如何用UG设计和加工电池盖注塑模具
伯特利数控 加工中心 钻攻中心
前言：
汽车锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、自放电小等优良特性，而壳盖的设计和注塑生产是汽车锂电池生产的一个重要组成部分。随着动力型锂电池体积的增大、能量的变高以及使用环境的恶化，密封电池因受损而引起的几率及危害程度亦随之增大。锂电池的是由电池内部产气引起的，当电池内鳌的安全保护电路失效，或发生受热、针刺、挤压和撞击等情况，电池内部会因高温而产生大量气体，导致密封结构的锂电池鼓胀甚至引发，因此需要增强电池壳盖的结构强度及设置排气防爆装置以减少电池事故的发生[1—4]，为满足锂电池壳盖的上述防爆要求,必须对模具结构进行创新性设计，同时通过优化模具成型件的数控工艺路线，以实现塑件自动化注塑生产。
1塑件结构分析
图1所示电池壳盖塑件为外形尺寸289mm x352 mm x 45 mm的方形壳状体，平均壁厚2.5 mm。塑件材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯(abs/pc)共混物,收缩率0.45%。塑件结构特点为：塑件右侧上下端拐角处设计了带有侧卡柱的电池接线柱；塑件右侧中间部位为单体电池连接卡槽，分别设计有2个侧凹卡位和2个侧边螺丝孔；塑件内侧面*部位为网状加强筋，周边为栅格齿，以增强其与容积壳体的装配紧固性，中间部位则设计有防爆阀安装口 g
2模具设计难点分析
由塑件的结构特征(如图2所示)可知，该塑件注塑模具设计的难点主要为浇注系统设计和脱模设计。_塑件选取pl2为主分型面后，其浇注系统设计的难点主要为浇口位置的开设及浇注方式的选择。而脱模设计的难点主要有3个：a、f、g、h处4个侧面卡柱的脱模;b、e处侧边螺丝孔及c、d处侧凹卡位的脱模(需特别指出的是，a?h位置的特征皆位于型腔面一侧，脱模时，为保证表面的美观性，需采用型腔侧脱模方式)；塑件的*顶出脱模(由于塑件内侧边缘位置k及*位置j等处众多细小筋位的影响，导致塑件对型芯包紧力大，因而难以顶出)。
针对塑件的上述特征，模具结构设计须采取以下措施[~81: (1)浇注设计为有效保证塑件各角落注塑路径的等效性、注塑后的收缩一致性，并考虑到注塑后浇口对塑件外观的影响，本设计将浇口设置于塑件内侧正中，并采用直浇道*浇口直接浇注方式，即塑件背面*直接进浇；(2)为保证塑件外观面一侧良好的外观效果，a?f等6个位置上的特征采用了前模弯销滑块抽芯脱模方式，g、h处的特征则采用了后模斜导柱滑块抽芯脱模方式;(3)边缘位置k及*位置j等内侧细小筋位的脱模则采用大直径顶针靠近筋位顶出的脱模方式;(4)型芯与型腔的分型设置在生分型面pl2打开后，主浇道及流道冷凝废料须在开模后留于动模一侧，为保证塑件终脱模前留于主型芯上，型腔面的拔模斜度须大于型芯面0.5°?1°。
3模具设计
3.1整体结构
模具结构组成如图3所示。针对动模先抽芯机构的需要，模架结构采用两板模二次开模的方式，模腔布局为一模…腔。模具采用倒装式结构，即型腔在模具动模一侧，型芯在定模一侧。模架选用非标模架，以大水口 lkm ci-7070标准模架为参考基础进行改造。
浇注采用延伸式热流道浇注系统，从型芯一侧背面进料；排气系统采用排气槽及镶件间隙排气的方式，其中模腔的排气主要利用滑块镶拼孔隙、镶件孔隙以及顶针孔隙进行排气，间隙尺寸为0.02mm;冷却采用少10 mm冷却管道，冷却水进水温度25 °c,进出水温差控制在3 °c内。
脱模机构采用定模弯销滑块先抽芯、动模斜导柱滑块抽芯的脱模方式。脱模时，动模一侧型腔两次分型，第一次分型完成动模型腔侧弯销滑块抽芯，第二次分型完成定模型芯侧斜导柱滑块抽芯,塑件留于型芯上，从定模一侧顶出。定模一侧顶出机构设计为油缸推动顶针板及顶针的顶出方式。
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1塑件结构分析
图1所示电池壳盖塑件为外形尺寸289mm x352 mm x 45 mm的方形壳状体，平均壁厚2.5 mm。塑件材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯(abs/pc)共混物,收缩率0.45%。塑件结构特点为：塑件右侧上下端拐角处设计了带有侧卡柱的电池接线柱；塑件右侧中间部位为单体电池连接卡槽，分别设计有2个侧凹卡位和2个侧边螺丝孔；塑件内侧面*部位为网状加强筋，周边为栅格齿，以增强其与容积壳体的装配紧固性，中间部位则设计有防爆阀安装口 g
2模具设计难点分析
由塑件的结构特征(如图2所示)可知，该塑件注塑模具设计的难点主要为浇注系统设计和脱模设计。_塑件选取pl2为主分型面后，其浇注系统设计的难点主要为浇口位置的开设及浇注方式的选择。而脱模设计的难点主要有3个：a、f、g、h处4个侧面卡柱的脱模;b、e处侧边螺丝孔及c、d处侧凹卡位的脱模(需特别指出的是，a?h位置的特征皆位于型腔面一侧，脱模时，为保证表面的美观性，需采用型腔侧脱模方式)；塑件的*顶出脱模(由于塑件内侧边缘位置k及*位置j等处众多细小筋位的影响，导致塑件对型芯包紧力大，因而难以顶出)。
针对塑件的上述特征，模具结构设计须采取以下措施[~81: (1)浇注设计为有效保证塑件各角落注塑路径的等效性、注塑后的收缩一致性，并考虑到注塑后浇口对塑件外观的影响，本设计将浇口设置于塑件内侧正中，并采用直浇道*浇口直接浇注方式，即塑件背面*直接进浇；(2)为保证塑件外观面一侧良好的外观效果，a?f等6个位置上的特征采用了前模弯销滑块抽芯脱模方式，g、h处的特征则采用了后模斜导柱滑块抽芯脱模方式;(3)边缘位置k及*位置j等内侧细小筋位的脱模则采用大直径顶针靠近筋位顶出的脱模方式;(4)型芯与型腔的分型设置在生分型面pl2打开后，主浇道及流道冷凝废料须在开模后留于动模一侧，为保证塑件终脱模前留于主型芯上，型腔面的拔模斜度须大于型芯面0.5°?1°。
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模具结构组成如图3所示。针对动模先抽芯机构的需要，模架结构采用两板模二次开模的方式，模腔布局为一模…腔。模具采用倒装式结构，即型腔在模具动模一侧，型芯在定模一侧。模架选用非标模架，以大水口 lkm ci-7070标准模架为参考基础进行改造。
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