畢業(yè)設(shè)計（論文）打印機外罩結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計

1、題目：打印機外罩結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計 系 （部）：自動化系 專 業(yè) 班：機械電子工程0301班 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告姓名專業(yè)班機電0301系別自動化指導(dǎo)教師同組姓名論文題目打印機外罩結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計課題研究背景：我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注射模具和打印機外殼注射模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具等。但與國外相比還需進一步提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例；在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)；開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具；提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率

2、；應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量；研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。未來的發(fā)展趨勢是：大型化、 高精密度化 、多功能復(fù)合型 、熱流道模具 、氣輔模具、 高壓注射成型。本次畢業(yè)設(shè)計研究內(nèi)容：主要有以下幾點：一：打印機外罩的成型工藝參數(shù)及成型條件。包括成型的工藝參數(shù)有成型溫度、成型壓力、成型保持時間和成型的條件的選擇。二：打印機外罩設(shè)計的工藝性要求。主要四個方面：1、外罩幾何形狀的要素。如：壁厚、加強筋與增強結(jié)構(gòu)、支撐面與凸臺、圓角與孔、文字、符號、花紋、合葉設(shè)計及其它幾何形狀要求。2、金屬嵌件的用途、種類及其設(shè)計原則。3、外罩的尺度精度。有影響外罩尺度精度的因素和外

3、罩的尺度公差。三：本模具型腔的設(shè)計與計算。主要包括型腔數(shù)的確定、分型面的確定、成型零部件結(jié)構(gòu)形式、凹模與凸模工作尺寸計算。四：本模具零件強度設(shè)計及校核。確定模具型腔時，應(yīng)考慮使其在高壓熔體的作用下具有足夠的強度與剛度，又不使模具過于笨重。五：注射機的選擇。應(yīng)考慮九個方面：1、注射量的校核。2、合模力的校核。3、注射壓力的校核。4、模具高度與注射機閉合高度的關(guān)系校核。5、開模行程。6、推出裝置的校核。7、模具外型與注射機拉桿間距的關(guān)系。8、定位孔的直徑。9、噴嘴前端孔徑和球面半徑。六：本模具設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn)。包括零件標(biāo)準(zhǔn)、中小型模架標(biāo)準(zhǔn)和大型模架標(biāo)準(zhǔn)。七：本模具構(gòu)件設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)。需要四個方面的設(shè)計：

4、1、模具構(gòu)件設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)件包括支承件、導(dǎo)向副及定位零件，其設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)需查表。2、模具附加機構(gòu)設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)。包括抽芯機構(gòu)設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)、抽芯機構(gòu)零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)和脫模機構(gòu)設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)。3、澆注系統(tǒng)設(shè)計。包括澆注系統(tǒng)組成及設(shè)計要求、澆注系統(tǒng)設(shè)計（主澆道、分澆道、澆口、澆口位置的選擇、冷料穴與拉料桿、排氣槽）和熱澆道設(shè)計。4、加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。主要考慮冷卻水路形式、冷卻計算、加熱元件和加熱量計算等。重點與難點：模具的設(shè)計過程包括產(chǎn)品建模、工藝分析；制定模具方案、選擇模架；模具工件部件、輔助裝置和零件詳細(xì)的設(shè)計、模具總裝圖設(shè)計等部分；最終能夠生成總裝圖、部裝圖及模具零件圖。本次設(shè)計的重點與難點主要有十個

5、方面：模具是否有良好的充填形式，制品能否全部注滿；打印機外罩是否達到實際最小壁厚；澆口位置與澆口數(shù)量是否最佳；流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計；冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計；工藝方案分析與論證；模具典型零件的加工與裝配；如何減小返修成本；如何減小塑件應(yīng)力和翹曲；型腔加工仿真。畢業(yè)設(shè)計成果：設(shè)計論文、零件圖、裝配圖參考書籍1、塑料模設(shè)計及制造 中國機械工業(yè)教育協(xié)會 組編 機械工業(yè)出版社2、實用模具設(shè)計與制造手冊 許發(fā)樾 主編 機械工業(yè)出版社3、塑料制品與模具設(shè)計 徐佩弘 主編 中國輕工業(yè)出版社.4、型腔模具設(shè)計與制造 章飛 陳國平主編 化學(xué)工業(yè)出版社.5、6、指導(dǎo)教師（簽字）同組設(shè)計者（簽字）教研室主任（簽字）二 年

