電池后蓋注射模設(shè)計(jì)

電池后蓋注射模設(shè)計(jì),電池,注射,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 電池后蓋注塑模設(shè)計(jì) 題目 來(lái)源 二維模型 指導(dǎo)教師 職稱 所在部門 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 課題需要完成的任務(wù) 任務(wù)序號(hào) 任務(wù)內(nèi)容 任務(wù)成果（論文附件） 1 造型 CAD圖（二維、三維） 2 方案構(gòu)想 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 模流分析 分析結(jié)果文件 4 選定方案 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 裝配圖（二維、三維） CAD圖 課題 計(jì)劃安排 序號(hào) 內(nèi)容 時(shí)間安排 1 造型設(shè)計(jì) 2015.2.10-2015.2.20 2 注塑方案設(shè)計(jì) 2015.2.20-2015.3.1 3 模流分析 2015.3.1-2015.3.10 4 裝配圖 2015.3.10—2015.4.1 5 撰寫說(shuō)明書 2015.4.1—2015.4.10 6 小結(jié) 2015.4.10 計(jì)劃答辯 時(shí)間 2015年4月11日、12日 課題申報(bào) （指導(dǎo)教師） 簽名： 開題意見 （學(xué)生） 簽名： 答辯小組 審核意見 簽名： 2015 4 25 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 賈連超 會(huì)簽（日期） 批準(zhǔn)（日期） 日期 編制（日期） 審核（日期） 日 期 簽名 干燥時(shí)間 2—3h 干燥溫度℃ 20 4 底圖總號(hào) 翻料時(shí)間 冷卻方式 2 3 舊底圖總號(hào) 原 料 干 燥 處 理 使用設(shè)備 、 加熱時(shí)間 盛料高度 、 保溫時(shí)間 2保溫溫度 80—90 紅外線烤箱熱處理 紅外線烤箱 媒體編號(hào) 加熱溫度 1熱處理方式 后外線 零件成形后處理 工 序 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 工時(shí)準(zhǔn)終 單件 30—60 加 料 刻 度 脫模劑 螺桿類型 螺桿式 嵌 件 圖 號(hào) 名 稱 數(shù)量 5 小型芯 8 4 大型芯 2 螺桿轉(zhuǎn)速r/min 總 高 195 壓 力 MPa 注 射 頂 出 高 27 保 壓 70—90 140 模 溫℃ 60—70 冷 卻 20—30 270 啟 模 總時(shí)間 40—50 附 件 、 第四段 20 、 噴 嘴 3—5 型腔數(shù)量 2 第三段 79 保 壓 20—30 閉 模 模 具 編 號(hào) 1 第二段 190 注 射 設(shè) 備 注塑機(jī) 注 射 成 形 工 藝 料 筒 溫 度 ℃ 注 射 成 形 時(shí) 間 S 第一段 270 、 第五段 零 件 凈 重 14.5 零 件 毛 重 14.45 共1頁(yè) 第1頁(yè) 材 料 名 稱 電池后蓋 材 料 牌 號(hào) ABS 材 料 顏 色 黑色 每臺(tái)件數(shù) 2 產(chǎn)品名稱 電池后蓋 零部件名稱 、 消 耗 定 額 / 塑料零件注射工藝卡片 產(chǎn)品型號(hào) 1 零部件圖號(hào) 、 、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 開 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 所屬院系專業(yè) 機(jī)械 指導(dǎo)教師 職稱 所在部門 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 電池后蓋注射模設(shè)計(jì) 題目類型 工程設(shè)計(jì)（項(xiàng)目）■ 論文類□ 作品設(shè)計(jì)類□ 其他□ 一、 選題簡(jiǎn)介、意義 設(shè)計(jì)課題是電池面蓋的模具設(shè)計(jì)，該塑件是一種電池蓋的零件，其功能是作為電池的密封蓋，表面上有四個(gè)孔，應(yīng)該是用于對(duì)內(nèi)部電池情況的檢查而設(shè)計(jì)的。 注射成型是塑料模具應(yīng)用最廣的成型方法。不僅產(chǎn)量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)地生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、高速化，因此能帶來(lái)極高的經(jīng)濟(jì)效益。在日用家電中的運(yùn)用達(dá)到很高的比重。 按照模具的設(shè)計(jì)流程，研究各種成型方法及其特點(diǎn)，確定成型方案；結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究注塑成型工藝過程；研究塑件的分型面與布局設(shè)計(jì)方法，根據(jù)注塑成型技術(shù)要求，初步進(jìn)行澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，得到一個(gè)初步的分型澆注方案；然后進(jìn)行模具總體結(jié)構(gòu)和模具各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 運(yùn)用所學(xué)習(xí)的Pro-e三維軟件和AUTOCAD進(jìn)行設(shè)計(jì)是當(dāng)前的主流設(shè)計(jì)方法，也是我期待在這方面得到長(zhǎng)足進(jìn)步、提升能力的重點(diǎn)。 作為模具專業(yè)的學(xué)生，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)三年來(lái)所學(xué)知識(shí)和技能的綜合檢驗(yàn)，為完成這個(gè)看起來(lái)比較復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)，需要將《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《工程力學(xué)》、《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》、《模具CAD/CAM》、《模具制造工藝學(xué)》、《工程力學(xué)》等課程等多門課程知識(shí)，進(jìn)行一次全面的溫習(xí)和運(yùn)用，對(duì)提高專業(yè)能力，鞏固知識(shí)十分有益。接觸到課題深感“學(xué)然后止不足”。為此需要認(rèn)真重溫課本，重溫。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是就業(yè)前的練兵。為了做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，我充分利用業(yè)余時(shí)間，增加閱讀，內(nèi)容涉及各類模具成型原理、典型注射模的工作原理與工作過程，模具推出機(jī)構(gòu)的工作原理與工作工程，從而豐富了知識(shí)的內(nèi)涵。 結(jié)合畢業(yè)實(shí)踐崗位工作選定課題，達(dá)到學(xué)以致用的目的，為今后從事技術(shù)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。在選擇的時(shí)候，自己想努力的多做一點(diǎn)事，使自己得到鍛煉，對(duì)于這個(gè)題目我覺得它的意義在于讓我更加系統(tǒng)化的了解了模具設(shè)計(jì)的總體過程，知道在設(shè)計(jì)的過程中，該做什么，怎么去做！ 2、 課題綜述 課題研究：在這一課題中，圍繞模具設(shè)計(jì)的常規(guī)流程，主要研究的方向包括：熟練運(yùn)用先進(jìn)軟件Pro-e、AUTOCAD進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，重點(diǎn)完成零件的三維造型和模具設(shè)計(jì)；研究塑件成型與模具設(shè)計(jì)知識(shí)，完成模具總體和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；研究模具制造知識(shí)，合理設(shè)計(jì)成型零部件；研究設(shè)計(jì)說(shuō)明書的規(guī)范寫作方法；研究設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，繪制完成符合國(guó)標(biāo)最新標(biāo)準(zhǔn)要求的模具裝配圖；研究設(shè)計(jì)過程中的遇到的問題，提出與解決方案。通過這一系列的問題去列出問題表，逐步去解決，如若遇到自己不能解決的問題，可通過同學(xué)或指導(dǎo)老師的幫助，根據(jù)具體的問題，去找出具體的解決方法。 