剃須刀電池盒塑料零件注射模設計模具畢業(yè)設計

1、滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計剃須刀電池盒塑料零件注射模設計2013屆 機械工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 學 號 10 學生姓名 郭春陽 指導教師 曹鳳江 完成日期 2013年1月 畢業(yè)設計評語及成績學生姓名郭春陽專業(yè)模具設計與制造班級模具1001學號10 畢業(yè)論文題目剃須刀電池盒的塑料零件注射模設計指導教師姓名曹鳳江指導教師職稱講師指導教師評語：答辯小組意見：答辯小組組長簽字： 年 月 日成績：系主任簽字： 年 月 日畢業(yè)設計任務書題目剃須刀電池盒的塑料零件注射模設計專業(yè)模具設計與制造班級模具1001學生姓名郭春陽所在系機械系導師姓名曹鳳江導師職稱講師一、 設計內(nèi)容剃須刀電池盒塑料制件的成型工藝

2、特點和模具設計工程，在設計工作前進行大量的資料搜集匯總，然后開始著手于模具設計。其中包括利用Pro/e軟件繪制零件的三維圖，并由此進行3D開模、工件的工藝分析、注塑機的選用和校核、模具設計和確定了型腔的排布的難點，澆注系統(tǒng)的設計和模具總體結構。詳細介紹了型芯、型腔、推件裝置等零部件的設計和制造。最后完成了模具總裝圖的設計及主要零件圖的繪制，確保模具結構功能的合理，實用。二、基本要求 1、選題得當，形式可多樣。 2、內(nèi)容要求：簡潔，主題鮮明，內(nèi)容編排得當合理，能很好的體現(xiàn)主題。3、要求：（1）制定注射成型工藝及制造方案（2）模具總裝圖、型芯及凹模零件圖（3）畢業(yè)說明書。三、研究方法通過成型零件圖

3、和原材料的分析，確定工藝成型參數(shù)，正確校核注塑機的有關參數(shù)。根據(jù)塑件結構合理選擇分型面和模架，并設計出澆注系統(tǒng)、推出機構、導向機構。四、應收集的資料及參考文獻1馮炳堯等編，模具設計與制造簡明手冊，上海：上海科學技術出版社，1998.72模具實用技術叢書編委會編，模具制造工藝裝備及應用，北京：機械工業(yè)出版社，1999.93塑料模設計手冊編寫組編著，塑料模設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1999.84許發(fā)樾主編，實用模具設計與制造手冊，北京：機械工業(yè)出版社，2001.25張明善主編，塑料成型工藝及設備，北京：中國輕工業(yè)出版社，1998.126王桂平等編，塑料模具的設計與制造問答，北京：機械工業(yè)出版

4、社，1999.47王鵬駒主編，塑料模具技術手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1999.98申樹義等編，塑料模具設計，北京：機械工業(yè)出版社，1999.5五、進度計劃2012年12月24日26日 教師提供課題及要求，學生選題收集資料， 熟悉課題，撰寫開題報告 2012年12月27日31日 總體結構方案或工藝方案設計 2013年1月2日4日 結構總圖 2013年1月5日7日 裝配圖 2013年1月8日10日 撰寫畢業(yè)設計說明書 2013年1月11日 畢業(yè)設計答辯教研室主任簽字時間年 月 日畢業(yè)設計開題報告題目剃須刀電池盒的塑料零件注射模設計專業(yè)模具設計與制造班級模具1001班學生姓名郭春陽一、 文獻綜述本

5、課題主要是塑料成型件的設計，也就是塑料模的工藝方案分析及確定工藝計算，模具結構設計計算等內(nèi)容。為了提高生產(chǎn)效率，因此在設計時要求結構簡單，但是一定要保證其精度要求。二、研究內(nèi)容與預期目標1 研究內(nèi)容：剃須刀電池盒的塑料零件注射模設計2 預期目標：自己在老師和同學的幫助下獨立完成本次畢業(yè)設計，更加熟練的掌握自己大學所學的內(nèi)容三、研究方案對塑料件進行結構分析，從各方面考慮其結構，到模具車間進行模具制造學習，積累生產(chǎn)實際經(jīng)驗，了解一些相關技術及注意事項，并通過每次對模具的調(diào)試與維修，記錄有關數(shù)據(jù)認真分析提出最合理的方案解決出現(xiàn)的一系列的問題。四、進度計劃2012年12月24日26日 教師提供課題及要

