鋰電池盒下固定架注塑模設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 畢業(yè)設計（論文）說明書 題目：鋰電池盒下固定架注塑模的設計 系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 6011201198 學生姓名 指導教師 古 麗 職 稱 講 師 2015 年 3 月 6 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 摘 要 本文主要是以鋰電池盒下固定架為基礎，通過測量產(chǎn)品的尺寸，對鋰電池盒下固定架進行建模，并對該塑件的模具進行設計，包括塑件成品的設計、工藝參數(shù)的分析與計算、工作部分的設計、模具結構的設計和加工方案的制定，注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復雜的精密塑件，本次設計就是將鋰電池盒下固定架作為設計模型，將注塑模具的相關知識作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設計過程。 本文重點介紹了鋰電池盒下固定架 的注射模設計，主要運用 外還利用了 件對塑件進行模流分析。從中學習到了許多的模具設計的知識和對在校所學知識的深化，設計的整個過程實現(xiàn)了低成本，高效率，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大大縮短了生產(chǎn)的周期。 關鍵詞： 塑料模具； 模具設計； 生產(chǎn)周期 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 as of to as in to a of as as of of an to a of it is G of .1 a be as of 購買設計文檔后加 費領取圖紙 1 目 錄 第 一 章 前 言 . 2 性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 3 料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 . 3 具設計流程 . 4 第二章 注塑件的設計 . 5 能設計 . 5 料選擇 . 5 構設計 . 6 件的尺寸精度及表面質量 . 6 第 三 章 該塑件材料分析和工藝性分 析 . 錯誤 !未定義書簽。 料分析 . 11 藝分析 . 12 寸及精度 . 12 面粗糙度 . 12 狀 . 12 度 . 12 第 四 章 模具結構設計 . 7 腔數(shù)目 的確定 . 10 型面的確定 . 10 口的確定 . 11 具材料的確定 . 11 購買設計文檔后加 費領取圖紙 2 注系統(tǒng)的設計 . 11 型零件結構設計 . 13 芯結構設計 . 14 架的選用 . 15 向機構的設計 . 16 . 錯誤 !未定義書簽。 . 16 . 16 第 五 章 成型零部件的設計 . 18 型零部件的結構設計 . 19 型零部件工作尺寸計算 . 19 型零部件的強度與剛度計算 . 19 第 六 章 模具總裝設計 . 21 具裝配及加工要求 . 21 具工作原理 . 23 謝辭 . 24 參考文獻 . 24 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 1 第一章 前 言 性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點，近年來它在各領域得到了越來越廣泛的應用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè) 塑料模具的設計與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑 料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復雜的制品，并科實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，得到迅速的法子，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的。 未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術和成型技術有如下發(fā)展趨勢： 1)在模具設計制造中廣泛應用 術； 2)高速銑削加工將得到更廣泛地應用； 3)在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 4)提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 5)研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 6)虛擬技術將得到發(fā)展； 7)模具自動加工系統(tǒng)的 研制和發(fā)展。 料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 80年代以來 ,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下 ,我國模具工業(yè)發(fā)展迅速 ,年均增速均為 13%,1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245億 ,至 2004年我國模具總產(chǎn)值為 450億元 ,其中塑料模約占 30%左右。在未來的模具市場中 ,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在 ,歷經(jīng)半個多世紀 ,有了很大發(fā)展 ,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 保險杠和整體儀表板等塑料模具 ;精密塑料模具方面 ,已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星 具有限公司制造的多腔 輪模具 ,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平 ,而且還采用最新的齒輪設計軟件 ,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差 ,達到了標準漸開線齒形要求 3。能生產(chǎn)厚度僅為 一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達 面粗糙度 m,模具質量、壽命明顯提高了 ,非淬火鋼模壽命可達 10 30 萬次 ,淬火鋼模達 50 1000 萬次 ,交貨期較以前縮短 ,但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面 ,多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 2 脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟 ,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 2934 英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術 ,一些廠家還使用了輔軟件 ,取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及 技術。