化妝品蓋子注射模具設計,化妝品,蓋子,注射,模具設計 -=--=---=---------- 金 華 職 業(yè) 技 術 學 院 JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY 畢業(yè)教學環(huán)節(jié)成果 （2009 屆） 題 目 化妝盒蓋子注射模具設計 學 院 金華職業(yè)技術學院 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 074班 學 號 200731020360436 姓 名 應 健 指導教師 朱永強 2010年 05月 10 日 化妝品蓋子注射模具設計 摘要：隨著人們生活水平的提高，市場上的化妝品越來越多，化妝品的增多帶來了化妝品蓋在市場上的需求空間，這就使得化妝品蓋的生產(chǎn)商們需要花更多的心思在蓋的設計上面?；瘖y品蓋的設計好壞間接的影響了化妝品的銷售； 因此，化妝品蓋的設計是否新奇獨特，美觀成了化妝品蓋生產(chǎn)者所首要考慮的問題。 關鍵詞： 化妝品蓋子 注射模具 設計 Cosmetics cover injection mold desigFirst, abstract Summary:Along with the people living standard enhancement, in the market cosmetics are more and more many, the cosmetics increased bring the cosmetics to cover in the market the demand space, this caused the producers which the cosmetics covered to need flowered more thoughts in above the design which covered. The cosmetics cover design quality indirect influence cosmetics sale; Therefore, the cosmetics cover the design novel is whether unique, artisticly became the cosmetics to cover the producer most important consideration the question. Key word： Cosmetics cover Injects the mold Design 目錄 摘要 2 英文摘要 2 引言 2 一、正文 5 1. 分析設計任務書 5 2．分析塑件制品圖及實祥 5 3. 初步確定型腔數(shù)目 13 4. 注塑機的選擇 13 5. 澆注系統(tǒng)的設計 22 6. 確定主要零件結構尺寸選模架 14 7. 成型零部件的設計 16 8. 導向機構的設計 21 9. 冷卻系統(tǒng)的設計 27 10.模具排氣槽的設計 22 11.校核 31 二、結論 32 三、謝辭 33 四、參考文獻 33 引 言 隨著中國當前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關于當前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務。 近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內，塑料在其中固化成型。 本次畢業(yè)設計的主要任務是鎖蓋注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產(chǎn)鎖蓋塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對鎖蓋的具體結構，通過此次設計，使我對點澆口單分型面模具的設計有了較深的認識。同時，在設計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準、期刊等，結合教材上的知識也對注塑模具的組成結構（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、排氣系統(tǒng)、模溫調節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設計積累了一定的經(jīng)驗。 一.正文 1. 分析設計任務書 任務書條理清晰，適合我們學生的設計步驟，引導學生合理的設計模具，為我們提供了良好的起步，按照任務書的要求，我們經(jīng)過幾天的分析與思考，說明書的技術要求，制品的生產(chǎn)批量及所用注射機的型號和規(guī)格已經(jīng)基本定型。 2. 分析塑件制品圖及實祥 2.1 產(chǎn)品技術要求和工藝分析 零件名稱：化妝盒蓋 圖號：01 材料：PE(聚乙烯) 生產(chǎn)批量：中批量 零件圖 2.1.1產(chǎn)品技術要求：表面無劃痕、裂紋、缺陷。 2.2塑件的工藝分析 朔料品種 結構特點 使用溫度 化學穩(wěn)定性 性能特點 成型特點 結論 ABS 曲面結構表面精度要求較好，光滑，無痕跡 耐溫，耐腐蝕性能較好，耐氣候性較差 有一定的化學穩(wěn)定性，耐酸堿等 有良好的耐化學腐蝕及表面硬度，有良好的加工性能和染色性能 ，有良好的絕緣性，耐油性，和耐水性 流動性好，ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度為93度左右 控制模具溫度，一般在50-70度為宜，模具應用耐磨鋼，并淬火； ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理； ABS易產(chǎn)生熔接痕，故模具設計時應盡量減少澆注系統(tǒng)對流料的阻力； ABS在溫度升高時黏度升高，所以成型時壓力高，故脫模斜度宜稍大為2度。 2.2.1分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化學腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 2.2.2分析塑件的結構工藝性 該塑件尺寸中等，整體結構較簡單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結合其材料性能，故選一般精度等級：IT5級。 2.2.3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(shù)：模具溫度： 注射壓力： 保壓力： 注射時間： 保壓時間： 冷卻時間： 成型周期： 3.初步確定型腔數(shù)目 根據(jù)塑件的結構及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用一模十腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結構的復雜程度等因素考慮以下兩種型腔排列方式。 