打印机挡纸板注塑模.docx
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1、摘要 本次设计是打印机挡纸板注塑模的设计。主要内容包括注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具材料和热处理要求、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制等。其中模具结构的设计既是重点又是难点,其主要包括成型位置及分型面的选择、一模双件的确定、型腔的排列、流道布局、点浇口位置的选择、模具工作零件的结构设计、推板推出机构的设计、拉料杆的形式选择及排气方式设计等。关键词:塑料模具; 侧抽芯;分型面;滑块Abstract An injection mold for printer block board is designe
2、d. The main contents include the analysis of injection mold, the choice of injection machine and related parameters of checking, die material and heat treatment requirements, the structure of the mold design, the calculation of injection mold design, mold the determination of the overall size and st
3、ructure sketch map, die structure assembly and parts of working drawing mapping and so on .The structure design of the die is a key and difficult. It includes molding location and two cavities in the mold, the number of mold cavity, the cavity of the arrangement and selection of runner layout and pi
4、n-point gate location, the structure of the mold work part design, the design of pushing plate, pull rod material choice, in the form of exhaust way design and so on. Keywords: plastic mold; side core-pulling; parting surface; the slider目录一、塑件分析11.1.塑件的工艺性11.2塑件结构分析2二、材料的成型特性与工艺参数32.1主要用途32.2基本特性32.
5、3成型特点32.4ABS注射参数32.5 添加剂4三、成型设备的选择53.1初选注射机53.2型腔数量的确定6四、浇注系统和排溢系统的设计74.1分型面设计74.2浇注系统的设计74.3排溢系统的设计10五、成型零部件的设计与计算115.1成型零件的结构设计115.2成型零件工作尺寸的计算115.3模架的选取15六、脱模机构的设计166.1脱模力的计算166.2推出机构的设计16七、合模导向机构设计187.1导柱187.2导套187.3斜销18八、二次开模系统19九、温度调节系统19十、注射机参数的校核2010.1注射量的校核2010.2注射压力的校核2010.3模具与注射机安装模具部分相关2
6、010.4行程的校核2010.5顶出装置的校核21十一、模具的装配图、调试和检测22十二、总结26参考文献27 一、塑件分析本塑件为L11121E型号打印机的挡纸板,其主要形状为长方体的壳类零件,下方有导滑板和导向板。零件形状如产品图所示,具体尺寸请看零件图1.塑件的主视图图2.塑件实物图1.1.塑件的工艺性1.1.1尺寸精度 塑件尺寸精度指通过模具加工出来的塑件尺寸与产品设计图中尺寸的符合程度。一般来说塑件的尺寸精度在满足其使用要求的前提下尽可能的选用低精度等级。塑件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动,而本塑件的结构简单无配合精度。壁厚一致,大大降低了收缩率对塑件的尺寸精度影响。由于所用材
7、料为ABS所以确定其采用一般精度,为MT3级精度,无公差值者,按MT5级精度取值。1.1.2表面粗糙度 塑料制品的表面改善,除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、波纹等瑕疵外,主要由模具成型零件的表面粗糙度决定。由于本塑件的外观要求不高,所以表面粗糙度要求低,一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求高12级.所以依据塑料成型工艺与模具设计中表3-3可知,塑件的表面粗糙度在1.63.2之间,选取3.2。1.1.3形状 塑件在满足功能的要求下,其内外表面应尽可能有利于成型,以简化模具结构,降低成本,提高制件生产率和保证塑件的质量。由于此塑件的外表面要求不高、塑件结构简单,因此可以把浇口设在上表面。1.1.