主要研究?jī)?nèi)容：主要研究思路與方法如下； 一、注射模的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括模具工作動(dòng)作的初步設(shè)計(jì)，全盤考慮塑件從塑件充填成型到完整取出的全部框架設(shè)計(jì)，進(jìn)行模架選用；再進(jìn)行各個(gè)組成機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。研究注射模的基本機(jī)構(gòu)組成：澆注系統(tǒng)、合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、成型零部件、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、模架規(guī)格類型。 二、注射模設(shè)計(jì)過程應(yīng)該注重標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。最大限度的減少加工周期，降低制造成本。所以研究注射模設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也是非常重要的。找出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料，例如塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)、公差與配合模具、模具制造檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、注塑機(jī)規(guī)格型號(hào)、模架與模具標(biāo)準(zhǔn)件也是必須做的工作之一。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)知道如何查閱《機(jī)械制造手冊(cè)》、《機(jī)械制造工藝標(biāo)準(zhǔn)匯編》、《金屬材料熱處理手冊(cè)》等專業(yè)用書。在老師的指導(dǎo)下知道如何收集和羅列信息，如何獲取有益信息。鍛煉迅速查閱和搜找資料的能力是肯定的，這對(duì)于今后的工作肯定是有用的。 三、完成模具成型零部件設(shè)計(jì)，需要研究材料選用知識(shí)、材料加工制造熱處理知識(shí)，模具零件的制造工藝知識(shí)，對(duì)尺寸制造精度、表面粗糙度、形位公差著重關(guān)注。 四、從技術(shù)可靠性角度，完成必要的校核工作。校核工作的主要內(nèi)容包括注塑機(jī)的注射、鎖模、塑化能力校核；注射機(jī)安裝接口及其工作行程等參數(shù)校核；主要零部件的強(qiáng)度剛度校核確定其壁厚與底壁厚度足夠；冷卻設(shè)計(jì)校核。 五、設(shè)計(jì)手段先進(jìn)，才會(huì)有高的設(shè)計(jì)效率。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，軟件應(yīng)用能力的提升是我最看重的。使用Pro-e軟件進(jìn)行分模設(shè)計(jì)、模架調(diào)用、模具標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)用，完成三維模具設(shè)計(jì)，最后利用AUTOCAD等軟件完成模具設(shè)計(jì)的一整套模具二維圖紙包括裝配圖、成型零件圖紙以及工藝卡片等技術(shù)文件。利用WORD完成說(shuō)明書的編寫工作。這些都具有相當(dāng)難度和挑戰(zhàn)。 最后完成模具設(shè)計(jì)的一整套工藝技術(shù)文件。 解決的問題：確定成型方案；完成分型布局設(shè)計(jì)；使用Pro-e軟件完成分型面的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 計(jì)算和校核相關(guān)的參數(shù)；編制了注塑成型工藝卡；使用CAD軟件繪制出零件圖與總裝配圖（含機(jī)械加工工藝文件）。 預(yù)期目標(biāo)： 1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙一套，DWG格式（包括模具裝配圖、成型零件圖）； 2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）1份； 3. 注塑成型工藝卡（1張）； 4. 主要成型零件制造工藝卡片（大于4張）； 研究步驟、方法及措施：充分利用文獻(xiàn)，分析課題要求與文獻(xiàn)的結(jié)合；采用羅列和排除的方法，確定模具分型方案；按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，確定最佳工藝方案和工藝參數(shù)；運(yùn)用3D軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)并出具體工程圖。 3、 設(shè)計(jì)（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱） 分析了電池面蓋結(jié)構(gòu)的工藝特點(diǎn)，選擇塑件材質(zhì)，分析產(chǎn)品的工藝性，確定成型方案與注射成型的基本參數(shù)。充分利用文獻(xiàn)，分析課題要求與文獻(xiàn)的結(jié)合；采用羅列和排除的方法，確定模具分型方案；按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，確定最佳工藝方案和工藝參數(shù)；運(yùn)用3D軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)并出具工程圖。其內(nèi)容： 1. 塑件的工藝性分析 2. 分型面的設(shè)計(jì)與零件的布局 3. 澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 4. 選用模架 5. 注塑機(jī)選擇 6. 塑件的成型工藝參數(shù)確定 7. 型腔﹑型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8. 模具工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 9. 推件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11. 結(jié)論 12. 參考文獻(xiàn) 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日 院（系）審批意見： 簽章： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目:電池后蓋注塑模設(shè)計(jì) i 目錄 一．緒論 1 1.1注射模具的基本概念 1 1.2塑料模具發(fā)展概況 1 1.3電池后蓋塑件的設(shè)計(jì) 2 1.4本章小結(jié) 3 二．塑件成型工藝分析 3 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 2.2塑件的初步分析 3 2.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 4 2.4 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)確定 5 2.5本章小結(jié) 6 三． 塑件分型面與布局設(shè)計(jì) 7 3.1 分型面的設(shè)計(jì) 7 3.2 塑件的布局設(shè)計(jì) 8 3.3本章小節(jié) 9 四 初選注塑機(jī) 9 4.1 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量 9 4.2 澆注系統(tǒng)凝料體積與質(zhì)量的初步估算 9 4.3 初選注塑機(jī) 10 4.4 成型設(shè)備的校核計(jì)算 11 4.5 本章小結(jié) 12 五 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 5.1分流道、澆口與冷料穴的設(shè)計(jì) 14 六 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 6.1 型腔布置與模具總體結(jié)構(gòu) 16 6.2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 17 6.3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 七．主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 25 7.1成型零件的成型尺寸 25 7.2模具型腔壁厚的核算 25 7.3 核定內(nèi)模鑲件外形尺寸 28 7.4推出機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) 29 7.5 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 29 7.6 本章小結(jié) 30 八．