6、月 日打印機外罩結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計The design of printer housing structure and mold 系 （部）：自動化系 專 業(yè) 班：機械電子工程0301班 摘要塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本論文介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計原則，詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計過程，并對模具強度要求做了說明。設(shè)計成型零部件以及設(shè)計合理的推出機構(gòu)。對設(shè)計進行驗證主要是對注射機的

7、相關(guān)重要參數(shù)進行驗證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開模行程、注射機的鎖模力等。在校驗合格后，進行成型零件加工工藝過程的制定，既要保證塑件的質(zhì)量，又要兼顧經(jīng)濟性。最后則是模具的裝配環(huán)節(jié)，包括制定裝配步驟、明確注意事項等。通過本設(shè)計，可以對注塑模具有一個初步的認(rèn)識，注意到設(shè)計中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對AutoCAD的學(xué)習(xí)，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)工藝 注射模 成型零件 裝配 塑料模具 分型面AbstractPlastic industry is grows now one of quickest industry classes

8、 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, specia

9、lly 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 syst

10、em the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts，reasonable drawing mechanism and so onThe design should be certificationPrimarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes

11、，the name distance，injection machine of the die draw force and so onAfter 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 pr

12、oceeding required attentionThrough 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

13、, thus effective enhancement working efficiency. Key word: Manufacture process Injection mold Shaped parts The plastic mold Divides the profile目錄摘要Abstract 1 緒 論11.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點11.2 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向21.3 論文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容31.3.1 設(shè)計目標(biāo) 41.3.2 設(shè)計的主要內(nèi)容 41.3.3 設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)問題 42 外罩材料的成型工藝參數(shù)及成型條件 52.1 成型工藝參數(shù)52.

14、2 成型條件 63 打印機外罩設(shè)計的工藝性要求 73.1 外罩幾何形狀要素73.1.1 外罩壁厚 73.1.2 加強筋與增強結(jié)構(gòu) 7 3.1.3 外罩支承面 83.1.4 圓角與孔 83.1.5 外罩上的文字、符號 93.2 外罩的幾何形狀 103.3 外罩的尺寸精度 113.3.1 影響外罩尺寸精度的因素113.3.2 外罩的尺寸公差114 模具設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn)124.1 零件標(biāo)準(zhǔn) 124.2 模架標(biāo)準(zhǔn) 125 模具型腔設(shè)計145.1 型腔數(shù)的確定145.2 分型面的確定145.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計145.3.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計155.3.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計166 注射機的選擇176.1 注

15、射機的初選176.2 注射機的校核176.2.1 模具閉合厚度的確定和校核176.2.2 模具安裝尺寸的校核176.2.3 模具開模行程的校核186.2.4 注射機鎖模力的校核187 模具構(gòu)件設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)197.1 支承件的設(shè)計 197.1.1 動模座板和定模座板設(shè)計197.1.2 固定板設(shè)計197.1.3支承板的設(shè)計207.1.4 墊塊的設(shè)計207.2 導(dǎo)向零件的設(shè)計207.2.1 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)及其固定形式217.2.2 推板導(dǎo)柱和推板導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)及其固定形式227.3 定位零件的設(shè)計227.3.1 定位圈的設(shè)計237.3.2 限位釘?shù)脑O(shè)計237.4 推出零件的設(shè)計237.4.1推出機構(gòu)的選

16、擇237.4.2 推出機構(gòu)的設(shè)計采用的設(shè)計原則247.4.3 零部件設(shè)計248 澆注系統(tǒng)的設(shè)計268.1 澆注系統(tǒng)的組成268.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計的基本原則268.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計278.3.1 主流道的設(shè)計278.3.2分流道的設(shè)計288.3.3 冷料穴和拉料桿的設(shè)計298.3.4 澆口的設(shè)計309 溫度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的設(shè)計329.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計329.1.1 冷卻通道的設(shè)計原則329.1.2 冷卻裝置的形式329.1.3 冷卻通道的形式329.2 加熱系統(tǒng)的設(shè)計33 9.2.1加熱的形式339.2.2 加熱的基本要求3310 模具的裝配與試模3410.1 模具的裝配3410.1.1 裝配

