肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、教學(xué)單位 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生學(xué)號(hào) 201294014242 編 號(hào) JX2016JZ4242 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 肥皂盒上蓋注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 李 小 院 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 劉 紅 娟 2016 年 05 月 10 日肥皂盒上蓋注塑模具設(shè)計(jì)摘要：本次設(shè)計(jì)的是肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì)，主要是上蓋的設(shè)計(jì)。首先介紹了塑件的工藝分析，其中包括塑件設(shè)計(jì)要求，塑料特征，收縮率及密度等，并根據(jù)塑件的大小確定注射量的大小，最終采用一模兩腔，進(jìn)而確定注射機(jī)為XS-ZY-125型臥式注射機(jī)，接著通過(guò)對(duì)肥皂盒進(jìn)行工藝的分析和比較，最終設(shè)計(jì)出一副肥皂盒注塑模。從塑件的材料和成型工藝以及具

2、體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及模具成型部分的結(jié)構(gòu)（頂出機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了塑件加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到塑件所要求的加工工藝，并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)選定的肥皂盒進(jìn)行簡(jiǎn)單分析之后進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)出較好的注塑模具，以實(shí)現(xiàn)肥皂盒的自動(dòng)化生產(chǎn)，提高產(chǎn)量。根據(jù)肥皂盒的具體結(jié)構(gòu)和計(jì)算數(shù)據(jù)表明該模具應(yīng)該采用點(diǎn)澆口的單分型面注射模具。最后通過(guò)模具設(shè)計(jì)與校正表明該模具能達(dá)到肥皂盒的表面質(zhì)量要求和加工工藝要求。關(guān)鍵詞：塑件結(jié)構(gòu)；塑件工藝；模具設(shè)計(jì) The soap box injection mold desig

3、nAbstract：This design is the soap box injection mold design. Firstly introduces the analysis of the technology of plastic parts design requirements including plastic parts, plastic characteristics, shrinkage and density etc., and according to the size of the plastic parts to determine the injection

4、amount, use one module and two cavities, and then determine the injection machine for the XS - ZY - 125 type horizontal injection machine. Then through the analysis and comparison of the soap box process, the final design out a pair of soap box injection mold. From the product of the material and fo

5、rming process and die structure, the specific of mould gating system, exhaust system, cooling system and mold forming part of the structure and the ejection mechanism, launch mechanism and so on carries on the detailed design, at the same time and simple formulation of the plastic parts processing t

6、echnology. Through the whole design process shows that the mould can achieve plastic parts required processing technology, and produce the qualified product. This design is the main task of the soap box to carry on the simple analysis of the selected modelling design, good injection mold design at t

7、he same time, so as to realize the automation production, soap box to increase production. The soap box according to the specific structure of the mould is point gate single parting surface injection mould, use two plate cold runner. Finally through the mold design shows that the mould can achieve t

8、he soap box surface quality and processing requirements.Key words：Plastic parts structure, Plastics technology；Mold design目 錄 1 緒 論 1 1.1 肥皂盒的發(fā)展 1 1.2 模具 2 1.2.1 模具行業(yè)的發(fā)展 21.2.2 模具的類別 4 2塑件的工藝設(shè)計(jì) 8 2.1塑件設(shè)計(jì)要求 8 2.2塑件的材料 9 2.2.1ABS 9 2.2.2塑件材料的確定 9 2.2.3收縮率與密度10 2.2.4塑件與模具11 2.3塑件的尺寸與結(jié)構(gòu) 11 2.4注塑機(jī)的選用 12

9、3模具設(shè)計(jì) 14 3.1分型面的設(shè)計(jì) 14 3.2模具結(jié)構(gòu)的選擇 16 4模具的型腔和型芯 18 4.1型腔 18 4.2型芯 19 4.3模具中心距 21 5澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 5.1主流道的設(shè)計(jì) 22 5.2流道的尺寸確定 23 5.3拉料桿 23 5.4澆口 24 6模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 6.1推出系統(tǒng) 25 6.2排除系統(tǒng) 26 7校 核27 7.1整體式圓形型腔底板厚度 27 7.2注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)校核 27 8模具冷卻系統(tǒng) 29 8.1冷卻回路面積 29 8.2冷卻水體積的計(jì)算 30 9注射模零件及總裝技術(shù)要求32 9.1零件技術(shù)要求 32 9.2零件總裝要求 32 9.3工作原理

