毕业设计(论文)-电池连接板塑料模具设计(含全套图纸) .doc
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1、北华航天工业学院毕业论文摘 要本次设计要对电池连接板进行工艺分析和模具设计,首先介绍了立项背景与设计主要技术条件及参数,然后介绍了设计的整体思路。第三章电池连接板模具设计是本次设计的重点,在这章里先对塑件进行了模流分析,各方面分析结果表示设计方案是可行的,然后对整套模具进行了全面的设计,最后对注射机的有关参数进行了校核,各个参数均能满足要求。根据塑件结构特点,模具采用单分型面注塑模,一模二腔,利用斜导柱导出侧型芯,顶杆顶出塑件,能够满足实际中大批量生产,有很高的生产效率。关键词: 电池连接板 注塑模具 模流分析 一模二腔 侧型芯 全套图纸,联系 153893706AbstractThe aut
2、hor will analyze the process and design injection mold for the Cell Connector during the design. In this paper, the background of the project and main engineering parameters were introduced firstly, and then the whole idea was introduced. The designing injection mold for the connection block in the
3、third section is the key of this paper. Firstly, the cell connector progress was analyzed by using mold-flow in this section and all the results are reasonable, then all parts of the injection mold were designed; at last, the parameters about the injection machine are reasonable.According to the str
4、ucture of the Cell connecter, the injection mold has one parting surfaces and two cavities. The side cores were derived by using the oblique guide column and the plastic parts were ejected by plunger. The mold is efficient in the processing.Key words: Cell connecter injection mold mold-flow two cavi
5、ties side core 目 录摘要 Abstract 第1章 绪论 11.1 立项背景 21.2 设计主要技术条件及参数 2第2章 总体设计思路及总体技术方案设计 4第3章 电池连接板注塑模具设计 53.1塑件材料性能分析 53.2塑件结构工艺性分析 63.3对单个塑件进行模流分析 7 3.3.1 对塑件进行网格划分 8 3.3.2 进行最佳浇口位置分析 9 3.4 塑件精度及公差确定 103.5 塑件体积及质量计算 10 3.5.1 单个塑件 10 3.5.2 四个塑件和浇注系统凝料 10 3.6 初选注塑成型机的型号和规格 11 3.7 确定型腔数量及排列方式 123.8 模具结构形
6、式的确定 123.9 注射模详细设计 133.9.1 分型面位置的确定 133.9.2 确定浇注系统尺寸 14 3.9.3 对一模两腔结构进行模流分析 153.9.4 成型零件尺寸计算 20 3.9.5 合模导向及定位机构的设计 22 3.9.6 确定型腔、型芯的结构和固定方式 24 3.9.7 确定顶出机构 24 3.9.8 排气机构的设计 25 3.9.9 温度调节系统设计 25 3.9.10 注射机有关参数的校核 26结论 27致谢 28参考文献 29第1章 绪 论 本设计题目是电池连接板塑料模具设计,塑件材料是ABS,精度等级为一般精度(4级精度),制品要求外观表面光泽,无杂色,无收缩
7、痕迹,生产批量为大批量生产,试设计注射成型模具。ABS塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。这三种组分的各自特性,使ABS塑料具有“硬韧刚”的综合力学特性。ABS无毒、无味,成型塑件光泽性好。密度为1.021.05g/cm3。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。其尺寸稳定性好,易于成型加工。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响。根据ABS塑料中三种组分之间的比例不同,其性能也略有差异,从而适应各种不同的用途。根据应用不同,ABS塑料可分为超高抗冲击型、高抗冲击型、中抗冲击型、抵抗冲击型和耐热型等。ABS为热塑性材料,密度为,抗拉强度,抗弯强
