鋰電池盒下固定架注塑模設(shè)計

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畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 題目：鋰電池盒下固定架注塑模的設(shè)計 系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號 6011201198 學(xué)生姓名 XX 指導(dǎo)教師 古 麗 職 稱 講 師 2015年 3月 6日 摘 要 本文主要是以鋰電池盒下固定架為基礎(chǔ)，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(shè)計，包括塑件成品的設(shè)計、工藝參數(shù)的分析與計算、工作部分的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)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(fù)雜的精密塑件，本次設(shè)計就是將鋰電池盒下固定架作為設(shè)計模型，將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計過程。 本文重點介紹了鋰電池盒下固定架的注射模設(shè)計，主要運用UG及其AUTOCAD制圖軟件來完成整個設(shè)計工作，此外還利用了Moldflow Adviser 7.1軟件對塑件進行模流分析。從中學(xué)習(xí)到了許多的模具設(shè)計的知識和對在校所學(xué)知識的深化，設(shè)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(guān)鍵詞：塑料模具； 模具設(shè)計； 生產(chǎn)周期 ABSTRACT Plastic molding products are plastic as the main structural material. The processing of products.Referred to as the plastic parts.plastic molding products arewidely used.Especially in the electronic instrument electrical equipment ,communication tools ,etc to obtain a large number of applications . such as all kinds ofstress are shell stents structure decoration.Based process equipment as the main production of plastic products of plastic mold .occupies an important positionin national economy mould technology has also become to measure a national product manufacture level of important symbol.Injection molding plastic molding isan important method . it is mainly suitable for thermoplastic molding .and canbea UG and AUTOCAD complicated shape of precision plastic forming parts is Moldflow Adviser 7.1 the adsl surface hella a design model .This paper will be injection mold related knowledge as thebasis.the overall design process of plasticinjection mould are expounded. Keywords：Plastic mold；injection molding； the parting surface 目 錄 第一章 前言 2 1.1 塑性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 3 1.2 塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 3 1.3 模具設(shè)計流程 4 第二章 注塑件的設(shè)計 6 2.1 功能設(shè)計 6 2.2 材料選擇 6 2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 2.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 8 第三章 該塑件材料分析和工藝性分析 9 3.1 材料分析 11 3.2 工藝分析 12 3.2.1 尺寸及精度 12 3.2.2 表面粗糙度 12 3.2.3 形狀 12 3.2.4 斜度 12 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 4.1型腔數(shù)目的確定 16 4.2分型面的確定 17 4.3澆口的確定 17 4.4模具材料的確定 17 4.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計 18 4.6成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 4.7 抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 4.8模架的選用 22 4.9導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 23 4.10頂出機構(gòu)的設(shè)計 24 4.11排氣設(shè)計 24 4.12溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 25 第五章 成型零部件的設(shè)計 26 5.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 19 5.2 成型零部件工作尺寸計算 19 5.3 成型零部件的強度與剛度計算 19 第六章 模具總裝設(shè)計 28 6.1模具裝配及加工要求 28 6.2模具工作原理 30 謝辭 35 參考文獻 36 1 天津大學(xué)仁愛學(xué)院2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一章 前 言 1.1塑性模具的國內(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(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)——塑料模具的設(shè)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(fù)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(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢： 1) 在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用； 3)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 5)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展； 7)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 1.2 塑料模具工業(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(dǎo)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(jì),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、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車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I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具,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(shè)計軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求[3]。能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的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0.02～0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具質(zhì)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(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)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29～34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(shù),一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件,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(shè)備及技術(shù)。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(shù)方面,CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)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(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng),如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。