10、32 參考文獻(xiàn)33 謝辭341 緒 論 1.1肥皂盒的發(fā)展 肥皂作為一種常見(jiàn)的家用品而被人們所知，無(wú)論是豪華的別墅還是簡(jiǎn)單的房間，還是其他一些地方，肥皂作為一種常用家用品而成為了我們生活必需品。肥皂作為一件生活必需品而多樣就注定了承載它的肥皂盒的樣子也是多種多樣而且各具特色，用以滿足不同家庭的需求。就目前而言，市場(chǎng)上有許許多多五花八門的肥皂盒，他們有的偏向于外觀設(shè)計(jì)，所以他們的樣子就千奇百怪，有的像一顆美艷的桃子，而有的則更像一艘精美的小船，當(dāng)然也有的更像是胖嘟嘟的兔子等等；當(dāng)然在設(shè)計(jì)過(guò)程中，有許多設(shè)計(jì)人員更多考慮他的材料、以及實(shí)用的便捷性等。比如合金類的肥皂盒具有耐腐蝕，防刮擦，表面富有光澤

11、，歷久彌新，鮮艷的色彩及質(zhì)地富有變化等特點(diǎn)，使浴室極富個(gè)性，彰顯個(gè)人品位。而有的塑料肥皂盒產(chǎn)品外觀時(shí)尚，功能奇特，就像吸盤式肥皂盒，它充分利用了墻角空間，使環(huán)境井然有序，而且強(qiáng)力吸盤固定的方式，無(wú)需黏貼或打釘，而且不會(huì)破壞墻面，輕輕一吸即可牢牢固定在光滑的表面，不會(huì)造成滑落，耐重力強(qiáng)，可擺動(dòng)放各種沐浴用品，美化視覺(jué)，適用于瓷磚、塑料、玻璃、不銹鋼光滑平面。而木制肥皂盒多采用上等松木，不僅色澤優(yōu)美，質(zhì)地高端，且有透明無(wú)害漆防水作保護(hù)。肥皂盒在生活中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，幾乎每家每戶都會(huì)用到，所以對(duì)此的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。據(jù)調(diào)查了解，許多肥皂盒造型確實(shí)相當(dāng)好看，可是模具設(shè)計(jì)卻較為困難，因此成本較高，市場(chǎng)價(jià)

12、格也相當(dāng)?shù)母?，而作為一種簡(jiǎn)單打家用品，昂貴的價(jià)格會(huì)使人們覺(jué)得物有不值；另外有些顏色不夠特別，而且肥皂盒內(nèi)容易積水，肥皂也就容易軟化，也會(huì)給人們生活帶來(lái)一些不便。我本次設(shè)計(jì)的目的主要是解決肥皂內(nèi)積水導(dǎo)致肥皂軟化從而縮短肥皂的使用壽命的問(wèn)題。我設(shè)計(jì)的肥皂盒是在上蓋上打小槽，肥皂放在上蓋上，這樣水會(huì)沿槽斜度往下蓋流，水積在下蓋里，上下蓋之間有一定的距離，就可以保證在一定的時(shí)間里水不會(huì)溢到上蓋的肥皂上，當(dāng)具有一定積水后手動(dòng)倒掉即可，這樣即保證了肥皂的利用率，又能保證房間的整潔，而且在上蓋之上也可以添加一些獨(dú)特的設(shè)計(jì)，以滿足人們對(duì)其外觀的需要。我本次設(shè)計(jì)的較為簡(jiǎn)單，其設(shè)計(jì)方案通過(guò)Pro/E建模如圖：。圖

13、1 上 蓋 圖 1.2 模具 模具是工業(yè)生產(chǎn)上用以沖壓、吹塑、壓鑄、注塑、擠出或鍛壓成型、冶煉等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。 換言之，模具是用來(lái)成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件組成。它主要是通過(guò)改變所成型材料物理狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)制品外形的加工，素有"工業(yè)之母"的稱號(hào)1。 模具的工作原理是在外力作用下使坯料成為有特定形狀和尺寸的制件。廣泛用于沖裁、鍛壓、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造，以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的吹塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的輪廓和內(nèi)腔形狀，應(yīng)用具有刃口的輪廓形狀可以使坯料按輪廓線形狀發(fā)生分離(沖裁)，應(yīng)用

