[机械毕业论文]打印机外罩结构和模具设计【专业答辩必备资料】

题目：打印机外罩结构和模具设计 系 （部）：自动化系 专 业 班：机械电子工程 0301 班 姓 名：李少旭 学 号： 20031100002 指导老师：杨秀芝 2007 年 4 月 毕业设计（论文）开题报告 姓名 李少旭 专业班 机电 0301 系别 自动化 指导教师 杨秀芝 同组姓名 周旺林 、 卢文涛 论文题目 打印机外罩结构和模具设计 课题研究背景 ： 我国塑料模具工业从 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大屏幕彩电塑壳注射模具和打印机外壳注射模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具等。但与国外相比还需进一步提高 大型 、 精密 、 复杂 、 长寿命模具的设计水平及比例 ； 在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术 ； 开发新的成型工艺和快速经济模具 ； 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率 ； 应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量 ； 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程 。 未来的发展趋势是：大型化 、 高精密度化 、 多功能复合型 、 热流道模具 、 气辅模具 、 高压注射成型。 本次毕业设计 研究内容 ： 主要有以下几点： 一：打印机外罩的成型工艺参数及成型条件。包括成型的工艺参数有成型温度、成型压力 、 成型保持时间和成型的条件的选择。 二：打印机外罩设计的工艺性要求。主要四个方面： 1、 外罩几何形状的要素。如：壁厚 、加强筋与增强结构、支撑面与凸台、圆角与孔、文字、符号、花纹、合叶设计及其它几何形状要求。 2、金属嵌件的用途、种类及其设计原则。 3、外罩的尺度精度。有影响外罩尺度精度的因素和外罩的尺度公差。 三：本模具型腔的设计与计算 。主要包括型腔数的确定、分型面的确定、成型零部件结构形式、凹模与凸模工作尺寸计算。 四：本模具零件强度设计及校核。确定模具型腔时，应考虑使其在高压熔体的作用下具有足够的强度与刚度，又不使模具过于笨重。 五：注射机的选择。应考虑九个方面： 1、注射量的校核。 2、合模力的校核。 3、注射压力的校核。 4、模具高度与注射机闭合高度的关系校核。 5、开模行程。6、推出装置的校核。 7、模具外型与注射机拉杆间距的关系。 8、定位孔的直径。 9、喷嘴前端孔径和球面半径。 六：本模具设计采用的标准。包括零件标准、中小型模架标准和大型模 架标准。 七：本模具构件设计及标准。需要四个方面的设计： 1、模具构件设计与标准。构件包括支承件、导向副及定位零件，其设计与标准需查表。 2、模具附加机构设计与标准。包括抽芯机构设计与标准、抽芯机构零件的设计与标准和脱模机构设计与标准。 3、浇注系统设计。包括浇注系统组成及设计要求、浇注系统设计（主浇道、分浇道、浇口、浇口位置的选择、冷料穴与拉料杆、排气槽）和热浇道设计。 4、加热与冷却系统的设计。主要考虑冷却水路形式、冷却计算、加热元件和加热量计算等。 重点与难点 ： 模具的设计过程包括产品建模 、 工艺分析；制定模具 方案 、 选择模架；模具工件部件 、 辅助装置和零件详细的设计 、 模具总装图设计等部分；最终能够生成总装图 、 部装图及模具零件图。 本次设计的重点与难点主要有十个方面：模具是否有良好的充填形式，制品能否全部注满；打印机外罩是否达到实际最小壁厚；浇口位置与浇口数量是否最佳；流道系统的优化设计；冷却系统的优化设计；工艺方案分析与论证；模具典型零件的加工与装配；如何减小返修成本；如何减小塑件应力和翘曲；型腔加工仿真。 毕业设计成果 ： 设计论文 、 零件图 、装配图 参考书籍 1、 塑料模设计及制造 中国机械工业教育协会 组编 机械工业出版社 2、 实用模具设计与制造手册 许发樾 主编 机械工业出版社 3、 塑料制品与模具设计 徐佩弘 主编 中国轻工业出版社 . 4、 型腔模具设计与制造 章飞 陈国平 主编 化学工业出版社 . 5、 /html/2005-3-14/200531485540.asp 6、 /info/infoview.asp?id=75468 指导教师 （签字） 同组设计 者（签字） 教研室主任 （签字） 二 年 月 日 打印机外罩结构和模具设计 The design of printer housing structure and mold 系 （部）：自动化系 专 业 班：机械电子工程 0301 班 姓 名：李少旭 学 号： 20031100002 指导老师：杨 秀芝 2007 年 4 月 摘要 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 本论文 介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则，详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、 模具开模行程、注射机的锁模力等。在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。 最后则是模具的装配环节，包括制定装配步骤、明确注意事项等。 通过本设计，可以对注塑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 AutoCAD 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： 生产工艺 注射 模 成型零件 装配 塑料模具 分型面 Abstract Plastic industry is grows now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design； Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts， reasonable drawing mechanism and so on The design should be certification Primarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes， the name distance，injection machine of the die draw force and so on After Qualified in check， the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account the