遥控器电池后盖注塑模具设计（全套CAD图纸+设计说明书）
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遥控器电池后盖注塑模设计（优秀含全套CAD图）。设计课题是电池面盖的模具设计，该塑件是一种电池盖的零件，其功能是作为电池的密封盖，表面上有四个孔，应该是用于对内部电池情况的检查而设计的。 注射成型是塑料模具应用最广的成型方法。不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续地生产，并且具有固定的尺寸，可以实现生产自动化、高速化，因此能带来极高的经济效益。在日用家电中的运用达到很高的比重。 按照模具的设计流程，研究各种成型方法及其特点，确定成型方案；结合塑件的结构特点，研究注塑成型工艺过程；研究塑件的分型面与布局设计方法，根据注塑成型技术要求，初步进行浇注系统的设计，得到一个初步的分型浇注方案；然后进行模具总体结构和模具各机构的设计。
- 内容简介：
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毕业设计 （论文） 任务书 毕业设计（论文）题目 电池后盖注塑模设计 题 目 来源 二维模型 指导教师 职称 所在部门 学生姓名 学号 班级 课题需要完成的任务 任务序号 任务内容 任务成果（论文附件） 1 造型 维、三维） 2 方案构想 设计说明书 3 模流分析 分析结果文件 4 选定方案 设计说明书 5 装配图（二维、三维） 课题 计划安排 序号 内容 时间安排 1 造型设计 注塑方案设计 模流分析 装配图 撰写说明书 小结 划答辩 时间 2015年 4月 11日、 12 日 课题申报 （指导教师） 签名： 开题意见 （学生） 签名： 答辩小组 审核意见 签名： 2015 4 25 标记 处数 更改文件号 签 名贾连超 会签（日期） 批准（日期）日期编制（日期） 审核（日期） 日 期签名 干燥时间 2320 4底图总号 翻料时间 冷却方式2 3旧底图总号 原料干燥处理使用设备 、 加热时间盛料高度 、 保温时间2保温温度 8090红外线烤箱热处理 红外线烤箱媒体编号 加热温度1热处理方式 后外线零件成形后处理 工 序 内 容 工 艺 装 备 工时准终 单件3060 加 料 刻 度 脱模剂螺杆类型 螺杆式嵌件图 号 名 称 数量5 小型芯 84 大型芯 2螺杆转速r/ 高 195 压力 射顶 出 高 27 保 压 7090140 模 温 6070冷 却 2030270启 模总时间 4050附 件、 第四段 20、 喷 嘴35型腔数量 2 第三段 79 保 压 2030闭 模模具编 号 1 第二段 190 注 射设 备 注塑机注射成形工艺料筒温度注射成形时间70、 第五段零 件 净 重 件 毛 重 1页材 料 名 称 电池后盖 材 料 牌 号 料 颜 色 黑色 每台件数 2产品名称 电池后盖 零部件名称 、消 耗 定 额 /塑料零件注射工艺卡片 产品型号 1 零部件图号 、 、毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告 学生姓名 学号 班级 所属院系专业 机械 指导教师 职称 所在部门 毕业设计（论文）题目 电池后盖注射模设计 题目类型 工程设计（项目） 论文类 作品设计类 其他 一、 选题简介、意义 设计课题是电池面盖的模具设计，该塑件是一种电池盖的零件，其功能是作为电池的密封盖， 表面上有四个孔，应该是用于对内部电池情况的检查而设计的。 注射成型是塑料模具应用最广的成型方法。不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续地生产，并且具有固定的尺寸，可以实现生产自动化、高速化，因此能带来极高的经济效益。在日用家电中的运用达到很高的比重。 按照模具的设计流程，研究各种成型方法及其特点，确定成型方案；结合塑件的结构特点，研究注塑成型工艺过程；研究塑件的分型面与布局设计方法，根据注塑成型技术要求，初步进行浇注系统的设计，得到一个初步的分型浇注方案；然后进行模具总体结构和模具各机构的设计。 运用所学习的 维软件和 行设计是当前 的主流设计方法，也是我期待在这方面得到长足进步、提升能力的重点。 作为模具专业的学生，完成毕业设计是对三年来所学知识和技能的综合检验，为完成这个看起来比较复杂的毕业设计，需要将机械制图、机械设计基础、工程力学、塑料成型工艺与模具设计、模具 模具制造工艺学、工程力学等课程等多门课程知识，进行一次全面的温习和运用，对提高专业能力，巩固知识十分有益。接触到课题深感“学然后止不足”。为此需要认真重温课本，重温。 毕业设计是就业前的练兵。为了做好毕业设计，我充分利用业余时间 ，增加阅读，内容涉及各类模具成型原理、典型注射模的工作原理与工作过程，模具推出机构的工作原理与工作工程，从而丰富了知识的内涵。 