复印机小端盖注塑模具方案设计书

1、2 复印机小端盖的工艺性分析题目： 复印机小端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 5月目录1绪论.错误！未定义书签。1.1题目的背景和意义 .错误！未定义书签。1.2国内外模具工业的发展状况 .错误！未定义书签。1.3 塑料模具发展走势 .错误！未定义书签。1.4课题研究的意义及主要研究内容 .错误！未定义书签。2复印机小端盖的工艺性分析 .错误！未定义书签。2 复印机小端盖的工艺性分析2.1塑件的材料与结构分析 .错误！未定义书签。2.1.1塑件的体积及质量计算 .错误！未定义书签。2.1.2塑件的结构与材料 .错误！未定义书签。

2、2.2塑件的尺寸精度及表面质量 .错误！未定义书签。2.2.1塑件的尺寸精度 .错误！未定义书签。2.2.2塑件的表面质量 .72.3工艺性分析 .错误！未定义书签。3 注塑模具结构设计 .错误！未定义书签。3.1分型面的确定 .错误！未定义书签。3.2浇口的确定 .错误！未定义书签。3.3型腔数目的确定 .错误！未定义书签。3.4浇注系统设计 .错误！未定义书签。3.4.1主流道 .错误！未定义书签。3.4.2分流道 .错误！未定义书签。3.4.3浇口的设计 .错误！未定义书签。3.4.4浇口套的形式及固定方式 .错误！未定义书签。3.5成型零部件设计 .错误！未定义书签。3.5.1成型零部

3、件结构设计 .错误！未定义书签。3.5.2成型零件工作尺寸计算 .错误！未定义书签。3.6导向零件的设计 .错误！未定义书签。 93.7抽芯机构和顶出机构的设计 .213.7.1抽芯机构的设计 .213.7.2顶出机构的设计 .错误！未定义书签。3.8脱模结构的设计 .错误！未定义书签。3.8.1 脱模力的计算 .错误！未定义书签。4 冷却设计及排气系统 .错误！未定义书签。4.1冷却水道热传面积 .错误！未定义书签。4.1.1塑料传给模具的热量 .错误！未定义书签。4.1.2冷却水的体积流量 .错误！未定义书签。4.1.3冷却水道热传面积 .错误！未定义书签。4.2排气系统的设计 .错误！未

4、定义书签。5 注射机的选择及校核 . .错误！未定义书签。5.1 选择注射机 .错误！未定义书签。5.2注射机的校核 .错误！未定义书签。2 复印机小端盖的工艺性分析5.2.1注射压力的校核 .错误！未定义书签。5.2.2最大注射量的校核 .305.2.3 锁模力的校核 .305.2.4喷嘴尺寸校核 .305.2.5注射机固定模板定位孔与模具定位圈的关系 .315.2.6模具外形尺寸校核 .315.2.7模具的安装紧固 .315.3本章小结 .316 模具材料的选择 .错误！未定义书签。7 模具装配图及制造工艺 .错误！未定义书签。7.1模具装配图 .错误！未定义书签。7.2模具制造工艺 .错

5、误！未定义书签。7 模具可行性分析 .错误！未定义书签。8.1本模具的特点 .错误！未定义书签。8.2市场效益及经济效益分析 .错误！未定义书签。9 结论 .错误！未定义书签。致谢 .错误！未定义书签。参考文献 .39毕业设计（论文）知识产权声明.40毕业设计（论文）独创性声明 .41附录 .422 复印机小端盖的工艺性分析图纸和说明书联系QQ25766365382 复印机小端盖的工艺性分析2.1 塑件的材料与结构分析2.1.1 塑件的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3件密度由塑料模设计手册表1 4 查得： =1.2g/cm），如图 2.

6、1 所示：2 复印机小端盖的工艺性分析图 2.1 塑件三维图结果如下：体积 =3.9154560e+04MM3曲面面积 =3.3292011e+04MM2密度 =1.2000000e+00 公吨/ MM3质量 =4.6985471e+04 公吨故注塑件体积为：V=39.15cm3质量为： M=39.15x1.2g=46.98g（注：此处的塑件体积及质量都不包括浇注系统在内）2.1.2 塑件的结构与材料塑件的三维造型如图2.2，二维如图 2.3 所示。图 2.2 塑件三维图图 2.3 塑件二维图零件尺寸如图 2.2 所示，该塑件名称为复印机小端盖，塑件形状类似为平板薄壳结构，盒盖长110mm,宽

7、 85mm，高 26mm，壳盖壁厚为3mm，最薄壁厚为1mm。结构对称。要求具有一定的强度、刚度、耐热和耐磨损等性能。 ABS合成塑料以其很好的韧性、密封性，很高的机械强度，耐化学腐蚀，加工适应性好，注射成型，挤出成型等所有的加工方法都可以，而且尺寸稳定性好，耐碱性，耐应力开裂性也好，根据以上特点以及经济因素，采用 ABS 塑料。2.2 塑件的尺寸精度及表面质量2.2.1 塑件的尺寸精度a. 尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下， 设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些， 以便降低模具的加工难度和制造成本。 对塑件的精度要求， 要具体分析，

