电子计时器电池盖的注射模设计.docx

电子计时器电池盖的注射模设计.docx

《电子计时器电池盖的注射模设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子计时器电池盖的注射模设计.docx（37页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

电子计时器电池盖的注射模设计

XXXX大学

毕业设计说明书

学生姓名：

学号：

学院：

专业：

题目：

电子计时器电池盖的注射模设计

指导教师：

职称:

职称:

20**年12月5日

引言…………………………………………………………………………………1

毕业设计任务书……………………………………………………………………2

毕业设计指导书…………………………………………………………………4

设计说明书………………………………………………6

一、设计题目………………………………………………………………7

二、设计过程………………………………………………………………7

（一）、塑件的分析及塑料的成型工艺性能…………………………………8

（二）、塑件的质量与体积计算………………………………………………9

（三）、型腔数目的确定………………………………………………………9

（四）、注射机的选择…………………………………………………………10

（五）、成型部分的尺寸设计………………………………………………11

（六）、零件的加工工艺……………………………………………………17

（七）、模具加工工艺流程……………………………………………………19

（八）、浇注系统的设计……………………………………………………20

（九）、冷却系统的设计……………………………………………………23

（十）、脱模机构的设计……………………………………………………24

（十一）、模架的选择…………………………………………………………25

（十二）、压力机的校核……………………………………………………25

（十三）、ABS的成型条件………………………………………27

（十四）、参考文献…………………………………………………………27

设计体会…………………………………………………………………………29

引言

本说明书为机械类塑料模注射模具设计说明书，是根据塑料模具设计手册上的设计过程及相关工艺编写的。

本说明书的内容包括：

毕业设计任务书，毕业设计指导书，毕业设计说明书，毕业设计体会，参考文献等。

编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺，塑料脱模机构的设计。

本说明书在编写过程中，得到有唐田秋老师和相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致意。

由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。

毕业设计任务书

一、设计题目：

电子计时器电池盖材料ABS

其图如下：

二、原始数据

1、尺寸公差按SJ1372—78，3级（参考塑料模设计资料一，表6-6）孔类尺寸为正公差，轴类尺寸公差为负公差；

2、尺寸公差为

；

3、角度公差为

4、塑胶件表面光亮无划伤痕迹；

5、生产批量为20万件。

三、设计要求

1、尽量选用标准模架，在保证生产率和质量的同时，力求降低模具成本和使用寿命。

2、在保证模具强度的前提下，注意外形美观和各部分协调。

3、所设计的模具要便于搬运和安装，并且方便、可靠。

4、模具总装配图、动、定模板、凸模、凹模、定位圈、浇口套等图纸各一张。

（其中至少要有一张1号以上的计算机绘图）

四、设计目的

综合运用在学校所学的理论知识和技能，设计汽车仪表/电子计时器等塑料模具，使学生熟悉设计开发模具的流程，培养学生的独立思考能力，检验学生的学习效果和动手能力，提高学生的工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。

五、设计图纸

模具总装图一张、动、定模板、凸模、凹模、定位圈、浇口套、型芯等所有非标准零件图及电子文件（即*.doc/*.dwg/*.prt/*.asm文件，其中至少要有一张1号以上的计算机绘图）。