14、內(nèi)腔形狀可使坯料獲得相應(yīng)的立體形狀。模具一般包括動(dòng)模和定模(或凸模和凹模)兩個(gè)部分，二者可分可合，分開時(shí)取出制件，合攏時(shí)使坯料注入模具型腔成形。模具是一種精密工具，形狀復(fù)雜，能承受坯料的脹力，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求，所以模具生產(chǎn)水平的發(fā)展是機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。1.2.1模具行業(yè)的發(fā)展 近年來(lái)，我國(guó)模具產(chǎn)銷規(guī)模逐年攀升，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的中國(guó)模具制造行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測(cè)與轉(zhuǎn)型升級(jí)分析報(bào)告前瞻顯示，2008-2012年，我國(guó)模具的工業(yè)總產(chǎn)值由908.66億元增加至1845.13億元，銷售收入由861.96億元增加至1816.20億元。市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，

15、顯示了模具行業(yè)廣闊的發(fā)展前景。雖然我國(guó)模具總產(chǎn)量位居世界第三，但我國(guó)生產(chǎn)技術(shù)較其他國(guó)家落后許多。我國(guó)模具行業(yè)是大而不強(qiáng)，模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例只有30%左右，國(guó)外在50%以上。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2012年，我國(guó)模具產(chǎn)量達(dá)2114.04萬(wàn)噸，較上年增長(zhǎng)102.12%，增速也較上年大幅提高;而2012年，我國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)率為9.81%，較上年的18.82%有所下降。產(chǎn)量增速的提高與產(chǎn)值增速的下降也反映了我國(guó)模具產(chǎn)品的附加值較低。 模具行業(yè)是一個(gè)需長(zhǎng)期積累經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)，一個(gè)模具師傅起碼要有2到3年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)精通模具設(shè)計(jì)的工程師也要有5到8年的經(jīng)驗(yàn)積累。但由

16、于傳統(tǒng)教育對(duì)模具人才的培養(yǎng)不足和堅(jiān)持學(xué)習(xí)到最后的人較少等原因，我國(guó)模具人才的缺口較大。以廣東為例，據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，廣東省大大小小的模具企業(yè)約有6000多家，以平均每家需要100名技術(shù)工人來(lái)算，廣東的模具人才需求量達(dá)60萬(wàn)人，而全省的模具從業(yè)人員一共約有20多萬(wàn)，單就廣東一省來(lái)看，其人才缺口就達(dá)40萬(wàn)人。 1.2.2塑料模具的分類 塑料模具從大的方面來(lái)說(shuō)主要分為冷流道注塑模和熱流道注塑模。而冷流道模具按其結(jié)構(gòu)分為兩板模具和三板模具2。兩板模具又稱單一分型面模，是注塑模中最簡(jiǎn)單的一種，它以分型面為界面將整個(gè)模具分為兩部分：動(dòng)模和定模。一部分型腔在動(dòng)模，另一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道開設(shè)在

17、分型面上，開模后，制品和流道留在動(dòng)模，動(dòng)模部分設(shè)有頂出系統(tǒng)。而三板模又稱細(xì)水口模 ：有兩個(gè)分型面將模具分成三部分，比兩板增加了澆口板，適用于制品的四周不準(zhǔn)有澆口痕跡的場(chǎng)合，這種模具分成采用點(diǎn)澆口，所以叫細(xì)水口模，這種模具結(jié)構(gòu)相應(yīng)復(fù)雜些。啟動(dòng)動(dòng)力用山打螺絲或拉板。 塑料模具按照折疊成型分類又分為注射成型、壓縮成型、擠塑成型，中空成型等等；（1）注射成型：是先把塑料加入到注射機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔融，在注射機(jī)螺桿或柱塞的推動(dòng)下，經(jīng)噴嘴和模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，由于物理及化學(xué)作用而硬化定型成為注塑制品。注射成型由具有注射、保壓（冷卻）和塑件脫模過(guò)程所構(gòu)成循環(huán)周期，因而注射成型具有周期性的特點(diǎn)。

18、熱塑性塑料注射成型的成型周期短、生產(chǎn)效率高，熔料對(duì)模 具的磨損小，能大批量地成型形狀復(fù)雜、表面圖案與標(biāo)記清晰、尺寸精度高的塑件；但是對(duì)于壁厚變化大的塑件，難以避免成型缺陷。塑件各向異性也是質(zhì)量問(wèn)題之 一，應(yīng)采用一切可能措施，盡量減小。(2)壓縮成型：俗稱壓制成型，是最早成型塑件的方法之一。壓縮成型是將塑料直接加入到具有一定溫度的敞開的模具型腔內(nèi)，然后閉合模具，在熱與壓力作用下塑料熔融變成流動(dòng)狀態(tài)。由于物理及化學(xué)作用，而使塑料硬化成為具有一定形狀和尺寸的常溫保持不變的塑件。壓縮成型主要是用于成型熱固性塑料，如酚醛模塑粉、脲醛與三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纖維增強(qiáng)酚醛塑料、環(huán)氧樹脂、DAP樹脂、有機(jī)硅

