肥皂盒注塑模具设计说明书.doc

教学单位 机械工程学院
学生学号
编 号 JX2023JZ4242

本科毕业论文（设计）

题　　目 肥皂盒上盖注塑模具设计
学生姓名　 李 小 院
专业名称　 机械设计制造及其自动化
指导教师　 刘 红 娟

2023 年 05 月 10 日

肥皂盒上盖注塑模具设计

摘要：本次设计的是肥皂盒注塑模具设计，重要是上盖的设计。一方面介绍了塑件的工艺分析，其中涉及塑件设计规定，塑料特性，收缩率及密度等，并根据塑件的大小拟定注射量的大小，最终采用一模两腔，进而拟定注射机为XS-ZY-125型卧式注射机，接着通过对肥皂盒进行工艺的分析和比较，最终设计出一副肥皂盒注塑模。从塑件的材料和成型工艺以及具体模具结构出发，对模具的浇注系统、排气系统、冷却系统以及模具成型部分的结构（顶出机构、推出机构等）进行具体的设计，同时并简朴的编制了塑件加工工艺。通过整个设计过程表白该模具可以达成塑件所规定的加工工艺，并生产出合格的产品。本次设计的重要任务是对选定的肥皂盒进行简朴分析之后进行造型设计，同时设计出较好的注塑模具，以实现肥皂盒的自动化生产，提高产量。根据肥皂盒的具体结构和计算数据表白该模具应当采用点浇口的单分型面注射模具。最后通过模具设计与校正表白该模具能达成肥皂盒的表面质量规定和加工工艺规定。
关键词：塑件结构；塑件工艺；模具设计

The soap box injection mold design

Abstract：This design is the soap box injection mold design. Firstly introduces the analysis of the technology of plastic parts design requirements including plastic parts, plastic characteristics, shrinkage and density etc., and according to the size of the plastic parts to determine the injection amount, use one module and two cavities, and then determine the injection machine for the XS - ZY - 125 type horizontal injection machine. Then through the analysis and comparison of the soap box process, the final design out a pair of soap box injection mold. From the product of the material and forming process and die structure, the specific of mould gating system, exhaust system, cooling system and mold forming part of the structure and the ejection mechanism, launch mechanism and so on carries on the detailed design, at the same time and simple formulation of the plastic parts processing technology. Through the whole design process shows that the mould can achieve plastic parts required processing technology, and produce the qualified product. This design is the main task of the soap box to carry on the simple analysis of the selected modelling design, good injection mold design at the same time, so as to realize the automation production, soap box to increase production. The soap box according to the specific structure of the mould is point gate single parting surface injection mould, use two plate cold runner. Finally through the mold design shows that the mould can achieve the soap box surface quality and processing requirements.
Key words：Plastic parts structure, Plastics technology；Mold design

目 录

1 绪 论………………………………………………………………………… 1
1.1 肥皂盒的发展……………………………………………………………… 1
1.2 模具………………………………………………………………………… 2
1.2.1 模具行业的发展……………………………………………………… 2
1.2.2 模具的类别…………………………………………………………… 4
2塑件的工艺设计 ……………………………………………………………… 8
2.1塑件设计规定……………………………………………………………… 8
2.2塑件的材料………………………………………………………………… 9
2.2.1ABS ……………………………………………………………………… 9
2.2.2塑件材料的拟定………………………………………………………… 9
2.2.3收缩率与密度……………………………………………………………10
2.2.4塑件与模具………………………………………………………………11
2.3塑件的尺寸与结构………………………………………………………… 11
2.4注塑机的选用……………………………………………………………… 12
3模具设计……………………………………………………………………… 14
3.1分型面的设计……………………………………………………………… 14
3.2模具结构的选择…………………………………………………………… 16
4模具的型腔和型芯…………………………………………………………… 18
4.1型腔………………………………………………………………………… 18
4.2型芯………………………………………………………………………… 19
4.3模具中心距………………………………………………………………… 21
5浇注系统设计………………………………………………………………… 22
5.1主流道的设计……………………………………………………………… 22
5.2流道的尺寸拟定…………………………………………………………… 23
5.3拉料杆……………………………………………………………………… 23
5.4浇口………………………………………………………………………… 24
6模具结构的设计……………………………………………………………… 25
6.1推出系统…………………………………………………………………… 25
6.2排除系统…………………………………………………………………… 26
7校 核……………………………………………………………………………27
7.1整体式圆形型腔底板厚度………………………………………………… 27
7.2注塑机有关参数校核……………………………………………………… 27
8模具冷却系统………………………………………………………………… 29
8.1冷却回路面积……………………………………………………………… 29
8.2冷却水体积的计算………………………………………………………… 30
9注射模零件及总装技术规定……………………………………………………32
9.1零件技术规定……………………………………………………………… 32
9.2零件总装规定……………………………………………………………… 32
9.3工作原理…………………………………………………………………… 32

