【正文】 情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素占 80%。因此，為了適應市場競爭對塑料模具的交貨期短、質(zhì)量好、價格低的 要求，模具制造行業(yè)就必須以最快的速度、最低的成本、最高的質(zhì)量生產(chǎn)出塑料模具來。并且隨著 塑 料 工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對塑料制品的 質(zhì)量要求越來越高，外形在滿足性能要求的同時也變得越來越復雜，而且產(chǎn)品品種多、更新快、價格低，市場競爭劇烈。 通過本次設計，可以 對注射模具有一個初步完整的 認識，注意到設計中的一些細節(jié) 問題，如制作的結構、成型零部件的尺寸計算，了解模具結構及工作原理；設計中對注射機相關重要參數(shù)進行驗證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開模行程、注射機的鎖模等。西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） I 摘 要 本文是關于 肥皂盒 的塑料 注塑模具的設計，在正確分析塑件的結 構，技術要求及企業(yè)的生產(chǎn)實際情況后進行塑件的注射模設計。其核心知識是塑料成型 、材料成型技術基礎、機械設計、塑料成型工藝、計算機輔助設計、模具 CAD 等。塑料模具作為成型方式中的一種，是家用電器、汽車和航空航天等領域中塑料制品的重要生產(chǎn)工具。在塑料模具中，由于注塑模具能夠一次成型形狀復雜、尺寸精確的制品，適用于高效率、大批量的自動化生產(chǎn)方式，使其在塑料模中的占用量超過了 50%以上，是塑料制品成型的主要方法。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的 工藝裝備或 工具， 它屬于型腔模的范疇。就目前的形式看，可以說，模具技術，特別是設計與制造大型、精密、長壽命的模具技術，便成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志。 塑料模具的設計是模具制造中的關鍵工作。在塑料材料、制品設計及加工工藝確定以后，塑料模具設計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。 現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設備和先進的模具，被譽為塑料制品 成型技術的 “ 三大支柱 ” 。 塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。 技術上的落后往往容易看到，管理落后有時卻難以意識到。面對激烈的市場競爭，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術人員只有疲于奔命。 CAPP技術的應用，可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準確性； PDM系統(tǒng)的應用，可以對產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)進行有效的管理； MIS/ERP 系統(tǒng)的應用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高生產(chǎn)和管理效率。 ERP技術幫助企業(yè)規(guī)范和管理內(nèi)部業(yè)務流程，提升模具企業(yè)的管理水平；并且極大地優(yōu)化和縮短企業(yè)內(nèi)部的流程，提高競爭力。 塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。在本畢業(yè)設計中主要牽扯到熱塑性塑料。 添加劑 ： 是指分散在塑料分子結構中，不會嚴重的影響塑料的分子結構，而能改善其性質(zhì)或降低成本的化學物質(zhì)。 增塑劑：改善塑料的性能和提高柔軟度。 塑料的特性 塑料的 優(yōu)點 (1) 重量輕 :塑料的密度一般在 ，約為鋁的一半，銅的 1/6 (2) 比強度和比剛度高 (3) 化學穩(wěn)定性好 :對酸堿等化學物質(zhì)有良好的抗腐蝕性 (4) 電絕緣性好 :塑料有優(yōu)越的電絕緣性和耐電弧特性 (5) 耐磨性和減摩性好 (6) 消聲和吸震性能好 (7) 可任意著色 (8) 優(yōu)良的自潤滑性能并且適合大批量生產(chǎn) 塑料的 缺點 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 5 (1) 耐溫性能差 (2) 熱膨脹系數(shù)大 (3) 表面軟，易吸塵 注射模成型原理及工藝特性 注塑模亦稱注射模，其成型原理是將塑料從注塑機的料車送進加熱的料 中。注射成型的缺點是所用的注射設備價格高。三者當中， HDPE有較好的熱性能、電性能和機械性能 ，而 LDPE和 LLDPE有較好的柔韌性、沖擊性能、成膜性等。機械強度低于硬質(zhì)聚氯乙烯，尤其是相對分子量較小的品種強度更差，聚苯乙烯屬于非結晶型聚合物。