打印机外罩结构和模具设计说明

. . . 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。在校验合格后,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。通过本设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理；通过对AutoCAD的学习,可以建立较简单零件的零件库,从而有效的提高工作效率。关键词：生产工艺 注射模 成型零件 装配 塑料模具 分型面AbstractPlastic industry is grows now one of quickest industry classes 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, specially 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 system 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,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 proceeding 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, thus effective enhancement working efficiency.Key word: Manufacture process Injection mold Shaped parts The plastic mold Divides the profile目录摘要Abstract 1 绪 论11.1 我国塑料模具工业的发展现状及特点11.2 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向21.3 论文的主要研究目标及容31.3.1 设计目标 41.3.2 设计的主要容 41.3.3 设计的关键技术问题 42外罩材料的成型工艺参数及成型条件 52.1 成型工艺参数52.2 成型条件 63 打印机外罩设计的工艺性要求 73.1 外罩几何形状要素73.1.1外罩壁厚 73.1.2加强筋与增强结构 73.1.3 外罩支承面 83.1.4圆角与孔 83.1.5外罩上的文字、符号 93.2外罩的几何形状 103.3 外罩的尺寸精度 113.3.1 影响外罩尺寸精度的因素113.3.2 外罩的尺寸公差114 模具设计采用的标准124.1 零件标准 124.2 模架标准 125模具型腔设计145.1 型腔数的确定145.2 分型面的确定145.3 成型零件的结构设计145.3.1凹模的结构设计155.3.2型芯的结构设计166注射机的选择176.1 注射机的初选176.2 注射机的校核176.2.1模具闭合厚度的确定和校核176.2.2模具安装尺寸的校核176.2.3模具开模行程的校核186.2.4注射机锁模力的校核187模具构件设计与标准197.1 支承件的设计 197.1.1动模座板和定模座板设计197.1.2固定板设计197.1.3支承板的设计207.1.4垫块的设计207.2 导向零件的设计207.2.1导柱和导套的结构及其固定形式217.2.2推板导柱和推板导套的结构及其固定形式227.3 定位零件的设计227.3.1定位圈的设计237.3.2限位钉的设计237.4 推出零件的设计237.4.1推出机构的选择237.4.2推出机构的设计采用的设计原则247.4.3零部件设计248 浇注系统的设计268.1 浇注系统的组成268.2 浇注系统设计的基本原则268.3 浇注系统的设计278.3.1主流道的设计278.3.2分流道的设计288.3.3冷料穴和拉料杆的设计298.3.4 浇口的设计309温度调节控制系统的设计329.1 冷却系统的设计329.1.1冷却通道的设计原则329.1.2冷却装置的形式329.1.3冷却通道的形式329.2加热系统的设计339.2.1加热的形式339.2.2加热的基本要求3310模具的装配与试模3410.1 模具的装配3410.1.1装配图3410.1.2装配步骤3410.1.3模拟开模3510.2 试模3710.2.1 装模3710.2.2试模3710.2.3 后续工作38结论39致41参考文献43附录145附录2461 绪 论1.1 我国塑料模具工业的发展现状及特点我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如津荣天和机电和北极星.K模具制造多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm,表面粗糙度Ra0.2m,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达1030万次,淬火钢模达501000万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如海信模具、通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件,取得较好的效果。