参考文献…………………………………………………………………………33

谢辞………………………………………………………………………………34

1 绪 论
1.1肥皂盒的发展
肥皂作为一种常见的家用品而被人们所知，无论是豪华的别墅还是简朴的房间，还是其他一些地方，肥皂作为一种常用家用品而成为了我们生活必需品。肥皂作为一件生活必需品而多样就注定了承载它的肥皂盒的样子也是多种多样并且各具特色，用以满足不同家庭的需求。
就目前而言，市场上有许许多多五花八门的肥皂盒，他们有的偏向于外观设计，所以他们的样子就千奇百怪，有的像一颗美艳的桃子，而有的则更像一艘精美的小船，当然也有的更像是胖嘟嘟的兔子等等；当然在设计过程中，有许多设计人员更多考虑他的材料、以及实用的便捷性等。比如合金类的肥皂盒具有耐腐蚀，防刮擦，表面富有光泽，历久弥新，鲜艳的色彩及质地富有变化等特点，使浴室极富个性，彰显个人品位。而有的塑料肥皂盒产品外观时尚，功能奇特，就像吸盘式肥皂盒，它充足运用了墙角空间，使环境井然有序，并且强力吸盘固定的方式，无需黏贴或打钉，并且不会破坏墙面，轻轻一吸即可牢牢固定在光滑的表面，不会导致滑落，耐重力强，可摆动放各种沐浴用品，美化视觉，合用于瓷砖、塑料、玻璃、不锈钢光滑平面。而木制肥皂盒多采用上等松木，不仅色泽优美，质地高端，且有透明无害漆防水作保护。
肥皂盒在生活中应用相称广泛，几乎每家每户都会用到，所以对此的设计就显得尤为重要。据调查了解，许多肥皂盒造型的确相称好看，可是模具设计却较为困难，因此成本较高，市场价格也相称的高，而作为一种简朴打家用品，昂贵的价格会使人们觉得物有不值；此外有些颜色不够特别，并且肥皂盒内容易积水，肥皂也就容易软化，也会给人们生活带来一些不便。
我本次设计的目的重要是解决肥皂内积水导致肥皂软化从而缩短肥皂的使用寿命的问题。我设计的肥皂盒是在上盖上打小槽，肥皂放在上盖上，这样水会沿槽斜度往下盖流，水积在下盖里，上下盖之间有一定的距离，就可以保证在一定的时间里水不会溢到上盖的肥皂上，当具有一定积水后手动倒掉即可，这样即保证了肥皂的运用率，又能保证房间的整洁，并且在上盖之上也可以添加一些独特的设计，以满足人们对其外观的需要。我本次设计的较为简朴，其设计方案通过Pro/E建模如图：。
图1 上 盖 图
1.2 模具
模具是工业生产上用以冲压、吹塑、压铸、注塑、挤出或锻压成型、冶炼等方法得到所需产品的各种模子和工具。 换言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件组成。它重要是通过改变所成型材料物理状态来实现制品外形的加工，素有"工业之母"的称号[1]。
模具的工作原理是在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件。广泛用于冲裁、锻压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的吹塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓和内腔形状，应用品有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)，应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般涉及动模和定模(或凸模和凹模)两个部分，两者可分可合，分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是一种精密工具，形状复杂，能承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高规定，所以模具生产水平的发展是机械制造水平的重要标志之一。
1.2.1模具行业的发展
近年来，我国模具产销规模逐年攀升，前瞻产业研究院发布的《中国模具制造行业产销需求预测与转型升级分析报告前瞻》显示，2023-2023年，我国模具的工业总产值由908.66亿元增长至1845.13亿元，销售收入由861.96亿元增长至1816.20亿元。市场规模的连续扩大，显示了模具行业广阔的发展前景。虽然我国模具总产量位居世界第三，但我国生产技术较其他国家落后许多。我国模具行业是大而不强，模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例只有30%左右，国外在50%以上。前瞻产业研究院监测数据显示，2023年，我国模具产量达2114.04万吨，较上年增长102.12%，增速也较上年大幅提高;而2023年，我国模具工业总产值增长率为9.81%，较上年的18.82%有所下降。产量增速的提高与产值增速的下降也反映了我国模具产品的附加值较低。
模具行业是一个需长期积累经验的行业，一个模具师傅起码要有2到3年的实践经验，一个精通模具设计的工程师也要有5到8年的经验积累。但由于传统教育对模具人才的培养局限性和坚持学习到最后的人较少等因素，我国模具人才的缺口较大。以广东为例，据业内人士估计，广东省大大小小的模具公司约有6000多家，以平均每家需要100名技术工人来算，广东的模具人才需求量达60万人，而全省的模具从业人员一共约有20多万，单就广东一省来看，其人才缺口就达40万人。
