《香皂盒的注塑模具設(shè)計(jì)》10000字

PAGEI香皂盒的注塑模具設(shè)計(jì)目錄1緒論 21.1引言 21.2我國(guó)塑料模具發(fā)展?fàn)顩r及未來規(guī)劃 21.3塑料注射模具的工作內(nèi)容： 42香皂盒的塑料件工藝分析 52.1香皂盒的塑料件尺寸結(jié)構(gòu)分析 52.2塑件原材料分析 63塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 93.1型腔數(shù)目和分布 93.2分型面的選擇 93.3確定型腔和型芯的尺寸 93.3.1凹模尺寸計(jì)算 103.3.2型芯尺寸計(jì)算 113.4型芯和型腔的結(jié)構(gòu) 113.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 123.5.1主流道設(shè)計(jì) 123.5.2分流道設(shè)計(jì) 133.5.3澆口設(shè)計(jì) 153.5.4冷料穴設(shè)計(jì) 153.5.5拉料桿的設(shè)計(jì) 163.5.6定位圈的設(shè)計(jì) 163.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 173.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 183.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 183.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 193.9.1冷卻水道的形式 193.9.2冷卻計(jì)算 193.9.3冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計(jì) 194模架的選擇及模具工作原理 204.1模架的設(shè)計(jì) 214.2模具總裝圖及工作原理 235注射機(jī)選擇及校核 25參考文獻(xiàn) 27PAGE131緒論1.1引言眾所周知香皂塑料盒是日常必需品，存在于千千萬萬家庭中。百貨商場(chǎng)里銷售的香皂塑料盒也五顏六色，以特殊的設(shè)計(jì)贏得消費(fèi)者的青睞。本設(shè)計(jì)為香皂塑料盒底座部位，其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但尋查其在生活中的實(shí)際應(yīng)用方面，為防止香皂遇到水后發(fā)生軟化問題，在它的底座中部位設(shè)計(jì)有凸形彎曲面，底座水平面開設(shè)一些漏水用的孔。本文設(shè)計(jì)的香皂塑料盒模具是通過使用一次性注射塑料材料制作后而成型的，用推桿的原理推出制備件，進(jìn)一步確保香皂塑料盒在實(shí)際應(yīng)用中的完整性、實(shí)用性。近年來，塑料模具的產(chǎn)量提高，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，高效率、自動(dòng)、精細(xì)、大型化、使用性的模具在行業(yè)中生產(chǎn)業(yè)務(wù)量占比越來越高。注塑模具的原理是在注塑機(jī)的加熱筒中加入塑料，等待塑料加熱熔化后，由注塑機(jī)的螺桿或活塞帶動(dòng)工作原理，通過噴嘴和模具的澆鑄系統(tǒng)完成后進(jìn)入模腔的，使塑料凝固后定型。在當(dāng)今各大生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)塑料制品的生產(chǎn)工藝制作過程中，合理的部件加工工藝、高效的機(jī)械化設(shè)備和先進(jìn)的模具工藝是不可缺少的三要素。尤其重要的是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工的技術(shù)要求、塑料制品的使用要求和形狀設(shè)計(jì)等方面起羊至關(guān)重要的作用。通過一步步的行業(yè)發(fā)展，和國(guó)個(gè)先進(jìn)理念和技術(shù)的引進(jìn)，人們對(duì)生產(chǎn)用品的期望值也很高，塑料制品品種種類、規(guī)格和產(chǎn)能、產(chǎn)量需求也會(huì)不斷的增加，所以，對(duì)塑料模具行業(yè)來說也是挑戰(zhàn)和機(jī)遇，隨著“一帶一路”經(jīng)濟(jì)建設(shè)和中國(guó)制造的高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求，對(duì)塑料模具生產(chǎn)也提出了更高的要求。當(dāng)今，模具生產(chǎn)水平的高低已成為國(guó)家制造業(yè)強(qiáng)弱的首要評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。1.2我國(guó)塑料模具發(fā)展?fàn)顩r及未來規(guī)劃這幾年中國(guó)塑料模具呈高速發(fā)展水平，各大生產(chǎn)企業(yè)在管理水平、設(shè)計(jì)理念、模具結(jié)構(gòu)需要不斷創(chuàng)新，盡管如果我們與國(guó)外先進(jìn)的塑料模具制造業(yè)還有很大差距，但在國(guó)外優(yōu)秀成果及先進(jìn)技術(shù)的支持與引導(dǎo)下，我國(guó)模具生產(chǎn)工藝水平已大幅提升，并加快了制造服務(wù)業(yè)的整體發(fā)展進(jìn)程，隨著與發(fā)達(dá)國(guó)家差距的不斷縮小，更加堅(jiān)定了我們走具有特色發(fā)展道路的決心。