方案一 方案二 方案二分流道為非平衡式布置，加工難度大，需多次修模校正，方案一分流道為對稱式布置，較容易實現(xiàn)均衡地進料，據(jù)以上原因，采用方案一。 4.注射機的選擇 4.1 塑件體積的計算 根據(jù)零件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到塑件的體積 V=2.388 cm 澆注系統(tǒng)的體積： V2=2.375cm 塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為: V=2.388+2.375=4.763 cm 計算塑件的質量：查手冊取密度ρ=1.05g/cm 塑件體積：V=2.388 cm 塑件質量：根據(jù)有關手冊查得：ρ=1.05g/cm 所以，塑件的重量為： M=V×ρ=2.388×1.05=2.5074g 4.2按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目 根據(jù) （4-1） 得 (4-2) 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機最大注射量，cmз或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g； 單個塑件體積或質量，cmз或g； 4.3估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設定方案如下 10.1cmз 4.4 查表文獻4、2得選用 XS-ZY-125型號注射機 5.澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的設計原則：澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內氣體的排出。 5.1主流道的設計 主流道是指澆注系統(tǒng)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(jù)選用的XS-ZY-125型號注射機的相關尺寸得 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，將主流道設計成圓錐形，起斜度為，取其值為，經(jīng)換算得主流道大端直徑為 圖5.1 主流道示意圖 5.2 分流道的設計 分流道選用圓形截面：直徑D=10mm 流道表面粗糙度 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5.2 圖5 .2 分型面示意圖 5.4澆口的設計 根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)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5.3 圖5.3 澆口示意圖 5.5冷料穴的設計 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結構組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)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(tǒng)凝料一起推出模外。 其設計如下圖（Z字型） 圖5.4 冷料穴示意圖 5.6排氣系統(tǒng)的設計 利用配合間隙排氣是最常見也是最經(jīng)濟的，更具有使用性。 6.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 7.成型零部件的設計 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: =（0.3%--0.8%）/2=0.55% 型腔內徑： =30.15MM 型腔深度： =25.12MM 型芯外徑： =28.54MM 型芯深度： =24.32MM 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 -成形零件制造公差，一般取1/4—1/6； -塑件內形基本尺寸（ 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）； 模架與型腔型芯的計算： 確定型腔尺寸：270*300*50，型腔為定模板直接加工中心加工成型 型芯鑲件尺寸：200*195*59 8.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 長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出8—12 cm，以免出現(xiàn)導柱末導正方向而型芯先進入型腔的情況。 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。 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(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為50—55HRC。 8.2導套的結構設計 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。 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 根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機構可采用推桿推出機構、推件板推出機構。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機構，推桿推出機構結構簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設立五個推桿平衡布置，既達到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的前端應比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm 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(wěn)和不變形。根據(jù)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0.05—0.1cm. 