1 一 摘要 肥皂盒在我們的生活中非常的普遍，幾乎每家都要用到。市場上也有各種各樣的肥皂盒，形狀各 異，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是動植物造型，來吸引顧客的目光，以引發人們的購買欲。此 次設計的肥皂盒的結構較簡單，但在設計時考慮其應用,還相應的做了些曲面,所以曲面結構較多,計算 也就較多.在生活中,我們把肥皂放在盒上的時候， 常常會因肥皂盒內積水而使肥皂軟化掉， 這樣就會降 低肥皂的使用壽命。也有些肥皂盒在下蓋底部打孔，使水容易流出，但是這類肥皂盒的缺點是，會因下 面漏水，把房間里弄的濕濕的。此次設計的肥皂盒是在上蓋上打孔，肥皂放在上蓋上，這樣水會沿孔斜 度往下蓋流，水積在下蓋里，上下蓋之間有一定的距離保證一定的時間里水不會滿到上蓋的肥皂上，積 水手動倒掉即可，這樣即保證了肥皂的利用率，又保證了房間的清潔。其設計方案通過 Pro/E 建模如圖 1.1 和 1.2。 -42 HRC 圖 1.1 肥皂盒整體外型圖 圖 1.2 肥皂盒整體結構分開模型圖 優點是：結構簡單，提高肥皂的使用壽命；缺點是:積在下蓋的積水需人工手動倒出。此次設計是以上 蓋為主，下蓋為輔。在上蓋的設計中主要要解決以下幾個問題：1、肥皂放在上蓋上時，以點接觸，設 計六個橢圓突出,支撐肥皂，使肥皂和盒子之間以點接觸；2、上蓋上還要開一個槽，使水可以沿著曲面 2 流人下蓋；3、設計澆口時要注意上蓋上表面的精度，不能在表面上留有印痕；4、在設計推出機構時要 注意推桿放置的位置，放在下表面，不能影響上表面的表面精度；5、在開模時需保證塑件留在型腔上， 用推桿頂出。設計中，輔以下蓋的裝配圖。 關鍵詞：復位機構，脫模機構，澆口， 二 塑件的工藝分析 2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 ；在 正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 2.2 分析塑件的結構工藝性 該塑件尺寸中等，整體結構較簡單，卻帶有曲面特征。上蓋上表面有六個橢圓突出，與下蓋配 合的邊緣部分也是曲面相接，上蓋的上表面的表面精度要求較高，下表面為非工作面，精度要求相對 較低，再結合其材料性能，故選一般精度等級：五級。 2.3 工藝性分析 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型 面上，而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側面或推桿的端部注入型腔，因而塑 件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。 塑件的工藝參數：模具溫度：5070 /C o : 注射壓力：7090MPa: 保壓力： 5070MPa: 注射時間：35s: 保壓時間：1530s: 冷卻時間：1530s: 成型周期：4070s: 三 初步確定型腔數目 3.1 初步確定型腔數目 根據塑件的結構及尺寸精度要求采用一模兩腔。 圖 3.1 型腔分布圖 3 四 注射機的選擇 4.1 塑件體積的計算 按照圖 1 塑件所示尺寸近似計 塑件體積： 1 (28.71/180 1586.69/180 2.5)V +370.6 2 (2570.52 2 1316.31 2299 4410 2) 2+ + + + 1 V26cm 塑件質量：26 1.035M =g=26.91g 4.2 按注射機的最大注射量確定型腔數目 根據 1p kmm n k （4-1） 得 1 p nmm m k + (4-2) k 注射機最大注射量的利用系數，一般取 0.8; p m 注射機最大注射量，cm 或 g; 1 m 澆注系統凝料量，cm 或 g； m單個塑件體積或質量，cm 或 g； 4.3 估算澆注系統的體積，其初步設定方案如下 圖 4.1 澆注系統示意圖 22 2 34.83 () 50541 2312 4 2 v + =+ + 2 216 2 4+ 10.1cm 4 4.4 3 1 2 26 10.1 77.6 0.8 p nmm mcm k + = 查表文獻 4、2 得選用 XS-ZY-125 型號注射機 五 澆注系統的設計 5.1 主流道的設計 主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道 根據選用的 XS-ZY-125 型號注射機的相關尺寸得 噴嘴前端孔徑： 0 4dmm=； 噴嘴前端球面半徑： 0 12Rmm=； 根據模具主流道與噴嘴的關系 () () 0 0 12 0.51 RRmm ddmm =+ =+ : : 取主流道球面半徑：13Rmm=； 取主流道小端直徑：5dmm=； 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起斜度為26o:，取其值為3o， 