economy Final assembly is part of the mold， which including the design of assembly steps， clear proceeding required attention Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work； Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency. Key word: Manufacture process Injection mold Shaped parts The plastic mold Divides the profile 目录 摘要 Abstract 1 绪 论 1 1.1 我国塑料模具工业的发展现状及特点 1 1.2 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向 2 1.3 论文的主要研究目标及内容 3 1.3.1 设计目标 4 1.3.2 设计的主要内容 4 1.3.3 设计的关键技术问题 4 2 外罩材料的成型工艺参数及成型条件 5 2.1 成型工艺参数 5 2.2 成型条件 6 3 打印机 外罩设计的工艺性要求 7 3.1 外罩几何形状要素 7 3.1.1 外罩壁厚 7 3.1.2 加强筋与增强结构 7 3.1.3 外罩支承面 8 3.1.4 圆角与孔 8 3.1.5 外罩上的文字、符号 9 3.2 外罩的 几何形状 10 3.3 外罩的尺寸精度 11 3.3.1 影响外罩尺寸精度的因素 11 3.3.2 外罩的尺寸公差 11 4 模具设计采用的标准 12 4.1 零件标准 12 4.2 模架标准 12 5 模具型腔设计 14 5.1 型腔数的确定 14 5.2 分型面的确定 14 5.3 成型零件的结构设计 14 5.3.1 凹模的结构设计 15 5.3.2 型芯的结构设计 16 6 注射机的选择 17 6.1 注射机的初选 17 6.2 注射机的校核 17 6.2.1 模具闭合厚度的确定和校核 17 6.2.2 模具安装尺寸的校核 17 6.2.3 模具开模行程的校核 18 6.2.4 注射机锁模力的校 核 18 7 模具构件设计与标准 19 7.1 支承件的设计 19 7.1.1 动模座板和定模座板设计 19 7.1.2 固定板设计 19 7.1.3 支承板的设计 20 7.1.4 垫块的设计 20 7.2 导向零件的设计 20 7.2.1 导柱和 导套的结构及其固定形式 21 7.2.2 推板导柱和推板导套的结构及其固定形式 22 7.3 定位零件的设计 22 7.3.1 定位圈的设计 23 7.3.2 限位钉的设计 23 7.4 推出零 件的设计 23 7.4.1 推出机构的选择 23 7.4.2 推出机构的设计采用的设计原则 24 7.4.3 零部件设计 24 8 浇注系统的设计 26 8.1 浇注 系统的组成 26 8.2 浇注 系统设计的基本原则 26 8.3 浇注 系统的设计 27 8.3.1 主流道的设计 27 8.3.2 分流道的设计 28 8.3.3 冷料穴和拉料杆的设计 29 8.3.4 浇口的设计 30 9 温度调节控制系统的设计 32 9.1 冷却系统的设计 32 9.1.1 冷却通道的设计原则 32 9.1.2 冷却装置的形式 32 9.1.3 冷却通道的形式 32 9.2 加热 系统的设计 33 9.2.1 加热的形式 33 9.2.2 加热的基本要求 33 10 模具的装 配与试模 34 10.1 模具的装配 34 10.1.1 装配图 34 10.1.2 装配步骤 34 10.1.3 模拟开模 35 10.2 试模 37 10.2.1 装模 37 10.2.2 试模 37 10.2.3 后续工作 38 结论 39 致谢 41 参考文献 43 附录 1 45 附录 2 46 1 绪 论 1.1 我国塑料模具工业的发展现状及特点 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 .K 模具有限 公司制造多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、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 0.02mm 0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2 m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 10 30 万次，淬火钢模达 50 1000 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 29 34 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模具。但总体上热流道的采用率达 不到 10%，与国外的 50% 80%相比，差距较大。 在制造技术方面， CAD/CAM/CAE 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/CAM 系统，如美国 EDS 的 UG、美国 Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美国 CV 公司的 CADS5、英国 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美国 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等。 这些系 统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了 CAD/CAM的集成，并能支持 CAE 技术对成型过程，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/CAM 技术的发展。 近年来，我国自主开发的塑料模 CAD/CAM 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 系统及CAE 软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。 近年 来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如： P20， 3Gr2Mo、 PMS、SM、 SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到 70% 80%相比，仍有差距。 