喷墨打印机盒盖注塑模具设计.doc

喷墨打印机盒盖注塑模具设计

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2

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本科毕业设计（论文）

题目：喷墨打印机盒盖注塑模具设计

系 别： 机电信息系
专 业： 机械设计制造及其自动化
班 级：
学 生：
学 号：
指导教师：

2013年05月

喷墨打印机盒盖注塑模具设计
摘要
本设计为打印机盒盖注塑模的设计。设计中采用一模一腔,浇口采用点胶口，分型面选在截面最大处,塑件成型后利用推杆将成型制品从动模上推出，回程时利用复位杆复位.
设计中需要对塑件的尺寸进行计算,确定尺寸精度，然后进行注射机的初步选取。以及对注塑机的浇注系统、成型零件的结构、成型零件的尺寸、脱模推出机构、排气系统、温度调节系统进行了设计与计算。并且对注射机参数进行校核，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.各个参数都满足要求后才能确定注射机的型号.
在设计过程中,为了更清楚的表达模具的内部结构,因此附有动模镶块、定模镶块、定模推板的二维零件图和模具三维爆炸图.

关键词:打印机盒盖，分型面,浇口,工艺分析

II

Ink jet printer cover injection mold design
Abstract
This design is the design of injection mould for the cabinet. The design uses two mold cavity， type of the sprue is latent gate, the parting surface is chosen in the maximum section of the plastics。 After plastics are molded， molding products are driven by putting from dynamic model，then using reset stem returned.
In the design ,The need to calculate the size design， determine the size precision， the preliminary selection and the injection machine。 And the injection molding machine of gating system, forming part of the structure, forming part of the size, mold release mechanism, exhaust system, temperature control system design and calculation. And to check the injection machine parameters， including the thickness of mold closing, mold installation size， mold opening stroke， the clamping force injection molding machine etc.。 All the parameters meet the requirements to determine the type of injection machine。个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途
In the design process， in order to express more clearly the internal structure of the mold, so a moving die insert, fixed die insert， the fixed mould push plate 2D part drawing and 3D map explosion。

Keywords： Cabinet,Parting，surface，Runner，Process analysis

I

主要符号表
额定锁模力
模腔压力
安全系数
最小模具厚度
最大模具
塑件尺寸误差
塑料的最大收缩率
塑料的最小收缩率
塑件尺寸
塑料的平均收缩率
塑料的公差
模具制造公差
型腔许用变形量
型腔材料的弹性模量
型腔材料的需用压力
脱模斜度
摩擦系数
脱模力
推杆长度系数
总脱模力
应力
屈服极限

I

目 录
中文摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要…………………………………………………………………………Ⅱ
主要符号表……………………………………………………………………Ⅲ
1 绪论……………………………………………………………………………1
1。1 题目背景………………………………………………………………………1
1。2 题目国内外相关研究情况……………………………………………………1
1。2.1 国内研究的情况…………………………………………………………1
1.2。2 国外研究情况……………………………………………………………2
1.3中国与国外先进技术的差距…………………………………………………2
1.4塑料模具发展走势……………………………………………………………2
2 产品分析……………………………………………………………………4
2。1 塑件分析……………………………………………………………………4
2.1。1结构分析…………………………………………………………………4
2.1.2尺寸精度分析……………………………………………………………5
2。1。3 塑件厚度检测……………………………………………………………5
2.1。4 表面质量分析……………………………………………………………5
2。2 塑件材料选择………………………………………………………………6
2。2.1 物理性能…………………………………………………………………6
2。2.2 ABS的主要性能指标…………………………………………………6
2。2.3 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施……………………………………6
3 拟定模具结构形式及注射机的初步选择………………………………7
3.1 分型面位置的确定…………………………………………………………7
3。1。1模具的分型面…………………………………………………………7
3。1。2 分型面的确定…………………………………………………………7
3。2 塑件相关计算……………………………………………………………8
3。2.1塑件相关计算…………………………………………………………9
3.3 型腔数量的确定…………………………………………………………10
3.4 初步选择注塑机…………………………………………………………11
4 浇注系统的设计……………………………………………………………13
4。1浇注系统 ……………………………………………………………………13
4.1.1浇注系统的作用………………………………………………………13
4。1。2 浇注系统布置…………………………………………………………13