结合毕业实践岗位工作选定课题，达到学以致用的目的，为今后从事技术工作奠定了坚实的技术基础。在选择的时候，自己想努力的多做一点事，使自己得到锻炼，对于这个题目我觉得它的意义在于让我更加系统化的了解了模具设计的总体过程，知道在设计的过程中，该做什么，怎么去做！ 二、 课题综述 课题研究： 在这一课题中，围绕模具设计的常规流程，主要研究的方向包括：熟练运用先进软件 行设计的方法，重点完成零件的三维造型和模具设计；研究塑件成型与模具设计知识，完成模具总体和机构设计；研究模具制造知识，合理设计成型零部件；研究设计说明书的规范写作方法；研究设计标准，绘制完成符合国标最新标准要求的模具装配图；研究设计过程中的遇到的问题，提出与解决方案。通过这一系列的问题去列出问题表，逐步去解决，如若遇到自己不能解决的问题，可通过同学或指导老师的帮助，根据具体的问题，去找出具体的解决方法。 主要研究内容： 主要研究思路与方法如下； 一、注射模的总体结构设计包括模具工作动作的初步设 计，全盘考虑塑件从塑件充填成型到完整取出的全部框架设计，进行模架选用；再进行各个组成机构的细节设计。研究注射模的基本机构组成：浇注系统、合模导向结构、推出机构、成型零部件、排气系统、冷却系统、模架规格类型。 二、注射模设计过程应该注重标准化设计。最大限度的减少加工周期，降低制造成本。所以研究注射模设计的相关标准也是非常重要的。找出相关标准资料，例如塑件尺寸公差标准、公差与配合模具、模具制造检验标准、注塑机规格型号、模架与模具标准件也是必须做的工作之一。通过毕业设计知道如何查阅机械制造手册、机械制造工艺 标准汇编、金属材料热处理手册等专业用书。在老师的指导下知道如何收集和罗列信息，如何获取有益信息。锻炼迅速查阅和搜找资料的能力是肯定的，这对于今后的工作肯定是有用的。 三、完成模具成型零部件设计，需要研究材料选用知识、材料加工制造热处理知识，模具零件的制造工艺知识，对尺寸制造精度、表面粗糙度、形位公差着重关注。 四、从技术可靠性角度，完成必要的校核工作。校核工作的主要内容包括注塑机的注射、锁模、塑化能力校核；注射机安装接口及其工作行程等参数校核；主要零部件的强度刚度校核确定其壁厚与底壁厚度足够；冷却设计 校核。 五、设计手段先进，才会有高的设计效率。通过毕业设计，软件应用能力的提升是我最看重的。使用 件进行分模设计、模架调用、模具标准件调用，完成三维模具设计，最后利用 软件完成模具设计的一整套模具二维图纸包括装配图、成型零件图纸以及工艺卡片等技术文件。利用 成说明书的编写工作。这些都具有相当难度和挑战。 最后完成模具设计的一整套工艺技术文件。 解决的问题： 确定成型方案；完成分型布局设计；使用 注系统的设计、型腔和型芯的结构设计； 计算和校核相关的参数；编制了注塑成型工艺卡；使用 机械加工工艺文件）。 预期目标： 1. 毕业设计图纸一套， 式（包括模具装配图、成型零件图）； 2. 毕业设计说明书（论文） 1 份； 3. 注塑成型工艺卡（ 1 张）； 4. 主要成型零件制造工艺卡片（大于 4 张）； 研究步骤、方法及措施： 充分利用文献，分析课题要求与文献的结合；采用罗列和排除的方法，确定模具分型方案；按照技术经济学原理，确定最佳工艺方案和工艺参数；运用 3D 软件进行模具设计并出具体工程图。 三、 设计（论文）体系、结构（大纲） 分析了电池面盖结构的工艺特点，选择塑件材质，分析产品的工艺性，确定成型方案与注射成型的基本参数。充分利用文献，分析课题要求与文献的结合；采用罗列和排除的方法，确定模具分型方案；按照技术经济学原理，确定最佳工艺方案和工艺参数；运用 3D 软件进行模具设计并出具工程图。其内容： 1. 塑件的工艺性分析 2. 分型面的设计与零件的布局 3. 浇注系统初步设计 4. 选用模架 5. 注塑机选择 6. 塑件的成型工艺参数确定 7. 型腔型芯结构设计 8. 模具工作零件的设计与计算 9. 推件机构的设计 10. 冷却系统的设计 11. 结论 12. 参考文献 指导教师意见： 签字： 年 月 日 院（系）审批意见： 签章： 年 月 日 毕业设计 题目 :电池后盖注塑模设计 毕 业 设 计 说 明 书 i 目录 一绪论 . 1 . 1 . 1 . 2 . 3 二塑件成型工艺分析 . 4 . 4 . 4 件的结构工艺性分析 . 错误 !未定义书签。 注射成型过程及工艺参数确定 . 6 . 7 三 塑件分型面与布局设计 . 8 型面的设计 . 8 件的布局设计 . 9 . 10 四 初选注塑机 . 11 算塑件体积和质量 . 11 毕 业 设 计 说 明 书 注系统凝料体积与质量的初步估算 . 11 选注塑机 . 11 型设 备的校核计算 . 13 章小结 . 14 五 浇注系统的设计 . 错误 !未定义书签。 流道、浇口与冷料穴的设计 . 14 六 模具结构设计 . 16 腔布置与模具总体结构 . 16 型零件的结构确定 . 16 向定位机构设计 . 18 七主要零部件的设计计算 . 19 . 19 . 