注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 8.1排氣分析 30 8.2本章小節(jié) 30 九 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 9.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 9.2 冷卻介質(zhì) 31 9.3 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 31 9.4本章小節(jié) 34 十 模具總體結(jié)構(gòu) 35 總 結(jié) 35 參 考 文 獻(xiàn) 36 致 謝 38 34 一．緒論 1.1注射模具的基本概念 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)生活產(chǎn)品的需求也越來(lái)越廣。其中包括種類豐富的塑料產(chǎn)品，例如：一些家用電器、廚房用具、生活用品。不僅種類繁多,而且美觀耐用。新型塑料的產(chǎn)生和對(duì)塑料制件多樣化的需求，促進(jìn)了塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，最大程度滿足人們對(duì)塑料用品的需求。塑料模具已成為各類模具設(shè)計(jì)、制造與研究中最有代表意義的模具之一。塑料模具是成型塑料制件的工藝裝備或工具。塑料成型的工藝方法種類很多，通?？梢苑譃樽⑸淠＞?、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具及熱成型模具等。其中，注射成型是塑料模具應(yīng)用最廣的成型方法，它是根據(jù)金屬壓鑄成形原理發(fā)展而來(lái)的。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。由于注射成型方法不僅產(chǎn)量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)地生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、高速化，因此能帶來(lái)極高的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2塑料模具發(fā)展概況 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，新型塑料的產(chǎn)生和對(duì)塑料制件多樣化的需求，促進(jìn)了塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新。近年來(lái)，出現(xiàn)了許多新的塑料成型工藝方法。如注射成型技術(shù)方面的無(wú)流道凝料注射成型、熱固性塑料注射成型、排氣注射成型、反應(yīng)注射成型以及多品種塑料的共注射成型；生產(chǎn)復(fù)合多層容器、片材和型材的多臺(tái)擠出機(jī)，將不同塑料送入共擠出模的共擠出成型；發(fā)泡塑料制品的注射和擠出成型技術(shù)等。當(dāng)前，塑料模具成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化方向發(fā)展。精密注射成型可將成型制品的尺寸公差控制在1μm 以內(nèi)，其制品主要用于儀器儀表、電子等工業(yè)。 從塑料模具的設(shè)計(jì)、制造、材料選擇及加工四個(gè)方面考慮，塑料模具的發(fā) 展可以歸納為以下四個(gè)方面。 （1）CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用，顯著提高了模具設(shè)計(jì)的效率。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)（CAD），實(shí)現(xiàn)了注射、擠出、中空吹塑等成型工藝的計(jì)算機(jī)模擬分析（CAE），計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）技術(shù)的應(yīng)用，促使了模具CAD、CAE、CAM 技術(shù)向著一體化方向發(fā)展。這些技術(shù)的應(yīng)用，顯著提高了模具設(shè)計(jì)的效率，提高了塑件和模具的質(zhì)量，減少了模具設(shè)計(jì)的失誤，縮短了生產(chǎn)周期， 降低了成本。 （2）塑料模具的標(biāo)準(zhǔn)化，縮短了模具制造周期、降低成本、節(jié)省材料消耗， 實(shí)現(xiàn)了模具制造生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化與大規(guī)?；? （3）塑料模具專用材料的研究與開發(fā)，提高了模具的壽命，獲得了良好的切削工藝性能，提高了質(zhì)監(jiān)質(zhì)量。 （4）模具加工的新技術(shù)與發(fā)展提高了模具的加工精度和縮短了模具制造周期。模具加工技術(shù)與設(shè)備的現(xiàn)代化發(fā)展，推進(jìn)了模具行業(yè)向著技術(shù)精密、專業(yè)化與柔性化相結(jié)合、高技術(shù)與高技藝相結(jié)合的方向發(fā)展。 1.3電池后蓋設(shè)計(jì) 1.3.1產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì) 根據(jù)整機(jī)模型，應(yīng)用所學(xué)的proe軟件測(cè)繪設(shè)計(jì)電池后蓋的三維模型，外觀如圖1-1。 圖1-1 產(chǎn)品效果圖 1.3.2功能 該電池后蓋是由于某遙控器 里面有四個(gè)定位柱 整體成殼狀 1.3.3材料選擇 塑件材料選用ABS，屬于價(jià)格適中的工程塑料，以適應(yīng)使用中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)桌面碰擦或跌落，而不會(huì)損害，保持足夠的強(qiáng)度和耐用性。 1.4本章小結(jié) 本章主要介紹注塑模具的發(fā)展以及當(dāng)今模具的發(fā)展概況，以及電池后蓋的概貌，主要包括其外觀設(shè)計(jì)、功能和材料選擇的介紹。 二．塑件成型工藝分析 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書 電池后蓋塑件的設(shè)計(jì)任務(wù)書見附錄1所示。 2.2塑件的初步分析 2.2.1 使用性能﹑制件技術(shù)要求和生產(chǎn)要求 該塑件為電池后蓋,用于某遙控器框的固定以及整體連接，ABS一般精度設(shè)計(jì)，其余尺寸沒有特殊的精度要求,按照未注精度等級(jí)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)綱領(lǐng)取決于訂貨, 這里按照中等批量進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 模具設(shè)計(jì)應(yīng)保證制件表面無(wú)明顯痕跡 2.2.2 塑件的材質(zhì)分析 ABS塑料是聚苯乙烯的改性產(chǎn)品,是目前產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣的工程塑料。是不透明非結(jié)晶聚合物,無(wú)毒,無(wú)味,密度為p = 1.02-1.05g/cm3。可以保證材料供應(yīng)通暢，滿足成本要求。 ABS可采用注射,擠壓,壓延,吹塑,真空成型,電鍍,焊接及表面涂飾等多種成型加工方法，屬于熱塑性無(wú)定性料,吸濕性強(qiáng),成型前須充分干燥 (2)該零件的形狀如圖1-1所示，塑件結(jié)構(gòu)單向?qū)ΨQ，是一個(gè)中等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的殼類零件，外形是甲殼蟲輪廓，使得整機(jī)外形美觀，不失活潑與生活感 塑件壁厚范圍處于1.5～3mm之間，較為均勻。圖2-1所示 圖2-1 塑件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)圖 2.3.1塑件的表面質(zhì)量分析 該零件的表面要求光滑無(wú)明顯縮痕以及其他裂紋、燒焦類缺陷外，表面無(wú)其它特別的要求。 對(duì)照GB/T14486-2008【2】，塑件主要公差見表2-1 表2-1 塑件上主要尺寸的公差要求 部位 尺寸 尺寸公差 外 形 尺 寸 100 47.5 R40 14*（B類） 28（B類） 9（B類） 內(nèi)形尺寸 87* 84.15* 孔尺寸 φ21 φ18 孔定位 尺寸 1.33 ±0.2 注意：表中帶*尺寸為MT3級(jí)，其余均按照MT5級(jí)。 2.3.2塑件的生產(chǎn)批量 該塑件生產(chǎn)類型屬于中批量生產(chǎn)，可以考慮采用一模多腔、快速脫模以及成型周期不宜太長(zhǎng)的模具，同時(shí)模具造價(jià)適當(dāng)控制。 