17、圖3410.1.2 裝配步驟3410.1.3 模擬開模3510.2 試模3710.2.1 裝模3710.2.2 試模3710.2.3 后續(xù)工作38結(jié)論39致謝41參考文獻43附錄145附錄246 1 緒 論1.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星.K模具有限公司制造多腔VCD

18、和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達1030萬次，淬火鋼模達501000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成

19、熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50%80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UG、美國

20、Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)

21、的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%80%相比，仍有差距。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在

22、未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中

23、的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。1.2 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向(1)提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 (2)在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以

24、接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 (3)推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保

25、證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。(4)開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。(5)提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首

26、先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 (6)應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 (7)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。1.3 論文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容1.3.1 設(shè)計目標(biāo) （1） 完成打印機外罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（2） 完成打印機外罩的模具設(shè)計。（3） 完成打印機外罩零件圖和模具裝配圖的繪制。1.3.2 設(shè)計的主

27、要內(nèi)容本論文，主要是對打印機外罩結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計做了研究和探討，所做的工作主要有以下幾個方面：（1） 介紹了打印機外罩在當(dāng)前社會上發(fā)展的結(jié)構(gòu)形式狀況，以這些情況為主要思路，設(shè)計出打印機外罩的結(jié)構(gòu)形式。 （2） 根據(jù)打印機外罩的結(jié)構(gòu)形式，選出模具的基本模架，然后根據(jù)外罩的工藝要求設(shè)計出外罩的成型零件和模具所有構(gòu)件。 （3） 對模具進行試模、調(diào)整。以得到符合實際生產(chǎn)要求的模具。1.3.3 設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)問題 在設(shè)計模具的過程中，要解決的最主要問題是，各個構(gòu)件之間相互配合的問題。各個構(gòu)件之間選用合適的配合的方式，使各個構(gòu)件之間不發(fā)生碰撞，靈活自如，整個模具平穩(wěn)運作。2 外罩材料的成型工藝參數(shù)及成型條件

28、目前，塑件材料主要分為熱固性塑料和熱塑性材料兩大類。成型的方式有：注射、壓縮、壓注等多種。本次畢業(yè)設(shè)計采用熱塑性材料即ABS工程塑料，注射成型。2.1 成型工藝參數(shù)塑件的成型工藝參數(shù)主要是溫度、壓力和時間三大要素。1 溫度。注射成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。（1） 料筒溫度 料筒溫度的選擇應(yīng)保證塑料塑化良好，能順利實現(xiàn)注射，而不會引起塑料分解。（2） 噴嘴溫度 料筒和噴嘴溫度的選擇應(yīng)與其它工藝條件相配合。料筒和噴嘴溫度對成型條件及塑件的物理力學(xué)性能影響十分顯著。 （3） 模具溫度 模具溫度對塑件的內(nèi)在性能和表現(xiàn)質(zhì)量有很大影響。模具溫度根據(jù)塑件是否結(jié)晶、塑件的尺寸和結(jié)

29、構(gòu)要求等。2. 壓力。注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，它們都直接影響塑料的塑化和塑件的質(zhì)量。（1） 塑化壓力 注射過程中塑化壓力的大小是隨塑桿的設(shè)計、塑件質(zhì)量的要求以及塑件的種類等的不同而異。（2） 注射壓力 注射壓力的大小取決于注射成型機的類型、模具結(jié)構(gòu)、塑件壁厚、塑件種類和注射成型工藝等。3. 時間。 一次注射成型周期包括注射時間（充模時間和保壓時間）、閉模冷卻時間和其它時間（開模、脫模、涂脫模劑、安放嵌件、閉模等時間）。（1） 生產(chǎn)中充模時間為35s。注射時間中的保壓時間所占比例較大，一般約為20120s。在澆口處熔料凝結(jié)之前，保壓時間的長短對塑件尺寸精度有直接影響，而澆

