为M6、M10；浇口套的尺寸为￠40mm，长15mm主流道衬套为￠16mm,长度为43mm，小端直径为3mm，锥角为3°。

3.8冷却系统设计

模具的冷却就是将熔融状态的塑料传给模具的热量尽可能迅速地带走，以便塑件冷却定型得最佳的塑件质量。

模具的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却等；本套模具采用水冷，冷却装置用管道式冷却。管道式泠却是在模具或模板上钻孔或铣槽后，在孔或槽内嵌入铜管；采用直通式冷却通道，这方式加工简便。

3.9脱模机构的设计

脱模机构的设计原则：

（1）脱模机构运动的动力一般来自注射机的推出机构，故脱模机构一般设置在注射模的动模内。

（2）脱模机构应使塑件在顶出过程中不会变形损坏。

（3）脱模机构应能保证塑件在开模过程中留在设置有顶出机构的动模内。（4）脱模机构应尽量简单可靠，有合适的推出距离。（5）若塑件需留在定模内，脱模机构应设置在定模内。

由于该塑件的支承面很小，不允许留推杆残痕，所以采用推件板推出机构。3.10模具总装图

通过以上设计，可得到如图所示的模具总装图。模具支承零部件主要由定模座板、动模座板、垫块组成；成型部分由型芯嵌件、型腔组成；浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成；推出机构由推件板、复位杆、推杆固定板、推板、拉料杆组成。装配图见附件：

四、结语

此次设计是对肥皂盒盖进行的注射模设计，利用pro/E软件进行了实体造型，对塑件结构进行了分析，并且选择了塑件材料和注塑机。明确了设计思路，并对成型零件进行了详细的计算和校核，合理选用模架、模具材料。最后用CAD绘制了一套模具装配图。本设计通过对肥皂盒盖的注射模设计，巩固和深化了所学知识，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册，结合教材上的知识对注塑模具的组成结构有了一定的认识，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。本文所设计的肥皂盒，考虑到方便制作,结构简单，外形美观实用。掌握模具设计和制造技能是模具专业毕业生的必备素质。本次实训的任务是肥皂盒塑料模具的设计。

五、致谢

在此，感谢学校，感谢老师们在这三年里对我的谆谆教导，让我充实的度过了这几年的大学生活，你们的教诲将是我最宝贵的财富。最后，感谢我们的指导老师对我们毕业设计的细心指导和耐心帮助。我们学到了很多，不仅课本上的，更多得是实际的动手操作，在此真挚的感谢。

六、参考文献

[1]李会来主编.《塑料成型工艺与模具设计》.北京国防科技大学出版社,2001 [2]吕思科 周宪珠主编.《机械制图》.北京理工大学出版社,2010 [3] 徐慧民 贾颖莲主编《模具制造工艺》.北京理工大学出版社,2010 [4]程芳 杜伟主编《机械工程材料及热处理》.北京理工大学出版社,2008 [5]王立新主编.《公差配合与技术测量》.吉林大学出版社,2010 7