聚苯乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，尤其是在高頻條件下的介電損耗仍然很小，是優(yōu)良的高頻絕緣材料。 通過對以上四種常用材料性能及其特點的對比，本品選用聚苯乙烯材料作為成型材料，收縮率好、成型工藝性好。同時，肥皂盒 的模具設 計也是一種比較典型的注塑膜設計，人們對這類蓋子的需 求量很大，肥皂盒 的式樣、功能、 改進與創(chuàng)新均依賴于模具技術，故對其進行模具設計，既是提高生產(chǎn) 效益的要求，也是市場的需要。 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 第 2 章 注射成型 工藝 及注射機的選擇 塑件 三維圖及基本尺寸 工藝參數(shù) 尺寸： L140xW90xH18（ mm） 重量： 壁厚： 1mm、 2mm 塑件精度： 5 級精度 脫模斜度： 型腔： 35ˋ 至 1176。 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用 側 澆口。即： 塑化 —— → 注射充模 —— → 固化成形 脫模過程 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 后處理 由 1 到 5 形成了一個循環(huán)。按結構形式可分為立式、臥式和直角式三類，國產(chǎn)臥式注射成型機已標準化和系列化。 圖 23立式注射成型機 臥式注射成型機 如圖 24 這是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機，其注射柱塞或螺桿與合模運動均沿水平方向裝設，并且多數(shù)在一條直線上（或相 互平行）。 圖 24 臥式注射成型機 1鎖模液壓缸 。 此外還有轉 盤式注射成型機、旋轉式注射成型機、熱固性塑料注射成型機、雙色注射成型機等。成型零件工作時，直接與塑件接觸、塑料熔體的高壓、流料的沖刷、脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。每一副模具中，型腔數(shù)目的多少與下列條件有關系。 4 級的精密級的精密塑料件，最多是一模四腔。 注塑成型的生產(chǎn)效益 多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟效益高，但是多腔模所使用的注射機大，每一注射循環(huán)期長而維修費用高，所以要從最經(jīng)濟的條件上考慮一模的腔數(shù)。即： (31) 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 式中 G— 注塑機的最大注射量 （ ） —單個塑件的重量 （ ） — 澆注系統(tǒng)的重量 （ ） 但根據(jù)產(chǎn)品結構和尺寸形狀來看，由于該塑件尺寸形狀不大 ， 綜合以上幾個方面綜合考慮，我的設計采用一模兩腔結構形式。澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注塑機噴嘴到模具行腔為止的一種完整的輸送通道。因此要求沖模過程快而有序，壓力損失小熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與制品分離或切除。分流道的功能是使熔體過渡和轉向。其功能為 “ 捕捉 ”和貯存熔料前鋒冷料。 c 盡量避免過度保壓和保壓不足 過度保壓：當澆注系統(tǒng)設計不良或操作條件不當，會使熔料在型腔中保壓時間過長或是承受壓力過大就是過度保壓。其形狀為圓錐形，便于熔體順利地向前流動，開模時主 澆 道凝料又能順利地拉出來。 設計中 取 2176。澆口套形狀如下圖 34 所示 : 圖 34 澆口套 分澆道設計 分流道的截面形狀 分澆道的截面形狀有圓形（圖 35）、半圓形、矩形（圖 36）、梯形、 V 形等 多種 ,常用的有三種類型圓形、方形、梯形。 分 流道的截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸、成形工藝條件以及流道的長度等因素確定。流道長度 宜短，因為長的流道不但會造成壓力損失，不利于生產(chǎn)，同時也浪費材， 但過短，產(chǎn)品的殘余應力增毛邊大，并且容易產(chǎn)生毛邊。 澆口設計 澆口是塑料熔體進入型腔的閥門，對塑件質(zhì)量具有決定性的影響 。 澆口的作用 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 （ 1） 熔料經(jīng)狹小的澆口增速、增溫，利于填充型腔 （ 2） 注射保壓補縮后澆口首先凝固封閉型腔，減小塑件的變形和破裂 （ 3） 狹小澆口便于澆道凝料與塑件分離、修整 分離 澆口的位置、數(shù)量、形狀、尺寸等是否適宜直接影響產(chǎn)品外觀、尺寸精度、物理性能和成型效率。 澆注分布圖如圖 311 圖 39潛伏 式澆口 圖 310側 澆口 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 圖 311 澆注分布圖 排氣系統(tǒng)的設計 排氣不良容易引起塑件燒焦、短射、填充不足、脫模不良、陰影、氣泡、色差、縮水、流紋、表面凹陷、不溶等。 