熱流道模具開始推廣 ,有的廠采用率達 20%以上 ,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置 ,少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置 ,少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到 10%,與國外的 50 80%相比 ,差距較大。 在制造技術方面 ,術的應用水平上了一個新臺階 ,以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表 ,陸續(xù)引進了相當數(shù)量的 如美國 G、美國 司的 國 司的 國司的 本 色列公司的 國司的 澳大利亞 司的 模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進 ,雖花費了大量資金 ,但在我國模具行業(yè)中 ,實現(xiàn)了 并能支持 術對成型過程 ,如充模合冷卻等進行計算機模擬 ,取得了一定的技術經(jīng)濟效益 ,促進和推動了我國模具 術的發(fā)展。近年來 ,我國自主開發(fā)的塑料模 統(tǒng)有了很大發(fā)展 ,主要有北航華正軟件工程研究 所開發(fā)的 統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模 統(tǒng)及 件等 ,這些軟件具有適應國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點 ,為進一步普及模具 近年來 ,國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼 ,如 :3M、 ,對模具的質量和使用壽命有著直接的重大的影響 ,但總體使用量仍較少。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應用 ,并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度和商品化程度一般在 30%以下 ,和國外先進工業(yè)國家已達到 70%比 ,仍有很大差距。 表 1 國內(nèi)外塑料模具技術比較表 項 目 國 外 國 內(nèi) 注塑模型腔精度 腔表面粗糙度 m m 非淬火鋼模具壽命 10 60 萬次 10 30 萬次 淬火鋼模具壽命 160 300 萬次 50 100 萬次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足 10% 標準化程度 70 80% 小于 30% 中型塑料模生產(chǎn)周期 一個月左右 2 4 個月 在模具行業(yè) 中的占有 30 40% 25 30% 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 3 量 據(jù)有關方面預測 ,模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的 ,在未來的模具市場中 ,塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具 ,在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展 ,對塑料模具提出越來越高的要求是正常的 ,因此 ,精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時 ,由于近年來進口模具中 ,精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù) ,所以 ,從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā) ,這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展 ,使各種異型材擠出模具、 料管材管接頭 模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點 ,高速公路的迅速發(fā)展 ,對汽車輪胎也提出了更高要求 ,因此子午線橡膠輪胎模具 ,特別是活絡模的發(fā)展速度也將高于總平均水平 ;以塑代木 ,以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大 ;家用電器行業(yè)在“十一五”期間將有較大發(fā)展 ,特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大 ;而電子及通訊產(chǎn)品方面 ,除了彩電等音像產(chǎn)品外 ,筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展 ,這些都是塑料模具市場的增長點。 1、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、 復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)2、在塑料模設計制造中全面推廣應用 術 4。 術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術 ,近年來模具 術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度 ,為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件 術可以在模具加工前，在電腦上對整個注塑成型過程進行類比分析，準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制 件和模具設計，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設計方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質量和降低成本等，都有著重大的技術經(jīng)濟意義。塑料制件及模具的 3D 設計與成型過程的 3D 分析也將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 3、推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量 ,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源 ,所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準 ,積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件 ,是發(fā)展熱 流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下 ,大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制 ,而且其常用于較復雜的大型制品 ,模具設計和控制的難度較大 ,因此 ,開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件 ,顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度 ,繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 4 具也非常重要。 