6、求，學生選題收集資料， 熟悉課題，撰寫開題報告 2012年12月27日31日 總體結構方案或工藝方案設計 2013年1月2日4日 結構總圖 2013年1月5日7日 裝配圖 2013年1月8日10日 撰寫畢業(yè)設計說明書 2013年1月11日 畢業(yè)設計答辯指導教師簽字時間年 月 日摘 要在這次畢業(yè)設計中，首先學習了我國塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展狀況、注射模的基本結構和注射模成型工藝過程以及模具設計的基本原理。接著通過運用三維實體造型軟件Pro/Engineer 對剃須刀進行了3D造型，先是對每個零件造型，然后把零件裝配起來。最后對其中一個零件“電池盒”進行了一模四腔的設計開發(fā)，其中包括凸、凹模的設計、模

7、架的選擇、注射機的選擇與校核、澆注系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)的設計、推出機構的設計、復位機構的設計等各項工作。此外，還就塑件的缺陷及其消除措施進行了簡單的討論。關鍵詞：電池盒 一模四腔 注射機目 錄第1章 緒論11.1 蓬勃發(fā)展的中國模具工業(yè)11.2 我國塑料模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向2第2章 剃須刀電池盒的造型設計42.1 剃須刀電池盒的選料及其性能42.2 剃須刀電池盒注射成型工藝過程52.3 剃須刀電池盒的結構分析5第3章 注射機的選擇73.1 注射機規(guī)格73.2 注射機的校核73.2.1 注射機注射容量校核73.2.2 注射機鎖模力校核73.2.3 注射機注射壓力校核83.2.4 注射機模

8、具厚度校核83.2.5 注射機最大開模行程校核9第4章 成型零件與澆注系統(tǒng)的設計104.1 凹、凸模成型零件的設計104.1.1 加載參照模型104.1.2 成型零件設計104.2 澆注系統(tǒng)設計134.2.1 主澆道的設計134.2.2 分澆道的設計144.2.3 澆口及冷料穴設計144.2.4 鑄模和開模164. 3 冷卻系統(tǒng)設計164.3.1 凹、凸模冷卻系統(tǒng)設計16第5章 模具零件設計175.1 推出系統(tǒng)設計175.2 確定模架185.3 模架各裝配零件設計185.3.1 導向零件設計185.3.2 澆注系統(tǒng)零件設計195.3.3 推出機構零件205.3.4 定位圈215.3.5 其他零

9、件21第6章 模具的裝配和調(diào)試236.1 模具的裝配236.2 模具的調(diào)試24總 結29參考文獻30致 謝31附 錄32第1章 緒論1.1 蓬勃發(fā)展的中國模具工業(yè)由于近年市場需求的強大拉動，中國模具工業(yè)高速發(fā)展，市場廣闊，產(chǎn)銷兩旺。2003年我國模具產(chǎn)值達到450億元人民幣以上，約折合50多億美元，按模具總量排名，中國緊隨日本、美國其后，位居世界第三。1996年至2002年間，中國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長14%左右，2003年增長25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達地區(qū)的增長在25%以上。近兩年，我國的模具技術有了很大的提高，生產(chǎn)的模具有些已接近或達到國際水平。大型、精密、復雜、高效

10、和長壽命模具又上了新臺階。大型復雜沖模以汽車覆蓋件具為代表，我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術的多工位級進模、覆蓋面大增，已從電機、電鐵芯片模具，擴大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料模已能生產(chǎn)34"、48"大展幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。塑料模熱流道技術更臻成熟，氣體鋪助注射技術已開始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動扶梯整體梯級壓鑄 模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模CAD/CAM/CAE技術相當廣泛地得到應用，并開發(fā)出了

11、自主版權的模具CAD/CAE軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術發(fā)展上發(fā)揮了重要作用。模具加工機床品種增多，水平明顯提高?？焖俳?jīng)濟制模技術得到了進一步發(fā)展，尤其這一領域的高新技術快速原型制造技術(RPM)進展很快，國內(nèi)有多家已自行開發(fā)出達到國際水平的相關設備。模具標準件應用更加廣泛，品種有所擴展。模具材料方面，由于對模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應用有較大進展。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上