30、口處凝結(jié)之后則無影響。保壓時間以塑件的收縮波動范圍最小的時間為準(zhǔn)。（2） 冷卻時間取決于塑件厚度，塑件的熱性能和結(jié)晶性能，以及模具溫度。冷卻時間約為30120s范圍內(nèi)。冷卻時間過長會對復(fù)雜塑件造成脫模困難。 溫度、壓力和時間。這三大成型工藝控制因素，都需要根據(jù)塑料品種、塑件壁厚和形狀以及模具結(jié)構(gòu)來恰當(dāng)?shù)倪x定。2.2 成型條件成型條件的選擇和控制直接影響塑料的塑化流動和冷卻的溫度、壓力和相應(yīng)的各個作用時間，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑件的主要因素。本外罩的成型條件見表1-1。 表1-1 外罩的成型條件塑料名稱苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物縮寫ABS注射成型機類型螺桿式堆密度/g·-3（不小于）1.05計

31、算收縮率（%）0.5預(yù)熱溫度/80時間/h2料筒溫度后段165中段170前段190噴嘴溫度/175模具溫度/65注射壓力/MPa80成型時間/s注射時間55高壓時間3冷卻時間70總周期128螺桿轉(zhuǎn)速/r·min-130適用注射機類型螺桿、柱塞均可后處理方法紅外線燈烘箱溫度/70時間/h2說明該成型條件為加工通用級ABS料時所用。3 打印機外罩設(shè)計的工藝性要求 外罩的工藝性就是外罩對成型加工的適應(yīng)性。外罩工藝性的好壞不但關(guān)系到外罩能否順利成型，也關(guān)系到外罩的質(zhì)量以及外罩模具結(jié)構(gòu)是否經(jīng)濟合理。外罩工藝性的好壞主要取決于外罩設(shè)計，在設(shè)計外罩時不僅要滿足使用要求，而且要符合成型工藝特點，并盡

32、可能簡化模具結(jié)構(gòu)。這樣，不僅能保證成型工藝順利實施，提高產(chǎn)品質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)率，降低成本。3.1 外罩幾何形狀尺寸設(shè)計3.1.1. 外罩壁厚外罩的壁厚主要決定于外殼的使用條件，但壁厚的大小對塑件成型影響很大，壁厚過小則成型時流動阻力大，而且不能保證塑件的強度和剛度；壁厚過大則浪費原料，增加塑件的成本，還容易產(chǎn)生氣、泡縮孔等缺陷。本外殼屬于大型塑件，其高度為100mm，長度為500mm，寬度為200mm。壁厚的設(shè)計包括以下幾個方面：（1） 有大面向小面的過渡采用光滑過渡。 （2） 澆口處的厚度比其它部位稍厚一些。壁厚簡圖見圖3-1。圖 3-1 外罩壁厚3.1.2. 加強筋與增強結(jié)構(gòu)為了確保外殼

33、的強度和剛度在外殼的內(nèi)表面設(shè)置設(shè)置加強筋結(jié)構(gòu)，同時可以改善成型是塑料熔體的流動狀況。設(shè)計主要的考慮有五個方面： （1） 盡量減少塑料的局部集中，以免產(chǎn)生縮孔和氣泡。 （2） 加強筋的尺寸不宜過大，盡量矮一些、多一些。 （3） 加強筋之間中心距大于兩倍壁厚，這樣既可以避免縮孔產(chǎn)生，又可以提高塑件的強度和剛度。 （4） 加強筋布置的方向與熔體流動的方向一致，有利于熔體充滿型腔，避免熔體流動受到攪亂。 （5） 加強筋的端面與塑件支承面平行，有一定距離。主要數(shù)據(jù)如下： 加強筋與壁部連接處的圓角半徑為：R=1.5 mm。 兩加強筋的距離為：L=30 mm。加強筋的高度為；H=3 mm。加強筋的寬度為：T

