说明书-充电电池座注塑模具设计

编号 题 目：充电电池座注塑模具设计学生姓名： 学 号： 院（系）： 专业班级： 指导教师：职 称： 年 月中文题目：充电电池座注塑模具设计 毕业设计（论文）共 页 图纸共 张 完成日期 答辩日期 摘 要注塑成型是塑料加工中比较常见的加工形式，在质量、精度、制造周期，以及注射过程中的生产效率等方面影响着产品的质量、产量、成本。本设计以充电电池座的注塑模具设计为主要内容，详细介绍了注塑模的设计的一般流程，注塑模具的设计一般包含：注塑机的选用，模具布局的确定，浇注系统的设计，抽芯机构的设计，模架的选取，冷却系统的设计以及注塑机参数的校核。关键词：注塑机、分型面、模架目 录前 言11塑件分析21.1 塑件名称21.2材料21.3技术要求21.4外形22注塑机的选择32.1塑件的质量与体积32.2浇注系统凝料体积的初步计算32.3注塑量的计算32.4选择注塑机33 模具布局的确定53.1模具布局53.2分型面的确定53.3浇注系统的设计53.4顶出机构的设计63.5导向系统的选用73.6抽芯机构的设计73.7排气系统103.8型腔型芯的结构与选材设计103.9模架选取113.10冷却系统144注射机的相关参数校核164.1注射压力的校核164.2锁模力的校核16总 结17致 谢18附 录19参考文献20 前 言现在由于生活水平的提高，家长们对于给孩子买玩具的问题都比较开明，特别是男孩喜欢玩玩具赛车类的玩具，那就一定会用到电池，但现在提倡的是节能环保，所以充电电池也渐渐替代了一次性电池，从这点可以看出充电电池的市场需求量还是挺高的。所以本次设计的是充电电池的底座。这个充电电池座注塑模具的设计不仅仅能够把我大学三年所学的知识用到实处，也对我们进入岗位创新有着非常大的帮助。 注塑成型制品在整个塑料制品所占的数量最多，模具结构也多样、复杂，根据老师给我们的相关资料参考文献和专业老师的指导以及对塑料形状和材料特性的分析，我们还是很顺利的进入了完成了注射机的选择、分型面的选择、浇口的选择、型芯的设计、型腔的设计、模架的选择、冷却系统地设计等一系列工作。1塑件分析1.1 塑件名称佳乐塑件1.2材料ABS该材料具有较高的耐热性，耐化学腐蚀性，以及表面硬度。且表面光洁性好。1.3技术要求表面光洁性好，无缩痕，采用侧浇口，即在外表面不应有浇口。1.4外形该产品上表面有四处孔,大致外形为长方体,外形尺寸为98X74X18，壁厚为2mm。如图1-1。图1-1塑件2注塑机的选择2.1塑件的质量与体积我们可以直接从ug的塑件分析得到有关参数塑件的体积：V塑=18.2cm塑件的质量：m=142.2g2.2浇注系统凝料体积的初步计算浇注系统的凝料在设计之前是无法得到精确数值的，但是我们可以通过经验按照塑件体积的0.21倍来计算。由于此塑件是采用两点进浇，且分流道既简单又较短，所以浇注系统的凝料按塑件的0.3倍计算可估算出一次注入模具型腔塑料的总体积。2.3注塑量的计算V总 =V塑X1.3+V塑=41.86cm2.4选择注塑机根据之前的计算得出需浇注塑料的总体积为41.86cm，要与注塑机理论注射量的0.8倍相匹配，才能满足实际的浇注需要。所以实际注塑量为V注=41.860.8=52.3cm。所以选取的注塑机型号为XS-Z-60，可参考表2-2，具体注塑机参数见表2-1。