VI

4.2 浇注系统设计…………………………………………………………13
4.2。1 浇口套的设计…………………………………………………………13
4.2。2 浇注系统的设计………………………………………………………16
4.2。3 分流道与浇口…………………………………………………………17
4.3 浇口设计……………………………………………………………………18
4.3。1 浇口的类型………………………………………………………………18
4。3.2 浇口的位置 ……………………………………………………………18
5 成型零件的工作尺寸计算……………………………………………20
5.1 成型零件工作尺寸的计算………………………………………………20
6 成型零件结构设计…………………………………………………………24
6.1 PRO/E中的模具模块设计………………………………………………24
6。1。1 凹模结构设计……………………………………………………………25
6.1。2 凸模结构设计…………………………………………………………25
7导向机构设计………………………………………………………………27
7.1导向机构………………………………………………………………………27
7.1。1 导柱…………………………………………………………………27
7。1。2 导套………………………………………………………………………28
7。1.3 导柱与导套的配用………………………………………………………29
7。1。4 导柱布置…………………………………………………………………30
7。2 定位装置…………………………………………………………………30
7。2。1 拉杆………………………………………………………………………30
7.3 尼龙开闭器装置……………………………………………………………30
8 脱模推出机构的设计………………………………………………………32
8.1 在设计脱模推出机构是应遵循下列原则…………………………………32
8.2 脱模力的计算……………………………………………………………32
8.3 推出机构设计……………………………………………………………32
8。3.1 推杆布置…………………………………………………………………32
8.3。2推杆结构及固定………………………………………………………33
8。3。3 推杆强度交核……………………………………………………………33
8.4 拉料机构…………………………………………………………………34
9 排气系统设计……………………………………………………………36
10 温度调节系统设计………………………………………………………37
10。1 对温度调节系统的要求…………………………………………………37
10。2 冷却系统设计……………………………………………………………37

VI

10。2。1 冷却回路的布置………………………………………………………37
10.2。1 设计原则………………………………………………………………37
10。2.2 冷却时间的确定…………………………………………………38
10.3 模具冷却系统的计算…………………………………………………39
11 注塑机的校核………………………………………………………………40
11。1 最大注塑量的校核………………………………………………………40
11.2 锁模力的校核 ……………………………………………………………40
11。3 喷嘴尺寸校核……………………………………………………………40
11。4 定位圈尺寸校核……………………………………………………………41
11。5 模具外形尺寸校核………………………………………………………41 11。6 模具厚度校核……………………………………………………………41
11.7 模具安装尺寸校核………………………………………………………41
11。8 开模行程的校核……………………………………………………………41
12 模具工作过程……………………………………………………………43
12.1 模具总体结构………………………………………………………………43
12.2 开合模动作…………………………………………………………………45
13 模具可行性分析…………………………………………………………46
13。1 本模具的特点……………………………………………………………46
13.2 市场效益及经济效益分析…………………………………………………46
结论……………………………………………………………………………… 47致谢…………………………………………………………………………… 48
参考文献……………………………………………………………………… 49
毕业设计(论文）知识产权声明………………………………………… 50
毕业设计(论文）独创性声明………………………………………… 51
附录………………………………………………………………………………52

18

设计图纸和说明书联系QQ2576636538
2 产品分析
2。1 塑件分析
2.1。1结构分析
本次设计任务所提供的资料为塑件实体，如下图所示：

图2.1 塑件草图

图2.2 零件的三维视图 1

图2.3 零件的三维视图2
由零件实体模型及二维草图可知，该零件总体形状为非对称图形，零件的上表面有个大的伸出圆柱体，上方有个小通孔，在零件的两测也各有两个小孔，此外还有诸多突出小块，加强筋等等,并且有的结构对称布置。在模具设计时，两侧的小孔可以使用小型心对插成型，沉孔及伸出块位置也可使用小型心,总体看来，该零件属于较复杂程度。
2。1。2尺寸精度分析
该零件的重要尺寸精度为4级，其它尺寸精度为5—6级,属于中等精度，对应的模具相关零件尺寸加工可以保证。
2。1。3塑件厚度检测
塑件的厚度检测采用Pro/Engineer设计软件的模型分析功能自动完成，从塑件的壁厚上来看，壁厚的最大处为4mm左右，最小处小于2mm,壁厚差较大,但大多处在2－3mm的范围之内，并综合其材料性能，只要注意控制成型温度及冷却速度,零件的成型并不困难(如果条件允许，也可考虑修改其结构形式使壁厚趋向均匀)。
2.1。4 表面质量分析
该零件的表面除要求没有凹陷，无毛刺，内部无缩孔，没有特别得表面质量要求,故比较容易实现。
综以上分析可知，注射时在工艺参数控制较好的情况下，零件的成型质量很容易得到保证。
2。2 塑件材料选择
2。2。1 物理性能
ABS树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯—苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(简称ABS），这三者的比例为20：30：50(熔点为175℃)
。
2。2.2 ABS的主要性能指标
密度ρ=1.2 g/；
收缩率0.4～0.7％，取值0。55%.
2.2。3 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施
主要缺陷：溢料飞边、气泡、熔接痕、烧焦及黑纹、光泽不良；
消除措施：增大注射压力、提高模具温度、加排气槽、充分预干燥。

3 拟定模具结构形式及注射机的初步选择
3. 1分型面位置的确定
3.1。1模具的分型面
模具上用来取出塑件和（或）浇注系统可分离和接触的表面称为分型面。
分型面的选择应注意以下几点：
分型面应选在塑件的最大截面处；
不影响塑件外观质量，尤其是对外观有明确要求的塑件；
有利于保证塑件的精度要求；
利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置；
便于塑件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边;
尽量减少塑件在合模平面上的投影面积，以减少所需锁模力；
型芯应置于开模方向
。
3.1.2 分型面的确定
如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择注射模分型面影响的因素很多,总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求,模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面.
该塑件分型面选择有如下图几种方案：

