畢業(yè)設(shè)計(jì)--電池蓋塑料注射成型模的設(shè)計(jì)

1、<p>　　論文（設(shè)計(jì)）題目：電池蓋塑料注射成型模的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄I</b></p><p><b>　　摘要V</b></p><p>　　AbstractVI</p><p

2、>　　緒論 注射模的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1</p><p>　　0.1注射模具的現(xiàn)狀1</p><p>　　0.2注塑模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)1</p><p>　　0.3 應(yīng)用注塑模成形模擬軟件的必要性2</p><p>　　0.4 注塑模成形模擬軟件的優(yōu)點(diǎn)2</p><p>　　第一章 塑件的工藝分析及總

3、體方案的確定4</p><p>　　1．1 塑件的工藝性分析4</p><p>　　1.1.1 材料性能4</p><p>　　1.1.2 成形特性4</p><p>　　1.1.3 結(jié)構(gòu)工藝性5</p><p>　　1.1.4 零件體積及質(zhì)量估算（用UG軟件的模型分析功能）6</p><

4、;p>　　1．2 初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格及校核6</p><p>　　1．3 擬定模具的總體方案9</p><p>　　第二章 產(chǎn)品的UG三維造型11</p><p>　　2．1 UG NX簡介11</p><p>　　2．2 產(chǎn)品的造型過程11</p><p>　　第三章 基于MlodFlow

5、的產(chǎn)品成形過程分析與仿真17</p><p>　　3．1 MoldFlow簡介17</p><p>　　3．2 模流分析過程19</p><p>　　3.2.1 CAD模型的導(dǎo)入19</p><p>　　3.2.2 網(wǎng)格模型的建立20</p><p>　　3.2.3 材料的選擇25</p>

6、<p>　　3.2.4成型條件的設(shè)置26</p><p>　　3.2.5最佳澆口位置27</p><p>　　第四章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算29</p><p>　　4．1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算29</p><p>　　4.1.1 主流道設(shè)計(jì)29</p><p>　　4.1.2 分流道的設(shè)計(jì)29<

7、;/p><p>　　4.1.3 澆口設(shè)計(jì)30</p><p>　　4．2 成型零件的結(jié)構(gòu)及尺寸31</p><p>　　4．3 項(xiàng)出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算32</p><p>　　4．4 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)33</p><p>　　4.4.1 抽芯距和開模行程：33</p><p>　

8、　4.4.2 斜導(dǎo)柱的相關(guān)計(jì)算：34</p><p>　　4.4.3 斜導(dǎo)柱長度35</p><p>　　第五章 UG注塑模向?qū)Лh(huán)境下的注塑模具設(shè)計(jì)36</p><p>　　5．1 殼體的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36</p><p>　　5.1.1 導(dǎo)入制件36</p><p>　　5.1.2 模具坐標(biāo)系36</

9、p><p>　　5.1.3 收縮率設(shè)計(jì)37</p><p>　　5.1.4 毛坯設(shè)計(jì)38</p><p>　　5.1.5 分型38</p><p>　　5．2 選擇模架42</p><p>　　5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)44</p><p>　　5．4 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)47</p>

10、<p>　　5．5 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)49</p><p>　　5．6 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)50</p><p>　　第六章 塑料模具鋼的選擇53</p><p>　　6．1 塑料模具的工作條件53</p><p>　　6．2 塑料模具鋼的性能要求及選擇53</p><p>　　6.2.1 性能要求53<

11、;/p><p>　　6.2.2 材料選擇54</p><p><b>　　結(jié) 論55</b></p><p><b>　　致謝56</b></p><p>　　電池蓋塑料注射成型模的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p>