据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不 断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、 PVC 塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量 巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。 1.2 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向 (1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。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 所致。 (2)在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。 CAD/CAM 技术已发展成 为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 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良好的条件；基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题； CAD/CAM 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，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 (4)开发新的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的规格品种。 (6)应用优质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。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/CAM 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。 1.3 论文的主要研究目标及内容 1.3.1 设计目标 （ 1） 完成打印机外罩的结构设计。 （ 2） 完成打印机外罩的模具设计。 （ 3） 完成打印机外罩零件图和模具装配图的绘制。 1.3.2 设计的主要内容 本论文，主要是对打印机外罩结构和模具设计做了研究和探讨，所做的工作主要有以下几个方面： （ 1） 介 绍了打印机外罩在当前社会上发展的结构形式状况，以这些情况为主要思路，设计出打印机外罩的结构形式。 （ 2） 根据打印机外罩的结构形式，选出模具的基本模架 ，然后根据外罩的工艺要求设计出外罩的成型零件和模具所有构件。 （ 3） 对模具进行试模 、调整。以得到符合实际生产要求的模具。 1.3.3 设计的关键技术问题 在设计模具的过程中，要解决的最主要问题是，各个构件之间相互配合的问题。各个构件之间选用合适的配合的方式，使 各个构件之间不发生碰撞，灵活自如， 整个模具平稳运作 。 2 外罩材料的成型工艺参数及成型条件 目前，塑件材料主要分为热固性塑料和热塑性材料两大类。成型的方式有：注射 、 压缩 、 压注等多种。本次毕业设计采用热塑性材料即 ABS 工程塑料，注射成型。 2.1 成型工艺参数 塑件的成型工艺参数主要是温度 、 压力和时间三大要素。 1 温度。注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度 、 喷嘴温度和模具温度等。 （ 1） 料筒温度 料筒温度的选择应保证塑料塑化良好，能顺利实现注射，而不 会引起塑料分解。 （ 2） 喷嘴温度 料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。料筒和喷嘴 温度对成型条件及塑件的物理 力学性能影响十分显著。 （ 3） 模具温度 模具温度对塑件的内在性能和表现质量有很大影响。模具温度根据塑件是否结晶 、 塑件的尺寸和结构要求等。 2. 压力。注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，它们都直接影响塑料的塑化和塑件的质量。 （ 1） 塑化压力 注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计 、 塑件质量的要求以及塑件的种类等的不同而异。 （ 2） 注射压力 注射压力的大小取决于注射成型机的类型、模具结构、塑件壁厚、塑件种类和注射成型工艺等。 3. 时间。 一次注射成型周期包括注射时间（充模时 间和保压时间） 、 闭模冷却时间和其它时间（开模 、 脱模 、 涂脱模剂 、 安放嵌件 、 闭模等时间）。 （ 1） 生产中充模时 间 为 3 5s。注射时间中的保压时间所占比例较大，一般约为 20 120s。在浇口处熔料凝结之前，保压时间的长短对塑件 尺寸精度有直接影响，而浇口处凝结之后则无影响。保压时间 以塑件的收缩波动范围最小的时间为准。 （ 2） 冷却时间取 决于塑件厚度，塑件的热性能和结晶性能，以及模具温度。冷却时间 约为 30 120s 范围内。冷却时间过长会 对复杂塑件造成脱模困难。 温度、压力和时间。这三大成型工艺控制因素，都需要根据 塑料品种、塑件壁厚和形状以及模具结构来恰当的选定。 2.2 成型条件 成型条件的选择和控制直接影响塑料的塑化流动和冷却的温度 、压力和相应的各个作用时间，是生产优质塑件的主要因素。本外罩的成型条件见表 1-1。 表 1-1 外罩的成型条件 塑料名称 苯乙烯 -丁二烯 -丙烯腈共聚物 缩写 ABS 注射成型机类型 螺杆式 堆密度 /g -3（不小于） 1.05 计算收缩率（ %） 0.5 预热 温度 / 80 时间 /h 2 料筒温度 后段 165 中段 170 前段 190 喷嘴温度 / 175 模具温度 / 65 注射压力 /MPa 80 成型时间 /s 注射时间 55 高压时间 3 冷却时间 70 总周期 128 螺杆转速 /r min-1 30 适用注射机类型 螺杆 、柱塞均可 后处理 方法 红外线灯烘箱 温度 / 70 时间 /h 2 说明 该成型条件为加工通用级 ABS 料时所用。 3 打印机 外罩设计的工艺性要求 外罩的工艺性就是外罩对成型加工的适应性。外罩工艺性的好坏不但关系到外罩能否顺利成型，也关系到外罩的 质量以及外罩模具结构是否经济合理。外罩工艺性的好坏主要取决于外罩设计，在设计外罩时不仅要满足使用要求，而且要符合成型工艺特点，并尽可能简化模具结构。这样，不仅能保证成型工艺顺利实施，提高产品质量，又能提高生产率，降低成本。 3.1 外罩几何形状尺寸设计 3.1.1. 外罩壁厚 外罩的壁厚主要决定于外壳的使用条件，但壁厚的大小对塑件成型影响很大，壁厚过小则成型时流动阻力大，而且不能保证塑件的强度和刚度；壁厚过大则浪费原料，增加塑件的成本，还容易产生气 、 泡缩孔等缺陷。 