8、根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般办公用品，所以精度要求为一般精度即可，根据精度等级选用表， ABS 的高精度为 MT3 级，一般精度为 MT4 级。根据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在6580范围内， MT4A 级的公差值为 0.64 mm， MT4B级的公差数值为 0.84 mm。b. 尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为：szca（ 2.1）式中：制件总的成型误差；s 塑料收缩率波动所引起的误差；z 模具成型零件制造精度所引起的误差；c 模具磨损后所引起的误差；a 模具安装，配合间隙引起的误差。影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面。模具 模具各部分的制造精度是

9、影响制件尺寸精度重要的因素；塑料材料 主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大；成型工艺 成型工艺条件的变化直接造成材料收缩，从而影响尺寸精度。2.2.2 塑件的表面质量该塑件是复印机小端盖，表面粗糙度为细橘皮状，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。2.3 工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。浇口隐藏在塑件的内部。结合塑件实际情况，采用从顶杆侧面进浇方式。从塑料件侧面进料，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。塑

10、件的工艺参数：干燥条件： 80-90 2 小时。成型收缩率 : 0.4-0.7% 。模具温度： 40-90（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力： 56-176mpa 。注射速度：中高速度。附录3 注塑模具结构设计3.1 分型面的确定分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、 浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺的有关，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。根据分型面的选择原则：a. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；b. 在开模时尽量使塑件留在动模；c. 分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量；d. 有利于排气和模具的加工方便；e.

11、有助于避免侧抽芯或便于侧抽芯。由以上因素决定，有三种分型面方案，如图3.1方案一附录方案二方案三图 3.1 方案的选择如图 3.1 中方案一分型面的选择使得在浇注过程中，动模和定模上都有侧挖，不利于散热，设计复杂，不利于简化模具设计，设计不合理。方案二有侧挖，分型面较大，侧挖结构简单，有利于制品推出，简化模具结构，设计合理。方案三分型面处，将主要结构全部放入动模中，有侧挖，同时也影响本身的美观。设计不合理。该塑件为端盖不太要求过于美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求一般高。在选择分型面时，塑件开模后会包在动模型芯上，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作为分型面较为合适，故选择分分型面方案

12、二。3.2 浇口的确定浇口亦称进料口， 是连接分流道与型腔的通道。是浇注系统的关键部分， 浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响最大。常用的浇口形式有： 1）直接浇口； 2）侧浇口； 3）扇形浇口； 4）平缝浇口；5）环形浇口； 6）轮辐浇口； 7）爪形浇口； 8）点浇口； 9）潜伏浇口； 10）护附录耳浇口。本次设计复印机小端盖， 该塑件属于外观件， 端盖表面质量要求无斑点和熔接痕，进浇入潜在外面影响美观，所以要把进浇口隐藏在塑件的内部。结合塑件实际情况，采用从顶杆侧面进浇方式，见下图3.2:图 3.2 进浇方式3.3 型腔数目的确定注射模的型腔数目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模

13、多腔，在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：a. 塑件的尺寸精度；b. 模具制造成本；c. 注射成型的生产效益；d. 模具制造难度。考虑到该塑件是一般办公用品，查手册得塑件的经济精度推荐4 级，塑件的尺寸中等，考虑其浇注方式为潜伏式测浇结构，为保证其主浇道浇注不发生偏移的情况至少采用一模2 腔结构。考虑其经济性能， 降低模具制造成本低， 所以本次设计采用一模2 腔结构比较合适，装配也方便。附录3.4 浇注系统设计注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传料，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，

14、它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度， 所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。3.4.1 主流道主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道， 通常和注射机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，有一定的锥度，目的是便于冷料的脱模，同时也改善料流的速度，因为要和注射机相配，所以根据选用的 XS-ZY250型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径： d0=4.0mm；喷嘴前端球面半径： R0=16mm；根据模具主流道与喷嘴的关系RR012 mmdd00.51 mm取主流道球面半径： R=16mm；取主流道小端直径： d=4.5mm为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

15、度为26此处选用 2，经换算得主流道大端直径为6.4mm。如图 3.3 所示。附录图 3.3 主浇道由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞， 所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。3.4.2 分流道分流道是主流道与浇口之间的通道， 一般开设在分型面上， 起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置， 分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。分流道如图3.4 所示。图 3.4 分流道由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因此里面分流道的内表面粗糙度Ra 并不要

16、求很低，一般取0.4m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差， 以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。附录3.4.3 浇口的设计a. 浇口类型及位置的确定该模具是小型塑件的型腔模具，同时从所提供塑件图样中可看出，在底部顶杆上的设置潜伏式侧浇口比较合适。 该模具采用侧浇潜伏式浇口， 其有以下特性 :(1) 形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；(2) 试模时如发现不当，容易及时修改；(3) 能相对独立地控制填充速度及封闭时间；(4) 对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。如图 3.5 所示。图 3.5 浇口3.