如新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般采用热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的50%80%相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来,国已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如：P20,3Gr2Mo、PMS、SM、SM等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响,但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下,和国外先进工业国家已达到70%80%相比,仍有差距。据有关方面预测,模具市场的总体趋势是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展,对塑料模具提出越来越高的要正常的,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木,以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在十五期间将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面,除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。1.2 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具 CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产,提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1.3 论文的主要研究目标及容1.3.1 设计目标 1 完成打印机外罩的结构设计。2 完成打印机外罩的模具设计。3 完成打印机外罩零件图和模具装配图的绘制。1.3.2 设计的主要容本论文,主要是对打印机外罩结构和模具设计做了研究和探讨,所做的工作主要有以下几个方面：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。1.3.3 设计的关键技术问题 在设计模具的过程中,要解决的最主要问题是,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。2 外罩材料的成型工艺参数及成型条件目前,塑件材料主要分为热固性塑料和热塑性材料两大类。成型的方式有：注射、压缩、压注等多种。本次毕业设计采用热塑性材料即ABS工程塑料,注射成型。2.1 成型工艺参数塑件的成型工艺参数主要是温度、压力和时间三大要素。1 温度。注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。（1） 料筒温度 料筒温度的选择应保证塑料塑化良好,能顺利实现注射,而不会引起塑料分解。（2） 喷嘴温度 料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。料筒和喷嘴温度对成型条件及塑件的物理力学性能影响十分显著。 3 模具温度 模具温度对塑件的在性能和表现质量有很大影响。模具温度根据塑件是否结晶、塑件的尺寸和结构要求等。2. 压力。注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种,它们都直接影响塑料的塑化和塑件的质量。1 塑化压力 注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计、塑件质量的要求以及塑件的种类等的不同而异。2 注射压力 注射压力的大小取决于注射成型机的类型、模具结构、塑件壁厚、塑件种类和注射成型工艺等。3. 时间。 一次注射成型周期包括注射时间充模时间和保压时间、闭模冷却时间和其它时间开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、闭模等时间。1 生产中充模时间为35s。注射时间中的保压时间所占比例较大,一般约为20120s。在浇口处熔料凝结之前,保压时间的长短对塑件尺寸精度有直接影响,而浇口处凝结之后则无影响。