12、運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的5080%相比，差距較大。據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長

13、壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電

14、腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。1.2 我國塑料模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向1）在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。2）推廣應用

15、熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓

16、縮成型工藝與模具也非常重要。3）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。4）提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。5）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。6）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具

17、制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。 7）應用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 第2章 剃須刀電池盒的造型設計剃須刀由四個零件組成：頭部、主體、尾部以及電池盒。設計中，各個零件的造型都設計好，然后在裝配體中把各零件裝配起來，但是在做模具的時候,作為代表，只做其中電池盒的模具。2.1 剃須刀電池盒的選料及其性能選用熱塑性塑料ABS作為電池盒的材料。熱塑性塑料是在特定的溫度的范圍內(nèi)能反復加熱軟化和冷卻硬化的塑料。

18、ABS是acrylonitritle-butadiene-styrene copolymer 的縮寫，中文名是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。ABS可以根據(jù)要求通過改變單體的含量進行調(diào)整。當丙烯腈增加時，塑料的耐熱、耐蝕性和表面硬度可改善；丁二烯可提高彈性和韌性；苯乙烯可改善電性能和成形能力。近年來ABS塑料在汽車上的應用發(fā)展很快,如作檔泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導管，以及小轎車車身等。阻燃級的ABS樹脂則用于電子計算機的殼體，控制臺、電信、光盤音響設備、彩電的機殼等。成型性能：無定性料，流動性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥。宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度

19、為250）。對精度較高的塑件，模溫宜取5060，對光澤、耐熱塑件，模溫宜取6080。綜合性能較好，沖擊強度較高，化學穩(wěn)定性、電性能良好。與372有機玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻。ABS的主要技術指標見表2-1。表 2-1 ABS的主要技術指標密度1.021.16比容0.860.98吸水率%0.20.4收縮率%0.40.7熔點130160彎曲強度MPa90抗拉屈服強度Mpa50拉伸彈性模量MPa1.8×103體積電阻率6.9×1016硬度HB9.7熱變形溫度0.45MPa130160沖擊強度無缺口2611.82MPa90108缺口112.2 剃須刀電池盒注射成

20、型工藝過程電池盒注射成形工藝過程如下：注射裝置準備裝料預烘干 裝入料斗 預塑化 注射裝置準備注射清理嵌件、預熱 清理模具、涂脫模劑 放入嵌件 合模 注射 保壓 脫模 冷卻塑件送下工序注射成形工藝參數(shù)見表2-2。表 2-2 注射成形工藝參數(shù)注射機類型預熱和干燥料筒溫度（）噴嘴溫度（）溫度（）時間（h）后段中段前段螺桿式809545150170165180180200170180模具溫度（）注射壓力（Mpa）成形時間（s）508060100高壓時間保壓時間冷卻時間成形時間05153015304070螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）后 處 理方 法溫度（）時間（h）3060紅外線燈、烘箱70242.3 剃須刀

21、電池盒的結構分析該電池盒裝有三節(jié)干電池，給剃須刀提供電源。為了能恰倒好處的裝上三節(jié)電池，因此在電池的長度方向設計成三段圓弧槽，便于干電池的放入、取出以及在工作中適當?shù)目ňo在電池盒中；為了是電池能與剃須刀內(nèi)部電路接通，所以必須考慮到在電池盒上鑲有金屬片，為了給金屬片放置一個合理的位置，在干電池的半徑方向設計了兩塊擋板，一方面更加有利于電池的卡緊，使工作穩(wěn)定，另一方面便于干電池與剃須刀內(nèi)部電路連通；為了方便顧客放入干電池時不把干電池放反以及減少制件的制造成本，設計三個電池形狀的孔。至此，整個電池盒的雛形已經(jīng)出來了。下面確定電池盒的各項技術參數(shù)：1）尺寸大小和精度 電池盒的尺寸大小根據(jù)干電池的大小即