1.2.2塑料模具的分类
塑料模具从大的方面来说重要分为冷流道注塑模和热流道注塑模。而冷流道模具按其结构分为两板模具和三板模具[2]。两板模具又称单一分型面模，是注塑模中最简朴的一种，它以分型面为界面将整个模具分为两部分：动模和定模。一部分型腔在动模，另一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道开设在分型面上，开模后，制品和流道留在动模，动模部分设有顶出系统。而三板模又称细水口模 ：有两个分型面将模具提成三部分，比两板增长了浇口板，合用于制品的四周不准有浇口痕迹的场合，这种模具提成采用点浇口，所以叫细水口模，这种模具结构相应复杂些。启动动力用山打螺丝或拉板。
塑料模具按照折叠成型分类又分为注射成型、压缩成型、挤塑成型，中空成型等等；
（1）注射成型：是先把塑料加入到注射机的加热料筒内，塑料受热熔融，在注射机螺杆或柱塞的推动下，经喷嘴和模具浇注系统进入模具型腔，由于物理及化学作用而硬化定型成为注塑制品。注射成型由具有注射、保压（冷却）和塑件脱模过程所构成循环周期，，因而注射成型具有周期性的特点。热塑性塑料注射成型的成型周期短、生产效率高，熔料对模 具的磨损小，能大批量地成型形状复杂、表面图案与标记清楚、尺寸精度高的塑件；但是对于壁厚变化大的塑件，难以避免成型缺陷。塑件各向异性也是质量问题之 一，应采用一切也许措施，尽量减小。
(2)压缩成型：俗称压制成型，是最早成型塑件的方法之一。压缩成型是将塑料直接加入到具有一定温度的敞开的模具型腔内，然后闭合模具，在热与压力作用下塑料熔融变成流动状态。由于物理及化学作用，而使塑料硬化成为具有一定形状和尺寸的常温保持不变的塑件。压缩成型重要是用于成型热固性塑料，如酚醛模塑粉、脲醛与三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纤维增强酚醛塑料、环氧树脂、DAP树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等的模塑料，还可以成型加工不饱和聚酯料团（DMC）、片状模塑料（SMC）、预制整体模塑料（BMC）等。一般情况下，经常按压缩膜上、下模的配合结构，将压缩模分为溢料式、不溢料式、半溢料式三类。
(3)挤塑成型：是使处在粘流状态的塑料，在高温和一定的压力下，通过具有特定断面形状的口模，然后在较低的温度下，定型成为所需截面形状的连续型材的一种成型方法。挤塑成型的生产过程，是准备成型物料、挤出造型、冷却定型、牵引与切断、挤出品后解决（调质或热解决）。在挤塑成型过程中，注意调整好挤出机料筒各加热段和机头口模的温度、螺杆转数、牵引速度等工艺参数以便得到合格的挤塑型材。特别要注意调整好聚合物熔体由 机头口模中挤出的速率。由于当熔融料挤出的速率较低时，挤出物具有光滑的表面、均匀的断面形状；但是当熔融物料挤出速率达成某一限度时，挤出物表面就会变 得粗糙、失去光泽，出现鲨鱼皮、桔皮纹、形状扭曲等现象。当挤出速率进一步增大时，挤出物表面出现畸变，甚至支离和断裂成熔体碎片或圆柱。因此挤出速率的控制至关重要。(4)压注成型：亦称铸压成型。是将塑料原料加入预热的加料室内，然后把压柱放入加料室中锁紧模具，通过压柱向塑料施加压力，塑料在高温、高压下熔化为流动状态，并通过浇注系统进入型腔逐渐固化成塑件。此种成型方法，也称传递模塑成型。压注成型合用于各低于固性塑料，原则上能进行压缩成型的塑料，也可用压注法成型。但规定成型物料在低于固化温度时，熔融状态具有良好的流动性，在高于固化温度时，有较大的固化速率。
(5)中空成型：是把由挤出或注射制得的、尚处在塑化状态的管状或片状坯材趋势固定于成型模具中，立刻通入压缩空气，迫使坯材膨胀并贴于模具型腔壁面上，待冷却定型后脱模，即得所需中空制品的一种加工方法。适合中空成型的塑料为高压聚乙烯、低压聚乙烯、硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根据型坯成型方法的不同，中空成型重要分为挤出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型两种。挤出吹塑中空成型的优点是挤出机与挤出吹塑模的结构简朴，缺陷是型坯的壁厚不一致，容易导致塑料制品的壁厚不匀。右图是挤出吹塑中空成型原理示意图。注射吹 塑中空成型的优点是型坯的壁厚均匀、无飞边，由于注射型坯有底面，因此中空制品的底部不会产生拼和缝，不仅美观并且强度高。缺陷是所用的成型设备和模具价格贵，故这种成型方法多用于小型中空制品的大批量生产上，在使用上没有挤出吹塑中空成型方法广泛[3]。
除此之外，尚有泡沫塑料成型模具、玻纤增强塑料低压成型模具等等，我们现在常用的热流道有两种：
1）加热流道模
2）绝热流道模。