19、樹脂、聚酰亞胺等的模塑料，還可以成型加工不飽和聚酯料團(tuán)（DMC）、片狀模塑料（SMC）、預(yù)制整體模塑料（BMC）等。一般情況下，常常按壓縮膜上、下模的配合結(jié)構(gòu)，將壓縮模分為溢料式、不溢料式、半溢料式三類。(3)擠塑成型：是使處于粘流狀態(tài)的塑料，在高溫和一定的壓力下，通過(guò)具有特定斷面形狀的口模，然后在較低的溫度下，定型成為所需截面形狀的連續(xù)型材的一種成型方法。擠塑成型的生產(chǎn)過(guò)程，是準(zhǔn)備成型物料、擠出造型、冷卻定型、牽引與切斷、擠出品后處理（調(diào)質(zhì)或熱處理）。在擠塑成型過(guò)程中，注意調(diào)整好擠出機(jī)料筒各加熱段和機(jī)頭口模的溫度、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、牽引速度等工藝參數(shù)以便得到合格的擠塑型材。特別要注意調(diào)整好聚合物熔體

20、由 機(jī)頭口模中擠出的速率。因?yàn)楫?dāng)熔融料擠出的速率較低時(shí)，擠出物具有光滑的表面、均勻的斷面形狀；但是當(dāng)熔融物料擠出速率達(dá)到某一限度時(shí)，擠出物表面就會(huì)變 得粗糙、失去光澤，出現(xiàn)鯊魚皮、桔皮紋、形狀扭曲等現(xiàn)象。當(dāng)擠出速率進(jìn)一步增大時(shí)，擠出物表面出現(xiàn)畸變，甚至支離和斷裂成熔體碎片或圓柱。因此擠出速率的控制至關(guān)重要。(4)壓注成型：亦稱鑄壓成型。是將塑料原料加入預(yù)熱的加料室內(nèi)，然后把壓柱放入加料室中鎖緊模具，通過(guò)壓柱向塑料施加壓力，塑料在高溫、高壓下熔化為流動(dòng)狀態(tài)，并通過(guò)澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔逐漸固化成塑件。此種成型方法，也稱傳遞模塑成型。壓注成型適用于各低于固性塑料，原則上能進(jìn)行壓縮成型的塑料，也可用壓注法

21、成型。但要求成型物料在低于固化溫度時(shí)，熔融狀態(tài)具有良好的流動(dòng)性，在高于固化溫度時(shí)，有較大的固化速率。(5)中空成型：是把由擠出或注射制得的、尚處于塑化狀態(tài)的管狀或片狀坯材趨勢(shì)固定于成型模具中，立刻通入壓縮空氣，迫使坯材膨脹并貼于模具型腔壁面上，待冷卻定型后脫模，即得所需中空制品的一種加工方法。適合中空成型的塑料為高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根據(jù)型坯成型方法的不同，中空成型主要分為擠出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型兩種。擠出吹塑中空成型的優(yōu)點(diǎn)是擠出機(jī)與擠出吹塑模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是型坯的壁厚不一致，容易造成塑料制品的壁厚不勻。右圖是擠出吹塑中空成型

22、原理示意圖。注射吹 塑中空成型的優(yōu)點(diǎn)是型坯的壁厚均勻、無(wú)飛邊，由于注射型坯有底面，因此中空制品的底部不會(huì)產(chǎn)生拼和縫，不僅美觀而且強(qiáng)度高。缺點(diǎn)是所用的成型設(shè)備和模具價(jià)格貴，故這種成型方法多用于小型中空制品的大批量生產(chǎn)上，在使用上沒(méi)有擠出吹塑中空成型方法廣泛3。 除此之外，還有泡沫塑料成型模具、玻纖增強(qiáng)塑料低壓成型模具等等，我們現(xiàn)在常用的熱流道有兩種：1）加熱流道模2）絕熱流道模。2 塑件的工藝設(shè)計(jì) 2.1 塑件設(shè)計(jì)要求 肥皂在我們生活中非常的普遍，所以使得肥皂盒變的多種多樣。我本次設(shè)計(jì)的肥皂盒結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要是提高肥皂的使用壽命;當(dāng)然也有些缺點(diǎn)，那就是積在下蓋的積水需人工手動(dòng)倒出,但是這樣可以