本外壳属于大型塑件，其高度为 100mm，长 度为 500mm，宽度为 200mm。壁厚的设计包括以下几个方面： （ 1） 有大面向小面的过渡采用光滑过渡。 （ 2） 浇口处的厚度比其它部位稍厚一些。 壁厚简图见图 3-1。 图 3-1 外罩壁厚 3.1.2. 加强筋与增强结构 为了确保外壳的强度和刚度在外壳的内表面设置设置加强筋结构，同时可以改善成型是塑料熔体的流动状况。设计主要的考虑有五个方面： （ 1） 尽量减少塑料的局部集中，以免产生缩孔和气泡。 （ 2） 加强筋的尺寸不宜过大，尽 量矮一些、多一些。 （ 3） 加强筋之间中心距大于两倍壁厚，这样既可以避免缩孔产生，又可以提高 塑件的强度和刚度。 （ 4） 加强筋布置的方向与熔体流动的方向一致，有利于熔体充满型腔，避免熔体流动受到搅乱。 （ 5） 加强筋的端面与塑件支承面平行，有一定距离。 主要数据如下： 加强筋与壁部连接处的圆角半径为： R=1.5 mm。 两加强筋的距离为： L=30 mm。 加强筋的高度为； H=3 mm。 加强筋的宽度为： T=2 mm， t=1.5 mm。 简图见图 3-2。 图 3-2 加强筋的布 置 3.1.3. 外罩支承面 外罩支承面用来配置自攻螺钉孔。与侧壁连接，以提高其强度；与加强筋连接，以避免形成增厚部位。 设计简图见图 3-3。 图 3-3 支承面 3.1.4. 圆角与孔 （ 1） 圆角 本外罩上的转角处采用圆弧过渡，这样不仅避免了应力集中，提高 了强度，而且还使塑件变得美观，有利于塑 料冲模时的流动。内壁圆角半径是壁厚的一半，外壁圆角半径 为壁厚的 1.5 倍 ， 圆角半径不应小于 0.5 mm。本外罩转角的设计尺寸为： R=1.5H=3.75 mm， r=0.5H=1.25 mm。外罩的转角处设计如图 3-4。 图 3-4 转角 （ 2） 孔 本外罩上的孔有操作按纽孔、数据线孔和散热孔。设计考虑两个方面： a：孔的形状简单，避免增加模具制造的复杂性。 b：孔与孔之间 和孔与壁之间保持一定的距离，以保证外壳的强度。 操作按纽孔 见图 3-5 a）；数据线孔见图 3-5 b）；散热孔见图 3-5 c）。 a） 操作按纽孔 b） 数据线孔 c） 散热孔 图 3-5 为了减少模具设计以及生产制造的复杂性，数据线孔和散热孔由外罩生产出来后机械加工。 3.1.5. 外罩上的文字、符号 塑件上的标记、符号和文字有三种不同的结构形式：第一种为凸字，这种形式制模方便，但使用过程中凸 字容易损坏；第二种为凹 字，凹字可以填上各种颜色的油漆， 但这种形式如果用机械加工模具则较麻烦；第三种为凹坑凸字，在凸字的周围带有凹入的装饰框，这种结构形式的凸字在使用时不易损坏，模具制造也比较方便。本外罩上的文字、符号采用第三种结构形式。设计的根据： （ 1） 线条宽度不小于 0.3 mm，一般以 0.8 mm 最为适宜。 （ 2） 两条线之间的距离不小于 0.4 mm，边框可比字体高出 0.3 mm 以上。 （ 3） 字体和符号的脱模斜度应大于 10，字符平行于模具分型面。字符高在0.3 0.5mm 范围内。 具体数据为： 字符高度为 0.3 mm；线条宽度为 0.8mm；符号的脱模斜度为 15；字符成型面有 0 45的斜度。字体见图 3-6。 图 3-6 字体 3.2 外罩的几何形状。 本外罩几何形状的确定主要考虑三个方面 ： （ 1） 有利于外罩的成型、简化模具结构、降低成本、提高生产率和保证外罩的质量。为了开模是易于取出塑件，尽量避免侧壁凹槽或与塑件脱模方向垂直的孔。 （ 2）为了提高外罩的强度和刚度，将外罩的上顶 面设计成拱形曲面。 （ 3）由于塑件冷却后产生的收缩，会紧紧地包住模具型芯型腔中凸出的部分。为了塑件容易从模具内脱出，使塑件的外壁具有一定的脱模斜度。由于塑件壁较薄，精度要求较高，所以选择较小的脱模斜度。选为 20。顶盖见图 3-7，底盖见图 3-8，其尺寸见零件图纸 。 图 3-7 顶盖 图 3-8 底盖 3.3 外罩的尺寸精度 3.3.1 影响外罩尺寸精度的因素 影响外罩尺寸精度的因素很多 ， 表 3-1 列出了造成外罩尺寸误差的主要原因。 表 3-1 影响外罩尺寸精度的因 原因分类 原因的细节 和模具直接有关系 模具的形式或基本结构；模具的加工制造误差；模具的磨损、变形、热膨胀。 和塑料有关的原因 塑料的标准收缩率的变化；塑料的成型收缩、流动性、结晶化程度的差异；再生塑料的混合、着色剂等添加剂的影响；塑料中的水分以及挥发和分解气体的影响。 和成型工艺有关的原因 由于成型条件变化造成的成型收缩率的波动；成型操作变化的影响；脱模顶出时的塑料变形，弹性恢复。 和成型后实效有关的原因 周围温度、湿度不同造成的尺寸变化；塑料的塑性变形及因为外力作用产生的蠕变、弹性恢复；残余应力、残余变形起的变化。 从表中可以看到外罩尺寸误差的产生是诸多因素综合影响的结果。目前我国一些工厂的经验是，外罩的基本尺寸在 120 500 mm，模具成型部件的尺寸公差取外罩尺寸公差的 1/9 1/8。 3.3.2 外罩的尺寸公差 本外壳在使用上不需要采用高精度等级， 但为了不影响外罩的美观，也不能采用低精度等级。同时，考虑到本外罩材料的性能和成型工艺特点，经查表 6-44实用模具设计与制造手册，精度等级选为 4 级。 4 模具设计采用的标准 4.1 零件标准 GB 4619.1 推杆 GB 4619.2 直导套 GB 4619.3 带头导套 GB 4619.4 带头导柱 GB 4619.5 有肩导柱 GB 4619.6 垫块 GB 4619.7 推板 GB 4619.8 模板 GB 4619.9 限位钉 GB 4619.10 支承柱 GB 4619.11 圆锥定位柱 GB 4170 塑料注射模零件技术条件 零件的设计尺寸和装配在以下章节进行阐述。 4.2 模架标准 本次设计，根据外罩的结构尺寸，采用大型模架标准（ GB/T12555.1-1990）。大型模架组合形式按模具所采用的浇口形式、制作的脱模方法和定模、动模组成数分为基本型和派生型两类。按动模板数，基本型有分为 A 型和 B 型两种。 根据外罩顶盖和底盖的结构形状， 由于 顶盖 高 度较高，型腔较深而 采用 A 型，见图 4-1；底盖 高度较低，型腔较浅而 采用 B 型见图 4-2。 图 4-1 顶盖模架 图 4-2 底盖模架 5 模具型腔设计 5.1 型腔数的确定 型腔数的确定，主要跟注射机的 最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的精度要求、生产的经济性等因素有关。考虑到本次设计的设计要求，本次设计采用一模一腔结构，配套生产。 5.2 分型面的确定 分型面的选择受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、及其形状、塑件在模具内的成型位置、脱模方法、浇口的形式及位置、模具类型、模具排气、模具制造及其成型设备结构因素的影响。