綜合水平的差距可通過具體的量化指標(biāo)來體現(xiàn)。而我國(guó)模具產(chǎn)品與發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品主要存在很大差距，就耐用性上來看，僅為國(guó)外產(chǎn)品的1/3，而且研發(fā)周期長(zhǎng)，質(zhì)量得不到可靠保障，制造精度也不高等。不僅如此，我國(guó)的科研水平、人員素質(zhì)等也處于明顯落后狀態(tài)。所以當(dāng)務(wù)之急就是要堅(jiān)定不移的提高工藝水平，打造高精度、高質(zhì)量的模具產(chǎn)品，在科學(xué)配置勞動(dòng)力資源的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的大幅提升?？傮w來看，我國(guó)主要存在以下幾個(gè)問題：一是自主創(chuàng)新意識(shí)差，科研實(shí)力不夯實(shí)；二是信息化水平低；三是企業(yè)管理落后于技術(shù)的進(jìn)步；四是標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)跟不上模具生產(chǎn)進(jìn)程；五是專業(yè)技術(shù)型人才嚴(yán)重匱乏；六是各環(huán)節(jié)協(xié)同性差，特別是模具材料遠(yuǎn)跟不上應(yīng)用要求。隨著工藝技術(shù)的強(qiáng)勢(shì)創(chuàng)新，管理觀念的積極轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)管理模式已難以滿足現(xiàn)實(shí)需求，現(xiàn)代化生產(chǎn)管理模式成為了主流，模具產(chǎn)品的技術(shù)特征愈發(fā)凸顯。

翻閱相關(guān)資料進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，我國(guó)模具生產(chǎn)廠數(shù)量相對(duì)比較龐大，達(dá)到了3萬多個(gè)，從業(yè)模具生產(chǎn)加工與制造裝配的員工也突破了百萬人。僅2019年，模具銷售總規(guī)模就達(dá)到了980億元。其中，主營(yíng)收入達(dá)到500萬元的模具廠接近3千個(gè)，從業(yè)人員超過了41萬多人，總產(chǎn)值更是創(chuàng)下了1178多億元的新高。與此同時(shí)，進(jìn)口產(chǎn)品總額已超過19.64億美元，而出口總量則僅為18.43億美元。很明顯，出口模具占比非常低，僅為12.8%。

通過產(chǎn)需調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中低檔模具產(chǎn)量過高，已形成供大于求的局面，而高端產(chǎn)品的產(chǎn)量卻非常低，根本無法滿足需求，因此只能通過進(jìn)口來彌補(bǔ)這一差距?，F(xiàn)階段，中低端塑料模具占比最高，幾乎超過了一半；其次是沖壓模具，占比達(dá)到了37%；而其他類型的模具占比卻非常少，根本達(dá)不到9%以上。

盡管我國(guó)成為了WTO的一員，在塑料模具行業(yè)發(fā)展上迎來了諸多機(jī)遇，但同時(shí)也面臨諸多挑戰(zhàn)和壓力，這將吸引一大批的國(guó)外資本企業(yè)到中國(guó)建設(shè)工廠和投資。我們要吸收國(guó)外的先進(jìn)理念和先進(jìn)技術(shù)，要積極學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步培養(yǎng)我國(guó)模具行業(yè)的專業(yè)人才，大力進(jìn)行專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)。因此，我國(guó)塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該把握時(shí)機(jī)，抓住機(jī)遇，大力發(fā)展高、精、尖，多樣化的、復(fù)雜化的、使用壽命長(zhǎng)的模具，大力開發(fā)和擴(kuò)大國(guó)內(nèi)和國(guó)際模具市場(chǎng)，提高出口模具規(guī)模和占比，尤其是塑料模具市場(chǎng)。也許不久的將來，我國(guó)塑料模具市場(chǎng)行業(yè)的發(fā)展速度將持續(xù)增長(zhǎng)，未來幾年的發(fā)展勢(shì)頭對(duì)中國(guó)的有利的，向好的。