12、<p>　　本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品（電池蓋）是汽車蓄電池的零件，根據(jù)電池蓋的塑件產(chǎn)品圖，分析零件的特征與成形工藝性,比較多種方案后確定模具的結(jié)構(gòu)方案；然后在UG5.0環(huán)境下進(jìn)行塑件的三維造型,主要是按照產(chǎn)品的腔體特征、螺紋特征、孔系特征等來完成造型；然后簡單地在Mold Flow平臺(tái)進(jìn)行塑件成形過程分析依據(jù)塑件的造型，下一步主要是完成三維裝配的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上導(dǎo)入到Mold Wizard環(huán)境，進(jìn)行坐標(biāo)系的選擇、收縮率設(shè)定、分型面的選擇

13、、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模架選擇、頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。最后，完成模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，按照DWG格式導(dǎo)出2d圖并在AUTO CAD制圖軟件環(huán)境下修改，完成工程圖的繪制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AUTO CAD制圖軟件，產(chǎn)品UG三維造型，Mold flow模流分析，Mold Wizard模具設(shè)計(jì)，</p><p>　　Battery cover design of plastic i

14、njection molding</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The product designed is the Cover parts of automotive Battery. According to the plastic Battery cover product chart, analyzes the f

15、eatures 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 model , mainly is analyzing the housing characteristic, thread char

16、acteristic and hole characteristic to complete the forming.; then based on the Mold Flow platform ,analyze the forming process of products simply. Th</p><p>　　Key word: Auto CAD ,UG modeling, Mold Flow, Mold

17、 Wizard </p><p><b>　　緒論 </b></p><p>　　0.1注射模具的現(xiàn)狀</p><p>　　整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)

18、求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。</p><p>　　雖然近幾年模具出口增幅大于進(jìn)口增幅，但所增加的絕對(duì)量仍是進(jìn)口大于出口，致使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在2006年已得到改善，逆差略有減少。模具外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶來了對(duì)模具旺盛需求，有些高檔模具國內(nèi)的確生產(chǎn)不了，只好進(jìn)口

19、；但也確實(shí)有一些模具國內(nèi)可以生產(chǎn)，也在進(jìn)口。這與中國現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項(xiàng)目審批制有關(guān), 二 是對(duì)模具出口鼓勵(lì)不夠?，F(xiàn)在模具與其它機(jī)電產(chǎn)品一樣，出口退稅率只有13%，而未達(dá)17%。</p><p>　　近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到2μm，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一

20、模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá)6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。</p><p>　　0.2注塑模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)首先考慮的是模具本身的需要，之后考慮的才是注塑制品的需要。換句話說，傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)是把塑料熔體在流道和型腔中的流動(dòng)放在第二

21、位考慮的。例如，常規(guī)的模具設(shè)計(jì)通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定澆口的數(shù)量和位置，而不是根據(jù)流動(dòng)分析來確定這些參數(shù)，結(jié)果經(jīng)常是澆口數(shù)量偏多、尺寸偏大。但是在市場經(jīng)濟(jì)條件下，產(chǎn)品的質(zhì)量與成本已成為企業(yè)生存發(fā)展的生命線，注射成型模擬軟件可以輔助企業(yè)確立競爭優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)代塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)。而且還要采用CAE技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段。即開發(fā)／設(shè)計(jì)階段(包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造)和生產(chǎn)階段(包括購買材料、試模和成型)。傳

22、統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑膠制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。采用CAE技術(shù)?？梢酝耆嬖嚹?，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案。在模具制造之前，預(yù)測塑膠熔體在型腔中的整個(gè)成型過程，幫助研判潛在的問題．有效地防止問題發(fā)生，大大縮短了開發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本。</p>&

23、lt;p>　　0.3 應(yīng)用注塑模成形模擬軟件的必要性 </p><p>　　近年來，CAE技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域中的重要性日益增大．采用CAE技術(shù)可以全面解決注塑成型過程中出現(xiàn)的問題。塑料材料性能的復(fù)雜性決定了注射成型過程的復(fù)雜性，有些注射成型問題連有經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)師也很難把握。同時(shí)，注塑制品的質(zhì)量也主要取決于注射成型過程，塑料熔體注入模具后的流動(dòng)行為在決定制品質(zhì)量方面具有頭等重要意義，因此很有必要對(duì)

