毕业设计（论文）-打印机后挡板注射模设计（全套图纸）.doc

摘要 毕毕业业设设计计说说明明书书 打印机后挡板注射模设计打印机后挡板注射模设计 PrintersPrinters TailgateTailgate InjectionInjection MouldMould DesignDesign 摘要摘要 通过对打印机后挡板塑件的设计分析，设计出该塑件的模具。 本设计主要用Pro/Ewildfire2.0中的零件造型模块和模具设计模块进行设计 的。用AutoCAD2008对打印机后挡板进行二维图形绘制。 通过本设计，可以对注射模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题， 了解模具结构及工作原理；通过对AutoCAD2008的学习，可以建立较简单零件的零 件库，从而有效的提高工作效率。 关键词：关键词：打印机后挡板；模具设计；工艺 Abstract Abstract Analysis the design of the printer tailgate plastic parts, design the mold of plastic parts. The design of the main components used in the modeling Pro/Ewildfire2.0 modules and mold design module design. Use AutoCAD2008 on molds printer after lagging for two- dimensional graphics rendering. Through this design, I have a preliminary understanding to the injection mold, noticed that the design of certain details of the understanding mold structure and working principle through the study of AutoCAD2008, can create a relatively simple components parts store, and effectively improve efficiency. Keyword: Printer tailgate; Injection mold design; Technology 全套图纸加 153893706 目录 目目 录录 摘要摘要1 ABSTRACT1 第第 1 章章 绪绪 论论1 1.1 我国模具工业及塑料模的发展现状1 1.2 中国模具工业的产业特点2 1.3 模具工业及塑料模技术今后在我国的发展方向3 第第 2 章章 塑料制件的工艺性分析塑料制件的工艺性分析5 2.1 塑件模型建立5 2.2 塑料的成型工艺特性5 2.2.1 收缩率 6 2.2.3 流动性 6 2.2.4 吸湿性、热敏性及挥发物含量 7 2.2.5 结晶性 7 2.2.6 压力开裂及熔体破裂 7 2.2.7 定型速度 7 2.3 ABS 的注射成型工艺7 2.3.1 注射成型工艺过程 7 2.3.2 ABS 性能分析7 2.3.3 ABS 的主要用途8 2.4 塑件的结构工艺性分析8 2.4.1 塑件尺寸精度 8 2.4.2 表面粗糙度 9 2.4.3 脱模斜度 9 第第 3 章章 注射注射机机的选择的选择10 第第 4 章章 注射模浇注系统设计注射模浇注系统设计12 4.1 浇注系统 12 4.1.1 浇注系统的组成 12 4.1.2 浇注系统的设计原则 12 4.2 主流道设计13 4.2.1、主流道的尺寸 13 4.2.2、主流道衬套与定位环 13 4.2.3. 冷料穴 14 4.3 分流道设计14 4.4 浇口的设计 15 4.4.1 浇口的类型选择 16 4.4.2 浇口位置的选择 16 4.4.3 浇口设计 16 4.5 排气结构17 第第 5 章章 注射模成型零部件设计注射模成型零部件设计18 目录 5.1 型腔总体布置与分型面的选择18 5.1.1 分型面的选择 18 5.1.2 型腔数目的确定及型腔的排列 19 5.2 成型零部件的设计19 5.2.1、型腔的设计 19 5.2.2、型芯设计 19 第第 6 章章 注射模的导向及脱模机构设计注射模的导向及脱模机构设计21 6.1 导向机构的设计21 6.2 脱模机构设计21 6.2.2 推出机构的设计采用的设计原则 21 6.2.3 脱模机构的选用原则 22 6.3 推杆脱模机构22 6.3.1 推杆设计时注意事项 22 6.3.2 推杆脱模机构的形式 22 6.4 复位装置设计22 第七章第七章 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计23 7.1、机动侧向分型与抽芯机构23 7.2、斜销侧向分型抽芯机构主要参数的确定23 7.2.1、抽芯距 S23 7.2.2、斜销的倾角23 7.2.3、抽拔力的计算 23 7.2.4、圆形斜导柱直径的确定 24 7.2.5、斜导柱的总长度计算 24 第第 8 章章 注射模具温度调节系统注射模具温度调节系统25 8.1 温度调节的必要性25 8.1.1 温度调节对塑件质量的影响 25 8.1.2 温度调节对生产效率的影响 25 8.2 冷却系统的设计原则25 8.3 冷却管道设计26 8.3.1 冷却管道的工艺计算 26 8.3.2 回路形式 28 第第 9 章章 模架的选用模架的选用29 第第 10 章章 校核计算校核计算30 10.1 模具与注塑机关系的校核 30 10.1.1 最大注塑量校核 30 10.1.2 注塑机压力校核 30 10.1.3 锁模力的校核 31 10.1.4 开模行程的校核 31 10.2 流动比校核 31 总总 结结33 目录 致致 谢谢35 参考文献参考文献34 第 1 章 绪论 1 第第 1 章章 绪绪 论论 1.1 我国模具工业及塑料模的发展现状 模具源于传统金属铸造，现如今涵盖了各种用于金属和非金属快速成形的特殊装 备，在我国被分为 10 大类、46 小类。近 10 年，由于我国经济的高速发展，对模具工 业提供了巨大的动力。1996 年至 2002 年间，中国模具制造业的产值年平均增长 14%左 右，2003 年增长 25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在 25%以上， 2003 年中国模具出口金额为 3.368 亿美元， 2005 年为 7.38 亿美元，2006 年达到 10.41 亿美元，较上年增幅为 41.06%，2007 年上半年出口 5.95 亿美元。中国模具工业 以每年 15%左右的平均增长速度快速发展。而在模具进口方面，2005 模具进口金额为 20.68 亿美元，2006 年进口 20.47 亿，较 2005 年下降 2100 万美元，首次出现负增 长 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了 较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg 大容量 洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面， 已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机 电有限公司和烟台北极星 I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产 的这类塑料齿轮的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而 且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐 开线齿形要求。