本次设计，分型面的选择考虑七个方面： （ 1） 便于塑件的脱模。 （ 2） 考虑塑件的外观。 （ 3） 保证塑件的尺寸精度。 （ 4） 有利于防止溢料，考虑飞边在塑件上的位置。 （ 5） 有利于排气。 （ 6） 考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响。 （ 7） 使成型零件便于加工。 根据以上所思及外罩的形状、尺寸精度要求，分型面的选择见图：图 5-1 a）顶盖分型面， b） 底盖分型面。 a） 顶盖分型面 b） 底盖分型面 图 5-1 5.3 成型零件的结构设计 成型零件是构成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、型芯、螺纹 型芯、螺纹型环等。由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到塑件的质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性，以承受塑料的积压力和料流 的摩擦力，达到足够的精度和表面粗糙度。 5.3.1 凹摸的结构设计 （ 1） 凹模的结构形式 凹模 又称阴模，它是成型塑件外表面的零件。凹模的结构形式要根据塑件成型的需要和加工与装配的工艺要求而定。本次设计顶盖和底盖都采用整体式凹模，因为塑件外壳的结构比较简单而且整体式凹模结构简单牢固、强度高、成型零件的质量比较好。见图 5-2：（以低盖为例 ，其尺寸见零件图 ） 图 5-2 凹模 （ 2） 凹模的技术要求 凹模的材料 对一般结构形状较简单的凹模常采用 T8、 T10、 T10A 钢。本凹模结构形状比较简单，因此采用 T8 钢。 凹模的热处理 因为本凹模结构形状比较见简单，因此凹模热处理硬度要求达 45 50HRC。 凹模的表面粗糙度 表面粗糙度采用一般要求，为 Ra0.2 Ra0.1um。 凹模的表面处理 成型 表面镀铬，镀铬层深度为 0.015 0.02mm，镀铬应抛光，达到表面粗糙度的要求。 凹模的加工 凹模套锥度和模块锥度要配合严密的部位，采用配制加工方法，以保证配合精度。 （ 3） 凹模的装配 见图 5-3。（以低盖为例 ，其装配基准见装配图 ） 图 5-3 凹模的装配 5.3.2 型芯的结构设计 型芯是成型塑件内表面的成型零件。根据型芯所成型零件内表面大小不同，通常又有型芯和成型杆之分。型芯一般是指成型塑件中较大的主要内型 的成型零件，又称主型芯，成型杆一般是指成型塑件上较小的成型零件，又称小型芯。 （ 1） 型芯的结构形式 由于外罩的结构形状比较简单，因而， 型芯的结构形式采用整体式，顶盖型芯的结构形式采用型芯与成型杆相结合的镶拼组合式型芯。见图 5-4：（ a）底盖型芯，b）顶盖型芯 ，其尺寸见零件图 ） a） 底盖型芯 b） 顶盖型芯 图 5-4 （ 2） 型芯的技术要求 型芯材料 选为 T8。 表面粗糙度 成型部分为 Ra0.10 Ra0.025um；配合部分为 Ra0.8 um；其余部分为 Ra6.3 Ra1.6 um。 热处理硬度 45 50HRC。 表面处理 成型部分镀铬，镀铬层深度为 0.015 0.020mm，镀铬后抛光处理。 配合加工 因为顶盖上有孔，为了达到同心度的要求，顶盖采用配合加工。 （ 3） 型芯的装配 为了降低成产成本、节约资源、提高生产效率，顶盖和底盖的型芯采用相同的装配方式。以顶盖的装配方式为 例，见图 5-5： 图 5-5 型芯的装配 6 注射机的选择 在模具设计时，必须根据塑件的具体情况，选用合适的注射机。这就要熟悉所选用注射机的技术规范，并对有关参数进行校核。 6.1 注射机的初选 根据外罩的结构形状、工艺要求和我国一些工厂的生产经验：顶盖模具的基本模架选为 A 一 6575 33GB T12555.1 1990，底盖模具的基本模架选为 B 一 6575 19 GB T12555.1 1990，其中由于动模板和定模板不能满足本塑件的要求而 自行设计；模具的注射机类型初选为 FD650 型。 6.2 注射机的校核 注射机的 校核主要有四个方面的内容： （ 1） 模具闭合厚度的确定和校核 。 （ 2） 模具安装尺寸的校核 。 （ 3） 模具开模行程的校核 。 （ 4） 注射机锁模力的校核 。 6.2.1 模具闭合厚度的确定和校核 根据公式： H= H1 + H2 + H3+A+B+C（其中， A：表示定模厚度； B：表示动模厚度； C：表示垫块高度； H1：表示定模板座厚度； H2：表示动模板座厚度； H3：表示支承板厚度。） （ 1） 顶盖模具厚度 H= H1+ H2+A+B+C=25+40+130+100+200=495mm FD650 型的注射机的安装模具厚度范围为 460 980mm.。经校核，所选注射机类型 合格。 （ 2） 底盖模具厚度 H=H1+H2+H3+A+B+C=25+40+80+60+100+160=465mm。经校核，所选注射机类型合格。 6.2.2 模具安装尺寸的校核 （ 1） 顶盖模具安装尺寸校核 该模架外形尺寸为 400mmx750mmx495mm。经校核， FD650 型注射机的安装尺寸满足 要求 。 （ 2） 底盖模具安装尺寸校核 该模架外形尺寸为 400mm 750mm 465mm。经校核， FD650 型注射机的安装尺寸满足 要求 。 6.2.3 模具开模行程的校核 （ 1） 顶盖 模具开模行程的校核 FD650 型注射机的最大开模行程 S=1980mm，超过塑件深度 100mm， 能够完全脱模，因此 满足要求 。 （ 2） 底盖 模具开模行程的校核 JPH250 型注射机的最大开模行程 S=1980mm(受模厚影响减少 )，远远超过底盖的高度 20mm，能够完全脱模，因此满足要求 。 6.2.4 注射机锁模力的校核 （ 1） 顶盖模具 注射机锁模力的校核 因为， 注射压力 80MPa，塑件在分型面上的投影面积约为： 100 500=50000 mm2 则总压力为： 80 50000=4000kN 而 FD650 型注射机的锁模力为 6500kN，所以，该注射机 满足要求。 （ 2） 底盖模具 注射机锁模力的校核 因为， 注射压力 80MPa，塑件在分型面上的投影面积约为： 100 500=50000 mm2 则总压力为： 80 50000=4000kN 而 FD650 型注射机的锁模力为 6500kN，所以，该注射机 满足要求 7 模具构件设计与标准 7.1 支承件的设计 模具中的各种固定板（模板）、支承板（垫板）、支承柱（垫块）以及模座（动、定模座板）等均称为支承零件，各种支承零件均应具有足够的强度与刚度。 7.1.1 动模座板和定模座板设计 动模座板和定模座板均是固定塑料模具与成型设备连接的模板，因此，座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应。动模座板的设计与标准见图 7-1 a），定模座板的设计与标准见图 7-1 b）。 