六、设计说明书（要求不少于1万字，20页以上）

1、资料数据充分，并标明数据出处。

2、计算过程详细、完全。

3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。

4、内容条理清楚，按步骤书写。

5、说明书要求用计算机打印出来。

七、整个设计资料包括：

全套图纸、设计计算说明书、设计任务书、设计笔记。

八、自选两个重要模具成型零件编制加工工艺过程卡。

九、编制模塑成型工艺卡。

十、参考资料：

1、国家标准总局编。

《塑料模国家标准》中国标准出版社，1999

2、陈万林编著《塑料模具设计与制作教程》北京希望电子出版社，

2000

3、黄健求编《模具制造》机械工业出版社，2001

4、黄毅宏编《模具制造工艺学》机械工业出版社，1996

5、王孝培编《塑料成型工艺及模具简明手册》机械工业出版社，2000

6、陈晓华、王秀英编《典型零件模具图册》机械工业出版社，2001

7、翁其金编《塑料模塑工艺与塑料模设计》机械工业出版社，1999

8、塑料模具技术手册编委会《塑料模具技术手册》机械工业出版社，1997

9、孙凤勤编《冲压与塑压设备》机械工业出版社，1997

10、黄锐编《塑料工程手册》机械工业出版社，2000

11、屈华昌编《塑料成型工艺与模具设计》机械工业出版社，1995

毕业设计指导书

一、题目：

电子计时器电池盖材料ABS

二、明确设计任务，收集有关资料

1、了解毕业设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划（一般需６—８周）

2、将Pro/E零件图,转化为AUTOCAD平面图，并标好尺寸

3、查阅、收集有关的设计参考资料

4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量

5、塑胶厂车间的设备资料

6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况

三、工艺性分析

分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，主要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。

１、塑胶件的形状和尺寸：

塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。

２、塑胶件的尺寸精度和外观要求

塑件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。

3、生产批量

生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。

4、其它方面

在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上述因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺性的影响。

四、确定成型方案及模具型式：

根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案：

制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。

五、工艺计算和设计

1、注射量计算：

涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。

对于形状复杂不规则的制品，可以利用Pro/E的“分析/模型分析/模型质量属性”来计算质量。

或者采用估算法估计塑料的用量，以保证足够的塑料用量为原则。

2、浇注系统设计计算：

这是设计注射模的第一步，只有完成浇注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。

浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。

3、成型零件工作尺寸计算：

主要有凹模和型芯径向（长/宽）尺寸和高度（深度）尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。

为计算方便，凡孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，即公差为负；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命（磨损裕量）等因素。

4、模具冷却与加热系统计算：

冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。

冷却时间计算有三种方法，根据塑料制品形状和塑料性能选择适当的公式进行计算即可。

冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温度差的校核。

模具加热工艺计算主要是加热功率计算。

5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：

模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。

六、进行模具结构设计

1、确定凹模（模板）尺寸：

先计算凹模（模板）厚度，再根据厚度确定凹模（模板）周界尺寸（长X宽）,在确定凹模（模板）周界尺寸时要注意:

第一,浇注系统的布置,特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置;第二,要考虑凹模上螺孔的布置位置;第三,主流道中心与模板的几何中心应重合;第四,凹模（模板）外形尺寸尽量按国家标准选取。

２、选择模架并确定其他模具零件的主要参数：

在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555—1990（塑料注射模大型模架）和GB/T12556—1990（塑料注射模中小型模架及技术条件）中确定模架规格。

待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。

再查阅标准中有关零部件图表，就可以画装配图了。

七、画装配图

　　一般先画主视图，再画侧视图和其他视图。

由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从凸凹模结合面（即分型面）开始，向左右两个方向画较为方便，且不易出错。

