香皂盒注塑模具设计.docx
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1、三门峡职业技术学院毕业设计摘 要塑料是以合成树脂(高分子聚合物)为基体的固体材料。塑料有很多优良的性能:成型收缩性、流动性、相容性、可塑性等等,这些优点使它广泛的应用到我们的生活中。在今天这个高科技发达的社会,塑料成型技术的快速发展,新型工艺的不断改进,使越来越多的塑料制品应用到各行各业。注射成形是成形热塑件的主要方法,因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化,使之成为高黏度的流体,用柱塞或螺杆作为加压工具,使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中,经过冷却、凝固阶段,而后从模具中脱出,成为塑料制品。本产品是日常生活用品塑料香皂盒,且实用性强。该产品设计为大批量生产,故设计
2、的模具要有较高的注塑效率,为了提高生产效率,降低成本,塑件采取一模四腔非平衡布置,浇注系统采用侧浇口成形,推出形式为推件板推出机构完成塑件的推出。塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统,因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计查阅了大量的专业资料和书籍,丰富了设计过程。关键词:注射成型,侧浇口,型芯目录 摘要1前言41、塑件工艺分析51.1.1塑料分析51.1.2塑料材料的对比61.1.3选用塑料材料71.2塑件材料成型工艺参数确定2.注塑机的选用 93、模具结构设计及尺寸计算113.1、行腔尺寸计算123.1.1型腔径向尺寸计算123.1.2 型腔深度尺寸计算133.2.2 型芯高度尺寸计算1
3、53.3、选择浇注系统153.31、主流道的设计154、模具加热冷却系统的确定204.1、冷却水体积流量的确定204.2、冷却水的表面传热系数的确定234.3、冷却回路所需的总面积计算244.4、冷却回路的总长度的计算244.5、冷却水回路的布置255、模具结构设计265.1、塑件成型位置及分型面选择265.2、型腔数的确定275.3、模具推出机构结构设计275.4、推出机构的设计285.5、模具排气设计286、工艺参数的校核296.1、最大注塑量的校核296.2、锁模力校核296.3、开模行程校核307、模具总装图及模具的装配、试模317.1、模具总装图及模具的装配317.2、模具的安装试模
4、337.2.1、试模的注意事项337.2.2、检验33致谢34参考文献35前 言本次毕业设计课题来源于生活,应用广泛,模具结构较为复杂,对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解,同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以塑料香皂模具为主线,综合了成型工艺分析,模具结构设计,最后到模具零件的加工方法,模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤,模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外,同时引用了CA
5、D、Pro/E等技术,使用Office软件,力求达到减小劳动强度,提高工作效率的目的。模具是工业生产的重要装备,是国民经济的基础设备,是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。塑料工业是当今世界上发展最快的工业门类之一,对于我国而言,它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的,但是通过这次塑料模具课程设计,让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识,更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法,对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助,也间接性的为今后工作经验有了一定的积累。塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性
6、、实践性很强的技术,而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此,我们要学好这项技术光靠书本上的知识还是不够的,我们更多的还应该将理论与实际结合起来,还需要我们到工厂里去实践,我相信在未来的我们一定能走在前头!1 塑件工艺分析1.1 成形工艺分析塑件及尺寸: 如图1.1所示,单位MM产品名称: 日用香皂盒产品材料: 聚乙烯(PE)产品数量: 大批量生产 图1.1 香皂盒塑件图 1.1.1 塑件分析(1)明确塑件设计要求本次设计的是塑料香皂盒,介绍了塑料香皂盒的设计思路,主要设计的是香皂盒的注塑模的设计,塑料香皂盒具有重量轻、易清洁、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长,制作方便、价
7、格低廉等特点,是值得人们信赖、喜欢用的生活品,它具有非常大的发展前途。(2) 明确塑件的生产批量小批量生产时,为降低成本,模具尽量可能简单;在大批量生产中,应保证塑件质量前提下,尽量采用一模多腔或高速自动化生产,以缩短生产周期,提高生产率,由于该塑件要求批量大,所以模具采用一模四腔。1.1.2 塑件的材料对比1. 尼龙1010基本特征:聚酰氨通称尼龙,由二元胺和二元酸通过缩聚反应制取而成的。属热塑性塑料。从使用性能上看,尼龙1010是半透明,耐寒性较好,坚韧耐磨耐油耐水,抗霉菌,但吸水性大;主要用途:有较好的力学性能,广泛用于制作各种机械、化学和电气零件,如轴承、齿轮、滑轮、涡轮、垫片、绳索、
8、传动带等零件。成形特点:熔融粘度低,流动性能良好,容易产生飞边,成型加工前必须进行干燥处理。易吸潮,塑件尺寸变化较大,塑件壁厚要均匀,防止产生缩孔,一模多件时,应注意是浇口厚度均匀化 。不能在高温料筒内长时间停留。2. 聚乙烯(PE)聚乙烯塑料重量轻,物理性能、化学性能及电气性能等均很优良,且很容易成型,价格便宜。聚乙烯树脂为无毒、无味,呈白色或乳白色,柔软、半透明的大理石状粒料,密度为0.910.96G/CM为结晶型塑料。聚乙烯按聚合时所采用的压力的不同,可分为高压、中压和低压聚乙烯高压聚乙烯的分子结构不是单纯的线型,而是带有许多支链的树枝状分子。因此它的结晶度不高(60%70%),密度较低