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CAD/CAM的集成,并能支持CAE技術(shù)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(shù)經(jīng)濟效益,促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來,我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(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CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等,這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格較低等特點,為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來,國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼,如:P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等,對模具的質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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%-80%相比,仍有很大差距。 表1-1 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項　目 國　外 國　內(nèi) 注塑模型腔精度 0.005～0.01mm 0.02～0.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.01～0.05μm Ra0.20μm 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(biāo)準(zhǔn)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)中的占有量 30～40% 25～30% 據(jù)有關(guān)方面預(yù)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(fù)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(fù)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、PVC塑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(luò)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(fù)雜、長壽命模具的設(shè)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(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 2、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)[4]。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù),近年來模具CAD/CAM技術(shù)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.利用 CAE 技術(shù)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(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)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(shè)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設(shè)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(shè)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(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。塑料制件及模具的3D設(shè)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(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)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(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn),積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件,是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)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(fù)雜的大型制品,模具設(shè)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(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式?！　? 5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量和降低模具制造成本,模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此,首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn),并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本;再次是要進一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。 6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 1.3 模具設(shè)計流程 通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，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(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，以達到能夠獨立設(shè)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(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運用，綜合檢驗大學(xué)期間所學(xué)的知識。 本模具設(shè)計流程： 課題調(diào)研，查閱有關(guān)資料 塑件的工藝分析及工藝方案的確定 模具結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計 模具的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝性能參數(shù)的設(shè)計計算 模具的裝配圖、零件工作圖的設(shè)計 編寫設(shè)計說明書和技術(shù)文件 第二章 注塑件的設(shè)計 2.1 功能設(shè)計 功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是底座蓋,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(yīng)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。 2.2 材料選擇 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).對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強度,表面硬度等.該塑件屬于日常生活用品，沒有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。 ABS 是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)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(yīng)用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè) 領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。HDPE 樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 PS， SAN，BS 的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS工程塑料具有優(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(xué)藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好。HDPE 樹脂耐水、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： 1.綜合性能比較好：機械強度高；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； 2.電氣性能好，受溫度、濕度、頻率變化影響?。? 3.耐低溫達-40℃； 4.耐酸、堿、鹽、油、水； 5.可以用涂漆、印刷、電鍍等方法對制品進行表面裝飾； 6.較小的收縮率，較寬的成型工藝范圍。 ABS的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(yīng)能在一定的期限內(nèi)保證其使用功能和性能，還要考慮到加工成型、成本和供應(yīng)方面的問題。通過綜合考慮，本注塑件選用材料為 ABS+PC。 2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu),形狀,尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)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(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點,為模具設(shè)計和制造提供依據(jù)。 2.3.1 壁厚 塑料制品的壁厚對制品的質(zhì)量有至關(guān)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1.5mm，在此材料的推薦壁厚0.6~2.3mm的范圍內(nèi)。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 2.3.2脫模斜度 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(yīng)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。 