a） 动模座板 b） 定 模座板 图 7-1 标准： GB/T 12555.3-1990 材料： 45 钢 形位公差： t1 为 5 级， t2、为 7 级， t3 为 9 级。 7.1.2 固定板设计 固定板是用以固定型芯、凹模 、导柱、导套、推杆等作用。为了 其他零件固定稳固，固定板也应有足够的厚度。以顶罩模具为例，定模板的设计见图 7-2 a），动模板的设计见图 7-2 b）。（底罩模具固定板的设计和标准与顶罩模具相同） a） 定模板 b） 动模板 图 7-2 标准： GB/T 12555.4-1990 材料： 45 钢 形位公差： t1 为 5 级， t2、 t3 为 6 级。 7.1.3 支承板的设计 支承板是垫在固定板背面，防止成型零件和导向零件轴向移动，并承受一定的成型压力。支承板与固定板的连接通常用螺钉和销钉紧固。本次设计采用螺钉连接。 支承板有足够的强度和刚度，以承受成型力而不过量变形，其设计方法与标准与固定板的设计一样，在次，不在多做阐述。 7.1.4 垫块的设计 垫块的作用是形成推出机构所需的推出空间或调节模具闭合高度，以适应成型设备的压板间距。垫块的高度在形成推出机构的推出空间时，应根据推出机构的推出行程确定。依次，顶盖模具的垫块高度确定为 200 mm，见图 7-3 a）；底盖模具的垫块高度确定为 160 mm，见图 7-3 b）。 a） 顶盖模具垫块 b） 底盖模具垫块 图 7-3 标准： CB4169.6-1984 材料： Q235A 钢 粗糙度要求： 0.8。 模具两边垫块的高度应一致，以保证组装后的模具上、下表面平行。 7.2 导向零件的设计 导向零件是保证动模和定模合模时正确定位和导向，并避免模内个零部件发生碰撞和干涉，以保证塑件的形状和精度的重要零件。主要零件包括导柱和导套。 对本次导向零件的设计原则是： （ 1） 导向机构类型的选用。 （ 2） 导柱数量、大小、及其布置。 （ 3） 导向零件的设置注意模具的强度。 （ 4） 导向零件的结构便于导向。 （ 5） 导向准确、运动灵活、平稳，具有足够强度、刚度和耐磨性。 本次设计，顶盖模具的导 向零件和底盖模具的导向零件采用同一结构和固 定形式。现以顶盖模具的导向零件为例，对设计过程作一阐述。 7.2.1 导柱、导套的结构及其固定形式 （ 1） 导柱的结构 导柱的结构形式随模具的结构、大小及塑件生产批量要求的不同而异。本次设计考虑到使用大型模架，而采用带肩导柱（型）。其结构见图 7-4。 图 7-4 导柱 （ 2） 导套的结构 导套的 主要结构形式有直导套和 带头导套。带头导套 结构较复杂，主要用于精度较高的大型模具。根据本次设计的需要，采用带头导套（型）。见图 7-5。 图 7-5 导套 （ 3） 导柱和导套的配合 对于大型注射模具，为防止导套拔出，导柱与导套的配合采用间隙配合 H7/f7。安装方法如图 7-6 所示。 图 7-6 导柱和导套的配合 7.2.2 推板导柱和推板 导套的结构及其固定形式 （ 1） 推板导柱的结构 推板导柱用于推出机构导向的零件，有时可作为支承柱和导柱兼用。结构见图7-7。 图 7-7 推板导柱 （ 2） 推板导套的结构 推板导套采用带头导套（型），见图 7-8。 图 7-8 推板导套 （ 3） 推板导柱和推板导套的固定形式 推板导柱和推板导套之间的配合采用间隙配合 H7/f7。安装方法如图 7-9 所示。 图 7-9 推板导柱和推板导套的固定形式 7.3 定位零件的设计 定位零件包括定位圈、定距螺钉，限位钉及圆锥定位件等。本外罩模具的定位零件只采用定位圈和限位钉。 7.3.1 定位圈 的设计 定位圈与注射机定模固定板中心的定位孔相配合，通常采用 H11/h11 间隙配合，其作用是使主浇 道与喷嘴和机筒对中。定位圈的形式有、型三种。本次设计采用型，具体数据见图 7-10。 图 7-10 定位圈 7.3.2 限位钉的设计 限位钉也称挡销，其作用： （ 1） 使推板与动模座板之间形成间隙，便于清理废料和杂物 （ 2） 通过调节挡销的厚度来控制推杆的位置及推出距离 其结构数据见图 7-11。 图 7-11 限位钉 7.4 推出零件的设计 在注射成型的每一循环中，都必须使塑件由模具型腔中脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为推出机构，或称脱模机构。 本模具的推出过程采用推杆推出。推出过程包括开模、推出、取件、闭模、推出机构复位等过程。推出零件有推杆、复位杆、推杆固定板和推板等。推杆将塑件从型芯中推出；复位杆在闭模过程中使推杆复位；推杆固定板和推板连接和固定所有推杆和复位杆，传递推出力并使整个推出机构能协调运动。 7.4.1 推出机构的选择 推出机构按驱动方式可分为： 手动推出机构、机动推出机构、液压推出机构、 气动推出机构。 机动推出机构是利用注射机的开模动作推出塑件。开模时塑件先随动模一起移动，达到一定位置时，推出机构被注射机上固定不动的顶杆顶住而不再随动模移动时，动模继续移动时，推出机构便将塑件从动模上推出。机动推出机构具有生产效率高、推出力大等优点。因此，本次设计采用机动推出机构。 7.4.2 推出机构的设计 采用的设计 原则 （ 1） 结构可靠 推出机构工作可靠、运动灵活、制造方便、配换容易，机构本身具有足够的强度和刚度，足以克服脱模阻力。 （ 2） 保证塑件不变形不 损坏 正确分析外罩对型腔的附着力的大小和所在部位，选出合适的推出方式和推出位置，使脱模力合理分布。 由于塑件收缩时包紧型芯，因此脱模力作用位置靠近型芯。同时脱模力施与塑件刚度和强度较大的位置。在确定推出零件机构及尺寸时，考虑综合因素，以保证塑件顺利脱模。 （ 3） 保证塑件外观良好 推出塑件的位置，选在塑件内部。 （ 4） 塑件留在动模一边 使模具的推出机构较为简单。 7.4.3 零部件设计 （ 1） 推杆的设计及固定 推杆形式较多，常用为圆截面推杆。由于外罩面积比较大，为了在脱模时外罩的形状不受到太大的影 响，而采用锥面推杆。其设计见图 7-12，固定图见 图 7-13。 图 7-12 推杆 图 7-13 推杆的固定 （ 2） 复位杆的设计及固定 推杆在完成推出塑件动作之后，要求返回初始位置，以待下一次工作。使推杆复位的零件称为复位杆，它是借助模具的闭合动作而使推出机构复位 的杆件，是推出机构中应用最广泛的一种复位零件。复位件在结构上与推杆相似，都是固定在同一板（即推杆固定板）上。两者的不同之处是它们与模板的配合间隙不同，复位杆与模板的配合间隙可以较推杆与模板的配合间隙稍大，同时在复位状态下复位杆的顶面与模具的分型面平行。设计如图 7-14 所示，固定如图 7-15 所示。 图 7-14 复位杆 图 7-15 复位杆的固定 （ 3） 推板和推杆固定板的设计及固定 推板用于塑件加工后塑件的脱模，推杆固定板用于推杆、复位杆在推板上的固定。推板的设计如图 7-16 a）所示，推杆固定板的设计如图 7-16 b）所示，固定方式见图 7-9。 