肥皂盒塑料模具设计说明书.docx

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肥皂盒塑料模具设计说明书

肥皂盒设计说明书

班级：

模具143

姓名：

学号：

项目一

肥皂盒盖注射模具设计及制造

（两板模）

任务1-1：

接受任务书

成型塑件任务书

成型塑件任务书由设计者提出内容如下：

（1）经过审签正规的塑件产品图纸，并注明塑件的牌号、透明度等。

（2）塑件说明书或技术要求。

（3）生产批量。

（4）塑件样品。

图1产品图

图2产品实物图

模具设计任务书

订货单位

订货单位地址

常州市新北区18号

其它

模具交期

2015年11月1日

订货单位名称

常州华威模具公司

使用单位

常州华威模具公司

交货地点

常州市新北区18号

模具价格

100,000RMB

制品

名称

肥皂盒盖

模具主要结构

模具结构形式

单分型面

使用材料名称

PC

每模穴数

2

成型收缩率

1.0～2.5%

分模面

色调

透明性

顶出方式

推杆

色别

白色

推板（型芯外）

√

制品单件重量

21.84g

推管

制品投影面积

94.06㎝²

压缩空气

注塑机

注塑机制造商

并用

注射量

250㎝³

其它

锁模力

1800KN

流道

方式

型式

形式

导杠间距

横向

喷嘴方式

纵向

顶出孔孔径

Φ40

浇口

种类、位置

侧浇口

模具厚度

最大

350

形状、尺寸

1.8×0.6

最小

200

侧向分型抽芯

种类

定位孔孔径

Φ125

脱模方式

喷嘴孔径

R18

加热冷却方式

喷嘴圆弧

Φ4

有无特种加工

提供条件

是否电镀

主要材料

图3模具设计任务书

1.塑件的工艺性

（1）塑料

品种：

聚丙烯（PP）

颜色：

白色

基本特性：

聚丙烯无色、无味、无毒。

外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明。

密度仅为0.9～0.91g/㎝³。

它不吸水，光泽好，易着色。

定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯曲、疲劳强度。

聚丙烯的熔点为164～170℃，耐热性好，能在100℃以上的温度下进行消毒灭菌，其最高使用温度可达到1050℃。

最低使用温度-15℃，低于-35℃时会脆裂。

因不吸水，聚丙烯的绝缘温度性能不受湿度影响。

但在氧、人、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。

成型特点：

成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为80℃左右，不低于50℃，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。