保压时间以塑件的收缩波动围最小的时间为准。2 冷却时间取决于塑件厚度,塑件的热性能和结晶性能,以及模具温度。冷却时间约为30120s围。冷却时间过长会对复杂塑件造成脱模困难。 温度、压力和时间。这三大成型工艺控制因素,都需要根据塑料品种、塑件壁厚和形状以及模具结构来恰当的选定。2.2 成型条件成型条件的选择和控制直接影响塑料的塑化流动和冷却的温度、压力和相应的各个作用时间,是生产优质塑件的主要因素。本外罩的成型条件见表1-1。表1-1 外罩的成型条件塑料名称苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物缩写ABS注射成型机类型螺杆式堆密度/g-3不小于1.05计算收缩率%0.5预热温度/80时间/h2料筒温度后段165中段170前段190喷嘴温度/175模具温度/65注射压力/MPa80成型时间/s注射时间55高压时间3冷却时间70总周期128螺杆转速/rmin-130适用注射机类型螺杆、柱塞均可后处理方法红外线灯烘箱温度/70时间/h2说明该成型条件为加工通用级ABS料时所用。3 打印机外罩设计的工艺性要求 外罩的工艺性就是外罩对成型加工的适应性。外罩工艺性的好坏不但关系到外罩能否顺利成型,也关系到外罩的质量以及外罩模具结构是否经济合理。外罩工艺性的好坏主要取决于外罩设计,在设计外罩时不仅要满足使用要求,而且要符合成型工艺特点,并尽可能简化模具结构。这样,不仅能保证成型工艺顺利实施,提高产品质量,又能提高生产率,降低成本。3.1 外罩几何形状尺寸设计3.1.1. 外罩壁厚外罩的壁厚主要决定于外壳的使用条件,但壁厚的大小对塑件成型影响很大,壁厚过小则成型时流动阻力大,而且不能保证塑件的强度和刚度；壁厚过大则浪费原料,增加塑件的成本,还容易产生气、泡缩孔等缺陷。本外壳属于大型塑件,其高度为100mm,长度为500mm,宽度为200mm。壁厚的设计包括以下几个方面：1 有大面向小面的过渡采用光滑过渡。 2 浇口处的厚度比其它部位稍厚一些。壁厚简图见图3-1。图 3-1 外罩壁厚3.1.2. 加强筋与增强结构为了确保外壳的强度和刚度在外壳的表面设置设置加强筋结构,同时可以改善成型是塑料熔体的流动状况。设计主要的考虑有五个方面： 1 尽量减少塑料的局部集中,以免产生缩孔和气泡。 2 加强筋的尺寸不宜过大,尽量矮一些、多一些。 3 加强筋之间中心距大于两倍壁厚,这样既可以避免缩孔产生,又可以提高塑件的强度和刚度。 4 加强筋布置的方向与熔体流动的方向一致,有利于熔体充满型腔,避免熔体流动受到搅乱。 5 加强筋的端面与塑件支承面平行,有一定距离。主要数据如下： 加强筋与壁部连接处的圆角半径为：R=1.5 mm。 两加强筋的距离为：L=30 mm。加强筋的高度为；H=3 mm。加强筋的宽度为：T=2 mm,t=1.5 mm。简图见图3-2。图3-2 加强筋的布置3.1.3. 外罩支承面外罩支承面用来配置自攻螺钉孔。与侧壁连接,以提高其强度；与加强筋连接,以避免形成增厚部位。 设计简图见图3-3。图3-3 支承面 3.1.4. 圆角与孔 1 圆角 本外罩上的转角处采用圆弧过渡,这样不仅避免了应力集中,提高了强度,而且还使塑件变得美观,有利于塑料冲模时的流动。壁圆角半径是壁厚的一半,外壁圆角半径为壁厚的1.5倍,圆角半径不应小于0.5 mm。本外罩转角的设计尺寸为：R=1.5H=3.75 mm,r=0.5H=1.25 mm。外罩的转角处设计如图3-4。图3-4 转角 2 孔 本外罩上的孔有操作按纽孔、数据线孔和散热孔。设计考虑两个方面： a：孔的形状简单,避免增加模具制造的复杂性。 b：孔与孔之间和孔与壁之间保持一定的距离,以保证外壳的强度。操作按纽孔见图3-5 a；数据线孔见图3-5 b；散热孔见图3-5 c。a 操作按纽孔 b 数据线孔 c 散热孔图3-5为了减少模具设计以及生产制造的复杂性,数据线孔和散热孔由外罩生产出来后机械加工。3.1.5. 外罩上的文字、符号塑件上的标记、符号和文字有三种不同的结构形式：第一种为凸字,这种形式制模方便,但使用过程中凸字容易损坏；第二种为凹字,凹字可以填上各种颜色的油漆,但这种形式如果用机械加工模具则较麻烦；第三种为凹坑凸字,在凸字的周围带有凹入的装饰框,这种结构形式的凸字在使用时不易损坏,模具制造也比较方便。本外罩上的文字、符号采用第三种结构形式。设计的根据： 1 线条宽度不小于0.3 mm,一般以0.8 mm最为适宜。 2 两条线之间的距离不小于0.4 mm,边框可比字体高出0.3 mm以上。 3 字体和符号的脱模斜度应大于10,字符平行于模具分型面。字符高在0.30.5mm围。 具体数据为：字符高度为0.3 mm；线条宽度为0.8mm；符号的脱模斜度为15；字符成型面有045的斜度。字体见图3-6。图3-6 字体3.2 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。