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）： (8-1) 式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; --被包緊部分的深度（cm）; --由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取 ； --磨擦系數(shù)，一般?。? --脫模斜度； L=240.12*2+280.15=520.27MM H=24.32MM Q=520.27MM*24.32MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5) =113.877(KN) 推桿的設計: ①推桿的強度計算 查《塑料模設計手冊之二》由式5-97得 d=（） (8-2) d——圓形推桿直徑cm ——推桿長度系數(shù)≈0.7 l——推桿長度cm n——推桿數(shù)量 E——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q——總脫模力 取 。 ②推桿壓力校核 查《塑料模設計手冊》式5-98 = (8-3) 取320N/mm2 < 推桿應力合格，硬度HRC50～65 9.冷卻系統(tǒng)的設計 冷卻水回路布置的基本原則： a) 冷卻水道應盡量多，b) 截面尺寸應盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應適當； d) 適當布置水道的出入口； e) 冷卻水道應暢通無阻； f) 冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位； 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況，以及冷卻水道的截面積 本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設計算計。 設定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質，其出口溫度為。 9.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 查表3-26得ABS的單位流量為 得 = 9.2 求冷卻水的體積流量V 由式3-41得： (9-1) 查表3-27可知所需的冷卻水管直徑較小。 由上述可知，設計冷卻水道直徑為8符合要求。 10.模具排氣槽的設計 當塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器類和精密塑件，排氣槽將對它們的品質帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設計在分型面之間、推桿預模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值取0.04㎜。 11.校核 11.1整體式圓形型腔壁厚度的計算 按剛度條件計算: 設想用通過型腔軸線的兩平面截面取側壁，得到一個單位寬度長條，該長條可以看作一個一端固定、一端外伸的懸臂梁，。由于長條的寬度取得很小，梁的截面可近似視為矩形。由于該梁承受均勻分布載荷，故最大饒度產(chǎn)生在外伸一端，起值為： (10-1) 式中 --型腔材料彈性模量； --梁的慣性矩，其中，； s—側壁厚度。 應使，則取為一單位寬度，可求得： (10-2) 得 校核條件成立 11.2整體式圓形型腔底板厚度的計算 按剛度條件計算: 整體式圓形型腔底板可視為周邊固定的圓板，在型腔內熔體壓力作用下，最大饒度亦產(chǎn)生在底板中心，其數(shù)值為： (10-3) 應使，則 得 校核條件成立 11.3注射機有關工藝參數(shù)的校核 1）鎖模力與注射壓力的校核 (10-4) --注射時型腔壓力 查參考文獻得 30MPa --塑件在分型面上的投影面積（） --澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（） --注射機額定鎖模力，按GB XS-ZY-125型注射機額定鎖模力為900 得 得 得 符合條件 故選 XS-ZF-125注射機成立 11.4模具厚度H與注射機閉和高度 注射機開模行程應大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離 即滿足下式 (10-5) 式中 --注射機最大開模行程，mm； --推出距離（脫模聚居），mm； --包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度，mm； Sk=72+45=117 條件成立 二．結論 歷經(jīng)近一個月的畢業(yè)設計即將結束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。 在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，特別是模具在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質的飛躍。模具在當今社會生活中運用得非常廣泛，掌握模具的設計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過一個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的求學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。 在這次設計過程中得到了朱永強等指導老師以及許多同學的幫助，使我受益匪淺。在此，對關心和指導過我的各位老師和幫助過我的同學表示衷心的感謝! 三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成三年的學習、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、熱處理、計算機輔助設計等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，在指導老師的協(xié)助和講解下，同時查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具模型，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并利用因特網(wǎng)查閱了大量設計資料，在設計過程中，本人運用了大量的計算機輔助設計，通過對此塑件模具的設計，本人更加熟練了對UG和AutoCAD的運用，同時，學習了軟件新的功能，如Moldflow Plastic Advisers和EMX插件。由于本人設計水平有限，在設計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。 三．謝辭 本次畢業(yè)設計是對我近三年來所學的專業(yè)知識的一次大檢驗，使我能夠將以前所學的知識更加融會貫通，加深了對專業(yè)知識的理解，為以后的工作打下了堅實的基礎。通過這次畢業(yè)設計，我了解了注塑模具設計的全過程，對零件加工工藝分析的過程有了深刻的認識，鍛煉了我分析問題和獨立思考解決問題的能力。 