20 定内模镶件外形尺寸 . 23 . 23 准模架的确定 . 23 章小结 . 24 八注塑模排气系统设计 . 25 . 25 毕 业 设 计 说 明 书 . 25 九 冷却系统设计 . 26 却系统设计 . 26 却介质 . 26 却系统的简单计算 . 27 . 30 十 模具总体结构 . 31 总 结 . 错误 !未定义书签。 参 考 文 献 . 32 致 谢 . 34 毕 业 设 计 说 明 书 1 一 绪论 随着社会的发展，人们对生活产 品的需求也越来越广。其中包括种类丰富的塑料产品，例如：一些家用电器、厨房用具、生活用品。不仅种类繁多 ,而且美观耐用。新型塑料的产生和对塑料制件多样化的需求，促进了塑料成型技术的不断发展与创新，最大程度满足人们对塑料用品的需求。塑料模具已成为各类模具设计、制造与研究中最有代表意义的模具之一。塑料模具是成型塑料制件的工艺装备或工具。塑料成型的工艺方法种类很多，通常可以分为注射模具、压缩模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具及热成型模具等。其中，注射成型是塑料模具应用最广的成型方法，它是根据金属压铸成形原理发展而 来的。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。由于注射成型方法不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续地生产，并且具有固定的尺寸，可以实现生产自动化、高速化，因此能带来极高的经济效益。 现代工业的发展，新型塑料的产生和对塑料制件多样化的需求，促进了塑料成型技术的不断发展与创新。近年来，出现了许多新的塑料成型工艺方法。如注射成型技术方面的无流道凝料注射成型、热固性塑料注射成型、排气注射成型、反应注射成型以及多品种塑料的共 注射成型；生产复合多层容器、片材和型材的多台挤出机，将不同塑料送入共挤出模的共挤出成型；发泡塑料制品的注射和挤出成型技术等。当前，塑料模具成型毕 业 设 计 说 明 书 2 技术正朝着精密化、微型化和超大型化方向发展。精密注射成型可将成型制品的尺寸公差控制在 1 m 以内，其制品主要用于仪器仪表、电子等工业。 从塑料模具的设计、制造、材料选择及加工四个方面考虑，塑料模具的发 展可以归纳为以下四个方面。 （ 1） 术的应用，显著提高了模具设计的效率。利用计算机进行模具设计（ 实现了注射、挤出、中空 吹塑等成型工艺的计算机模拟分析（ 计算机辅助制造（ 术的应用，促使了模具 术向着一体化方向发展。这些技术的应用，显著提高了模具设计 的效率，提高了塑件和模具的质量，减少了模具设计的失误，缩短了生产周期， 降低了成本。 （ 2）塑料模具的标准化，缩短了模具制造周期、降低成本、节省材料消耗， 实现了模具制造生产的标准化与大规模化。 （ 3）塑料模具专用材料的研究与开发，提高了模具的寿命，获得了良好的切削工艺性能，提高了质监质量。 （ 4）模具加工的新技术与发展提高了模具的加工 精度和缩短了模具制造周期。模具加工技术与设备的现代化发展，推进了模具行业向着技术精密、专业化与柔性化相结合、高技术与高技艺相结合的方向发展 。 品外观设计 根据整机模型，应用所学的 件测绘设计电池后盖的三维模型，外观如图 1 毕 业 设 计 说 明 书 3 图 1产品效果图 能 该电池后盖是由于某遥控器 里面有四个定位柱 整体成壳状 料选择 塑件材料选用 于价格适中的工程塑料，以适应使用中，经常会出现桌面碰擦或跌落，而不会损害，保持足 够的强度和耐用性 。 本章主要介绍注塑模具的发展以及当今模具的发展概况，以及电池后盖的概貌，主要包括其外观设计、功能和材料选择的介绍。 毕 业 设 计 说 明 书 4 二塑件成型工艺分析 电池后盖塑件 的设计任务书见 附录 1 所示。 使用性能制件技术要求和生产要求 该塑件为电池后盖 ,用于某遥控器框的固定以及整体连接， 般精度设计，其余尺寸没有特殊的精度要求 ,按照未注精度等级设计。生产纲领取决于订货 , 这里按照中等批量进行了设计。 模具设计 应保证制件表面无明显痕迹 塑件的材质分析 料是聚苯乙烯的改性产品 ,是目前产量最大 ,应用最广的工程塑料。是不透明非结晶聚合物 ,无毒 ,无味 ,密度为 p = 以保证材料供应通畅，满足成本要求。 采用注射 ,挤压 ,压延 ,吹塑 ,真空成型 ,电镀 ,焊接及表面涂饰等多种成型加工方法，属于热塑性无定性料 ,吸湿性强 ,成型前须充分干燥 (2)该零件的形状如图 1示，塑件结构单向对称，是一个中等复杂结构的壳类零件，外形是甲壳虫轮廓，使得整机外形美观，不失活泼与生活感 塑件壁厚范围处于 3为均匀。图 2图 2塑件内腔结构图 毕 业 设 计 说 明 书 5 件的表面质量分析 该零件的表面要求光滑无明显缩痕以及其他裂纹、烧焦类缺陷外，表面无其它特别的要求。 