23、保證浴室的清潔，此次設(shè)計(jì)是以上蓋為主，下蓋為輔。在上蓋的設(shè)計(jì)中主要要解決以下幾個(gè)問(wèn)題： 1 肥皂放到上蓋上，保證肥皂與四周突出的橢圓以點(diǎn)接觸出； 2 上蓋上開一個(gè)槽，使水可以沿著曲面流人下蓋； 3 設(shè)計(jì)澆口時(shí)要保證肥皂盒表面質(zhì)量，不能留有熔接痕等缺陷； 4 設(shè)計(jì)推桿機(jī)構(gòu)時(shí)，要保證其不會(huì)造成肥皂盒的缺陷； 5在開模時(shí)需保證塑件可以由推桿頂出，且不會(huì)造成肥皂盒缺陷。 6 保證肥皂盒表面質(zhì)量和表面粗糙度要求，不能有明顯的加工痕跡；2.2 塑件材料的選擇 2.2.1 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS）基本特征： ABS是由丙烯腈，丁二烯，苯已烯共聚而成的。這三種組分賦予ABS不同的性能，使ABS

24、具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯已烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無(wú)毒，無(wú)味，不透明，純凈的ABS樹脂呈淺象牙色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.05g/cm3左右， 吸水率為0.2%0.7%.。ABS屬于硬而韌的熱塑性材料，具有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降，具有較好的低溫任性，ABS還具有優(yōu)良的耐蠕變性。有良好的力學(xué)強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水，無(wú)機(jī)鹽，堿，酸類對(duì)ABS幾乎無(wú)影響，在酮，醛，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。

25、ABS塑料表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93左右。耐氣候性差，在紫外線和氧、熱的作用下易氧化降解。根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同要求和應(yīng)用與不同環(huán)境。由此可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型、耐寒性、阻燃性等。主要用途：ABS在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造齒輪、輪軸、泵葉、承把、手管，電、機(jī)外殼、水箱外殼、蓄電池、模冷藏庫(kù)和冰箱實(shí)襯里等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、扶手、加熱器

26、等。還有用ABS夾層板制小轎車車身，ABS還可用來(lái)制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等5。成形特點(diǎn)：ABS熔體粘度適中，在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模仿斜度宜稍大一般取1°左右；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)熔體的阻力；在正常和成型條件下，壁厚通常取1.55.0mm，熔粒子溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，加工溫度不能超過(guò)250，模具溫度可控制在某種程度上60-70，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60-80。 塑件材料的確定丙烯腈-丁二

27、烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性。因此ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時(shí)它具有強(qiáng)吸濕性，屬于無(wú)定形聚合物，熔體黏度適中，收縮率較?。?.3%-0.8%），加工性能良好，所以塑件尺寸穩(wěn)定性好。為此確定使用材料為：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS） 。 塑料的收縮率及密度表2-1材料性能參數(shù)材料代號(hào)密度（kg.m-3）收縮率（%）模具溫度（）注射壓力P注（Mpa）最大不溢料間隙/mmPE940-96060-7060-1000.0

28、2PP900-91080-9070-1000.03ABS10500.3-0.860-7060-1000.04PVC138030-6080-1300.03由表1知丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的收縮率（0.3-0.8）% 。由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的成形特點(diǎn)可知其成形收縮率范圍及收縮率小，所以在選擇聚丙烯的收縮率時(shí)應(yīng)考慮使用小的收縮率確定收縮率值為0.55% ，其平均密度為1.050g/cm3 。 塑件與模具就注塑而言，由于所使用材料的性能不同使得對(duì)于不同種類的塑料在工藝性能、成形結(jié)構(gòu)方面也有許多差異，所以為了確定塑料的工藝性能、成形特征，并成型過(guò)程中充分利用其特性來(lái)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件

29、。所以了解塑料種類與模具的關(guān)系就尤為重要了。表2-2 塑料種類與模具設(shè)計(jì)關(guān)系塑料特征注意事項(xiàng)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS1， 升溫時(shí)粘度較高，成型壓力較高2， 宜吸水3， 正常和成型條件下，壁厚，熔粒子溫度及收縮率影響極小1， 塑料上的脫模斜度宜稍大2， 要求塑件精度高時(shí)，需要控制模具溫度塑件的成型要求：1 熔體溫度較高時(shí)，粘度較大，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；2 ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。3 ABS屬于無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，熔體黏流溫度為160左右，分解溫度達(dá)250。 塑料成型工藝參數(shù)：模具溫度：60-70噴嘴溫度：200左右料筒溫度：前段溫度：200-