4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 5、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率 。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低 ,與國外差距甚大 ,在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展 ,為提高模具質量和降低模具制造成本 ,模具標準件的應用要大力推廣。為此 ,首先要制訂統(tǒng)一的國家標準 ,并嚴格按標準生產(chǎn) ;其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本 ;再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。 6、應用優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 7、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 關鍵技術之 一。研究和應用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 具設計流程 通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在成型過程中對模具的工藝要求，掌握模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，結合模具結構的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。 本模具設計流程： 課題調(diào)研，查閱有關資料 塑件的工藝分析及工藝方案的確定 模 具結構的總體方案設計 模具的結構參數(shù)及工藝性能參數(shù)的設計計算 模具的裝配圖、零件工作圖的設計 編寫設計說明書和技術文件 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 5 第二章 注塑件的設計 能設計 功能設計是要求塑件應具有滿足使用目的功能 ,并達到一定的技術指標 座蓋 ,承受外力的幾率不大 ,如沖擊載荷 ,振動 ,摩擦等情況比較少 ;塑件的工作溫度是室溫 ,這使得在材料選擇時對熱變形溫度 ,脆化溫度 ,分解溫度的要求降低 ;作為一種日用品 ,生產(chǎn)批量應該是中批中量或大批大量生產(chǎn) ,這樣 ,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命 ,在材料的選擇時 要綜合各種因素。 料選擇 通常選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求 ,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù) 要考慮的主要是材料的力學性能 ,如屈服應力 ,彈性模量 ,彎曲強度 ,表面硬度等 有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。 五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良， 還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電 鍍、焊 接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè) 領域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將 各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。 程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化 學藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好。 脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇 類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 具體有點有以 下 6 點： 械強度高；抗沖擊能力強，低溫時也不會迅速下降；缺口敏感性較好；抗蠕 變性好，溫度升高時也不會迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓傷；耐磨性好，摩擦系數(shù)低； 溫度、濕度、頻率變化影響小； 40； 、鹽、油、水； 刷、電鍍等方法對制品進行表面裝飾； 寬的成型工藝范圍。 主要缺點是熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。選擇注射成型制品的材料，不僅應能在一定的期限內(nèi)保證其使用功能和性能，還要考慮到加工 成天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 6 型、成本和供應方面的問題。通過綜合考慮，本注塑件選用材料為 C。 構設計 塑料制件的結構工藝性是指塑件結構對成型工藝方法的適應性。在塑料生產(chǎn)過程中 ,一方面成型會對塑件的結構 ,形狀 ,尺寸精度等諸方面提出要求 ,以便降低模具結構的復雜程度和制造難度 ,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品 ;另一方面 ,模具設計者通過對給定塑件的結構工藝性進行分析 ,弄清塑件生產(chǎn)的難點 ,為模具設計和制造提供依據(jù)。 厚 塑料制品的壁厚對制品的質量有至關重要的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產(chǎn)生氣泡 、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時間長生產(chǎn)效率低；壁厚過薄，成型困難，流動阻力大。在此主要是分析壁厚對成型的影響，所以只驗證產(chǎn)品在脫模頂出時保證不變形。該產(chǎn)品的壁厚 范圍內(nèi)。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 模斜度 由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮 ,使其緊箍在凸?；蛐托旧?,為了便于脫模 ,防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損 ,與脫模方向平行的塑件內(nèi) ,外表面都應具有合理的斜度。在塑件的高度比較小時也可以不需要脫模斜度。 脫模斜度為 。， 130 ，由此確定塑件的脫模斜度。 強肋 塑件上適當設置的加強肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強肋還能降低充模阻力，提高熔體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。 角 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結構。