24、充型過程進(jìn)行有效地分析。 注塑過程中的流動(dòng)分析在國外已得到了普遍的應(yīng)用，它建立在計(jì)算機(jī)與CAD被廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，其目的是預(yù)測塑料熔體注入模具型腔時(shí)的流動(dòng)情況，從而判斷熔體流動(dòng)給注塑件質(zhì)量帶來的影響。流動(dòng)模擬軟件的應(yīng)用主要包括三個(gè)方面：第一是利用軟件來預(yù)計(jì)所設(shè)定注塑方案的壓力、溫度等的分布；第二是利用預(yù)計(jì)的壓力、溫度等的分布來改善模具和塑料制品的設(shè)計(jì)；第三是對(duì)多個(gè)候選的注塑方案進(jìn)行比較優(yōu)化，選擇最佳方案。傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)首先

25、考慮的是模具本身的需要，之后考慮的才是注塑制品的需要。換句話說，傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)是把塑料熔體在流道和型腔中的流動(dòng)放在第二位考慮的。例如，常規(guī)的模具設(shè)計(jì)通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定澆口的數(shù)量和位置，而不是根據(jù)流動(dòng)分析來確定這些參數(shù)，結(jié)果經(jīng)常是澆口數(shù)量偏多、</p><p>　　0.4 注塑模成形模擬軟件的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　注塑成型分析可在以下諸方面輔助設(shè)計(jì)者和制造者，以得到良好的模具設(shè)計(jì)

26、： </p><p>　　1 良好的充填形式　對(duì)于任何的注塑成型來說，最重要的是控制充填的方式，以使塑件的成型可靠、經(jīng)濟(jì)。單向充填是一種好的注塑方式，它可以提高塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性。這種填充形式有助于避免因不同的分子取向所導(dǎo)致的翹曲變形。 2 最佳澆口位置與澆口數(shù)量　為了對(duì)充填方式進(jìn)行控制，模具設(shè)計(jì)者必須選擇能夠?qū)崿F(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量，CAE分析可使設(shè)計(jì)者有多種澆口位置的選擇方案并

27、對(duì)其影響做出評(píng)價(jià)。 3 流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)　實(shí)際的模具設(shè)計(jì)往往要反復(fù)權(quán)衡各種因素，盡量使設(shè)計(jì)方案盡善盡美。通過流動(dòng)分析，可以幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出壓力平衡、溫度平衡或者壓力、溫度均平衡的流道系統(tǒng)，還可對(duì)流道內(nèi)剪切速率和摩擦熱進(jìn)行評(píng)估，如此，便可避免材料的降解和型腔內(nèi)過高的熔體溫度。 4 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)　通過分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過程的影響，優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件，從而產(chǎn)生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少

28、產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力。 5 減小返修成本　提高模具一次試模成功的可能性是CAE分析的一大優(yōu)點(diǎn)。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時(shí)間和金錢。此外，未經(jīng)反復(fù)修模的模</p><p>　　第一章 塑件的工藝分析及總體方案的確定</p><p>　　1.1 塑料制品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)</p><p>　　塑料在性能上具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度好、耐腐蝕、絕緣性好、易著色、制品可加工

29、成任意形狀，且生產(chǎn)效率高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用日益廣泛?！?】</p><p>　　1.1.1 塑料性質(zhì)</p><p>　　塑料制品應(yīng)用的廣泛性離不開它自身的性質(zhì)特點(diǎn)，下面介紹塑料的成分特點(diǎn)。</p><p>　?。?）塑料的分子結(jié)構(gòu)</p><p>　　塑料的主要成分是樹脂，樹脂有天然樹脂和合成樹脂兩種。</p><