HDPE的脫模斜度為，由此確定塑件的脫模斜度。 2.3.3 加強肋 塑件上適當(dāng)設(shè)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。 2.3.4 圓角 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(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)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。 2.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 2.4.1尺寸精度 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(jié)構(gòu)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)（GB/T14486-93）規(guī)定的MT5級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HDPE/PC的一般精度等級MT3范圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達到此精度要求。表2-3-3是國家推薦標(biāo)準(zhǔn)的工程塑料模塑塑件尺寸公差，該表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 2.4.2塑件的表面質(zhì)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(zhì)量指標(biāo)，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，取塑件表面粗糙度為0.8m。 第3章 該塑件材料分析和工藝性分析 2.1材料分析 鋰電池盒下固定架的零件圖如下圖所示，該塑件的材料為ABS，我們知道，ABS材料的表面光澤度較好，且沒有毒，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(guān)資料可知，ABS材料輕盈，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，ABS材料在模具產(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ABS材料的進一步發(fā)展，包括它的力學(xué)性能，表面光澤度等等各個方面。 圖2-1 產(chǎn)品圖 24 天津大學(xué)仁愛學(xué)院2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2.2工藝分析 本次設(shè)計的工件是鋰電池盒下固定架，根據(jù)圖2-1，我們可以知道，該塑件比較復(fù)雜，所以我們要盡可能保證設(shè)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。 2.2.1尺寸及精度 從零件圖可知，鋰電池盒下固定架不大，材料為ABS，密度較小，所以采用一般精度等級來制造該產(chǎn)品，具體的技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù)件一下表格： 表2.1 ＡＢＳ主要技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù) 密度ｇ／㎝3 1.02～1.16 注射機類型 螺桿式 比容㎝3／ｇ 0.86～0.98 預(yù)熱 干燥 度℃ 80～95 吸水率％ 0.2～0.4 時間ｈ 4～5 糾縮率％ 0.4～0.7 料簡 溫度 ℃ 后段 150～170 熔點℃ 130～160 中段 165～180 熱變形 溫度℃ 0.45MPa 90～108 前段 180～200 1.8MPa 83～103 噴嘴溫度℃ 170～180 抗拉屈服強度MPa 50 模具溫度℃ 50～80 拉伸彈性模量MPa 1.8103 注射壓力MPａ 60～100 彎曲強度MPａ 80 成 型 時 間S 高壓時間 0～5 硬度HB 9.7 保壓時間 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ｈ 2～4 螺桿轉(zhuǎn)速ｒ/min 0.4～0.7 2.2.2表面粗糙度 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)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Ra 0.8～0.2μm。 2.2.3形狀 產(chǎn)品外形尺寸為118㎜90㎜54.77㎜。塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。 2.2.4斜度 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(shè)計時必須使塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度。ABS在升溫時粘度增高，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防止頂角。 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1型腔數(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(guān)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。 4.2分型面的確定 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(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)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(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)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(yīng)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(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 4.3澆口的確定 ABS料的流動性好,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3.2.2分析中確定。 4.4模具材料的確定 現(xiàn)有模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)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.如何合理的選擇模具鋼,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件,如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時,設(shè)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(biāo)之一,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變,必須有足夠的硬度,當(dāng)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(biāo),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.另外從經(jīng)濟考慮,要求材料來源廣,價格低。 模仁的材料為P20鋼。P20鋼屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì)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(zhì)處理可獲得較高的硬度和較好的強韌性。P20鋼的優(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(zhì)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(yù)備熱處理： 斷后退火；⑵高溫回火；⑶正火 推薦回火規(guī)范：回火溫度為500~560，空冷，硬度為25~33HRC。 4.5澆注系統(tǒng)的設(shè)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(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)、外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的重點內(nèi)容之一。 4.5.1主流道設(shè)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度的流動通道。根據(jù)注塑機型號設(shè)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(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。澆口套結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖4.1所示采用兩顆M520L螺釘固定。由注塑機確定定位圈的尺寸，定位圈采用兩顆M620L螺釘固定，如圖4.2所示。 圖4.1澆口套 圖4-2定位圈 4.5.2分流道設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)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(shè)計應(yīng)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(shè)計越合理?？紤]熱量損失和澆道加工性能等因素，查[6]P151表4-3，選擇圓形截面的分澆道。具體詳見圖4.3所示。 4.5.3冷料井 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(shè)計錐形的冷料井。冷料井如圖4.3所示： 4.5.4 澆口 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(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)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(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)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4.3中得到確定。