模具设计师个人论文.docx

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模具设计师个人论文

湖南省技师综合评审

模具设计师职业文章

（国家职业资格二级）

文章类型：

论文

文章题目：

电池盒盖注塑模设计

姓名：

黄小军

准考证号：

所在省市：

湖南省长沙

工作单位：

湖南生物机电职业技术学院

电池盒盖注塑模设计

湖南生物机电职业技术学院410126黄小军

摘要：

在综合分析塑件结构，使用要求，成型质量和模具制造成本的基础上，介绍结构简单，形状规则的塑件成型。

采用两板模，使塑件成型简单。

介绍了电池盒盖的结构特点，详细阐述了设计电池盒盖的注射模流程，重点分析了电池盒盖公模、母模结构及它们的技术难点。

关键词：

电池盒盖；注塑模；两板模

Abstract:

Inacomprehensiveanalysisofthestructureofplasticparts,usetherequirementsofthequalityandmoldformingthebasisofmanufacturingcostsonasimplestructure,theshapeoftheplasticmoldingtherules.Two-platemold,sothatasimpleplasticmolding.Introducedthestructuralcharacteristicsofthebatterylid,thedetaileddesignofthebatterylidontheinjectionmoldprocess,focusingonanalysisofthebatterylidMold,moldthestructureofthemother,andtheirtechnicalproblems.

Keywords:

