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说明书

毕业设计

课题名称

电池盒注射模具设计

分院

机械工程学院

班级

模具1221

学号

1201063216

学生姓名

徐明贤

指导教师：

周梅芳老师

2015年5月26日

摘要

模具发展水平代表着这个国家的发展水平，可见模具的重要性，高精度的模具可以为生产带来许多便捷。

现在我国已从经验设计阶段走向理论设计阶段。

一套良好的模具决定了最终产品的性能，形状，尺寸和精度，为了获得优良的加工平品质，所以对于模具的生产要求就会非常精密。

同时压塑模在模具中又扮演了举足轻重的角色，压塑模给塑件的生产带来了许多便捷。

让快捷，高效生产成为了现实。

本设计是以盘盖题作为设计模型，以注射模具知识作为理论，阐述了电池盖模具设计的过程，我的设计是注射模设计，利用我们所学的cad软件画出实体。

对模具进行全面的设计分析，和尺寸设计。

设计出可以正常运行的注射模。

然后进行相关数据的校核，确保各个零件之间的配合没有问题。

还有就是本套模具采用了一模四腔的设计形式，然后对注射机参数进行了参数校核。

Abstract

Thelevelofmolddevelopmentrepresentsthelevelofdevelopmentofthecountry,showstheimportanceofthemold,precisionmoldsfortheproductioncanbringalotofconvenience.Noourexperiencefromthedesignstagetothetheoreticaldesignstage.

Agoodmolddeterminestheperformanceofthefinalproduct,shape,sizeandaccuracy,inordertoobtaingoodprocessingqualitylevel,sothemoldwillbeverypreciseproductionrequirements.Meanwhilecompressionmoldinamoldandplayapivotalroletocompressionmoldplasticpartsproductionhasbroughtalotofconvenience.Forfast,efficientproductionhasbecomeareality.

Thedesignisbasedonapanlidtitleasadesignmodeltoinjectionmoldknowledgeasatheory,expoundedthebatterycovermolddesignprocess,mydesignisinjectionmolddesign,usewhatwelearntodrawcadsoftwareentity.Tomoldacomprehensivedesignanalysis,designandsize.Designanormaloperationoftheinjectionmolding.Thencheckingtherelevantdata,toensurethatthereisnocooperationbetweenthevariouspartsoftheproblem.Thereisthissetofmoldswithadesignintheformofafour-cavitymold,andtheninjectionmachineparameterswereCalibration.Finally,attachthecatalog

