肥皂盒注塑模具设计.

毕 业 论 文（设计）论文（设计）题目： 肥皂盒注塑模具设计 系 别： 物理与电子工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010105607 姓 名： 胡珞琪 指导教师： 韦何耕 时 间： 2014年06月 河 池 学 院毕 业 论 文（设 计） 开 题 报 告系别:物理电子工程学院 专业:机械设计制造及其自动化学 号2010105607姓 名胡珞琪论文（设计）题目肥皂盒注塑模具设计命题来源教师命题 学生自主命题 教师课题选题意义(不少于300字):模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用, 模具已经成为生产的重要工艺装备,在塑料产品的生产过程中，塑料模具的应用及其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。而注塑模具已经成为制造塑料制造品的主要手段之一，且发展成为最有前景的模具之一。塑料制品的成型方法很多,其主要用于是注射，挤出，压制，压铸和气压成型等和气压成型等,是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。肥皂盒是生活中十分常见与常用的塑料制品,我希望能学以致用,紧密结合生活实际,做出实用的设计.研究综述(前人的研究现状及进展情况，不少于600字):近年来，由于我国国民经济的高速、稳定的增长，促进了我国模具工业的迅速发展壮大，在大型模具方面，已能生产大屏彩电注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。塑料工业近20年来发展十分迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具。模具技术水平的高低，是衡量制造业水平高低的重要标志。在德国，模具则被称为“金属加工业中的帝王”模具所形成的最终商品的产值是模具自身产值的上百倍。随着塑料制品复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的缩短，主要依靠经验的传统模具设计方法已不能适应市场的要求，在大型复杂和小型精密注射模具方面我国还需要从国外进口模具,我国目前和发达国家相比仍有较大差距，主要表现在模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂程度、 模具的使用寿命和制造周期等。当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种：（1）气体辅助注射成形技术（2）热流道技术（3）反应注射成形技术（4）共注射成形技术国内前人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。塑料相对金属，密度小，但是比强度高，绝缘性能优良，具有非常优良的抗化学腐蚀性，在机械、化工汽车、航空航天等领域，塑料已经大规模的取代了金属。研究的目标和主要内容（不少于400字）研究的目标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,本课题希望通过研究使肥皂盒更高效更优化，设计出合理方案和结构。获得肥皂盒注塑模具工艺优化及模具设计的流程、工艺重要参数选择及优化，并加深对计算机辅助绘图软件的运用，提高生产效率。通过毕业设计,熟悉注塑模的总体设计过程，设计并绘制出注塑模具图和零件图。主要研究内容（1）研究肥皂盒注塑模具成形工艺过程，了解整个工艺流程；（2）选择材料、尺寸计算、分析塑件的结构与工艺特性、注射成型原理与工艺特性等（3）拟定模具的结构形式、浇注系统等（4）采用计算机辅助绘图软件,设计并绘制塑料肥皂盒塑件图模具零件图、塑料肥皂盒注塑模装配图、进行造型设计,最终成果形式以图纸和论文的形式展示。拟采用的研究方法（1）查阅相关文献资料，了解塑件的结构和加工步骤；（2）凸凹模形状和尺寸以及材料的确定；（3）模具结构的确定；（4）坯料尺寸的设计计算和校核；（5）使用计算机辅助绘图软件画出模具的零件图和装配图研究工作的进度安排2010.12.252010.12.31 与指导老师沟通交流，完成毕业论文选题；2011.01.012011.01.30 通过查阅相关书籍及网上资料，了解大概的肥皂盒注塑模具工艺设计；2011.01.312011.03.02 完成毕业论文开题报告的编写；2011.03.032011.03.10 深入查阅相关书籍及网上资料，最终选取最优研究方案；2011.03.112011.03.31 拟定模具的结构形式；构造模型2011.04.012011.04.10 并作二维图，开始撰写毕业论文2011.04.112011.05.10 完成毕业设计论文初稿；2011.05.112011.05.30 修改毕业论文并定稿，打印装订，参加答辩。