batterylid;injectionmold;twoformwork

电池盒盖产品形状如图所示，该塑件是电池盒上的一个零件。

图1塑件图

1、塑料制品分析

（1）明确制品设计要求

塑件的三维立体图和二维工程图均在模具装配图图纸上详明。

该产品精度及表面粗糙度要求不高。

塑件图上无要求的自由尺寸，采用标准中的8级精度，由于该产品不是透明塑件，所以不需对光泽性和粗糙度作严格要求，但对塑件的表面缺陷，必须避免。

（2）明确制品批量

该产品大批量生产，故设计的模具要求要有较高的注塑效率。

本模具采用一模两腔结构，浇口形式采用侧浇口。

因为侧浇口可根据塑件的形状、特点灵活地选择塑件的某个边缘浇料，一般开设在分型面上，它能方便地调整熔体充模时的剪切速率和浇口封闭时间，浇口的加工和去除均较方便。

但侧浇口注射压力损失大，熔料流退较高，保压补缩作用小，成型壳类件时排气困难，易形成熔接痕、缺料、缩孔。

（3）计算制品的体积和质量

该塑件的材料是聚甲醛（POM）。

聚甲醛是以三聚甲醛为原料聚合而成的线型热塑性工程塑料，1959年开始工业化生产。

由于原料（甲醛）来源丰富、优异的综合性能、成型方便，因此作为工程塑料发展很快，产量仅次于尼龙塑料。

其密度为1.42g/cm2左右。

聚甲醛成型收缩率大，熔点明显（约153~1600C）。

聚甲醛熔体粘度低，粘度随温度变化不大。

在熔点附近聚甲醛的熔融或凝固十分迅速，所以，注射速度要快，注射压力不宜过高。

由于聚甲醛摩擦系数低，弹性高，所以浇侧凹槽可采用强制脱出，塑件表面可带有皱纹花样。

由于聚甲醛热稳定性差、加工温度范围窄，所以要严格控制成型温度，以免引起温度过高或在允许温度下长时间受热而引起分解。

由于冷却凝固时排除热量多，所以模具上设计均匀的冷却回路。

经查阅设计手册得出聚甲醛的缩水率为1.2%~3.0%，故取收缩率为1.8%。

据如下塑件形状图计算体积。

图2塑件工程图

通过上图的尺寸计算得出塑件体积大约得：

V塑＝2×1.32cm3＝2.64cm3

塑件的质量M塑＝2ρV塑＝1.42×1.32×2＝4（g）

式中ρ—塑件密度，g/cm3

浇注系统如下图：

图3流道及浇口图

由浇注系统尺寸计算得出浇注系统体积约为：

V浇大概为1.2cm3左右

浇注系统质量M浇＝V浇ρ＝1.2×1.42＝1.7（g）

故：

V总＝V塑＋V浇＝2.64＋1.2＝3.84（cm3）

M点＝4+1.7＝5.7（g）

2、注塑机的选择

根据塑件的体积或质量，查设计手册得，选出注塑机型号为：

JPH50A

注塑机的参数如下：

注塑机最大注塑量（理论注塑容积）：

73cm3

注塑压力：

214MPa模板行程：

380mm

喷嘴前端孔径：

Φ2mm喷嘴球半径：

SR10mm

锁模力：

500KN最小模厚：

150mm

注塑机定位孔直径：

100mm注塑机拉杆间距：

295mm×295mm

3、模具设计的有关计算

由于电池盒盖塑件外形尺寸有一定精度要求。

需计算成型零件凹、凸模尺寸，具体计算如下：

（1）凹模尺寸计算：

L（50）＝[L（1＋K）－0.75×△]

＝[50（1＋0.018）－0.75×0.6]

＝49.45

（mm）

L（5）＝[5（1＋0.018）－0.5×0.22]

＝4.98

（mm）

L（12）＝[12（1＋0.018）－0.75×0.6]

＝11.76

（mm）

注：

δ取塑件公差Δ的1/3

（2）凸模尺寸：

L（48）＝48×（1＋0.018）=12.22（mm）

L（1.5）＝1.5×1.018＝1.527（mm）

L（4）＝4×1.018＝4.072（mm）

L（10）＝10×1.018＝10.18（mm）

4、模架的选取

本模具结构采用一模两腔二板式结构，两板模结构简单，成本也相对比较低。

根据型腔壁厚经验公式计算初步确定公模仁的高度为20mm，长为90mm，宽为90mm，母模仁外形尺寸为长宽高为90mm×90mm×20mm。

模架的选取根据模仁的大小与布置、结构形式、推出机构、合模导向机构等方面来考虑。

根据数据和经验得中小型模架模仁边界到模板边界的单边距离为40mm，还有注射机的参数，尽量选取标准模架,根据要求选用1818型模架，如下图：

图4标准模架图

5、浇注系统的设计

（1）主流道的设计

型号为JPH50A注射机喷嘴的有关尺寸参数为

喷嘴前端孔径：

d0＝Φ2mm；

喷嘴球面半径：

R0＝10mm；

根据模具主流道与喷嘴关系：

SR＝R0+（1～2）mm

d＝d0+（0.5～1）mm

查设计手册可选主流道尺寸如下：

主流道小端直径d＝R+（0.5～1）＝2+1mm＝3mm；

主流道球面半径SR＝R0+（1～2）＝10+2mm＝12mm，取标准则SR＝12mm；

球坑深度ｈ＝3～5，取ｈ＝3；

主流道锥角α＝20～60，取α＝20；

主流道长度Ｌ根据本塑件实际情况确定

浇口套形状与尺寸如下：

图5浇口套图

（2）分流道的设计

分流道的形状与尺寸主要由塑件形状、体积、壁厚等因素决定。

本塑件不太复杂，熔料充填模腔比较容易。

从减少压力损失与热量散失方面考虑，选用比表面积小的截面为圆形分流道比较合适。

分流道的结构形式采用“S”型，分流道直径选d＝4mm。

（3）浇口的设计

浇口是连接分流道与型腔的通道，根据塑件结构结合各种浇口特点，本设计采用侧浇口进料。

侧浇口位置开在凹模上，熔体从塑件侧壁进料。

浇口尺寸为h＝0.5mm，b＝1.5mm，L＝1.5mm.

（4）冷料穴和拉料杆的设计

冷料穴的主要作用是容纳前峰冷料，同时还便于在此处设置拉料秆，在开模时将主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模。

冷料穴和拉料杆的结构和尺寸设计见组立图。

6、推出机构的设计

（1）推出机构的选择：

推出机构一般包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构、多元综合推出机构等。

考虑到本塑件的形状不是很大，而且深度的拉开幅度较小。

推杆推出是一种最简单常用的推出形式，推出组件制造简便，更换容易，滑动阻力小，制造加工和修配方便，顶出效果好，在生产中应用最广泛。

本设计采用Φ2.5的直通式推杆做推出元件，每个塑件用4个推杆推出。

具体顶出位置见组立图。

（2）推出机构的导向与复位

为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，每次合模后推出机构能回到原来的位置，需要设计推出机构的导向与复位装置。