2.4 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)確定 2.4.1 注射成型過程 （1）成型前的準(zhǔn)備。塑件為黑色ABS，首先對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，成型前須進(jìn)行干燥，處理溫度 80～88℃,干燥時(shí)間為 2h，檢驗(yàn)保證水分低于0.07%。允許使用熱風(fēng)干燥器，最好使用除濕設(shè)備。避免塑件出現(xiàn)銀絲、水泡或燒焦缺陷。 （2）注射過程。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻五個(gè)階段。為防止在充模過程中出現(xiàn)排氣不良、灼傷、熔接痕等缺陷，要求開設(shè)深度小于0.04mm的排氣槽。 （3）塑件的后處理（退火）。ABS塑件可進(jìn)行防止脆斷的退火處理。 2.4.1 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和ABS的成型性能，查資料【1】P49—表3.1 常用塑料的注射工藝”得下表2-2。 表2-3 ABS注射成型過程工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內(nèi)容 注射劑類型 螺桿式 噴嘴形式 直通式 料筒溫度/℃ 后段 195±5 中段 210±5 前段 220±5 噴嘴溫度/℃ 210±5 模具溫度/℃ ６0～70 注射壓力/MPa 70～90 成型時(shí)間/s 注射時(shí)間 3～5 保壓時(shí)間 20～30 冷卻時(shí)間 20～30 總周期 45～65 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 30～60 后處理 方法 紅外線烤箱 溫度/℃ 80～88 時(shí)間/h 2～3 2.5本章小結(jié) 本章主要對(duì)電池后蓋塑件結(jié)構(gòu)的工藝性要求、ABS成型工藝性進(jìn)行了分析。通過對(duì)保證塑件質(zhì)量的成型過程進(jìn)行詳細(xì)分析，確定了成型方案的可行性，查表列出了塑件的主要尺寸公差，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，確定各塑件的成型的主要工藝參數(shù)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮它的一些相關(guān)性能和使用要求,這樣才能根據(jù)塑件的實(shí)際要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)模具 三． 塑件分型面與布局設(shè)計(jì) 3.1 分型面的設(shè)計(jì) 模具上用以取出制品和(或)澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。在制品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮成現(xiàn)形時(shí)分型面的形狀和位置，否則無(wú)法用模具成形；在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面位置，然后才能選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大的影響。因此，分型面的正確設(shè)計(jì)需要塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和模具設(shè)計(jì)人員的共同努力和配合。 分型面的形式常見的主要有五種，如圖3-1所示。 圖3-1 五種分型面形式 分型面位置是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最重要因素。一般遵循的主要原則有： 1) 分型面應(yīng)選擇在制品的最大輪廓處，否則制品無(wú)法脫模。在選擇分型面對(duì)，這是首要原則。 2) 有利于保證制品的外觀質(zhì)量 3) 有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) 當(dāng)安排制品在型腔中方位時(shí)，應(yīng)盡可能避免或減少側(cè)向分型或抽芯，特別應(yīng)避免在定模一側(cè)的側(cè)向抽芯，提高模具工作的穩(wěn)定性和可靠性. 據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，遵循分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處的原則，故分型面方案確定選擇平直分型面，如圖3-2所示。 圖3-2 塑件分型面 應(yīng)該注意到，配合分型面的設(shè)計(jì)，要保證塑件順利脫模，所以選在克體內(nèi)部和外邊緣 這樣不會(huì)影響整體的外觀 最好的保證外表面的光滑 3.2 塑件的布局設(shè)計(jì) 3.2.1 型腔數(shù)量的確定 為滿足中等批量生產(chǎn)，塑件最高精度等級(jí)為MT3級(jí)，對(duì)于ABS算而言，屬于一般精度，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，設(shè)計(jì)一模二腔的結(jié)構(gòu)形式。 3.2.2 型腔布局的確定 3.2.2.1 平衡布局與非平衡布局 多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式分為平衡布局和非平衡式布局。平衡式布局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長(zhǎng)度、截面形狀與尺寸均對(duì)應(yīng)相同，可實(shí)現(xiàn)各型腔均勻進(jìn)料和達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的。非平衡式布局的特點(diǎn)是有利于設(shè)計(jì)主流道到各型腔澆口的分流道長(zhǎng)度不相同，因而不利于均衡進(jìn)料，但這種方式可以明顯縮短分流道的長(zhǎng)度，節(jié)約塑件的原材料。 3.2.2電池后蓋塑件的布局 塑件采用一模兩腔，為了達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，滿足精度、物理與力學(xué)性能要求，這里選用平衡式布局的形式。型腔布局示意圖如圖3-3、 圖3-3 型腔布局形式一 3.3本章小節(jié) 在本章中解決零件分型面的設(shè)計(jì)與布局問題。 選用的是零件最大的截面處作為分型面，以此來(lái)設(shè)計(jì)一模兩腔布局,但應(yīng)注意到模具的側(cè)抽問題對(duì)后續(xù)模具設(shè)計(jì)的影響。 四 初選注塑機(jī) 4.1 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量 通過NX6.0軟件三維造型可獲得塑件體積V=13760.3mm3 ， 分型面的投影面積為21871.0mm2。 ABS的密度為ρ=1.05g/cm3，所以塑件的質(zhì)量為: m=ρV=1.05×13760.3×10-3≈14.45g .2 澆注系統(tǒng)凝料體積與4質(zhì)量的初步估算 塑件采用側(cè)澆口澆注系統(tǒng) ，由于澆注系統(tǒng)凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但按照前面設(shè)定的布局距離，設(shè)計(jì)平衡式澆注系統(tǒng)形式如圖4-1所示（在后續(xù)的設(shè)計(jì)可以獲得準(zhǔn)確的數(shù)字），假設(shè)分流道的截面面積按照直徑計(jì)算，并設(shè)計(jì)兩處為側(cè)澆口進(jìn)料口，初步定位側(cè)澆口之間的距離，并且由塑件的外形尺寸，考慮各分流道上的冷料穴長(zhǎng)度，垂直流道1條，主流道長(zhǎng)度為57 ，分流道長(zhǎng)度27，冷卻巢長(zhǎng)度為14 流道總體積：V凝=98*3.14*5*52= 7693mm3 流道總質(zhì)量：M凝=1.05×98×3.14×32×10-3≈8 g 4.3 初選注塑機(jī) 至此，估算一模兩腔總體積為 ：V總=2V+V凝=2×13760.3+2769.48=30289.88 mm3≈30cm3 一模兩腔總質(zhì)量為 : 2m+ M凝=2×14.45+0.3≈29.3g 注塑機(jī)規(guī)格型號(hào)的確定主要是依據(jù)塑件的大小、型腔數(shù)量和產(chǎn)品批量。在選擇注塑機(jī)時(shí)主要考慮其塑化率、額定注射量、額定鎖模力、安裝模具的有效面積（注意拉桿之間的距離）、頂出行程等。根據(jù)以上估算的總體積或總質(zhì)量即為注射機(jī)應(yīng)該滿足的一次注射量與額定塑化量數(shù)據(jù)。