参考文献目录（作者、书名或论文题目、出版社或刊号、出版年月日或出版期号）1 严烈. 模具设计超级宝典M.北京:冶金工业出版社，2000,62 彭建声. 模具技术问答M.北京:机械工业出版社，2003,73 应锦春. 现代设计方法M. 北京: 机械工业出版社, 2000,24 王书勋. 实用模具设计与制造M. 长沙: 国防科技大学出版社, 1991,35 张学文. 注塑模具设计M.北京：化学工业出版社,2007,1.6 李丽华. 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4.1浇注系统概述124.2浇注系统的设计原则124.3主流道的设计134.4分流道的设计144.5浇口的设计144.6冷料穴的设计154.7拉料杆的设计155排气系统的设计165.1排气系统的概念及重要性165.2排气系统选择166推出机构与合模导向机构的设计166.1推出机构的结构组成166.2推杆推出机构176.3推出机构中附属零部件186.4所需脱模力的计算196.5导向机构的作用196.6导柱导向机构207模具温度调节系统207.1冷却系统意义207.2冷却装置设计要点207.3冷却水道的形式217.4冷却计算217.5冷却管传热面积计算228结论22参考文献22Abstract23Keywords23附录24致谢24 河池学院2014届本科毕业论文（设计）肥皂盒注塑模具设计机械设计制造及其自动化专业 胡珞琪 指导老师 韦何耕摘要在现代制造技术的迅速发展的今天，模具已经成为生产的重要工艺装备，塑料模具的应用极其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。本文通过查阅资料，检索文献，CAD绘图的方式进行了肥皂盒注塑模具的设计。塑件采用ABS材料，这种材料塑料熔体黏性低，流动性好，可以有效提高填充效率；模具为一模两腔，结构紧凑，采用平衡式布置，可同时兼顾经济性和制品精度，利于保养和维修；分流道的截面选择圆形截面，它的流道效率最高；推杆和动模镶件的配合是间隙配合，利用零件配合间隙自然排气，经济且实惠；推杆选用圆推杆，它易于加工，已被作为标准件广泛使用，且它推出时运动阻力小，灵活可靠，也便于更换；导柱部分设计有环形油槽，能有效降低导柱导套的摩擦力；冷却系统采用水冷的方式，热传导的主要介质是冷却水，既经济又效果好；这些设计可有效提高肥皂盒注塑模具的经济性，稳定性和效率。关键词 模具，型腔，注射，冷却,推出，导柱引言科学技术的飞速发展，使各种产品的更新速度不断加快特别是消费类电子产品。新产品更新速度之快更是难以想象。像手机除功外，漂亮的外观更是吸引众多消费者眼球的原因之一。更是追求时尚年青人所追求的目标。本次设计采用传统计算+软件设计相结的方法。设计开始采用传统方法对有关参数进行计算同时结构实际情况初步选择注射机、模架。选出合适的浇口位置和分型面。利用CAD设计出型芯、型腔、流道及重要的模具零件。随着生活水平的不断提高，人们对消费品的要求也越来越高。肥皂盒是我们生活中不可缺少的一部分，它作为一种小商品，在市场上的需求空间非常大。因此人们对肥皂盒的要求也越来越高。它的质量是我们不容忽视的方面。我这次设计的肥皂盒模具采用一次成性，用推杆推出制件，从而保证肥皂盒的整体性。1模具成型概述1.1注塑成型现状前景近年来，我们模具工业产生了巨大的变化，在我们国家的许多模具生产企业中，数字化设备比较齐全，模具相关的CAD等软件的技术已经被广泛的应用于生产中，采用高科技先进的加工技术的企业也逐渐增多。在普及使用CAD/CAM等技术的同时，CAE技术应用也越来越广，这三者一体化将得到发展，模具新结构，新品种，新工艺的成果将不断涌现。熟练掌握最新科学技术，用最新最先进的技术武装自己，将是模具从业人员的未来努力方向。模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用, 模具已经成为生产的重要工艺装备,在塑料产品的生产过程中，塑料模具的应用及其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。