推出机构的导向零件，通常由推板导柱与推板导套所组成，其导向装置见装配图。

推出机构的复位采用复位杆复位，设置四根复位杆，位置设在推杆固定板的四周，以便推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在的动模板平齐。

7、温度调节系统的设计

注射模具常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，在设计过程中要遵守以下原则：

1冷却水孔应尽量多，孔径应尽量大；

2冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等；

3浇口处加强冷却；

4降低入水与出水的温差；

5冷却水道要避免接近熔接痕部位，以免熔接不平，影响塑件强度；

6冷却水道的大小要易于加工和清理，一般孔径为8～10mm。

本设计设计采用的是水冷却，根据塑件的壁厚大小，本设计水道直径采用Φ6mm。

水路的排布见组立图。

8、排气系统的设计

注射成型模具排气方式主要有：

（1）利用配合间隙排气

（2）在分型面上开设排气槽排气

（3）利用排气塞排气

（4）强制性排气

排气系统设计要遵循以下原则：

1排气槽最好设在分型面上，因为分型面上因排气槽而产生

飞边易随塑件脱出；

2排气槽的排气口不能正对操作人员，以防熔料喷出而发生工伤事故；

3排气槽最好开设靠近嵌件最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕，宜排出气体，并排出部分冷料；

4排气槽的宽度可取1.5～1.6mm。

本设计不专门设计排气系统，利用成型零件和结构零件之间的配合间隙自然排气。

9、注塑机参数校核

a）最大注塑量校核

注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑量的80%。

所以，选用的注塑机最大注塑量应满足：

0.8V机≥V塑+V浇

式中

V机—注塑机的最大注射量，cm3；

V塑—塑件的体积，该产品V塑＝2.64cm3；

V浇—浇注系统体积，该产品V浇＝1.2cm3；

故：

0.8×73＞2.64＋1.2cm3

故所选用的注塑机注塑量是满足要求。

b）锁模力校核

F锁＞PA

式中P—熔融型料在型腔内的压力，该产品P=35MPa

A—塑件和浇注系统的分型面上的投影之和，经计算A≈1300

故：

PA＝35×1300＝45.5（KN）

F锁＞PA

所以选定的注塑为500KN满足要求。

c）模具与注塑机安装部分相关尺寸校核

1模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合。

模具长×宽＜拉杆面积

模具的长×宽为180mm×180mm<注塑机拉杆间距295mm×295mm，故满足要求。

2模具闭合高度校核

模具实际厚度H模＝180mm

注塑机最小闭合厚度Hmin＝150mm

即：

H模>Hmin，故满足要求。

d）开模行程校核

注塑机的最大行程与模具厚度有关。

注塑机的开模行程应满足下式：

S机－（H模－Hmin）＞H1+H2+（5－10）mm

式中H1—顶出距离，mm；

H2—包括浇注系统在内的塑件高度，mm；

S机—注塑机最大开模行程，mm；

因为S机－（H模－Hmin）＝380－（180－150）＝350（mm）

H1＋H2＋10=8＋62＋10＝80（mm）

故满足要求。

10、模具总装图

图6模具总装配图

1.下固定板2.螺钉3.螺钉4.下顶出板5.脚垫6.上顶出板7.公模板8.公模仁9.母模板10.母模仁11.上固定板12.螺钉13.导套14.导柱15.顶杆16.停止销

17.抓料销18.回位销19.螺模仁螺钉20.注口衬套21.螺模仁螺钉22.螺钉

23.定位环24.螺钉25.小型芯

参考文献

[1]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：

机械工业出版社，1995.

[2]朱光力万金保.塑料模具设计[M].北京：

清华大学出版社，2003.

[3]申开智.塑料成型模具[M].北京：

轻工业出版社，1982.

[4]宋玉恒.塑料注射模设计实用手册[M].北京：

航空工业出版社，1993.

[5]李秦蕊.塑料模设计[M].西安：

西北工业大学出版社，1988.