畢業(yè)論文---打印機墨盒卡頭注射工藝及模具設(shè)計

1、<p>　　打印機墨盒卡頭注射工藝及模具設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　塑料制品具有原料來源豐富、價格低廉、性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，應(yīng)用極其廣泛。注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。</p><p>　　墨盒

2、卡頭結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、質(zhì)量較小、壁厚薄，是一個小型塑料注射件；其形狀中間為盒形，一端帶有兩個勾形，另一端有側(cè)孔。通過墨盒卡頭的這些特點以及零件原材料的特性分析和比較，設(shè)計點澆口雙分型面帶側(cè)向抽芯的注射模具。</p><p>　　通過模具側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)以及零件要求，確定一模雙腔的型腔對稱排布結(jié)構(gòu)。根據(jù)墨盒卡頭原材料的工藝性能確定模具的澆注系統(tǒng)。然后，根據(jù)注射體積選擇注射機并校核。側(cè)向抽芯機構(gòu)采用常用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)。根據(jù)零

3、件結(jié)構(gòu)形狀，設(shè)計兩側(cè)對稱的抽芯機構(gòu)。設(shè)計四個斜導(dǎo)柱，每側(cè)兩個對稱分布。推出系統(tǒng)采用推桿推出系統(tǒng)及復(fù)位桿復(fù)位。而澆道凝料采用擋板拉斷點澆口，定距拉桿和彈簧配合的推出系統(tǒng)。導(dǎo)向機構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，采用帶頭導(dǎo)柱和直導(dǎo)套配合導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)柱和導(dǎo)套都按標(biāo)準(zhǔn)件進行設(shè)計。冷卻系統(tǒng)采用冷卻水冷卻，水道根據(jù)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計了正向和側(cè)向兩個方向的流向。</p><p>　　此模具設(shè)計緊湊，采用一模雙腔結(jié)構(gòu)，滿足了生產(chǎn)墨盒卡頭的技術(shù)要求，

4、并保證了較高的生產(chǎn)效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：注塑模，塑料模，側(cè)向抽芯，雙分型面，墨盒卡頭</p><p>　　INJECTION PROCESSES AND MOLD </p><p>　　DESIGN OF PRINTER INK CARTRIDGE CLIP</p><p><b>　　ABSTRACT</b&g

5、t;</p><p>　　Plastic products has the characteristics of rich sources of the raw materials, low cost, high performance etc. It is an alternative to the role of the most widely used in computers and mobile pho

6、nes, cars and electrical and electronics instruments, appliance and products manufacturing. Injection mold is a thermoplastic - concrete shape of the main method, the scope of application is very large.</p><p&

7、gt;　　Ink cartridges clip structures are complex, quality, lesser, wall thickness, is a small plastic injection parts; Among its shape is the box of form, two hooked at one end, a bye hole at other end. Through these char

8、acteristics of ink cartridge clip and the characteristic analysis and comparison of raw materials, design pinpoint gate double parting surface side with core-pulling injection mold. Through the mold side core-pulling str

9、ucture and parts requirement, design the double cavity symmetrica</p><p>　　The mold design is compact, the double cavity structure, satisfying the production technical requirements of the ink cartridges clip

10、, and ensuring the high production efficiency.</p><p>　　KEY WORDS：injection mold, mold of plastic, core-pulling, double parting </p><p>　　surface, ink cartridges clip</p><p><b&

11、gt;　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第一章 塑件成型工藝性分析4</p><p>　　§1.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析4</p><p>　　§1.2 墨盒卡頭原料（ABS）的成型特性參數(shù)5</p><p>　

12、　§1.3 塑件成型工藝參數(shù)5</p><p>　　第二章 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)設(shè)計7</p><p>　　§2.1 分型面的選擇7</p><p>　　§2.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計8</p><p>　　§2.2.1 主流道和定位圈的設(shè)計8</p><p>　　§

13、;2.2.2 分流道設(shè)計9</p><p>　　§2.2.3 澆口設(shè)計10</p><p>　　第三章 塑件型腔排布及注射機的選擇12</p><p>　　§3.1 型腔數(shù)目的確定及排布12</p><p>　　§3.2 注射機的選擇12</p><p>　　第四章 成型零部件設(shè)

14、計13</p><p>　　§4.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計13</p><p>　　§4.2 成型零部件的工作尺寸計算13</p><p>　　§4.2.1 影響成型零部件工作尺寸的因素13</p><p>　　§4.2.2 型腔和型心尺寸計算14</p><p>　　第