經換算得主流道大端直徑為7.6 圖 5.1 主流道示意圖 5.2 分流道的設計 5 分流道選用圓形截面：直徑 D=10cm 圖 5.2 分流道示意圖 流道表面粗糙度 1.6 a Rm= 5.3 分型面的選擇設計原則 1） 分型面應選在塑件外形最大輪廓處； 2） 分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模； 3） 分型面的選擇應保證塑件的精度要求； 4） 分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求； 5） 分型面的選擇要便于模具的加工制造； 6） 分型面的選擇應有利于排氣； 7） 分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小。 其分型面如圖 5.3 6 圖 5 .3 分型面示意圖 5.4 澆口的設計 根據澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現象引起塑件的缺陷，澆 口應開設在塑件壁厚處等要求 澆口設計如圖 5.4 圖 5.4 澆口示意圖 5.5 冷料穴的設計 冷料穴是澆注系統的結構組成之一。 冷料穴的作用是容納澆注系統流道中料流的前鋒冷 料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑件的質量，另 外還便于在該處設置主流道拉料桿的功能。注射結束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流 道凝料從定模澆口套中被拉出， 最后推出機構開始工作， 將塑件和澆注系統凝料一起推出模 外。 其設計如下圖（Z 字型） 7 圖 5.4 冷料穴示意圖 5.6 排氣系統的設計 利用配合間隙排氣是最常見也是最經濟的，更具有使用性。 六 確定主要零件結構尺寸 選模架 模架的選擇，圖 6.1 圖 6.1 模架模型圖 8 七 成型零部件 的 設 計 7.1 型腔、型芯工作尺寸計算 ABS 塑料的收縮率是 0.3%-0.8% 平均收縮率: Q平 =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔內徑： 3 4 DDDQ + =+ 平模 （） (7-1) 型腔深度： 2 3 HHQ + =+ 平模 （H） (7-2) 型芯外徑： 3 4 ddQ =+ -平模 （d） (7-3) 型芯深度： 2 3 hhQ =+ -平模 （h） (7-4) D 模 型腔徑向尺寸（mm ）; D- 塑件外形基本尺寸（mm）; Q平-塑件平均收縮率； -塑件公差（參考文獻4） -成形零件制造公差，一般取 1/41/6； d-塑件內形基本尺寸（ mm）; d模-型芯徑向尺寸（mm）; H模-型腔深度（mm） ； H-塑件高度（mm） h模-型芯高度（mm） ； h-塑件孔深基本尺寸（mm） ； 7.1.1 型腔尺寸計算 基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 100 0.44 1 0.44 0.33 4 10000.22 3 (100 100 0.55%0.44)100 4 D + + + =+= 4 0.14 1 0.14 0.048 4 400.083 3 (44 0.55%0.14)4 4 D + =+ = 9 30 0.24 1 0.24 0.05 4 3000.01 3 (3030 0.55%0.24)30 4 D + + =+= 104 0.5 1 0.5 0.322 4 10400.197 3 (104 104 0.55%0.5)104 4 D + + + =+= 324 1.2 1 1.2 1.182 4 32400.882 3 (324324 0.55%1.2)324 4 D + + + =+= 6 0.14 1 0.14 0.03 4 600.07 3 (66 0.55%0.14)6 4 D + =+ = 80 0.38 1 0.38 0.245 4 8000.15 3 (8080 0.55%0.38)80 4 D + + + =+= 25.5 0.24 1 0.24 0.02 4 25.500.04 3 (25.525.5 0.55%0.24)25.5 4 H + + =+= 6 0.14 1 0.14 0.025 4 600.06 2 (66 0.55%0.14)6 3 H + =+ = 29 0.24 1 0.24 0.04 4 2900.02 3 (2929 0.55%0.24)29 4 L + + =+= 14 0.20 1 0.20 0.033 4 1400.083 3 (14 14 0.55%0.20)14 4 L + =+= 