电池后盖注塑模具设计

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1、 目目 录录摘要.31 绪论.41.1 注塑模具简介41.2 我国注塑模具的发展趋势.31.3 设计任务62 塑件产品的分析.82.1 塑件资料82.2 注塑材料的选择112.3 ABS的特性及注塑工艺要求.113 模心、分模设计.123.1 型腔布局设计.123.2 分型面的确定.133.3 模心尺寸的确定134 模架的选择164.1 确定模架主要尺寸的方法.164.2 调出标准模架.165 浇注系统的设计.185.1 主流道及分流道的设计185.2 冷料井.205.3 浇口的设计.206 顶出系统的设计.226.1推杆226.2 顶出行程的计算236.3 复位机构236.4 垃圾钉.237

2、 侧抽芯系统的设计257.1 确定抽芯距.257.2 斜顶的设计.258 冷却系统的设计.289 模具组立图及工作过程.30结束语.32参考文献.33摘摘 要要现在塑料产品在我们的生活中应用越来越广泛，因此模具设计工作者一直在努力提高其生产效率。本设计专门针对收音机电池后盖进行注塑模具设计，本设计说明书详细地对注塑模具设计的一般流程进行介绍。其中包括产品材料的选择，产品的成型特点，注塑模具的设计等；在模具设计的过程中，关键的几个问题是解决分型面的选择、浇口位置确定、顶出系统的设计、斜顶的设计、塑件浇注系统布局、冷却系统的布局等问题；首先运用 Solidworks 软件对塑件进行三维造型，对塑件

3、进行型腔布局设计，然后实现分模，最后运用 CAD 完成其他系统的设计。在本设计中运用Solidworks，CAD 等软件辅助完成电池后盖的注塑模具设计，有效的提高了注塑模具的生产效率。在设计的过程中本着降低生产成本、缩短生产周期和提高生产效率的宗旨，尽可能地设计出结构相对简单、装配比较方便的模具。关键词关键词:电池后盖；注塑模具设计；Solidworks；CAD绪论绪论1.1 注塑模具简介注塑模具简介注塑模具，也被称为注射模具，主要用于热塑性塑料成型，注塑成型塑料产品占超过塑料模具的一大半比例。模具开发产品要适应现在“交货期短” ， “精度高” ， “质量好” ， “价格低”等要求。 注塑模具

4、设计主要包括材料的选择，市场调研，塑胶，塑料零件建模和流程分析及设计，注塑机，注塑模具及零部件，以及相关的计算和验证，以及工程图绘制参数的选择。在模具设计 CAD / CAE 技术的应用，可以大大减少模具设计时间，使设计参数标准化1。1.2 我国注塑模具的发展趋势我国注塑模具的发展趋势我国国内的模具市场的现状并不乐观，引起这种结果的原因是多方面的，大概可以分为三方面的原因：没有档次比较高的产品、行业内缺乏具体的工艺标准、生产制造的利润较低。我国的模具制造企业主要是以民营企业或者个体经营为主的，而这两种企业的模式发展受多种条件的影响，比如，资金、空间、技术信息交流等，很难形成一定的大规模。甚至有

5、相当一部分企业仍然是依靠传统设备和手工进行加工生产，所以只可以生产一些中、低档模具，由于信息问题，他们也很难接触到一些先进的成型技术和国家最先进的成型设备。如此一来，便更使得中低档的模具市场竞争变得更加的激烈。国内模具制造企业一般都能够认识到自己在技术方面的落后，但是，自己都很难看到管理方面的落后。这些模具生产企业不但没有工艺流程的具体的行业标准，而且，主要的生产模式依然是最传统的师傅领导徒弟的模式。但是，国内以此种模式生产和生存时，国外的一部分先进的模具企业已经采用生产流程进行管理2。现代模具行业早就已经转入了数字化的时代，由电脑设计图纸，并且依靠电脑先输入加工的数据，然后制作模具。在此种国

6、际形势下，国内模具行业不但技术上跟不上时代的潮流，而且在管理方面也差一个步伐，行业内再没有一个具体的流程标准的问题便更加阻碍了企业的发展步伐了。模具生产可以通过信息化的管理来实现。模具企业的信息化，即是指将ERP、INTERNET 等一些信息化技术应用到模具企业中，用 IT 的形式将模具企业业务全过程、技术沟通过程、模具企业内部的业务管理过程固定下来，以达到提高模具企业的经营管理水平和模具企业运转的效率的目的2。综合各方面的现状，可将我国模具技术大致分类，具体有以下几个方面走势3：（1）模具 CAD/CAE/CAM 技术及其应用日趋成熟。（2）大力发展快速成型技术。（3）优质模具材料会得到进一