对照 144862】 ，塑件主要公差见表 2 2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 14*（ B 类） 28（ B 类） 9（ B 类） 内形尺寸 87* 孔尺寸 21 18 孔定位 尺寸 意：表中带 *尺寸为 ，其余均按照 件的生产批量 该塑件生产类型属于中批量生产，可以考虑采用一模多腔、快速脱模以及成型周期不宜太长的模具，同时模具造价适当控制。 毕 业 设 计 说 明 书 6 注射成型过程及工艺参数确定 射成型过程 （ 1）成型前的准备。塑件为黑色 先对 度和均匀度等进行检验，成型前须进行干燥，处理温度 80 88 ,干燥时间为 2h，检验保证水分低于 允许使用热风干燥器，最好使用除湿设备。避免塑件出现银丝、水泡或烧焦缺陷。 （ 2）注射过程。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入 模具的型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却五个阶段。为防止在充模过程中出现排气不良、灼伤、熔接痕等缺陷，要求开设深度小于 （ 3）塑件的后处理（退火）。 定注射成型的工艺参数 根据该塑件的结构特点和 成型性能，查资料【 1】 表 用塑料的注射工艺”得下表 2 表 2工艺参数 内容 注射剂类型 螺杆式 喷嘴形式 直通式 料筒温度 / 后段 195 5 中段 210 5 前段 220 5 喷嘴温度 / 210 5 毕 业 设 计 说 明 书 7 模具温度 / 0 70 注射压力 /0 90 成型时间 /s 注射时间 3 5 保压时间 20 30 冷却时间 20 30 总周期 45 65 螺杆转速/(r/30 60 后处理 方法 红外线烤箱 温度 / 80 88 时间 /h 2 3 章小结 本章主要对电池后盖塑件结构的工艺性要求、 过对保证塑件质量的成型过程进行详细分析，确定了成型方案的可行性，查表列出了塑件 的主要尺寸公差，根据经验数据表，确定各塑件的成型的主要工艺参数。在设计的时候要考虑它的一些相关性能和使用要求 ,这样才能根据塑件的实际要求来进行设计模具 毕 业 设 计 说 明 书 8 三 塑件分型面与布局设计 型面的设计 模具上用以取出制品和 (或 )浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。在制品设计阶段就应考虑成现形时分型面的形状和位置，否则无法用模具成形；在模具设计阶段，应首先确定分型面位置，然后才能选择模具的结构。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。因此，分型面的正确设 计需要塑料产品设计人员和模具设计人员的共同努力和配合。 分型面的形式常见的主要有五种，如图 3 图 3五种分型面形式 分型面位置是 模具结构设计的最重要因素。一般遵循的主要原则有： 1) 分型面应选择在制品的最大轮廓处，否则制品无法脱模。在选择分型面对，这是首要原则。 2) 有利于保证制品的外观质量 3) 有利于简化模具结构 当安排制品在型腔中方位时，应尽可能避免或减少侧向分型或抽芯，特别应避免在定模一侧的侧向抽芯，提高模具工作的稳定性和可靠性 . 毕 业 设 计 说 明 书 9 据塑件的结构特点， 遵循分型面应选在塑件外形最大轮廓处的原则，故分型面方案确定选择平直分型面，如图 3 图 3件分型面 应该注意到，配合分型面的设计，要保证塑件顺利脱模，所以选在克体内部和外边缘 这样不会影响整体的外观 最好的保证外表面的光滑 件的布局设计 腔数量的确定 为满足中等批量生产，塑件最高精度等级 为 于 于一般精度，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，设计一模二腔的结构形式。 腔布局的确定 平衡布局与非平衡布局 多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式分为平衡布局和非平衡式布局。平衡式布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状与尺寸均对应相同，可实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的。非平衡式布局的特点是有利于设计主流道到各型腔浇口的分流道长度不相同，因而不利 于均衡进料，但这种方式可以明显缩短分流道的长度，毕 业 设 计 说 明 书 10 节约塑件的原材料。 塑件采用一模两腔，为了达到同时充满型腔的目的，满足精度、物理与力学性能要求，这里选用平衡式布局的形式。型腔布局示意图如图 3 图 3型腔布局形式一 章小节 在本章中解决零件分型面的设计与布局问题。 选用的是零件最大的截面处作为分型面，以此来设计一模两腔布局 ,但应注意到模具的侧抽问题对后续模具设计的影响。 