a） 推板 b） 推杆固定板 图 7-16 8 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从接触注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其作用是使塑料熔体平稳且有顺序地填充到型腔中，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部位，以获得组织紧密、外形清晰的塑件。 浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。本次设计采用普通浇注系统。 8.1 浇注 系统的组成 本浇注系统有主流道、分流道、浇口和冷料穴四个部分组成。 （ 1） 主流道 是从注射机喷嘴与模具的接触部分起到分流道为止的一段流道。 （ 2） 分流道 是 介于主流道和浇口之间的一段通道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡通道，能使塑料的流向得到平稳的转换。 （ 3） 浇口 它是分流道与型腔之间的狭窄部分 。这一狭窄短小的浇口能使分流道输送来 的熔融塑料产生加速，形成理想的流动状态而充满型腔。 （ 4） 冷料穴 是直接对着主流道的孔。其作用是储藏注射间隔期间产生的冷料头，以防止冷料进入型腔而影响塑件质量。 8.2 浇注 系统设计的基本原则 （ 1） 适应塑料的成型工艺性 注射成 型时，熔融塑料在浇注系统和型腔中的温度、压力和剪切速率是随时 变化的，相应的表观粘度也不断 发生 变化。因此在设计浇注系统时， 综合考虑这些因素，以便在冲模这一阶段能使熔融塑料以尽可能低的表现粘度和较快的速度充满整个型腔，而在保压这一阶段又能通过浇注系统，使压力充分的传 递到型腔的各个部位， 以获得外形清晰、尺寸稳定、质量较好的塑件。 （ 2） 利用型腔内气体的排出 浇注系统顺利而平稳的引导熔融塑料充满型腔的各个角落，在冲填过程中不产生紊乱或涡流，使型腔内的气体顺利排出。 （ 3） 减少塑料熔体的热量及压力损失 浇注系统能使熔融塑料通过时其热量和压力损失减小，以防止因过快的降温降压而影响塑件的成型质量。 （ 4） 便于修整和不影响塑件的外观质量 设计浇注系统时要结合塑件的大小 形状及技术要求综合考虑，做到去除、修整浇口凝料方便，并且不影响塑件的美观和 使用。 （ 5） 防止外罩翘曲变形 考虑由于浇口收缩等问题，而采取 措施予以防止。 （ 6） 便于减少塑料消耗和减少模具尺寸 在满足以上各项原则的前提下，浇注系统容积尽量小， 以减小模具尺寸，节约模具材料。 8.3 浇注 系统的设计 顶盖模具 和底盖 模具 采用同一类型的浇注系统，以顶盖模具浇注系统的设计为例进行阐述。 8.3.1 主流道的设计 主流道是熔融塑料进入模具型腔时的最 先经过部位 ，其截面尺寸直接影响塑料的流动速度和填充时间，如果主流道截面尺寸太小，则塑料在流动时的冷却时间面积相对增加 ， 造成造型困难。反之，如果主流道截面尺寸太大，则使流道的容积增大，且外罩冷却定型的时间延长，降低了生产效率。基于上述考虑，本外罩属于大型塑件，主流道设计的大一些。主流道的设计如下： （ 1） 主流道的截面采用比表面积最小的圆形截面。因主流道垂直于分型面，为了便于流道凝料的脱出，主流道设计成圆锥形，其锥角为 4 锥孔内壁光滑，表面粗糙度为 0.4um。如图 7-1 所示。 （ 2） 主流道的小端直径根据所选注 射机的规格定为 6mm。为了与注射机喷嘴相吻合，主流道的始端设计为球面凹坑状，球面半径根据注射机喷嘴球面半径确定为31 mm。球面深度取为 5 mm。主流道长度根据定模板厚度确定为 50 mm。如图 8-1所示。 （ 3） 主流道与分流道相接处有过度圆角，是为了减小流料转向是的阻力，半径设为 2mm。如图 8-1 所示。 图 8-1 主流道 （ 4） 浇口套与定位环 由于主流道要于高温的塑料和喷嘴反复接触和碰撞，所以模具的主流道设计成可拆卸更换的衬套（称为浇口套） 。常用的浇口套有型、型两种类型。本次设计采用型。 浇口套固定台阶尺寸不能太大，根据定位环的尺寸确定为 3mm。浇口套的总长度根据主流道的长度确定为 55mm。为减小浇口套同模具之间的温差固定圆柱直径也尽可能小，取为 35mm。结构尺寸见图 8-2。 浇口套与定模板座的配合 按 H7/m6 过渡配合。浇口套与模板配合孔紧密 无缝隙。 浇口套与定位环的装配图见图 8-3。 图 8-2 浇口套 图 8-3 浇口套的装配 8.3.2 分流道的设计 塑件尺寸较大采用浇口进料的单型腔模具和所有多型腔模具都需设置分流道。分流道的设计应能使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快的充满型腔，流动中温度降低尽可能低，同时应能将塑料熔体均匀地分配到各个型腔。 实际选择分流道 的截面形状时， 从减少压力损失和热量散失考虑，本次设计采 用圆形截面分流道。除了考虑以上因素，还要考虑以下因素： （ 1）分流道的截面尺寸视塑件的大小和壁厚、塑件品种、注射 速率和分流长度等因素而定。根据外罩的大小，分流道的长度设为 25mm。分流道的直径经查表 5-9塑料模具设计及制造，确定为 9 mm。 （ 2）分流道的表面不必很光滑，其表面粗糙度为 1.6um，这样流道内料流的外层流速降低，容易冷却而形成固定表皮层，有利于流道的保温。 （ 3）分流道与浇口处的连接光滑过渡，以利于熔体的流动及填充。 （ 4）设计型腔与分流道布置时，使塑件和流道在分型面上总投影面积的几何中心与锁模力的中心相重合。这对于锁模的可靠性和锁模机构受力的均匀性都是有利的，而且还可以防止溢料现象。 （ 5）由于分 流道较长，在其末端设置冷料穴，以防止冷料头堵塞浇口或进入型腔而影响塑件的质量。 8.3.3 冷料穴和拉料杆的设计 注射 成型时，喷嘴前端的熔料温度较低，为防止其进入型腔，通常在流道末端设置用于集存这部分冷料的冷料穴。冷料穴有两种，一种是纯为储存冷料之用；另一类是还兼有拉或推出凝料的作用。 冷料穴设置在熔料流动方向的转折处，以便将冷料入穴中存留起来。根据注射机的类型，以及外壳的成型，把冷料穴设置 在主流道正对面的动模上，冷料穴直径稍大于主流道大端的直径，底部 作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使 冷料穴兼有开模时将主流道 凝料从主流道是拉出而附在动模一边的作用。 冷料穴和拉杆结构有：带钩型拉料杆的冷料穴、带球头拉料杆冷料穴、无拉料杆冷料穴等。 本次设计采用带钩型拉料杆冷料穴，该冷料穴底部有一根与冷料穴公称直径相同的钩形（ Z 型）拉料杆，由于拉料杆头部的侧凹能将主流道凝料构住，开模时即可将凝料从主流道中拉出，同时，由于拉料杆的尾部固定在推杆固定板上，故在塑件推出时，凝料也一同推出。取出塑件时，用手工朝拉料钩的侧向稍许移动，即可将塑件连同浇注系统凝料一道取下。 