30、;p><b>　　（2）塑料的成分</b></p><p>　　樹脂：主要作用是將塑料的其他成分加以粘合，并決定塑料的主要性能，如機(jī)械、物理、化學(xué)性能等。樹脂在塑料中的比例一般為40%-65%。</p><p>　　填充劑：又稱添料，正確地選擇填充劑，可以改善塑料的性能并擴(kuò)大它的使用范圍。</p><p>　　增塑劑：有些樹脂的可塑性很小

31、，柔軟性也很差，為了降低樹脂的熔融黏度和熔融溫度，改善其成形加工性能，改進(jìn)塑料的柔韌性、彈性以及其他各種必要的性能，通常加入能與樹脂相容的不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的有機(jī)化合物。這類物質(zhì)稱為塑劑。</p><p>　　著色劑：又稱色料，主要是起美觀和裝飾作用，包含涂料部分。</p><p>　　穩(wěn)定劑：凡能延緩塑料變質(zhì)的物質(zhì)稱為穩(wěn)定劑，分光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑和抗氧劑。</p><p

32、>　　潤滑劑：改善塑料熔體的流動(dòng)性，減少或避免對(duì)設(shè)備或模具的磨擦和粘附，以及改進(jìn)塑件的表面光潔度?！?】</p><p>　　1.1.2 常用塑料介紹</p><p>　　不同成分的塑料體現(xiàn)了它們不同的使用價(jià)值，表1-1所示是常用塑料的性質(zhì)和用途。</p><p>　　表1-1 常用塑料的性質(zhì)和用途</p><p>　　圖1.1 電池

33、蓋頂部圖</p><p><b>　　電池蓋底部圖如下：</b></p><p>　　圖1.2 電池蓋底部圖</p><p>　　電池蓋上裝配有兩個(gè)對(duì)稱的金屬電極，其三維圖形如下</p><p>　　圖1.3 電極的俯視圖</p><p>　　圖1.4 電極的主視圖</p>&

34、lt;p>　　PP塑料化學(xué)名稱：聚丙烯樹脂。是繼尼龍之后發(fā)展的又一優(yōu)良樹脂品種，它是一種高密度、無側(cè)鏈、高結(jié)晶必的線性聚合物，具有優(yōu)良的綜合性能。未著色時(shí)呈白色半透明，蠟狀；比聚乙烯輕。透明度也較聚乙烯好，比聚乙烯剛硬。</p><p><b>　　密度</b></p><p>　　0.90~0.91g/cm3</p><p><b

35、>　　成型收縮率:</b></p><p>　　如圖1.1所示為塑件的分型面。</p><p>　　圖1.1 分型面的選擇</p><p>　　1.3.3初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格</p><p>　　零件體積及質(zhì)量估算（用UG軟件的模型分析功能）</p><p>　?。?）塑件： 體積V=3

36、76cm3 密度</p><p>　　質(zhì)量M=2.94kg</p><p>　　（2）澆注系統(tǒng)凝料：</p><p>　　澆注系統(tǒng)凝料估計(jì)為0.5=0.5×376=188 cm3 </p><p>　　總體積V=564 cm3 </p><p><b>　

37、　總質(zhì)量M=3kg</b></p><p>　　塑件制品連同澆道凝料及飛邊在內(nèi)的質(zhì)量一般不超過注射機(jī)最大注射量的80%且I不小于20%。</p><p>　　所以選擇SZ-4000/800臥室注塑機(jī)，其主要參數(shù)如下：</p><p>　　鎖模力 ： 800KN</p><p>　　理論注射容量：4000 cm3</p>

38、<p>　　模具最小厚度：600mm</p><p>　　模具最大厚度：1100mm</p><p>　　模板行程：1200mm</p><p>　　定位孔直徑：250mm</p><p>　　定位孔深度：50mm</p><p>　　噴嘴球半徑：35mm</p><p>　　注射

39、壓力：150MPa</p><p>　　噴嘴伸出量：50mm</p><p><b>　　噴嘴孔直徑：4mm</b></p><p>　　1．4 擬定模具的總體方案</p><p>　　經(jīng)過對(duì)塑件的分析，該塑件尺寸較大，且有多個(gè)內(nèi)螺紋孔?？赡苓m合的模具有兩種，即單分型面注射模和雙分型面注射模。</p>&