其有以下特性: ①形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； ②試模時如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時修改； ③能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； ④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4.3所示。 圖4.3 主流道、分流道、澆口的連接情況 4.6成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。以下是成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)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M840L螺釘固定于型腔板。 圖4.5型芯 4.7 抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 內(nèi)側(cè)分型與抽芯機構(gòu)用來成型具有內(nèi)側(cè)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(gòu)的注射模，其可動零件多，動作復(fù)雜。因此，側(cè)抽機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量可靠、靈活和高效。本產(chǎn)品圖需要抽芯位置如圖4.6所示平面所示： 圖4.6 本設(shè)計采用斜頂結(jié)構(gòu)來成型內(nèi)側(cè)抽芯 a.斜頂及其組件的性能要求 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(jié)構(gòu)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HRC50。 （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/f7間隙配合；與B板避空即可；與下模鑲件采用H7/f7配合。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0.72，所以S≥1.5mm （2）斜頂?shù)捻敵鲂谐? 由H≥S/tan 解得：H≥15mm； 式中：----為斜頂?shù)膬A斜角度；為5。 斜頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如圖4.7所示，其性能要求以及詳細尺寸見斜頂零件圖。 4.8模架的選用 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個國家標(biāo)準(zhǔn)：一是使用于模板尺寸BL≤560mm900mm的中小型模架（GB/T12556.1—1990）；二是使用于模板尺寸BL為630mm630mm~1250mm2000mm的大型模架（GB/T12555.1—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(cè)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(cè)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(yīng)按剛度條件計算，小尺寸型腔強度不足是主要問題，應(yīng)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(yīng)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55～160mm，模套壁厚3～50mm。 由此按經(jīng)驗參考標(biāo)準(zhǔn)模架，選取標(biāo)準(zhǔn)模架為I-150200 GB/T 12556.1-1990 表4-1 模架參數(shù)表 名稱 材料 尺 寸（mm） 上模座板 45鋼 300X27015 上模板墊板 45鋼 30027015 動模固定板 45鋼 30027020 下模座板 45鋼 30027025 4.9導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 注射模的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。 設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項有： ⑴合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 ⑵導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6~8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。 ⑶導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長度通常取配合直徑的1.5~2倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。 ⑷導(dǎo)柱可以設(shè)置在動?；蚨＃O(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。 ⑸除了在動模和定模之間設(shè)置導(dǎo)柱，導(dǎo)套以外，還需要在推板與動模坐之間設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套，以保證推板的順利推出。 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)柱：由模架已經(jīng)確定基本尺寸為φ20mm，總長L=135mm，詳細資料看零件圖紙； 導(dǎo)套：由導(dǎo)柱基本尺寸確定，長度L=90mm，詳細資料看零件圖紙。 4.10排氣設(shè)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(xué)反應(yīng)）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。 4.11溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)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(zhì)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PC，POM等，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(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具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HDPE的成型溫度為248℃，模具溫度為47.5℃ 。 4.11.1溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 ⑴采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； ⑵模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形 ⑶對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)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(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計時要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。 4.11.2對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 ⑴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； ⑵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(zhì)量； ⑶采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； ⑷溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉； 4.11.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計 由4.8.3中⑷分析得出，需要給模具設(shè)計冷卻系統(tǒng)，重點在上部球形面和直流道。 ⑴設(shè)計原則 ①盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； ②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； ③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B大約為2.5~3.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.8~1.5B。最小不要小于10。 ④澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳； ⑤應(yīng)降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過5℃ ⑥冷卻水的開設(shè)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(shè)水孔。 ⑦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(gòu)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，在塑件外面和直流道處需要重點冷卻。因此在型芯型腔都設(shè)置了兩層冷卻水線。根據(jù)冷卻水線設(shè)計原則，冷卻水道的直徑均為6㎜。 第五章 成型零部件的設(shè)計 5.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零部件是注塑模具設(shè)計中起到?jīng)Q定因素的一部分，產(chǎn)品的外觀，綜合力學(xué)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(shè)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(shè)計主要包括以下幾個方面： 5.