34、=2 mm，t=1.5 mm。簡圖見圖3-2。圖3-2 加強筋的布置 3.1.3. 外罩支承面外罩支承面用來配置自攻螺釘孔。與側(cè)壁連接，以提高其強度；與加強筋連接，以避免形成增厚部位。 設(shè)計簡圖見圖3-3。圖3-3 支承面 3.1.4. 圓角與孔 （1） 圓角 本外罩上的轉(zhuǎn)角處采用圓弧過渡，這樣不僅避免了應(yīng)力集中，提高了強度，而且還使塑件變得美觀，有利于塑料沖模時的流動。內(nèi)壁圓角半徑是壁厚的一半，外壁圓角半徑為壁厚的1.5倍，圓角半徑不應(yīng)小于0.5 mm。本外罩轉(zhuǎn)角的設(shè)計尺寸為：R=1.5H=3.75 mm，r=0.5H=1.25 mm。外罩的轉(zhuǎn)角處設(shè)計如圖3-4。 圖3-4 轉(zhuǎn)角 （2） 孔

35、 本外罩上的孔有操作按紐孔、數(shù)據(jù)線孔和散熱孔。設(shè)計考慮兩個方面： a：孔的形狀簡單，避免增加模具制造的復(fù)雜性。 b：孔與孔之間和孔與壁之間保持一定的距離，以保證外殼的強度。操作按紐孔見圖3-5 a）；數(shù)據(jù)線孔見圖3-5 b）；散熱孔見圖3-5 c）。 a） 操作按紐孔 b） 數(shù)據(jù)線孔 c） 散熱孔圖3-5為了減少模具設(shè)計以及生產(chǎn)制造的復(fù)雜性，數(shù)據(jù)線孔和散熱孔由外罩生產(chǎn)出來后機械加工。3.1.5. 外罩上的文字、符號塑件上的標(biāo)記、符號和文字有三種不同的結(jié)構(gòu)形式：第一種為凸字，這種形式制模方便，但使用過程中凸字容易損壞；第二種為凹字，凹字可以填上各種顏色的油漆，但這種形式如果用機械加工模具則較麻煩

36、；第三種為凹坑凸字，在凸字的周圍帶有凹入的裝飾框，這種結(jié)構(gòu)形式的凸字在使用時不易損壞，模具制造也比較方便。本外罩上的文字、符號采用第三種結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計的根據(jù)： （1） 線條寬度不小于0.3 mm，一般以0.8 mm最為適宜。 （2） 兩條線之間的距離不小于0.4 mm，邊框可比字體高出0.3 mm以上。 （3） 字體和符號的脫模斜度應(yīng)大于10°，字符平行于模具分型面。字符高在0.30.5mm范圍內(nèi)。 具體數(shù)據(jù)為：字符高度為0.3 mm；線條寬度為0.8mm；符號的脫模斜度為15°；字符成型面有0°45的斜度。字體見圖3-6。 圖3-6 字體3.2 外罩的幾何形狀。

37、本外罩幾何形狀的確定主要考慮三個方面：（1）有利于外罩的成型、簡化模具結(jié)構(gòu)、降低成本、提高生產(chǎn)率和保證外罩的質(zhì)量。為了開模是易于取出塑件，盡量避免側(cè)壁凹槽或與塑件脫模方向垂直的孔。（2）為了提高外罩的強度和剛度，將外罩的上頂面設(shè)計成拱形曲面。 （3）由于塑件冷卻后產(chǎn)生的收縮，會緊緊地包住模具型芯型腔中凸出的部分。為了塑件容易從模具內(nèi)脫出，使塑件的外壁具有一定的脫模斜度。由于塑件壁較薄，精度要求較高，所以選擇較小的脫模斜度。選為20。頂蓋見圖3-7，底蓋見圖3-8，其尺寸見零件圖紙。 圖3-7 頂蓋 圖3-8 底蓋3.3外罩的尺寸精度3.3.1影響外罩尺寸精度的因素影響外罩尺寸精度的因素很多，表

38、3-1列出了造成外罩尺寸誤差的主要原因。 表3-1 影響外罩尺寸精度的因原因分類原因的細(xì)節(jié)和模具直接有關(guān)系模具的形式或基本結(jié)構(gòu)；模具的加工制造誤差；模具的磨損、變形、熱膨脹。和塑料有關(guān)的原因塑料的標(biāo)準(zhǔn)收縮率的變化；塑料的成型收縮、流動性、結(jié)晶化程度的差異；再生塑料的混合、著色劑等添加劑的影響；塑料中的水分以及揮發(fā)和分解氣體的影響。和成型工藝有關(guān)的原因由于成型條件變化造成的成型收縮率的波動；成型操作變化的影響；脫模頂出時的塑料變形，彈性恢復(fù)。和成型后實效有關(guān)的原因周圍溫度、濕度不同造成的尺寸變化；塑料的塑性變形及因為外力作用產(chǎn)生的蠕變、彈性恢復(fù)；殘余應(yīng)力、殘余變形起的變化。 從表中可以看到外罩尺