为了开模是易于取出塑件,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3-7,底盖见图3-8,其尺寸见零件图纸。图3-7 顶盖图3-8 底盖3.3外罩的尺寸精度3.3.1影响外罩尺寸精度的因素影响外罩尺寸精度的因素很多,表3-1列出了造成外罩尺寸误差的主要原因。表3-1 影响外罩尺寸精度的因原因分类原因的细节和模具直接有关系模具的形式或基本结构；模具的加工制造误差；模具的磨损、变形、热膨胀。和塑料有关的原因塑料的标准收缩率的变化；塑料的成型收缩、流动性、结晶化程度的差异；再生塑料的混合、着色剂等添加剂的影响；塑料中的水分以及挥发和分解气体的影响。和成型工艺有关的原因由于成型条件变化造成的成型收缩率的波动；成型操作变化的影响；脱模顶出时的塑料变形,弹性恢复。和成型后实效有关的原因周围温度、湿度不同造成的尺寸变化；塑料的塑性变形及因为外力作用产生的蠕变、弹性恢复；残余应力、残余变形起的变化。 从表中可以看到外罩尺寸误差的产生是诸多因素综合影响的结果。目前我国一些工厂的经验是,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壳在使用上不需要采用高精度等级,但为了不影响外罩的美观,也不能采用低精度等级。同时,考虑到本外罩材料的性能和成型工艺特点,经查表6-44实用模具设计与制造手册,精度等级选为4级。4 模具设计采用的标准 4.1 零件标准GB 4619.1 推杆 GB 4619.2 直导套 GB 4619.3 带头导套 GB 4619.4 带头导柱 GB 4619.5 有肩导柱 GB 4619.6 垫块 GB 4619.7 推板 GB 4619.8 模板 GB 4619.9 限位钉 GB 4619.10 支承柱 GB 4619.11 圆锥定位柱GB 4170 塑料注射模零件技术条件零件的设计尺寸和装配在以下章节进行阐述。4.2 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。按动模板数,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4-1；底盖高度较低,型腔较浅而采用B型见图4-2。图4-1 顶盖模架图4-2 底盖模架5 模具型腔设计5.1 型腔数的确定 型腔数的确定,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。5.2 分型面的确定分型面的选择受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、及其形状、塑件在模具的成型位置、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5-1 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5-15.3 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。5.3.1凹摸的结构设计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5-2：以低盖为例,其尺寸见零件图图5-2 凹模 2凹模的技术要求凹模的材料 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。凹模的热处理 因为本凹模结构形状比较见简单,因此凹模热处理硬度要求达4550HRC。凹模的表面粗糙度 表面粗糙度采用一般要求,为Ra0.2Ra0.1um。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。凹模的加工 凹模套锥度和模块锥度要配合严密的部位,采用配制加工方法,以保证配合精度。 3凹模的装配 见图5-3。以低盖为例,其装配基准见装配图图5-3 凹模的装配5.3.2 型芯的结构设计 型芯是成型塑件表面的成型零件。根据型芯所成型零件表面大小不同,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5-4： 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 5-4 2型芯的技术要求型芯材料 选为T8。表面粗糙度 成型部分为Ra0.10Ra0.025um；配合部分为Ra0.8 um；其余部分为Ra6.3Ra1.6 um。热处理硬度 4550HRC。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。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型芯的装配 为了降低成产成本、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。