近年来我国的模具技术有了很大的发展，在大型模具方面，已能生产大屏彩电注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。但是，在大型复杂和小型精密注射模具方面我国还需要从国外进口模具，这还需要我辈多多努力，艰苦奋斗。1.2注塑成型的基本过程注射成型是热塑性塑料产品生产中最为普遍的一种成型方法，所用模具为塑料注射模，简称注塑模。注塑模对应的加工设备是塑料注射机，也称注塑机。塑料首先在注射机的加热筒内受热熔融成流体，然后在注射机的螺杆或者柱塞推动下，经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，在型腔内成型，冷却，固化，脱模后得到制品。2塑件工艺性分析2.1塑件材料的选择肥皂盒物理性质上要求强度好，刚性好，尺寸稳定性好，着色性能好，故选择ABS。2.2 ABS的性能ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的缩写（俗称超不碎胶），是一种多组分聚合物1。丙烯腈，占20%-30%，使塑料件表面有较高硬度，提高耐磨性，耐热性。丁二烯，占25%-30%，加强柔顺性，保持材料弹性及耐冲击强度。苯乙烯，占40%-50%，保持良好成形性（流动性，着色性），高光洁度及保持材料刚性。化学和物理特性：ABS的特性2主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以再铲平设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温虐去特性等。ABS的收缩率在0.4%-0.7%之间。常用收缩率0.5%。ABS材料具有优越的综合性能：abs制品强度高，刚性好，硬度，耐冲击性，制品表面光泽性好，耐磨性好。ABS耐热可达90，比聚苯乙烯，聚氯乙烯，尼龙等都高。耐低温，可在-40下使用。同事耐酸，碱，盐，油，水。具有一定的化学稳定性和良好的介电性能。不易燃。ABS有优良的成型加工性，尺寸稳定性好，着色性能，电镀性能都好。ABS的缺点：不耐有机溶剂，耐气侯性差，在紫外线下易老化。2.3工艺设计方面在模具设计方面：（1） 需要采用较高的料温与模温，浇注系统的流动阻力要小。（2） 注意选择浇口位置，避免浇口与熔接痕位置位于影响制品外观的部位。（3） 合理设计顶出脱模结构，推出力过大时，制品表面易“发白”，“变浑”。注塑工艺条件：（1） ABS材料具有吸湿性3，要求在加工之前进行干燥处理。最好在80-90下干燥2小时。（2） 料筒温度：210-280；建议温度：245（3） 模具温度：40-90(模具温度将影响塑件光洁度，温度低会导致光洁度较低)（4） 注射压力：50-100MPa。（5） 注射速度：中高速度。2.4塑件的结构尺寸尺寸精度：塑料尺寸精度一般取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，肥皂盒的尺寸精度要求不高，一般采取MT6。脱模斜度：脱模斜度与塑件的形状，壁厚，收缩率4有关，ABS一般为1-130壁厚：该塑件为小型塑件，壁厚为1mm，薄壁。表面粗糙度：该塑件表面粗糙度取Ra1.6图2-1图2-22.5模架的选择选择二板模模架，用LKM龙记的大水口模架6s5050， c型图2-32.6注射机的选择根据塑件零件图可得出塑件体积24cm，塑件质量M=241.05g=25.2g由塑件结构尺寸及成型要求，和注射机的各参数现选用国产XS-ZY-125注射机7该注射机的参数如下：结构形式：卧式塑化方式：螺杆式额定注射量：125cm注射压力：120Mpa注射行程：115mm锁模力：900kn模具最大合模行程：300mm模具厚度：最大300mm 最小200mm模板尺寸：315250mm锁模方式：液压机械喷嘴直径：4mm最大注射量的校核：模具成型的塑料制品和流道凝料总质量应小于注射机的额定注射量的80%，即：对于螺杆式注射机，其最大注射量是以螺杆一次注射的最大推进容积V表示，它与塑料的品种无关，根据公式可得： （01） 其中 为塑件与浇注系统的体积（）为注射机的注射容量（） 0.8为最大注射量利用系数由计算可得，24cm因为2480%125 所以满足要求。锁模力的校核：当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面胀开的力，即胀型力。