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)課題我們知道，型腔的結(jié)構(gòu)形式就決定了鋰電池盒下固定架的結(jié)構(gòu)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?cè)胧叫颓?，因為整體鑲?cè)胧叫颓豢梢杂行У毓?jié)約成型零部件的制作成本，并且其力學(xué)性能滿足工況要求，更換方便快捷。 5.1.2 型芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)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。 5.2 成型零部件工作尺寸計算 5.2.1 成型零部件性能 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HRC45。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； 5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸計算 經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料的收縮率是0.3%～0.8%平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%。 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯徑向尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x—修正系數(shù)，取0.5～0.75 △—塑件公差（mm） —模具制造公差，?。?/3～1/4）△。 各工作部位尺寸計算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標(biāo)明 5.3 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)。 5.3.1 強度、剛度計算 設(shè)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(jié)構(gòu)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(yīng)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 [δ] 中粘度塑料 ABS ≤0.05 （2） 保證塑件的尺寸精度 塑件尺寸 經(jīng)驗公式[δ] <10 Δi/3 >10～50 Δi/[3(1+Δi)] >50～200 Δi/[5(1+Δi)] （3） 保證塑件順利脫模 [δ]〈tS=1.40.8%=0.0112 式中 [δ]—保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量； t —塑件壁厚，mm; S—塑件的收縮率。 5.3.2 型腔的側(cè)壁和底板厚度的計算 （1）組合式矩形型腔側(cè)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(yīng)力往往超過了模具材料的許多應(yīng)力，因此，強度不夠是主要矛盾，設(shè)計型腔側(cè)壁厚應(yīng)以強度為準(zhǔn)。 δmax= pHl4/32Ehs3 s=12.7mm 設(shè)允許最大變形量為δmax≤[δ]，其壁厚按剛度條件的計算式為： s= s=25mm （2）組合式矩形型腔底板厚度的計算 按強度條件，型腔底板厚度計算式為： h= 式中：h————矩形底板的厚度 （mm） B————底板總寬度 （mm） L————雙支腳間距 （mm） P————型腔內(nèi)塑料熔體壓力 （MPa） [σ]————模具材料的許用應(yīng)力 （MPa） h≥25 mm 第六章 模具總裝設(shè)計 6.1模具裝配及加工要求 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑料模具制造時應(yīng)達到以下技術(shù)要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 b、組成模架的零件應(yīng)達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動自如，并達到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達到設(shè)計要求 d、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。 6.1.1 加工要求 1）模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合，局部間隙不大于0.02mm 2）模具成型表面的內(nèi)外銳角、尖邊、圖樣上未注明圓角時允許不大于0.5mm圓角（分型面及結(jié)合面除外）。當(dāng)不允許有圓角時,應(yīng)在圖樣上注明。 3）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按GB1804標(biāo)準(zhǔn)即孔按H13，軸按h13，長度按J14來加工。 4）模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按GB1184附錄一的5級。 5）導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔對模板平面的垂直度公差按GB1184附錄一的4級。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間的配合按H8/f8。 6）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相應(yīng)各孔配作。 7）導(dǎo)柱(直導(dǎo)柱、臺肩導(dǎo)柱)其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。 8）導(dǎo)套（直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套）外圓與內(nèi)孔的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。 9）主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光，不得有影響脫澆口的各種缺陷。 10）成型零部件：為了保證導(dǎo)向作用，動、定模的導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控制在0.01mm以內(nèi)。因此，必須用坐標(biāo)鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動、定模合在一起，在車床、銑床或鏜床上進行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼，強度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調(diào)質(zhì)淬火低溫回火≥55HRC。 型芯的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑進行數(shù)控銑外形加工，再銑小型芯孔和凹臺，鉆推桿孔，加工澆口。再用電火花加工成型。 型腔的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑，留余量在數(shù)控銑上加工成型，再用電火花加工成型。 6.1.2裝配要求 1）頂出制品的推桿的端面與所在的相應(yīng)型面保持齊平，允許推桿端面 高出型面不大于0.1mm。 2）注射模的復(fù)位桿，其端面應(yīng)與模具分型面齊平，允許低于分型面大 大于0.03mm。 3）型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時，其端面應(yīng)在 裝配后與其配合的零件齊平。 制品同一表面的成型腔分布在上、下?；騼赡r，裝配后沿分型面的錯邊不大于0.05mm，并其組合尺寸不超過型腔允許的極限尺寸。 5）凸模與凹模裝配后的配合間隙，應(yīng)保持周圍均勻。 6）需保持同軸的兩個以上零件，其同軸度必須保證裝配要求，使各配合零件能順利裝卸，活動自如。 7）模具導(dǎo)向件的導(dǎo)向部分，裝配后保證滑動靈活，無卡滯現(xiàn)象。 8）模具中供兩次分型用的拉桿、拉板裝配后，各工作面應(yīng)在同一平面內(nèi)，允許 其極限偏差為0.1mm。 9）模具裝配后兩安裝平面應(yīng)保持平，其平行度公差按按GB1184附錄一的6級。 6.1.3綜合要求 1）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺陷。 2）經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點、氧化斑點及裂紋等缺陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。 3）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進行同時磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 4）模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通。 6.2模具工作原理 (1)開模過程：注塑機開模時，移動板帶動動模部分向遠離定模部分的方向移動，模具由分型面分型，塑件由于拉料桿和型芯的作用，連同流道內(nèi)的凝料隨動模移動，當(dāng)注射機的頂桿接觸到模具的推板的時候，推板帶動推桿將塑件和凝料推出，進而完全脫離模具。 (2)合模過程：注塑機合模時，移動板帶動動模部分向靠近定模部分的方向移動，在復(fù)位桿的作用下，使推板帶動推桿和拉料桿向遠離定模部分移動，當(dāng)模具完全閉合后，脫模機構(gòu)也已經(jīng)復(fù)位。 (3)模具工作原理：開模時，動模部分向后移，這時塑件包在型芯上隨動模繼續(xù)后移，直至注射機頂桿與模具推板接觸，推出機構(gòu)開始工作，同時斜頂作用于內(nèi)側(cè)抽芯滑塊，完成內(nèi)側(cè)抽芯動作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時，復(fù)位桿使推出機構(gòu)復(fù)位！ 模具三維裝配圖 致 謝 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度本文所設(shè)計的是鋰電池盒下固定架注塑模設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻 [1]塑料模設(shè)計手冊編寫組編著.塑料模設(shè)計手冊.（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [2]模具實用技術(shù)叢書編委會. 塑