图3。1 分型面方案Ⅰ

图3.2 分型面方案Ⅱ

图3。3 分型面方案Ⅲ
方案一：方案一分型面的选择，考虑到零件为为非规则零件,要使零件置于动模中,又要使动模开模距离尽量小，这样的结构有利于塑件的脱模；考虑到塑件浇口的位置，方案一有利于浇口位置的确定;由于属于小型塑件,型腔较小，空气量很少，可借助分型面的缝隙排气.
方案二和方案三不利于自动脱模，也影响了本身的美观。
我们要减少这种不必要的浪费，建立节约经济。故选择分分型面方案一。
3。2 塑件相关计算
3.2。1塑件相关计算

图3.4 投影面积计算
3.2。1。1投影面积计算
塑件在分型面上的投影面积可以通过PRO/ENGINEER 的分析模块直接得出，如图3－1所示。
由分析可得：
注塑件投影面积S=≈5723mm2
3。2.1。2体积及质量计算
体积及质量的计算也利用PRO/ENGINEER的分析模块自动计算获得（塑件密度由《塑料模设计手册》表1－4查得:ρ=1.2g/cm3），如图3－2所示：

图3。5 质量体积的计算
故注塑件的体积为: V=19.18cm3
质量为： M=19。18x1。2g=23.016g
（注：此处的塑件体积及质量都不包括浇注系统在内）
当塑件的结构和所用的材料满足成型工艺的要求后，就需要考虑塑件的分型面位置,确定采用单型模腔还是多型模腔来进行生产，这样就初步确定模具的结构形式，为后续的设计计算提供依据。
3。3 型腔数量的确定
为了使模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度,设计模具时应确定型腔数目。
本次设计中，虽然对于塑件精度要求一般，需求量中等，原则上可多腔模更为合适，可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。但是该塑件的使用环境要求，塑件需要有比较强的抗压，抗拉和耐摩擦等力学性能，对塑件的质量要求较高，生产经验表明，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4％，而在不同程度上对于塑件的整体质量会有较大的影响,因此需要慎重的考虑，使得在保证塑件质量的前提下,提高生产效率,降低成本
。
分析结论：大型薄壁塑件、深腔类塑件、需三向或者四向长距离抽芯塑件等,为保证塑件成型，通常采用一模一腔.而本次设计中，塑件在模具分型面上的投影面积相对较大，且塑件整体比较薄,最厚处仅为4mm，且塑件有比较多的筋，若选择一模多腔，不仅设计复杂，而且在生产实践中很可能影响到塑件的质量。故本次设计采用一模一腔。

图3。6 型腔的分布
3。4 初步选择注塑机
（1）由公称注射量选定注射机
塑件的体积:V=19.18cm3
塑件的质量：M=1。2x19。18=23。016g
流道凝料V’=0.6V (流道凝料的体积（质量)是个未知数，根据手册取0.V（0.5M）来估算，塑件越大则比例可以取的越小)；因为此为一模一腔结构。所以：
实际注射量为： =V+0.V=19.18+0.6×19。18=30.69 ；
实际注射质量为=1。6M=1。6×23。016=36。8g；
根据实际注射量应小于0。8倍公称注射量原则，即：

　 （5.1)
式中　　-注射机的最大注射量，3；
—制品的体积（包括制品、浇注系统及飞边在内），3；
—浇道及浇口凝料和飞边体积,3;
-个制品的体积,3;
—型腔数；
K—注射机最大注射量的利用系数，取K=0。8。
/K=36.8/0.8=46。033。
（2） 由锁模力选定注射机
F＞K A·P
＞1。2×（57。23+1。49)×102×35
＞246.62KN
式中： F注塑机额定锁模力：1600KN；
-模内压力(型腔内熔体的压力），本设计取35；
-制品、流道、浇口在分型面上的投影面积之和，。
K—-压力损失系数,随塑料品种、注射机类型、喷嘴阻力、流道阻力等因素变化,可在1。1～1.2范围内选取，在设计中取1。2；
结合上面两项重要技术参数,初步确定注射机为XS—ZY100型,其主要技术参数如下：
表1注射机参数
注塑机型号
XS—ZY-100
额定注射量
螺杆（柱塞）直径
注射压力
注射行程
注射方式
锁模力
最大成型面积
最大开合模行程
模具最大厚度
模具最小厚度
喷嘴圆弧半径
喷嘴孔直径
顶出形式
动、定模固定板尺寸
拉杆空间
合模方式
液压泵
流量
压力
电动机功率
加热功率
机器外形尺寸
100cm3
85mm
121Mpa
260mm
螺杆式
1600KN
1800cm2
700mm
550mm
150mm
R18mm
Φ7.5mm
两点设有顶杆，机械顶出
900X1000mm
430×610mm
中心液压、两点机械顶杆
200、18L/min
614Mpa
40KW
14KW
7670X1740X2380mm

毕业设计（论文）独创性声明

秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢.
毕业设计（论文）与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。

毕业设计（论文）作者签名：

指导教师签名：

日期：

附录
外文翻译及CADA4零件图