1、 学号： 24081900398 南湖学院 毕业设计 题 目： 塑料 肥皂盒 注塑模设计 作 者 叶 波 届 别 2012 系 别 机械与电子工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 指导老师 李铁林 职 称 讲师 完成时间 2012.05.20 南湖学院 毕业设计（论文） I 摘 要 本设计 是针对肥皂盒的模具设计，制件选用 ABS 材料。 通过对塑件进行工艺的分析和比较， 针对肥皂盒的具体结构，该模具是限制性侧浇口的单分型面注塑模具，采用一模两腔形式。从 具体模具结构出发对 模具的浇注系统，模具成型部分结构，顶出系统，冷却系统，注塑机的选择及有关参数的校核，都有详细的设计，同时简单的编制了模
2、具的加工工艺，通过设计表明该模具结构合理，具有一定的推广价值，本次设计通过一副注塑模具来生产肥皂盒塑料件产品以实现自动化提高产量。 关键词 ： 肥皂盒 ， 单分型面注塑模 ， 限制性 侧浇口 ， ABS 南湖学院 毕业设计（论文） II Abstract This topic aimed at the mold design of soap boxes, The work piece uses ABS as the material. Through the technology of plastic parts for analysis and comparison, For the spe
3、cific structure of the soap boxes.the die is the point of the one type injection mold surface and Restrictive side gate. The mould layout form of one-mould two-cavity was applied to this design. The design process from the product structure, the structure of the specific die,running system , mold fo
4、rming part of the structure, the roof system, cooling system, the choice of injection molding machines and related parameters of the check, have the detailed design, And the establishment of a simple mold processing technology. The design showed that the structure was reasonable and valuable for spr
5、ead.this design is an injection mold to produce soapbox piece of plastic in order to achieve automation to increase output . Keywords: Soap boxes, Plastic molds, Restrictive side gate, ABS 南湖学院 毕业设计（论文） III 目 录 摘 要 .I Abstract. II 第一章 绪 论 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 我国塑料模具发展状况 . 1 1.3 本次设计塑料注射模具的主要工作内容 . 2 第
6、二章 塑件工艺分析 . 3 2.1 塑件尺寸结构分析 . 3 2.2 塑件原材料分析 . 4 2.3 初步拟定模具成 型方案 . 5 第三章 塑料注塑模结构设计 . 6 3.1 型腔数目和分布 . 6 3.2 分型面的选择 . 6 3.3 型芯和型腔的结构 . 8 3.4 确定型腔和型芯的尺寸 . 6 3.5 浇注系统的设计 . 9 3.5.1 主流道设计 . 9 3.5.2 分流道设计 . 9 3.5.3 浇口设计 . 10 3.5.4 冷料穴设计 .11 3.5.5 拉料杆的设计 .11 3.5.6 定位圈的设计 . 12 3.6 推出机构设计 . 12 3.7 合模导向机构设计 . 13
7、 3.8 排气系统的设计 . 13 3.9 模具温度调节系统设计 . 14 3.9.1 冷却水道的形式 . 14 3.9.2 冷却计算 . 14 3.9.3 冷却管传热面积及数量设计 . 15 第四章 模架的 选择 及模具工作原理 . 16 4.1 模架的设计 . 16 4.2 模具总装图及工作原理 . 17 第五章 注射机选择及校核 . 19 第六章 总结与展望 . 21 参考文献 . 22 致 谢 . 23 南湖学院 毕业设计（论文） 1 第一章 绪 论 1.1 引言： 肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各样，丰富多彩，有很特别的设计以赢得消费者的喜爱。此次设计