兼顧模具外形尺寸，模板尺寸取296*200對(duì)照注塑機(jī)的拉桿間距參數(shù)，螺桿式注塑機(jī)注射量為理論注射量的80%，由于密度接近,等質(zhì)量情況，PS體積≈ABS的體積，注塑機(jī)的理論注塑容量應(yīng)該滿足： V額定≥V總/0.8=30/0.8=37.5 cm3 M額定≥M總/0.8=29.3/0.8=36.63 g 拉桿間距可進(jìn)400×330 查資料【3】，初步選擇注射機(jī)AT-80-B型螺桿式注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，見表4-1。 表4-1 AT-80-B型螺桿式注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)數(shù)值 1 螺桿直徑/mm Φ36 2 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 18 3 理論注塑容量/cm3 127 4 理論注塑容量/g 113 5 注塑壓力/MPa 153 6 注塑速率/(g/s) 85 7 塑化能力/（kg/h） 33 8 螺桿最大轉(zhuǎn)速/(r/min) 150 9 鎖模形式 肘桿式 10 鎖模力/KN 800 11 拉桿間距（H×V）(mm/mm) 355×300 12 模板行程/mm 270 13 最大開距/mm 570 14 最小模厚/mm 130 15 定位孔直徑/mm φ100 16 定位孔深度/mm 25 17 噴嘴伸出量/mm 25 18 噴嘴球半徑/mm SR10 19 頂出行程/mm 60 4.4 成型設(shè)備的校核計(jì)算 4.4.1 按注射機(jī)的額定塑化量進(jìn)行校核 式中 K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M—注射機(jī)的額定塑化量，g/h； m1—澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量，g； t—預(yù)塑時(shí)間，s； m—單個(gè)塑件的質(zhì)量，g； n—型腔的數(shù)量。 通過計(jì)算可得: 故該注塑機(jī)額定塑化量能滿足生產(chǎn)需要。 4.4.2 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為： 式中 ——注射機(jī)鎖模力，已知 ——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2； ——塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的，MPa。 由2.4.2確定的成型工藝參數(shù)可見注射壓力為50～70MPa，這里取60 MPa，故 ——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和,前述利用軟件 NX6.0得到單個(gè)塑件的分型面投影面積為14948mm2。由公式計(jì)算 故AT-80-B型螺桿式注塑機(jī)鎖模力足夠滿足鎖模要求。 4.5 本章小結(jié) 本章主要是根據(jù)注射量初步選擇和校核了注塑機(jī)。首先確定在成型過程中需要塑件的總體積，根據(jù)體積對(duì)所初選的注塑機(jī)進(jìn)行校核，主要是按額定塑化量和鎖模力進(jìn)行校核，若注塑機(jī)滿足校核，則選擇該注塑機(jī)，若不滿足，則重新選擇。 五.分流道、澆口與冷料穴的設(shè)計(jì) 分流道是主流道至澆口之間的一段過渡通道。由于分流道往往是澆注系統(tǒng)中最長(zhǎng)的部分，所以如何減小分流道的流程和流動(dòng)阻力，對(duì)塑件的成型質(zhì)量和模具勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高至關(guān)重要。對(duì)分流道的主要要求：【2】 1) 盡量少的將澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣和熔體前端冷料帶入型腔，以提高成型質(zhì)量； 2) 分流道的對(duì)熔體的阻力要小，體積流量要大，以減小熔體經(jīng)過分流道時(shí)的壓力與溫度損失； 3) 分流道的凝固時(shí)間應(yīng)該稍后于型腔內(nèi)熔體的凝固時(shí)間，以利于補(bǔ)縮； 4) 保證熔體迅速而均衡地進(jìn)入每個(gè)型腔或同一型腔的每個(gè)角落； 5) 分流道的長(zhǎng)度盡量短，容積盡量??； 6) 形狀和尺寸便于加工以及刀具選擇； 7) 上一級(jí)流道比下一級(jí)分流道大10～20%； 由于分流道的設(shè)計(jì)很大程度受到澆口位置、型腔布置、塑料流道特性及工藝參數(shù)的影響。 六 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1 型腔布置與模具總體結(jié)構(gòu) 對(duì)于一模多腔的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對(duì)稱、均衡、取件方便。本模具采用一模兩腔，型腔平衡布局。布局尺寸以塑件中心孔為基準(zhǔn)，考慮分型面投影面積中心保持與主流道重合，布局尺寸如圖6-1所示。。 圖6-1 排位圖 綜合塑件結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，模具總體結(jié)構(gòu)依據(jù)三板式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選用簡(jiǎn)化大水口的AI-1530-A40-B25-C60模架。 6.2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材料為ABS塑料，需要較大的脫模斜度，對(duì)表面粗糙度較高，精度要求一般，結(jié)合布局尺寸（長(zhǎng)寬比較大），要求成型零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，良好的表面光潔度，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進(jìn)行熱處理以使其具備45HRC以上的硬度。查資料[7]，選擇預(yù)硬鋼3Cr2Mo作為型腔鑲塊、主型芯材質(zhì)，預(yù)硬硬度為35～45HRC，便于加工制造，成型后不必?zé)崽幚碛捕缺憧蓾M足使用；斜頂零件在推出過程承受較大的扭矩，在工作過程中承受運(yùn)動(dòng)磨損，選用H13,使得摩擦副的材質(zhì)不同，避免發(fā)熱融合，需要氮化處理達(dá)到表面硬度48～52HRC；其余形狀簡(jiǎn)單的小型芯選用優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼T10A,滿足較高的淬火硬度50～55HRC。 6.2.1 凹模（型腔）設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。由于整體式型腔不利于節(jié)約貴重的模具鋼材，而且不利于熱處理成本降低，故設(shè)計(jì)采用組合式凹模，現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)理念，最大限度使用標(biāo)準(zhǔn)模架縮短制造周期，選用組合式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)模仁鑲塊是當(dāng)前模具設(shè)計(jì)的主流。電池后蓋塑料件是由一個(gè)甲殼蟲殼體和四個(gè)定位柱組成 所以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這些易損部位采用組合鑲拼的凹模鑲塊，。組合的鑲塊整體嵌入定模扳。 組合式凹模裝配結(jié)構(gòu)有通孔式、通孔臺(tái)肩式和盲孔式。由于本設(shè)計(jì)產(chǎn)品塑件高度尺寸不大，排除斜頂部位，塑件高度為15，所以采用盲孔式裝配，但應(yīng)該注意為了拆裝方便，在模板上設(shè)計(jì)卸除鑲塊的頂出孔。結(jié)構(gòu)如圖6-2所示，凹模鑲塊裝配高出定模扳模面0.5mm，用于保證合模面生產(chǎn)過程貼合。 圖6-2 組合式凹模 6.2.2.凸模（型芯）設(shè)計(jì) 成型塑件內(nèi)表面的零件稱凸模，同樣按結(jié)構(gòu)型芯可分為整體式和組合式兩種。凸模部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)采用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼。這樣動(dòng)定模鑲塊的組合圖見圖6-3動(dòng)定模鑲塊組合圖。 圖6-3 動(dòng)定模鑲塊組合圖 6.3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注塑模具上，所有運(yùn)動(dòng)的零件都必須得到準(zhǔn)確的導(dǎo)向和定位。原因如下。 ① 模具要反復(fù)開、合。注塑模在生產(chǎn)過程中，活動(dòng)零件較多，每次開合模時(shí)都要有精確的導(dǎo)向和定位，以保證成型零件每次合模后配合精度，最終保證制品尺寸精度的穩(wěn)定性和延續(xù)性。 ② 模具要承受高壓。