15、五章 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計15</p><p>　　§5.1 模架的設(shè)計15</p><p>　　§5.2 支承零部件設(shè)計15</p><p>　　§5.2.1 支承塊設(shè)計16</p><p>　　§5.2.2 動定模座板16</p><p>　　§5.3 合模導(dǎo)向

16、機構(gòu)設(shè)計16</p><p>　　§5.3.1 導(dǎo)柱設(shè)計17</p><p>　　§5.3.2 導(dǎo)套設(shè)計18</p><p>　　第六章 推出機構(gòu)設(shè)計19</p><p>　　§6.1 推出機構(gòu)的設(shè)計要求19</p><p>　　§6.2 推桿推出機構(gòu)19</p

17、><p>　　§6.3 點澆口澆注系統(tǒng)凝料的推出19</p><p>　　第七章 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計21</p><p>　　§7.1 抽芯力與抽芯距的確定21</p><p>　　§7.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計22</p><p>　　§7.3 側(cè)滑塊的設(shè)計22</p&

18、gt;<p>　　§7.4 導(dǎo)滑槽的設(shè)計23</p><p>　　§7.5 楔緊塊和側(cè)滑塊定位裝置的設(shè)計23</p><p>　　第八章 溫度調(diào)節(jié)與排氣系統(tǒng)24</p><p><b>　　總 結(jié)25</b></p><p><b>　　參考文獻26</b>

19、;</p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　1 中國塑料模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑

20、料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平[1]。整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑

21、料模。整體來看，中塑料模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。</p><p>　　加入WTO以后，塑料模具產(chǎn)業(yè)面臨了巨大的挑戰(zhàn)，同時而來的還有更多的機會。由于

22、中國塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外產(chǎn)品價格的1/5～1/3[2]，加入WTO后，國外同類產(chǎn)品對國內(nèi)沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進口帶來了更多的便利，同時還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具才起到了推動作用。2006年，中國塑料模具總產(chǎn)值約300多億元人民幣，其中出口額約5

23、8億元人民幣[3]。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計資料，2006年中國共進口塑料模具約10億美元，約合83億元人民幣。由此可以得出，除自產(chǎn)自用外，市場銷售方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產(chǎn)模具總供給約為230億元人民幣，市場滿足率為73.5%。進口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的各種塑殼模具、為通信及辦公設(shè)備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及為電子工業(yè)配套的各種塑封模具等。出口的塑料模具以

24、中低檔產(chǎn)品居多。由于中國塑料模具價格較低，在</p><p>　　2 中國塑料模具的發(fā)展市場</p><p>　　模具外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因[4]：一是國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶來了對模具旺盛需求，有些高檔模具國內(nèi)的確生產(chǎn)不了，只好進口；但也確實有一些模具國內(nèi)可以生產(chǎn)，也在進口。這與中國現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項目審批制度有關(guān)。二是對模具出口鼓勵不夠。現(xiàn)在模具與其它機電

25、產(chǎn)品一樣，出口退稅率只有13%，而未達17%。從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。</p><p>　　隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引

26、下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術(shù)

27、的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務(wù)[5]。   近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。</p><p><b>　　3 本次設(shè)計意義 </b&g

28、t;</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，但成型難度大，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對模具工作人員是一個很好的考驗。在設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、側(cè)向抽芯機構(gòu)、導(dǎo)向部分、推出機構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗。</p><p&

29、gt;　　第一章 塑件成型工藝性分析</p><p>　　§1.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　塑件的圖形如圖1-1，1-2所示。</p><p>　　圖1-1 墨盒卡頭工程圖</p><p>　　圖1-2 墨盒卡頭三維圖</p><p>　　該塑件的名稱是墨盒卡頭，材料為ABS，壁厚1mm-3mm，

30、質(zhì)量為17g，其精度要求四級，大批量生產(chǎn)。墨盒卡頭是常用的塑料產(chǎn)品，其形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可以說是比較典型的塑料注射模具生產(chǎn)產(chǎn)品。觀察墨盒卡頭的形狀可以發(fā)現(xiàn)，其兩端部分無法正常的分型，需要側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。</p><p>　　§1.2 墨盒卡頭原料（ABS）的成型特性參數(shù)</p><p>　　ABS的中文名稱為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。其綜合性能較好，沖擊韌度、力學(xué)強度較高，

