肥皂盒模具设计.docx

摘要肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒，形状各 异，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是动植物造型，来吸引顾客的目光，以引发人们的购买欲。此 次设计的肥皂盒的结构较简单，但在设计时考虑其应用，还相应的做了些曲面,所以曲面结构较多,计算 也就较多.在生活中，我们把肥皂放在盒上的时候，常常会因肥皂盒内积水而使肥皂软化掉，这样就会降 低肥皂的使用寿命。也有些肥皂盒在下盖底部打孔，使水容易流出，但是这类肥皂盒的缺点是，会因下 面漏水，把房间里弄的湿湿的。此次设计的肥皂盒是在上盖上打孔，肥皂放在上盖上，这样水会沿孔斜 度往下盖流，水积在下盖里，上下盖之间有一定的距离保证一定的时间里水不会满到上盖的肥皂上，积 水手动倒掉即可，这样即保证了肥皂的利用率，又保证了房间的清洁。其设计方案通过Pro/E建模如图 1. 1 和 1.2。图1.1肥皂盒整体外型图图1.2肥皂盒整体结构分开模型图优点是：结构简单，提高肥皂的使用寿命；缺点是:积在下盖的积水需人工手动倒出。此次设计是以上 盖为主，下盖为辅。在上盖的设计中主要要解决以下几个问题：1、肥皂放在上盖上时，以点接触，设 计六个椭圆突出，支撑肥皂，使肥皂和盒子之间以点接触；2、上盖上还要开一个槽，使水可以沿着曲面 流人下盖；3、设计浇口时要注意上盖上外表的精度，不能在外表上留有印痕；4、在设计推出机构时要 注意推杆放置的位置，放在下外表，不能影响上外表的外表精度；5、在开模时需保证塑件留在型腔上, 用推杆顶出。设计中，辅以下盖的装配图。关键词：复位机构，脱模机构，浇口，八导向机构的设计60. 143x0.14, 1 A4 = (6 + 6 X 0.55% + -xO.14)o4= 6：禽 5800. 384o = (80 + 80x 0.55% + -X O.38)o4= 80%*25.50. 24d” 5 = (25.5 + 25.5x 0.55% + x O.24)o4= 25 .5+席ZD.D '4/ "-80. 163xO. 16 八 164 = (8 + 8 X 0.55% + -xO.16)o4= 8比：120. 183+x0.18 n o/i/c/12=(12 + 12xO.55% + -xO.18)o4=12/1270. 24/27 = (27 + 27x 0.55% + -x O.24)o4= 27：%100. 184。= (10 +10 x 0.55% + -x0.18)04= 105240. 243+-X0.24Z24 = (24 + 24 X 0.55% + X 0.24)o4= 24：第2vy1 J1 41100.53x().5 1/110=(110 + 110x 0.55% + -x O.5)o4= 1105导向机构的作用：1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力8.1导柱的设计长度 导柱导向局部的长度应比凸模端面的高度高出812 cm,以免出现导柱末导正 方向而型芯先进入型腔的情况。形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。材料 导柱应具有硬而耐磨的外表和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表 面渗碳淬火处理），硬度为5055IIRC。8. 2导套的结构设计材料 用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损， 一防止导柱或导套拉毛。形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔 内的空气。8. 3推出机构的设计采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布 置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和 强度要求，采用四根推杆推出。推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或搞 出型腔 0 050. 1cm.8. 3.1推件力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力(Q)：Q = Lhpfcosa-sina)(8-1)式中 £型芯或凸模被包紧局部的断面周长(cm);"一被包紧局部的深度(cm);p一由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取7.8lL8MPa；/一磨擦系数，一般取0.10.2；L = 57.3 x 2 + 45.9 x 2 =406. 4mm h = 24.5 mmQ = 406.4mm x 24.5mm x 1 OMPa(0.1 x cos 2 - sin 2得。= 8212.8N推杆的设计推杆的强度计算查塑料模设计手册之二由式5-97得d=d=64 X21X。)4 nx7T x E(8-2)d圆形推杆直径cm 。一一推杆长度系数仁0.71推杆长度cmn推杆数量E推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2. lx lO,N/c/)Q总脱模力(64x0 72 x 102Vd = x 8212.8 = 0.315cm = 3.15mm4x3x2.1x107)取 d = 5mm。推杆压力校核查塑料模设计手册式5-98<7=(8-3) n兀 xdq 取320N/mm2o = 4*8212.8 = 163 5N/ mm2 4x4b 推杆应力合格，硬度HRC5065九加热、冷却系统的设计本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却 系统可作如下设计算计。设定模具平均工作温度为60。/。，用常温20。/。的水作为模具冷却介质，其出口温度为307Co1.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量。