8、4壁厚 本塑件为小型的薄壁塑料零件,壁厚为1mm。1.1.5脱模斜度 开模时为了便于塑件脱模,防止脱模时模具擦伤塑件表面,与脱模方向平行的塑件外形表面一般需要设有合理的脱模斜度,塑件沿脱模方向常常采用的斜度值对热塑性塑件为0.53.0。脱模斜度的大小取决于塑料的收缩率、塑件的形状壁厚以及塑件的部位等多种因素,收缩率大或壁厚的塑料取较大的脱模斜度。由于塑件在冷却收缩时,会使它包紧在模具型芯中的凸起部分。因此为了便于从塑件中抽出型芯,防止脱模时拉住塑件,而又因为本塑件是一个壳类零件,如不设适当的斜度将比较难脱模。因此根据模具设计与加工速查手册表6-18中查得:型腔的脱模斜度选40120;型芯选35
9、1。所以选取1o。1.1.6圆角塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处,除有特殊要求采用尖角外,一般都需要采用圆角进行连接。因为尖角比较容易产生应力集中,在受力或受冲击时会发生破裂,甚至会在开幕过程中开裂。圆角不仅有利于物料填充,增加塑件的美观,同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件脱模。圆角的取值与应力集中的关系遵循R/T函数关系,当R/T=0.6以后应力集中变的缓和,该塑件大部分的圆角取R1,较大值取R2。1.2塑件结构分析本塑件的结构简单,同时考虑本塑料制件为大批量生产、注射机的各项规格、工作性能、制品的精度要求、模具制造费用以及生产效率等,初选定采用一模二腔的模具结构。二、材料的成型特性与
10、工艺参数 本塑料制件的材料为ABS,全命为丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。2.1主要用途ABS是综合性能非常好的在工程中应用相当广泛的一种新型塑料。在机械方面上常常用来制造齿轮、把手、管道、泵叶轮、仪表壳、蓄电池槽、仪表盘、冷藏库轴承和电机壳等。汽车方面上常常用ABS制造热空气调节管、挡泥板、加热器等,还有常用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还用来制作电器零件、文教体育用品、玩具、电子纺织器材、食品包装器、农药喷雾器及一些家具等。2.2基本特性 ABS是由丁二烯、丙烯腈、苯乙烯共聚而成的非结晶型的高聚合物。由于这三种组分各自有各自独特的特性,使得ABS具有良好的综合力学性能。ABS呈浅象牙色或白色,
11、不透明,无味,无嗅,可以燃烧。密度为1.021.05g/cm3,ABS(抗冲)收缩率为0.30.8%,ABS(耐热)收缩率为0.30.8%。它既有聚苯乙烯的光泽和成型加工性能,又具有聚本烯腈的耐曲性、刚性和优良的机械强度,同时还发挥了橡胶组分具有的优良的抗冲击强度,ABS有坚韧、硬质、刚性的特征。电性能良好,耐磨、耐油性、耐药品、耐水性、化学稳定性,无机盐、碱、水、酸类对ABS几乎无影响,在醛、酯、酮、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂。尺寸相对稳定,易着色。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。易于成型加工。其缺点是赖热性不高,连续工作温度为70C
12、左右,热变形温度约为93C左右。耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。2.3成型特点ABS材料具有一定得吸湿性,所以要求在加工前必须进行干燥处理(干燥条件:8090C温度下至少干燥2小时)。材料湿度应保证小于0.1。ABS在升温时粘度会增高,所以成型压力比较高,故塑件上的脱模斜度应当取稍大值;ABS易产生熔接痕,在模具设计时应尽量减小浇注系统对料流的阻力;ABS在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时,模具温度可控制在5060C,要求塑件光泽和耐热时,应控制在6080C。2.4ABS注射参数 根据模具设计指导表6-5查得:注射类型:螺杆式螺杆转速:3060r/min
13、喷嘴类型:形式直通式;温度180190。料筒温度:前段200210;中段210230;后段180200。模具温度:5080C注射压力:7090 MPa保压力:5070 MPa注射时间:35 S保压时间:1530 S冷却时间:1530 S成型时间:4070 S后处理 :方法 红外灯烘箱;温度 70C;时间 24h。2.5 添加剂 填充剂玻璃微珠;塑件在成型后易产生内应力,添加玻璃微珠使塑料的流动性好,残余内应力分布均匀。 光稳定剂氧化锌;塑料制品在日光或强荧光下,由于吸收紫外光的能量,会引发氧化反应,导致聚合物降解,使制品的外观或内在性能变坏,这一过程称为光氧化或光老化。因此需要要添加光稳定剂。
14、 润滑剂硬脂酸及其盐类;对塑料的表面有润滑作用,可以有效的防止塑料在成型加工的时候黏模。同时还可以提高塑料制品表面光洁度。 着色剂灰色;在塑料制品中,需要着色的大约占80%左右。着色的目的有:1)增加制品美感 2)提高产品的耐候性,主要是通过着色剂防紫外线功能而实现的。三、成型设备的选择3.1初选注射机为了保证注射质量和充分发挥注射设备的能力,应根据注射模一次成型的塑料体积和质量来初步的确定注射机的类型和型号。3.1.1注射量 由塑料制件的形状估算其体积和重量 V=214510-13682-62821/4-42082-46202-1442-221/2-9984+38+313+614+362+2
