6.EPSON打印机打印传送带架注射模具设计
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1 印机打印传送带架注射模具设计 摘 要 模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的 术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术 。本设计 介绍了 印机打印传送带架注射模具设计 与制造方法。该注射模采用了 1模 2腔的结构。 关键词： 传送带架 注射模 具 设计 he of If s AM s s s 2 二 塑件的工艺分析 分析塑件使用材料的种类及工艺特征 该塑件材料选用 烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物）。 良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为 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。水、无机盐、碱和酸类对乎无影 响。 溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。 一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。 缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C 左右，热变形温度为 93C 左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。 升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大； 吸水，成型加工前应进行干燥处理； 产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 析塑件的结构工艺性 该塑件 尺寸中等，整体结构较简单。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5 级。 艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用 侧 浇口 。该浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口却 横 向开设在模具的隐蔽处，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。 三 初步确定型腔数目 步确定型腔数目 根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种 :一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直 ；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采 3 用 1 模 2 件的结构，因此，采用侧向分模有些困难，注则机需要较 大的锁模力， 否则 成型的产品上飞边较厚 。 此处选用第二种方式， 此种布置方式对浇注系统，冷却系统和推出机构的设计都较第 一 种方式有利。型腔的结构采用动、定模对称的结构，易于加工制造。 根据塑件的结构及尺寸精度要求 ,该 塑件在注射时采用一模 二 腔 四 注射机的选择 件体积的计算 塑件： 4 根据零件的三维模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积 V=浇注系统的体积： 塑件与浇注系统的总体积为 V=+算塑件的质量：查手册取密度 =塑件体积： V=塑件质量：根据有关手册查得： =所以，塑件的重量为： 5 M=V = 2=注射机的最大注射量确定型腔数目 根据 1 （ 4 得 1p nm mm k(4k 注射机最大注射量的利用系数，一般取 射机最大注射量， g; 1m浇注系统凝料量， g； m 单个塑件体积或质量， g； 算 浇注系 统的体积，其初步设定方案如下 图 浇注系统示意图 6 根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积 表文献 4、 2 得选用 号注射机 ，其参数如下： 五 浇注系统的设计 浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔 时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入 ;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁 ,型芯或嵌件 ,使塑料能尽快的流入到型腔各部位 ,并避免型芯或嵌件变形 ;尽量避免使制件产生熔接痕 ,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置 ;浇口位置及其塑料流入方向 ,应使塑料在流入型腔时 ,能沿着型腔平行方向均匀的流入 ,并有利于型腔内气体的排出 。 流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动通道 7 根据选用的 号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径： 喷嘴前端球面半径： 0 根据模具主流道与喷嘴的关系 00120 . 5 1R R m md d m m取主流道球面半径： R=11 取主流道小端直径： d=了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为 26， 此处选用 2，经换算得主流道大端直径为 图 主流道示意图 流道的设计 8 分流道选用圆形截面：直径 D=6道表面粗糙度 图 分流道示意图 型面的选择设计原则 1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处； 2） 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模； 3） 分型面的选择应保证塑件的精度要求； 4） 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求； 5） 分型面的选择要便于模具的加工制造； 6） 分型面的选择应有利于排气； 7） 分型面的选择还 要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。 其分型面如图 9 图 5 分型面示意图 口的设计 根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用 侧 浇口 可以保持产品外观精度 。 浇口设计如图 浇口示意图 料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。 这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。 