39、寸誤差的產(chǎn)生是諸多因素綜合影響的結(jié)果。目前我國一些工廠的經(jīng)驗是，外罩的基本尺寸在120500 mm，模具成型部件的尺寸公差取外罩尺寸公差的1/91/8。3.3.2 外罩的尺寸公差本外殼在使用上不需要采用高精度等級，但為了不影響外罩的美觀，也不能采用低精度等級。同時，考慮到本外罩材料的性能和成型工藝特點，經(jīng)查表6-44實用模具設(shè)計與制造手冊，精度等級選為4級。4 模具設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn) 4.1 零件標(biāo)準(zhǔn)GB 4619.1 推桿 GB 4619.2 直導(dǎo)套 GB 4619.3 帶頭導(dǎo)套 GB 4619.4 帶頭導(dǎo)柱 GB 4619.5 有肩導(dǎo)柱 GB 4619.6 墊塊 GB 4619.7 推板 GB

40、 4619.8 模板 GB 4619.9 限位釘 GB 4619.10 支承柱 GB 4619.11 圓錐定位柱GB 4170 塑料注射模零件技術(shù)條件零件的設(shè)計尺寸和裝配在以下章節(jié)進行闡述。 4.2 模架標(biāo)準(zhǔn) 本次設(shè)計，根據(jù)外罩的結(jié)構(gòu)尺寸，采用大型模架標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12555.1-1990）。大型模架組合形式按模具所采用的澆口形式、制作的脫模方法和定模、動模組成數(shù)分為基本型和派生型兩類。按動模板數(shù)，基本型有分為A型和B型兩種。 根據(jù)外罩頂蓋和底蓋的結(jié)構(gòu)形狀，由于頂蓋高度較高，型腔較深而采用A型，見圖4-1；底蓋高度較低，型腔較淺而采用B型見圖4-2。 圖4-1 頂蓋模架圖4-2 底蓋模架5 模

41、具型腔設(shè)計5.1 型腔數(shù)的確定 型腔數(shù)的確定，主要跟注射機的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素有關(guān)。考慮到本次設(shè)計的設(shè)計要求，本次設(shè)計采用一模一腔結(jié)構(gòu)，配套生產(chǎn)。5.2 分型面的確定分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)因素的影響。本次設(shè)計，分型面的選擇考慮七個方面：（1） 便于塑件的脫模。 （2） 考慮塑件的外觀。 （3） 保證塑件的尺寸精度。 （4） 有利于防止溢料，考慮飛邊在塑件上的位置。 （5） 有利于排氣。 （6） 考慮脫模斜度對塑件尺寸的

42、影響。 （7） 使成型零件便于加工。根據(jù)以上所思及外罩的形狀、尺寸精度要求，分型面的選擇見圖：圖5-1 a）頂蓋分型面，b） 底蓋分型面。 a）頂蓋分型面 b）底蓋分型面 圖5-15.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零件是構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、型芯、螺紋型芯、螺紋型環(huán)等。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性，以承受塑料的積壓力和料流的摩擦力，達到足夠的精度和表面粗糙度。5.3.1凹摸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹模又稱陰模，它是成型塑件外表面的零件。凹模的結(jié)構(gòu)形式要根據(jù)塑件成型的需要和加工與裝配的工藝要求而