22、可。電池盒壁厚的厚度不宜過大或過小。如果壁厚太小，則電池盒的強度、剛度不夠，同時給制造帶來困難。如果壁厚太大，不僅造成才量浪費，而且容易產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷，同時因冷卻時間過長而降低生產(chǎn)率，所以電池盒壁厚取1.5mm。塑件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，由于我們要設計的零件的工作環(huán)境對精度要求不高，加之選用的塑料ABS推薦精度等級為3、4、5級，所以只要求電池盒能與剃須刀的其它零件能正常裝配即可，因此電池盒選用4級精度。2）壁厚和圓角 塑件壁厚力求各處均勻，以免產(chǎn)生不均勻收縮等成形缺陷。塑件轉(zhuǎn)角處一般采用圓角過渡，其半徑為塑件壁厚的1/3以上，最小不宜小于0.5mm。3）加

23、強肋 為了保證電池盒的強度和剛度而不使電池盒的壁厚過大，在電池盒的適當位置設置了加強肋。4）孔 嚴格意義上講塑件上的通孔和盲孔通常用單獨型芯或分段型芯來成形，對于易彎曲變形的型芯，須附設支承住。但是本次設計中，考慮到生產(chǎn)成本的盡量縮小，該空孔的高度不高，以及我們需要的孔在工藝上要求不高，我們采用分型面直接成形法。第3章 注射機的選擇3.1 注射機規(guī)格注射機是熱塑性塑料和部分熱固性塑料注射成形的主要設備，我們選擇注射機型號為XS-Z-60,它的技術規(guī)格如表3-1所示。表 3-1 XS-Z-60注射機的技術規(guī)格型號螺桿直徑（mm）注射容量（cm3）注射壓力（Mpa）鎖模力(kN)XS-Z-6038

24、500122500最大注射面積（cm3）模板行程（mm）定位孔直徑（mm）1301801500+0.00模具厚度（mm）噴嘴頂出兩側中心孔徑（mm）最大最小球半徑（mm）孔半徑（mm）孔徑（mm）孔距（mm）2007012422230503.2 注射機的校核3.2.1 注射機注射容量校核塑件成形所需的注射總量應小于所選注射機的注射容量。注射容量以容積（cm3）表示時，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應小于注射機的注射容量，其關系按3-1式校核 V件0.8V注 （3-1）式中 V件塑件與澆注系統(tǒng)的體積（cm3）;V注 注射機注射容量（cm3）;0.8 最大注射容量利用系數(shù)。在這個設計中，V件= 29 c

25、m3V注=60cm329<0.8*60=48所以注射機注射容量完全滿足要求。3.2.2 注射機鎖模力校核模具所需的最大鎖模力應小于或等于注射機的額定鎖模力，其關系按3-2式校核 p腔FP鎖 （3-2）式中 p腔 模具型腔壓力，一般取4050Mpa；F 塑件與澆注系統(tǒng)分型面上的投影面積（mm2）;P鎖 注射機額定鎖模力（N）。在這個設計中p腔 = 40 MpaF = 10734.2mm2P鎖 = 500 kNp腔F = 40 × 106 ×10734.2 × 10-6 = 429.368 (kN)< 500(kN)所以注射機的鎖模力也滿足要求。3.2.3

26、 注射機注射壓力校核塑件所需的注射壓力應小于或等于注射機的額定注射壓力，其關系按3-3式校核p成 P注 （3-3）式中 p成 塑件成形所需的注射壓力（Mpa），其值參見表2-3。P注 所選注射機的額定注射壓力(Mpa)。在這個設計中p成 = 80 MpaP注 = 122Mpa顯然，80 <122Mpa，因此注射壓力也滿要求。3.2.4 注射機模具厚度校核模具閉合時的厚度應在注射機動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關系按3-4式校核H最小 H模 H最大 （3-4）式中 H最小 注射機所允許的最小模具厚度（mm）；H模 模具閉合厚度（mm）；H最大 注射機所允許的最大模具厚度（m

27、m）。在這個設計中H最小 =70 mmH模 = 80 mmH最大 = 200 mm顯然，70<80<200所以注射機模具厚度也滿足要求。3.2.5 注射機最大開模行程校核塑件所需的開模距應小于注射機的最大開模行程。對在液壓機械聯(lián)合鎖模的立式、臥式注射機上使用的一般澆口模具，關系按3-5式校核H1 + H2 + 510mm s （3-5）式中H1 脫模距離(推出距離)（mm）；H2 塑件高度（包括澆注系統(tǒng)）（mm）；S 注射機模板行程（mm）。在這個設計中H1 = 25 mmH2 = 65mmS = 180mmH1 + H2 + 10 = 25 + 65 +10 = 100 mm10

