肥皂盒的创新设计

黑龙江农业经济职业学院

毕业论文

肥皂盒的创新设计

* 名： * * 指导教师： * * * 专 业： 机电一体化技术 班 级： 1 2 2

2014年10月30日

黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文

目 录

摘 要 ····································· 1 前 言 ····································· 2 1 设计与改良前的调查······························· 3

1.1 肥皂盒的弊端调查与解决方法 ························ 3 1.2 肥皂规格市场调查 ····························· 3 2 材料的选用 ·································· 3 3 肥皂盒模型的建立与改良····························· 4

3.1 肥皂盒底的设计······························ 4 3.2 肥皂盒中层设计······························ 5 3.3 肥皂盒上层 ······························· 5 3.4 肥皂盒侧面连接处 ····························· 6 4 肥皂盒模具制作过程的简单介绍 ·························· 6

4.1 塑件的工艺参数······························ 6 4.2 初步拟定模具成型方案 ··························· 6 结 论 ····································· 8 参考文献 ···································· 9 致 谢 ···································· 10

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肥皂盒的创新设计

摘 要：我设计的该肥皂盒是根据人们的需求所设计的,这款肥皂盒的外观非常精美，而且有着良好的工艺性，最主要的就是解决了肥皂盒底部积水与肥皂浸泡在一起的问题，并且肥皂上的水渍不会外漏到室内。并且采用三维绘图的方法对肥皂盒的总体设计及改良过程作了介绍。

关键词：肥皂盒，三维制图，创新设计。

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前 言

肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。同时市场上也有各种各样的肥皂盒，形状各异，有些是做成水果造型，有些是动植物造型，以此来吸引顾客目光，以引发人们的购买欲。但归根到底，肥皂盒的主要功能还是装肥皂，这个功能的好坏才是主要的。我也找出当前市场上一般的肥皂盒普遍存在的问题。并对此提出相应的改进措施。

下面就是我创新设计的具体过程。

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1.设计与改良前的调查

1.1 肥皂盒的弊端调查与解决方法

表 1 意见调查表

提问 肥皂盒有哪些弊端 外观上有什么建议 仔细观察意见调查表（表1），我们不难发现，目前我们使用的肥皂盒一般存在下面几种缺点:

（1）盒底会形成积水，使肥皂软化，降低肥皂使用寿命。 （2）图案单调，而且不防滑。

（3）如果盒底增加排水孔就会造成房间湿漉漉的。

（4）肥皂与盒底以面接触，肥皂使用后容易黏在盒底，下次取用不方便。

针对上述缺点我们采取下面一系列措施进行改进：与肥皂接触的面一定要采用排水孔结构，避免形成积水。同时这个面采用曲面结构，并在上面设计几个椭圆突出，使肥皂与肥皂盒的接触为点接触，避免肥皂黏在肥皂盒上。而装肥皂的装置改为一个单独的中间层结构，中间层下面才是肥皂盒盒底，盒底与中间层最低点有一定距离，保证在一定时间内盒底的积水不会浸泡到肥皂。这样肥皂上的水就会通过排水孔流到盒底，盒底的积水在下次使用肥皂时可以手动去除。

回答 易碎，积水与肥皂浸泡，肥皂易与肥皂盒底粘在一起。 多一些卡通图案，多一下雕纹，边角要尽量圆滑。 在用途上有哪些改进意见 增加通风口，增加防滑底座。 1.2 肥皂规格市场调查

表 2 品牌肥皂规格调查表

品牌 京九 立白 奇强 雕牌

根据表2可得知，市场上大部分洗衣皂的规格大小相差还是不大的，一块普通的肥皂基本上都在200g左右，但也有一些小厂家生产出来的肥皂比如“京九”生产出的肥皂还是较大厂家生产出来的肥皂要小一些。尺寸上也不会像以前的老式肥皂那么长了，基本上都能控制在110mm以下，宽也不会超过70mm，高都在30mm左右。

202 108 67 28 202 105 65 30 202 100 65 30 质量（g） 180 长（mm） 97 宽（mm） 57 高（mm） 28 2. 材料的选用

现在市场上的肥皂盒多数是用聚丙烯（PP）和ABS塑料制作而成的。

聚丙烯（PP）：常见塑料中较轻的一种，其电性能优异，可作为耐湿热高频绝缘材料应用。

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PP属结晶性聚合物，熔体冷凝时因比容积变化大、分子取向程度高而呈现较大收缩率(1.0％-1.5％)。PP在熔融状态下，用升温来降低其粘度的作用不大。因此在成型加工过程中，应以提高注塑压力和剪切速率为主，以提高制品的成型质量。

聚丙烯（PP）特性，结晶料，湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔.凹痕，变形。冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压时容易取向，模具温度低于50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。.塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。

ABS塑料：ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS具有良好的耐化学腐蚀和表面硬度，有良好的加工性能及染色性能。且无毒、无味、呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，ABS综合性能好，冲击强度较高，化学性能稳定。所以选则它为材料。ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。

综上所述，根据成型特性和环保特性，选择ABS塑料比聚丙烯（PP）作为肥皂盒的加工材料较好。

3. 肥皂盒模型的建立与改良

由于本人的建模技术有限，所以所创建模型并不是非常美观，在肥皂盒的外形上也并没有采用比较漂亮的造型，而是采用了更加简单而传统的长立方棱角的造型方式，不过主要的功能和改良后的形状还是能通过这个模型表达出来的。