模具在生產(chǎn)過程中，受到強(qiáng)大的鎖模壓力和熔體脹型力的作用，沒有良好的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)則無(wú)法保證其強(qiáng)度和剛度。 ③ 模具要承受高溫。在生產(chǎn)過程中，模具的溫度會(huì)有較大的升高，溫度升高自然會(huì)有熱脹冷縮帶來(lái)的變形，需要導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)保證成型零件在溫度升高仍能保證其相對(duì)位置的精度。 ④ 模具是一種精度要求高的生產(chǎn)工具，為保證模具的裝配精度，必須有良好的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)。 ⑤ 模具壽命要求高。模具是一種批量生產(chǎn)的工具，其壽命通常為數(shù)十萬(wàn)、數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)，為保證模具的長(zhǎng)壽命要求，必須有良好的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)。 因此，定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于一副模具來(lái)說(shuō)是非常重要的。 七．主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 7.1成型零件的成型尺寸 塑件成型尺寸的計(jì)算方法有國(guó)標(biāo)計(jì)算法和簡(jiǎn)化計(jì)算法兩種。前者計(jì)算方法適合于二維設(shè)計(jì)計(jì)算。而采用三維設(shè)計(jì)則在造型時(shí)采用中間值造型，使得塑件尺寸處于中間位置，運(yùn)用簡(jiǎn)化計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算和標(biāo)注，更加符合軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。公式為： 該塑件的成型零件尺寸均按簡(jiǎn)化計(jì)算法計(jì)算，查有關(guān)手冊(cè)得ABS平均收縮率S=0.5%，根據(jù)塑件尺寸公差數(shù)值（參見2.3.3） ，模具制造公差取，主要成型零件尺寸計(jì)算結(jié)果見表7-1。 表7-1 成型零件尺寸 型腔 塑件原尺寸 塑件尺寸 工作尺寸 100 80 15.5 100 100 型芯 100 82.5 15 80 10 （7.12模具型腔壁厚的核算 模腔在高溫高壓、冷卻的作用下承受不均勻的熱交變和壓力交變應(yīng)力，塑料熔體在充填過程中，型腔所承受的壓力逐漸達(dá)到最大值，然后隨著塑件熔體的冷卻，壓力逐漸降低，塑料完全固化后型腔內(nèi)的壓力降低到接近于常壓。在這一過程中，模具型腔的各承壓面必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在整副模具中最危險(xiǎn)的承壓零件主要有型腔、凸模托板。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時(shí)，模具零件因強(qiáng)度不足而破裂，這兩種情況主要發(fā)生在型腔側(cè)壁圓角處；若剛度不足也會(huì)導(dǎo)致零件發(fā)生過大的彈性變形而導(dǎo)致溢料、影響塑件尺寸和精度、脫模困難，變形主要會(huì)發(fā)生在型腔側(cè)壁和凸模托板承力中心【5】。所以對(duì)所設(shè)計(jì)完成的模具必須進(jìn)行有關(guān)的強(qiáng)度校核。ABS的型腔壓力一般小于注射壓力的70%，按照注射壓力70Mpa計(jì)算，型腔壓力取值50Mpa是可行的。 本模具采用的是整體組合的凹模嵌入模板A板，因此可用整體式矩形型腔壁厚計(jì)算公式來(lái)確定型腔側(cè)壁厚度S和型腔底板厚度T，如圖7-1所示。 圖7-1 整體式型腔布局 7.2.1側(cè)壁厚度S的計(jì)算 按剛度計(jì)算：側(cè)壁變形量與壁厚 P——型腔內(nèi)最大熔體壓力，此處取50MPa； h——型腔深度，h=15mm； E——模具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.1×105MPa，預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.2×105MPa； [f]——模具剛度計(jì)算許用變形量，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》得[f]=0.062mm，查ABS塑料的不發(fā)生溢料的允許變形值【1】為[f]=0.05mm；不影響脫模的允許變形值為小于tS為3.5×0.005=0.0175mm，ABS收縮率比較小，因此允許變形量以不妨礙脫模的允許值為準(zhǔn)，即取[f]=0.175mm。 代入計(jì)算側(cè)壁厚度 ，得到設(shè)計(jì)的最小要求值。 按強(qiáng)度計(jì)算：側(cè)壁的每邊同時(shí)受到拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力 為計(jì)算簡(jiǎn)便，略去較小的拉應(yīng)力，計(jì)算側(cè)壁強(qiáng)度的公式為： 代入計(jì)算 式中 p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，此處取50MPa； h——型腔深度，h=15mm； []——模具鋼強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力，一般中碳鋼[]=160MPa，預(yù)硬化塑料模具鋼[]=300MPa； 根據(jù)以上剛度、強(qiáng)度的計(jì)算，模具型腔側(cè)壁厚度應(yīng)該大于以上兩值中較大者。即核算以側(cè)壁厚度26.379mm為準(zhǔn)，得出型腔的壁厚要求為：型腔側(cè)壁厚度，前述按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的側(cè)壁實(shí)際厚度為32.32mm，大于核算值。所以模具側(cè)壁厚度滿足生產(chǎn)需要。 7.2.2型腔底板厚度T計(jì)算 按剛度計(jì)算： 式中 ——由型腔邊長(zhǎng)比l/b決定的系數(shù)，這里為114.11/92.99=1.227,查資料【1】P201表9-23得=0.0209； p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，此處取50MPa； b——型腔寬度，b=100mm； E——模具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.1×105MPa，預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.2×105MPa； []——模具剛度計(jì)算許用變形量，前面已知[]=0.0178mm。 按強(qiáng)度計(jì)算 式中 ——由型腔邊長(zhǎng)比l/b決定的系數(shù)，查資料【1】P160表6.8得=0.4256； p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，此處取50MPa； b——型腔寬度，b=100mm； []——模具鋼強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力，一般中碳鋼[]=160MPa，預(yù)硬化塑料模具鋼[]=300MPa； 根據(jù)以上剛度、強(qiáng)度的計(jì)算，模具型腔底板厚度應(yīng)該大于以上兩值中較大者。即核算以側(cè)壁厚度27.15mm為準(zhǔn)，得出型腔的底板厚度要求為： ，前述按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的底板實(shí)際厚度為50.5 mm（見B板厚度減去開框深度），大于核算值。所以模具型腔底板厚度滿足生產(chǎn)需要。 7.3 核定內(nèi)模鑲件外形尺寸 確定內(nèi)模鑲件尺寸的方法有兩種：經(jīng)驗(yàn)法和計(jì)算法。在實(shí)際工作中常常采用經(jīng)驗(yàn)確定法而不是計(jì)算法。但對(duì)于大型模具、重要模具，為安全起見，最好再用計(jì)算法校核其他強(qiáng)度和剛度。 確定內(nèi)模鑲件尺寸總體原則是：必須保證模具具有足夠的強(qiáng)度和剛度，使模具在使用壽命內(nèi)不變形。 在上一章6.2.3，已經(jīng)使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法確定的內(nèi)模鑲件尺寸，分別為300*200×40，300*200×25。對(duì)照本節(jié)的計(jì)算，所設(shè)計(jì)鑲件尺寸能夠滿足強(qiáng)度剛度要求。 