但温度过高会产生翘曲变形。

（2）塑件尺寸精度

尺寸精度：

此塑件所有未住尺寸按标准GB/T14486-1993Z中的MT5级精度。

表面质量：

表面不得有气孔、条纹、凹痕、变色等缺陷。

表面粗糙度去Ra1.6

结构工艺性：

此塑件为矩形塑件，总体尺寸125×78×25，属于小型塑件。

壁厚为均匀1.5㎜，大于最小厚度要求0.8㎜。

侧壁拔模斜度为零，有8㎜>5㎜,必须增加30′的拔模斜度，才可以顺利脱模。

该塑件不存在倒扣等结构。

塑件定顶面内圆角R11，外圆角R12，可以提高模具强度、

改善流体的流动情况和便于脱模。

图4壁厚分析图5拔模分析

通过以上分析可知，此塑件可以采用注射成型生产。

因为产量是100000件，属于大批量生产，采用注射成型具有较高的经济效益。

2.注射机的选择

（1）计算塑件的体积、质量

测得塑件的体积V=24301.8990㎜³≈24㎝³，聚丙烯（PP）的密度0.9～0.91g/㎝³,则质量M≈21.84g。

（2）确定模具型腔数量

塑件的生产批量为100000件，属于大批量生产，盒盖塑件（PP材料）精度为MT5级，属于低精度，因此应该采用一模多腔，为使模具紧凑，确定型腔数目为一模两腔。

（3）选择注射机

根据公式Vmax≥（n·Vs+V）/K

式中Vmax―――注射机的最大注射量（㎝³）

n―――型腔数量

Vs―――塑件体积（㎝³）

Vj―――浇注系统宁凝料体积（㎝³）

K―――注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8

已知n=2，Vs=24㎝³，估计Vj=6㎝³

则Vmax≥（2×24+6）/0.8

≈67.5㎝³

查注射机规格表，初步选择注射机XS-ZY-125

明确注射机的规格参数：

最大注射量125㎝³

注射压力120MPa

最大开模行程300㎜

模板尺寸428㎜×458㎜

锁模力900KN

模具厚度最大300㎜、最小200㎜

拉杆空间260㎜×290㎜

喷嘴尺寸圆弧半径R12㎜、孔直径Φ4㎜

定位孔直径Φ100㎜

顶出形式两侧顶出，孔径Φ22㎜，孔距230㎜。

（4）制定注射成形工艺参数

查表，聚丙烯（PP）的注射成形工艺参数如下：

温度（℃）

喷嘴温度170～190

料筒温度段190～200，中段200～220，后段160～170

模具温度40～80

压力（MPa）

注射压力70～120

保压压力50～60

时间（S）

注射时间0～5

保压时间20～60

冷却时间15～50

成形周期40～120

3.模具结构设计

（1）分型面的选择

首先确定模具的开模方向为模具的轴线方向，根据分型面应该选择在塑件最大轮廓处、满足塑件外观要求等原则，所以此塑件的分型面应该选在肥皂盒盖的地面处，如图6所示

图6分型面

（2）型腔布局

采用一模两腔结构，型腔间隔约30㎜。

图7

（3）确定模具总体结构类型

由于塑件结构比较简单，表面不得有气孔、熔接痕、飞边等注塑缺陷。

为了使注塑方便，优先选用两板模结构。

（4）成新零件设计

A.结构设计

型腔及型芯的结构形式有两种基本形式，即为整体式及组合式。

考虑大批量生产，优先使用模具钢，为了节省贵重钢材，型腔及型芯应该优先选用组合式结构。

此外，组合式结构还可以减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。

型芯结构简单，选择不通式，结构形式见图8。

型腔结构简单，选择不通式，结构形式见图9。

图8型芯

图9型腔

B.工作尺寸计算

按公式LM=LS（1+S）计算。

查表可知聚丙烯（PP）的收缩率Smin=1.0％,Smax=2.5％，则其平均收缩率

S=（Smax+Smin）/2

=（2.5％+1.0％）/2

=1.75％

CAD中放大缩水1.0175

C.平面尺寸的确定

查表，型腔到模仁边的距离a最小为25～30㎜，取a=30。

型腔之间的距离b≥a/2，一般取12～20㎜，由于型腔之间布置有流道，b可取25～30㎜，一般取30㎜。

模仁尺寸B0×L0，B0=2a+w=2×30+125=185，L0=2a+b+2×l=2×30+30+2×78=246，取整为B0=190，L0=250

（5）选择模架

①确定模架组合形式

采用侧浇口，所以选择大水口模架。

采用推板推出机构，动模无支承板，则应选择DI型。

②计算模架模板周界

查表，由B0=190,取Bk=65，Lk=50

则长度L=L0+2Lk=250+2×50=350，宽度B=B0+2Bk=190+2×65=320