还能生产厚度仅为 0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料 门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.020.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模 具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 501000 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模 机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青 岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英寸电视机外 壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取 得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道 模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数 单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置。但总体上热流道的采用率达 不到 10%，与国外的 5080%相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD 技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为 代表，陆续引进了相当数量的 CAD 系统，这些系统和软件的引进，虽花费了大师资金， 但在我国模具行业中，实现了 CAD 的集成， ，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了 一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 CAD 技术的发展。近年来，我国自主开 发的塑料模 CAD 系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、 华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、 能在微机上应用具价格较低等特点，为进一步普及模具 CAD 技术创造了良好条件。 目前，我国约有模具生产厂家 2 万余家，但其中一半以上是自产自用的，同时绝 大部分都是小型企业。从业人员有 50 多万人，全年模具产值达 450 亿元人民币以上。 而且我国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部 地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其 模具产值约占全国产值的三分之二以上。 1.2 中国模具工业的产业特点 模具工业发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国 际先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标 与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外 工业发达国家相比尚有 10 年以上的差距。 模具工业工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造， 工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分 企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社 会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。 模具工业大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、 水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够 重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。 模具工业供需矛盾短期难以缓解。近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不 足 74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足 60%。同时，工业发达国 家的模具正在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。市场需求旺 盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。 模具工业体制和人才问题的解决尚需时日。在社会主义市场经济中，竞争性行业， 特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体 制和经营机制已显得越来越不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。 国家对模具行业的政策法规滞后： 1）于模具产品净增值率高，模具企业增值税税负比机械工业其他行业平均水平高 第 1 章 绪论 3 出 1 倍。 2）对发展模具的投资没有相关的鼓励政策。 3）模具企业的技术改造没给予相应政策扶持与优惠待遇。 1.3 模具工业及塑料模技术今后在我国的发展方向 模具方面，中国经济的持续高速发展，为模具工业的发展提供了广阔的空间。模 具行业在今后的发展中，首先要更加注意其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精 密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来发展。 没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品 的上规模、上档次。如汽车生产中 90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和 长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达 40%左右。而模具技术水平的高低，在很大 程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。已成为衡量一个国家产品制造 水平高低的重要标志。 其次，要积极推进中西部地区模具产业的发展，努力缩小发达地区和不发达地 区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、 四川、河北等模具生产企业的生产规模、技术水平都有了很大的发展，河北兴林车身 制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓;四川宜宾 普什模具有限公司凭借强有力的资金投入，将在未来写下新的篇章。 第三.要积极推进模具企业特别是国有企业的体制创新，转换经营机制，大力发 展混合所有制经济，明晰产权和完善法人治理结构。充分发掘企业发展的内在动力。 要积极推进中、西部工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离，使其模具车间、 分厂在不太长的时间里，采用多种有效实现形式，转换机制，大力发展产权明晰、独 立自主经营，适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业，培养能代表行 业水平的“龙头”企业，带动地区产业链的发展。 