17、4.4 浇口套的形式及固定方式而对于浇口套的固定则采用定位圈压紧浇口套外肩，并用四个螺钉把定位圈固定在定模座板上的方式， 定位圈一般高出定模座板510 mm的距离。其具体定位如图 3.6 所示。直径为 100mm。图 3.6 浇口套固定方式附录3.5 成型零部件设计成型零件工作时直接与塑料熔体接触， 要承受熔融塑料流的高压冲刷、 脱模摩擦等。因此，成型零件不仅要求有正确的几何形状、 较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度值，而且还要求有合理的结构和较高的强度、刚度及较好的耐磨性。设计注射模的成型零件时，应根据成型零件的塑料性能、使用要求、几何结构，并结合分型面和浇口位置的选择、 脱模方式和排气位置的

18、考虑来确定型腔的总体结构；根据塑件的尺寸计算成型零件型腔的尺寸； 确定型腔的组合方式； 确定成型零件的机械加工、热处理、装配等要求；对关键部位进行强度和刚度校核。由此可见，注射模的成型零部件设计是注射模设计的一个重要组成部分。3.5.1 成型零部件结构设计成型零件是决定塑件几何形状和尺寸的零件。 它是模具的主要部分， 主要包括凹模、凸模及镶件、成型杆等。a. 端盖凸模结构设计凸模即成型塑料制品内表面的大型芯， 而成型制品上的孔的是小型芯或称成型杆。凸模分为整体结构的凸模、 整体镶入结构的凸模和镶拼组合结构的凸模三种。此次设计采用整体结构凸模。型芯结构如图 3.7 所示。附录图 3.7 型芯镶块

19、b. 凹模的结构设计凹模是成型制品外表面的成型零件（型腔） ，是制品外表面形状、结构的复制。结合制件的结构特性和模具的制造要求， 采用整体结构凹模。 对于易损部分容易更换。如图 3.8 所示。附录图 3.8 型腔镶块3.5.2 成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸， 主要有型腔和型芯的径向尺寸， 型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸， 型芯和型芯之间的位置尺寸。影响塑件尺寸精度的因素很多，概括地说，有塑料原材料、塑件结构和成型工艺、模具结构、模具制造和装配、模具使用中的磨损等因素。塑料原材料的影响主要是指收缩率。常用按平均收缩率、 平均磨损量和平均制造公差为基准的

20、计算方法。 该塑料的平均收缩率 S 为：SmaxSmin100%0.55%(3.1）S2式中S 塑料平均收缩率；Smax 塑料最大收缩率；Smin 塑料最小收缩率。a. 型芯尺寸的计算(1) 型芯径向尺寸的计算附录型芯径向尺寸计算公式如下：(dT ) 0(d0 d0 S3) 0（ 3.2）4dT=168+168 0.0055+(3/4) 0.660_=169.42 0.22式中d T 型芯的径向基本尺寸；d0 塑件的径向基本尺寸；制造公差；塑件公差；S 塑料的平均收缩率。表 3.1 型芯径向尺寸表塑件的径向尺寸d0平均收缩率 S制造公差塑件公差型芯的径向尺寸 dT160.00550.130.4

21、016.380_0.13400.00550.190.5640.780_0.191010.00550.220.66101.890_0.22b. 型芯高度尺寸的计算型芯高度尺寸的计算公式如下：0hT02h0 h0 S(3.3)3hT=50.79+50.79 0.0055+(2/3) 0.560_=51.44 0.19式中hT 型芯深度基本尺寸；h0 塑件内形深度尺寸；制造公差；塑件公差；S 塑料的平均收缩率。(1) 型腔尺寸的计算1) 型腔径向尺寸计算公式如下：D A 03(3.4)D0 D0S40D A =109.94+109.94 0.0055+(3/4) 0.46+ 0.15=110.89

22、0附录式中DA 型腔径向基本尺寸；D 0 塑件径向的基本尺寸；制造公差；塑件公差；S 塑料的平均收缩率。表 3.3 型腔径向尺寸表塑件的径向尺寸平均收缩率制造公差塑件公差型腔的径向基本尺寸D 0SD A280.00550.090.2827.94+0.090850.00550.150.4685.07+0.1501100.00550.150.46110.09+0.1502) 型腔深度尺寸计算公式如下：H A 02H0 H0S30D A =9.55+9.55 0.0055+(2/3) 0.2=9.74 0+0.07式中H A 型腔深度基本尺寸；H 0 塑件内形深度尺寸；制造公差；塑件公差；S 塑料的平均收缩率。表 3.4 型腔深度尺寸表塑件内形深度尺寸平均收缩率 S制造公差塑件公差H 025.450.00550.110.3417.60.00550.110.3440.00550.070.2(3.5)型芯深度基本尺寸H A+0.1125.74 017.370+0.113.990+0.07附录3.6 导向零件的设计导向零件是保证动