30、210 中段溫度：210-220 后段溫度：180-200注射壓力：7090MPa注射機(jī)類型：螺桿式保壓壓力：50-70 MPa噴嘴形式：直通式注射時(shí)間：35S保壓時(shí)間：1530S冷卻時(shí)間：1530S成形周期：4070S后處理：紅外線烘箱。2.3 塑件的尺寸精度塑件精度等級(jí)與塑料品種有關(guān)，根據(jù)塑料的收縮率的變化不同，塑料的公差精度分為高精度、一般精度、低精度三種。為了降低模具加工難度和制造成本，在滿足塑件使用的前提下，用較低的尺寸公差精度等級(jí)6。表2-3 塑件有關(guān)尺寸精度等級(jí)參數(shù)基本尺寸/mm精度等級(jí)12345678公差數(shù)值/mm-30.040.060.080.120.160.240.320.

31、46360.050.070.080.140.180.280.360.566-100.060.080.100.160.200.320.400.6410-140.070.090.120.180.220.360.440.7214-180.080.100.120.200.240.400.480.8018-240.090.110.140.220.280.440.560.5624-300.100.120.160.240.320.480.640.9630-400.110.130.180.260.360.520.721.0040-500.120.140.200.280.400.560.801.250-650.

32、130.160.220.320.460.640.921.465-850.140.190.260.380.520.761.01.685-1000.160.220.300.440.600.881.21.8100-1200.180.250.340.500.681.01.42.0120-1400.280.380.560.761.11.52.2表2-4塑件精度等級(jí)參數(shù)塑料品種建議采用精度等級(jí)高精度一般精度低精度ABSMT2MT3MT5由塑件的工作環(huán)境知道工件的精度要求較高，所以精度等級(jí)選擇的一般精度由表1、表2可查得模具加工時(shí)的各尺寸工差。 塑件尺寸較小，且塑件整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶有一些曲面特征。上蓋上表面

33、有六個(gè)橢圓突出，在與下蓋配合的邊緣處也是曲面相接，所以對(duì)于肥皂盒上表面精度要求較高，而下表面為非工作面，精度要求相對(duì)較低，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級(jí)：五級(jí)。2.4注射機(jī)的選用 注塑機(jī)的選用直接關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及能否生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，對(duì)于注塑模具來(lái)說(shuō)，如何選擇與之相匹配的注塑機(jī)，是一件十分重要的事情。按照?qǐng)D1塑件所示尺寸近似計(jì)塑件體積： 26cm估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 ： 圖2澆注系統(tǒng)示意圖 10.1cm總質(zhì)量30.11.03531.1531制件總脹形力制品脹興力流道脹興力144.83tf，所需鎖模力F制件總脹形力80181.0375tf，所以選擇注塑機(jī)所模力應(yīng)

34、該在200250之間，最后選擇250tf。額定注射量31.15318038.94g。綜上，查表51選擇XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī)。 模 具 設(shè) 計(jì) 模具是進(jìn)行制造產(chǎn)品零件，包括沖件、塑件、鍛件、橡膠件、玻璃與陶瓷件等成型加工的專用成型工具、專用工裝，也是專用技術(shù)產(chǎn)品。模具將根據(jù)制造業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)量等技術(shù)要求與生產(chǎn)批量，進(jìn)行專門設(shè)計(jì)與制造。模具是制造業(yè)的核心技術(shù)裝備。因此，模具設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、準(zhǔn)確性就顯得尤為重要。3.分型面的設(shè)計(jì) 在模具設(shè)計(jì)階段，我們需要決定模具的類型，并選擇型腔、型芯以及模具底板的材料、尺寸。具體設(shè)計(jì)時(shí)，首先確定開模方向以及分型面的位置，然后確定型芯

35、和型腔長(zhǎng)度、寬度、高度三個(gè)方向的尺寸，接著選擇模具的底板，并使鑲件盡可能簡(jiǎn)單緊湊的排列。由于后續(xù)的分析都是在設(shè)計(jì)模具的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以設(shè)計(jì)對(duì)于一優(yōu)良的模具十分重要。 首先，分型面是動(dòng)模與定模相接觸的表面，它的主要作用是緊密的密封型腔，以防止熔體溢漏。其次是確定模具的開模方向?yàn)檩S向開模，這樣設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。在確定分型線之后，就是分型面。分型面是指型腔、型芯以及制品相接觸的位置。由于型腔和型芯在分型面出接觸，只要型腔與型芯有任何顯著的偏轉(zhuǎn)，就會(huì)導(dǎo)致間隙的出現(xiàn)，使熔體進(jìn)入間隙而形成飛邊，在分型面出任何型腔或者型芯的缺陷都會(huì)造成間隙使熔體進(jìn)入其中7。 選擇分型面時(shí)的考慮方向：1 塑件開模后留在動(dòng)模上2