40、lt;p>　　方案一：單分型面注射模</p><p>　　型腔在定模上；主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，開模后塑件連同流道內(nèi)的凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)，采用動(dòng)模上的成型頂桿頂出脫模。此塑件有六個(gè)內(nèi)螺紋孔，采用齒條齒輪機(jī)構(gòu)，都設(shè)置在動(dòng)模上?？赡艿臐部谛问接兄苯訚部?、側(cè)澆口、扇形澆口、重疊式澆口和潛伏式澆口等。</p><p>　　分型面：如圖1.2所示A-A為分型面</p&g

41、t;<p><b>　　模腔布置：一模一腔</b></p><p>　　澆口形式：從塑件中心采用直澆口進(jìn)澆</p><p><b>　　排氣方式：分型面</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　張清，UG注塑模具設(shè)計(jì)與制造[M]，

42、化學(xué)工業(yè)出版社，2006.1</p><p>　　齊曉杰，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.1</p><p>　　塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版），機(jī)械工業(yè)出版社，1981.12</p><p>　　宋玉恒，塑料注塑模具設(shè)計(jì)使用手冊(cè)，航空工業(yè)出版社，1994.8</p><p>　　單巖，MoldFlow模具分析技術(shù)基礎(chǔ)[M]，20

43、04.9</p><p>　　譚雪松，新編塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，人民郵電出版社，2007.11</p><p>　　楊可楨，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版），高等教育出版社，2008.1</p><p>　　蔣繼紅，塑料成型模具典型結(jié)構(gòu)圖冊(cè)，中國輕工業(yè)出版社，2006.8</p><p>　　模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)，模具材料與使用壽命[M]，北京：機(jī)械工業(yè)

44、出版社，2006.2</p><p>　　[9]廖念釗，互換性與技術(shù)測量[M]，北京：中國計(jì)量出版社，2005.7</p><p>　　[10] 王蘭美，機(jī)械制圖，高等教育出版社，2007.5</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　四年的大學(xué)生涯漫長而短暫，有空虛也有充實(shí)，有苦澀也有遺憾，曾經(jīng)茫然

45、在校園的某個(gè)角落，想著怎樣打發(fā)四年的年華，唯恐虛度，卻真的虛度了。當(dāng)進(jìn)入了學(xué)業(yè)的尾聲，進(jìn)行最后的告別儀式——畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)我的老師是多么的親切而偉大，他們辛苦而無私；我的同學(xué)是多么的友好而可愛，多少年后不知是否還記得一起進(jìn)出食堂玩游戲的歲月；我的校園是多么美麗我的母校是多么的有名，才覺得能夠成為xx大學(xué)的一員實(shí)在是很驕傲。感謝我的母校培育了我，讓我在潤雨細(xì)無聲的環(huán)境里悄悄的成長，成為將要走入社會(huì)為其服務(wù)和做貢獻(xiàn)的人；感謝我大學(xué)里的每

46、位老師，您們循循善誘的敦敦教導(dǎo)，讓原本懶惰的我慢慢長大、成長。在我學(xué)業(yè)的最后關(guān)頭，一直陪我走過的老師們，您們辛苦了！請(qǐng)接收我真誠的謝意！尤其是xx老師，每周兩三次的定時(shí)輔導(dǎo)，從來不間斷，不論是什么天氣，也不論是否堵車，總是會(huì)出現(xiàn)在輔導(dǎo)我們的地方。謝謝您的耐心教導(dǎo)，讓我才得以完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，謝謝您一直陪我走過這段忙碌的日子，您既給我壓力也教我放松。謝謝一直在我設(shè)計(jì)中給我?guī)椭耐瑢W(xué)們，你們?cè)谠疽埠苊Φ娜兆永锝o了我很多的幫助。謝謝各位評(píng)審我設(shè)