7、步的发展，同时一些更为先进的热处理技术和表面处理技术得到应用。（4）模具生产的标准化水平和一些标准件的使用率会得到很大的提高。（5）模具行业会向复杂化、精密化和大型化方向的发展。（6）模具成型新技术与新工艺会得到开发，不断涌现和推广。 （7）将热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术推广应用在塑料模具中。 （8）在模具加工的应用里逐步推广高速铣削。 （9）模具的高速测量技术与逆向工程得到进一步的研究和应用。我国的模具以塑料、五金模具为主。特别是广东地区的模具行业里经营的主要是塑胶、五金模具，因此，广州的模具行业首先在经营模式上占有很大的优势。虽然广东的模具业里主要是一些中小型的企业，但是它们

8、的分布范围相当的广泛，并且，有许多模具制造业比较集中地区，比如，广州的番禺区、深圳的龙岗区、东莞、汕头等地。随着大量的模具企业的快速增长，模具行业的整体水平也得到了相应的增长。与此同时，广东的一些大型企业和快速发展起来的乡镇企业，纷纷开始了对模具制造的投入，目的是使自己生产的产品的市场竞争能力得到大幅度的提高。与此同时，在我国沿海的一些工业发达的地区，也陆续的聚集了成千上万的中外合资和外商独资的模具企业。 此外，近年来我国家电的发展突飞猛进，使得人们的生活环境变得更加高质量，给人们提供了很大的便利。同时随着人们生活质量的提高，大众对电器类产品的各方面要求都在渐渐提高。为了适应这种变化，工作者就

9、要不停的研发新的产品，以满足大众的需求，并且要加快速度研发以适应产品的更新换代，而这更新换代的速度一直在逐渐的加快，尤其是在广东的一些地区，这种需求更加要强烈。由于我国模具业的快速发展，使得像电池后盖这类的薄壁产品的注塑模具不管是在国内还是在国外都得到了快速发展，且有发展前景非常可观。在我国的南方地区，超薄类零件的模具在当地地区的需求量很可观，而且它的出口量也是非常大的。相信在不久的以后，随着南方的其它各个产业链的支持不断增加，超薄件的注塑模具的生产成本一定可以很大程度的得到降低，生产周期也可以不断地有所减小，它的生产技术也会有个更为乐观的发展前景。 1.3 毕业设计任务毕业设计任务1.3.1

10、 设计任务设计任务根据实物测量出电池盖的尺寸，然后根据测出的尺寸利用三维造型软件Solidworks 绘制出零件的三维图，然后运用 Imold 插件来完成 3D 分模，最后运用AUTOCAD 完成模具的设计。设计内容主要包括：塑件的设计、收缩率和分型面的确定、模架的选择、浇道系统的设计、冷却系统的选择、内抽芯机构的设计、模具结构的设计、模具设计图纸的绘制。1.3.2 设计流程设计流程（1）塑件的设计首先利用 Solidworks 软件对塑件进行三维实体建模，建模完成后再导出二维视图，在 AutoCAD 2007 中进行视图的尺寸标注，同时要进行公差等技术要求的标注，标注完成后输出工程图。 （2

11、）确定收缩率和分型面首先根据塑件部件的性能要求来确定塑件的塑料，然后通过查阅有关的资料和一般的习惯确定塑件的收缩率。最后根据电池盖的具体结构及它的工艺特性，确定特定的分形面大致为电池盖的外侧。 （3）型腔、型芯的设计首先确定型腔数和分型面，然后设计模腔和模芯的结构，最后进行型腔和型芯的工作尺寸的计算。（4） 浇注系统的设计为了节约成本，冷流道浇注系统可应用在该模具的设计中，在浇注系统的设计中，包含设计流道、选择主流道衬套等一些工作，此外还要对一模两腔浇注系统的平衡性进行设计。 （5） 选择模架根据塑件的具体大小和型腔数、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统等各方面的初步估算，确定适合该设计要