毕 业 设 计 说 明 书 11 四 初选注塑机 算塑件体积和质量 通过 件三维造 型可获得塑件体积 V=， 分型面的投影面积为 密度为 =以塑件的质量为 : m= V=10 注系统凝料体积与 4 质量的初步估算 塑件采用侧浇口浇注系统 ，由于浇注系统凝料在设计之前不能确定准确的数值，但按照前面设定的布局距离，设计平衡式浇注系统形式如图 4后续的设计可以获得准确的数字），假设分流道的截面面积按照直径计算，并设计两处为侧浇口进料口，初步定位侧浇口之间的距 离，并且由塑件的外形尺寸，考虑各分流道上的冷料穴长度，垂直流道 1条，主流道长度为 57 ，分流道长度 27，冷却巢长度为 14 流道总体积： 98*52= 7693流道总质量： 98 32 108 g 选注塑机 至 此 ， 估 算 一 模 两 腔 总 体 积 为 ： V 总 =2V+V 凝 =2 30模两腔总质量为 : 2m+ 2 塑机规格型号的确定主要是依据塑件的大小、 型腔数量和产品批量。在选择注塑机时主要考虑其塑化率、额定注射量、额定锁模力、安装模具毕 业 设 计 说 明 书 12 的有效面积（注意拉杆之间的距离）、顶出行程等。根据以上估算的总体积或总质量即为注射机应该满足的一次注射量与额定塑化量数据。兼顾模具外形尺寸， 模板尺寸取 296*200对照注塑机的拉杆间距参数， 螺杆式注塑机注射量为理论注射量的 80%，由于密度接近 ,等质量情况， 塑机的理论注塑容量应该满足： V 额定 V 总 /0/7.5 额定 M 总 /g 拉杆间 距可进 400 330 查资料【 3】，初步选择注射机 表 4 表 4 序号 主要技术参数 参数数值 1 螺杆直径 / 36 2 螺杆转速 /(r/18 3 理论注塑容量 /27 4 理论注塑容量 /g 113 5 注塑压力 /53 6 注塑速率 /(g/s) 85 7 塑化能力 /（ kg/h） 33 8 螺杆最大转速 /(r/150 9 锁模形式 肘杆式 10 锁 模力 /00 毕 业 设 计 说 明 书 13 11 拉杆间距（ H V） (mm/355 300 12 模板行程 /70 13 最大开距 /70 14 最小模厚 /30 15 定位孔直径 / 100 16 定位孔深度 /5 17 喷嘴伸出量 /5 18 喷嘴球半径 /9 顶出行程 /0 型设备的校核计算 注射机的额定塑化量进行校核 360 0 K 注 射机最大注射量的利用系数，一般取 M 注射机的额定塑化量， g/h； 浇注系统所需塑料质量， g； t 预塑时间， s； m 单个塑件的质量， g； n 型腔的数量。 通过计算可得 : 30 . 8 3 3 6 0 1 0 4 4 0 8 9 . 7 63 6 0 0 3 6 0 0K M t 故该注塑机额定塑化量能满足生产需要。 模力的校核 毕 业 设 计 说 明 书 14 锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注射机锁模力的校核关系式为： 式中 F 注射机锁模力，已知 00 k 压力损耗系数，一 般取 p 塑料 熔体对型腔的成型压力，其大小一般是注射压力的 %80， 由 0 70里取 60 6 0 8 0 % 4 8 M P A 塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和 ,前述利用软件 到单个塑件的分型面投影面积为 14948公式计算 故 螺杆式注塑机 锁模力足够满足锁模要求。 章小结 本章主要是根据注射量初步选择和校核了注塑机。首先确定在成型过程中需要塑件的总体积，根据体积对所初选的注塑机进行校核，主要是按额定塑化量和锁模力进行校核，若注塑机满 足校核，则选择该注塑机，若不满足，则重新选择。 毕 业 设 计 说 明 书 15 五 口与冷料穴的设计 分流道是主流道至浇口之间的一段过渡通道。由于分流道往往是浇注系统中最长的部分，所以如何减小分流道的流程和流动阻力，对塑件的成型质量和模具劳动生产率的提高至关重要。对分流道的主要要求： 【 2】 1) 尽量少的将浇注系统内的空气和熔体前端冷料带入型腔，以提高成型质量； 2) 分流道的对熔体的阻力要小，体积流量要大，以减小熔体经过分流道时的压力与温度损失； 3) 分流道的凝固时间应该稍后于型腔内熔体的凝固时间，以利于补缩； 4) 保证熔体迅速而均衡地进 入每个型腔或同一型腔的每个角落； 5) 分流道的长度尽量短，容积尽量小； 6) 形状和尺寸便于加工以及刀具选择； 7) 上一级流道比下一级分流道大 10 20%； 由于分流道的设计很大程度受到浇口位置、型腔布置、塑料流道特性及工艺参数的影响。 毕 业 设 计 说 明 书 16 六 模具结构设计 腔布置与模具总体结构 对于一模多腔的模具型腔布 置，在保证浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、模具能正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称、均衡、取件方便。