31、尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電氣性能良好；易于成形和機械加工，與有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。適于制作一般機械零件、減摩耐磨零件、傳動零件和電信結(jié)構(gòu)零件。</p><p>　　ABS是無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。查閱文獻[6]P346得，其吸濕性強，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。流動性中

32、等，溢邊料0.04 mm左右（流動性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250℃左右，比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高塑件，模溫宜取50～60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60～80℃。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為180～230℃，注射壓力為100～140MPa，螺桿

33、式注塑機則取160～220℃，70～100 MPa為宜。模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng),，選擇好進料口位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。</p><p>　　§1.3 塑件成型工藝參數(shù)</p><p>　　查閱文獻[7]P430和表4-19得：</p><p>　　注射機類型：螺桿式；　　 </p&

34、gt;<p>　　螺桿轉(zhuǎn)速：30－60r/min；</p><p>　　密度：1.01～1.07g/cm3；</p><p>　　收縮率：0.4～0.7%；</p><p>　　料筒溫度：后段180C°～200C°，中段210C°～230C°，前段200C°～210C°；</p>

35、<p>　　噴嘴溫度：180C°～190C°； </p><p>　　模具溫度：50C°～70C°； </p><p>　　注射壓力：70～90 MPa； </p><p>　　保壓力：50～70 MPa；</p><p>　　注射時間：3～5s，保壓時間15～30

36、s，冷卻時間15～30s，成型周期40～70s；</p><p>　　后處理：70C°熱空氣中處理2～4h。</p><p>　　第二章 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　§2.1 分型面的選擇</p><p>　　塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，

37、即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則[8]：</p><p>　　1、分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動模部分，由于推出機構(gòu)通常設(shè)置在動模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模

38、，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。</p><p>　　2、分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。</p><p>　　3、分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。</p><p>　　4、分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。</p><p>　　不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計方法，都必須首先確定分型面，因為模具結(jié)

39、構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。該塑件為外殼，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量、便于清除毛刺及飛邊、有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體、分模后塑件留在動模一側(cè)及便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 分型面的選擇</p><p>　　§2.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計</p>

40、;<p>　　普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。在設(shè)計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計時必須按如下原則[9]：</p><p>　　1、型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。</p><p>　　

41、2、型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。</p><p>　　3、系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大），盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。</p><p>　　4、對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。</p><p>　　5、滿足型腔充滿的前提

42、下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。</p><p>　　6、澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。</p><p>　　考慮到零件的外觀要求和模具一模雙腔的結(jié)構(gòu)以及ABS塑料的流動性，在此模具中，采用點澆口雙分型面三板模，熔料能更好的充填型腔，而且澆道凝料也能更好的脫出。</p><p>　　§2.2

43、.1 主流道和定位圈的設(shè)計</p><p>　　主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設(shè)計成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常采用碳素工具鋼（如T8A、T

44、10A等）材料制造。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。</p><p>　　考慮到定位孔的大小以及模具大小，故主流道應(yīng)設(shè)計成獨立可拆卸更換的澆口套，以臺階的形式固定在定模板上。參考文獻[7]P430，澆口套和定位圈分開設(shè)計，如下圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 澆口套和定位圈</p><p>　　§2.2

45、.2 分流道設(shè)計</p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。分流道設(shè)計有以下要點[10]：</p&

46、gt;<p>　　1、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。</p><p>　　2、分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴。對于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料穴。</p><p>　　3、分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。</p

47、><p>　　4、分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。</p><p>　　參考文獻[7]P430，分流道直徑取5mm，采用圓形分流道。其設(shè)計如下圖2-3所示。</p><p><b>　　圖2-3 分流道</b></p><p>　　§2.2.3 澆口設(shè)計</p><p>　　澆

48、口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。</p><p>　　當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的

49、溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇有以下幾個原則[8]：</p><p>　　1、澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。</p>&l

50、t;p>　　2、澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補塑。</p><p>　　3、澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。</p><p>　　4、澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流

51、在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設(shè)置澆口時應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機會很多。流程不長時應(yīng)盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產(chǎn)生。</p>

52、<p>　　5、澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細長型心或鑲件。</p><p>　　本模具中采用點澆口，澆口位置為零件的幾何中心附近，此處零件外形精度要求不高，僅為裝飾外表作用，是非工作表面。點澆口尺寸參考文獻[8]P173和文獻[11]P235設(shè)計，如下圖2-4所示。</p><p><b>　　圖2-4 點澆口</b></p><p>