適當?shù)拈_設排氣槽，可以大大的降低注射壓力、注射時間、保壓時間及鎖模壓力，使塑件 成型由困難變?nèi)菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機器的能量消耗。 排氣系統(tǒng)的設計方法 ： 利用分型面排氣是最簡單的方法，排氣效果與分型 面的接觸精度有關； 利用頂桿與孔的間隙排氣，必要時可對頂桿作些排氣的結構措施； 利用球狀合金顆粒燒結塊滲導排氣，燒結塊應有足夠的承壓能力，設置在塑件隱蔽處，并需要開設排氣通道； 在熔合縫位置開設冷料井，在儲存冷料前也滯留了不少氣體； 可靠有效的方法是在分型面上開設專用的排氣槽，尤其上大 型注塑模具必須如此； 對于大型的模具，也可以利用鑲拼的成型零件的縫隙排氣。 （ 2） Z形鉤料桿：常用形式，但凝料脫出時需向一側 移動，當模具結構限制不允許時不宜用。 （ 6） 推板式鉤料裝置 ：如圖 313 由冷料穴和鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動，常用的結構形式和主要尺寸，推板式鉤料裝置只適用于采用推板推出塑件的模具 。 頂出機構的設計原則 （ 1） 結構可靠。 （ 4） 頂出機構應平穩(wěn)順暢，靈活可 靠，足夠的強度、耐磨性，平穩(wěn)順暢無卡滯，并且制造方便，易于維修 。 頂出機構的確定 由于塑件的分型面在最大界面處且塑件的壁厚小于 3mm,塑件尺寸均勻沒有很高的精度要求所以用頂桿頂出。這對于移動式模具采用人工合模時特別重要。大中型模具常設置三個或四個導柱，采用等徑不對稱布置或不等徑對稱布置。 (5) 為了確保合模的分型面良好貼合，導柱與導套在分型面處設置承屑槽，一般都是 削去一個面或在導套的孔口倒角。 （ 9） 對于生產(chǎn)批量小、精度要求不高的模具，導柱可直接與模 板上加工的導向孔配合，通常導向孔應做成通孔，如果型腔板特厚，導向孔應做成盲孔時，則應在盲孔側壁增設通氣孔，或在導柱柱身、導向孔開口端磨出排氣槽，導向孔導滑面的長度與表面粗糙度可根據(jù)同等規(guī)格的導套尺寸來取，長度超出部分應擴徑以縮短滑配面。大中型模具導柱的導向段應開設油槽，以儲存潤滑油脂。 對導套尺寸和結構設計有以下幾點要求 導向孔可以直接加工在模板上，這種結構加工簡便，但模板上未淬火的導向西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 27 孔耐磨性差，用于塑件批量小的模具，多數(shù)模具的導向孔鑲有導套，它既可淬硬以提高壽命，又可在磨損后方便更換。 （ 3）材料 導套的材料可用耐磨材料，如銅合金制造，當用碳鋼時也可采用碳素工具鋼淬火處理。 導柱 D=40mm 本設計中采用帶頭導套的 Ⅰ 型。 塑料收縮率波動誤差為： (35) 式中 塑料收縮率波動誤差 Smax塑料的最大 收縮率 Smin塑料的最小收縮率 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 28 Ls塑件的基本尺寸 （ 2） 模具成型零件的制造誤差 模具成型零件的制造精度愈低，塑件尺寸精度愈低，一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差的 1/3～ 1/4 （ 3） 模具成 型零件的磨損 脫模磨損是最主要的因素，磨損程度與塑料的品種和模具的材料及熱處理有關，為簡化計算，凡與脫模方向垂直的表面不考慮磨損、與脫模方向平行的表面應考慮磨損，對于中小塑料件，最大磨損量可取塑件 公差的 1/6,對于大型塑件取塑件公差的 1/6 以上。整體式凹模是在模板上直接加工而成，一般不進行熱處理適用于形狀簡單的塑件。凸模也 整體式和組合式之分。 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 34 圖 317凸模 定位圈的設計 為了使?jié)部谔赘玫陌惭b在模具上， 在注射過程中不會因為移動位置而使注射后的零件形狀不穩(wěn)定 使用了定位圈。 冷卻回路的孔徑的確定 確定冷卻水孔的直徑時應注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于 14mm,否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以至于降低熱交換效率，一般水孔的直徑可根據(jù)西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 36 塑件的平均壁厚來確定。 （ 2） 冷卻水道離模具型腔表面的距離 當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相當，但當壁厚不均勻時，厚處冷卻水道到型腔表面的距離則應近一些，間距也可適當小些，一般水道孔邊至型腔表面距離為 10～ 15mm。 開始進行肥皂盒模具設計時 ， 也是不知如何著手， 查找資料， 然后慢慢的一步步 進行 設計，在不清楚下慢慢變得清楚，在設計中要把許多的知識串在一起，慢慢的在設計中發(fā)現(xiàn)自己懂得太少，而且以前所學的知識也不是很牢靠，這次通過設計讓我鞏固了以前所學的知識，