如图1 所示：

图1 肥皂盒整体

3.1 肥皂盒底的设计

肥皂盒底采用的是存水的设计，这样的肥皂盒底能防止积水洒到室内，肥皂盒底上部的四个突起起到了固定中间层（如图2）的作用，肥皂盒底的底部采用的四个突起（如图3），起到肥皂盒防滑的作用。

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图2 肥皂盒底上部 图3 肥皂盒底下部

3.2 肥皂盒中层设计

这样的肥皂盒中层的设计能有效的解决了肥皂盒中积水的问题，肥皂盒中层采用长方形漏水短管（如图4）这样的造型能将肥皂带下来的水直接通过漏水槽直接漏到盒底，使肥皂盒上的水渍不会外漏到室内同时中层采用了曲面结构和六个突起使肥皂不会再粘在肥皂盒上(如图5)，方便了肥皂的取用。不过由于中间层下漏的肥皂水渍漏到肥皂盒底层需要手动去除，这方面稍显不足。不过由于可以在每次使用肥皂是手动去除上次的积水，所以问题不大。

图4 肥皂盒中层底部 图5 肥皂盒中层上部

3.3 肥皂盒上层

肥皂盒上盖采用的是较大的空间的设计（如图6），这样即使购买的肥皂稍微在大一点也能装下了。

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图6 肥皂盒上盖

3.4 肥皂盒侧面连接处

肥皂盒侧面的连接，我采用的是（如图7）活动杆连接方式，这种连接方式使肥皂盒上部与肥皂盒下部连接（如图8）稳固防止分离。

图7 肥皂盒连接杆 图8 肥皂盒侧面连接效果图

4. 肥皂盒模具制作过程的简单介绍

4.1 塑件的工艺参数

干燥条件：80-90℃ 2小时 成型收缩率:0.4-0.7%

融化温度：210-280℃（建议温度：245℃） 成型温度：200-240℃

注射速度：中高速度收缩率:0.4-0.7%

模具温度：25-70℃（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低） 注射压力：500-1000bar。

4.2 初步拟定模具成型方案

塑件的结构较简单，考虑到经济效益，所以模具采用一模两腔的形式。 对于设计盒盖注塑模具，有以三个成型方案可供选择： (1) 模具总体的设计方案

方案一：采用一模两腔，采用直接浇口，浇口设置在肥皂盒底部，用推杆脱模机构脱模。

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方案二：采用一模两腔，分型面设在塑件中心平面处，采用点浇口，浇口设底部中心处，用推杆脱模机构脱模。

方案三：采用一模两腔，分型面设在塑件中心平面处，采用侧浇口，浇口设塑件分型面处，用推杆脱模机构脱模。

(2) 设计方案的分析

方案一：其采用的浇口选用不合理，因为肥皂盒属于薄壁零件，注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘起变形。故方案一不合理。

方案二: 其选用的浇口类型不合理，采用点浇口虽然有利于保持塑件表面质量，但其模具比较复杂，需要用到三板式模具才能取出浇道凝料。

方案三：其浇口设在分型面处，从塑件外侧进料，能方便调整充模时的剪切速率和封闭时间，浇口去除方便，断面尺寸小，对模具要求也不高，满足经济性。

由于塑件外观质量有一定的要求，外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔等缺陷，且要求较低的表面粗糙度值，不适合中心三。浇口和直浇口，故优先考虑采用侧浇口。另外为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，经综合考虑，采用方案三为佳。

综上所述，最终确定的成型方案为方案

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结 论

这种肥皂盒能有效地解决肥皂盒中积水的问题，并且肥皂上的水渍不会外漏到室内，同时中间层采用了曲面结构和六个突起，使肥皂不再会粘在肥皂盒上，方便了肥皂的取用。只是盒底的积水需手动去除，这方面稍显不足。不过，由于可以在每次使用肥皂时手动去除上次的积水。所以问题不大。只是肥皂盒的外形有待改进，以满足不同人群的需要。并通过毕业设计使我学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用，同时，使自己对本专业有较完整的系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。

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参考文献

[1] 闫瑞涛,郑淑玲,机械设计基础.北京大学出版社,2006.. [2] 黎震,吴安德,机械制造基础.华中科技大学出版社,2011. [3] 孔庆玲,吴卫平,公差配合与技术测量.清华大学出版社,2009 [4] 邱卉颖,胡静,机械制图.北京交通出版社,2010

[5] 孙江宏,Pro/Engineer野火版实用教程.中国铁道出版社,2012 [6] 瞿芳,AutuCAD2010机械应用教程,2009

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致 谢

历时将近两个个月的时间终于将这篇论文写完，在这篇论文的撰写过程中，朱显明老师给予了极大的帮助．朱老师为这篇论文提出了明确的研究目的和研究方法，细心地指导了论文的书写，指出了写论文之中的很多格式问题和内容缺陷，并不厌其烦地帮我修改。

在此，我深切感谢朱老师为我的毕业论文所付出的心血和所做的大量工作。感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了多位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。同时向三年来为我们的成才而的辛勤工作的系领导和各位老师以及辅导员致以诚挚的谢意！

由于本人的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和同学批评和指正！

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