“十三五”時(shí)期是我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要時(shí)期，同時(shí)也是我國(guó)模具制造業(yè)穩(wěn)健、高效發(fā)展的重要時(shí)機(jī)。雖然國(guó)內(nèi)外環(huán)境面臨很多不確性，但我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍一直保持強(qiáng)勢(shì)發(fā)展態(tài)勢(shì)，模具行業(yè)也取得了長(zhǎng)足發(fā)展。不過，要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，就要堅(jiān)定不移的大力發(fā)展技術(shù)含量高的產(chǎn)品，將重心投放于高端模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā)上，以最大限度地提高其市場(chǎng)占比份額。所以，要積極響應(yīng)國(guó)家政策，全面開發(fā)高質(zhì)量、高精度模具標(biāo)準(zhǔn)件，不斷推出高高性能模具材料，以從整體上加快外我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，將其打造車成為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的核心產(chǎn)業(yè)，從而為國(guó)家重點(diǎn)工程、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供全方位、高水平的配套產(chǎn)品服務(wù)。1.3塑料注射模具的工作內(nèi)容：本設(shè)計(jì)為單分型面注射模具，包括：詳細(xì)描述塑料零件、注塑機(jī)選型、注射模設(shè)計(jì)、十四個(gè)零件圖、一個(gè)裝配圖和一個(gè)模具分型主視圖圖。注射模具設(shè)計(jì)過程如下表：表1-1注射模具設(shè)計(jì)過程1.前期準(zhǔn)備工作序號(hào)前期準(zhǔn)備工作內(nèi)容(1)熟悉掌握塑料件：塑料件幾何結(jié)構(gòu)、塑料件使用說明、掌握塑料件原材料特性(2)詳細(xì)檢查塑料件的成型過程和工藝；(3)說明現(xiàn)有注塑機(jī)的型號(hào)、規(guī)格（如無說明書可供選擇）；2.設(shè)計(jì)步驟步驟序號(hào)設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容步驟序號(hào)設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容（1）對(duì)型腔的數(shù)目進(jìn)行確定（2）選擇分型面的種類（3）對(duì)型腔的布局確定（4）對(duì)澆注系統(tǒng)確定；（5）對(duì)脫模方法進(jìn)行確定（6）對(duì)溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定（7）對(duì)模具和型芯的固定方式進(jìn)行確定(8)明確排氣形式(9)對(duì)注塑模具的主要尺寸進(jìn)行確定(10)選擇標(biāo)準(zhǔn)模架(11)繪制模具結(jié)構(gòu)示意圖(12)校準(zhǔn)模具和注塑機(jī)尺寸(13)審核注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(14)繪制模具裝配圖(15繪制模具零件圖(16)復(fù)核、設(shè)計(jì)圖紙3．審核序號(hào)審核內(nèi)容序號(hào)審核內(nèi)容（1）基本結(jié)構(gòu)方面審核（2）設(shè)計(jì)圖紙方面審核（3）注塑模具設(shè)計(jì)質(zhì)量方面審核（4）裝卸搬運(yùn)條件方面審核2香皂盒的塑料件工藝分析2.1香皂盒的塑料件尺寸結(jié)構(gòu)分析（1）零件名稱：香皂塑料盒（2）設(shè)計(jì)要求：①生產(chǎn)批量：批量生產(chǎn)②材料種類：ABS③精度：未注公差取MT5級(jí)精度我們看2-1圖內(nèi)容，香皂塑料盒是人們生活中的一種日用消費(fèi)品，它的用料也是多采用的為ABS樹脂材料，如果年度需要量為5000多件，計(jì)劃生產(chǎn)2年。設(shè)計(jì)提出具體要求是有一定的質(zhì)感、美感，結(jié)構(gòu)、尺寸合理、合適。注射模具工藝設(shè)計(jì)如下。圖2-1放置香皂的塑料三維圖放置香皂的塑料盒二維形狀尺寸和圖標(biāo)以下面的2-2所示：2.2塑件原材料分析（1）ABS塑料的材料特性ABS塑料是當(dāng)前備受人們推崇與青睞的一款高性能材料，是丙烯腈A、丁二烯B和苯乙烯S三種單體共聚而成的聚合物，所以人們習(xí)慣將其簡(jiǎn)稱為ABS。