8、的是肥皂盒底座，结构比较简单，但考虑的是其实用性。为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起的曲面，并在底座水平放置面处开了漏水孔。 本次设计的肥皂盒模具采用一次注塑成性，用推杆推出制件，从而保证肥皂盒的整体性。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模 具产量中所占比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 在现代塑料制品的生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素。尤其是塑料模具对实现塑料加工
9、工艺的要求，塑料制品使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备只有配上适应的模具才能发挥作用，随着塑料制品的品种和产量需求量的增加，对塑料模具也提出了越来越高的要求，促使塑料模具不断的向前发展 。模具技术已成 为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一 。 1.2 我国塑料模具发展状况 塑料模具近年来在我国有了很大的发展，大量新技术，新工艺，新材料得到推广应用国际先进技术的引进，尤其是计算机技术和数控加工的飞速发展和在传统制造业中的应用，更加快了模具行业的发展。模具设计正从过去的传统经验，手工绘图，发展到今天通过人机对话，能迅速设计出模具的总图，运用模具 CAE可以模拟在模具中的流动状态，
10、确定浇口位置，克服塑料成型中可能出现的问题。而模具 CAE 的广泛应用更使模具向大型，精密，复杂发展，模具制造周期也大大缩短。 跟国外相 比，我国模具产品结构很不合理，我国模具产品结构中冲压模具约占 50%，塑料模具约占 34%，压铸模具约占 6%，其他各类模具约占 10%；发达国家对发展塑料模比较重视，塑料模所占比例一般为 40%；大型、精密、长寿模具所占比例为 50%以上，而我国仅为 25%；我国主要模具生产能力集中在各主机厂的模具分厂内，所产模具商品化率很低，模具自产自销比列高达 60%-70%，而国外 70%以上是商品模具。国内外模具的质量水平不可同日而语，开发能力和经济效益仍有差距。
11、 南湖学院 毕业设计（论文） 2 但我国加入 WTO后，给塑料模具产业带来了巨大的挑战和机会。促使更多 外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。所以我国塑料模具生产企业更应该抓住机遇，重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持 %20 左右的水平。 “十一五 ”期间，在科学发展观指导下，国内模具企业将进一步深化改革，下功夫搞好科技进步与创新，坚持走新型工 业化道路，
12、将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型的轨道上来，模具工业必将得到又好又快的发展 。 1.3 塑料注射模具的主要 工作内容 本次设计以单分型面注射模具为主，主要内容包括所设计塑件的说明、注塑机的选用、塑料注射模具设计、五张零件图和一张装配图的绘制。 设计过程 如下 ： 1.设计前的准备工作 （ 1)熟悉塑件：塑件的几何形状、塑件的使用要求、塑件原料的特性； （ 2)检查塑件的成型工艺性； （ 3)明确现有注射机的型号和规格（若没有应查手册选用）； 2.注射模具结构的设计步骤 （ 1)确定型腔的数目 （ 2)选择分型面 （ 3)确定型腔的布置形式 （ 4)确定浇注系统 （ 5)确定脱模
13、方式 （ 6)确定调温系统的结构 （ 7)确定凹模和型芯的固定方式 （ 8)确定排气形式 （ 9)决定注射模的主要尺寸 （ 10)选用标准模架 （ 11)绘制模具的结构草图 （ 12)校核模具与注射机有关尺寸 （ 13)注射模结构设计的审核 （ 14)绘制模具的装配图 （ 15)绘制模具零件图 （ 16)复核设计图样 3.注射模具的审核 （ 1)基本结构方面的审核 （ 2)设计图纸方面的审核 （ 3)注射模设计质量方面的审核 （ 4)装拆及搬运条件方面的审核 南湖学院 毕业设计（论文） 3 第二章 塑件工艺分析 2.1 塑件尺寸结构分析 （ 1）零件名称： 肥皂盒 （ 2）设计要求： 生产批量