表2-1注射机技术参数理论注射容量/cm 160 开模行程/mm180螺杆直径/mm38最大模具厚度/mm200注射压力/MPa122锁模力/kN500型号XS-ZS-22XS-Z-30XS-Z-60XS-ZY-125G54-S-200/400SZY-300XS-ZY-500一次注射量/cm20，303060125200-400320500螺杆直径/mm20，25283842556065注射压力/Mpa75，11711912211910977.5104注射方式双柱塞柱塞式柱塞式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式锁模力 /KN25025050090025401400最大注射面积/cm90901303206451000最大开合模行程/mm160160180300260340500模具最大厚度/mm180180200300406355450模具最小厚度/mm606070200165130300表2-2国产注射剂部分主要技术参数3 模具布局的确定3.1模具布局一模一件，左右平衡布置。3.2分型面的确定分型面选择的总体原则大概有三条1）保证塑件质量。这是最基本的一条，必须使塑件质量符合预定要求。 2）便于塑件脱模。易于脱模，可使生产率提高，塑件不易变形，提高正品率。 3）简化模具结构。同样一个塑件，因为分型面选择的不同，使结构的复杂程度有很大不同，合理地选择，即可简化模具结构。如图3-1所示。图3-1分型面3.3浇注系统的设计浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料槽4个部分组成。其设计原则1）适应塑料的工艺性；2）排气良好；3）流程应尽量短； 4）整修应尽量方便；5）防止塑件变形翘曲.常见的分流道有圆形截面流道、U形截面流道、梯形截面流道，还有矩形流道、半圆形流道、小圆形流道。矩形流道因冷却固化困难一般不采用，而半圆形和小圆形流道因面积与体积之比较大，其压力，热量损失严重，尽量不采用。特殊流道，分为无流道。无流道又分为绝热流道和热流道。由于圆形流道流动阻力最小且热量散发最少.因此此分流道采用的是圆形道. 为便于机械加工及凝料脱模，分流道一般设置在分型面上。主流道的直径为8mm,分流道的直径为4mm，浇口的长宽高分别为1x1.2x0.8mm。如图3-2所示。图3-2浇注系统3.4顶出机构的设计采用顶杆顶出方式,一个塑件由两根顶杆顶出，Z字形拉料杆，复位杆复位。如图2-1。顶杆的直径为6mm,拉料杆的直径为4mm.如图3-3所示。图3-3顶出系统3.5导向系统的选用本模具采用的是龙记标准模架,导向系统都是标准件.在动模板上设有四个导柱,在定模板上设有四个导套。3.6抽芯机构的设计由于侧边有方形孔，所以采用滑块侧抽芯，滑块采用的是整体式锁紧方式，结构刚性好在动模板上开T型槽，与滑块进行过渡配合。在滑块的滑动配合面需进行耐磨处理，耐磨板的单边间隙为0.1。斜导柱孔两端均倒R2的倒角。如图3-4、图3-5所示。图3-4侧抽芯机构图3-5滑块尺寸图塑件内部有一凸块，影响塑件脱模，所以采用斜顶机构。此斜顶斜角为8，抽芯距为2mm。由于斜顶角度以及模板大小限制，因此固定方式采用工字槽镶在顶针板上，且在动模板上开斜圆孔让斜顶顺利通过，减少重复配合。如图3-6、图3-7所示。图3-6斜顶尺寸图图3-7斜顶3.7排气系统模具需要自然排气，是通过模具零件的配合，利用隙缝来排气，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则：（1）为了防止事故发生，操作者千万不能对着排气口。（2）为了塑件脱出，我们应该把排气口开设在分型面上。（3）为了让模具加工方便，我们应该设计在凹模上，这样有利于清模。（4）排气口必须在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕。最后选定的排气系统是用模板之间的缝隙来排气。3.8型腔型芯的结构与选材设计型腔件为成型塑件的外表面的成型零件。可分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。这里采用的为整体嵌入式，螺钉固定。根据塑件的成型表面要求分析，型芯型腔应采用耐腐蚀耐磨损抛光性能好的钢材，所以选用的是3Cr2Mo,并淬火处理。