28、0< 180因此，注射機模板行程也滿足要求。第4章 成型零件與澆注系統(tǒng)的設計4.1 凹、凸模成型零件的設計設計中，利用Pro/enginner 系統(tǒng)的制造組塊（mfg）建立好分型面后自動創(chuàng)建凹、凸模來設計凹凸成型模具。4.1.1 加載參照模型1) 新建文件 執(zhí)行文件/新建命令，在新建對話框類型欄中選擇制造，子類型中選擇模具型腔，并在名稱文本框內(nèi)輸入dianchihe，取消使用缺省模板的勾選，單擊確定按鈕，進入新文件選項對話框，在模板欄內(nèi)選擇mms_mfg_mold,這是一個公制的模具設計模塊，單擊確定按鈕。2) 定位參照零件 執(zhí)行菜單管理器中的模具/模具型腔/定位參照零件命令，系統(tǒng)將同時

29、彈出布局對話框和打開對話框，在打開對話框中選取dianchihe.prt作為模具的參照零件，單擊打開按鈕。在創(chuàng)建參照模型對話框中，輸入?yún)⒄漳Ｐ偷拿Q：dianchihe_ref，單擊確定按鈕。在布局對話框中，單擊參照模型起點與定向欄內(nèi)的按鈕，單擊確定按鈕。注意：在這個過程中，必須使得PULL DIRECTION雙箭頭方向（開模方向）與參照模型的Z軸方向一致，如果不一致，則執(zhí)行菜單管理器中的坐標系統(tǒng)類型/動態(tài)命令進行調(diào)整。3) 模型布局本設計采用一模四件的布局方式將參照模型分布好。在布局對話框中將參數(shù)設置好，單擊預覽按鈕。預覽無誤后，在布局對話框中單擊確定按鈕。4) 保存文件。4.1.2 成型零

30、件設計成型零件在此主要是指型心（Core）和型腔(Cavity),型心和型腔圍合而成的空腔即是塑料制件的體積。成型零件的設計是模具設計的關鍵步驟，其設計的難易程度取決于塑料產(chǎn)品的結構形式和復雜程度，有較簡單的也有非常復雜的。本電池盒成型零件的設計過程是：先制作一個完全能包容塑料制件的毛胚工件（Workpiece），在根據(jù)制件的結構設計模型分模面，以分型面將毛胚工件分割成兩塊材料，最后將這兩塊材料提取出來形成型心和型腔。1） 應用收縮塑料制件從熱模具中取出并冷卻至室溫后，其尺寸回發(fā)生縮減，為了補償這種變化，故在要在參照模型上增加一個收縮量，收縮兩等于收縮率乘以尺寸。單擊菜單管理器中的模具/收縮命

31、令，系統(tǒng)將提示選擇對象，在圖中任選一個電池盒參照模型。接著，依次單擊菜單管理器中收縮/按尺寸/設置復位/所有尺寸，在彈出的文本框內(nèi)輸入收縮率的值：0.005，單擊確定2） 增加毛胚工件毛胚工件Workpiece，它是一個能夠完全包容參照模型的組件，通過分型面等特征可以將其分割成型心或型腔等成型零件。依次單擊菜單管理器中的模具/模具型腔/創(chuàng)建/工件/手動命令，繪制截面拉伸后得如圖4-1所示工件：圖4-1 毛胚工件3） 設計分型面設計塑料成型模具時，分型面的設計是一個重要的設計內(nèi)容，分型面選擇合理，模具結構簡單，塑件容易成型，并且塑件質(zhì)量高。如果分型面選擇不合理，模具結構變得復雜，塑件成型困難，并

32、且塑件質(zhì)量差。分型面的形狀 主要有平面、斜面、階梯面、曲面等。選擇分型面的一般原則 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：1)為了便于塑件起模，分型面一般使塑件在開模時留在下?；騽幽Ｉ?，且分型面應選在塑件外形的最大輪廓處。2)選擇分型面時，應盡量只采用一個與開模方向垂直的分型面，并盡量避免側向抽芯與側向分型。3)對于有同軸度要求的塑件，模具設計時