模具装配图包括：

1、主视图：

绘制模具工作位置的剖面图

2、侧视图：

一般情况下绘制定模部分视图，

3、俯视图、局部剖视图等。

4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格。

5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。

八、绘制各非标准零件图

零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求。

九、编写技术文件

1、编写注射成型工艺卡片：

根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。

2、编写加工工艺过程卡片：

选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片

3、编写设计说明书：

设计说明书

第一部分设计题目材料为ABS

第二部分设计过程

一、塑件的分析及塑料的成型工艺性能

1、塑件工艺性分析

1）塑件的尺寸较小，精度等级高精度，性能要求一般，为大批生产，采用一模四腔来提高生产率。

塑件壁薄，对制品不进行后加工。

2）浇口采用侧浇口，适用于一模四腔，大大提高生产率，浇口截面为矩形。

3）了方便加工和热处理，采用整体式凸模，局部镶嵌式凹模结构。

2、材料的成型工艺性能

1）塑件采用ABS，ABS的主要工艺性能有：

①热稳定性能差，熔融黏度不大，易发生熔接痕，采用注射成型方法。

②成型收缩率小，尺寸稳定性高，距有韧，硬，刚想均衡的优良力学特性。

③绝缘性好，耐化学腐蚀性，易涂装和着色，吸湿性强。

④为热塑性塑料

2）注塑成型条件

密度（g/cm³）1.03~1.07

计算收缩率（%）0.3～0.8

预热温度（℃）80~85

预热时间（h）2~3

料筒温度（℃）前段180～200中段165～180

后段150～170

成型时间（秒）注射时间20~90保压时间0~5

却时间20~120总周期50~220

后处理方法：

红外线灯，烘箱

适用注射机类型螺杆、柱塞均可

二、塑件的质量与体积计算

塑件的体积的计算可用形状分割成11部分，设其体积分别为V1~V11，

则V1=2×7.94-1.73=14.17mm³

V2=1.9×1.07×0.9×4.5/2=2.73mm³

V3=2.63×1.2×12=37.87mm³

V4=9.77×1.2×12=140.69mm³

V5=5.8×1.2×12=83.52mm³

V6=2×3.14×4.3×18.49×14.6/4=37.76mm³

V7=0.9×15.8×1.5=21.33mm³

V8=1.4×O.74×4.5=6.68mm³

V9=1×0.7×4.5=3.15mm³

V10=0.5×31.69×0.866×O.5=6.90mm³

V11=3.14×11.76×14.6/4=134.85mm³

V=V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7+V8+V9+V10+V11=498.82mm³