injectionmolddesign;CADdrawing;injectionmachineselection

目录

第一章绪论5

第二章塑件成型和原料的工艺性分析6

2.1塑件成型和原料的工艺性分析6

第三章拟订模具结构形式7

3.1拟订模具结构形式7

第四章注射机型号的确定8

4.1所需注射量的计算8

4.2选择注射机8

4.3审核型腔数量与注塑机参数的吻合程度。

8

第五章浇注系统形式和浇口套的设计10

5.1流道的设计10

5.2浇口套设计10

第六章型零件的结构设计和计算11

6.1成型零件的结构设计11

6.2成型零件钢材的选用11

6.3成型零件工作尺寸的计算11

第七章、模架的确定12

第八章、合模导向机构的设计13

8.1导向机构的总体设计13

8.2导柱设计13

8.3导套设计13

第九章脱模推出机构的设计14

9.1脱模推出机构的设计原则。

14

9.2塑件推出机构14

第十章、冷却系统设计15

10.1冷却系统15

第十一章装配图16

致谢19

参考文献20

第一章绪论

注塑模是将聚乙烯原料通过注塑机加热之后，加以一定压力使熔融的塑料充满整个型腔的工具，经过冷却等环节，生产出与型腔形状一样的塑件

由于注塑模具有效率高，生产成本低的特点。

所以被广泛的运用到工业生产中。

因此近几年注塑模得到了快速的发展。

即使这样我国的注射模生产量还是远远低于国名的需求，有很多因素决定了这一结果，比如没有先进的加工工具，没有国外一些先进的技术。

但是由于经济全球化的推进，使得港企，台企，外企的涌入，使得国内的模具得到了快速发展。

同时国家也加大了对模具的透支，开发了许多模具方面的软件如CAD/cam/UG/MOIDFIOW等，这些软件的运用使得模具设计变得特别简单。

对于模具本身来说，它的尺寸，形状粗糙度决定了塑件的质量，还有模具设计时整体结构的合理性也会影响塑件质量。

模具向着高效率，高进度，全自动方向发展，所以就离不开高科技的设计人员。

这样才能使得模具制造得到进一步发展。

第二章塑件成型和原料的工艺性分析

2.1塑件成型和原料的工艺性分析

（1）电池盖塑件分析

电池盖塑件见图2.1

图2.1电池盖

所用塑料名称是聚乙烯，同时生产纲领要求大批量生产。

该塑件的结构类型属于盘盖类零件。

成型时的工艺精度要求达到5级精度等级。

（2）热塑性塑料ABS性能分析：

聚乙烯一般没有颜色，无有害物质，没有刺鼻性气味，透明，轻盈，良好的耐热性，优越的绝缘性。

ABS的主要性能指标：

常温下聚乙烯的密度是1.06g/cm3，拉伸弹性模量可以达到1100~1600MPa，成型完成时收缩率在1.04-1.07%之间。

下面是ABS成型时的工艺参数与注塑机的参数：

用到的注射机是螺杆式注塑机，预热温度要求在80~100之间，同时加热时间要达到1.5个小时，注塑机螺杆转速要达到48（r/min），料筒温度后端在160到180之间，中断在180到200之间，前段要求在200到220，这样才能保证熔融的塑料顺利流动。