在朱永強老師的細心指導，這次的畢業(yè)設計非常順利，在畢業(yè)設計過程中幫我解答疑難問題，以及引導我的設計思路和方法，以及各位任課老師平時的教導，感謝模具實習期間各位老師的指點，，也感謝謝同學們平時的關懷與幫助，如果沒有你們的細心幫助，我的畢業(yè)設計也就不會那么成功。沒有你們的引導，我也許不會這么用功的學習，也不會有我今天的成績，在此，我表示忠心的感謝！謝謝大家！ 由于本人的能力有限，有不足的地方請各個老師評點。 四．參考文獻 《塑料模具設計與制造》 高等教育出版社 2004 齊衛(wèi)東 主編 《塑料成型工藝與模具設計》 機械工業(yè)出版社 2001屈華昌 主編 《型腔模具設計與制造》 化學工業(yè)出版社 2003章飛主編 《模具設計指導》 機械工業(yè)出版社 2003史鐵梁 主編 《塑料模具技術手冊》機械工業(yè)出版社（《塑料模具技術手冊》編委會編） 《塑料模具設計》 中國科學技術出版社 （馬金駿 編著） 《塑料注射模具設計實用手冊》 航空工業(yè)出版社 （宋玉恒 主編） 《數(shù)字化模具制造技術》 化學工業(yè)出版社 （許鶴峰 閆光榮 編著） 23 畢業(yè)答辯課件 設計題目：化裝品蓋 指導老師：高光亮 塑料摸設計 零件名稱：化妝品蓋 設計要求：表面無劃痕、裂紋、缺陷 生產(chǎn)批量：中批量。未注公差等級MT4級精度要求化妝品蓋摸具（如圖） 一．塑件的工藝性分析 1塑件的原材料分析 朔料品種 結構特點 使用溫度 化學穩(wěn)定性 性能特點 成型特點 結論 ABS 曲面結構表面精度要求較好，光滑，無痕跡 耐溫，耐腐蝕性能較好，耐氣候性較差 有一定的化學穩(wěn)定性，耐酸堿等 有良好的耐化學腐蝕及表面硬度，有良好的加工性能和染色性能 ，有良好的絕緣性，耐油性，和耐水性 流動性好，ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度為93度左右 控制模具溫度，一般在50-70度為宜，模具應用耐磨鋼，并淬火； ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理； ABS易產(chǎn)生熔接痕，故模具設計時應盡量減少澆注系統(tǒng)對流料的阻力； ABS在溫度升高時黏度升高，所以成型時壓力高，故脫模斜度宜稍大為2度。 2 塑件的尺寸精度分析 因塑件重要尺寸只有和，尺寸精度需與化裝品瓶的尺寸相配合，尺寸較小，公差未注，故取精度等級為一般精度MT3，其它塑件的尺寸精度要求不高，所有尺寸可以按MT4查取公差，在模具設計和制造過程中較容易控制這些尺寸。（參考《塑料模設計及制造》附錄E）且壁厚均為0.8mm，塑件成型性能良好，其主要尺寸公差計算結果如下： 型心尺寸： 型腔尺寸： 3塑件的表面質量分析 該塑件要求外觀美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點和印痕，而內表面有較高的尺寸和粗糙度要求。 4塑件的結構工藝性分析 該塑件的尺寸較小，整體結構較簡單，卻帶有曲面特征，根據(jù)塑件的工作要求和表面特征及材料性能，故選一般精度等級四級。 二．成型設備的選擇 1．計算塑件的體積和重量 塑件體積：V=2.388 cm 塑件質量：根據(jù)有關手冊查得：ρ=1.05g/cm 所以，塑件的重量為： M=V×ρ=2.388×1.05=2.5074g 2．計算澆注系統(tǒng)的體積 V 根據(jù)塑件形狀及要求采用一模兩件的模具結構，參考模具設計手冊初選注射機：XS-ZY-60 3.確定成型工藝參數(shù) （1）塑件模成型工藝參數(shù)的確定 查表得出工藝參數(shù)見下表，試模時可根據(jù)實際情況作適當調整。 ABS 硬熱和干燥 溫度50~70 成型時間 注射時間 3~5 時間3~5S 保壓時間 15~30 料筒溫度 后段 210~240 冷卻時間 15~30 中段 230~280 總周期 33~65 前段 240~285 螺桿轉速 28 噴嘴溫度 240~250 后處理 方法 紅外線燈 模具溫度 50~170 溫度 鼓風烘箱100~110 注射壓力p/Ha 70~90 時間r/h 8~12 三．注射模的結構設計 1．分型面的選擇 在選擇分型面是，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響其外觀質量以及成型后能順利脫模取出塑件，設計分型面如下圖所示： 2．型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 該塑件采用一模十件的結構 3．澆注系統(tǒng)的設計 （1）主流道的設計 根據(jù)選用的XS-ZY-60型號注射即的相關尺寸得 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系 取主流道球面半徑：R=10mm 取主流道小端直徑：4.98mm （2） 分流道的設計 分流道選用半圓形截面：半徑R=2mm 流道表面粗糙度3.2 （3）澆口的設計 根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應開設在塑件壁厚出，不影響外觀質量等要求，選用點澆口 4． 推出機構的設計 結合制品的結構特點，模具型腔的結構采用了整體式型腔板，這種結構工作過程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出機構中采用廠組合式推桿，如圖中零件頂桿，這種結構主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側向壓力而折斷。這里采用設計30根推桿，全部與z形的拉料桿固定在頂桿固定板。 5、模具制造與裝配要點 模具采用龍記大水口系統(tǒng)標準模架2525規(guī)格，材料為45鋼，調質到230~270HBS。整套模具零件均采用標準零件，定模板（A板）采用進口淬火不銹鋼，由于型腔的尺寸較小，所以定模板在加工中心直接加工成型。導柱采用正裝形式。 2.4模具工作過程 開模時，定模板與動模從分型面處分開，動模向后運動，Z形拉料桿拉住澆注系統(tǒng)的冷凝料及塑料制品一起向后運動。當主流道中的凝料完全拉出一段距離后， 注射機的頂桿作用在推板上，使得澆注系統(tǒng)中的的冷凝料和小長桿制件在Z形拉料桿和推桿的作用下一起推出，完成脫模過程。合模時，注射機頂桿復位，推桿固定板在復位桿的作用下，回到初始狀態(tài)，動、定模完全閉合?；氐匠尚臀恢?，進入下一個工作循環(huán)。 化妝品蓋子注射模具設計 一 摘要 隨著人們生活水平的提高，市場上的化妝品越來越多，化妝品的增多帶來了化妝品蓋在市場上的需求空間，這就使得化妝品蓋的生產(chǎn)商們需要花更多的心思在蓋的設計上面。