43、定。本次設(shè)計頂蓋和底蓋都采用整體式凹模，因為塑件外殼的結(jié)構(gòu)比較簡單而且整體式凹模結(jié)構(gòu)簡單牢固、強度高、成型零件的質(zhì)量比較好。見圖5-2：（以低蓋為例，其尺寸見零件圖） 圖5-2 凹模 （2）凹模的技術(shù)要求 凹模的材料 對一般結(jié)構(gòu)形狀較簡單的凹模常采用T8、T10、T10A鋼。本凹模結(jié)構(gòu)形狀比較簡單，因此采用T8鋼。 凹模的熱處理 因為本凹模結(jié)構(gòu)形狀比較見簡單，因此凹模熱處理硬度要求達4550HRC。 凹模的表面粗糙度 表面粗糙度采用一般要求，為Ra0.2Ra0.1um。 凹模的表面處理 成型表面鍍鉻，鍍鉻層深度為0.0150.02mm，鍍鉻應(yīng)拋光，達到表面粗糙度的要求。 凹模的加工 凹模套錐度

44、和模塊錐度要配合嚴(yán)密的部位，采用配制加工方法，以保證配合精度。 （3）凹模的裝配 見圖5-3。（以低蓋為例，其裝配基準(zhǔn)見裝配圖）圖5-3 凹模的裝配 5.3.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。根據(jù)型芯所成型零件內(nèi)表面大小不同，通常又有型芯和成型桿之分。型芯一般是指成型塑件中較大的主要內(nèi)型的成型零件，又稱主型芯，成型桿一般是指成型塑件上較小的成型零件，又稱小型芯。 （1）型芯的結(jié)構(gòu)形式 由于外罩的結(jié)構(gòu)形狀比較簡單，因而，型芯的結(jié)構(gòu)形式采用整體式，頂蓋型芯的結(jié)構(gòu)形式采用型芯與成型桿相結(jié)合的鑲拼組合式型芯。見圖5-4：（ a）底蓋型芯，b）頂蓋型芯，其尺寸見零件圖）a）底蓋型芯 b

45、）頂蓋型芯 圖 5-4 （2）型芯的技術(shù)要求 型芯材料 選為T8。 表面粗糙度 成型部分為Ra0.10Ra0.025um；配合部分為Ra0.8 um；其余部分為Ra6.3Ra1.6 um。 熱處理硬度 4550HRC。 表面處理 成型部分鍍鉻，鍍鉻層深度為0.0150.020mm，鍍鉻后拋光處理。 配合加工 因為頂蓋上有孔，為了達到同心度的要求，頂蓋采用配合加工。 （3）型芯的裝配 為了降低成產(chǎn)成本、節(jié)約資源、提高生產(chǎn)效率，頂蓋和底蓋的型芯采用相同的裝配方式。以頂蓋的裝配方式為例，見圖5-5：圖5-5 型芯的裝配6 注射機的選擇在模具設(shè)計時，必須根據(jù)塑件的具體情況，選用合適的注射機。這就要熟悉

46、所選用注射機的技術(shù)規(guī)范，并對有關(guān)參數(shù)進行校核。6.1 注射機的初選 根據(jù)外罩的結(jié)構(gòu)形狀、工藝要求和我國一些工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗：頂蓋模具的基本模架選為A一657533GBT12555.11990，底蓋模具的基本模架選為B一657519 GBT12555.11990，其中由于動模板和定模板不能滿足本塑件的要求而自行設(shè)計；模具的注射機類型初選為FD650型。6.2 注射機的校核注射機的校核主要有四個方面的內(nèi)容：（1） 模具閉合厚度的確定和校核。（2） 模具安裝尺寸的校核。（3） 模具開模行程的校核。（4） 注射機鎖模力的校核。6.2.1 模具閉合厚度的確定和校核根據(jù)公式：H= H1 + H2 + H3+A+B+C（其中，A：表示定模厚度；B：表示動模厚度；C：表示墊塊高度；H1：表示定模板座厚度；H2：表示動模板座厚度；H3：表示支承板厚度。） （1） 頂蓋模具厚度 H= H1+ H2+A+B+C=25+40+130+100+200=495mmFD650型的注射機的安裝模具厚度范圍為460980mm.。經(jīng)校核，所選注射機類型合格。 （2） 底蓋模具厚度H=H1+H2+H3+A+B+C=25+40+80+60+100+160=465mm。經(jīng)校核，所選注射機類型合格。 6.2.2 模具安裝尺寸的校核 （1） 頂蓋模具安裝尺寸校核該模架外形尺寸為40