2 塑件的工艺设计
2.1 塑件设计规定
肥皂在我们生活中非常的普遍，所以使得肥皂盒变的多种多样。我本次设计的肥皂盒结构较为简朴，重要是提高肥皂的使用寿命;当然也有些缺陷，那就是积在下盖的积水需人工手动倒出,但是这样可以保证浴室的清洁，本次设计是以上盖为主，下盖为辅。在上盖的设计中重要要解决以下几个问题：
1 肥皂放到上盖上，保证肥皂与四周突出的椭圆以点接触出；
2 上盖上开一个槽，使水可以沿着曲面流人下盖；
3 设计浇口时要保证肥皂盒表面质量，不能留有熔接痕等缺陷；
4 设计推杆机构时，要保证其不会导致肥皂盒的缺陷；
5在开模时需保证塑件可以由推杆顶出，且不会导致肥皂盒缺陷。
6 保证肥皂盒表面质量和表面粗糙度规定，不能有明显的加工痕迹；
2.2 塑件材料的选择
2.2.1 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS）
基本特性： ABS是由丙烯腈，丁二烯，苯已烯共聚而成的。这三种组分赋予ABS不同的性能，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯已烯使它有良好的加工性和染色性能。
ABS无毒，无味，不透明，纯净的ABS树脂呈浅象牙色，成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.05g/cm3左右， 吸水率为0.2%～0.7%.。ABS属于硬而韧的热塑性材料，具有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降，具有较好的低温任性，ABS还具有优良的耐蠕变性。有良好的力学强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水，无机盐，碱，酸类对ABS几乎无影响，在酮，醛，氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。通过调色可配成任何颜色。其缺陷是耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变形温度约为93℃左右。耐气候性差，在紫外线和氧、热的作用下易氧化降解。
根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同规定和应用与不同环境。由此可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型、耐寒性、阻燃性等。
重要用途：ABS在机械工业上用来制造齿轮、轮轴、泵叶、承把、手管，电、机外壳、水箱外壳、蓄电池、模冷藏库和冰箱实衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、热空气调节导管、扶手、加热器等。尚有用ABS夹层板制小轿车车身，ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等[5]。
成形特点：ABS熔体粘度适中，在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模仿斜度宜稍大一般取1°左右；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥解决；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对熔体的阻力；在正常和成型条件下，壁厚通常取1.5～5.0mm，熔粒子温度及收缩率影响极小。规定塑件精度高时，加工温度不能超过250℃，模具温度可控制在某种限度上60-70℃，规定塑件光泽和耐热时，应控制在60-80℃。
2.2.2 塑件材料的拟定
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时它具有强吸湿性，属于无定形聚合物，熔体黏度适中，收缩率较小（0.3%-0.8%），加工性能良好，所以塑件尺寸稳定性好。为此拟定使用材料为：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS） 。
2.2.3 塑料的收缩率及密度
表2-1材料性能参数
材料
代号
密度
（kg.m-3）
收缩率
（%）
模具温度
（℃）
注射压力P注
（Mpa）
最大不溢料间隙/mm
PE
940-960
1.5-3.6
60-70
60-100
0.02
PP
900-910
1.0-2.5
80-90
70-100
0.03
ABS
1050
0.3-0.8
60-70
60-100
0.04
PVC
1380
0.6-1.5
30-60
80-130
0.03
由表1知丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的收缩率（0.3-0.8）% 。由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率小，所以在选择聚丙烯的收缩率时应考虑使用小的收缩率拟定收缩率值为0.55% ，其平均密度为1.050g/cm3 。
2.2.4 塑件与模具
就注塑而言，由于所使用材料的性能不同使得对于不同种类的塑料在工艺性能、成形结构方面也有许多差异，所认为了拟定塑料的工艺性能、成形特性，并成型过程中充足运用其特性来获得优质的塑料制件。所以了解塑料种类与模具的关系就尤为重要了。

