1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 电池盖 的注塑模具设计 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘 要 塑料工业是世界上发展最快的工业之一。在日常生活中几乎每天都使用塑料制品，这些产品的大部分可由注塑成型的方法生产。众所周知，注塑成型 工艺是制作各种形状的产品和以低成本制作复杂形状产品的制造工艺。 本文 使用 Pro.ENGINEERWildfire5.0 对电池盖 的 注塑模具 进行了详细的 设计。 首先塑件 进行 结构分析，确定采用一模四腔、侧浇口进料的两板式模具。 然后 开始进行模具的结构设计 ， 其中模具的结构设计过
2、程包括：型腔的数目和位置的确定，模具的总体结构形式设计，动模及定模成形零件尺寸的确定，浇注系统形式及尺寸的确定，脱模方式的确定，调温及排气系统的确定，模架的选择待以上各步 骤 完成以后，便开始绘制模具的结构草图，根据具体尺寸校核 注塑 模具及 注塑 机的有关 尺寸，并对工艺参数进行核定和计算。之后进行初步的审查对所存在的问题进行确定和修正，然后绘制模具总装配图，按装配图绘制成型零件及所有需要加工的零件工作图，同时考虑零件的加工工艺。 关键词 ： 塑料 ， Pro.ENGINEERWildfire5.0， 模 具 ， 结构设计 II The plastic injection mold desi
3、gn of the battery cover ABSTRACT Plastic industry is one of the worlds fastest growing industries.Almost every product that is used in daily life involves the usage of plastic and most of these products can be produced by plastic injection molding method. Plastic injection molding process is well kn
4、own as the manufacturing process to create products with various shapes and complex geometry at low cost. This paper design the plastic injection mold of the battery cover in detail by using Pro.ENGINEERWildfire5.0. First analyzing the structure of the junction box, it confirms using four cavity, ed
5、ge gate and two plate a mold. Then began the structural design of the mold. Mold structural design process includes: the cavity number and the position determination, the mold overall structural style design, moves the mold and decides the mold forming components size the determination ,pours the sy
6、stem and the size determination, the drawing of patterns mode determination after, adjusts warm and the exchaust gas completes, then starts to draw up the mold the structure schematic diagram, according to the specific size examination injection mold and the injection computer related size, and carr
7、ies on the checking and the computation to the craft parameter. Carries on the determination and the revision afterward, then the plan mold assembly drawing, takes shape the components and all needs to process, simultaneously considers the components the processing craft. Keywords: plastic, Pro.ENGI