7.4推出機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) 采用推桿推出機(jī)構(gòu)，推桿的布置空間足夠，所以無(wú)需用繁瑣的計(jì)算方法確定推桿的尺寸大小，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取的國(guó)標(biāo)推桿(GB/T 4169.1-2006),注意保證推出距離略大于在動(dòng)模板內(nèi)的最深深度15mm， 7.5 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 7.6.1 模架種類的選擇 模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但型號(hào)和大小需要設(shè)計(jì)者確定。因此本設(shè)計(jì)由于塑件結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)的同特點(diǎn)，采用簡(jiǎn)化大水口二板模模架。由于模具按固定在注射設(shè)備上的需要，有工字模和直身模之分，通常模具寬度尺寸小于或等于500mm時(shí)，宜選擇工字模。故選用工字模 AI-1530-A40-B25-C60。 7.6.2模架尺寸的校核 故選用工字所選注射機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)尺寸。因此本設(shè)計(jì)由于塑件結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)的同特點(diǎn)，采用簡(jiǎn)化大水口二板模模架。由于模具按固定在注射設(shè)備上的需要，有工字模和直身模之分，通常模具寬度尺寸小于或等于500mm時(shí)，宜選擇工字模。 （1）模具高度尺寸校核 模具高度尺寸為195mm，查4.3節(jié)注塑機(jī)最小夾模高度130，最大高度570,模具高度在模具最小厚度和最大厚度之間，所以校核合格。 7.7 本章小結(jié) 主要確定了模架的以及定模板、動(dòng)模板、定模鑲件和動(dòng)模鑲件的各項(xiàng)尺寸以及相關(guān)校核，還完成了模架推出距離的校核工作。 八．注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8.1排氣分析 注塑模屬于型腔模，型腔中有大量空氣，熔體快速進(jìn)入型腔時(shí)，需要將這些空氣及時(shí)排除，避免塑件產(chǎn)生氣泡、銀絲或燒焦缺陷。另一方面，當(dāng)熔體在型腔內(nèi)成型固化后開模時(shí)，制品和型腔之間會(huì)產(chǎn)生真空，空氣必須及時(shí)進(jìn)入。因此設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)是非常重要的。 本模具排氣方式采用分型面排氣方式，因?yàn)榉中兔媸菤怏w主要排出的地方。由于分型面為平面，故可用磨削加工，磨削加工后的分型面貼合的好，型腔內(nèi)的氣體不易排出，必須在型腔一側(cè)開設(shè)排氣槽。 一級(jí)排氣槽深度h：根據(jù)塑料品種確定，h應(yīng)小于塑料的溢邊值。由“ 2.3 ABS工程塑料分析”可知ABS材料的溢邊值為0.05mm，故確定h取值為。 寬度W：全圓周長(zhǎng)，取 8.2本章小節(jié) 在本章中主要考慮的是模具排氣槽的設(shè)計(jì),在此運(yùn)作中,應(yīng)選用合適的排氣槽,從而滿足塑件模具的要求,以維持模具本身的正常運(yùn)作 九 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料熔體的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量，模具溫度過高，成型周期長(zhǎng)，成型收縮大，脫模后塑件變形大， 而且還容易造成溢料和粘膜。所以冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)率。 為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和使型腔表面溫度分布均勻，在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則： ① 冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)與脫模機(jī)構(gòu)相互協(xié)調(diào)； ② 合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及型腔壁的距離； ③ 降低進(jìn)出水的溫度差，有利于型腔表面溫度分布； ④ 一般離澆口越遠(yuǎn)溫度越低，因此澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻； ⑤ 應(yīng)避免將冷卻水道開設(shè)在塑件熔接痕處，并注意干涉級(jí)密封問題；冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。 本設(shè)計(jì)中的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)忽略模具因空氣對(duì)流、輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。 9.2 冷卻介質(zhì) 由資料【1】可知ABS材料的成型溫度為200～240℃，模具溫度為40～80℃。模具溫度高塑件的表面光潔度好。設(shè)定模具平均溫度為60，為使得模具得到均勻冷卻。提高制品外觀質(zhì)量和精度，以冷卻水在出入水口處的溫度差小為好，一般控制在5以下。所以用t1=20的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為t2=25。 9.3 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 塑料帶給模具的熱量約5%是自然散熱帶走的,其余的95%由冷卻水帶走。在計(jì)算冷卻水路時(shí)假定全部熱量都被冷卻水帶走,這樣偏于安全,同時(shí)也為水溫和流量的調(diào)節(jié)提供更大的余地。還由于冷卻水路的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料的導(dǎo)熱系數(shù)均會(huì)影響模具熱量向冷卻水的傳遞,所以要精確地計(jì)算冷卻水路是非常困難的。為了不使計(jì)算過于麻,必須做一定的簡(jiǎn)化 考慮到模具加工條件及強(qiáng)度等綜合因素，確定設(shè)計(jì)冷卻水孔直徑為D8，根據(jù)此直徑對(duì)冷卻回路進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。首先需要計(jì)算出冷卻回路的總長(zhǎng)度。這是布局水路的基礎(chǔ)。 ① 每1h內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W 塑料制品的質(zhì)量 取注射周期，由此得每小時(shí)注射次數(shù)。 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量（Kg/h） ② 確定1h的塑件總質(zhì)量在凝固時(shí)所放出的總熱量 查資料【1】ABS單位時(shí)間釋放的熱量為300～400KJ/Kg ③ 冷卻水流量的計(jì)算 在實(shí)用上，將雷諾數(shù) 稱為穩(wěn)定紊流狀態(tài)，一旦達(dá)到這種狀態(tài)再增加水的流速，其傳熱效率并無(wú)明顯升高。水溫一定時(shí)，但過低的流速，可能會(huì)達(dá)到層流的雷諾數(shù)2300而大大降低冷卻效率；而水溫過低則大大增加水的粘度，也會(huì)導(dǎo)致層流。所以一般入水口冷卻水水溫在10～18℃范圍為宜，流速盡可能快，下表【5】為雷諾數(shù)為6600時(shí)的流速與流量。 表9-1 冷卻水路的穩(wěn)定紊流速度與流量 要保持模具較低的溫度，要保持冷卻水流量為 Kg/h 式中Q——每小時(shí)冷卻水應(yīng)該帶走的熱量，KJ/h，； ——水的比熱容，KJ/Kg·℃，20℃水的C=4.183KJ/Kg·℃【1】 通常在注射過程中。型芯吸收的熱量比型腔多，而且散熱條件更為惡劣。為了合理平衡模具的溫度，使其溫度相接近，需要對(duì)型芯強(qiáng)化冷卻，即應(yīng)該把有冷卻水帶走的總熱量大部分分配給型芯，少部分分給型腔。比例按照6:4設(shè)計(jì)。據(jù)此，將冷卻水流量也按照這個(gè)比例進(jìn)行分配，實(shí)際需要的型芯型腔的冷卻水流量分別為： Kg/h Kg/h 由表9-1中數(shù)據(jù)，φ8mm的水道能實(shí)現(xiàn)紊流的最低流速為0.83m/s,最小流量是150Kg/h。以上需求數(shù)值小，要保證穩(wěn)定紊流，所以使用φ8mm的水道，可以按照流量減少水道的總表面積。大約為使用150 Kg/h 流量的0.7035倍，大約為使用150 Kg/h 流量的1.055倍. ⑤ 冷卻水孔壁平均溫度的確定 在注射成型時(shí)，由塑料熔體說(shuō)帶入的熱量，必須由模具上的冷卻孔通過冷卻水將熱量由型腔（型芯）壁帶走。