這些單體均有各自的特性表現(xiàn)，正是在這些特性的高效聚合下才打造了出了優(yōu)勢(shì)極其顯著的ABS材料，概括來講，這種材料主要具有抗載荷強(qiáng)、延伸度好、穩(wěn)定性強(qiáng)、硬度大、抗腐蝕等多種特性優(yōu)勢(shì)。大量實(shí)證研究表明，只要對(duì)三種組分的配比做出適當(dāng)調(diào)整，就能獲得不同性能的ABS，因此這種材料在諸多相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)?；占芭c應(yīng)用。整體來看，合成的ABS主要分為四個(gè)大類，一是沖擊型，二是高沖擊型，三是超高沖擊型，四是耐熱型。因?yàn)樗闪硕嘀匦阅軆?yōu)勢(shì)為一身，因此成為了適用范圍廣的高性能材料，既能作為普通塑料來使用，也能用于工程塑料。表2-1塑件原材料的性能與用途分析品種優(yōu)、缺點(diǎn)溫度要求設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)性能特點(diǎn)主要用于ABSa.高溫可溶，易成型；b.不溶于水，形成形狀前要保持干燥；c.易生熔接痕；d.澆口處外觀形象不太好。小于70度a.設(shè)計(jì)分流道及澆口界面時(shí)要保持大口，而且位置很重要。B.堅(jiān)決杜絕熔接口位置區(qū)域紋路問題；c.注意成品成型時(shí)的脫模斜度要大于2,收縮率取大于0.5%a.屬于輕質(zhì)高材料，綜合性能好；b.化學(xué)穩(wěn)定，絕緣性較好；c但耐熱性能較差，吸水性較大。應(yīng)用廣泛于

如建筑、電器外殼及日用品等。ABS的注射成型工藝參數(shù)如下面2-4表格中表示的，在制作模具要進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試模具前，要按照現(xiàn)實(shí)情況做相應(yīng)的調(diào)整。參數(shù)項(xiàng)目取值數(shù)值及范圍選取數(shù)值范圍塑料的密度1.02～1.05g/cm21.03g/cm2塑料的收縮率0.3%～0.8%0.50%塑料的溫度值℃噴嘴溫度180～190180料筒溫度210～230220模具溫度50～7060塑料的壓力值MPa注射壓力70～9080保壓壓力50～7060時(shí)間范圍S注射時(shí)間3～53保壓時(shí)間15～3020冷卻時(shí)間15～4030總計(jì)時(shí)間40～7048表2-2ABS塑料的注射成型的工藝參數(shù)對(duì)照表2.3初步擬定模具成型方案總之，塑件的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、易懂、易掌握，制作時(shí)要綜合考量經(jīng)濟(jì)效益、市場(chǎng)、應(yīng)用等各方面因素，固而模具采用的模式為一個(gè)模兩個(gè)腔的雙腔模式。塑料盒蓋的注射模具設(shè)計(jì)有三種思路和方案可進(jìn)行選取。（1）總體設(shè)計(jì)思路和方案如下：表2-3設(shè)計(jì)方案對(duì)照表方案序號(hào)設(shè)計(jì)形式具體方案內(nèi)容（1）一個(gè)模兩個(gè)腔型把直接澆口可以放在香皂塑料盒子的底部位置，采用頂推桿脫模的機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫模。（2）一個(gè)模兩個(gè)腔型分型面要設(shè)在塑件正中心面位置，采用點(diǎn)澆口的方式，澆口設(shè)在底部的中心位置，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫模。（3）一個(gè)模兩個(gè)腔型分型面設(shè)在塑件中心面位置上，采用側(cè)澆口的方式，澆口設(shè)在塑件分型面上做推桿脫模處理。（2）設(shè)計(jì)思路和方案的特點(diǎn)分析表2-4設(shè)計(jì)思路和方案優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分析方案序號(hào)方案特點(diǎn)分析是否選擇（1）由于香皂塑料盒為薄壁件的形態(tài)，注射壓力直接作用在塑件上面部分，假如澆口的選擇不合理、不規(guī)范，在進(jìn)料位置區(qū)域容易出現(xiàn)較大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致塑性結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，易不產(chǎn)生變形。工件出現(xiàn)變形的形式該方案思路不合理的，不可選擇的。（2）由于澆口類型選型出現(xiàn)不合理情況，盡管點(diǎn)澆口的應(yīng)用對(duì)保持塑件的表面質(zhì)量有處好，但模具復(fù)雜的特點(diǎn)，就利用三板模方能取出澆道冷凝液。該方案還是不可行（3）澆口位于分型面的區(qū)域，如果從塑件外側(cè)進(jìn)行投料，充滿模時(shí)可方便地調(diào)節(jié)剪切速率和封閉時(shí)間。