《电池盖塑料注射成型模的设计 毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电池盖塑料注射成型模的设计 毕业论文.docx（14页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、电池盖塑料注射成型模的设计目录目录I摘要VAbstractVI绪论 注射模的现状及发展趋势10.1注射模具的现状10.2注塑模具设计发展趋势10.3 应用注塑模成形模拟软件的必要性20.4 注塑模成形模拟软件的优点2第一章 塑件的工艺分析及总体方案的确定411 塑件的工艺性分析41.1.1 材料性能41.1.2 成形特性41.1.3 结构工艺性51.1.4 零件体积及质量估算（用UG软件的模型分析功能）612 初选注射成型机的型号和规格及校核613 拟定模具的总体方案9第二章 产品的UG三维造型1121 UG NX简介1122 产品的造型过程11第三章 基于MlodFlow的产品成形过程分析与
2、仿真1731 MoldFlow简介1732 模流分析过程193.2.1 CAD模型的导入193.2.2 网格模型的建立203.2.3 材料的选择253.2.4成型条件的设置263.2.5最佳浇口位置27第四章 模具结构的设计和计算2941浇注系统的设计和计算294.1.1 主流道设计294.1.2 分流道的设计294.1.3 浇口设计3042 成型零件的结构及尺寸3143 项出机构的设计和计算3244 侧向分型与抽芯机构的设计334.4.1 抽芯距和开模行程：334.4.2 斜导柱的相关计算：344.4.3 斜导柱长度35第五章 UG注塑模向导环境下的注塑模具设计3651 壳体的模具结构设计3
3、65.1.1 导入制件365.1.2 模具坐标系365.1.3 收缩率设计375.1.4 毛坯设计385.1.5 分型3852 选择模架4253 浇注系统的设计4454 顶出机构设计4755 抽芯机构设计4956 冷却系统设计50第六章 塑料模具钢的选择5361 塑料模具的工作条件5362 塑料模具钢的性能要求及选择536.2.1 性能要求536.2.2 材料选择54结 论55致谢56电池盖塑料注射成型模的设计摘要本次设计的产品（电池盖）是汽车蓄电池的零件，根据电池盖的塑件产品图，分析零件的特征与成形工艺性,比较多种方案后确定模具的结构方案；然后在UG5.0环境下进行塑件的三维造型,主要是按照
4、产品的腔体特征、螺纹特征、孔系特征等来完成造型；然后简单地在Mold Flow平台进行塑件成形过程分析依据塑件的造型，下一步主要是完成三维装配的设计，在此基础上导入到Mold Wizard环境，进行坐标系的选择、收缩率设定、分型面的选择、浇注系统设计、模架选择、顶出系统设计、冷却系统设计等环节。最后，完成模具总体结构设计，按照DWG格式导出2d图并在AUTO CAD制图软件环境下修改，完成工程图的绘制。关键词：AUTO CAD制图软件，产品UG三维造型，Mold flow模流分析，Mold Wizard模具设计，Battery cover design of plastic injection
5、 moldingAbstractThe product designed is the Cover parts of automotive Battery. According to the plastic Battery cover product chart, analyzes the features and process of the parts, compares some kinds of plans and determines the structure of mold. Then under the UG 5.0 environment to create product
6、model , mainly is analyzing the housing characteristic, thread characteristic and hole characteristic to complete the forming.; then based on the Mold Flow platform ,analyze the forming process of products simply. The next step is to complete three-dimensional assembly of the major design;next, base
7、d on product modeling, import into Mold Wizard environment for the choice of coordinate system, the determining of the shrinkage, curving the surface, designing the casting system,choosing the Mold base, and designing the ejection system, the cooling system, and so on. Finally, completes the structu