36、 分型面的痕跡不影響塑件的外觀3 澆注系統(tǒng)和澆口的合理安排4 推桿的痕跡不露在塑件的外觀上5 使塑件易于脫模由上可知：該塑件的分型面應(yīng)選擇在塑件的上下表面交界處，這樣有利于塑件的成型加工，有利于保證塑件表面的加工要求。在分模以后，塑件的整體將留在動(dòng)模側(cè)，而對(duì)于推桿的設(shè)計(jì)，而采用塑件的底面形狀（圓弧度）的面積，這樣既增大了推出力，又減小了推桿的痕跡的存在。圖3 分型面的選擇圖與多型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點(diǎn)。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔應(yīng)收更為合適的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的

37、整體成本。型腔數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量、批量大小、交貨長(zhǎng)短、注射能力、模具成本等要求來(lái)考慮。根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力F的要求來(lái)確定型腔數(shù)目n，即 2-1式中 F注射機(jī)額定鎖模力（N） p型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（MPa） 、分別為澆注系統(tǒng)和單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（mm2）大多數(shù)小型件常用多型腔注塑模，而高精度塑件的型腔數(shù)原則上不超過(guò)4個(gè)，根據(jù)上述公式估算，采用一模兩腔。因?yàn)橐荒６?，所以塑件的尺寸為豎直方向，取得標(biāo)準(zhǔn)模架的周界尺寸為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及流道的布局： 3.2模具結(jié)構(gòu)的選擇 當(dāng)型芯和型腔確定以后，就可以進(jìn)行下一步的模具設(shè)計(jì)以及模具底板的選擇。采用適當(dāng)?shù)某叽绾筒?/p>

38、料來(lái)制造模具底板是十分重要的，因?yàn)槟＞叩装宓娜魏五e(cuò)誤都會(huì)造成大量的時(shí)間及金錢的浪費(fèi)。為了確定底板的尺寸，我們需要合理安排型腔的分布并設(shè)計(jì)好冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)等。 由于肥皂盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單故采用型腔沿直線分布。模具材料采用較為常用的材料及AISI P20 。 我國(guó)目前標(biāo)準(zhǔn)化注射模零件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有12個(gè)，另外還制訂了塑料注射模具的標(biāo)準(zhǔn)模架，分中小型模架（GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）兩種。中小型模架標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，模架的周界尺寸范圍為：560，并規(guī)定模架的形式為品種型號(hào)，即基本型，A1、A2、A3和A4四個(gè)品種8。表3-1 四種模架的組成、功能及用途型號(hào)組成、功能及用途

39、A1型定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，與推桿推件機(jī)構(gòu)組成模架，適用于立式和臥式注射機(jī)。A2型動(dòng)、定模均采用兩塊模板，與推件機(jī)構(gòu)組成模架，適用于立式和臥式注射機(jī)，可用于帶有斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的模具，也可用于斜滑塊側(cè)向分型的模具A3型定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，它們中間設(shè)置了一塊推件板，用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注射機(jī)。A4型動(dòng)、定模均采用兩塊模板，它們中間設(shè)置了一塊推件板，用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注射機(jī)。根據(jù)模具型腔、型芯分布以及各模架功能最總選用A1型模架。中小型模架的周界尺寸參數(shù)、規(guī)格有：100×L、125×L、160×L、180&

40、#215;L、200×L、250×L、315×L、355×L、400×L、450×L和500×L等模架規(guī)格。根據(jù)模具型腔布置可以選用的模架規(guī)格為：×，再根據(jù)所選取的模架規(guī)格可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模架。表查得上、下模板的厚度為，墊板厚度為。 模具的型腔、型芯 在成型加工過(guò)程中，聚合物熔體必須完全充滿型腔。因此，為了保證熔體能夠從澆口位置充滿至型腔邊緣，必須確定成型零件的壁厚和澆口位置。型腔填充的目的不僅要確保熔體能夠完全填充模具，避免不均勻填充或過(guò)保壓，而且要控制熔體流動(dòng)，使其以一種理想的方式進(jìn)行9。 4.1型腔工作尺寸計(jì)算模具

