肥皂盒底盖成型分析及模具设计

【摘要】对肥皂盒使用的材料进行分析，适合注塑成型。确定模具结构，从分型面的选择、浇注系统、导柱导向机构、脱模机构等方面进行分析，完成肥皂盒模具的设计。

【关键词】成型 模具 注塑

肥皂盒是日常用品，肥皂盒底座结构比较简单，为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起的曲面，并在底座水平放置面处开了漏水孔。为了防止使用香皂后手滑，特别将肥皂盒侧面设计成了内凹的曲面，三维图如图1所示。

一、PVC塑料特点

PVC是无定形料，吸湿性小，但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解。成型温度范围小，必须严格控制料温；用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径易大，以防死角滞料，滞料必须及时处理清除；浇注时产品需要预热到70～90度，预热时间为4～6小时；成型温度：230～330℃ 成型时间为40～130秒。

二、模具设计

（一）分型面的选择。

分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜，选择曲线分型面。

（二）型腔数目的决定及排布。

我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C0，每小时注射制品成型的加工费用为y（元/h），成型周期为t（min），则：

为使总的成型加工费用最少，即令=0，则有 ：

对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过4个，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局。

（三）浇注系统的设计。

1.主流道设计：

主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：

⑴ 主流道圆锥角α=2o～6o，对流动性差的塑件可取3 o～6o，内壁粗糙度为Ra0.63μm。

⑵主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。

⑶在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。

2.冷料穴的设计

冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。我们这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料穴，其结构如图2：

（1）定位圈；（2）冷料穴；（3）推杆；（4）动模板。

3.分流道的设计

分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。

①分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，因为圆形截面

分流道的效率是分流道中效率最高的。

②分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径。

③分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。

④分流道与浇口的连接：分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及充填。

三、导柱导向机构的设计

为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。

导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种，我们这里选取导柱导向机构。

四、脱模机构的设计

因制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同，常用推杆的截面形状为圆形。推杆又可分为普通推杆与成型推杆两种，我们这里选用普通推杆。

参考文献：

[1]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].高等教育出版社，2009.

[2]塑料模具设计手册编委会，塑料模具设计手册[M].机械工业出版社，2004.

[3]叶久新，王群.塑料制品成型及模具设计[M].湖南科学技术出版社，2003.