尖角容易產(chǎn)生應力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。 件的尺寸精度及表面質量 寸精度 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 7 是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動。另外，成型后的時效率變化和模具結構形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能太高，應在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級。 該 產(chǎn) 品 零 件 圖 所 有 尺 寸 為 未 注 公 差 尺 寸 ， 根 據(jù) 國 家 推 薦 標 準（ 14486定的 精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級。已注尺寸公差等級也在 圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達到此精度要求 。表 2表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 件的表面質量 塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點外，主要的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的質量指標，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。由于該制品為一般日常生活用品，對表面粗糙度要求不高，m。 第三章 該塑件材料分析和工藝性分析 料分析 鋰電池盒下固 定架 的零件圖如下圖所示，該塑件的材料為 們知道， 沒有毒，顏色呈淡黃色，沒有氣味，非常適合成為人們?nèi)粘Ｐ枰?jīng)常接觸到的產(chǎn)品的材料。從相關資料可知， 料輕盈，密度小，所以操作起來很方便，不費力，隨著模具工業(yè)的發(fā)展， 料在模具產(chǎn)品的制造中占有不可替代的地位。相信不久的將來，塑料工業(yè)的發(fā)展也會帶來 料的進一步發(fā)展，包括它的力學性能，表面光澤度等等各個方面。 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 8 圖 2品圖 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 9 藝分析 本次設計的工件是鋰電池盒下固定架，根據(jù)圖 2們可以知道，該塑件比較復雜，所以我們要盡可能保證設計出的模具能夠注塑出無裂痕，劃傷，缺陷等等因素的合適的產(chǎn)品出來。 寸及精度 從零件圖可知，鋰電池盒下固定架不大，材料為 度較小，所以采用一般精度等級來制造該產(chǎn)品，具體的技術指標和工藝參數(shù)件一下表格： 表 主要技術指標和工藝參數(shù) 密度 3 射機類型 螺桿式 比容 3 熱 干燥 度 80 95 吸水率 間 4 5 糾縮率 簡 溫度 后段 150 170 熔點 130 160 中段 165 180 熱變形 溫度 0 108 前段 180 200 3 103 噴嘴溫度 170 180 抗拉屈服強度 0 模具溫度 50 80 拉伸彈性模量 103 注射壓力 60 100 彎曲強度 80 成 型 時 間 S 高壓時間 0 5 硬度 壓時間 15 30 后 處 理 方法 紅外線燈、烘箱 冷卻時間 15 30 溫度 70 成型周期 40 70 時間 2 4 螺桿轉速 / 表面粗糙度 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應越低。一般模具表面粗糙度 ,要比塑件的要求低 1 2 級。塑件的表面粗糙度一般為 m。 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 10 狀 產(chǎn)品外形尺寸為 118 90 。塑件的內(nèi)外表面形狀應盡可能保證有利于成型。 度 為了便于從塑件中抽出型心或從型腔中脫出塑件，防止脫模時拉傷塑件，在設計時必須使塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度。 升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度 5 。 防止頂角。 第四章 模具結構設計 腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關因素： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （ 4）模具 制造難度。 考慮到該塑件是一般日用品，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟因素，初步確定該模具為一模兩腔。 型面的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件結構工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析，應遵循以下幾項的設計原則： 1）分型面應選擇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 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側向型芯的位置的放置及抽芯機構的動作順利，應以淺的側向凹孔或短的側向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 11 放置在開合模方向。 口的確定 的流動性好 ,可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,確定使用潛伏澆口。澆口位置已經(jīng)在 析中確定。 具材料的確定 現(xiàn)有模具模架已經(jīng)標準化 ,所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型 芯材料 是關系到模具質量的前提條件 ,如果選材不當，則所有的精密加工所投入的工時 ,設備費用將浪費。 在選擇模具鋼時 ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考慮 :硬度是主要指標之一 ,模具在高應力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當承受沖擊載荷時還要考慮折斷 ,崩刃問題 ,所以韌性也是一重要指標 ,耐磨性是決定模具壽命的重要因素。從工藝性能考慮 :要熱加工工藝好 ,加工溫度范圍寬 ,冷加工性能如切削 ,銑削 ,拋光等加工性能好 ,此外還要考慮淬透性和淬硬性 ,熱處理變形和氧化脫碳等性能 考慮 ,要求材料來源廣 ,價格低。 模仁的材料為 普通優(yōu)質 45碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用調(diào)質處理可獲得較高的硬度和較好的強韌性。 的優(yōu)點是價格便宜，切削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調(diào)質處理后具有良好的強韌性和一定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。 