53、;　　因為采用點澆口的設(shè)計，所以不需要另外設(shè)計拉料桿了。點澆口在澆道凝料脫出時可以起到拉料的作用，故主澆道沒有設(shè)計冷料穴。而分流道兩端的冷料穴和零件的脫模結(jié)構(gòu)有關(guān)，將在第六章提到，在此不再多做描述。</p><p>　　第三章 塑件型腔排布及注射機的選擇</p><p>　　§3.1 型腔數(shù)目的確定及排布</p><p>　　型腔的數(shù)目多少直接關(guān)系到塑件的

54、精度和生產(chǎn)效率，數(shù)目越多，精度越低，生產(chǎn)效率越高。參考文獻[12]P20，結(jié)合墨盒卡頭的精度要求和結(jié)構(gòu)特點，最終選擇為一模雙腔，上下左右對稱排布。</p><p>　　§3.2 注射機的選擇</p><p>　　通過Solidworks軟件算出單個零件體積為17cm³。雙腔為34cm³。根據(jù)零件體積粗選注射機型號為XS－ZY－125[8]。</p>

55、<p>　　通過鎖模力檢驗注射機如式3-1：</p><p>　?。穑╪A＋Aj）≤Fn （3-1）</p><p>　　0.8×120(2×3384＋520)＝722kN≤900kN 合格</p><p>　　式中，F(xiàn)n為注射機額定鎖模力，N；A為單個塑件在分型面上的投影面積，mm²

56、;；Aj為澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm²；p為塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80％，MPa；n為型腔數(shù)目。</p><p>　　XS－ZY－125注射機的主要參數(shù)如下：</p><p>　　額定注射量：125cm³</p><p>　　注射壓力：120MPa　</p><p>　　注射行程：11

57、5mm　</p><p>　　鎖模力：900kN　</p><p>　　最大成型面積：320cm²</p><p>　　最大開合模行程：300mm</p><p>　　模具厚度：200－300mm</p><p>　　噴嘴圓弧半徑：12mm</p><p>　　噴嘴孔直徑：4mm　&l

58、t;/p><p>　　定位孔直徑：100mm</p><p>　　頂出形式：兩側(cè)頂出，機械頂出</p><p>　　第四章 成型零部件設(shè)計</p><p>　　§4.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。他是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等

59、。此套模具中采用整體式的凸模和凹模設(shè)計。</p><p>　　§4.2 成型零部件的工作尺寸計算</p><p>　　所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。（包括矩形和異形型芯的長和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。</p><p>　　§4.2.1 影響成型零部件工作尺寸的因素</p><p

60、>　　影響成型零部件工作尺寸的因素有以下四點[13]：</p><p>　　1、成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。</p><p>　　σs=(Smax-Smin)×制品尺寸</p><p>　　σs——成型收縮率

61、波動引起的制品的尺寸偏差。</p><p>　　Smax、Smin——分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。</p><p>　　2、成型零部件的制造偏差，一般成型零件工作尺寸制造公差取塑件公差值1/3—1/4作為制造公差。</p><p>　　3、成型零部件的磨損。</p><p>　　4、模具安裝配合誤差。</p><p

62、>　　§4.2.2 型腔和型心尺寸計算</p><p>　　ABS的收縮率為0.4%—0.7%，取其平均值為0.55%計算。零件尺寸公差按一般4級計算。數(shù)值參見文獻[14]表9-2。以下計算公式參見文獻[14]P344。</p><p><b>　　1、型腔方面計算</b></p><p>　　型腔長度和寬度方向計算公式：Lm=

63、[（1+S）Ls-3/4△] 0+δz </p><p>　　Lm1=（51.7-0.75×0.32）01/3×0.32 =51.48 00.11</p><p>　　Lm2=（69.4-0.75×0.38）01/3×0.38 =68.72 00.13</p><p>　　Lm3=（11.2-0.75×0.18）01

64、/3×0.18 =11.10 00.06</p><p>　　Lm4=（3.5-0.75×0.14）01/3×0.14 =3.40 00.05</p><p>　　型腔深度方向計算公式：Hm=[（1+S）Hs-2/3△] 0+δz</p><p>　　Hm1=（36×1.0055-2/3×0.26）00.26/3=3