查表达式1-2-2（注塑模设计与制作教程）得：

ρ=1.05g/mm³

塑件质量m=ρv=1.05×0.4898=0.514（g）

三、型腔数目的确定

根据塑件计算重量，选择设备型号规格，确定型腔数。

当未限定设备时，须考虑以下因素：

①注射机额定注射量mg每次注射量不超过最大注射量的80﹪，即

n=（0.8mg－mj）/mz

式中n—型腔数

mj—浇注系统重量（g）

mz—塑件重量（g）

mg—注射机额定注射量（g）

浇注系统体积Vj,根据浇注系统初步设计方案进行计算。

V1=πR²h=3.14×4.75²×54=3827.6

V2=πR²h=3.14×2.76²×40÷2×2=957.3

V3=πR²h=3.14×1.4²×0.8×4=419.7

V4=4/3πR³=4/3×3.14×1.6³×4=68.6

V总=V1+V2+V3+V4=4873.2（mm³）

M=ρv=4873.2×1.05=5.2（g）

设n=4,则得

mg=（mz+mj）/0.8=（4×0.52＋5.2）/0.8g=9.1

从计算结果，并根据塑料注射机技术规格，查《注射模具设计与制作教程》表3-6-5得选用SZ-25/25型注射机。

②生产批量试制小批量生产宜采用单腔，大批量生产宜取多腔，该塑件为大批量生产，故宜取多腔，由注射机理论，注射量确定型腔数得

n=（0.8mg－mi）/mz=（0.8×25－5.2）/0.52g=27

由于该塑件件为高精度塑件，通常最多采用一模四腔的模具，故大批量生产。

四、注射机的选择

由于采用一模四腔的方案，故其注射总体积及质量为四个塑件的体积与质量。

由注射机的最大注射量公式得

K利G公≧G件+G废

G公—注射机的公称质量注射量

K利—注射机最大注射量的利用系数，取0.8

G件—塑件质量

G废—浇注系统等废料的质量

则0.8G公≥（4×0.52＋9.44）/0.8

=11.52g

由《注射模设计与制作教程》表3-6-5，查得注射机的型号为SZ－25/25，其主要技术参数：

理论注射容量（cm³）25

螺杆（柱塞）直径（mm）20

注射压力（Mpa）150

塑化能力（g/s）20

螺杆转速（r/min）30

锁模力（KN）250

移模行程（mm）160

最大模具厚度（mm）160

最小模具厚度（mm）130

锁模型式双曲轴

喷嘴球半径（mm）SR10

五、成型部分的尺寸设计

该塑件较复杂，若采用整体式结构，则难于加工，而且不利于排气，为了减少凹模的热处理变形，则对凹模中易损部位采用镶拼式，即在凹模板中嵌入凹模型腔块。

1、型腔的内径计算

塑件外径与型腔内径的关系

D腔=（ds+dsQcp－xΔs）

式中D腔—型腔内径（内径）尺寸（mm）

ds—塑件外径基本尺寸（mm）

即塑件实际外形尺寸ds→（ds´+δ1）

=（ds）

Δs—塑件公差

Qcp—塑件平均收缩率（%）

x—综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度高，批量大，取x=3/4。

Δm—模具制造公差，一般为（1/3~1/4），取1/4Δs。

查表6-4PMMA塑料的收缩率是0.3%~0.8%。

平均收缩率S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%

H腔=（hs+hsQcp+xΔs）

D1=（22.80+22.80×0.55%-0.75×0.16）

=22.70

D2=（4.30+4.30×0.55%-0.75×0.08）

=4.26

D3=（14.60+14.60×0.55%-0.75×0.12）

=14.59

D4=（12+12×0.55%-0.75×0.12）

=11.97

D5=（2.7+2.7×0.55%-0.75×0.08）

=2.65

D6=（15.8+15.8×0.55%-0.75×0.12）

=15.80

D7=（4.50+4.50×0.55%-0.75×0.08）

=4.46

2．型腔深度尺寸计算

H腔=（hs+hsQcp-xΔs）

H腔—型腔深度尺寸

hs—塑件高度基本尺寸，即塑件的实际高度尺寸

hs´

→（hs´+δ1）

=hs

∆s—塑件公差

Qsp—塑料平均收缩率，取0.55

X—综合修合系数，取x=0.75

∆m—模具制造公差，取∆m=1/4∆s

H1=（3.53+3.53×0.55%-0.75×0.08）

=3.50

H2=（2.63+2.63×0.55%-0.75×0.08）

=2.58

3.型腔镶件尺寸设计（径向尺寸设计）

D1=（4.5+4.5×0.55%-0.75×0.08）

=4.46

D2=（2.7+2.7×0.55%-0.75×0.08）

=2.56

D3=（1+1×0.55%-0.75×0.08）

=0.95

D4=（0.97+0.97×0.55%-0.75×0.08）

=0.92

3．小镶件深度尺寸设计

H1=（2.13+2.13×0.55%-0.75×0.08）

=2.08

H2=（0.7+0.7×0.55%-0.75×0.08）

=0.64

H3=（2.11+2.11×0.55%-0.75×0.08）

=1.98

4、型芯尺寸设计