以顶盖的装配方式为例,见图5-5：图5-5 型芯的装配6 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,并对有关参数进行校核。6.1 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一657533GBT12555.11990,底盖模具的基本模架选为B一657519 GBT12555.11990,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。6.2 注射机的校核注射机的校核主要有四个方面的容：（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。6.2.1 模具闭合厚度的确定和校核根据公式：H= H1+ H2 + H3+A+B+C其中,A：表示定模厚度；B：表示动模厚度；C：表示垫块高度；H1：表示定模板座厚度；H2：表示动模板座厚度；H3：表示支承板厚度。 1 顶盖模具厚度 H= H1+ H2+A+B+C=25+40+130+100+200=495mmFD650型的注射机的安装模具厚度围为460980mm.。经校核,所选注射机类型合格。 2 底盖模具厚度H=H1+H2+H3+A+B+C=25+40+80+60+100+160=465mm。经校核,所选注射机类型合格。6.2.2 模具安装尺寸的校核 1 顶盖模具安装尺寸校核该模架外形尺寸为400mmx750mmx495mm。经校核,FD650型注射机的安装尺寸满足要求。 2 底盖模具安装尺寸校核 该模架外形尺寸为400mm750mm465mm。经校核,FD650型注射机的安装尺寸满足要求。6.2.3 模具开模行程的校核 1 顶盖模具开模行程的校核 FD650型注射机的最大开模行程S=1980mm,超过塑件深度100mm,能够完全脱模,因此满足要求。 2 底盖模具开模行程的校核 JPH250型注射机的最大开模行程S=1980mm,远远超过底盖的高度20mm,能够完全脱模,因此满足要求。6.2.4 注射机锁模力的校核 1 顶盖模具注射机锁模力的校核因为,注射压力80MPa,塑件在分型面上的投影面积约为：100500=50000 mm2则总压力为：8050000=4000kN而FD650型注射机的锁模力为6500kN,所以,该注射机满足要求。 2 底盖模具注射机锁模力的校核因为,注射压力80MPa,塑件在分型面上的投影面积约为： 100500=50000 mm2则总压力为：8050000=4000kN而FD650型注射机的锁模力为6500kN,所以,该注射机满足要求7 模具构件设计与标准7.1 支承件的设计 模具中的各种固定板模板、支承板垫板、支承柱垫块以及模座动、定模座板等均称为支承零件,各种支承零件均应具有足够的强度与刚度。7.1.1 动模座板和定模座板设计 动模座板和定模座板均是固定塑料模具与成型设备连接的模板,因此,座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应。动模座板的设计与标准见图7-1 a,定模座板的设计与标准见图7-1 b。a 动模座板 b 定模座板图7-1标准：GB/T 12555.3-1990材料：45钢形位公差：t1为5级,t2、为7级,t3为9级。7.1.2 固定板设计 固定板是用以固定型芯、凹模、导柱、导套、推杆等作用。为了其他零件固定稳固,固定板也应有足够的厚度。以顶罩模具为例,定模板的设计见图7-2 a,动模板的设计见图7-2 b。底罩模具固定板的设计和标准与顶罩模具相同 a 定模板 b 动模板 图7-2 标准：GB/T 12555.4-1990材料：45钢形位公差：t1为5级,t2、t3为6级。7.1.3支承板的设计支承板是垫在固定板背面,防止成型零件和导向零件轴向移动,并承受一定的成型压力。支承板与固定板的连接通常用螺钉和销钉紧固。本次设计采用螺钉连接。支承板有足够的强度和刚度,以承受成型力而不过量变形,其设计方法与标准与固定板的设计一样,在次,不在多做阐述。7.1.4 垫块的设计垫块的作用是形成推出机构所需的推出空间或调节模具闭合高度,以适应成型设备的压板间距。垫块的高度在形成推出机构的推出空间时,应根据推出机构的推出行程确定。依次,顶盖模具的垫块高度确定为200 mm,见图7-3 a；底盖模具的垫块高度确定为160 mm,见图7-3 b。a顶盖模具垫块 b底盖模具垫块 图7-3标准：CB4169.6-1984材料：Q235A钢粗糙度要求：0.8。模具两边垫块的高度应一致,以保证组装后的模具上、下表面平行。7.2 导向零件的设计导向零件是保证动模和定模合模时正确定位和导向,并避免模个零部件发生碰撞和干涉,以保证塑件的形状和精度的重要零件。主要零件包括导柱和导套。对本次导向零件的设计原则是：（1） 导向机构类型的选用。（2） 导柱数量、大小、及其布置。（3） 导向零件的设置注意模具的强度。