其设计如下图 10 图 冷料穴示意图 六 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计 腔、型芯工作尺寸计算 料的收缩率是 平均收缩率 : /2= 型腔内径： 34D D D Q 平模 （ ）=腔深度： 23H H Q 平模 （ H ）=芯外径： 34d d Q d ）=芯深度： 23h h Q h ）= 模型腔径向尺寸（ ; D - 塑件外形基本尺寸（ ; 11 塑件平均收缩率； 般取 1/4 1/6 ； d ; 型芯径向尺寸（ ; 型腔深度（ H 型芯高度（ h 12 模架的选择，采用 龙记大水口系列标准模架 料为 45 钢 图 模架模型图 八 导向机构的设 计 导向机构的作用： 1）定位作用； 2）导向作用； 3）承受一定的侧向压力 柱的设计 度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 8 12 免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。 13 状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。 料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用 20 钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为 50 55 套的结构设计 料 用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，一防止导柱或导套拉毛。 状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。 出机构的设计 根据塑件的形状特点， 模具型腔在定模部分，型心在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。由于分型面有台阶，为了便于加工，降低模具成本，我们采用推杆推出机构，推杆推出机构结构简单，推出平稳可靠，虽然推出 时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件底部装配后使用时 不影响外观，设立 五 个推杆平衡布置，既达到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推杆推出塑件，推杆的前端应比型腔或型心平面高出 用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于 更换。 结合制品的结构特点，模具型腔的结构采用了整体式型腔板，这种结构工作过程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出机构中采用厂组合式推杆，如图中，这种结构主要是防止推杆在于作过程中受到弯曲力或侧向压力而折断，因为产 品较小，另外折断后也易于更换。这里采用设计推杆 、推管 ，全部固定在顶杆固定板 。 推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布 14 置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和 强度要求，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或搞 出型腔 对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（ Q）： c o s s i h p f (8式中 L ; h ; p 般取 7 1 f 般取 ； L=0=N) 15 杆的设计 推杆的强度计算 查 塑料模设计手册之二由式 5d=（ 322 ） 41 (8 d 圆形推杆直径 推杆长度系数 0.7 l 推杆长度 cm n 推杆数量 E 推杆材料的弹性模量 N/ 2钢的弹性模量 E=107N/ 2 Q 总脱模力 换算得，取值 3 推杆压力校核 查塑料模设计手册式 5 = 24(8s取 320N/224 8 2 1 2 . 8 1 6 3 . 5 /44 N m m s推杆应力合格，硬度 65 九 冷却系统的设计 16 冷却水回路布置的基本原则： a) 冷却水道应尽量多， b) 截面尺寸应尽量大； c) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当； d) 适当布置水道的出入口； e) 冷却水道应畅通无阻； f) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位； 由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积 浇注系统中的分流道布置如图所示，采用非平衡式布置，从主流道末端到每个浇口的距离不相等，但是分流道的截面形状和尺 寸大小完全相同，这样的设计可以使进人每 型腔的流程最短，减少了热量散失，缩小了模具的体积，对于该小型什的注射成型来说，并不影响制品的使用性能。分流道的横截面形状为梯形，浇口的类型采用侧浇口。冷却系统的设计对于成型小型件的 1 模多腔模具来说是十分重要的。如果冷却不好或冷却不均匀，必然导致收缩不均匀，特别是非平衡式分流道的结构。放为了使冷却效果好，在模具的定模型腔板和动模利腔板内开没了如图所示的水道，横向穿过这两块模板，这样使塑件各处的冷却均匀，模具的模温均匀 本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可 不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。 设定模具平均工作温度为 60 /C ，用常温 20 /C 的水作为模具冷却介质，其出口温度为 30 /C 。 塑件在硬化时每小时释放的热量1 单位流量为 435 10 /J 得 412 0 . 2 6 3 5 1 0 /Q W Q J k g = 49 0 /J 可知所需的冷却水管直径较小。 设计冷却水道直径为 8合要求。 十、 模具排气槽的设计 当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果 17 气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。 特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。我们的塑件并不是很大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设计在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，。 十一 、校核 注射机有关工艺参数的校核 1）锁模力与注射压力的校核 1()F p (10p 查参考文献得 30 2 12 F 注射机额定锁模力为 800具厚度 H 与注射机闭和高度 注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离 即满足下式 12 5 1 0S H H (10 18 式中 S 1模聚居）， 2 5K S=570 条件成立 十一 结束语 通过这五个星期以来的毕业设计工作，不仅是对我四年来学习的总结和回顾，同 时也让我深深体会到自身存在的许多不足之处，这也是今后在社会上学习的一种动力，我将会不断地学习，不断的充实自己。 至此，感谢学校，感谢老师们在这四年里对我的谆谆教导，让我充实的度过了这四年的大学生活，你们的教诲将是我最宝贵的财富。最后，感谢我的指导老师 师对我的毕业设计的悉心指导和耐心帮教。 十二 参考文献 1. 屈华昌主编 塑料成型 工艺与模具设计 高等教育出版社
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