本模具采用一模两腔，型腔平衡布局。布局尺寸以塑件中心孔为基准，考虑分型面投影面积中心保持与主流道重合，布局尺寸如图 6 图 6位图 综合塑件结构与浇注系统设计，模具总体结构依据三板式结构进行设计，选用简化大水口的 架。 型零件的结构确定 成型零件直接与高温高压的塑料接触，它的质量直接影响塑件的质量。该塑件的材料为 料，需要较大 的脱模斜度，对表面粗糙度较高，精度要求一般，结合布局尺寸（长宽比较大），要求成型零件有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性，良好的表面光洁度，应选用优质模具钢制作，还应进行热处理以使其具备 45上的硬度。查资料 7，选择预硬钢 3型芯材质，预硬硬度为 35 45于加工制造，成型后不必热处理硬度便可满足使用；斜顶零件在推出过程承受较大的扭矩，在工作过程中承受运动磨损，选用 得摩擦副的材质不同，避免发热融合，需要氮化处理达到表面硬度 48 52余形状简单的小型芯 选用毕 业 设 计 说 明 书 17 优质碳结钢 足较高的淬火硬度 50 55 凹模（型腔）设计 凹模是成型塑件外表面的主要零件，按结构不同可分为整体式和组合式两种结构形式。由于整体式型腔不利于节约贵重的模具钢材，而且不利于热处理成本降低，故设计采用组合式凹模，现代模具设计理念，最大限度使用标准模架缩短制造周期，选用组合式结构，设计模仁镶块是当前模具设计的主流。电池后盖塑料件是由一个甲壳虫壳体和四个定位柱组成 所以机构设计时应考虑这些易损部位采用组合镶拼的凹模镶块，。组合的镶块整体嵌入定模扳。 组合式凹模装配结 构有通孔式、通孔台肩式和盲孔式。由于本设计产品塑件高度尺寸不大，排除斜顶部位，塑件高度为 15，所以采用盲孔式装配，但应该注意为了拆装方便，在模板上设计卸除镶块的顶出孔。结构如图 6示，凹模镶块装配高出定模扳模面 于保证合模面生产过程贴合。 图 6组合式凹模 芯）设计 成型塑件内表面的零件称凸模，同样按结构型芯可分为整体式和组合式两种。凸模部分结构设计也应采用组合式，可节省贵重模具钢。这样动定毕 业 设 计 说 明 书 18 模镶块的组合图见图 6定模镶块组合图。 图 6动定模镶块组 合图 向定位机构设计 在注塑模具上，所有运动的零件都必须得到准确的导向和定位。原因如下。 模具要反复开、合。注塑模在生产过程中，活动零件较多，每次开合模时都要有精确的导向和定位，以保证成型零件每次合模后配合精度，最终保证制品尺寸精度的稳定性和延续性。 模具要承受高压。模具在生产过程中，受到强大的锁模压力和熔体胀型力的作用，没有良好的导向定位机构则无法保证其强度和刚度。 模具要承受高温。在生产过程中，模具的温度会有较大的升高，温度升高自然会有热胀冷缩带来的变形，需要导向定位机构保证成型零 件在温度升高仍能保证其相对位置的精度。 模具是一种精度要求高的生产工具，为保证模具的装配精度，必须有良好的导向定位机构。 模具寿命要求高。模具是一种批量生产的工具，其寿命通常为数十万、数百万甚至数千万，为保证模具的长寿命要求，必须有良好的导向定位机构。 因此，定位导向机构对于一副模具来说是非常重要的。 毕 业 设 计 说 明 书 19 七主要零部件的设计计算 型零件的成型尺寸 塑件成型尺寸的计算方法有国标计算法和简化计算法两种。前者计算方法适合于二维设计计算。而采用三维设计则在造型时采用中间值造型，使得塑件尺寸处于中间 位置，运用简化计算法进行计算和标注，更加符合软件设计的特点。公式为： (1 ) S 该塑件的成型零件尺寸均按简化计算法计算，查有关手册得 =根据塑件尺寸公差数值（参见 ，模具制造公差取3/z ，主要成型零件尺寸计算结果见表 7 表 7成型零件尺寸 型腔 塑件原尺寸 塑件尺寸 工作尺寸 100 0 00 100 型芯 100 5 0 业 设 计 说 明 书 20 10 具型腔壁厚的核算 模腔在高温高压、冷却的作用下承受不均匀的热交变和压力交变应力，塑料熔体在充填过程中，型腔所承受的压力逐渐达到最大值，然后随着塑件熔体的冷却，压 力逐渐降低，塑料完全固化后型腔内的压力降低到接近于常压。在这一过程中，模具型腔的各承压面必须有足够的强度和刚度。在整副模具中最危险的承压零件主要有型腔、凸模托板。当内应力超过材料的许用应力时，模具零件因强度不足而破裂，这两种情况主要发生在型腔侧壁圆角处；若刚度不足也会导致零件发生过大的弹性变形而导致溢料、影响塑件尺寸和精度、脱模困难，变形主要会发生在型腔侧壁和凸模托板承力中心 【 5】 。所以对所设计完成的模具必须进行有关的强度校核。 