化妝品蓋的設計好壞間接的影響了化妝品的銷售；因此，化妝品蓋的設計是否新奇獨特，美觀成了化妝品蓋生產(chǎn)者所首要考慮的問題 關鍵詞 化妝品蓋子 注射模具 設計 Cosmetics cover injection mold design First, abstract Along with the people living standard enhancement, in the market cosmetics are more and more many, the cosmetics increased bring the cosmetics to cover in the market the demand space, this caused the producers which the cosmetics covered to need flowered more thoughts in above the design which covered. The cosmetics cover design quality indirect influence cosmetics sale; Therefore, the cosmetics cover the design novel is whether unique, artisticly became the cosmetics to cover the producer most important consideration the question. Key word Cosmetics cover Injects the mold Design 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 該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化學腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；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.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結合其材料性能，故選一般精度等級：IT5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(shù)：模具溫度： 注射壓力： 保壓力： 注射時間： 保壓時間： 冷卻時間： 成型周期： 三 初步確定型腔數(shù)目 3.1初步確定型腔數(shù)目 根據(jù)塑件的結構及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用一模十腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結構的復雜程度等因素考慮以下兩種型腔排列方式。 方案一 方案二 方案二分流道為非平衡式布置，加工難度大，需多次修模校正，方案一分流道為對稱式布置，較容易實現(xiàn)均衡地進料，據(jù)以上原因，采用方案一。 四 注射機的選擇 4.1 塑件體積的計算 根據(jù)零件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到塑件的體積 V=2.388 cm 澆注系統(tǒng)的體積：V2=2.375cm 塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為V=2.388+2.375=4.763 cm 4.2計算塑件的質量：查手冊取密度ρ=1.05g/cm 塑件體積：V=2.388 cm 塑件質量：根據(jù)有關手冊查得：ρ=1.05g/cm 所以，塑件的重量為： M=V×ρ=2.388×1.05=2.5074g 4.3按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目 根據(jù) （4-1） 得 (4-2) 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機最大注射量，cmз或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g； 單個塑件體積或質量，cmз或g； 4.3估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設定方案如下 圖4.1 澆注系統(tǒng)示意圖 10.1cmз 4.4 查表文獻4、2得選用 XS-ZY-125型號注射機 五 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的設計原則：澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內氣體的排出。 5.1主流道的設計 主流道是指澆注系統(tǒng)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(jù)選用的XS-ZY-125型號注射機的相關尺寸得 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，將主流道設計成圓錐形，起斜度為，取其值為，經(jīng)換算得主流道大端直徑為 圖5.1 主流道示意圖 5.2 分流道的設計 分流道選用圓形截面：直徑D=10mm 圖5.2 分流道示意圖 流道表面粗糙度 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 圖5 .3 分型面示意圖 5.4 澆口的設計 根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)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(tǒng)的結構組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)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(tǒng)凝料一起推出模外。 其設計如下圖（Z字型） 圖5.4 冷料穴示意圖 5.6 排氣系統(tǒng)的設計 利用配合間隙排氣是最常見也是最經(jīng)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 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: =（0.3%--0.8%）/2=0.55% 型腔內徑： =30.15MM 型腔深度： =25.12MM 型芯外徑： =28.54MM 型芯深度： =24.32MM 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 -成形零件制造公差，一般取1/4—1/6； -塑件內形基本尺寸（ 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）； 模架與型腔型芯的計算： 確定型腔尺寸：270*300*50，型腔為定模板直接加工中心加工成型 型芯鑲件尺寸：200*195*59 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8—12 cm，以免出現(xiàn)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(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為50—55HRC。 