查表3-26得ABS的单位流量为35xl047/kg得 Q =W& =0 26x35x1()4/依= 9.1xl047/9. 2求冷却水的体积流量V由式3-41得：(9-1)9.1x104/60L047xl03xl03(30-20)9.1x104/60L047xl03xl03(30-20)= 0.14xl0-3 (疗 / min)查表3-27可知所需的冷却水管直径较小。由上述可知，设计冷却水道直径为8符合要求。十校核10.1整体式圆形型腔壁厚度的计算按刚度条件计算设想用通过型腔轴线的两平面截面取侧壁，得到一个单位宽度长条，该长条可以 看作一个一端固定、一端外伸的悬臂梁，。由于长条的宽度取得很小，梁的截面可 近似视为矩形。由于该梁承受均匀分布载荷，故最大饶度产生在外伸一端，起值 为：(10-1)ph，_ 3 ph4 后 一 2EE式中 £一型腔材料弹性模量;EJ梁的惯性矩，其中，J = 12S一侧壁厚度。应使那么取/为一单位宽度，可求得:I11UA l J5>1.15 2幺=1.15 El8ph4(10-2)/日、一120x24.54 1OCC得sZL15；=18.55V 2.0x lO5x 0.05校核条件成立10. 2整体式圆形型腔底板厚度的计算10. 2.1按刚度条件计算整体式圆形型腔底板可视为周边固定的圆板，在型腔内熔体压力作用下，最大饶度亦 产生在底板中心，其数值为：4%x =。175 J(10-3)maxeM应使黑x 4同，那么此0.56 3得 h> 24.9校核条件成立10. 3注射机有关工艺参数的校核1)锁模力与注射压力的校核F > pnA + A,)(10-4)p 一注射时型腔压力查参考文献得 30MPaA一塑件在分型面上的投影面积(cm2)4浇注系统在分型面上的投影面积(。篦2)产一注射机额定锁模力，按GB XS-ZY-125型注射机额定锁模力为900ZN4 /71G2 81.79x22A = (45) xx2 + 150x( 7360ld2x2-2xix30xl03.92-32-6360x(80-6)得 A = 58.36cm2A=80x10 + tt52+6x15x4得 4=12.4。/F = 3QMPa x (2 x 58.36 +12.4)c/n2得尸=387.36ZNF <F = 900kN符合条件应选 XS-ZF-125注射机成立10. 4模具厚度H与注射机闭和高度注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离 即满足下式S2"i+"2+（5 1。）（10-5）式中S 注射机最大开模行程，mm；推出距离（脱模聚居），mm；“2一包括浇注系统在内的塑件高度，nun；& 2 24.5 + （50 + 24.5-5） + 8 = 102mmSkS = 300mm条件成立十一结束语通过这五个星期以来的毕业设计工作，不仅是对我三年来学习的总结和回顾，同 时也让我深深体会到自身存在的许多缺乏之处，这也是今后在社会上学习的一种动力，我将会不 断地学习，不断的充实自己。至此，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三年的大学 生活，你们的教诲将是我最珍贵的财富。最后，感谢我的指导老师谭小红老师对我的毕业设计的 悉心指导和耐心帮教。十二参考文献1屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计.北京：高等教育出版社,20012李澄，吴天生，闻百桥主编.机械制图.北京：高等教育出版社，19973塑料模设计手册编写组主编.塑料模设计手册（第二版）.北京：机械工业出版社,20024许发楣主编.实用模具设计与制造手册.北京：机械工业出版社，20025吴兆祥主编.模具材料及外表处理,北京：机械出版社，20006陈于萍主编.互换性与测量技术基础.北京：机械工业出版社,20017冯炳尧，韩泰荣，将文森主编模具设计与制造简明手册，上海科学技术二塑件的工艺分析2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用ABS （丙烯懵一丁二烯一苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化学腐蚀及外表硬度, 有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为L02L05g/cni3。ABS有良好的机 械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对 ABS几乎无影响。ABS不溶于大局部醇类及烽类溶剂，但与燃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度 和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为 700c左右，热变形温度为930c左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高, 所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生 熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收 缩率影响极小。2.2 分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等，整体结构较简单，却带有曲面特征。上盖上外表有六个椭圆突出，与下盖配 合的边缘局部也是曲面相接，上盖的上外表的外表精度要求较高，下外表为非工作面，精度要求相对 较低，再结合其材料性能，应选一般精度等级：五级。2.3 工艺性分析为了满足制品外表光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型 面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑 件外外表不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的外表质量与美观效果。塑件的工艺参数：模具温度：5070。/。注射压力：7。90MPa 保压力：5。