0%，按照注射压力 70腔压力取值 50 本模具采用的是整体组合的凹模嵌入模板 A 板，因此可用整体式矩形型腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚度 ，如图 7 图 7整体式型腔布局 壁厚度 S 的计算 1 按刚度计算：侧壁变形量与壁厚 毕 业 设 计 说 明 书 21 P 型腔内最大熔体压力，此处取 50 h 型腔深 度， h=15 E 模具钢的弹性模量，一般中碳钢 E=05硬化塑料模具钢 E=05 f 模具刚度计算许用变形量，查机械零件设计手册得f= 料的不发生溢料的允许变形值 【 1】 为 f=影响脱模的允许变形值为小于 缩率比较小，因此允许变形量以不妨碍脱模的允许值为准，即取 f= 代入计算侧壁厚度 ，得到设计的最小要求值。 431 55 0 1 1 4 . 1 1 1 2 . 0 7= 2 6 . 3 7 9 m 2 . 2 1 0 4 5 0 . 0 1 7 8b 2 按强度计算：侧壁的每边同时受到拉应力和弯曲应力 为计算 简便，略去较小的拉应力，计算侧壁强度的公式为： 21 = 2P 代入计算 215 0 1 2 . 0 7 1 1 4 . 1 1= 2 3 . 3 6 02 4 5 1 6 0b m m 式中 p 型腔内最大熔体压力，此处取 50 h 型腔深 度， h=15 模具钢强度计算许用应力，一般中碳钢 =160硬化塑料模具钢 =300 毕 业 设 计 说 明 书 22 根据以上刚度、强度的计算，模具型腔侧壁厚度应该大于以上两值中较大者。即核算以侧壁厚度 准，得出型腔的壁厚要求为：型腔侧壁厚度 2 6 9 m ，前述按照经验数据设计的侧壁实际厚度为 于核算值。所以模具侧壁厚度满足生产需要。 腔底板厚度 T 计算 1 按刚度计算： 4433 5c p b 0 . 0 2 0 9 5 0 9 2 . 9 9T 2 7 . 1 2 3 m . 2 1 0 0 . 1 7 8 刚 度式中 c 由型腔边长比 l/b 决 定的系数，这里为 资料【 1】 9 c = p 型腔内最大熔体压力，此处取 50 b 型腔宽度 ， b=100 E 模具钢的弹性模量，一般中碳钢 E=05硬化塑料模具钢 E=05 模具刚度计算许用变形量，前面已知 = 2 按强度计算 22p b 0 . 4 2 5 6 5 0 9 2 . 9 9T 3 3 . 9 1 3 m 强 度式中 由型腔边长比 l/b 决定的系数，查资料【 1】 = p 型腔内最大熔体压力，此处取 50 b 型腔宽度 ， b=100 模具钢强度计算许用应力，一般中碳钢 =160硬化毕 业 设 计 说 明 书 23 塑料模具钢 =300 根据以上刚度、强度的计算，模具型腔底板厚度应该大于以上两值中较大者。即核算以侧壁厚度 准，得出型腔的底板厚度要求为： 3 3 3m ，前述按照经验数据设计的底板实际厚度为 50.5 B 板厚度减去开框深度），大于核算值。所以模具型腔底板厚度满足生产需要。 定内模镶件外形尺寸 确定内模镶件尺寸的方法有两 种：经验法和计算法。在实际工作中常常采用经验确定法而不是计算法。但对于大型模具、重要模具，为安全起见，最好再用计算法校核其他强度和刚度。 确定内模镶件尺寸总体原则是：必须保证模具具有足够的强度和刚度，使模具在使用寿命内不变形。 在上一章 经使用经验数据法确定的内模镶件尺寸，分别为300*200 40， 300*200 25。对照本节的计算，所设计镶件尺寸能够满足强度刚度要求。 出机构的尺寸设计 采用推杆推出机构，推杆的布置空间足够，所以无需用繁琐的计算方法确定推杆的尺寸大小，可以根据经验 选取 d 6的国标推杆 ( 注意保证推出距离略大于在动模板内的最深深度 15 准模架的确定 架种类的选择 模架已经标准化，但型号和大小需要设计者确定。因此本设计由于塑毕 业 设 计 说 明 书 24 件结构与浇注系统的同特点，采用简化大水口二板模模架。由于模具按固定在注射设备上的需要，有工字模和直身模之分，通常模具宽度尺寸小于或等于 500，宜选择工字模。故选用工字模 架尺寸的校 核 故选用工字 所选注射机来校核模具设计尺寸。 因此本设计由于塑件结构与浇注系统的同特点，采用简化大水口二板模模架。由于模具按固定在注射设备上的需要，有工字模和直身模之分，通常模具宽度尺寸小于或等于 500选择工字模。 （ 1）模具高度尺寸校核 模具高度尺寸为 195 30，最大高度 570,模具高度在模具最小厚度和最大厚度之间，所以校核合格。 章小结 主要确定了模架的以及定模板、动模板、定模镶件和动模镶件的各项尺寸以及相关校核，还完成了模架推出距离的校 核工作。 毕 业 设 计 说 明 书 25 八注塑模排气系统设计 气分析 注塑模属于型腔模，型腔中有大量空气，熔体快速进入型腔时，需要将这些空气及时排除，避免塑件产生气泡、银丝或烧焦缺陷。另一方面，当熔体在型腔内成型固化后开模时，制品和型腔之间会产生真空，空气必须及时进入。因此设计排气系统是非常重要的。 本模具排气方式采用分型面排气方式，因为分型面是气体主要排出的地方。由于分型面为平面，故可用磨削加工，磨削加工后的分型面贴合的好，型腔内的气体不易排出，必须在型腔一侧开设排气槽。 一级排气槽深度 h：根据塑料品种确定， 于塑料的溢边值。由“ 程塑料分析”可知 确定 h 取值为 。 