如图3-8所示。图3-8型腔3.9模架选取模架也称模体，是注射模的骨架和基体，模具的每一部分都寄生其中，也是型腔未加工的组合体。模架的主要零件如图，可知，除凹模和型芯取决于塑件外，模架的其余部分都极其相似。使得模架的标准化成为可能。根据模仁的外形尺寸，以及导柱导套的布置等， 可选定工字型大水口模架，CI2530型（即宽X长=2500mmX300mm）模架结构。可参考图3-9、图3-10所示。图3-9模架尺寸设计参考图3-10模架设计示意图由上图3-9与图3-10可得出：A=55 B=36 C=50 H=50 D=35 E=35结合表4.1-1与图4.1-1最终确定模架尺寸大小如下：上模座板 30030025，A板 25030070，B板 25030050，C板 3004880。下模座板 30030025如图3-11、图3-12所示。图3-11模具总装配图图3-12模具装配尺寸图3.10冷却系统ABS属于中等粘度材料，其模具温度为5080,成形温度为200。所以模具温度选定为60，用常温水冷却模具。由于要避开螺钉、顶针、以及拉料杆等。所以选择环绕式水路。并在冷却槽周围加上密封圈，能有效的防止漏水。如图3-13。图3-13 水路4注射机的相关参数校核4.1注射压力的校核ABS所需的注射压力为80110MPa，本次选取的注射压力为P0=90MPa，该注塑机的公称注射压力为P公=122MPa，注射压力安全系数为k=1.251.4，此次选取k=1.3。则：k1P0=1.390=117P公所以，注塑机的注射压力合格。4.2锁模力的校核塑件在分型面上的投影面积可通过UG软件直接获得，数值为5637mm。浇注系统在分型面上的投影面积，通过计算可得面积为108mm。所以塑件和浇注系统的总投影面积为A总=5637+108=5745mm。模具型腔内的熔料压力为F胀=A总P模=574545N=258525N258KN。式中，P模是型腔的平均压力值。通常取注射压力的20%40%。查表格2-1可得该注塑机的公称锁模力为F锁900KN，锁模力安全系数为1.11.2，这里取k2=1.2。则K2F胀=1.2F胀=1.2258=309.6F锁所以注射剂的锁模力合格。总 结通过本次的塑料注射模具的设计，加深了我对大三时学习的塑料模具设计基础的了解与掌握，系统地整理了我们在大学所学的专业知识并进一步运用到这次的设计实践中，提升了我的专业知识水平。在这次的注射模具的设计中，我根据指导书的以及老师的指导，基本知道了注射模设计的步骤通过对本次的注射模设计，掌握了注射模的整个设计流程，了解了如何根据塑件的形状，材料的性能来设计模具从而最终生产处满足要求的产品的模具。在整个设计过程中，我们运用到了非常专业的知识，所以我们必须查寻各种公式，数据，虽然这个过程有点索然无味，但是我还是想坚持把我的设计完成。作为一个模具设计人员，不仅需要扎实的专业知识，更需要一颗负责任的心。另外一方面由于设计中基本都要体现在图纸上面，让我把有些淡忘的autoCAD知识又重新过了一遍，对我们以后进入公司或者企业走上工作岗位具有很大的帮助。虽然我最后终于做出了这个设计，但由于专业知识的不是掌握的很牢靠，以及时间有限，所以在设计过程中有一些细节并不是很详细，希望以后能得到机会去学习提高。致 谢弹指一挥间，大学三年已经步入尾声。回想自己的十几年的求学生涯，虽然最后只是高职毕业，但也实属不容易。首先，从小学到大学的学费和生活费就不是一个小数目，这当然要感谢我的家人们，没有他们的支持和鼓励，我也不可能完成我模具设计与制造专业的学习。然后我要感谢我的专业课老师，让我吸收了这么多的专业知识，使我在写论文的过程中有了设计思路，并且每当我遇到困难时，都会不断的给予指导。附 录 参考文献1 刘朝福. 注塑成型实用手册. 北京：化学工业出版社，2013.2 David