15、103+214+722+312+410=3174.56mm33.2cm3 所以单个塑件的质量=V=1.053.2=3.36g 初步估算浇注系统的质量为3g,计算浇注系统的体积 V=3/1.05=2.86cm3 所以注射模一次成型时的注射总体积: V总=(23.2+2.86)cm3=9.06cm3 注射模一次成型时的注射总质量: M总=9.261.05g9.73g应满足注射量: V机V塑料/0.80 =11.33m3试中 V机额定注射量(cm3) V塑料 塑件与浇注系统凝料体积和(cm3)3.1.2注射压力: P注P成型 由上述ABS的注射压力知:ABS塑料的成型时的注射压力P成型=7090MP
16、a3.1.3锁模力:P锁模力pF式中 p塑料成型时型腔压力,ABS塑料的型腔压力p=30MPa; F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和(mm2)。各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积(尺寸参考零件图):F=2145+8+46+8+5+256=1129.465 mm2pF=30X1129.465N=33883.95N=33.89KN由此查表可初选注射机型号为XS-ZY-60的注射机,其主要技术参数如下:表1.XS-ZY-60型号注射机的主要参数结构形式卧式锁模力/500理论注射量/cm360最大注射面积/2130螺杆直径/38最大模具厚度/200注射压力/mPa122最小模具厚度/70
17、注射行程/mm170模板最大行程/mm180模板最大距离行程/380顶出方式中心顶杆机械顶出喷嘴口孔径/4顶出中心孔径56喷嘴圆弧半径/12两侧 孔径/22定位孔直径/60+00.054孔距/2303.2型腔数量的确定 因为型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模力等参数有关,因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。我们一般是根据注射机的最大注射量来确定型腔数量; n (0.8Vg-Vj)/Vs式中 n每台模具允许型腔数; Vg注射机允许的最大注射量(g或cm); Vj浇注系统所需塑料质量或体积(或);Vs单个塑件的质量或体积(或)。 由此可求出: n(0.860-2.86)/3.2=14
18、.1 故取n=2满足设计要求。即采用一模两件,又因为本塑料制件在结构上对称,所以在模具中采用平衡布置。四、浇注系统和排溢系统的设计4.1分型面设计分型面是指将模具适当地分成两个或两个以上可以分离的主要部分,这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件或浇注系统凝料,当成型时又必须接触封闭的接触表面。 选择分型时应遵循以下基本原则:1) 分型面一般应当选择在塑件外形最大轮廓处;2) 要确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模;3) 应满足塑件的外观要求;4) 应便于模具加工制造;5) 应考虑成型面积和锁模力;6) 要考虑对侧向抽心的影响;7) 要考虑排气效果。根据塑件的形状、尺寸和以上的原则,采用双
19、分型面平面分型可满足要求。4.2浇注系统的设计 浇注系统的设计是否合理不仅仅对塑件尺寸、内外在质量、性能、结构、等影响很大,还对塑件所用的塑料的利用率、成型生产效率等相关,因此这是一个非常重要环节。浇注系统的设计主要包括主流道,分流道,浇口和冷料穴四部分。4.2.1主流道的设计 主流道(又称浇口套)是塑料熔体进入模具的流动通道,在卧式注射机上主流道垂直于分型面,为了使凝料能顺利的拔出,主流道应设计成圆锥形,锥角取1,内壁粗糙度Ra小于0.4m,小端直径d=d1+(0.51),d1为注射机喷嘴的直径,对于XS-ZY-60型号注射机,喷嘴直径为4mm,所以d取5mm。选用浇口套材料为T8A,热处理
20、要求淬火5357HRC。其主要尺寸见下图:图三.主流道的结构及尺寸4.2.2分流道的设计 分流道是指从主流道末端到浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前通过截面积的变化及流向变换来获得平稳流态的过滤段.因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔,并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小,能将塑料熔体均衡分配到各个型腔。分流道的形状根据分析,采用圆形截面。分流道直径参考模具设计与加工速查手册表6-10,选取分流道直径为6,分流道尺寸及常用塑料分流道推荐尺寸表如下:图四.分流道的形状、尺寸表2.常用
21、塑料分流道直径推荐尺寸塑料品种分流道直径/mmABS AS4.89.5聚甲醛3.29.5丙烯酸酯8.09.5耐冲击的丙烯酸酯8.012.7尼龙64.89.5聚丙烯4.89.5聚乙烯1.69.5聚苯烯6.49.5聚苯乙烯3.29.5聚氯乙烯3.29.54.2.3浇口的设计浇口是连接分流道与型腔的通道,根据塑料成型工艺与模具设计书中表5-5查得,材料ABS适应于任何浇口。本塑件所选的材料为ABS。塑件成型性较好,它的流动性好,收缩率小。由于塑件的表面质量要不高、尺寸精度要求低的问题,故适合采用点浇口。浇口位置的选择:浇口位置的选择在模具设计时,浇口位置及尺寸要求比较严格,它一般根据下述几项原则来参
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