12、用的模架的类型。 （6） 设计内抽芯机构和顶出机构分析电池后盖结构特点，得知为了更好地成型，必须设置易成型内抽芯机构。由于电池盖侧孔位置和它的工艺特性，所以下一步紧接着进行斜顶机构的设计。 同样依据电池盖具体的结构特点，进行其他顶出机构的设计。 （7） 冷却系统生产效率、塑件质量与温度有很大的关系，所以温度的调节很重要，所以要设计专门应用于型腔与型芯的冷却回路。 （8）结合以上完成的任务，完成 3D 开模图并绘制出一整套模具二维图。 2 塑件产品的分析塑件产品的分析2.1 塑件资料塑件资料2.1.1 塑件三维建模塑件三维建模根据所测零件的尺寸，利用 Solidworks 的建模方法，依据电池盖

13、的形状和使用特点进行建模，如图 2-1 所示。图 2-1 电池后盖三维建模2.1.2 塑件的二维图绘制塑件的二维图绘制通常使用的工程图纸是最终的设计，工程图为指导生产的三视图，它将产品的所有信息都详细的表现出来。工程图图样的制作过程可以看作是正式将零件或装配模型的设计归档的过程，其正确与否，直接影响到生产部门的生产质量。本次设计首先利用 Solidworks 进行实体模型建模,再利用 Solidworks 导出零件的二维工程图，然后在 AutoCAD2007 中进行具体的修改和标注，如图 2-2 所示。图 2-2 电池后盖二维图 2.1.3 塑件的结构分析塑件的结构分析（1）确定开模的方向电池

14、盖是外壳类产品，由零件的三维视图分析可知，外表面的表面质量比内表面更为重要；再根据分析模具结构得到的结果，可确定定模上应该设置产品的外表面，顶出机构设置在产品的内表面上，所以开模方向确定为沿零件的 Z 轴方向。 （2） 确定收缩率查阅资料可知 ABS 的收缩率为 0.3%0.8%。结合塑件的结构特点、工艺性特点和所用材料的特性，在本次设计中，确定塑件的收缩率可选为 0.5%。 （3） 确定零件壁厚 产品的壁厚和零件的工作要求及摆放位置，还有 ABS 的化学流动特性有关，结合以上关系可将本产品的平均壁厚设置为 2.0mm。 （4） 确定脱模斜度产品的斜度影响着产品的生产效率和产品的表面质量，所以

15、确定斜度时应在确保有较高的生产效率和表面质量的前提下，根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点确定。结合以上条件将脱模斜度设定为 1。 （5） 确定分型面分析零件的使用条件可知，要确保零件外表面的注塑质量，零件的内表面应停留在可动模侧，当开模的时候，零件的外表面要与固定模分离，根据以上条件，确定零件的分型面应设置在沿零件的外表面上，再结合流道等条件要求进行具体的设定，有关其具体的设定将在后面的论文中具体描述。 （6） 设置圆角为了避免塑件尖角处的应力集中，提高塑件的工作强度，塑件在面和面的之间都设置了圆角的过渡，这样的话，不仅可以使物料的流动状态更好，而且还可以减少充模时的阻力，使充模时更

16、加的容易。（1） 设置倒扣要生产的塑件是一个收音机电池后盖，结合它的使用条件和要求，为了使电池盖更好的固定在使用它的电器上，所以该零件设计了倒扣装置如图 2-3 所示，倒扣的长为 1.5mm，具体尺寸如图 2-4 所示。图 2-3 倒扣图 2-4 倒扣尺寸2.2 注塑材料的选择注塑材料的选择根据查阅的资料确定电池后盖的材料选用 ABS，如图 2-5 所示。其详细信息如下：俗称 ：ABS 塑料 ；中文学名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；英文学名：Acrylonitrile Butadiene Styrene 2 ；英文简称：ABS；图 2-5 ABS2.3 ABS 的特性及注塑工艺要求的特性及注塑工艺要求ABS 塑料7是五大树脂合成塑料之一，它的特性为良好的抗冲击性及耐热度。ABS 塑料很容易被加工出来，而它制作出来的塑料产品具有很强的稳定性，表面的光泽度也非常高。因此 ABS 是一种很好的应用材料，一般在电子电器、汽车及建材等领域应用较多。具体特性介绍如下：（1）流体阻力小