材料預備熱處理： 斷后退火；高溫回火；正火 推薦回火規(guī)范：回火溫度為 500560 C。 ，空冷，硬度為 2533 注系統(tǒng)的設計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)、外表質量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設計中的重點內(nèi)容之一。 流道設計 主流道是一端與注塑機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 12 度的流動通道。根據(jù)注塑機型號設計主流道尺寸，具體尺寸詳見圖紙。 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復接觸和 碰撞，所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質的鋼材單獨加工和熱處理。澆口套結構設計如圖 示采用兩顆 20L 螺釘固定。由注塑機確定定位圈的尺寸，定位圈采用兩顆 20L 螺釘固定，如圖 示。 圖 圖 4流道設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置 和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設計越合理。考慮熱量損失和澆道加工性能等因素，查 6 4擇圓形截面的分澆道。具體詳見圖 示。 料井 冷料井一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫， 此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設計錐形的冷料井。冷料井如圖 示： 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 13 口 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。該模具采用潛伏式澆口，已在 有以下特性 : 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； 試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改； 能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 澆口的截面形狀和分流道的一樣都采用圓形截面，與分流道的連接方 式見圖 示。 圖 主流道、分流道、澆口的連接情況 型零件結構設計 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 14 設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，然后根據(jù)成型零件的加 工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。以下是成型零件的結構設計。 根據(jù)產(chǎn)品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用 8顆 40L 螺釘固定于型腔板 。 圖 芯 芯結構設計 內(nèi)側分型與抽芯機構用來成型具有內(nèi)側凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因為抽芯機構的注射模，其可動零件多，動作復雜。因此，側抽機構的設計應盡量可靠、靈活和高效。本產(chǎn)品圖需要抽 示平面所示： 圖 設計采用斜頂結構來成型內(nèi)側抽芯 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 15 斜頂有相對于其他零件的運動而且行位還是產(chǎn)品成型結構部分，因此行位及與其想配合的零件不僅滿足一定的耐磨性要求還必須具有一定成型零件的性能。 斜頂及其組件的具體性能必須滿足以下幾點： （ 1）高表面硬度：表面淬火或者滲碳或滲氮處理到 （ 2）各相配合的零件不可為相同材料以防粘著磨損。 （ 3）配合要求：與固定在 B 板上的耐磨片采用 H7/隙配合； 與 B 板避空即可；與下模鑲件采用 H7/合。詳細的配合情況見模具總裝的配合要求。 b. 斜頂?shù)某叽缬嬎?（ 1）斜頂?shù)某樾揪嚯x 斜頂?shù)某樾揪嚯x為 以 S 2）斜頂?shù)捻敵鲂谐?由 H S/ 解得： H 15 式中： 5。 斜頂?shù)木唧w結構如圖 示，其性能要求以及詳細尺寸見斜頂零件圖。 架的選用 注射模標準模架共有兩個國家標準：一是使用 于模板尺寸 B L 56000中小型模架（ 1990）；二是使用于模板尺寸 B L 為 6306302502000大型模架（ 1990）。 塑料模具型腔在成型過程中承受著塑料熔體的高壓，如果側壁或底板的強度不足，則可能產(chǎn)生開裂，如果強度不足，則可能產(chǎn)生過大的變形，造成溢料，使脫模困難，型腔側壁和底板厚度的計算方法有強度計算和剛度計算兩種，一般情況下，大尺寸型腔剛度不足是主要問題，應按剛度條件計算，小尺寸型腔強度不足是主要問題，應按強 度條件計算。 根據(jù)制件的尺寸分析，本制件的成型型腔屬于較大尺寸，所以應按剛度來計算，而型腔采用的是整體嵌入式，根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗，型腔的壁厚為55 160套壁厚 3 50 由此按經(jīng)驗參考標準模架，選取標準模架為 B/T 4架參數(shù)表 名稱 材料 尺 寸（ 上模座板 45鋼 30015 上模板墊板 45鋼 300 270 15 動模固定板 45鋼 300 270 20 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 16 下模座板 45鋼 300 270 25 向機構的設計 注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。 設計導柱和導套需要注意的事項有： 合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應有一個導柱直徑的厚度；導柱不應設在矩形模具四角的危險斷面上。通常設在長邊離中心線的 1/3處最為安全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 導柱工作部分長度應比型芯端面高出 68 確保其導向與引導作用。 導柱工作部分 的配合精度采用 H7/精度時可采取更低的配合要求；導柱固定部分配合精度采用 H7/套外徑的配合精度采取 H7/合長度通常取配合直徑的 倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。 導柱可以設置在動?；蚨＃O在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設在定模一邊有利于塑件脫模。 除了在動模和定模之間設置導柱，導套以外，還需要在推板與動模坐之間設置導柱、導套，以保證推板的順利推出。 合模導向機構的設計 導柱：由模架已經(jīng)確定基本尺寸為 20長 L=135細資料看零件圖紙； 導套：由導柱基本尺寸確定，長度 L=90細資料看零件圖紙。 