宽度 W：全圆周长 ，取 章小节 在本章中主要考虑的是模具排气槽的设计 ,在此运作中 ,应选用合适的排气槽 ,从而满足塑件模具的要求 ,以维持模具本身 的正常运作 毕 业 设 计 说 明 书 26 九 冷却系统设计 却系统设计 模具成型过程中，模具温度会直接影响到塑料熔体的充模、定型、成型周期和塑件质量，模具温度过高，成型周期长，成型收缩大，脱模后塑件变形大， 而且还容易造成溢料和粘膜。所以冷却系统的设计直接影响到塑件的成型质量和生产率。 为了提高冷却系统的效率和使型腔表面温度分布均匀，在冷却系统的设计中应遵循以下原则： 冷却回路的设计应与脱模机构相互协调； 合理地确定冷却管道的直径中心距以及型腔壁的距离； 降低进出水的温度差，有利于型腔表面温度分布； 一般离浇口越远温度越低，因此浇口处应加强冷却； 应避免将冷却水道开设在塑件熔接痕处，并注意干涉级密封问题；冷却水道应便于加工和清理。 本设计中的冷却系统设计忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。 却介质 由资料【 1】可知 00 240，模具温度为 4080。模具温度高塑件的表面光洁度好。设定模具平均温度为 60 ，为 使得模具得到均匀冷却。提高制品外观质量和精度，以冷却水在出入水口处的温度差小为好，一般控制在 5 以下。所以用 0 的常温水作为模具冷毕 业 设 计 说 明 书 27 却介质，其出口温度为 5 。 却系统的简单计算 塑料带给模具的热量约 5%是自然散热带走的 ,其余的 95%由冷却水带走。在计算冷却水路时假定全部热量都被冷却水带走 ,这样偏于安全 ,同时也为水温和流量的调节提供 更大的余地。还由于冷却水路的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料的导热系数均会影响模具热量向冷却水的传递 ,所以要精确地计算冷却水路是非常困难的。为了不使计算过于麻 ,必须做一定的简化 考虑到模具加工条件及强度等综合因素，确定设计冷却水孔直径为据此直径对冷却回路进行布局设计。首先需要计算出冷却回路的总长度。这是布局水路的基础。 每 1 塑料制品的质量 取注射周期 0 ， 由此得每小时注射次数 次60N 。 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量（ Kg/h） . 7 6 6 0 1 0 5 . 3 8 5 6 k m （ ） 确定 1h 的塑件总质量在凝固时所放出的总热量 查资料【 1】 00 400g 5 . 3 8 5 6 4 0 0 2 1 5 4 . 4 J / hQ s M q （ K ） 冷却水流量 W 的计算 在实用上，将雷诺数 6 0 0 0 1 0 0 0 0 称为稳定紊流状态，一旦达到这种状态再增加水的流速，其传热效率并无明显升高。水温一定时，但过低毕 业 设 计 说 明 书 28 的流速，可能会达到层流的雷诺数 2300 而大大降低冷却效率；而水温过低则大大增加水的粘度，也会导致层流。所以一般入水口冷却水水温在 1018范围为 宜，流速尽可能快，下表 【 5】 为雷诺数为 6600时的流速与流量。 表 9却水路的稳定紊流速度与流量 要保持模具较低的温度，要保持冷却水流量为 21 ( ) 2 1 5 4 . 4 4 . 1 8 3 ( 2 2 2 0 ) 2 6 3 . 8 2W Q c t t Kg/h 式中 Q 每小时冷却水应该带走的热量， KJ/h， ； c 水的比热容， g， 20水的 C=g 【 1】 通常在注射过程中。型芯吸收的热量比型腔多，而且散热条件更为恶劣。为了合理平衡模具的温度，使其温度相接近，需要对型芯强化冷却，即应该把有冷却水带走的总热量大部分分配给型芯，少部分分给型腔。比例按照 6:4 设计。据此，将冷却水流量也按照这个比例进行分配，实际需要的型芯型腔的冷却水流量分别为： 1 0 . 4 2 6 3 . 8 2 1 0 5 . 5 2 8W Kg/h 2 0 . 6 2 6 3 . 8 2 1 5 8 . 2 9 2W Kg/h 由表 9数据， 8水道能实现紊流的最低流速为 s,最小流量是 150Kg/h。以上需求数值小，要保证稳定紊流，所以使用 8以按照流量减少水道的总表面积。 1W 大约为使用 150 Kg/h ， 2W 大约为使用 150 Kg/h 流量的 毕 业 设 计 说 明 书 29 冷却水孔壁平均温度在注射成型时，由塑料熔体说带入的热量，必须由模具上的冷却孔通过冷却水将热量由型腔（型芯）壁带走。这样型腔（型芯）壁与冷却水孔壁就存在温差，其平均温差由下式决定： / ( )r H mt t Q A 式中 型腔和型芯壁的表面温度，即材料厂家推荐的模具温度，； 冷却水孔壁平均温度，； Q 每小时冷却水应带走的热量， KJ/h， ； 冷却水孔中心到型芯（型腔）壁的距离， m
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