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 根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機構可采用推桿推出機構、推件板推出機構。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機構，推桿推出機構結構簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設立五個推桿平衡布置，既達到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的前端應比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm 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(wěn)和不變形。根據(jù)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0.05—0.1cm. 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）： (8-1) 式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; --被包緊部分的深度（cm）; --由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取 ； --磨擦系數(shù)，一般??； --脫模斜度； L=240.12*2+280.15=520.27MM H=24.32MM Q=520.27MM*24.32MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5) =113.877(KN) 8.3.2 推桿的設計 ①推桿的強度計算 查《塑料模設計手冊之二》由式5-97得 d=（） (8-2) d——圓形推桿直徑cm ——推桿長度系數(shù)≈0.7 l——推桿長度cm n——推桿數(shù)量 E——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q——總脫模力 取 。 ②推桿壓力校核 查《塑料模設計手冊》式5-98 = (8-3) 取320N/mm2 < 推桿應力合格，硬度HRC50～65 九 冷卻系統(tǒng)的設計 冷卻水回路布置的基本原則： a) 冷卻水道應盡量多，b) 截面尺寸應盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應適當； d) 適當布置水道的出入口； e) 冷卻水道應暢通無阻； f) 冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位； 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況，以及冷卻水道的截面積 本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設計算計。 設定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質，其出口溫度為。 9.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 查表3-26得ABS的單位流量為 得 = 9.2 求冷卻水的體積流量V 由式3-41得： (9-1) 查表3-27可知所需的冷卻水管直徑較小。 由上述可知，設計冷卻水道直徑為8符合要求。 十、模具排氣槽的設計 當塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器類和精密塑件，排氣槽將對它們的品質帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設計在分型面之間、推桿預模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值取0.04㎜。 十一、校核 10.1 整體式圓形型腔壁厚度的計算 10.1.1按剛度條件計算 設想用通過型腔軸線的兩平面截面取側壁，得到一個單位寬度長條，該長條可以看作一個一端固定、一端外伸的懸臂梁，。由于長條的寬度取得很小，梁的截面可近似視為矩形。由于該梁承受均勻分布載荷，故最大饒度產(chǎn)生在外伸一端，起值為： (10-1) 式中 --型腔材料彈性模量； --梁的慣性矩，其中，； s—側壁厚度。 應使，則取為一單位寬度，可求得： (10-2) 得 校核條件成立 10.2整體式圓形型腔底板厚度的計算 10.2.1按剛度條件計算 整體式圓形型腔底板可視為周邊固定的圓板，在型腔內熔體壓力作用下，最大饒度亦產(chǎn)生在底板中心，其數(shù)值為： (10-3) 應使，則 得 校核條件成立 10.3注射機有關工藝參數(shù)的校核 1）鎖模力與注射壓力的校核 (10-4) --注射時型腔壓力 查參考文獻得 30MPa --塑件在分型面上的投影面積（） --澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（） --注射機額定鎖模力，按GB XS-ZY-125型注射機額定鎖模力為900 得 得 得 符合條件 故選 XS-ZF-125注射機成立 10.4模具厚度H與注射機閉和高度 注射機開模行程應大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離 即滿足下式 (10-5) 式中 --注射機最大開模行程，mm； --推出距離（脫模聚居），mm； --包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度，mm； Sk=72+45=117 條件成立 十一 參考文獻 《塑料模具設計與制造》 高等教育出版社 2004 齊衛(wèi)東 主編 《塑料成型工藝與模具設計》 機械工業(yè)出版社 2001屈華昌 主編 《型腔模具設計與制造》 化學工業(yè)出版社 2003章飛主編 《模具設計指導》 機械工業(yè)出版社 2003史鐵梁 主編 《塑料模具技術手冊》機械工業(yè)出版社（《塑料模具技術手冊》編委會編） 《塑料模具設計》 中國科學技術出版社 （馬金駿 編著） 《塑料注射模具設計實用手冊》 航空工業(yè)出版社 （宋玉恒 主編） 《數(shù)字化模具制造技術》 化學工業(yè)出版社 （許鶴峰 閆光榮 編著） 13