拉料杆钩形与定模板之间采用 H9/f9 间隙配合，相对固定部分采用 H7/m6 过渡配合，配合部分的表面粗糙度为 Ra0.8。其主要尺寸见图 8-4。 图 8-4 冷料穴和拉料杆 8.3.4 浇口的设计 浇口 是连接分流道和型腔的桥梁，它是整个浇注系统的最薄弱点和关键环节，其形式、尺寸开设在型腔的什么部位对塑件质量影响很大。在大多数情况下，浇口是整个浇注系统中截面最小部分。当熔融塑料通过狭小的浇口时，流速增高，并因摩擦使料温也升高，有利于填充型腔。同时，狭小的浇口适当保压补缩后首先凝固封闭型腔，使 型腔内的熔料即可在无压力状态下自由收缩凝固成型，因而塑件内残余力小，可减小塑件的变形和破裂。 一般浇口的尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以整修。根据我国一些工厂的经验，浇口的截面面积为分流道截面面具的 5%，截面形状为圆形，浇口长度为 1mm，表面粗糙度为 0.4um。 （ 1） 浇口的类型选择 注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸稍有不同，特点和适用情况也有所不同。根据塑料的成型特性，外罩的几何形状与尺寸、生产批量、注射机规格等因素，浇口类型选为直接浇口。如图 8-5 所示。 图 8-5 浇口类型 （ 2） 浇口位置的选择 浇口的开设位置对塑件质量的影响很大，因此在确定浇口位置时，根据塑件的几何形状和技术要 求，进行 全面考虑。主要有以下考虑： 避免引起熔体破裂现象 加大浇口尺寸，以降低流速，平稳地充填型腔，使熔体破裂现象消失。 有利于熔体流动和补缩 浇口位置开设在塑件截面最厚处，以利于熔体填充和补料。 有利于型腔内气体排出 浇口位置设置在塑件表面积最大 处的中央。 防止料流将型芯积压变形 控制流速，对称进料，以防止型芯弯曲。 保证流动比在允许范围内 流动比过 会因料温下降造成熔体不能充满整个型腔。本外罩属于大型塑件，流动比范围确定为 280 300L/t。 （ 1） 浇口设计 浇口设计成圆形横截面、轻微的锥度，并在最大横截面处与塑件连接。熔融塑料通过主流道直接进入型腔，流程短，进料快，流动阻力小，传递压力好，保压补缩作用强，有利于排气和消除熔接痕，且模具结构简单，制造方便。 浇口截面尺寸不能太小，过小的浇口压力损失大、冷凝快、补缩困难会造成塑件缺料、缩 孔等缺陷。同样，浇口截面尺寸也不能过大，过大的浇口注射速率低，温度下降快，塑件可能产生明显的熔接痕和表面云层现象。浇口直径为主流道大端直径，确定为 8mm。如图 8-6 所示。 图 8-6 浇口及位置 |注塑模具 |冲压模具 |工艺夹具 |减速器 |变速器 |机械手 |机器人 |汽修设计 |数控加工编程 |数控改造 |数控机床 |液压设计 |机电 PLC 控制 |单片机 |专用组合机床 |污水处理工程 |化工设备类 |自动生产线类 |三维造型类 -UG-PRE-SW|钻床类 |矿用机械 |农用机械 |专用机械 |本科精品设计 |部分下载 | 为很快找到自己要的题目，可以通过上面分类选择，也可以直接联系 QQ： 249796576 题目每天在更新，一定有你要的资料， 24小时客服 QQ:249796576,也可点进网站下载到历届同学的设计内容 . 图 9-1 底盖模具的冷却通道 图 9-2 顶盖模具的冷却通道 9.2 加热系统的设计 根据热能的来 源，模具的加热方法有：介质或蒸汽加热法、电阻加热法、工频感应加热法等。本次设计采用电阻加热法。 9.2.1 加热的形式 根据外罩和模具的结构形状，将电阻丝制成矩形的电热套，来加热模具。如图9-3 所示。模具的加热温度为 50。 图 9-3 电热套 9.2.2 加热的基本要求 加热时合理布置电热元件，保证电热元件的功率。如电热元件的功率不足，就不能达到模具的温度；如电热元件功率过大，会使模具加热 过快，从而出现局部过热现象。因此模具电阻加热装置有以下要求： 1） 电热元件布置合理 2） 为加强模具的保温措施，减少热量的传导和热辐射的损失，在模具四周设置石棉隔热板，厚度为 5 mm。 如图 9-3 所示。 10 模具的装配与试模 影响塑件的尺寸精度的因素除了模具零件的尺寸精度、结构等外，很重要的一点就是装配精度。目前很多高精密注射模的模具都是靠进口，虽然价格贵，可是装配工艺好，成型零件品质有保证。所以 ，装配工艺的好坏，也直接影响最终成型质量。这里主要以打印机底盖 的模具装配工艺为主来阐述，其它模具的装配工艺也类似。 10.1 模具的装配 10.1.1 装配图 通过以上章节的探讨和设计的出本模具的装配图（以底盖模具为例），如图 10-1所示。 图 10-1 装配图 1 定模板座， 2、 6、 14、 24 内六角圆柱头螺钉， 3 定模板， 4 推杆， 5 动模板， 7 支承板，8 垫块， 9 推杆固定板， 10 推板， 11 限位钉， 12 动模板座， 13 浇口套， 15 定位环， 16 冷却水道， 17 导套， 18 导柱， 19 复位杆， 20 型芯， 21 拉料杆 ， 22 推板导套， 24 螺钉， 25 衬套， 26 弹簧 。 10.1.2 装配步骤 （ 1） 精修动、定模分型面，控制型腔厚度 （ 2） 复钻各螺孔、销孔及推件孔，动、定模模块分别夹紧，复钻各孔 （ 3） 压入导柱、导套、浇口套，注意检查导柱导套配合松紧度 （ 4） 磨安装基面 （ 5） 装好定模部分 （ 6） 装好动模部分 （ 7） 修正推杆及验证复位弹簧 （ 8） 试模、调整 10.1.3 模拟开模 开模过程如图 10-2 所示。 a）注射， b）开模， c）推出塑件， d）开始复位， e）合模。 a） 注射 b） 开模 c） 推出塑件 d） 开始复位 e） 合模 图 10-2 10.2 试模 塑料 模具制造完成后，必须经过试模合格，才能投入批量生产。本模具是主要衡量以下标准： （ 1） 成型外罩各部尺寸和粗糙度均满足蓝图要求； （ 2） 浇注系统在常规条件下，注射状态正常； （ 3） 外罩各部均无明显飞边和阻碍外罩脱模的现象发生； （ 4） 成型的外罩及浇注凝料均能顺利的完成脱模； （ 5） 相对移动部分运动自如，稳定可靠； （ 6） 成型过程安全可靠，无事故隐患； （ 7） 冷却水道畅通，无漏水现象。 试模过程分装模、试模及休整三个阶段。 10.2.1 装模 装模 包括预检、装模、紧固、校正顶杆顶出距离、调节合模松紧程度以 及通冷却水路等内容。 （ 1） 预检 试模在安装前，根据图纸，对模具再检查一次 ，以便及时发现问题进行休整，并检测模具安装空间是否满足注射机的安装条件。 结论 为期六个月的毕业设计即将结束，这也标志着我四年的大学生活已经拉开了帷幕。在过去的六个月中，有喜悦、有苦恼，有紧张也有放纵。可以说，这是我大学生活的一个缩影，也是我大学期间的最后一次做作业。 这次作业是一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次毕业设计我收获了许多。 首先，是精神上的收获，它是我今后走上工