表2-2 塑料种类与模具设计关系
塑料
特性
注意事项
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS
1， 升温时粘度较高，成型压力较高
2， 宜吸水
3， 正常和成型条件下，壁厚，熔粒子温度及收缩率影响极小
1， 塑料上的脱模斜度宜稍大
2， 规定塑件精度高时，需要控制模具温度
塑件的成型规定：
1 熔体温度较高时，粘度较大，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；
2 ABS易吸水，成型加工前应进行干燥解决。
3 ABS属于无定形聚合物，无明显熔点，熔体黏流温度为160℃左右，分解温度达250℃。
塑料成型工艺参数：
模具温度：60℃--70℃
喷嘴温度：200℃左右
料筒温度：前段温度：200℃--210℃
中段温度：210℃--220℃
后段温度：180℃--200℃
注射压力：70—90MPa
注射机类型：螺杆式
保压压力：50--70 MPa
喷嘴形式：直通式
注射时间：3—5S
保压时间：15—30S
冷却时间：15—30S
成形周期：40—70S
后解决：红外线烘箱。
2.3 塑件的尺寸精度
塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。为了减少模具加工难度和制导致本，在满足塑件使用的前提下，用较低的尺寸公差精度等级[6]。
表2-3 塑件有关尺寸精度等级参数
基本尺寸/mm
精度等级
1
2
3
4
5
6
7
8
公差数值/mm
--3
0.04
0.06
0.08
0.12
0.16
0.24
0.32
0.46
3—6
0.05
0.07
0.08
0.14
0.18
0.28
0.36
0.56
6--10
0.06
0.08
0.10
0.16
0.20
0.32
0.40
0.64
10--14
0.07
0.09
0.12
0.18
0.22
0.36
0.44
0.72
14--18
0.08
0.10
0.12
0.20
0.24
0.40
0.48
0.80
18--24
0.09
0.11
0.14
0.22
0.28
0.44
0.56
0.56
24--30
0.10
0.12
0.16
0.24
0.32
0.48
0.64
0.96
30--40
0.11
0.13
0.18
0.26
0.36
0.52
0.72
1.00
40--50
0.12
0.14
0.20
0.28
0.40
0.56
0.80
1.2
50-65
0.13
0.16
0.22
0.32
0.46
0.64
0.92
1.4
65-85
0.14
0.19
0.26
0.38
0.52
0.76
1.0
1.6
85-100
0.16
0.22
0.30
0.44
0.60
0.88
1..2
1.8
100-120
0.18
0.25
0.34
0.50
0.68
1.0
1.4
2.0
120-140