此时也要为模具预加热，让模具温度达到85度左右。

在注塑时要求压力达到90Mpa，以保证熔融的塑料可以进入型腔每一个角落。

第三章拟订模具结构形式

3.1拟订模具结构形式

（1）分型面位置的确定

通过对塑件结构形式的分析，所以采用侧浇口方式，最大轮廓为分型面，见图3.1

图3.1分型面

（2）确定型腔排列方式及数量

对于小型零件，形状简单，同时精度要求不高。

所以选一模多腔的模具，因此选用一模四腔，见图3.2

3.2电池盖塑件排版图

第四章注射机型号的确定

4.1所需注射量的计算

（1）.塑件质量、体积计算的计算：

每一个塑件件体积是

，塑件质量可以根据

≈1.05*3.876≈19g算出来。

（2）.ABS冷凝式体积的前期计算时要注意选用塑件0.3倍计算，通过计算，凝料体积是

=8*3.876*0.3≈9.3cm3

4.2选择注射机

通过各方面的计算，所以采用HTF300A卧式注射机，注射机主要主要参数如下：

型号参数

单位

数值

机器重量

t

2.6

理论注射容积

253

螺杆直径

mm

40

注射压力

mpa

202

注射速率

g/s

110

塑化能力

g/s

16.5

螺杆转速

r/min

180

锁模力

kn

1500

拉杆内间距

mm

410*410

移模行程

mm

350

最小模具厚度

mm

180

4.3审核型腔数量与注塑机参数的吻合程度。

（1）.型腔数量的校核

通过塑化速率来确定型腔数量：

，上式右边=（0.8*16.5*3600*50/3600-42.3*1.05*8）/10≈46＞4，符合要求

用最大注射量校核型腔数目：

n≤（KMN-m2）/m1，上式右边=（0.8*244.62*0.91-24）/10≈15.2＞4，符合要求。

（2）注射机工艺参数的校核：

注射量校核，用注塑量来表示注塑容积，最大容积是

=0.85*253=215.05cm3，α——由于是透明，没有成型的塑料，所以a选0.85。

为了避免塑料在料筒中滞留时间过长所以应该对最小注塑量做进一步校核，通过计算，最小注射容积为Vmin=0.25V=0.25*253=63.25cm3。

实际注射量体积大于最小注射量体积，同时又小于最大注射体积，而V’=≈198.03cm3，所以符合要求。

下面进行锁模力的校核

=1.2*1160=1392KN。

最大注射压力校核：

注射时要求注射时需要的的压力应小于注射机的最大压力，同时由注塑机的参数可知，最大注塑压力为202mpa,所以通过计算

式中k’为安全系数，常取k’=1.25~1.4，通常这个模具实际生产时所需的的注射压力为70MPa~100MPa。

代值计算，符合要求。

第五章浇注系统形式和浇口套的设计

5.1流道的设计

（1）.主流道尺寸：

主流道的小端直径的标准，注射机喷嘴d的选取要求应该大于实际尺寸0.5~1之间，所以取4mm。

主流道球面半径：

SR=喷嘴球面半径+（1~2）mm=17+2=19mm。

主流道衬套制造时要注意，这套定模板的宽度是64mm,所以主流道也应该大约为64mm，衬套如图所示，选用54钢，需要进行热处理，表面硬度要求50HRC~55HRC。

（2）.分流道设计：

先确定分流道布置形式，分流道应该做到使熔融的塑料均匀充满型腔的每一个地方，实现完美的填充，尽量不要出现飞边等缺陷。

如图3所示，所以我们选用了平衡式分流道。

关于分流道的长度，第一级分流道：

L1=159mm，第二级分流道：

L2=8mm。

最后分流道形状及截面尺寸：

由于流道在分型面两侧，所以采用有利于流动的圆形截面本套模具分流道直径取6m虽然实际二级的应该比一级分流道在尺寸上应该小10%，但是为了减少车床加工时的麻烦，所有分流道采用一样的截面尺寸，都采用6mm的直径。

同时在分流道加工时，要注意表面粗糙度，对于粗超度，分流道的要求不是太高，范围在0.8um~1.6um,本套模具选用1.6um分流道应该做到使熔融的塑料均匀充满2.1塑件成型和原料的工艺性分析

5.2浇口套设计

（1）胶口套布置：

本套模具的特点是一模多腔，同时对塑件表面没有太高要求可采，这种情况下我们选择侧胶口。

浇口结构尺寸的经验计算，根据有关资料，确定侧浇口的尺寸为：

长度L=0.7~2.0mm

深度t=0.5~2.0mm

宽度b=1.5~5.0mm或b=（0.6~0.9）

/30

其中A表示塑件外侧表面积

综上所述得侧浇口的尺寸：

深度t=2.0mm

长度l=1.0mm

宽度b=2.5mm

第六章型零件的结构设计和计算

6.1成型零件的结构设计

对于型腔，我们初步选择了选用整体式凹模。

对于型芯，考虑牢固性，型芯也跟型芯一样选用整体式。

6.2成型零件钢材的选用

便于以后跟换，和经济方面考虑选用p20作为成型零件的生产钢材.

6.3成型零件工作尺寸的计算

该套模具形状上没有太多要求，所以选用一般精度即可，（5级），公差等级选用IT14，同时该套模具的磨损系数为0.5。

成型零件尺寸包括型芯型腔尺寸，型腔尺寸，还有腔侧壁厚,

侧壁厚度的计算，按强度计算：

S=

=9.06

式中：

p为型腔可以承受的最大熔体压力，取p=50MPa

H——型腔深度H=9mm，W——抗弯截面系数，

型芯尺寸设计

型芯尺寸公式是

其中D1为型芯外直径尺寸,d1为塑件的内形尺寸，

为塑件公差，s为塑件收缩率，型腔：

宽度方向d

=150；取

=0.75%（以下收缩率都取0.75%）

=151.05

长度方向d2’=25，所以D2’=[（1+0.0075）×25－0.5×0.68]