33、應將有同軸度要求的部分設計在同一模板內(nèi)。4)分型面的選擇應有利于防止溢料。當塑件在分型面上的投影面積接近于注射機的最大面積時，就有可能產(chǎn)生溢料。5)分型面的選擇應有利于排氣。為此，一般分型面應與熔體流動的末端重合。對于高度較高的塑件，其外觀無嚴格要求時，可將分型面選擇在中間。此外，選擇分型面是還應考慮到塑件的精度、塑件的外觀質(zhì)量要求、模具加工難易程度等因素。分型面的形式參見模具設計與制造簡明手冊圖2-40，其選擇示例見模具設計與制造簡明手冊表2-47。執(zhí)行分型面創(chuàng)建中的復制、拉伸、平整等命令后得到分型面。分型面創(chuàng)建完成后，如圖4-2所示：圖4-2 分型面分型面設計好后，在經(jīng)過分割體積塊、抽取模

34、具元件兩道工序后，凸模和凹模都已經(jīng)設計好了。分別如圖4-3和4-4所示：圖4-3 分型面凸模 圖4-4 分型面凹模4.2 澆注系統(tǒng)設計注射模的普通澆注系統(tǒng)由主澆道、分澆道、澆口、冷料穴四部分組成。主澆道：從注射機的噴嘴與模具接觸的 部分到分澆道為止的一段流道。分澆道：從主澆道的末端到澆口為止的一段流道。澆口：從分流道的末端到模具型腔為止的一段狹窄的澆道。冷料穴：一般設在主澆道的對面，有時也設在分澆道的末端。 4.2.1 主澆道的設計主澆道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為直徑為5mm。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求

35、較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式，俗稱澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。本設計中澆口套由于與定位圈有配合需求，而且注射機噴嘴球半徑12，遵循注射機球半徑小于等于澆口套球半徑的國標要求，澆口套的規(guī)格有S15，S20 等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為S12，所以為澆口套取S15。主流道澆口套固定配合見圖4-5所示。圖4-5 主流道澆口套固定配合4.2.2 分澆道的設計在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)

36、流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。分流道的設計應盡量使比面積小，熱量損失少，摩擦阻力小。常用分流道的截面形狀及尺寸參見模具設計與制造簡明手冊表2-49。在考慮分流道設計時，由于其水平高度已經(jīng)被主流道位置確定，因此，我們只要設計分流道的布置形式和截面形狀即可?？紤]到圓形截面的分流道在注射過程中對塑料流動的阻力最小，流動效率最高，因此我們選用圓形截面的分流道，直徑為3mm。由于我們所設計的模具是一腔四穴的形式，因此在主澆道分流后，設計了四根分澆道。這樣設計的優(yōu)點是塑料在填充過程中較均勻和平穩(wěn)，避免

37、出現(xiàn)冷隔現(xiàn)象，有利于保證成形零件的成形質(zhì)量。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6m 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。主澆道和分流道布置位置如圖4-6所示，其中主流道至各澆口流動距離相等，保證了塑料在填充過程中同時到達。圖4-6 主澆道和分流道布置位置4.2.3 澆口及冷料穴設計1、澆口是分流道與型腔的連接通道，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分。當熔融的塑料流通過澆口時，流速加快，同

38、時，由于摩擦作用，塑料流的溫度升高、粘度降低，流動性提高，有利于充滿型腔。所以，澆口的表面粗糙度Ra值不大于0.4um。澆口的大小對塑件是否成型和成型后的質(zhì)量有很大的關系。澆口位置的選擇有以下幾個原則：1）澆口設置在正對著型腔壁或粗大型心的地方，使高速料流直接沖擊在型腔壁或型心壁上，從而改變流向，降低流速，平穩(wěn)的充滿型腔，可避免溶體破裂現(xiàn)象，消除塑件明顯的溶接痕。2）澆口的位置應開設在塑件截面最厚處，以利于熔體填充材料。3）澆口的位置應使熔體流程最短，流向變化最小，能量損失最小。4）澆口的位置應有利于型腔內(nèi)氣體的排出。5）避免塑件產(chǎn)生熔接痕。6）防止料流將型心或嵌件擠壓變形。7）澆口位置應盡量

39、避免由于高分子定向作用產(chǎn)生的不利影響，利用高分子定向作用產(chǎn)生的有利影響。根據(jù)以上一些原則，本設計采用側澆口，側澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標準澆口。側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體于型腔的側面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這種澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。澆口的各類形式和尺寸參見模具設計與制造簡明手