第四.用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进 步的关键环节。CADCAECAM 技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用， 使模具的设计制造技术发生了重大变革。再有，模具的开发和制造水平的提高，还有 赖于采用数控精密高效加工设备，如五轴加工机床、高速铣等。超精加工手段也大量 用于模具加工，当前，模具加工技术的重点方向是无图化生产、单件高精度并行加工、 少人化或无人化加工和贯彻只装不配少修的原则等。逆向工程、并行工程、敏捷制造、 虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用也已普遍。 在塑料模工业发展上，我国今后将扶植以下的发展方向： 1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模 成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔 所 广东石油化工学院本科毕业(设计)论文：打印机后挡板注射模设计 5 致。 2、在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD 技术。CAD 技术已发展成为一项比较成 熟的共性技术，近年来模具 CAD 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接 受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的 CAD 一体化系统结构初见 端倪，其将解决传统混合型 CAD 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD 软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在 我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技 术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源， 所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极 生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产 品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体 辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用 于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分 析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型 工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化 程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模 具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一 的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高 标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必 要。 7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程、并行工程。采用三坐标测量仪 或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、 廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。应用并行工程，能最大限度地减少设计 反复，缩短设计、生产准备和制造时间。 第第 2 章章 塑料制件的工艺性分析塑料制件的工艺性分析 塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性。在塑料生产过程 中，一方面成型会对塑件的结构、形状、尺寸精度等诸方面提出要求，以便降低模具 结构的复杂程度和制造难度，保证生产出价廉物美的塑料制件；另一方面，通过对给 定塑件的结构工艺性进行分析，弄清塑件生产的难点，为模具设计和制造提供依据。 2.1 塑件模型建立 毕业设计的塑料件原型为利盟打印机后挡板,有些许改动，手工测量并且绘制出这 个后挡板的 3D 图。模型绘制采用 PTC 公司的产品 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0,最终绘 制出来的 3D 结构图 2-1 所示: 图 2-1塑件模型 3D 图 2.2 塑料的成型工艺特性 塑料在常温下是玻璃态，若加热则变为高弹性，进而变为粘流态，从而具有优良 第 2 章 塑料制件的工艺性分析 7 的 可塑性，可以用许多高生产率的成型方法来制造产品，这样就可以节约原料，节省工 时，简化工艺过程，且对工人技术要求低，易于组织大批量生产。 2.2.1 收缩率 塑料从热的模具中取出并冷却到室温后，其尺寸发生变化的特性称为收缩率。由 于收缩率不仅是树脂本向的热胀冷缩，而且还与各种成型因素有关，因此成型后塑件 的收缩称为成型收缩。成型收缩主要表现在以下几个方面： （1）塑件的线尺寸收缩 由于热胀冷缩、塑件脱模时的弹性恢复、塑件变形等原 因，导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小。为此，型腔设计时必须考虑予以补偿。 （2）收缩方向性 塑料在成型时由于各个方向的收缩不同，致使塑件的性能呈各 向异性。例如沿料流方向收缩大，强度高，而与料流垂直方向则收缩小，强度低。此 外，成型时由于塑件各部位密度及填料分布不均匀。这种由于收缩的方向性而产生的 收缩不一致，容易使塑件发生翘曲、变形、裂纹，尤其在挤塑及注射成型时方向性更 为明显。 （3）后收缩 塑料成型时，由于受成型压力、剪切应力、各向异性、密度不匀、 填料分布不匀、模温不匀、硬化不匀及塑件变形等因素的影响，引起一系列应力的作 用，这些应力在粘流态时不能全部消失，故塑件在应力状态下成型时存在残余应力。 （4）后处理收缩 有时按性能及工艺要求，塑件成型后需要进行热处理，而处理 后也会导致塑件尺寸发生变化。故在模具设计时，对高精度塑件应考虑后收缩及后处 理收缩的误差，并予以补偿。2.2.2 比体积和压缩率 比体积是单位质量的松散塑料所占的体积，以 cm3/g 计；压缩率是塑料的体积与 塑件的体积之比，其值恒大于 1。 比体积和压缩率都表示粉状或短纤维塑料的松散性。它们都可以用来确定模具或 注射机加料的大小。比体积和压缩率大，则要求加料量大。同时，比体积和压缩率越 大，塑料内充气增多，排气困难，成型周期增长，生产率降低；比体积和压缩率小， 使压锭和压制容易，而且压锭重量也较准确。但是，比体积太小，则影响塑料的松散 性，以容积法装料时造成塑件重量不准确。 比体积的大小也常因塑料的粒度及颗粒不均匀度不同而有误差。 2.2.3 流动性 塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称流动性。影响流动性的因素主要有以 下几个方面： （1）塑料品种 不同品种的塑料，其流动性各不相同，即使同一品种的塑料，由 于其中树脂