70MPa 注射时间：35s 保压时间：1530s 冷却时间：15 30s 成型周期：40 70s三初步确定型腔数目3.1初步确定型腔数目根据塑件的结构及尺寸精度耍求采用一模两腔。图3.1型腔分布图四注射机的选择4.1塑件体积的计算按照图1塑件所示尺寸近似计塑件体积：匕 «(28.71/180x15 + 86.69/180x2.5) x370.6x2+(2570.52x2 + 1316.31x2 + 299x4 + 410x2)x2匕"26cm 3塑件质量：M = 26x1.035g=26. 91g4. 2按注射机的最大注射量确定型腔数目根据(4-1)nm + m.2 (4-2)女-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8;加-注射机最大注射量，cm3或g；班-浇注系统凝料量，cm 3或g；加一单个塑件体积或质量，cm3或g；4. 3估算浇注系统的体积，其初步设定方案如下图4. 1浇注系统不意图v2 =7r(3 + ：'3)><50 + 万52 x41x2 + 32 x12x4 +22 xl6x2x4 x 10.1cm 3nm + rn12x26 + 10.1 _ . 34. 4 mn >L = 77.6cm' k0.8查表文献4、2得选用XS-ZY-125型号注射机五浇注系统的设计5.1 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止塑料熔体流动通道根据选用的XS-ZY-125型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径：= 4mm ；喷嘴前端球面半径：9=12根机；根据模具主流道与喷嘴的关系R = R。+ (1 2)mmd = dQ +(0.5 1) mm取主流道球面半径：R = 13mm；取主流道小端直径：d = 5mm ；为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26。，取其值为3。,经换算得主流道大端直径为7.61745：图5.1主流道示意图5. 2分流道的设计分流道选用圆形截面：直径D=10cm 3图5. 2 分流道示意图流道外表粗糙度& =l.6m5.3分型面的选择设计原那么1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；3）分型面的选择应保证塑件的精度要求；4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；5）分型面的选择要便于模具的加工制造；6）分型面的选择应有利于排气；7）分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。其分型面如图5. 3其设计如下列图（Z字型）图5. 4 冷料穴示意图5.6排气系统的设计利用配合间隙排气是最常见也是最经济的，更具有使用性。六确定主要零件结构尺寸选模架模架的选择，图6.1图6.1模架模型图七成型零部件的设计7.1型腔、型芯工作尺寸计算ABS塑料的收缩率是0. 3%0. 8%平均收缩率：。平=(0.3%0.8%) /2=0. 55%3<型腔内径：。模=(。+。备一(7-1)、型腔深度：“模=(H + H禽 )+'(7-2)型芯外径：d模=(d + d。平+/A)w(7-3)2型芯深度：/I模=(h + 0禽+ )一万(7-4)。模-型腔径向尺寸(mm );D-塑件外形基本尺寸(mm)；禽-塑件平均收缩率；A-塑件公差(参考文献4)成形零件制造公差，一般取1/41/6A；塑件内形基本尺寸(mm);d模-型芯径向尺寸(血)：“模-型腔深度(mm)；H-塑件高度(mm)/z模-型芯高度(mm);/-塑件孔深基本尺寸(mm);7. 1. 1型腔尺寸计算基本尺寸/mm 公差值/mm计算3+xO 441000. 44£) -(100 + 100x0.55% xO.44)o4= lOOg1UU '47 V十U.NNxO. 14八八3 0. 14& =(4 + 4 x 0.55%-xO.l 4)04= 4 二黑：30 0. 24Ao =(3。+ 30x0.55%-xO.24)o4= 30第3+-x0.51040.5D104 = (104 +104 x 0.55% x 0.5)o4= 104：器1VzI J I 7，3241.2Q1.3xl.2. .% = (324 + 324x0.55% xl.2)04 =32苞馈、4/ "-HJ.ooZ60. 143+xO. 14。6 = (6 + 6 X 0.55%-xO.14)o4= 61黑800. 38DS() = (80 + 80x 0.55%-x O.38)o4= 80*:25.50. 245 = (25.5 + 25.5X 0.55% x O.24)o4= 25.5喘/DQ'4/ U-UUQ60. 142+ ; x0.14cmq“6 =(6 + 6 X 0.55% - xO.14)o4= 6歌290. 243"1xO.24,八L29 = (29 + 29x 0.55%-x O.24)o4= 29%；140. 20= (14 +14 X 0.55%-X O.2O)o4= 141黑260. 24L26 = (26 + 26x 0.55%-x O.24)o4= 261；2120. 18oij+X(). 18. n mL9 =(12 + 12x0.55% - xO.l8)04= 12% ；1 JVzJ e y1060. 53+ x0.51 A QQQL106 = (106 +106 X 0.55%-X O.5)o4= 106 黑蒸7. 1.2型芯的尺寸计算基本尺寸/mm公差值/mm计算960. 443+x0.44d°6 = (96 + 96x 0.55% + -x O.44)o4 二96+0.86 加+0.75340. 263+-x0.26么=(34 + 34x 0.55% + -x O.26)o4：, 24+0.38一,什+0.3151040.53+x0.504 = (104 +104 X 0.55% + -X O.5)o4=1。4 部 s3201.23xl.21 八 / AJ320 = (320 + 320 X 0.55% + - x 1.2)04=322：卷