打印机外罩模具设计.doc

毕业论文（设计）题 目：打印机外罩模具设计 姓 名 ： 学 号 ： 专 业 ： 班 级 ： 指导教师： 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。在校验合格厚，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。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 in the world today is one of the fastest growing industrial categories, and rapid development of injection mold is one of the species, therefore, the injection mould for understanding the plastic production process and improve product quality has great significance. This paper introduces the basic principle of injection molding, especially the single parting surface of injection mould structure and working principle of plastic products, put forward the basic design principles, introduces in detail the cold runner gating system, injection mould temperature control system and ejection system design process and to mould strength requirement illustrated. Design molding parts and reasonable design launch institutions. To design verification is mainly to the injection machine related important parameter verification, including mold closing thickness, mould installation size, mold cavity schedule, injection machine clamping force, etc. In checked thick, shaping parts processing process, both to ensure that the formulation of the quality of plastic parts, and to give consideration to the economy. Finally, is mold assembly link, including setting assembly steps, clear matters needing attention. key words Production process; Injection mould; Molding parts; Assembly; Plastic mould; Parting surface目 录 前言 11、打印机外罩设计的工艺性要求5 1.1外罩的几何形状52、 模具设计采用的标准6 2.1模架标准63. 模具型腔设计7 3.1型腔数的确定7 3.2分型面的确定7 3.3成型零件的结构设计84. 注射机的选择10 4.1注射机的初选10 4.2注射机的校核105. 推出零件设计.10 5.1推出机构的选择10 5.2 推出机构的设计采用的设计原则106. 浇注系统的设计11 6.1主流道的设计11 6.2分流道的设计12 6.3冷料穴和拉料杆的设计12 6.4浇口的设计137. 温度调节控制系统的设计14 7.1冷却系统的设计14 7.2加热系统的设计158. 模具的装配15 8.1模具图15总结15参考文献15致谢15前 言本论文，主要是对打印机外罩结构和模具设计做了研究和探讨，所做的工作主要有一下几个方面：（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。在设计模具的过程中，要解决的最主要的问题是，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。1.打印机外罩设计的工艺性要求1.1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1-1，底盖见图1-2，其尺寸见零件图纸。图1-1 顶盖图1-2 底盖2.模具设计采用的标准2.1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。按动模板书，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2-1；底盖高度较低，型腔较浅而采用B型见图2-2。图2-1 顶盖模架图2-2 底盖模架3模具型腔设计3.1型腔数的确定型腔的确定，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。3.2分型面的确定分型面的选择受到了塑件的形状、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3-1 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3-1 3.3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。3.3.1凹模的结构设计（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3-2。（以底盖为例，其尺寸见零件图）图3-2 凹模（2）凹模的技术要求A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。B凹模的热处理 因为本凹模结构形状比较简单，因此凹模热处理硬度要求达4550HRC。C凹模的表面粗糙度 表面粗糙度采用一般要求，为Ra0.2Ra0.1m。D凹模的表面处理 成型表面镀铬，镀铬层深度为0.0150.02mm，镀铬应抛光，达到表面粗糙度的要求。E凹模的加工 凹模套锥度和模块锥度要配合严密的部位，采用配置加工方法，以保证配合精度。（3）凹模的装配见图4-3。（以底盖为例，其装配基准见装配图）图4-3 凹模的装配4.3.2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4-4（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4-4（2）型芯的技术要求A型芯材料 选为T8。B表面粗糙度 成型部分为Ra0.10Ra0.025mm；配合部分为Ra0.8mm；其余部分为Ra6.3Ra1.6m。C热处理硬度 4550HRC。D表面处理 成型部分镀铬，镀铬层深度为0.0150.020mm，镀铬后抛光处理。E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）型芯的配合为了降低生产成本、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。以顶盖的配合方式为例，见图4-5。图4-5 型芯的装配4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。