=24.87

型腔深度尺寸按以下公式计算

型腔深度公式

，H是塑件的高度，Δ塑件公差，

—塑料平均收缩

—成形零件制造公差,取

型腔深度：

H=20;X=0.35

所以H

=[（1+0.0075）×22+0.4×0.18]=22.237

型腔径向尺寸按公式

计算，D

为型腔的内形尺寸，d

为塑件外形基本尺寸，d

塑件外形基本尺寸，Δ为塑件公差，

为塑料平均收缩率，

—成形零件制造公差,取Δ/2。

3、所以型芯宽度方向d

=150.2

D

=[（1+0.0075）×150.2+0.5×0.60]=148.6

长度方向d

=24

D

=[（1+0.0075）×24+0.5×0.60]=21.48

第七章、模架的确定

模架选用400*L，模架结构为A1形式。

关于螺钉应尽量选用标准件内六角螺钉；模具加工是应留有分摸间隙便于以后的维修；同时加工时应当保证外表面的粗糙度，为了避免生锈应涂防锈漆。

各模板尺寸的确定：

1、定模座板（450mm*450mm、厚度30mm）

2、A板尺寸（400mm*400mm，厚40mm）

3、B板尺寸（400mm*400mm，厚40mm）

B板是动模板.

4、垫块（120mm*400mm，厚68mm）

第八章、合模导向机构的设计

由于模架选用400*L，模架结构为A1形式。

所以生产时只要按照所选模具模架规格选取

8.1导向机构的总体设计

导向机构的作用是导向作用，所以应当分布在模具四面的边缘位，以确保模具有一个正确的运动反向。

本套模具的导柱是四根相同直径的，且对称的分布在模具四周。

模具导套安装在定模上，导柱安装在动模上。

在生产中，必须保证导向机构先接触同时要高于凸模6~8mm。

8.2导柱设计

本套模具采用标准有头导柱。

在生产中，必须保证导向机构先接触同时要高于凸模6~8mm。

其次为了确保导柱能顺利的进入导套，导柱的端部必须做成圆锥状。

还有本套模具的四根导柱都是直径为35mm的导柱。

导柱进入导套的部分粗糙度要求在0.4un。

导柱要求有一定的强度，来保证每一次生产的撞击，所以导柱要求进行热处理，使强度达到50HRC以上。

8.3导套设计

导套结构形式。

采用标准带头导套。

同时加工时应给导套倒圆角，以便导柱的顺利进入。

同样导套要跟导柱一样要求热处理，以应对生产中高强度的摩擦。

第九章脱模推出机构的设计

9.1脱模推出机构的设计原则。

生产过程中，模具必须准确无误的把冷却的塑件从型腔中推出。

以保证下面工作的顺利进行。

机构简单、动作可靠。

良好的塑件外观。

合模时准确复位。

9.2塑件推出机构

本设计零件是盘盖类零件，较为复杂，不易采用直接推出机构，综合塑件内部形状和模具结构，所以采用斜销推杆，同时参与了塑件的成形。

在每个塑件四个角落各设一个斜销推杆，所以一共有16根斜销推杆

第十章、冷却系统设计

10.1冷却系统

冷却介质:

为了生存效益的最大化，本套模具选择了，冷却水作为冷却介质，不仅因为水应用广泛，最重要的是水具有较高的比热容冷却塑件时效率会比其他物质好。

冷却系统的简略计算:

查表得ABS单位质量放出的热量Q1=1.8*102kJ/k，故

=0.104*1.8*102=18.72kj/min=1121.04kJ/h,式中单位时间内的注射塑料质量用W表示,所以W=0.104kg/min,

求冷却水体积流量

=0.104*1.8*102/[1000*4.187*（25-20）]