胀型力的大小等于塑料制品和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压强，他应小于注射机的额定锁模力，通常取额定锁模力的80%左右，以保证注射时不发生溢料现象。胀型力与胶料流动性，制品厚度，料温有关。胀型力的计算公式如下： 胀型力=制品投影面积A型腔压强P （02） 锁模力F胀型力80% （03）由计算，得A=8150mm查表得ABS型腔平均压强P为40 Mpa锁模力F435KN3成型总体方案3.1型腔数目的确定模具型腔的数量通常是由客户或产品工程部根据产品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及颜色来确定的。单型腔模具结构简单，制造成本较低，塑件精度较高，周期较短，工艺参数易于控制，但塑料成型的生产率低，塑件成本高，适用于塑件比较大，精度要求比较高，生产批量比较小和试生产的情况。在大批量的生产情况下，还是采取多腔的形式更为合适，他可以提高生产效率，降低生产成本。确定型腔数目的方法可以根据所用注射机的注射量来确定，也可以根据注射机的额定锁模力来确定。该塑件的外形并不复杂，分型面就设在投影面积最大的平面。采取根据注射机的额定锁模力来确定型腔数量：假设各腔塑料制品在分型面上的投影面积之和为A分（mm），注射机的额定（或公称）锁模力为F锁，塑料熔体对型腔的平均压力为P型，则 A分P型F锁 （04）根据上式估算，我决定采用一腔二模。3.2型腔的分布要做到压力平衡和温度平衡，应尽量将制品对称排位或对角排位10，如果模具的压力不平衡，模具在注射时会因某一侧胀型力过大，而产生飞边，严重的压力不平衡，会对模具，甚至注射机产生永久性损害，如使模具型芯型腔错位，导柱及注射机拉杆变形等。模具的温度不平衡，模具各部位的温差过大，会导致各腔制品收缩率不一致，最终损害塑料制品的尺寸精度，甚至导致塑料制品翘曲变形。 图3-13.3分型面的设计分型面的设计要点11有：（1） 有利于脱模，成型塑料制品在开模后必须留在有推出机构的半模上，这是基本的要求。有推出机构的半模通常是动膜，特殊情况下推出机构才做在定模上。（2） 分型面应选择在塑件的最大外形轮廓处，才能有利于塑件从模具中脱模。（3） 分型面的选择应确保塑料制品的尺寸精度。（4） 分型面的选择应符合塑件的外观质量要求（5） 分型面的选择应使模具零件易于加工（6） 分型面的选择应有利于排气 图3-23.4内模镶件的设计凹模的结构设计：因为型腔的形状并不复杂，故采用整体式凹模。整体式的凹模的特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线的痕迹，比较适用于结果不太复杂的中小型模具上。其结构如下： 图3-2凸模的结构设计：凸模也就是型芯，同样由于塑件结构不是很复杂，也采用整体式结构，它的优点是加工简便，结构简化，牢固。型芯结构图如下：图3-33.5成型零部件的工作尺寸的计算型腔壁厚计算：型腔的底壁厚度，查文献的经验数值和经验确定法13，得出型腔的底壁厚度Tn=15mm型腔的侧壁厚度，查得T侧=25mm内模镶件型芯型腔的尺寸计算：内模镶件与模板的配合为过渡配合，公差为H7/m6，内模镶件之间的配合公差为H7/m6。内模镶件的型腔尺寸是由塑料制品的零件图增加收缩值，脱模斜度，这里按平均收缩值计算。塑料的成型收缩受多方面影响，如宿老品种，制品几何形状及大小，模具温度，注射压力，充模时间，保压时间等，其中影响最显著的是塑料品种，制品几何形状和壁厚。内模镶件型腔尺寸国际计算法12（1）型腔内形尺寸 （05）基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 130.74 1.48 90.6 1.2 （2）型芯外形尺寸 （06）基本尺寸/mm 公差值/mm 计算127.26 1.48 87.4 1.2 14.71 0.58 （3）型腔深度尺寸 （07）基本尺寸/mm 公差值/mm 计算20.35 0.7 （4）型芯高度尺寸 （08）基本尺寸/mm 公差值/mm 计算18.65 0.7 （5）中心距 （09）基本尺寸/mm 公差值/mm 计算15 0.58 3.6成型表面要求塑件的表面要求不高，表面粗糙度取Ra1.63.7成型材料要求成型零件所用的材料要求有一些抛光性，有一定强度、韧性、硬度和耐磨性，耐热性，耐腐蚀性等。综上考虑，选用45钢可满足模具的要求。硬度为55HRC。4浇注系统设计4.1浇注系统概述模具浇注系统的作用是让高温熔体在高压下高速进入模具型腔，实现型腔填充。