65、6.0200.09</p><p>　　Hm2=（11.7×1.0055-2/3×0.18）00.18/3=11.6400.06</p><p>　　Hm3=（10.1×1.0055-2/3×0.18）00.18/3=10.0400.06</p><p><b>　　2、型芯方面計算</b></p&

66、gt;<p>　　型芯長度和寬度方向計算公式：lm=[（1+S）Ls+3/4△]0 -δz</p><p>　　lm1=（16.1+0.75×0.2）0-0.2/3=16.250-0.07</p><p>　　lm2=（40.4+0.75×0.28）0-0.28/3=16.250-0.09</p><p>　　lm3=（11.97+

67、0.75×0.18）0-0.18/3=12.100-0.06</p><p>　　型芯深度方向計算公式：hm=[（1+S）Hs+2/3△]0 -δz</p><p>　　hm1=（34.6×1.0055+2/3×0.26）0-0.26/3=32.780-0.09</p><p>　　hm1=（10.7×1.0055+2/3&#

68、215;0.18）0-0.18/3=10.880-0.09</p><p>　　hm1=（9.1×1.0055+2/3×0.16）0-0.16/3=9.260-0.05</p><p>　　第五章 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計</p><p>　　§5.1 模架的設(shè)計</p><p>　　模架為自行設(shè)計，沒有可用標(biāo)準(zhǔn)模架。參考

69、文獻[8]P144和文獻[15]模架結(jié)構(gòu)如下圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 模架機構(gòu)</p><p>　　模架閉合高度為215mm，符合注射機的模具高度要求。其開模行程也符合要求。</p><p>　　§5.2 支承零部件設(shè)計</p><p>　　模具的支承零部件主要指用來安裝固定或支承成型零件及其他結(jié)構(gòu)零件的零部件

70、。支承零部件主要包括固定板、墊塊、支承件及模座等。</p><p>　　§5.2.1 支承塊設(shè)計</p><p>　　支承塊的高度應(yīng)符合注射機的安裝要求，它的計算式參考文獻[8]式8.1如下：</p><p>　　H=h1+h2+h3+S+(3～6)mm</p><p>　　式中，H為墊塊高度；h1為推板厚度；h2為推板固定板厚度；

71、h3為推板限位釘高度（若無限位釘，則取零）；S為脫出塑料制件所需的頂出距離。</p><p>　　由此結(jié)合模具具體情況最終確定墊塊高度為80mm。其材料采用Q235鋼制造，調(diào)質(zhì)硬度28-32HRC。</p><p>　　§5.2.2 動定模座板</p><p>　　與注射機的動定模固定板相連接的模具板稱為動定模座板。設(shè)計或選用 標(biāo)準(zhǔn)動定模座板時，必須要保證

72、它們的輪廓形狀和尺寸與注射機上的動定模固定板相匹配，另外，在動定模座板上開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)（如螺栓孔、壓板臺階等）也必須與注射機動定模固定板上安裝螺孔的大小和位置相適應(yīng)[8]。</p><p>　　為保證動定模座板具有足夠的剛度和強度，動定模應(yīng)具有一定厚度，一般對于小型模具，其厚度最好不小于15mm。其材料選用Q235，調(diào)質(zhì)硬度28-32HRC。</p><p>　　§5.3 合模導(dǎo)

73、向機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　導(dǎo)向合模機構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)。</p><p>　　導(dǎo)向機構(gòu)有以下作用[8]：</p><p><b>　　1、定位作用</b></p><p>　　模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，

74、在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。</p><p><b>　　2、導(dǎo)向作用</b></p><p>　　合模時，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定模或上下模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。</p><p>　　3、承受一定的側(cè)向壓力</p><p>　　合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式

75、。在此模具中選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)，它是比較常用的一種形式，其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。</p><p>　　§5.3.1 導(dǎo)柱設(shè)計</p><p>　　導(dǎo)柱和導(dǎo)套都有標(biāo)準(zhǔn)件，在此采用標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計。參考文獻[8]P148，導(dǎo)柱形式為帶頭導(dǎo)柱，設(shè)計按照國標(biāo)GB 4169.4-1984進行，其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。</p>&

76、lt;p>　　動定模合模時，首先導(dǎo)向機構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸模或型芯先進入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導(dǎo)柱進行徑向的剪力，導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。由于塑件基本對稱且無單向側(cè)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位。導(dǎo)柱要比主型芯高出6～8 mm。模具中，導(dǎo)柱按照四周對稱布排，采用T10A制造，硬度56-60HRC。</p><p