8、NEERWildfire5.0, mold, structural design III 目录 摘要 I AbstractII 1 绪论 1 1.1 课题的来源 1 1.2 课题的意义 1 1.3 注塑模具相关技术国内发展现状及发展前景 1 1.3.1 国内注塑模具市场现状 1 1.3.2 国内模具的发展前景 2 1.4 注塑件的材质特性 4 1.4.1 注塑件的材料 4 1.4.2ABS 的性能 4 1.5课题研究的主要内容 5 1.6Pro/ENGINEER概述 6 2 注塑成型 7 2.1 注塑成型工艺简介 7 2.2 注塑成型工艺条件 8 2.2.1 温度 8 2.2.2 压力 9 2
9、.2.3 时间 9 2.2.4 注塑成型压力 时间曲线 10 3 注塑件的工艺参数分析与计算 11 3.1 注塑成型工艺参数 11 3.1.1 注塑时间 11 3.1.2 注塑压力 11 3.1.3 注塑温度 11 IV 3.1.4保压压力与时间 12 3.1.5 背压 12 3.2 注塑件的结构分析 12 3.2.1 开模方向 和分型线 12 3.2.2 收缩率 12 3.2.3 脱模斜度 12 3.2.4 零件壁厚 12 3.2.5 分型面 13 3.2.6 圆角 13 3.2.7 倒扣 13 3.3 零件体积与质量 13 3.3.1尺寸公差 14 3.3.2 零件图 15 3.4 注塑机
10、的选择 16 3.4.1 注塑机简介 及分类 16 3.4.2注塑机基本参数 16 3.4.3 注塑机选择 17 3.5 注射机的校核 19 3.5.1最大注塑量的校核 19 3.5.2锁模力的校核 20 3.5.3 喷嘴尺寸校核 20 3.5.4 模具外形尺寸校核 20 3.5.5 定位圈尺寸校核 20 3.5.6模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 20 4分型面的设计 22 4.1 选择分型面的原则 22 4.2 创建分型面 22 4.2.1 设 置收缩率 22 V 4.2.2 结构排布 23 4.2.3创建分型面 25 5浇注系统的设计 28 5.1 浇注系统的 设计原则 28 5.2 浇
11、注系统的组成 及其作用 28 5.3 主流道及浇口套设计 29 6 脱模机构的设计 32 6.1 顶出机构 32 6.2 斜顶抽芯机构的有关参数计算 32 6.2.1 确定抽芯距 32 6.2.2确定斜顶倾角 32 6.2.3确定斜顶下端直径 32 7 温度调节系统 34 7.1 模具温度调节对塑件质量的影响 34 7.1.1对 尺寸精度 的影响 34 7.1.2 对 形状精度 的影响 34 7.1.3对 力学性能 的影响 34 7.1.4对 表面质量 的影响 34 7.2 冷却系统的设计 34 7.2.1冷却系统的设计原则 34 7.2.2单位产量所需冷却水散失的热量 34 7.2.3单位产
12、量所需冷却水的体积流量 35 7.2.4冷却水管的平均流速 35 7.2.5冷却水管壁与水交界面的传热膜系数 35 7.2.6 冷却水道总传热面积 35 7.2.7 冷却水道的总长度 35 7.2.8 冷却水流动状态 eR 的校核 36 VI 7.2.9 冷却水的入口与出口温度的校核 36 8 模架、支承与连接零件的设计与选择 37 8.1 模架 的分类及选择 37 8.1.1 模架概述 37 8.1.2 模架的分类 37 8.1.3 模架的选择 37 8.2 合模导向与定位机构的设计 38 8.2.1 导柱导向机构 38 8.2.2 导向孔、导套的结构及要求 39 8.2.3 导柱布置 39
13、 9排气与引气系统 40 9.1 排气系统的作用及气体来源 40 9.1.1 作用 40 9.1.2 气体来源 40 9.2 排气系统的设计要点 40 9.3 引气装置 40 10 附三维开模结构示意图 41 总结 42 参考文献 43 致谢 44 附录 45 电池盖的注塑模具设计 1 1 绪论 1.1 课题的来源 选题的背景 随着科学的发展，各种产品的更新换代速度越来越快，而产品的更新是以新产品的造型设计和模具的设计、制造与更新为前提的。模具的设计是模具更新的基础，模具设计工作与产品的更新信息相关。传统的手工设计模式已经不能很好地适应时代的需要，计算机辅助设计与制造已成为许多大型 CAD/C
14、AM/CAE 软件追求的目标。而在众多辅助设计制造软件中， Pro/ENGINEER 软件是当今世界较先进、面向制造业的综合软件 。 Pro/E是三维设计软件，包括二维工程图输出。应用面比较广，而且使用人数也较多。尤其是模具设计、机械设计。功能 很多， 最基本的是建模，然后模具设计、产品设计、机械设计、运动仿真、有限元分析、电线、管道、钣金设计、 NC 加工。最多的是机械设计和模具设计、产品设计。 1.2 课题的意义 随着科技的不断发展，人们对塑料件的要求也越来越高，如何缩短成型周期、降低生产成本、提高制件精度，也直接关系到科学技术的发展，近 20 年来注射成型工艺及模具新技术发展很快，新的工
15、艺和结构也层出不穷，同时也因为计算机技术的发展，计算机辅 助设计（ CAD）、计算机辅助制造（ CAM）、计算机辅助工程（ CAE）也促进模具行业的发展。目前深圳周边及珠江三角洲地区已经成为我国模具工业最为发达、科技含量最高的区域。据业内人士估计，今后几年，随着全球制造业重心加快向我国转移，这一地区可能在 10年内发展成为世界模具生产中心。 就以上的分析而言，电池盖这类 超薄件 注塑模具在国内及国外都有很广阔的前景，而且技术也是相对要求较高的，而且在深圳，此类零件的模具不但在地区内需求量大，而且出口量也是可观的，在深圳的各个产业链的支持下，相信 超薄件 的注塑模具的生产周期可以缩 短、成本可以