氣設計 在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學反應）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣， 分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動性差的塑料如 ，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內(nèi)應力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 17 通入常溫的水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的 塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。由前面分析可知道 48，模具溫度為 。 度調(diào)節(jié)對塑件質量的影響 采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； 模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形 對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)； 溫度對塑件質量的影響有相互矛盾的地方，設計時要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 根據(jù)塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式； 希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質量； 采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應盡可能做到結構簡單，加工容易，成本低廉； 卻系統(tǒng)設計 由 分析得出，需要給模具設計冷卻系統(tǒng)，重點在上部球形面和直流道。 設計原則 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好； 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚 距離相等，經(jīng)驗表明，冷卻水管中心距 卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 小不要小于 10。 澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳； 應降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過 5 冷卻水的開設方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設水孔。 合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機構發(fā)生干涉。 該塑件屬于中等深度的塑件，又由于前面分析可以知道，在塑件外面和直天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 18 流道處需要重點冷卻。因此在型芯型腔都設置了兩層冷卻水線。根據(jù)冷 卻水線設計原則，冷卻水道的直徑均為 6 。 第五章 成型零部件的設計 型零部件的結構設計 成型零部件是注塑模具設計中起到?jīng)Q定因素的一部分，產(chǎn)品的外觀，綜合力學性能，精度，表面光潔度等等方面都是依靠成型零部件的精度來控制的，例如型腔、型芯、凹模板，墊板等等都屬于成型零部件，在注塑模的設計中，成型零部件的作用非常重要，把握好成型零部件之間的配合，精度等等因素是決定一副模具好與壞的根本所在，其中，成型零部件的設計主要包括以下幾個方面： 腔結構設計 根據(jù)課題我們知道，型腔的結構 形式就決定了鋰電池盒下固定架的結構形式，通過分析鋰電池盒下固定架這個產(chǎn)品，我們可以選擇整體鑲入式型腔，因為整體鑲入式型腔可以有效地節(jié)約成型零部件的制作成本，并且其力學性能滿足工況要求，更換方便快捷。 芯及鑲件結構設計 我們知道，型芯和鑲件主要是用來成型鋰電池盒下固定架內(nèi)部結構的成型零部件，通過分析鋰電池盒下固定架這個產(chǎn)品，我們知道，其內(nèi)部凸臺較多，所以我們可以選擇把凸臺做成較大的鑲件來減少模具鋼的使用率，從而進一步來節(jié)省原材料，降低成本。 成型零部件工作尺寸計算 型零部件性能 成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以一些性能： 1、必須具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2、有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損； 3、通常進行熱處理，使其硬度達到 以上； 4、切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 5、熔焊性能要好 ,以便修理； 腔、型芯工作部位尺寸計算 經(jīng)查有關資料可知 均收縮率為 : S=（ 。 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 0 01 L 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 19 型腔深度尺寸 0 01 H 型芯徑向尺寸 00 1z l 型芯高度尺寸 00 1z h 中心距尺寸 / 2 ( 1 ) / 2m z s C 式中 L 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（ l 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（ H 塑件外型 高度基本尺寸的最大尺寸（ h 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（ C 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ x 修正系數(shù)，取 塑件公差（ 模具制造公差，?。?1/3 1/4）。 各工作部位尺寸計算結果詳見相應零件圖紙所標明 成型零部件的強度與剛度計算 為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗推薦 數(shù)據(jù)。 度、剛度計算 設計好一套模具，必須考慮到它的強度和剛度方面，因為模具是在高溫下面作業(yè)的，并且高壓，所以校核各個結構零部件的強度和剛度是必須的。只有這樣，才能更好地使模具應用的時間長，使用方便，維修少。 （ 1） 塑件成型過程中不產(chǎn)生溢料 粘度特性 塑料品種 允許變形值 中粘度塑料 2） 保證塑件的尺寸精度 塑件尺寸 經(jīng)驗公式 10 50 i/3(1+ i) 50 200 i/5(1+ i) 天津大學仁愛學院 2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 20 （ 3） 保證塑件順利脫模 中 保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量； t 塑件壁厚， S 塑件的收縮率。 腔的側壁和底板厚度的計算 （ 1）組合式矩形型腔側壁厚度的計算 對于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應力往往超過了模具材料的許多應力