≈0.89*10-3m3/min,式中--冷却水的密度；C1—冷却水的比热容；1—冷却水出口温度；2—冷却水入口温度。

求冷却管道直径d,查书，取d=8.5mm。

计算水在管道中的流速

2=（4*0.89*10-3/60）/（π0.008*102）m/s≈0.295m/s

求冷却管道孔避与冷水之间的传热膜系数h

参考教材表4-23，取f=6.84

=3.6*6.84（1000*0.295）0.8/（0.008）0.2

=596.52Kj/（m2*h*C）求冷却管道总传热面积A

A=60WQ1/h=60*0.104*1.8*102/{596.52*[85-（25+20）/2]}

≈0.03275m2）求模具上应开设的冷却管道的孔数n

n=A/dL=0.3275/3.14*0.008*0.41=1.182（孔）。

第十一章装配图

装配图如7.1所示

7.1装配图

1—定模板座，2—定模板，3动模板，4--垫块，5—推板固定板，6—推板，7定模板座8—型腔，9—凸模，10—推杆

工作过程：

现将塑料加热熔融，进入主流道，然后进入分流道，最后进入型腔。

熔融的塑料进入型腔之后，经过保压等工序，接下来脱出机构开始工作：

推杆将工件推出，通过推板导柱的导向作用，推板由下往上运动，将塑件推出。

下面开始合模，在复位杆的作用下，模具开始合模。

之后就是循环之前的动作

模具的装配过程：

方法：

动定模分开安装

定模安装：

先将型腔固定在定模板上，然后将浇口寸套固定在分流板上，接着将定模座板与分流板固定到一起，用螺钉把定位环固定在定模，然后将定位环通。

最后将定模座与分流板,定模板督导在一起。

动模安装：

将型芯督导在动模板上，然后将推杆紧固在推板上，接着将推板和推板固定板通过螺钉紧固连接。

用动模板固定支撑住，接着将支撑住和推出机构连接起来。

接下来将滑块螺钉固定在动模板，最后通过长螺钉将整体固定在动模板上。

总结

从四月开始考虑着手写毕业论文，到今天毕业论文已经接近完成。

一开始一点头绪都没有，但是在同事的帮助下，我逐步进入了状态。

回首整个过程，既有完成时的喜悦，也有被难道的苦恼。

四月初我确定了我的设计课题，之后我就开始搜集资料。

期初，我真不知道从哪里下手，但是同学给了我一个模板，让我知道了大概的设计思路。

等到了中旬搜集资料的工作基本完成了，下面就开始我的创作了，然而写的过程也并非一帆风顺，但是通过与同学交流，请教老师的方法之下，还是一一解决了。

一直到今天我也基本完成了。

在整个过程中我不仅温习了课本上的知识，又学到了一些知识。

但是我还是发现一些我身上存在的缺点，好多知识都漏掉了。

所以在今后的日子里，我会抱着严谨的态度学习。

这样会对我的未来有这很大的帮.总的来说，由于我在学校专业课学的不是太好，所以过程中做的不是太顺利，遇到了好的困难，加上时间比较仓促，导致我前期走了许多弯路。

通过这次教训，让我深刻的理解到，知识的学习应该注重平时的积累，要不然你会觉得书到用时方恨少。

但是，现在发现也不迟，今后我会努力改正。

同时通过这次毕业设计我也提高了收集资料的能力。

然后对资料做出正确的出来。

运营自己所学的东西对资料进行处理与分析。

致谢

这次第毕业设计在周梅芳老师细心指导下完成了，老师一丝不苟的为我们改着论文，她严格要求我们，所以我觉得我们少走了许多弯路。

我的论文从一开始的选题到完成，都得到了来自同学的帮助，他们将他们所得到的东西完全的分享给我们，如果没有他们，我觉得我很难完成。

这次设计完成这次毕业设计得到了许多同学的帮助，所以在这里非常感谢我的小伙伴们。

也要感谢我的各位老师，是他们的谆谆教诲，才为我完成毕业论文奠定了基础。

三年的学习不仅学到了专业知识，更重要的是增加了宝贵的人生阅历，很高兴能在南工院认识这些可爱的人们。

让我愉快的度过了美好的三年时光。

最后郑重的向每一位帮助过我的人说一声谢谢，没有你们的帮助我可能就不会顺利完成我人生的最后一次在校作业

参考文献

1、《塑料注塑模结构与设计》　　　主编：

杨占尧　　　2003.8

　　2、《实用注塑模设计手册》　　　　主编：

程志远　　　2000.4

　　3、《塑料模具手册》　　　　　　　主编：

阎亚林　　　2004.8

　　4、《公差配合与测量技术》　　　　主编：

黄云清　　　2003.7

　5、《中国模具设计大典》