其結(jié)果是，澆口拆卸很方便，斷面的尺寸也很小，對(duì)模具也沒有很多要求，進(jìn)一步滿足企業(yè)經(jīng)濟(jì)收入增長(zhǎng)需求。方案最優(yōu)秀、最佳、可行。鑒于塑料件對(duì)模具外觀和質(zhì)量的嚴(yán)格要求，外表面不能出現(xiàn)諸如劃出的痕跡、氣體泡泡、收縮等產(chǎn)品問題缺陷。這對(duì)于模具的要求來說，表面整個(gè)區(qū)域是粗糙的，不適用于從中心澆口和直澆口處進(jìn)行處理，所以單面型是首選。此外，為了提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)作用，不斷地要適應(yīng)和配合模具和注塑機(jī)的生產(chǎn)能力，經(jīng)過方方面面考察后，最終我們選取第三種方案和思路?？傊?jīng)營(yíng)細(xì)致的分析，我們最后考慮達(dá)成成型后的結(jié)果是讓我們決定選擇第三種方案，是最優(yōu)、最佳方案。3塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1型腔數(shù)目和分布在本課題中，筆者主要按照下述要求來確定型腔部署量：（1）可滿足最大注射數(shù)量要求；（2）達(dá)到鎖（合）模力的壓力標(biāo)準(zhǔn)；（3）塑件精度；（4）經(jīng)濟(jì)投入低；在具體實(shí)踐中，還要按照以下要求對(duì)型腔的數(shù)目作做進(jìn)一步確認(rèn)：塑料件的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，重量又是輕型的，而且企業(yè)生產(chǎn)時(shí)較大，建議生產(chǎn)企應(yīng)該采用一種比較實(shí)用的多型腔結(jié)構(gòu)的模具。經(jīng)各方考察評(píng)判得出，本次所提到的模具設(shè)計(jì)采用一個(gè)模二個(gè)腔的結(jié)構(gòu)形式，整體布局是考慮了平衡性。固而模具的尺寸較小巧，生產(chǎn)效率很高，工廠企業(yè)生產(chǎn)出來的塑件的質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，能大大降低企業(yè)成本投入，為公司創(chuàng)造巨大化經(jīng)濟(jì)收益。3.2分型面的選擇在本研究中，塑料件的分型面選取是截面所在的最大區(qū)域。下面的圖3-1給我們明示了塑料件分型面的選擇，所以在選擇塑料件時(shí)，它的外表面能在固定模腔中整體成型，這個(gè)外表面的形狀和特點(diǎn)均滿足了生產(chǎn)要求，而且具有精度高、脫模簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。圖3-1分型面選取的圖3.3確定型腔和型芯的尺寸在本設(shè)計(jì)中，為簡(jiǎn)化操作過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，將該制品的名義尺寸LS定義為最大的尺寸，按照現(xiàn)行規(guī)范及行業(yè)要求來設(shè)定其公差值，即“-Δ”；而凹模的名義尺寸LM被視為最小尺寸，同樣也按照現(xiàn)行規(guī)范及行業(yè)要求來設(shè)定其公差值，即“+δZ”，其表達(dá)式如下：(3-1)圖2-2(3-1)圖2-2肥皂盒尺寸圖上式參數(shù)詳解：“Δ”前面的系數(shù)主要反映了制品的精度和尺寸變化情況，一般在0.5～0.75范圍內(nèi)浮動(dòng)變化，收縮率S設(shè)定為0.005，如果偏差超出限定范圍，就需要選取較小值，反之則選取較大值。3.3.1凹模尺寸計(jì)算(1)凹模模具它的徑向尺寸Lm

通過ABS塑件的特性分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，其精度達(dá)到了4級(jí)，因此會(huì)產(chǎn)生一定的磨損量，為保證產(chǎn)品精度，筆者專門取公差的1/6數(shù)值；制造公差；取，收縮率S基于區(qū)間內(nèi)取值，在本設(shè)計(jì)選擇0.5%，根據(jù)公式計(jì)算如下：(3-2)圖2-2(3-2)圖2-2肥皂盒尺寸圖凹模模具的徑向尺寸mm在已知公差值為的情況下，通過一系列推導(dǎo)計(jì)算確定出了最大磨損,即塑件公差的1/6；制造公差為；取數(shù)值x=0.75，根據(jù)公式計(jì)算如下。(3-3)圖2-2(3-3)圖2-2肥皂盒尺寸圖塑件的徑向尺寸為mm（2）凹模的深度為Hm在已知高度為15mm的情況下，通過計(jì)算確定公差值為0.38mm，而最大磨損量則為公差的1/6；模具的制造公差；取，具體計(jì)算如下：(3-4)圖2-2(3-4)圖2-2肥皂盒尺寸圖3.3.2型芯尺寸計(jì)算（1）型芯的徑向尺寸lm

在前文已多次提及，最大磨損量取公差的1/6；制造公差；取。收縮率在區(qū)間內(nèi)取值，最終選擇0.5%。具體計(jì)算如下：(3-5)圖2-2(3-5)圖2-2肥皂盒尺寸圖型芯徑向尺寸為mm（2）型芯的高度是hm