模具的进料方式，浇口的形式和数量，往往决定了模架的规格型号。浇注系统的设计是否合理，将直接影响成型品的外观，内部质量，尺寸精度和成型周期，是很重要的。模具的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔入口为止的一段熔体通道，它可分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统两大类型。普通流道浇注系统又分为侧浇口浇注系统和点浇口浇注系统，他们都是由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。4.2浇注系统的设计浇注系统设计时应遵循以下原则：（1） 保证制品的外观质量 任何浇口都会在制品表面留下痕迹，从而影响其表面质量。为不影响产品外观，应尽量将浇口设置于制品隐蔽部位，如果无法避免，也要使浇口容易切除，在制品上留下的痕迹最小。（2） 保证制品的内部质量 浇口的形式和数量要合理，保证塑料熔体迅速填充型腔，减少压力与热量损失，使制品内部组织细密。在设计时应尽量防止制品出现填充不足，缩痕，飞边，熔接痕位置不理想，残余用力，翘曲变形，收缩不匀等缺陷。浇注系统应能顺利地引导熔融塑料充满型腔各个角落，使型腔内气体能顺利排出，以免制品内形成气泡。尽可能采取平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充满各型腔，使各强收缩率均匀一致，提高塑件的尺寸精度，保证其装配的互换性。（3） 阻力要小 流道设计要尽量短，并尽量减少弯折，留到截面积要尽量合理，宜小不宜大。 4.3主流道的设计主流道是指紧接注射机喷嘴到分流道为止的那一段锥形流道，熔融塑料进入模具时首先要经过它。该塑件结构不是很复杂，从经济与产量角度来说，选择侧浇口浇注系统。两板模主流道锥度取10到15，粗糙度为Ra1.60.8m，锥度要适当，太大造成速度减小，产生斡流，易混进空气，产生气孔；过小会是流速增大，造成注射困难，同时还会使主流道脱模困难，故取个均值，锥度为12。主流道小端直径d要比料筒喷嘴直径D大0.51mm，已知该注射机的喷嘴直径是4mm，故主流道的小端直径定为4.5mm。喷嘴的球面半径为12mm，故主流道的球面半径为13mm，深度为4mm。主流道应尽量和模具中心重合，避免浇口套位置偏心。图4-14.4分流道的设计连接主流道与浇口的熔体通道叫分流道，分流道起分流和转向作用。该模具为一模两腔，型腔体积形状相同，分流道采用等截面和等距离，以便均衡的分配到各个型腔。分流道的截面积采取圆形截面，它的优点是比表面积最小，体积最大而与模具的接触面积最小，阻力也小，有助于熔融材料的流动和减少其温度传到模具上，广泛引用于侧浇口模具中，查表3-213选用序号3，直径D=5mm。流道的长度宜短，长的流道会造成压力损失，不利于生产同时也浪费材料；但是过短又会有残余应力，易产生毛边。流道长度可以根据经验查表得在8mm30mm之间，采用为15mm。图4-24.5浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的租后部分，其作用是使塑料以较快速度进入并填充型腔。它能很快冷却封闭，防止型腔内还未冷却的熔体倒流。浇口应尽量短小，与产品分离容易，不造成明显痕迹。浇口的作用：（1） 防止倒流。当注塑压力消失后，封锁型腔，使尚未冷却固话的塑料不会倒流回分流道。（2） 升高熔体温度。熔体经过浇口时，会因剪切及挤压而升温，有利于熔体的填充型腔。（3） 调节及控制进料量和进料速度。在多腔注塑模中，当分流道采用非平衡布置时，可以通过噶边浇口的大小来控制进料量，使格腔能在差不多的相同时间内充满。浇口的尺寸：浇口的断面形状设计为圆形，浇口断面的面积积与分流道断面的面积之比为0.030.09浇口长度约为12mm，浇口的表面粗糙度低于Ra0.4，否则会容易产生磨擦阻力。选用侧浇口，即普通浇口，熔体从侧面进入模具型腔，是浇口中最常用的浇口。浇口开在型芯一侧，在分型面边缘，开模是可以自动断开的。4.6冷料穴的设计冷料穴是为储存因熔体与低温模具接触，而在料流前锋产生的冷料而设置的，这些冷料如果进入型腔，将减慢熔体填充速度，最终影响制品的成型质量。冷料穴一般设置在主流道的末端。一般情况下，主流道冷料穴圆柱体的直径为56mm，深度为56mm，选择底部带推杆的冷料穴，这种冷料穴容易加工。4.7拉料杆的设计拉料杆的作用是开模时将流道凝料留在我们希望它留的地方，这里选用直身拉料杆。