③选取标准的模架模板

取标准模架尺寸B×L=300×350

④高度尺寸的确定

A板定模板，用来嵌入型腔镶快，采用不通式，则A板的厚度=型腔深度+型腔背后厚度+A板开框背后厚度=25+35+25=90。

标准化取A板厚度HA=90。

B板动模板，用来嵌入型腔镶快，采用不通式，则B板的厚度=型芯嵌入深度+B板开框背后厚度=35+45=80。

标准化取B板厚度HB=80。

C板垫块，形成推出机构的移动空间，B×L=330×350标准模架对应的C板厚度HC=90㎜。

⑤选定模架

LKMDI-3035-A90B80C90如图10所示。

图10标准模架

⑥检验模架及注射机的关系

模具外形尺寸350×350，注射机拉杆空间290×260，350＞290，不合适。

因此，应选用大一点型号的注射机，选择XS-ZY-250，其规格参数如下：

最大注射量250㎝³；

注射压力130MPa；

最大开模行程500㎜；

模板尺寸520㎜×598㎜；

锁模力1800KN；

模具厚度最大350㎜、最小200㎜；

拉杆空间448㎜×370㎜；

喷嘴尺寸圆弧半径R18㎜、孔直径φ4㎜；

定位孔直径φ125㎜；

顶出形式中心顶出；两侧顶出，孔径Φ40㎜，孔距280㎜。

注射机拉杆空间448×370,350＜448，适合。

最大模具厚度350＞模具厚度341＞最小模具厚度200，合理。

开模行程=23.5+25+10=58.5＜最大开合模行程500，合理。

（6）浇注系统

型腔布局为一模两腔，塑件结构简单，因此，采用简单而常用的浇口形式侧浇口。

浇注系统组成为主流道、分流道、浇口。

主流道

圆锥形，锥角a=3°，表面粗糙度Ra0.63μm。

主流道进口端直径D1=4.5，长度L有装配决定，完整尺寸见附录浇口套零件图。

设计成浇口套形式，节约优质钢材，便于拆卸和更换。

如图11所示。

图11主流道

分流道

选择常用的半圆形截面分流道，尺寸R3。

浇口

采用侧浇口，查表《矩形侧浇口基本尺寸》，已知材料为聚丙烯（PP），塑件壁厚1.5㎜，塑件简单，则浇口厚度h=（0.6～0.8）㎜，取h=0.6㎜。

宽度b=（3～10）h，取b=3h=3×0.6=1.8㎜。

长度L=（0.7～2）㎜，取L=1㎜。

图12浇口

完整的浇注系统结构见图13

图13浇注系统

（7）推出机构

采用推板推出机构，其优点是作用面积大，推出力大，脱模力均匀，运动平稳，塑件上无推出痕迹。

注意事项：

1、导柱长度要足够，以保证推出模具时推板留在模具上。

2、推板及型芯的间隙为0.2㎜，不会擦伤型芯，锥面配合，起到辅助定位作用，也可以防止推板因偏心而溢料。

3、由于塑件高度较小型腔深度不是很大，且非软质塑料，不易形成真空，因此不必设置引气装置。

（8）温度调节系统

注射模的温度对塑料熔体的冲模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。

由于塑件小型（21.84g）、薄壁（1.5㎜）塑件，且成型工艺对模温要求不高，也可采用自然冷却。

此模具设计中采用人工冷却，冷却系统设计如图14所示。

图14型腔冷却水路

图15型芯冷却水路

（9）排气系统

由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.02～0.03㎜，不必设排气槽。

4.注射机的校核

（1）最大注射量

已知Vs+Vj=24×2+1.5=25.5，Vmax=250，K取0.8，则KVmax≥Vj+Vs,适合。

（2）注射压力

已知P注=70～120,P公=130MPa则P公≥P注，适合。

（3）锁模力

已知Pq=10～20MPa，A分=18062㎜²

F锁=1800KN

则PqA分=20×18062=361240N=361KN

显然F锁﹥PqA分，适合。

（4）安装部分尺寸

喷嘴圆弧半径R18＜浇口套圆弧半径R20

喷嘴孔直径Φ4＜主流道小端直径Φ4.5

定位孔直径Φ125=定位圈外径125

拉杆空间370×448，模具外形350×350，350＜370

最小模厚200＜模具厚度341＜最大模厚350

（5）开模行程

开模行程=23.5+25+10=58.5

最大开合模行程500

则最大开模行程＞开模行程，适合。

（6）顶出形式

两侧顶出，孔径Φ40㎜，孔距280㎜。

5.装配图零件图

（1）装配图

图16装配图

（2）零件图

图17顶板

图18母模板

图19型芯

图20推板

图21公模板

图22底板

图23唧嘴

图24复位杆

图25拉料杆

图26定位环