在前文已多次提及，最大磨損量取公差的1/6；制造公差；取。收縮率在區(qū)間內(nèi)取值，最終選擇0.5%。具體計(jì)算如下：(3-6)(3-6)圖2-2肥皂盒尺寸圖型芯的高度mm3.4型芯和型腔的結(jié)構(gòu)接下來，筆者將對(duì)型腔和型芯的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行全面且細(xì)致地評(píng)判與分析：（1）塑件的型腔大體可分為兩種，一是組合型，二是一體型。由于塑料件的內(nèi)部構(gòu)造不復(fù)雜，且型腔是易于加工的，在整個(gè)工藝制作過程中，故我們選取整個(gè)完整的型腔和組合型芯進(jìn)行制作，把型腔放置在固定模板上就能快速完成加工。經(jīng)多方面考慮及綜合分析后，選用了優(yōu)勢(shì)更為突出的組合式型芯，其實(shí)物展示效果如下：圖3-2組合式型芯的圖3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在對(duì)香皂塑料盒塑件的內(nèi)部構(gòu)造和功能特點(diǎn)進(jìn)行全面研究后選取了相適配的單分型面多腔注塑模，而且側(cè)澆口不會(huì)對(duì)塑件外觀產(chǎn)生任何影響。3.5.1主流道設(shè)計(jì)主通道和噴嘴形成了半球形接觸模式，為防止高壓塑料溢出。翻閱機(jī)械手冊(cè)及具體細(xì)則后，確定出xs-zy-125注塑機(jī)噴嘴的規(guī)格參數(shù)，其中，前直徑==mm；球面半徑為。通過資料分析發(fā)現(xiàn)，主流道的與噴嘴的的存在密切關(guān)聯(lián)，其表達(dá)式為：；同時(shí)，主流道小端面與噴嘴出口直徑也存在密切關(guān)聯(lián)，其表達(dá)式為:。主流道尺寸：通過下式可直接確定出主流道小端尺寸:；主流道球面半徑:。為防止在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)凝料拔出的問題，需將主流道打造成為更滿足要求的圓錐形，其錐角，取。3.5.2分流道設(shè)計(jì)（1）分流道截面形狀：大體包括圓形、U形、六角形等，為降低各種損耗，達(dá)到理想運(yùn)行效率，經(jīng)多方面考慮及綜合分析后，選用了最適配的圓形通道，具體可詳見圖3-3。值得一提是，出于效率方面考慮，最終選用了圓形分流道。圖3-3圓形流道(2)分流道尺寸①分流道長(zhǎng)度。②截面尺寸如果壁厚不足且重量未超過，可通過下式確定出其截面尺寸，即:，取；（3）凝料的體積分流道長(zhǎng)度:；分流道的截面積:；凝料的體積:(4)分流道剪切速率校核采用的是經(jīng)驗(yàn)公，(3-7)在之間，剪切速率校核是合格的。式中表示的值，?！⑸鋾r(shí)間的值，??；——截面面積的值()；——截面周長(zhǎng)要取()(5)分流道的表面粗糙度表達(dá)如下：分流道的表面粗糙度的要求并不是很低,一般取即可，在此模具中取。3.5.3澆口設(shè)計(jì)采用改進(jìn)型側(cè)澆口的注塑模具設(shè)計(jì)。側(cè)門的優(yōu)點(diǎn)是造型簡(jiǎn)單，易于加工和尺寸調(diào)整門位選擇靈活門拆卸方便，不會(huì)影響精度，只需調(diào)整截面大小，就能將熔體的充型速度和凝固時(shí)間控制在合理范圍之內(nèi)，從而能獲得令人滿意的充型狀態(tài)，它最大優(yōu)勢(shì)是適用于各種塑料，但不足之處是要拆除澆口，由此一來，不僅需要設(shè)立更多澆口，還產(chǎn)生了較大成本支出。很明顯，這種方法不適用于本設(shè)計(jì)要求。因此，將采用限制性側(cè)澆口方法，在實(shí)際作業(yè)中，可將澆口尺寸看成下面的3-4圖內(nèi)容。圖3-4限制性側(cè)澆口的示意圖圖片這個(gè)側(cè)澆口的形狀設(shè)計(jì)與加工過程都能確保最薄弱區(qū)域在開模時(shí)澆口易于切割不留痕跡，塑件成形之后塑件表面的粗糙度得以降低，會(huì)變得更加光滑，這些還能夠改善模具澆口附近的流動(dòng)和痕跡的產(chǎn)生，同時(shí)能夠調(diào)整和改善塑料材料的物理性能。為簡(jiǎn)化加工過程，盡可能加快關(guān)閉時(shí)間，需打開分型面上的門，實(shí)現(xiàn)外側(cè)進(jìn)料。3.5.4冷料穴設(shè)計(jì)一般情況下，冷孔主要設(shè)立在可活動(dòng)模板上，通過暫時(shí)存儲(chǔ)“冷料”來防止其進(jìn)入型腔形成接頭瑕疵的問題。另外，當(dāng)模具打開時(shí)，可以將澆口主流道里的骨料從固定的模具模板中拉出來，小心操作防止流出，當(dāng)這一切做完后，我們必須選擇與推出桿相匹配的倒錐形“冷料穴”?！袄淞涎ā遍_設(shè)在與主流道頂端部位相對(duì)的活動(dòng)模板上面，它的直徑經(jīng)過計(jì)算會(huì)略大于主流道的直徑，這將便于冷料材料的灌入，結(jié)構(gòu)看下面的3-5圖內(nèi)容。