主流道拉料杆的设计，一般来说，只有侧浇口浇注系统的主流道才用拉料杆，其作用是将主流道内的凝料拉出主流道，以防主流道内的凝料粘定模，确保将留到，制品留在动模一侧。、图4-35排气系统的设计5.1排气系统的概念及重要性注塑模属于型腔模，型腔中又大量的空气，熔体快速进入型腔时，需要将这些空气及时排出。另外，当熔体在型腔内成型固化后开模时，制品和型腔壁之间会产生真空，空气必须及时进入。注塑模中将气体排出和引进的结构统称为排气系统。塑料模在注塑时，将模具型腔及浇注系统内额定空气和塑料本身因受热或凝固产生的低分子挥发气体及时排出模外的结构，即模具的排气系统。注射成型时，模具内的气体主要来组以下三个方面：（1） 模具浇注系统及型腔内的空气是气体的主要来源（2） 塑料中的水分因高温而变成的气体（3） 塑料及塑料添加剂在高温下分解形成气体5.2排气系统选择适当的开启排气槽，可以大大降低注射压力和注射时间，保压时间和锁模力，使塑件成型由困难变容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的损耗。此模具精度要求不高，我们可以靠模具零部件的配合间隙和分型面自然排气，这样是最经济最实惠，最实用的排气方式13。6推出系统与合模导向机构的设计推出系统概述：在注射动作结束后，制品在模具内冷却成型，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当它从模具中推出时，就必须克服因包紧力而产生的摩擦力。在注塑模中，将冷却固化后的塑料制品及浇注系统凝料从模具中安全无损坏地推出的结构称为推出系统，也称为脱模系统或顶出系统。安全无损坏是指制品被推出时制品不变形，不损坏，不粘模，无顶白，推杆位置不影响制品美观，制品被推出时不会对人或模产生安全事故。6.1推出系统的结构组成 注塑模的推出系统主要零件包括：(1) 推杆，推管，推板，推块等推出零件(2) 复位杆，复位弹簧等推出零件的复位零件(3) 推杆固定板和推杆底板等推出零件的固定零件推出系统的动作方向与模具的开模方向是一致的。6.2推杆推出机构推杆包括圆推杆，扁推杆及异形推杆，其中圆推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，在生产中广泛被应用。圆推杆推出系统是整个推出系统中推杆推出机构是最简单，最常用的一种形式，圆推杆和推杆孔都易于加工，推杆的截面形状为圆形截面，加工，更换方便，脱模效果好。推杆固定在推杆固定板上，AB板打开后，注射机顶棍推动推杆板，由推杆推动制品，实现推出。（1）推杆的形状圆推杆直径应尽量大些，这样脱模力大而平稳，采用的推杆，如图：图6-1（2）推杆的尺寸及规格推杆上端面应高出镶件表面0.030.05mm，为减少推杆与模具的接触面具，避免发生磨损烧死现象，推杆与型芯的有效配合长度L应取推杆直径的三倍左右，但最小不能小于10mm，最大不能大于20mm，非配合长度上单边间隙0.5mm。推杆与镶件的配合公差为H7/f7，配合部分的表面粗糙度为Ra0.8m,在装配推杆时，以免影响塑件制品的使用，用推杆固定板将推杆固定在推杆推板上。推杆不能太靠边，要保持12mm的钢厚24。 推杆的材料选为45钢、T8钢，推杆的头部要经过淬火处理，表面粗糙度在Ra1.6m以下，硬度大于50HRC，较好的表面质量可防止推杆与孔咬死，并延长使用寿命，这里选用T8钢，硬度为55HRC，表面粗糙度Ra=1.25m。6.3推出机构的零部件（1）推板推杆固定板和推杆底板的组成，用45钢，以调质处理为佳。查得推杆底板的厚度为20mm，推杆固定板的厚度为25mm。（2）推出导向零件推杆板导柱主要作用23是承受推杆板的重量和推杆在推出过程中所承受的扭力，对推杆固定板和推杆底板起导向定位作用，终极作用是减少复位杆，推杆等零件和动模内模镶件的摩擦。对于宽400mm以上的模架，采用4个导柱，由于模具较大，还要装配导套，以延长导向零件的寿命及使用稳固可靠。装配方式是：导柱固定于动模底板上，穿过推杆板，插入动模托板或动模板，导柱的长度以伸入托板或者动模板深H1015mm为佳，这里H=10mm。采用T8钢，经淬火处理，硬度为55HRC，导套也可用T8钢做成。（3）复位杆复位杆的作用是将已经完成顶出塑件的顶杆再放回也就是复位到注射成型时的原始位置。复位杆的位置应装在和固定顶杆相同的固定板上，每个复位杆的长度是相同的，合模后其上端面比定模A板面低0.050.10mm，复位杆千万不要顶上模，以免合模时复位杆干涉分型面接触，并被破坏。