16、降低、技术也可以得到更好的发展。 1.3 注塑模具相关技术国内发展现状及发展前景 1.3.1 国内注塑模具市场现状 注射模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型电池盖的注塑模具设计 2 精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺优越性，扩大注塑制品应用的首要问题。总体有以下三点： （ 1） 高档次模具缺乏 目前国内的模具制造企业相当一部分为民营企业或个体户，受资金、场地、技术、信息交流等诸多因素的局限，很难引 进先进的制模技术及先进的制模设备，也就相当一部分是依靠传统设备和
17、手工加工制造完成，以至难以形成规模，只能生产一些中、低档模具。这就造成了中、低档模具市场竞争加剧，有些模具企业为了揽活，不惜互相降低价格，而低价格必然影响产品质量，结果是坑了客户，误了同行，也害了自己。模具企业应该通过协作、整合等方式，化单打独拼、恶性竞争为竞合共赢，打破 “同行是冤家 “的狭隘思想，通过行业自律来维持模具市场的公平、良性竞争 1。 （ 2） 发展不平衡，管理水平较低 虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，模具的精度 、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。尤其是生产方式和企业管理的总体水平与国外工业发达国家相比的差距。 国外较
18、先进的模具企业一般按生产流程进行管理，但国内一些模具企业仍然沿用那种一个师傅带几个徒弟，实行从头到尾的“包工制”。还有的模具企业属家庭作坊，企业管理比较粗糙，而且目前国内的模具生产还没有一个工艺流程的行业标准 2。 现代模具工业早已走出以前手工制模的时代，进入了数字化时代，靠电脑设计，通过电脑输入数据加工制作模具。而国内大多数模具生产企业沿用的生产模式，依靠传统设备 加工制造，依靠实物测绘代替模具设计，依靠老师傅的技术经验培养人才，依靠作坊式经营打天下，依靠低价竞争求生存、求市场。 （ 3） 大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足 一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少
19、;更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。 随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具的发展呈现了以下趋势： （ a） 模具 CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化发展； 电池盖的注塑模具设计 3 （ b） 高水平的设计人员的培养； （ c） 与先进制造技术的结合； （ d） 模具设计向最优化方向发展。 1.3.2 国内模具的发展前景 中国的模具企业大都是中小企业，从作坊式的企业成长起来，甚至目前仍有许多模具企业是作坊式的管理，在模具交货期、成本、质量的控制方面问题层出不断。面对激烈的市场竞争，落后的管理手段和水平，使模具
20、企业中的管理和技术人员只有疲于奔命。 因此，模具制造企业要提高管理水平，具备快速反应和及时调整的能力，没有一套先进的管理系统实现管理的信息化是很难做到的。通过信息化建设，实现模具制造 .所谓信息化的模具企业，就是在模具企业应用 INTERNET、 ERP等信息化技术，把模具企业上下游业务过程，技术沟通过程，以及模具企业内部业务管理过程，以 IT 形式固定下来，最终提高模具企业的经营管理水平，提高模具企业运转的效率 3。 目前， CAD/CAM技术的推广已由 “ 甩图板 ” 阶段跨入到了深化应用阶段。 CAPP技术的应用，可以大大提高企业工艺编制的效率和准确性； PDM系统的应用，可以对产品开发
21、数据进行有效的管理； MIS/ERP系统的应用，则可以从根本上降低企业的成本，提高生产和管理效率。这些系统之间实现信息的集成和功能上的配合，并逐步实现企业的全面信 息化，已成为 CAD/CAM 技术深化应用的主题 , 是模具发展的第二次变革。 网络企业的建立，总的来讲是基于 INTERNET技术和计算机管理技术，并融合了 EPR、CRM、 SCM、 PM等技术，以及一些行业标准化的规范。通过 INTERNET技术，模具企业可以跟国内外客户建立联系，开拓更广阔的市场；进行企业与国内外客户业务、技术的沟通；建立企业和客户之间的接口。 ERP技术帮助企业规范和管理内部业务流程，提升模具企业的管理水平；并且极大地优化和缩短企业内部的流程，提高竞争力。把 INTERNET技术和 ERP技术结合起来， 还可以实现远程异地办公，提高企业的快速反应能力，更加有效地管理企业。 CRM 技术可以帮助模具企业加强管理客户关系，对客户的需求做出快速反应和处理。 SCM技术帮助模具企业加强供应商的管理，进一步降低采购成本和开拓更多的供应渠道，等等 4。 未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括 5： 1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平；