9、,相对分子质量较小,常成为低密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低。但是它的介电性能好,具有较好的柔软性、耐冲性及透明性,成形加工性能也较好,中、低压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型分子,其相对分子质量、结晶度较高(高达87%95%),密度大,相对分子质量大,常称为高密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较高,但柔软性、耐冲性及透明性、成形加工性能都较差。聚乙烯的吸水性极小,且介电性能与温度、湿度无关。因此,聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料,在介电性能上只有聚苯乙烯、聚异丁烯及聚四氟乙烯与之相比。3. 聚丙烯()基本特征:聚丙烯无色、无味、无毒的。外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明、更轻
10、。密度为0.900.91。它不吸水、光泽好、易着色。聚丙烯具有聚乙烯的所有优良性能,如卓越的介电性能,耐水性、化学性能稳定。宜于成形加工等;还具有聚乙烯所没有的许多性能,可制做铰链,有教高的抗弯曲疲劳强度,如盖和本体合一的各种容器,经过7X10次开闭弯折未产生损坏和断裂现象,但其在氧、热、光的作用下极易解聚、老化,所以必须加入防老化剂。主要用途:可用于各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件;可作为各种酸碱等的输送管道,化工容器和其他设备的衬里,表面涂层;可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。成形特点:成形收缩范围及收缩率大,易发生缩孔,凹痕、变形、方向性强,流动性极好,
11、易于成形;热容量大,注射成形必须设计能充分进行冷却的冷却回路;注意控制成形温度。料温低时方向性明显,尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温为80度左右,不可低于50度,否则会造成成形塑件表面光泽差,产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲或变形。1.1.3选用塑件材料综上以上三种材料特征、用途和成形特点看,其各种塑料具有各自的特殊性能,为此确定使用材料为:聚乙烯()1.2 塑件材料成型工艺参数确定查文献得成形工艺参数:密度: 0.940.96G/CM收缩率: 1%3.6%预热温度: 1080 预热时间为1-2H料筒温度: 中段 前段250280 后段240260喷嘴温度: 230240模具
12、温度: 80100注射压力: 80130MPA成形时间: 注射时间05S 保压时间2080S 冷却时间2050S 成型周期 50140S2 注塑机选用初步确定注射机型号根椐塑件的表面积和厚度可以粗略的算出塑件的体积为V=4.0得单个塑件质量为:M=V=0.9054.0=4.00 G由以上计算的数据可选定注塑机型号根据塑料制品的体积或重量查文献5的表5-2或查有关手册选定注塑机型号。选用XS-Z-30型卧式注射机,其性能参数如下:额定注射量: 螺杆(注射)直径:注射压力: 注射行程: 注射方式: 柱塞式 锁模力: 最大成形面积: 最大开模行程: 模具最大厚度: 模具最小厚度: 拉杆间距: 喷嘴直
13、径: 喷嘴圆弧半径: 顶出形式 : 动模板设顶板,开模时模具顶杆固定板上的顶杆通过动模板与顶杆相碰,机械顶出塑件。动、定模固定板尺寸/: 机器外形尺寸: 合模方式 液压-机械电动机功率/KW 5.5KW液压泵流量(L/MIN) 50液压泵压力/片MPA 6.53 模具结构尺寸的设计计算 塑件公差数值表基本尺寸/公差等级MT2MT3MT4MT5MT6ABABABABAB030.100.200.120.320.100.200.120.320.260.46360.120.220.140.340.120.220.140.340.320.52 6100.140.240.160.360.140.240.1
14、60.360.380.5810140.160.260.180.380.160.260.180.380.460.6814180.180.280.200.400.180.280.200.400.540.7418240.200.300.240.440.200.300.240.440.620.8224300.220.320.280.480.220.320.280.480.700.9030400.240.340.320.520.240.340.320.520.801.0040500.260.360.360.560.260.360.360.560.941.1450650.300.400.400.600.3
15、00.400.400.601.101.30表中:A为不受模具活动部分影响尺寸的公差,B为受模具活动部分影响尺寸的公差为了降低模具加工难度和制造成本,在满足塑件使用的前提下,用较低的尺寸精度,查表得:塑件精度等级与塑料品种有关,根据塑料的收缩率的变化不同,塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种,查手册如下表:表3.2聚乙烯建议采用精度等级塑料品种建议采用精度等级高精度一般精度聚乙烯MT5MT6由塑件的工作环境知道工件的精度要求不高,所以精度等级选择一般精度。表3.3塑件成型工艺参数材料代号密度(KG.M-3)收缩率(%)模具温度()注射压力P注(MPA)最大不溢料间隙/MMPE940-9
16、601.5-3.660-7060-1000.02PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03ABS1030-10700.3-0.850-8060-1000.04PVC13800.6-1.530-6080-1300.033.1 型腔尺寸计算计算中取聚乙烯,平均收缩率为,公差按照表3.1和表3.2中所查的公差进行计算。模具制造公差,统一取塑件尺寸公差的。3.1.1型腔径向尺寸计算对于塑件 塑件尺寸公差取1.10因为 式中 塑件形状尺寸 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差,取塑件尺寸公差的 故 3.1.2 型腔深度尺寸计算对于塑件高度尺寸模具设计,塑件尺寸公差取0.36
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