（4）推杆的直径、长度计算根据推杆稳定公式计算推杆直径22 （10）式中：安全系数，取1.5L推杆长度n推杆数目d=1.5d=10mm6.4脱模力的计算脱模力是指将塑件从型芯上脱出时所需克服的阻力，脱模力的计算公式：F脱= F正 （11）F正=A （12）F脱=F脱=9378N式中: p塑件对型芯产生的单位正压力（包紧力），这里取为10MPaA塑件包紧型芯的侧面积，mm2 F正因塑件收缩对型芯产生的正压力 脱模斜度，这里为1 f 摩擦系数，这里取0.56.5导向定位机构的作用导向机构的作用有21：（1） 定位作用 模具工作时，保证动模定模的位置准确，保持型腔的形状和尺寸精度。导向机构在模具装配过程中还能起到定位作用，使模具的装配和调整变得更为便利。（2） 导向作用 在模具合模的时候，首先是导向零件的接触，引导动模定模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件额损坏。（3） 承受一定的侧向压力 塑料熔体在充模的过程中可能会产生单向侧压力或者因为成型设备精度低而受到影响，导柱可以承受一定的侧向压力，以保证模具的正常运作。（4） 承受模具重量 模具的活动件，如推杆固定板，推杆底板等，开模时悬挂在导柱上，由其支撑重量。6.6导柱导向机构的设计导柱导向机构主要零件为导柱和导套，它们的配合为间隙配合，公差配合为H7/f7级配合18。合模是要注意让导向零件先于型芯型腔接触。（1）导柱19a、形状 该导柱前端倒圆角，使导柱能顺利进入导套，导柱表面设有环形油槽，以储存润滑油，减小导柱和导套之间额摩擦力。b、材料 该导柱应该具备硬和耐磨的表面和坚韧不易折断的内芯，这里采用经过淬火处理的T8钢，硬度为5055HRC。导柱固定部分表面粗糙度为0.8m，导向部分的表面粗糙度为0.4m。c、要防止的问题 导柱导套因磨损而导致的烧死。d、导柱的长度设计 定模板和动模板之间的导柱长度一般要比型芯端面的高度高出1525mm，这里取20mm。（2）导套a、形状为使导柱顺利进入导套，在导套的前端倒一圆角。b、材料可用与导柱相同但是硬度略低的相同耐磨材料做导套，这样可以减轻磨擦力，防止导柱或导套拉毛。c、固定形式和配合精度 采用直导套，用H7/r6过盈配合镶入模板。为了增加牢固性，防止导套在开模时可能被拉出来，再加上止动螺钉紧固。 7模具温度调节系统7.1冷却系统的意义注射成型时，模具温度直接影响熔体的流动，制品的冷却，制品的质量和模具的成型周期。对于一些黏度高，流动性差的塑料，要提高温度改善其流动性，对于一些成型黏度低且流动性好的塑料，如本文选用的ABS材料，必须加冷却机构，降低模温可减小应力开裂，模具温度应控制在60左右。在塑件的整个成型周期中，冷却时间约占80%，模具温度控制得当可以及时固化，开模及取出成型制品，缩短成型周期，提高生产效率，控制好温度是很有必要的15。7.2冷却装置设计在塑料注射成型中，熔体在模腔中成型，冷却，固化成制品，熔体所释放的热量都给了模具，这部分热量必须被及时传递出去，这就是冷却系统。模具中绝大部分的热量是通过热传导带走的，而热传导的主要介质是冷却水，这里就采用水冷的方式进行冷却，这种介质既经济，效果又好。冷却形式采用管道冷却，即在模具型腔周围和型芯内中钻削圆孔，设置冷却水通道，让水在通道中循环流动，带走热量，降低模温使其达到预期的温度。根据模具的特点，灵活布置冷却管道，其设计要点是：（1）冷却水道数量相对多布置点，以使冷却更均匀。（2）对热量集聚比较大的，温度比较高的部位要加强冷却，比如浇口的部位。（3）冷却水道不能穿过设有镶块或其接缝部位，水道连接必须密封，以免漏水。（4）冷却回路宜采用串联，因为用并联水路容易产生死水，影响冷却效果。（5）进出口冷却水温温差不应过大，以免造成模具表面冷却不均。7.3冷却水道的形式根据塑料制品的冷却温度需求和冷却管道的设计要点14，对冷却水道的布局进行合理的设计，塑料熔体填充时，浇口附近温度高，因此要加强浇口附近的冷却，让冷却水在靠近浇口的位置开始向其他位置流。塑件属薄壁塑件，且使用侧浇口，在动模定模与型腔等距离钻孔的形式设置水道。冷却水道型腔的距离B=1015mm为宜，冷却水中心距离为水孔直径的5到8倍为佳。7.4冷却管道尺寸根据牛顿冷却定律，冷却水孔的直径越大越好，但是过大又会导致管道里的水出现层流，降低冷却效果，在实际情况中，理论公式计算出来的冷却时间不太可靠，往往是试模时调机工程师根据经验确定一个冷却时间，再根据注塑情况进行调整，得到一个相对合理的数值，查表12-2,12-3,12-4三种分别根据模宽，锁模力，平均壁厚的经验确定法13，确定水管的直径为8mm。