8、度,拉伸弹性模量,弯曲弹性模量,收缩率为,常取。该材料综合性能好,即冲击强度高,尺寸稳定,易于成型,耐热和耐腐蚀性能也较好,并有较好的耐寒性。从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起,塑料工业迄今已有120年的历史。塑料制品发展历史短,但发展速度惊人。2006年,中国塑料产量为2801.9万吨,比上年同期增长18.65%。现在塑料已成为在钢铁、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。近年来无论在注塑理论和实践方面,还是在注塑工艺和成型设备方面都有较深的研究和进展。注塑时,首先遇到的是注塑的可成型性,这是衡量塑料能否快速和容易地成型出合乎质量要求的产品。并希望能在满足质量要求的前提下,以最短注塑周期进行高效率
9、生产。目前,注塑成型技术是塑料加工中最常用的方法之一,可用来生产间几何形状非常复杂的塑料制件。近年来,各种注塑成型技术取得了显著的进步,其发展总趋势是不断满足高分子制品向高度集成化、高精密化、高产量等方面发展的要求,实现对制品材料的聚集态、相形态、组织形态等方面的控制,或实现对制品进行异质材料的复合,最大程度地发挥聚合物的特性,达到制品高性能的目的。深入研究塑料注塑成型技术与注塑成型设备,克服制品中的缺陷,对科技进步与人们高标准的生活要求有重要意义。 随着国民经济的发展,人们对塑料制品的需求日益提高,作为塑料制品成型加工中最为普遍的注塑成型工艺技术,在不断注入高新技术的基础上,今年来获得了长足
10、的进步,塑料注塑制品已成为国民经济建设、国防建设和人们日常生活中不可短缺的用品,且对其需求程度越来越大。1.1 立项背景图1-1塑件图在我们的日常生活中,塑料端盖随处可见,如连接座、轴承端盖、电机端盖、滤芯端盖、太阳能端盖等等这次毕业设计的塑件为电池连接板,如图1-1所示,其形状为长方形薄片状,结构不算复杂,有四个侧凸,用于蓄电池的连接,在实际生活中有普遍的应用,故设计生产此塑件的注塑模具有很大的现实意义。1.2设计主要技术条件及参数塑料成型工艺与模具设计是我们最主要的专业课之一,对理论知识的扎实掌握为本次设计打下了良好的基础。我们还学习了有关注塑模具设计的各种软件,如CAXA、proe、UG
11、、moldflow、cimatron等。四年来的学习,我们已经掌握了足够的专业知识。为了更好的完成本次毕业设计,每位同学都有经验丰富的指导老师全程指导,同时学校实验室有各种设备和仪器可供我们参考,如注塑机、线切割机床等。学校图书馆有大量的资料可供我们参考。总之,在指导老师的细心指导下,在学院提供各种资源的环境下,我们根据所给塑件设计出结构合理的、适用的注塑模具。所给塑件的材料是ABS, ABS为热塑性材料,该材料综合性能好,即冲击强度高,尺寸稳定,易于成型,耐热和耐腐蚀性能也较好,并有较好的耐寒性。 其吸湿性强,塑件在成型前必须充分预热干燥,其含水量应小于。对于要求表面光泽的零件,塑料在成型前
12、更应该进行长时间预热干燥。流动性中等,溢边值。塑料的加热温度对塑件的质量影响较大,温度过高易于分解(分解温度为250)。成型时宜采用较高的加热温度(模温5080)和较高的注射压力(柱塞式注射机:料温180230,注射压力;螺杆式注射机:料温160220,注射压力)。本毕业设计设计的产品为电池连接板(如图1-1 ),连接板的工作环境比较恶劣,设计时必须考虑到选材,尺寸等问题的重要性,首先根据零件图分析该连接座的结构,要充分考虑其工作环境和工作方式。表1-1 ABS工艺参数参数数值密度(g/cm3)1.031.07收缩率(%)预热温度/0.30.87090预热时间/h3料筒后段温度/160180料
13、筒中段温度/180230料筒中段温度/210260模具温度/注射压力/MPa408070100第2章 总体设计思路及总体技术方案设计 由于我们所设计的模具是适用于大批量生产,要求有较高的生产效率,所以要采用多腔的设计思路。根据塑件本身的结构特点和一模两腔的设计思路,采用侧浇口(如果采用一个侧浇口进料方式,塑件出现严重的质量问题)。塑件上有侧凸,为了成型侧凸需要侧型芯,这就需要设计相应的侧抽芯机构。塑件壁厚基本均匀,但较薄,且长度方向上较高,采用顶杆顶出,保证制件的成型质量和较小的生产周期。第3章 成型连接座注塑模具设计3.1塑件材料性能分析所给塑件的材料是ABS, ABS为热塑性材料,该材料综