77、>　　導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)如下圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　§5.3.2 導(dǎo)套設(shè)計</p><p>　　導(dǎo)套可分為帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套兩種。此模具中采用直導(dǎo)套，設(shè)計按照國標(biāo)GB 4169.2-1984進行，其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀鬀]有墊板的場合。此模具中，導(dǎo)套采用T8A制造，熱處理硬度50-55

78、HRC。其結(jié)構(gòu)形式如下圖5-3所示。</p><p>　　圖5-3 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　直導(dǎo)套的固定形式參考文獻[8]P151，采用螺釘止動結(jié)構(gòu)，如圖5-4所示。</p><p>　　圖5-4 導(dǎo)套的固定形式</p><p>　　第六章 推出機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　§6.1 推出機構(gòu)的設(shè)計

79、要求</p><p>　　推出機構(gòu)有以下幾點設(shè)計要求[8]：</p><p>　　1、推出機構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量使塑件留于動模一側(cè)。</p><p>　　2、塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞。</p><p>　　3、損壞塑件的外觀質(zhì)量。</p><p>　　4、合模時應(yīng)使推出機構(gòu)正確復(fù)位。</p><p

80、>　　5、推出機構(gòu)應(yīng)動作可靠。</p><p>　　§6.2 推桿推出機構(gòu)</p><p>　　常用推出機構(gòu)有推桿推出機構(gòu)、推管推出機構(gòu)和推件板推出機構(gòu)。此模具中，根據(jù)塑件形狀，選用推桿推出機構(gòu)。推桿形式采用直通式推桿，材料采用T8A，熱處理硬度50-54HRC。其結(jié)構(gòu)形式如下圖6-1所示。</p><p>　　圖6-1 推桿結(jié)構(gòu)形式</p&g

81、t;<p>　　推出機構(gòu)的復(fù)位是通過復(fù)位桿實現(xiàn)。合模時，定模板頂著復(fù)位桿推使推出機構(gòu)復(fù)位，此種復(fù)位方式中，合模和復(fù)位是同時進行的。</p><p>　　§6.3 點澆口澆注系統(tǒng)凝料的推出</p><p>　　參考文獻[8]P176，此模具中采用利用擋板拉斷點澆口凝料方式的推出方式，其結(jié)構(gòu)形式如圖6-2所示。</p><p>　　圖6-2 澆口

82、凝料推出機構(gòu)</p><p>　　第七章 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　由于塑件結(jié)構(gòu)形狀的限制，模具中必須設(shè)計側(cè)向抽芯機構(gòu)，否則塑件無法正常脫模。此模具采用常見的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖7-1所示。</p><p>　　圖7-1 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)</p><p>　　§7.1 抽芯力與抽芯距的確定</p&

83、gt;<p>　　抽芯力的計算可以按照文獻[8]式9.5,即：</p><p>　　Ft=Ap(μcosα-sinα)=1.6kN</p><p>　　式中，A為塑件包裹型芯面積；p為塑件對型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻的塑件，p取(2.4-3.6)×107 Pa；模內(nèi)冷卻的塑件，p取(0.8-1.2)×107 Pa；μ為塑件對鋼的摩擦系數(shù)，

84、一般為0.1-0.3。α為脫模斜度，在此取零度。</p><p>　　抽芯距計算按照[8]式10.1，即：</p><p>　　s=s′+（2～3）=11mm</p><p>　　式中，s為抽芯距，mm；s′為塑件上側(cè)凹、側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺的高度，mm。</p><p>　　§7.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計</p><p

85、>　　取斜導(dǎo)柱傾斜角為15°，斜導(dǎo)柱的工作長度可由參考文獻[8]式10.3計算，即：</p><p>　　L=s/sinα=43mm</p><p>　　式中，s為抽芯距，mm；α為傾斜角。</p><p>　　斜導(dǎo)柱最大彎曲力可由文獻[8]式10.10技算，即：</p><p>　　Fw=Ft/cosα=1.65kN<

86、/p><p>　　式中，F(xiàn)t為抽芯力；α為傾斜角。</p><p>　　由此根據(jù)文獻[8]表10.2確定斜導(dǎo)柱直徑為12mm。然后，根據(jù)文獻[14]P191設(shè)計斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖7-2。</p><p>　　圖7-2 斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)</p><p>　　§7.3 側(cè)滑塊的設(shè)計</p><p>　　側(cè)滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與