冷却系统如下图 图7-18结论 通过查阅资料，检索文献对肥皂盒注塑模具进行了设计，发现并得出如下结论： （1）塑件材料选用ABS材料，这种材料的熔体黏性低，流动性好，可以有效提高熔体填充时的效率。 （2）型腔的设计为一模两腔，采用平衡式布置，结构紧凑，可同时兼顾经济性和制品精度，利于保养和维修。 （3）分流道的截面选择圆形截面，它的流道效率最高。 （4）推杆和动模镶件的配合是间隙配合，利用零件配合间隙自然排气，经济且实惠。 （5）推杆选用圆推杆，它易于加工，已被作为标准件广泛使用，且它推出时运动阻力小，灵活可靠，也便于更换。 （6）导柱部分设计有环形油槽，能有效降低导柱导套的摩擦力。 （7）冷却系统采用水冷的方式，热传导的主要介质是冷却水，既经济又效果好。 利用这些设计，可以对肥皂盒注塑模具的经济性，稳定性和效率起到一定的优化效果，具有很高的实用价值。参考文献1 严烈. 模具设计超级宝典M.北京:冶金工业出版社，2000,62 彭建声. 模具技术问答M.北京:机械工业出版社，2003,73 应锦春. 现代设计方法M. 北京: 机械工业出版社, 2000,24 王书勋. 实用模具设计与制造M. 长沙: 国防科技大学出版社, 1991,35 张学文. 注塑模具设计M.北京：化学工业出版社,2007,1.6 李丽华. 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Through access to information , retrieve documents , CAD drawings way a soap box injection mold design . Plastic parts are made of ABS material , this material is plastic melt viscosity is low, good mobility, can effectively improve filling efficiency , mold is a two- cavity mold , compact structure, using a balanced layout , which can take into account the economy and precision products , conducive to the maintenance and repair , choose circular cross -section runner , its the most efficient flow channel , putter and the movable mold inserts fit the gap with the use of natural exhaust parts with the gap , the economy and affordable , putter selection round Putting it easy processing , has been widely used as a standard , and the resistance movement when it launched a small , flexible and reliable , but also easy to replace , guide pillar part of the design ring tank , can effectively reduce the friction guide pins and bushings , cooling manner using water system , the main medium is cooling water heat conduction , economical and good results , these design can improve the economics of injection molding the soap case , stability and efficiency. Keyword Mold cavity；injection；cooling；Introduction and guide附录：注塑模装配原理图致谢这次的毕业论文题目是“肥皂盒注塑模具设计”，这