14、：大批量 材料： ABS 未注公差取 MT5 级精度 如 图 2-1所示，肥皂盒是家庭的一个日常用 品，生活较为常见，它的材料采用 ABS，年需求量 4000 件，计划生产 3年。要求它有一定的美观性，结构合理，尺寸适中，现要求设计它的注塑模具工艺。 高级肥皂盒 二维尺寸图标注如图 2-2 所示 ： 图 2-2 肥皂盒尺寸 图 图 2-1 肥皂盒三维 图 图 2-2 肥皂盒尺寸 图 南湖学院 毕业设计（论文） 4 2.2 塑件原材料分析 （ 1） ABS 塑料的材料特性 ABS 是一种新型工程塑料。具有综合的优良性能 (坚固、坚韧、坚硬 )，价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的一种工
15、程塑料。 ABS 是微黄色或白色不透明粒料，无 毒、无味。 ABS 由三种成分组成，具有良好的综合力学性能。在机械性能方面， ABS 具有质硬、坚韧、刚性好。有一定化学稳定性和良好的介电性能。它还有很好的成型加工性能以及能与其他塑料和橡胶相混熔的特点。 ABS 塑料的表面可以电镀。 塑件原材料的性能与用途分析如表 2-3所示 ： 表 2-3 塑件原材料的性能与用途分析 塑料 品种 成形特点 使用 温度 模具设计注意事项 性能特点 主要用途 ABS 成型性能好， 成型前要干燥， 容易生熔接痕， 浇口处外观不好 2, 收缩率取 0.5% 综合机械性能好， 但耐热性能较差， 吸水性较大， 化学稳定性
16、较好 应用广泛， 如电器外壳、 汽车仪表、 日用品等。 再根据常用热塑性塑料注射成型的工艺参数表可知 ABS 的注射成型工艺参数如表 2-4 所示：试模时，可根据实际情况作适当调整 。 表 2-4 ABS塑料的注射成型工艺参数 参数 取值范围 选取数值 密度 1.02 1.05g/cm2 1.03g/cm2 收缩率 0.3% 0.8% 0.50% 温度 喷嘴 180 190 180 料筒 210 230 220 模具 50 70 60 压力 注射 70 90 80 保压 50 70 60 时间 注射 3 5 3 保压 15 30 20 冷却 15 40 30 总计 40 70 48 南湖学院
17、毕业设计（论文） 5 2.3 初步拟定模具成型方案 塑件的结构较简单，考虑到经济效益，所以模具采用一模 两腔的形式。 对于设计盒盖注塑模具，有以三 个成型方案可供选择： (1) 模具总体的设计方案 方案一 ： 采用 一模两腔，采用 直接 浇口 ， 浇口设置在肥皂盒底部，用推杆脱模机构脱模。 方案二 ： 采用 一模两 腔，分型面设在塑件中心平面处，采用点浇口 ，浇口设底部中心处，用推杆脱模机构脱模。 方案三 ： 采用一模两腔，分型面设在塑件中心平面处，采用侧浇口，浇口设塑件分型面处，用推杆脱模机构脱模。 (2) 设计方案的分析 方案一：其采用的浇口 选用 不合理， 因为肥皂盒 属于薄壁零件，注射
18、压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘起变形。 故方案一不合理。 方案二 : 其选用的浇口类型不合理，采用点浇口虽然有利于保持塑件表面质量，但其 模具比较复杂，需要用到三板式模具才能取出浇道凝料。 方案三：其浇口设在分型面处，从塑件外侧进料，能方便调整充模时的剪切速率和封闭时间，浇口去除方便，断面尺寸小 ，对模具要求也不高，满足经济性。 由于塑件 外观质量有一定的要求 ， 外表面不允许出现划 伤、 气泡、缩孔等缺陷 ， 且要求较低的表面粗糙度值 ，不适合中心浇口和直浇口，故优先考虑采用侧浇口。另外 为了使模具与注射机的生产能力相匹 配，提高生产效率和经济性， 经综合考
19、虑，采用方案三 为佳 。 综上所述，最终确定的成型方案为方案三 。 南湖学院 毕业设计（论文） 6 第 三章 塑料注塑模结构设计 3.1 型腔数目和分布 在此部分， 确定型腔数目时要考虑的因素： （ 1） 满足注射机的最大注射量 （ 2） 锁（合）模力 （ 3） 塑件精度 （ 4） 经济性 来 型腔数目的确定 ： 由于塑件的形状简单，重量较轻，且生产批量大，所以应使用多型腔模具。综合分析本设计采用一模 二 腔、平衡布置。这样模具的尺寸较小，生产率高，塑件质量可靠，成本较低。 3.2 分型面的选择 塑件的分型面应位于截面尺寸最大的部位，本实例中塑件的分型面选取如图3-1 所示。这样 选取的塑件的外表面可以在整体的定模型腔内成型，表面质量好，而且塑件脱模方便。 图 3-1 分型面选取 3.3 确定型腔和型芯的尺寸 现设制品的名义尺寸 LS是最大尺寸，其公差按规定为负值“ -”； 凹模的名义尺寸 LM是最小尺寸，其公差按规定为正值“ + Z”现由公式可得： ZSLL SM 05.0)1(式中，“”前的系数（此处为 0.5）可随制品的精度和尺寸变化，一般在 0.50.75 之间， ABS 的收缩率 S 为 0.005.制品偏差大则 取小值，偏差小则取大值。 (3-1) 图2-2 肥皂盒尺寸 图