8、ral design, Exports from the UG by the DWG format and modifies the wrong by the Auto CAD software, and draws up the engineering plat.Key word: Auto CAD ,UG modeling, Mold Flow, Mold Wizard 绪论 0.1注射模具的现状整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口
9、。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制有关, 二 是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。近年来，中国塑料
10、模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。0.2注塑模具设计发展趋势传统的注塑模具设计首先考虑的是模具本身的需要，之后考虑的才是注塑制品的需要。换句话说，传统的注塑模具设计是把塑料熔体在流道和型腔中的流动放在第二位考虑的。例如，常规的模具设计通常是根据经验确定浇口的
11、数量和位置，而不是根据流动分析来确定这些参数，结果经常是浇口数量偏多、尺寸偏大。但是在市场经济条件下，产品的质量与成本已成为企业生存发展的生命线，注射成型模拟软件可以辅助企业确立竞争优势。现代塑料模具的设计不但要采用CAD技术。而且还要采用CAE技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段。即开发设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑胶制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。采用CAE
12、技术。可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案。在模具制造之前，预测塑胶熔体在型腔中的整个成型过程，帮助研判潜在的问题有效地防止问题发生，大大缩短了开发周期，降低生产成本。0.3 应用注塑模成形模拟软件的必要性 近年来，CAE技术在注塑成型领域中的重要性日益增大采用CAE技术可以全面解决注塑成型过程中出现的问题。塑料材料性能的复杂性决定了注射成型过程的复杂性，有些注射成型问题连有经验的模具设计师也很难把握。同时，注塑制品的质量也主要取决于注射成型过程，塑料熔体注入模具后的流动行为在决定制品质量方面具有头等重要意义，因此很有必要对充型过程进行有效地分析。注塑过程中的流动分
13、析在国外已得到了普遍的应用，它建立在计算机与CAD被广泛应用的基础上，其目的是预测塑料熔体注入模具型腔时的流动情况，从而判断熔体流动给注塑件质量带来的影响。流动模拟软件的应用主要包括三个方面：第一是利用软件来预计所设定注塑方案的压力、温度等的分布；第二是利用预计的压力、温度等的分布来改善模具和塑料制品的设计；第三是对多个候选的注塑方案进行比较优化，选择最佳方案。传统的注塑模具设计首先考虑的是模具本身的需要，之后考虑的才是注塑制品的需要。换句话说，传统的注塑模具设计是把塑料熔体在流道和型腔中的流动放在第二位考虑的。例如，常规的模具设计通常是根据经验确定浇口的数量和位置，而不是根据流动分析来确定这
14、些参数，结果经常是浇口数量偏多、尺寸偏大。但是在市场经济条件下，产品的质量与成本已成为企业生存发展的生命线，注射成型模拟软件可以辅助企业确立竞争优势。0.4 注塑模成形模拟软件的优点注塑成型分析可在以下诸方面辅助设计者和制造者，以得到良好的模具设计： 1 良好的充填形式对于任何的注塑成型来说，最重要的是控制充填的方式，以使塑件的成型可靠、经济。单向充填是一种好的注塑方式，它可以提高塑件内部分子单向和稳定的取向性。这种填充形式有助于避免因不同的分子取向所导致的翘曲变形。 2 最佳浇口位置与浇口数量为了对充填方式进行控制，模具设计者必须选择能够实现这种控制的浇口位置和数量，CAE分析可使设计者有多
15、种浇口位置的选择方案并对其影响做出评价。 3 流道系统的优化设计实际的模具设计往往要反复权衡各种因素，尽量使设计方案尽善尽美。通过流动分析，可以帮助设计者设计出压力平衡、温度平衡或者压力、温度均平衡的流道系统，还可对流道内剪切速率和摩擦热进行评估，如此，便可避免材料的降解和型腔内过高的熔体温度。 4 冷却系统的优化设计通过分析冷却系统对流动过程的影响，优化冷却管路的布局和工作条件，从而产生均匀的冷却，并由此缩短成型周期，减少产品成型后的内应力。 5 减小返修成本提高模具一次试模成功的可能性是CAE分析的一大优点。反复地试模、修模要耗损大量的时间和金钱。此外，未经反复修模的模具，其寿命也较长。第