26 0.24 1 0.24 0.053 4 2600.007 3 (2626 0.55%0.24)26 4 L + + =+= 12 0.18 1 0.18 0.014 4 1200.059 3 (12 12 0.55%0.18)12 4 L + + =+= 106 0.5 1 0.5 0.333 4 10600.208 3 (106 106 0.55%0.5)106 4 L + + + =+= 7.1.2 型芯的尺寸計算 基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 12 0.18 1 0.18 0.246 4 1200.201 3 (12 12 0.55%0.18)12 4 l + + + =+= 10 27 0.24 1 0.24 0.39 4 2700.33 3 (2727 0.55%0.24)27 4 l + + + =+= 10 0.18 1 0.18 0.235 4 1000.19 3 (10 10 0.55%0.18)10 4 l + + + =+= 24 0.24 1 0.24 0.372 4 2400.312 3 (2424 0.55%0.24)24 4 l + + + =+= 110 0.5 1 0.5 1.105 4 11000.98 3 (110 110 0.55%0.5)110 4 l + + + =+= 八 導向機構的設計 導向機構的作用：1）定位作用；2）導向作用；3）承受一定的側向壓力 8.1 導柱的設計 8.1.1 長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出 812 cm，以免出現導柱末導正 方向而型芯先進入型腔的情況。 8.1.2 形狀 導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。 8.1.3 材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內芯，因此多采用 20 鋼（經表 面滲碳淬火處理） ，硬度為 5055HRC。 8.2 導套的結構設計 8.2.1 材料 用與導柱相同的材料制造導套，其硬度應略低與導柱硬度，這樣可以減輕磨損， 一防止導柱或導套拉毛。 8.2.2 形狀 為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。導向孔作成通孔，以利于排出孔 內的空氣。 8.3 推出機構的設計 采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于 更換。 推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布 置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩和不變形。根據推桿本身的剛度和 強度要求，采用四根推桿推出。推桿裝入模具后，起端面還應與型腔底面平齊或搞 出型腔 0.050.1cm. 8.3.1推件力的計算 對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q） ： ()cossinQLhp f= (8-1) 式中 L-型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; h-被包緊部分的深度（cm）; p-由塑件收縮率產生的單位面積上的正壓力，一般取 7.811.8MPa:； f-磨擦系數，一般取0.10.2:； -脫模斜度( ) o ； 11 157.3 245.9 2L = +=406.4mm 24.5h =mm () 406.424.5100.1 cos2sin2QmmmmMPa= oo 得8212.8QN= 8 .3.2 推桿的設計 推桿的強度計算 查塑料模設計手冊之二由式5-97得 d=（Q En 3 22 l64 ） 4 1 (8-2) d圓形推桿直徑cm 推桿長度系數0.7 l推桿長度cm n推桿數量 E推桿材料的彈性模量N/ 2 cm(鋼的彈性模量E=2.110 7N/2 cm) Q總脫模力 1 22 4 37 64 0.710 8212.80.3153.15 42.1 10 dcmmm = 取 5dmm=。 推桿壓力校核 查塑料模設計手冊式5-98 = s dn Q 2 4 (8-3) 12 s 取320N/mm 2 2 4 8212.8 163.5/ 44 N mm = + (10-4) p-注射時型腔壓力 查參考文獻得 30MPa A-塑件在分型面上的投影面積（ 2 cm） 1 A-澆注系統在分型面上的投影面積（ 2 cm） F-注射機額定鎖模力，按 GB XS-ZY-125 型注射機額定鎖模力為 900kN ()() 2 22 81