這樣型腔（型芯）壁與冷卻水孔壁就存在溫差，其平均溫差由下式?jīng)Q定： 式中tr——型腔和型芯壁的表面溫度，即材料廠家推薦的模具溫度，℃； tH——冷卻水孔壁平均溫度，℃； Q——每小時(shí)冷卻水應(yīng)帶走的熱量，KJ/h，； ——冷卻水孔中心到型芯（型腔）壁的距離，m，設(shè)計(jì)值為12mm； A——與塑料材料接觸的型腔表面積，m2 ，由NX6.0軟件打開塑件，下拉分析>測(cè)量體>信息，查得塑件總面積為25084.86mm2,即0.02508m2； ——模具材料的導(dǎo)熱系數(shù)，KJ/m·h·℃，取值 KJ/m·h·℃【6】； 所以對(duì)于型腔 ℃ 所以對(duì)于型芯 ℃ ⑥ 所需冷卻水孔表面積F的計(jì)算 由牛頓冷卻定律知，單位時(shí)間內(nèi)模具給予冷卻水的熱量由下式?jīng)Q定： 型腔、型芯的水孔表面積分別為： m2 m2 以上是按照150的流量直徑d8進(jìn)行計(jì)算。由于冷卻需要的實(shí)際不滿足紊流，冷卻按照150流量，因此需要的面積分別為： ⑥ 所需冷卻水孔長(zhǎng)度的計(jì)算 ，所以， mm mm 設(shè)計(jì)流道直徑D8，當(dāng)前布局冷卻水道長(zhǎng)度偏長(zhǎng)?？梢罁?jù)以上計(jì)算，改選直徑為D6的水路。由表9-1，直徑縮小，穩(wěn)定紊流的最小流量會(huì)有所降低，計(jì)算面積的倍數(shù)將增大，上式需求的L將也因直徑減小而有所加長(zhǎng)。圖紙實(shí)際長(zhǎng)度均大于400mm可以滿足冷卻要求。應(yīng)該注意：最終冷卻系統(tǒng)應(yīng)在試模的基礎(chǔ)上完成加工，以便于調(diào)整。 9.4本章小節(jié) 在本章中主要解決冷卻介質(zhì)的選用問題和模具冷卻系統(tǒng)路徑及其尺寸的確定。根據(jù)上述的計(jì)算和選用最終對(duì)冷卻系統(tǒng)的長(zhǎng)度進(jìn)行了核算。 十 模具總體結(jié)構(gòu) 圖10-1模具總體結(jié)構(gòu) 使用NX6.0加載模架，添加標(biāo)準(zhǔn)件，包括澆口套、流道嵌件、模仁螺釘?shù)葴啬叹o固件以及加載支承柱、加載頂桿，創(chuàng)建流道，根據(jù)設(shè)計(jì)的模具開模工作過程，加載螺釘，再對(duì)模具的斜頂部位，設(shè)計(jì)斜頂座進(jìn)行裝配，設(shè)計(jì)斜頂?shù)膶?dǎo)向塊進(jìn)行裝配。設(shè)計(jì)冷卻組件，包括密封圈、水道；最后對(duì)模具的各相關(guān)板加工避讓腔體，使用MOLDWIZARD完成全部的二維設(shè)計(jì)，檢查裝配干涉情況，對(duì)相關(guān)尺寸加以調(diào)整，完成的模具總體結(jié)構(gòu)如圖10-1所示 十一 總結(jié) （1）完成了產(chǎn)品圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （2）對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能作了比較詳細(xì)的工藝性分析； （3）根據(jù)塑件的特性和功能 還有現(xiàn)實(shí)情況選取ABS為塑件的制造材料 在考慮塑件的收縮率 完成三維造型 （4）通過三維圖對(duì)塑件進(jìn)行整體分析 對(duì)塑件的質(zhì)量還有體積進(jìn)行分析 然后對(duì)該塑件進(jìn)行注塑工藝分析 （5)分型面的確定 因?yàn)榇怂芗w成殼狀 結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單 所以分型面選在塑件內(nèi)表面 進(jìn)而方便脫模 也方便型芯的加工 （6）根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析 因?yàn)榇怂芗庑蜗鄬?duì)較大所以選做一模兩腔 （7）澆注系統(tǒng)的選用 本塑件選用側(cè)澆口 考慮方便脫模還有塑件相對(duì)比肩簡(jiǎn)單 （8)由于本模具五冊(cè)抽芯 而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 所以本模具選用常見的兩板標(biāo)準(zhǔn)模架 未考慮各部分零件加工工方便 型芯與動(dòng)模板之間算用嵌入式 定模板與型腔選用整體式 （9）根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析 塑件較大 所以必須考慮脫膜力 用于脫模力比較大 所以設(shè)置四根頂桿均勻分部 更便于脫膜 （10）因?yàn)槎０迳系目臻g較大 所以冷卻隧道設(shè)置在定模板上 均勻分布在塑件上表面 直徑為8 參 考 文 獻(xiàn)· 【1】屈華昌編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)（第二版）[M].高等教育出版社. 【2】張維合編.注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程（第二版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社. 【3】鄒繼強(qiáng)編.塑料制品及其成型模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社. 【4】何冰強(qiáng).高漢華編.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編（第二版）[M].大連理工大學(xué)出版社. 【5】王剛毅主編 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 清華大學(xué)出版社 【6】楊寶順.電視機(jī)外殼注射模冷卻水路的簡(jiǎn)易計(jì)算 《模具工業(yè)》1997 NO.12 【7】郭新玲. 開閉器在注射模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 《模具制造》2006 第06期 【8】唐家鵬.王銳，周偉文編.UG NX6.0模具設(shè)計(jì)[M].科學(xué)出版社. 【9】陳萬(wàn)林編.實(shí)用塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 【10】張景黎編.模具加工與裝配[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 【11】陸建軍編.模具CAD/CAM應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社. 【12】李云程編.模具制造工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社. 【13】吳兆祥編.模具材料及表面處理[M].機(jī)械工業(yè)出版社. 【14】王曉江編.模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)英語(yǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社. 致 謝 書劍匆匆流逝，大學(xué)生活已近尾聲，兩年多的努力與付出，隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，將要?jiǎng)澫聢A滿的句號(hào)。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)在金華軍老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無(wú)不凝聚著金華軍老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，金華軍老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，金華軍老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動(dòng)，沒有這樣的幫助和關(guān)懷和熏陶，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此向金華軍老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們?nèi)陙?lái)的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 同時(shí)，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 我還要感謝同組的各位同學(xué)以及我的各位室友，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對(duì)于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝！ 說(shuō)真的，時(shí)間走了，記憶卻還在。就想三年前我們剛剛踏入校園的那樣,經(jīng)不住歲月的流年,感謝我的老師,感謝我的大學(xué)! 35