圖3-5冷料穴的圖片圖3-5冷料穴的圖片1—所示為定位圈2—所示為冷料穴3—所示為推桿4—所示為動(dòng)模板3.5.5拉料桿的設(shè)計(jì)拉料桿的冷孔非常重要，它主要設(shè)立在可活動(dòng)模板上，通過暫時(shí)存儲(chǔ)“冷料”來防止其進(jìn)入型腔形成接頭瑕疵的問題，需注意一點(diǎn)，當(dāng)模具被打開時(shí)，制作者可以將澆口骨的材料從固定的模板中拉出來。這里應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是冷孔尺寸不可小于主流道大端上的直徑尺寸，長(zhǎng)度約等于主流道大端直徑尺寸。澆口套出口直徑尺寸為8mm，拉桿直徑等于出口直徑尺寸8mm，拉桿的上部采用鉤頭Z形結(jié)構(gòu)，選用剛度、硬度都比較強(qiáng)的45#鋼作為首選制備材料，并在此過程中合理控制工藝參數(shù)，其中，淬火溫度和時(shí)間為hrc40～45，表面粗糙度Ra1.6，按H8/F8尺寸來適配活動(dòng)模板，因此經(jīng)一系列推導(dǎo)與計(jì)算后確定出外徑尺寸為8mm。3.5.6定位圈的設(shè)計(jì) 對(duì)當(dāng)前使用較為廣泛的XS－ZY－125型注射機(jī)進(jìn)行深入研究與分析后發(fā)現(xiàn)，其固定模板上定位孔直徑為100mm，外徑為100mm，厚度為15mm，采用M6內(nèi)六角螺絲釘進(jìn)行緊固處理，可以查看3-6圖片內(nèi)容，采用A3鋼材料制備而成，也就省去了熱處理加工環(huán)節(jié)。圖3-6定位圈的圖片3.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于塑件構(gòu)造不復(fù)雜且外觀簡(jiǎn)單，所以采用最常見的推桿推出方式就能滿足生產(chǎn)需求。所有零件均通過四根頂桿頂出，不僅簡(jiǎn)化了操作，還保證了推出的可靠性。對(duì)推動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，它主要由下述幾個(gè)部件構(gòu)成：（1）推桿結(jié)合本設(shè)計(jì)要求，選取直徑為6mm的圓柱型推桿，根據(jù)推出距離和模板厚度確定出相適應(yīng)的長(zhǎng)度，即105mm。采用45#鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，按H8/g7要求與型芯的相配。具體可見下圖。圖3-7推桿的圖片（2）復(fù)位桿結(jié)合本設(shè)計(jì)要求，選取直徑為8mm的圓柱型復(fù)位桿，根據(jù)推出距離和模板厚度確定出相適應(yīng)的長(zhǎng)度，即105mm。（3）采用45#鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，按H8/f8要求與型芯的相配。（4）推板導(dǎo)套采用T8A材料，淬火處理HRC45~48。具體可見下圖：圖3-8推板導(dǎo)套的圖片（5）推板導(dǎo)柱尺寸設(shè)計(jì)可詳見圖3.9：碳素工具鋼T8A，淬火處理硬度HRC52-55圖3-9推板導(dǎo)柱（6）推板推板長(zhǎng)、寬、厚分別230、180、15mm，采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3。（7）推桿固定板長(zhǎng)、寬、厚與推板相同，采用材料也與推板完全一致。（8）固定螺釘選用20mm長(zhǎng)的M6內(nèi)六角螺釘。（9）支承釘支承釘直徑為20mm,高度為10mm。底部直徑12mm，采用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理HB270-290。3.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)旨在從源頭上保證注塑模型準(zhǔn)確合模和打開，需在內(nèi)部配裝專門的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以起到傳遞載荷、導(dǎo)向等作用。（1）導(dǎo)柱設(shè)計(jì)經(jīng)多方面考慮及綜合分析后，選用了更滿足本設(shè)計(jì)要求的階梯導(dǎo)柱，其各項(xiàng)參數(shù)設(shè)計(jì)如下：直徑25mm，高度35mm，倒角高度5mm。為將摩擦損失降到最低，還專門設(shè)立了油槽，采用碳素工具鋼T8A，淬火處理hrc45~48，表面粗糙度為Ra0.8。（2）導(dǎo)套設(shè)計(jì)經(jīng)多方面考慮及綜合分析后，選用了更滿足本設(shè)計(jì)要求的臺(tái)肩型導(dǎo)套，其各項(xiàng)參數(shù)設(shè)計(jì)如下：直徑25mm、高度40mm、壁厚5mm，肩高5mm。具體可見圖3-10，其材料選擇及加工工藝均與導(dǎo)柱設(shè)計(jì)完全一致。圖3-10導(dǎo)套的圖3.