14、合性能好,即冲击强度高,尺寸稳定,易于成型,耐热和耐腐蚀性能也较好,并有较好的耐寒性。 其吸湿性强,塑件在成型前必须充分预热干燥,其含水量应小于。对于要求表面光泽的零件,塑料在成型前更应该进行长时间预热干燥。流动性中等,溢边值。塑料的加热温度对塑件的质量影响较大,温度过高易于分解(分解温度为250)。成型时宜采用较高的加热温度(模温5080)和较高的注射压力(柱塞式注射机:料温180230,注射压力;螺杆式注射机:料温160220,注射压力)。ABS主要技术指标如下表:表3-1 热物理性能密度(g/ cm)1.02105比热容(Jkg-1K-1)12551674导热系数(Wm-1K-110-2
15、)13.831.2线膨胀系数(10-5K-1)5.88.6滞流温度(C)130表3-2 力学性能屈服强度(MPa)50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表3-3 电气性能表面电阻率()1.21013体积电阻率(m)6.91014击穿电压(KV/mm)介电常数(106Hz)3.04介电损耗角正切(106Hz)0.007耐电弧性(s)5085ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施:主要缺陷:缺料、气孔、飞边、出现
16、熔接痕、塑件耐热性不高(连续工作温度为70C左右热变形温度约为93C)、耐气候性差(在紫外线作用下易变硬变脆)。消除措施:加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。3.2塑件结构工艺性分析 图 3-1 电池连接板二维图图3-2 电池连接板三维图塑件的二维图和三维图分别如图3-1和图3-2所示,由图可见塑件的形状基本为长方形薄片状,结构不算复杂,塑件壁厚基本均匀,成型过程中各部分的收缩率不会相差很大。该塑件有四个侧凸,成型时需要有侧抽芯机构。3.3 对单个塑件进行模流分析为了更好的进行本次设计,要综合利用所学知识及各种软件,用moldflow对塑件进行模流分析是为了更好
17、的指导设计,能够避免设计出的模具生产的塑件出现浇不到等严重缺陷。用moldflow对塑件进行分析,在使用过程当中,需要对塑件进行网格划分,从而对塑件进行模流分析,分析过程需要大量时间,并且需要网格划分合理,压力选用合理,各方面参数符合实际使用值。3.3.1 对塑件进行网格划分图3-3 网格划分示意图对塑件划分网格,有三种方法,主要包括表面划分、中间层划分、体积划分三种,他们的分析效果依次增加,由于在设计当中本塑件不是壁非常厚的件,所以不采用体积划分,采用表面层划分就可以达到效果。本塑件壁厚基本均匀,大多在2mm左右,根据经验,设置为网格线条长度值为默认值的三分之二左右,经过多次分析发现,当网格
18、线长度为1mm时匹配率最高,达到95.3%,所以最终决定网格线长度为1mm。网格划分好后要修改不合理的网格,使网格的最大纵横比在10左右。目前纵横比最大值为11.1,先找出纵横比大于10的网格,然后进行节点合并,使最大纵横比小于10。一般的分析最大纵横比小于10方可,但考虑到一模多腔的设计方案,为了让将来的分析更顺利的进行,在此特意修改网格的最大纵横比小于15。找出纵横比大于15的网格,进行节点合并,此时最大纵横比达到11.1。这时相关的数据合理,主要数据分析结果为自由边数为零,无交叠边,没有定向单元数,各方面参数都满足要求,可以进行模流分析。3.3.2 进行最佳浇口位置分析图3-4 最佳浇口
19、位置分析报告 最佳浇口位置是保证塑件有非常好的内部质量和表面质量的一个重要方面,选择好最佳浇口位置,可以有效的减少熔接痕,有效的增加塑件的均匀程度,使得塑件质量整体水平提高。在试验中,通过软件的最佳浇口位置分析,图3-4 最佳浇口位置分析报告的结果表明,最佳浇口的位置在塑件的中间位置,因此为了满足最佳浇口位置的设计,同时为了简化模具结构,根据分析结果在变蓝位置宜采用,则选择塑件侧面中间匹配性最好的位置,为最佳浇口位置,。因此,将浇口初步定在塑件外侧中心,这样可以满足浇口、分型面和侧型芯的合理布置,同时所在位置不会影响塑件的使用,表面质量也不会影响很大。3.4 塑件精度与公差确定塑料制品的尺寸精
20、度一般是根据使用要求确定的,但还必须充分考虑塑料性能及成型工艺的特点,过高的精度要求是不恰当的。本次设计中的塑件不是用在要求很高的场合,采用一般精度等级即可,材料为ABS塑料,精度等级为一般精度(4级精度),制品要求外观表面光泽,无杂色,无收缩痕迹,查教材表3-14的各个尺寸的公差如下:塑件A类尺寸:203.70-0.82 mm 450-0.28 mm 100-0.18 mm 20-0.12 mm 4.40-0.14 mm 109.70-0.5mm 40-0.14 mm塑件B类尺寸:33.90+0.26mm 19.50+0.22 mm 6.40+0.16mm 2.50+0.12mm 塑件C类尺
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