由于塑件内形较简单，深度不大，且机械加工方便，为此采用整体式凸模较经济，故对于形成型芯采用整体式凸模嵌入凸模固定板。

1、型芯的内径计算

塑件内形（内径）与凸模外形（外径）尺寸（mm）对应关系。

d凸=（Ds+QsQcp+x∆s）

式中d凸—凸模型芯外形（外径）尺寸（mm）

Ds—塑件内形（内径）基本尺寸（mm）

即塑件实际内形尺寸Dsَ

→（Dsَ+δ2）

=Ds

Δs—塑件公差

Qcp—塑料平均收缩率（%），取0.6%

X—综合修正系数，取x=0.75

Δm—模具制造公差，取Δm=1/4Δs

1．凸模径向尺寸

D1=（9+9×0.55%+0.75×0.1）

=9.12

D2=（17.47+17.47×0.55%+0.75×0.12）

=17.66

D3=（1+1×0.55%+0.75×0.08）

=1.07

D4=（4.5+4.5×0.55%+0.75×0.08）

=4.58

D5=（4+4×0.55%+0.75×0.08）

=4.08

D6=（3.36+3.36×0.55%+0.75×0.08）

=3.44

2．凸模型腔深度尺寸

H1=（2.7+2.7×0.55%+0.75×0.08）

=2.77

H2=（1.1+1.1×0.55%+0.75×0.08）

=1.17

H3=（1.2+1.2×0.55%+0.75×0.08）

=1.27

H4=（0.9+0.9×0.55%+0.75×0.08）

=0.96

5、成型中心矩尺寸

塑件中心距与模具成型中心尺寸关系

L中=（Ls+LsQcp）±1/2∆m

式中L中—成型中心距尺寸（mm）

Ls—塑件中心距基本尺寸（mm）,即塑件实际中心距尺寸

Ls´

→（Ls´+1/2δ2）±1/2（δ1－δ2）

=Ls±1/2∆s

∆s—塑件公差

Qcp—塑料平均收缩率（%），取0.6%

∆m—模具制造公差，∆m=1/4∆s

L中=（9.7+9.7×0.55%）±1/2∆m

=9.75±1/8∆s

=9.75±0.023

六、零件的加工工艺：

1．定模型芯

定模型芯是主要的工作零件，这套模具的生产批量为大批量，且塑件成型时有一定的腐蚀性，因此选用的材料要具有良好的耐磨性，由于客户已明确提出成型零件的材料要选用瑞典一百腾公司的718S钢材（注：

此种钢材的性能特好，是做塑料的专用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蚀性，它的价格为一百多元人民币一斤），因此我们选用718S的材料。

同时考虑到此塑料对尺寸精度要求一般，但对表面要求较高，根据本工厂的实际设备情况，在对材料进行粗加工后，留0.5mm的单边，淬火，低温回火后，用电火花机放电到位，最后还需要对成型表面进行抛光，省模（省模：

制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸、油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。

其浇道衬套孔要与衬套配合，在粗加工后，留单边0.2—0.5mm的余量，热处理后采用慢走丝割出即可。

综上所述，定模型芯加工工艺如下：

1.材料：

718S

2.加工工艺：

1）开料：

开出长x宽x高为250×200×35mm的毛坯。

2）磨基准：

按照零件图基准方位在平面磨床上磨出基准面，同时磨平各平面，留0.1—0.3mm单边余量。

3）按照图样，在铣床上钻螺纹孔，运水孔。

4）在数控铣床上采用Mastercam9.0软件，采用直径为Φ8的铣刀，铣出两条浇道，采用直径为Φ6的铣刀铣出分流道，同时，按照图样要求铣出四个型腔的形状，单边留0.2—0.5mm的余量。

5）送热处理车间进行热处理：

淬火（油淬+低温回火），使其表面硬度达到56—60HRC。

6）按照图样要求加工型芯各表面，保证型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面见光。

7）电火花放电：

a）工件准备：

模块材料为718S钢，铣、磨按图纸要求加工成型，热处理56—60HRC后，六面见光，保证平行度及垂直度，同时加工两块模板，保证尺寸的一致电性。

b）电极制作：

电极材料为紫铜，最好选用铜钨合金，根据型腔的形状，为了便于铜公的加工，将铜公分体做成三个依次放电到位（注：

两边侧抽芯的型腔各一个，中间型腔做一个铜公，同时考虑到铜公的装夹，将其铣成两边各一半的外形，中间为方形，便于装夹，每挡加工制作一个铜公，可连续放电四个型腔，利用铜公的别一边用来放电动模型腔.

c）校正、装夹、安装合格。

d）使用设备：

使用北京易通电加工技术研究所制造的ETD7125电火花成形机床。

脉宽/us

间歇/us

双边间隙/mm

粗糙度/Ra

200

100

0.20

6.3

60

50

0.11

3.2

20

50

0.04—0.06

1.6

e）加工规准：

如上表所示（注：

以上规准只供参考，具体规准应根据机床的性能，及其加工工人的经验来确定，确保最后一档放电加工到位）。

8）用慢走丝割出直径为Φ32k6的浇口衬套孔，镶件孔。

9）对成型面进行研磨达到图样表面粗糙度的技术要求。

10）最后用激光在型芯上刻出产品上的印字。

2.动模型芯

同定模型芯一样。

3