40、冊中表2-502-60。2、冷料穴 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主澆道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約1025mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴的形狀見模具設計與制造簡明手冊中表2-62。冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處），其標稱

41、直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的11.5 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z 字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用?？紤]到后面采用Z形拉料稈，冷料穴選取相應形式，這種冷料穴常用于熱塑性塑料注射模。4.2.4 鑄模和開模當型心、型腔和澆注系統(tǒng)都生成后，模具內(nèi)部就形成了一個完整的流料通道，PRO/E能夠沿著這個通道將澆注系統(tǒng)和型腔充滿，形成一個獨立的模具元件，這個過程我們稱只為鑄模。 4. 3 冷卻系統(tǒng)設計4.3.1 凹、凸模冷卻系統(tǒng)設計設置冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成形周期及提高塑件質(zhì)量。凹模的冷卻系

42、統(tǒng)采用開設冷卻水孔的方式，冷卻水孔的開設原則如下：冷卻水孔的數(shù)量應盡可能多，直徑盡量大。各冷卻水孔至型腔表面的距離應相等，一般保持在1520mm范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔直徑一般取812mm。孔距最好為水孔直徑的5倍。水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。冷卻管路一般不宜設在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件強度。水管接頭（冷卻水嘴）應設在不影響操作的一側。凹模上的冷卻水孔采用直流式，其中深孔為工藝孔，空口處用螺紋密封，淺孔通過水嘴與水管相連，冷卻冷卻水孔的直徑為8mm。凸模的冷卻系統(tǒng)采用直孔隔板示冷卻，與分型面垂直的管道和底部的橫向管道形成冷卻回路，同時為了使冷卻水沿著冷

43、卻回路流動，在每一個直管道中均設置有隔板。第5章 模具零件設計5.1 推出系統(tǒng)設計確定推出系統(tǒng)形式，是確定模架選擇的基礎。在此，我們只介紹推桿推出和推件板推出兩種機構，其他推出機構的結構型式參見模具設計與制造簡明手冊中第二章第六節(jié)的內(nèi)容。1推桿推出 推桿推出是一種最簡單常用的推出形式。推出元件制造簡便，更換容易，滑動阻力小，推出效果好，其結構型式見模具設計與制造簡明手冊表2-78。 推桿設計要點如下：推桿應設在塑件能承力較大的部位，盡量使推出的塑件受力均勻，但不宜與型芯或鑲件距離過近，以免影響凸、凹模強度。推桿直徑不宜過細，要有足夠的強度承受推力，一般取2.512mm。對3mm以下的推桿宜用階

44、梯式，即推桿下部增粗。推桿裝配后不應有軸向竄動，其端面應高出型腔或鑲件平面0.050.1mm。推桿固定方式見模具設計與制造簡明手冊圖2-56。塑件澆口處盡量不設推桿，以防該處內(nèi)應力大而碎裂。推桿的布置應避開冷卻水道和側抽芯，以免推桿和抽芯機構發(fā)生干擾。如果無法避開側抽芯，則應設置先復位機構。 推桿和模體的配合間隙不大于所用塑料的溢邊值，常用塑料的溢邊值見模具設計與制造簡明手冊表2-79。ABS的溢邊值為0.04mm。2推件板推出 推件板推出面積大，推力均勻，模具不必設復位稈。但型芯周邊形狀復雜時，推件板的型孔加工較困難。常用于推出深腔、薄壁和不允許有推桿痕跡的塑件，其結構型式見模具設計與制造簡

45、明手冊表2-81。推件板設計要點如下：推件板須淬硬，在推出過程中不得脫開導柱。推件板與其他零件的配合一般采用H7/f7。采用有配合斜度的推件板，其配合間隙須小于塑料溢邊值。基于以上原因，在這個設計中，采用推桿推出的推出機構。推桿形狀如圖5-1所示：圖5-1 推桿形狀5.2 確定模架1模架組合形式注射模模架的組成零件及名稱見模具設計與制造簡明手冊圖2-67。注射模中小型模架的組合型式見模具設計與制造簡明手冊表2-95。我們選擇A2型。A2型的特點如下：定模和動模均由兩塊模板組成。推桿推出塑件。2模架組合尺寸注射模中小型模架組合尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-96。根據(jù)成型零件大小，我們選擇25

46、0×250的A2型模架，其具體尺寸見表5-1。表5-1 250×250的A2型模架具體尺寸（mm）LlTLtlMlm定模座板定模板2501942101282342540動模板支承板墊塊動模座板導柱直徑復位桿直徑404063251685.3 模架各裝配零件設計5.3.1 導向零件設計注射模導柱標準尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-111和2-112。注射模導套尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-113和2-114。1導柱設計 在這個設計中，我們選用帶頭導柱，其尺寸如表5-2所示，表 5-2 帶頭導柱尺寸d(f7)d1(k6)基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸16-0.016-0.