0.28
0.38
0.56
0.76
1.1
1.5
2.2

表2-4塑件精度等级参数
塑料品种
建议采用精度等级
高精度
一般精度
低精度
ABS
MT2
MT3
MT5
由塑件的工作环境知道工件的精度规定较高，所以精度等级选择的一般精度由表1、表2可查得模具加工时的各尺寸工差。 塑件尺寸较小，且塑件整体结构简朴，带有一些曲面特性。上盖上表面有六个椭圆突出，在与下盖配合的边沿处也是曲面相接，所以对于肥皂盒上表面精度规定较高，而下表面为非工作面，精度规定相对较低，再结合其材料性能，故选一般精度等级：五级。
2.4注射机的选用
注塑机的选用直接关系到生产公司的经济效益以及能否生产出合格的产品，对于注塑模具来说，如何选择与之相匹配的注塑机，是一件十分重要的事情。
按照图1塑件所示尺寸近似计塑件体积：
≈26cmз
估算浇注系统的体积，其初步设定方案如下 ：

图2浇注系统示意图

10.1cmз
　　总质量　Ｍ＝30.1＊1.035＝31.1531ｇ　　．

制件总胀形力＝制品胀兴力＋流道胀兴力＝144.83tf　，
所需锁模力F≤制件总胀形力／80％＝181.0375tf，所以选择注塑机所模力应当在200～250之间，最后选择250tf。
额定注射量＝31.1531／80％＝38.94g。
　综上，查表5－1选择XS-ZY-125型号注射机。

３ 模 具 设 计
模具是进行制造产品零件，涉及冲件、塑件、锻件、橡胶件、玻璃与陶瓷件等成型加工的专用成型工具、专用工装，也是专用技术产品。模具将根据制造业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度、表面质量等技术规定与生产批量，进行专门设计与制造。模具是制造业的核心技术装备。因此，模具设计的先进性、准确性就显得尤为重要。
3.１分型面的设计
在模具设计阶段，我们需要决定模具的类型，并选择型腔、型芯以及模具底板的材料、尺寸。具体设计时，一方面拟定开模方向以及分型面的位置，然后拟定型芯和型腔长度、宽度、高度三个方向的尺寸，接着选择模具的底板，并使镶件尽也许简朴紧凑的排列。由于后续的分析都是在设计模具的基础上进行的，所以设计对于一优良的模具十分重要。
一方面，分型面是动模与定模相接触的表面，它的重要作用是紧密的密封型腔，以防止熔体溢漏。另一方面是拟定模具的开模方向为轴向开模，这样设计较为简朴。在拟定分型线之后，就是分型面。分型面是指型腔、型芯以及制品相接触的位置。由于型腔和型芯在分型面出接触，只要型腔与型芯有任何显著的偏转，就会导致间隙的出现，使熔体进入间隙而形成飞边，在分型面出任何型腔或者型芯的缺陷都会导致间隙使熔体进入其中[7]。
选择分型面时的考虑方向：
〈1〉 塑件开模后留在动模上
〈2〉 分型面的痕迹不影响塑件的外观
〈3〉 浇注系统和浇口的合理安排
〈4〉 推杆的痕迹不露在塑件的外观上
〈5〉 使塑件易于脱模
由上可知：该塑件的分型面应选择在塑件的上下表面交界处，这样有助于塑件的成型加工，有助于保证塑件表面的加工规定。在分模以后，塑件的整体将留在动模侧，而对于推杆的设计，而采用塑件的底面形状（圆弧度）的面积，这样既增大了推出力，又减小了推杆的痕迹的存在。