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在填充過程中，需確保熔體內(nèi)的空氣被完全排出，由于熔體自身會(huì)產(chǎn)生一定氣體，所以也要全部清空，否則會(huì)提高溫度導(dǎo)致塑料件局部燒焦，或形成氣泡造成焊接不良，致使強(qiáng)度大幅下降，難以取得理想充模效果。在注塑環(huán)節(jié)，澆注系統(tǒng)和型腔中的空氣、熔體是釋放的氣體等各類氣體均必須被完全排空。目前，人們提出了多種可行且有效的排氣方法，比如排氣槽排氣、分型面排氣、強(qiáng)制排氣等。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是薄殼塑料件，型腔空間不是很大，排氣量也非常小。而且部署的多個(gè)推桿可作為排氣通道，所以通過間隙就能順利完成排氣操作。3.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.9.1冷卻水道的形式在本設(shè)計(jì)中，通過在型腔四周打造冷卻水道的方式帶走熱量，確保模具溫度在可控范圍之內(nèi)。結(jié)合塑件形狀及冷卻要求，制定出完善且可行的冷卻水道規(guī)劃方案。因?yàn)椴牧暇哂休^大收縮性，為防止出現(xiàn)嚴(yán)重收縮現(xiàn)象，建議按照收縮方向有序部署冷卻水道。同時(shí)為防止塑件變形，還要開設(shè)垂直排列的水路。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用淺型腔零件，所以冷卻水路布置就成為了優(yōu)選方案。3.9.2冷卻計(jì)算（1）固熔點(diǎn)所需冷卻時(shí)間：翻閱相關(guān)資料得知，ABS冷卻時(shí)間一般會(huì)達(dá)到15~40s。在本設(shè)計(jì)取30s。（2）冷卻水量及冷卻水道在熱量全部傳給模具的前提下，利用下式確定出其熱量，即冷卻水量：根據(jù)流速v與水管道直徑d之間的內(nèi)在關(guān)系，利用下式計(jì)算出冷卻水管道直徑d，即：3.9.3冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下：冷卻水管孔數(shù)：4模架的選擇及模具工作原理4.1模架的設(shè)計(jì)(1)選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用整體式型腔和組合式型芯，所以A2型標(biāo)準(zhǔn)模架更滿足設(shè)計(jì)要求，具體可見右圖。圖4-1模架及尺寸圖（2）模架尺寸模具長(zhǎng)度實(shí)際上就是座板長(zhǎng)度，需在動(dòng)模板長(zhǎng)度的上兩側(cè)各加20mm。即，模具寬度與動(dòng)模板完全相同（200mm）。高度需滿足XS-ZY-125要求，其各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置如下：最大/最小模具厚度，模具厚度H=220mm。具體可見右圖。（3）動(dòng)模板設(shè)計(jì)表4-1動(dòng)模板設(shè)計(jì)尺寸及材料序號(hào)內(nèi)容尺寸材料①動(dòng)模板設(shè)計(jì)尺寸300×200×30mmA3鋼②動(dòng)模墊板設(shè)計(jì)尺寸300×200×30mmA3鋼③動(dòng)模墊塊尺寸200×30×70mmA3鋼④動(dòng)模座板尺寸340×200×25mmA3鋼（4）定模板設(shè)計(jì)①定模板尺寸：，采用碳素工具鋼，淬火處理，中溫回火。②定模座板尺寸：，采用A3鋼。（5）緊固螺釘選型螺釘是嚴(yán)格按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制備的的一種零部件，它們?cè)诩庸?、定位方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。值得一提是，不同零部件的固定需采用不同數(shù)量、不同規(guī)格的螺釘，而在本設(shè)計(jì)中主要采用了兩種規(guī)格的螺釘，一是M12×40，二是M12×130。（6）定位銷選型安裝動(dòng)、定模部分為避免出現(xiàn)位置偏差，需用相適配的定位銷進(jìn)行定位。經(jīng)多方面考慮后選用10mm的圓柱銷。具體設(shè)計(jì)如下：定模部分：圓柱銷10×40動(dòng)模部分：圓設(shè)計(jì)結(jié)柱銷10×140（7）注射模的參數(shù)值如下：表4-2注射模參數(shù)序號(hào)參數(shù)內(nèi)容參數(shù)值①模具外形尺寸(長(zhǎng)×寬×厚）340×200×220mm②定位圈尺寸100mm③模具開模距離60＋2×20＋10＝110mm④塑件推出距離20+5=25mm⑤成型周期64+26=72秒⑥模具固定壓板螺釘M16×25mm4.2模具總裝圖及工作原理模具總裝配圖如下：4-2模具裝配總圖1.定模座板2.定模板固定螺栓3.定模板4.動(dòng)模板5.型芯6.定位圈固定螺栓7.澆口套8.定位圈9.導(dǎo)柱10.導(dǎo)套11.定模墊板12.動(dòng)模墊塊13.動(dòng)模座板14.支撐釘