（4） 导向零件的结构便于导向。（5） 导向准确、运动灵活、平稳,具有足够强度、刚度和耐磨性。 本次设计,顶盖模具的导向零件和底盖模具的导向零件采用同一结构和固定形式。现以顶盖模具的导向零件为例,对设计过程作一阐述。7.2.1 导柱、导套的结构及其固定形式 1导柱的结构 导柱的结构形式随模具的结构、大小及塑件生产批量要求的不同而异。本次设计考虑到使用大型模架,而采用带肩导柱型。其结构见图7-4。图7-4 导柱 2导套的结构 导套的主要结构形式有直导套和带头导套。带头导套结构较复杂,主要用于精度较高的大型模具。根据本次设计的需要,采用带头导套型。见图7-5。图7-5 导套 3导柱和导套的配合 对于大型注射模具,为防止导套拔出,导柱与导套的配合采用间隙配合H7/f7。安装方法如图7-6所示。图7-6 导柱和导套的配合7.2.2 推板导柱和推板导套的结构及其固定形式 1推板导柱的结构 推板导柱用于推出机构导向的零件,有时可作为支承柱和导柱兼用。结构见图7-7。图7-7 推板导柱 2推板导套的结构 推板导套采用带头导套型,见图7-8。图7-8 推板导套 3推板导柱和推板导套的固定形式 推板导柱和推板导套之间的配合采用间隙配合H7/f7。安装方法如图7-9所示。图7-9 推板导柱和推板导套的固定形式7.3 定位零件的设计定位零件包括定位圈、定距螺钉,限位钉及圆锥定位件等。本外罩模具的定位零件只采用定位圈和限位钉。7.3.1 定位圈的设计 定位圈与注射机定模固定板中心的定位孔相配合,通常采用H11/h11间隙配合,其作用是使主浇道与喷嘴和机筒对中。定位圈的形式有、型三种。本次设计采用型,具体数据见图7-10。图7-10 定位圈7.3.2 限位钉的设计限位钉也称挡销,其作用：（1） 使推板与动模座板之间形成间隙,便于清理废料和杂物（2） 通过调节挡销的厚度来控制推杆的位置及推出距离其结构数据见图7-11。图7-11 限位钉 7.4 推出零件的设计 在注射成型的每一循环中,都必须使塑件由模具型腔中脱出,模具中这种脱出塑件的机构称为推出机构,或称脱模机构。本模具的推出过程采用推杆推出。推出过程包括开模、推出、取件、闭模、推出机构复位等过程。推出零件有推杆、复位杆、推杆固定板和推板等。推杆将塑件从型芯中推出；复位杆在闭模过程中使推杆复位；推杆固定板和推板连接和固定所有推杆和复位杆,传递推出力并使整个推出机构能协调运动。7.4.1 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,达到一定位置时,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。7.4.2 推出机构的设计采用的设计原则1 结构可靠 推出机构工作可靠、运动灵活、制造方便、配换容易,机构本身具有足够的强度和刚度,足以克服脱模阻力。2 保证塑件不变形不损坏 正确分析外罩对型腔的附着力的大小和所在部位,选出合适的推出方式和推出位置,使脱模力合理分布。由于塑件收缩时包紧型芯,因此脱模力作用位置靠近型芯。同时脱模力施与塑件刚度和强度较大的位置。在确定推出零件机构及尺寸时,考虑综合因素,以保证塑件顺利脱模。（3） 保证塑件外观良好 推出塑件的位置,选在塑件部。（4） 塑件留在动模一边 使模具的推出机构较为简单。7.4.3 零部件设计 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7-12,固定图见图7-13。图7-12 推杆图7-13 推杆的固定2复位杆的设计及固定 推杆在完成推出塑件动作之后,要求返回初始位置,以待下一次工作。使推杆复位的零件称为复位杆,它是借助模具的闭合动作而使推出机构复位的杆件,是推出机构中应用最广泛的一种复位零件。复位件在结构上与推杆相似,都是固定在同一板即推杆固定板上。两者的不同之处是它们与模板的配合间隙不同,复位杆与模板的配合间隙可以较推杆与模板的配合间隙稍大,同时在复位状态下复位杆的顶面与模具的分型面平行。设计如图7-14所示,固定如图7-15所示。图7-14 复位杆图7-15 复位杆的固定3推板和推杆固定板的设计及固定 推板用于塑件加工后塑件的脱模,推杆固定板用于推杆、复位杆在推板上的固定。推板的设计如图7-16 a所示,推杆固定板的设计如图7-16 b所示,固定方式见图7-9。 a 推板 b 推杆固定板 图7-168 浇注系统的设计浇注系统是指模具中从接触注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道,其作用是使塑料熔体平稳且有顺序地填充到型腔中,并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部位,以获得组织紧密、外形清晰的塑件。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。本次设计采用普通浇注系统。8.1 浇