41、型腔是模具和塑件的接觸處，其尺寸的公差直接影響了塑件工作性能和表面的粗糙度，為此工件的型腔尺寸應(yīng)做到在保證工件的質(zhì)量的前提下有足夠的加工余量。 ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8% 。平均收縮率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔內(nèi)徑： 4-1型腔深度： 4-2型芯外徑： 4-3型芯深度： 4-4 型腔徑向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收縮率；-塑件公差（參考文獻(xiàn)4）-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;-型芯徑向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；型腔尺寸

42、計(jì)算基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算100 0.44 4 0.14 30 0.24 104 0.5 324 1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24 6 0.14 29 0.24 14 0.20 26 0.24 12 0.18 106 0.5 4.2型芯的工作尺寸計(jì)算模具的型芯和型腔一樣也是和塑件直接接觸，其加工要求和型腔基本上是相同的，但是型芯的加工要保證和塑件的內(nèi)型腔相同，其制造公差和型芯相反取負(fù)偏差。 型芯的尺寸計(jì)算基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 96 0.44 34 0.26 104 0.5 320 1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24 8 0

43、.16 12 0.18 27 0.24 10 0.18 24 0.24 110 0.5 4.3模具中孔中心距計(jì)算塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均為平均尺寸 4-5標(biāo)注制造公差后得： 4-6兩孔間的距離故 5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的作用就是將塑料熔體從注射成型機(jī)傳到模具型腔。澆注系統(tǒng)的目的是把聚合物熔體從機(jī)器傳到型腔、產(chǎn)生最小壓力降、消耗材料最少和控制流動(dòng)速度等。 流動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則： 1 壓力降最小，通常不大于填充模具型腔所需要壓力的50%或者50MPa; 2 材料消耗最小，通常不大于冷流道模具型腔體積的30%或者熱流道模具型腔體積的100%； 3 不延長(zhǎng)模

44、具冷卻時(shí)間； 5.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止 。主流道位于定模板上，與模具的中心、注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，其為一圓錐孔，它的小頭正對(duì)注射機(jī)的噴嘴，另一端與分流道相通。因噴嘴外形為球面，所以主流道小頭孔端的外形應(yīng)為一凹球面。為了配合緊密，防止溢料，凹球面的半徑應(yīng)比噴嘴的球面半徑略大 10。主流道襯套的材料常用T8A、T10A制造，熱處理后硬度為5055HRC。主流道襯套與定模板采用H7/m6的過(guò)渡配合，主流道襯套與定位圈采用H9/m9的過(guò)渡配合。由于受型腔或分流道的反壓力作用，主流道襯套會(huì)產(chǎn)生軸向定位移動(dòng)，所以主流道襯套的軸向定位要可靠。主流道設(shè)計(jì)應(yīng)注意

45、的問(wèn)題： （1） 主流道通常設(shè)計(jì)成圓錐形 ， 錐角為2°-4°，斷面形狀多位圓形。（2） 主流道大小的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)塑料的流動(dòng)特性來(lái)確定。（3） 注意澆口套的作用。 塑料熔體流動(dòng)通道根據(jù)選用的XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑：； 噴嘴前端球面半徑：； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 取主流道球面半徑：； 取主流道小端直徑：； 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為，取其值為，經(jīng)換算得主流道大端直徑為圖4 主流道分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種。平衡式布置就是保證各個(gè)型腔同時(shí)均衡的進(jìn)料。非平衡式布置就是各個(gè)型腔的進(jìn)料不能同時(shí)11。5.

46、2 流道的形狀及尺寸流道的截面形狀有：整圓形、梯形、圓底梯形、半圓形，其中以正圓形流道截面效率最高，因此選用正圓形。分流道的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)盡可能的短，少?gòu)澱鄣臏p少壓力損失和熱量損失，分流道的表面粗糙度為12。由于模具型腔的布局，流道澆注系統(tǒng)是布局又分為串聯(lián)式、分支式、放射式、混合式和定制式。串聯(lián)式布局可以最緊湊的將聚合物熔體通過(guò)一個(gè)一級(jí)分流道傳遞到一行型腔，該一級(jí)分流道上有很多將熔體引入沒(méi)個(gè)型腔的二級(jí)分流道。流道系統(tǒng)放射式布局是將布局中多重一級(jí)分流道從主流道發(fā)射出來(lái)。 5.3 拉料桿拉料桿用以破壞主流道與成型件之間的澆口?？煞譃榍蛐卫蠗U、z形拉料桿和薄片式拉料桿，根據(jù)各拉料桿的特點(diǎn)考慮用z形拉料桿。z形拉料桿中倒錐形的側(cè)向凹陷可以固定主流道，在主流道推出稍的作用下，側(cè)向凹陷被剪切掉。圖5 拉料桿拉料桿的常用材料為