5.1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-6575-33GB/T12555.1-1990，底盖模具的基本模架选为B-6575-19GB/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。5.2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。而FD650型注射机的锁模力为650kN，所以，该注射机满足要求。5、推出零件设计6.1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，到达一定位置时，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。6.2推出机构的设计采用的设计原则（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6-12，固定方式见图6-13。图6-12 推杆图6-13 推杆的固定6、浇注系统的设计7.1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。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0.4m，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位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31mm。球面深度取5mm。主流道长度根据定模板厚度确定为50mm。如图8-1所示。（3）主流道与分流道相接处有过渡圆角，是为了减小流料转向时的阻力，半径设为2mm。如图7-1所示。图7-1 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35mm。结构尺寸见图7-2。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7-3图7-2 浇口套图7-3 浇口套的装配7.2分流道的设计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）分流道的截面尺寸是由塑件的大小和壁厚、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塑料模具设计与制造，确定为9mm。（2）分流道的表面不必很光滑， 表面粗糙度为1.6mm，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。7.3冷料穴和拉料杆的设计本次设计采用带钩拉料杆冷料穴，改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钩住，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。去除塑件时，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7-4。图7-4 冷料穴和拉料杆7.4浇口的设计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，浇口截面面积为分流道截面面积的5%，截面形状为圆形，浇口长度为1mm，表面粗糙度为Ra0.4m。（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7-5所示。图7-5 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：A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。B有利于熔体流动和补缩 浇口位置开设在塑件截面最后处，以利于熔体填充和补料。C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中央。D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。E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280300L/t。（3）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。浇口直径为主流道大端直径，确定为8mm。如图7-6所示。图7-6 浇口及位置7、温度调节控制系统的设计8.1冷却系统的设计模具的冷却方法有：水冷却、空气冷却和油冷却等。考虑到外壳生产的时效性和经济性，本冷却系统采用水冷却。8.1.1冷却通道的设计（1）冷却通道离凹模壁不宜太远或太近，以免影响冷却效果和模具强度。（2）冷却通道尽量大。（3）与塑件厚度相适应。（4）冷却通道不过镶块接缝处，以防止漏水。（5）冷却通道内没有产生回流的部位，畅通无阻。（6）浇口附近加强冷却，因为浇口附近温度最高。（7）冷却通道避免接近塑件的熔接部位，以免使塑件产生熔接痕。（8）进出口冷却水温差不大。（9）凹模和凸模分别冷却，保证冷却的平衡。（10）水管与水嘴连接处密封。8.1.2冷却装置的形式模具中冷却装置的形式大体分三类：沟道式冷却、管道式冷却和导热式冷却。本次设计采用沟道式冷却，即直接在模具和模板上钻孔，通入冷水冷却。8.1.3冷却通道的形式根据外罩的几何形状和冷却效果，底盖模具的冷却通道形式采用直通式冷却通道，如图8-1所示。顶盖模具的冷却通道形式采用多级式冷却通道，如图8-2所示。 图8-1 底盖模具的冷却通道 图8-2 顶盖模具的冷却通道8.2加热系统的设计根据外罩和模具的结构形状，将电阻丝支承矩形的电热套，来加热模具。如图8-3所示。模具的加热温度为50。图8-3 电热套8.2.2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，减少热量的传到和热辐射的损失，在模具四周设置石棉隔热板，厚度为5mm，如图9-3所示。 8、模具的装配9.1装配图通过以上章节的探讨和设计出本模具的装配图（以底盖模具为例）。如图9-1所示。图9-1 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9.2装配步骤（1）精修动、定模分型面，控制型腔厚度。（2）复钻个螺孔、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）修正好推杆及验证复位弹簧。（8）试模、调整。总 结（针对你的工作成绩进行总结与展望）这次毕业设计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。总的来说，这次的毕业设计做得还比较有成效，确确实实学到了知识，拓宽了视野。虽然还有一些不足和遗憾，可这些不会给我打击，只会更好的鞭策我前行，让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通能力和理解力。提高是有限的，但提高也是全面的。我相信，只要自己今后牢记教训不断的改变和提高，就能在激烈的岗位竞争中，始终拥有一席之地。参考文献（单独占一页，以下序号全部加中括号）1. 李德群，唐志玉. 中国模具设计大典. 江西科学技术出版社. 2003.1.2. 塑料模设计手册编写组. 塑料模设计手册. 北京机械工业出版社. 1982.12.3. 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计. 北京机械工业出版社. 2003.3.4. 徐佩弘. 塑料制品与模具设计. 北京中国轻工业出版社. 2001.7.5. 姜勇. 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