47、03416+0.012+0.001206112外形見圖5-2。圖5-2 帶頭導柱外形2導套設計 本設計導套選用帶頭導套。帶頭導套的尺寸見表5-3，外形見圖5-3。表5-3 帶頭導套尺寸d(H7)d1(k6)d2(e7)基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸16+0.018024+0.015+0.00224-0.040-0.061R28166180圖5-3 帶頭導套外形5.3.2 澆注系統(tǒng)零件設計1.澆口套設計 注射模澆口套的推薦尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-118。我們選用注射模型澆口套。其尺寸見表5-4，外形見圖 5-4。表5-4 澆口套尺寸d(k6)d2(f8)d3hRd1L

48、基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸20+0.015+0.00220-0.020-0.05328315550圖5-4 澆口套外形2拉料桿 拉料桿的推薦尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-119。我們選用型拉料桿，其尺寸見表5-5，外形見圖5-5。表5-5 拉料桿尺寸d(e8)d1(n6)DRL基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸6-0.025-0.04710+0.019+0.010100.5120圖5-5 拉料桿外形5.3.3 推出機構零件1 復位桿 復位桿的推薦尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-135。我們選用的推件板推桿的外形見圖5-6，尺寸見表5-6。表5-6 復位桿尺寸d（e7）DHL基本尺寸極

49、限尺寸8-0.013-0.022145123圖5-6 復位桿外形5.3.4 定位圈1定位圈 、型定位圈推薦尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-137，型定位圈推薦尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-138。我們選用型定位圈，其外形見圖5-7，尺寸見表5-7。表5-7 定位圈尺寸dd1d2d3hcH基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸55-0.20-0.4020+0.0330407116.5112圖5-7 定位圈外形5.3.5 其他零件1水嘴 水嘴的推薦尺寸見模具設計與制造簡明手冊表2-150。我們選用的水嘴的外形見圖 5-8，尺寸見表5-8。表5-8 水嘴尺寸高壓膠管直徑DD1d2d3DB（l1）L1

50、6M16×1.58141722202040圖5-8 水嘴外形1、 密封隔板 密封隔板為自制件，如圖5-9所示。圖5-9 密封隔板制造密封隔板的目的有兩方面，一方面是為了使冷卻系統(tǒng)正常工作，把深孔密封起來，防止水從冷卻管路中泄露出來；另一方面是為了控制水的流動路線，起到良好的冷卻效果，當水流動是遇到密封隔板時，水流改變流向，饒過隔板，繼續(xù)向前流動，這個過程能夠控制水流流到凸模難以冷卻到的地方，從而達到冷卻的目的。2、 密封螺釘 密封螺釘為自制件，如圖5-10所示。圖5-10 密封螺釘至此完成模架裝配體中需要的零件模型。第6章 模具的裝配和調(diào)試6.1 模具的裝配模具的裝配過程相對要簡單一

51、些，主要工作就是給每個零件添加約束關系。裝配過程主要還是圍繞凹模和凸模來進行的，將以上設計的模架零件和模具零件添加一定的約束，得到如下圖6-1所示的裝配圖。圖6-1 裝配圖為了能夠更加清楚的看清楚各個零件及零件與零件之間的裝配關系，特制作了爆炸圖，如圖6-2所示：圖6-2 爆炸圖6.2 模具的調(diào)試試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因一般塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。原因分析：1粘著模腔制品粘著在模腔上，是

52、指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構失效，制品無法取出的一種反常現(xiàn)象。其主要原因是：（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。（2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。2粘著模芯（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。（2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。（3） 模腔溫度過高，使制件在設定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內(nèi)完成固化。（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。3粘著主流道（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。（2）