16、一章 塑件的工艺分析及总体方案的确定1.1 塑料制品设计基础塑料在性能上具有质量轻、强度好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制品可加工成任意形状，且生产效率高、价格低廉等优点，所以应用日益广泛。【1】1.1.1 塑料性质塑料制品应用的广泛性离不开它自身的性质特点，下面介绍塑料的成分特点。（1）塑料的分子结构塑料的主要成分是树脂，树脂有天然树脂和合成树脂两种。（2）塑料的成分l 树脂：主要作用是将塑料的其他成分加以粘合，并决定塑料的主要性能，如机械、物理、化学性能等。树脂在塑料中的比例一般为40%-65%。l 填充剂：又称添料，正确地选择填充剂，可以改善塑料的性能并扩大它的使用范围。l 增塑剂：有些树
17、脂的可塑性很小，柔软性也很差，为了降低树脂的熔融黏度和熔融温度，改善其成形加工性能，改进塑料的柔韧性、弹性以及其他各种必要的性能，通常加入能与树脂相容的不易挥发的高沸点的有机化合物。这类物质称为塑剂。l 着色剂：又称色料，主要是起美观和装饰作用，包含涂料部分。l 稳定剂：凡能延缓塑料变质的物质称为稳定剂，分光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂。l 润滑剂：改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的磨擦和粘附，以及改进塑件的表面光洁度。【1】1.1.2 常用塑料介绍不同成分的塑料体现了它们不同的使用价值，表1-1所示是常用塑料的性质和用途。名称性质应用设计注意问题聚氯乙烯PVC硬质机械强度差，化学性能
18、稳定，价格低廉，阻燃性软质耐磨性好，价格低廉，含有微毒，不宜用于食具及包装食品硬质宜于制造板，管，门窗，线槽，电开关，插座等 软质 宜于制造塑料凉鞋，薄膜，雨衣，地板胶，墙纸，人造革，软管等流动性差流道短而粗，分流道要少拐弯 氯气腐蚀模具型腔，型芯等成型零件要电镀ABS表面硬度高，尺寸稳定，着色性好，可以镀铬，耐热，耐冲压，无毒家用产品的外壳，食品，厨具等要有足够的脱模斜度5防止“顶角”要注意浇口位置防止和减少熔接痕聚酰胺（尼龙）PA耐磨性好，耐酸，耐碱，耐压，耐水。自润滑性好，不透明尼龙丝，齿轮，轴承，水龙头，密封圈等流动性最好要求模具分型面，配合面的精度，以免溢料 收缩大，尺寸不稳定尺寸计
19、算和制造模具均要考虑收缩的影响 脱模阻力大脱模斜度宜取大些 表1-1 常用塑料的性质和用途 图1.1 电池盖顶部图电池盖底部图如下： 图1.2 电池盖底部图电池盖上装配有两个对称的金属电极，其三维图形如下图1.3 电极的俯视图 图1.4 电极的主视图PP塑料化学名称：聚丙烯树脂。是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种，它是一种高密度、无侧链、高结晶必的线性聚合物，具有优良的综合性能。未着色时呈白色半透明，蜡状；比聚乙烯轻。透明度也较聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。密度0.900.91g/cm3成型收缩率:如图1.1所示为塑件的分型面。 图1.1 分型面的选择1.3.3初选注射成型机的型号和规格零件体积及质
20、量估算（用UG软件的模型分析功能）（1）塑件： 体积V=376cm3 密度 质量M=2.94kg（2）浇注系统凝料：浇注系统凝料估计为0.5=0.5376=188 cm3 总体积V=564 cm3 总质量M=3kg塑件制品连同浇道凝料及飞边在内的质量一般不超过注射机最大注射量的80%且I不小于20%。所以选择SZ-4000/800卧室注塑机，其主要参数如下：锁模力 ： 800KN理论注射容量：4000 cm3模具最小厚度：600mm模具最大厚度：1100mm模板行程：1200mm定位孔直径：250mm定位孔深度：50mm喷嘴球半径：35mm注射压力：150MPa喷嘴伸出量：50mm喷嘴孔直径：
21、4mm14 拟定模具的总体方案经过对塑件的分析，该塑件尺寸较大，且有多个内螺纹孔。可能适合的模具有两种，即单分型面注射模和双分型面注射模。方案一：单分型面注射模型腔在定模上；主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上，开模后塑件连同流道内的凝料一起留在动模一侧，采用动模上的成型顶杆顶出脱模。此塑件有六个内螺纹孔，采用齿条齿轮机构，都设置在动模上。可能的浇口形式有直接浇口、侧浇口、扇形浇口、重叠式浇口和潜伏式浇口等。分型面：如图1.2所示A-A为分型面模腔布置：一模一腔浇口形式：从塑件中心采用直浇口进浇排气方式：分型面参考文献1 张清，UG注塑模具设计与制造M，化学工业出版社，2006.12 齐晓杰
22、，塑料成型工艺与模具设计，机械工业出版社，2009.13 塑料模设计手册（第二版），机械工业出版社，1981.124 宋玉恒，塑料注塑模具设计使用手册，航空工业出版社，1994.85 单岩，MoldFlow模具分析技术基础M，2004.96 谭雪松，新编塑料模具设计手册，人民邮电出版社，2007.117 杨可桢，机械设计基础（第五版），高等教育出版社，2008.18 蒋继红，塑料成型模具典型结构图册，中国轻工业出版社，2006.89 模具实用技术丛书编委会，模具材料与使用寿命M，北京：机械工业出版社，2006.29廖念钊，互换性与技术测量M，北京：中国计量出版社，2005.710 王兰美，机械制图，高等教育出版社，2007.5