图3 分型面的选择图
与多型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成型的工艺条件容易控制、模具结构简朴紧凑、模具制导致本低、制造周期短等特点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔应收更为合适的形式，它可以提高生产效率，减少塑件的整体成本。
型腔数目的拟定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等规定来考虑。
根据注射机的额定锁模力F的规定来拟定型腔数目n，即
2-1
式中 F――注射机额定锁模力（N）
p――型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）
、――分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）
大多数小型件常用多型腔注塑模，而高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，根据上述公式估算，采用一模两腔。
由于一模二腔，所以塑件的尺寸为竖直方向，取得标准模架的周界尺寸为浇注系统设计及流道的布局：
3.2模具结构的选择
当型芯和型腔拟定以后，就可以进行下一步的模具设计以及模具底板的选择。采用适当的尺寸和材料来制造模具底板是十分重要的，由于模具底板的任何错误都会导致大量的时间及金钱的浪费。为了拟定底板的尺寸，我们需要合理安排型腔的分布并设计好冷却系统和浇注系统等。
由于肥皂盒结构简朴故采用型腔沿直线分布。模具材料采用较为常用的材料及AISI P20 。
我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个，此外还制订了塑料注射模具的标准模架，分《中小型模架》（GB/T12556.1—90）和《大型模架》（GB/T12555.1—90）两种。《中小型模架》标准中规定，模架的周界尺寸范围为：≤560，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3和A4四个品种[8]。
表3-1 四种模架的组成、功能及用途
型号
组成、功能及用途
A1型
定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，合用于立式和卧式注射机。
A2型
动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，合用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具
A3型
定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设立了一块推件板，用于推件板件的模具，合用于立式和卧式注射机。
A4型
动、定模均采用两块模板，它们中间设立了一块推件板，用于推件板件的模具，合用于立式和卧式注射机。
根据模具型腔、型芯分布以及各模架功能最总选用A1型模架。中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100×L、125×L、160×L、180×L、200×L、250×L、315×L、355×L、400×L、450×L和500×L等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：×，再根据所选取的模架规格可通过标准模架。表查得上、下模板的厚度为，垫板厚度为。

４ 模具的型腔、型芯
在成型加工过程中，聚合物熔体必须完全充满型腔。因此，为了保证熔体可以从浇口位置充满至型腔边沿，必须拟定成型零件的壁厚和浇口位置。型腔填充的目的不仅要保证熔体可以完全填充模具，避免不均匀填充或过保压，并且要控制熔体流动，使其以一种抱负的方式进行[9]。
4.1型腔工作尺寸计算
模具型腔是模具和塑件的接触处，其尺寸的公差直接影响了塑件工作性能和表面的粗糙度，为此工件的型腔尺寸应做到在保证工件的质量的前提下有足够的加工余量。
ABS塑料的收缩率是0.3%--0.8% 。
平均收缩率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55%
型腔内径： 4-1
型腔深度： 4-2
型芯外径： 4-3
型芯深度： 4-4
型腔径向尺寸（mm ）;
- 塑件外形基本尺寸（mm）;
-塑件平均收缩率；
-塑件公差（参考文献[4]）
-成形零件制造公差，一般取1/4—1/6；
-塑件内形基本尺寸（ mm）;
-型芯径向尺寸（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）；
型腔尺寸计算
基本尺寸/mm 公差值/mm 计算
100 0.44
4 0.14
30 0.24
104 0.5
324