87、抽芯機構(gòu)的一個重要零部件。在此模具中，它與側(cè)向型芯組合成側(cè)滑塊型芯，稱為組合式。側(cè)滑塊采用45鋼制造，硬度大于40HRC。而側(cè)型心采用T8鋼制造，硬度大于50HRC。參考文獻[8]P195和文獻[16]，側(cè)滑塊和側(cè)型心之間采用鑲?cè)牒髨A柱銷定位的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖7-3所示。</p><p>　　圖7-3 側(cè)滑塊和側(cè)型芯組合結(jié)構(gòu)</p><p>　　§7.4 導(dǎo)滑槽的設(shè)計</p

88、><p>　　斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機構(gòu)工作時，側(cè)滑塊是在導(dǎo)滑槽內(nèi)按一定的精度和沿一定的方向往復(fù)移動的零件。導(dǎo)滑槽的形式常用的是T型槽和燕尾槽。此模具采用T型槽的結(jié)構(gòu)，設(shè)計參考文獻[8]P195，其結(jié)構(gòu)如圖7-4所示。</p><p>　　圖7-4 T型導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)</p><p>　　§7.5 楔緊塊和側(cè)滑塊定位裝置的設(shè)計</p><p>　　

89、在設(shè)計楔緊塊時，楔緊塊的斜角（亦稱楔緊塊）應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角，否側(cè)開模時，楔緊塊會影響側(cè)抽芯動作的進行。參考文獻[8]P197，一般要比斜導(dǎo)柱傾斜角大2-3°，設(shè)計楔緊塊的斜角為18°。側(cè)滑塊定位裝置結(jié)構(gòu)可參看圖7-1，定位距離應(yīng)比抽芯距大1mm左右。</p><p>　　第八章 溫度調(diào)節(jié)與排氣系統(tǒng)</p><p>　　注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生

90、產(chǎn)效率、塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。ABS塑料是熱塑性塑料，模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)便是冷卻系統(tǒng)。參考文獻[8]P234，塑件平均厚度為2mm時，水孔直徑可取8-10mm；平均壁厚為2-4mm時，水孔直徑可取10-12mm。模具中水孔直徑取10mm。由以下冷卻回路的設(shè)置基本原則設(shè)計冷卻水道。</p><p>　　1、冷卻水道數(shù)量盡量多、冷卻通道孔盡量大。</p><p>　　2、冷卻水道至

91、型腔表面距離盡量相等。</p><p>　　3、澆口處加強冷卻。</p><p>　　4、冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小。</p><p>　　5、冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。</p><p>　　6、冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位。</p><p>　　由此結(jié)合模具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計冷卻水道如圖8-1所示。

92、水路為單程無循環(huán)，相鄰水道流向相反設(shè)計。</p><p>　　圖8-1 冷卻水道布排示意圖</p><p>　　模具內(nèi)氣體的排出主要通過間隙和排氣孔兩種方式排出。此模具中，采用了推桿推出機構(gòu)，模具內(nèi)間隙已經(jīng)足夠。在此不再設(shè)計專門的排氣設(shè)施。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　此次打印機墨盒卡

93、頭模具設(shè)計，是一個典型的注射塑料模具的設(shè)計過程。</p><p>　　首先，對墨盒卡頭的結(jié)構(gòu)形狀進行分析，其壁厚（1～3mm）較薄、質(zhì)量較小，一端帶有兩個勾形，另一端有側(cè)孔。通過結(jié)構(gòu)分析，確定了分型面和兩側(cè)對稱的側(cè)向分型抽芯的模具結(jié)構(gòu)。同時，根據(jù)此模具結(jié)構(gòu)以及零件要求確定一模雙腔對稱排布的型腔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　然后，通過墨盒卡頭最佳澆口位置分析以及ABS塑料的流動性能確定了點澆口

94、的雙分型面結(jié)構(gòu)。再根據(jù)型腔排布設(shè)計主澆道和分澆道等澆注系統(tǒng)。根據(jù)注射體積選擇，最終選定XS－ZY－125臥式注射機。</p><p>　　其次，側(cè)抽芯機構(gòu)采用常用的斜導(dǎo)柱側(cè)向分型機構(gòu)。采用四個斜導(dǎo)柱對稱分布的設(shè)計，每個斜導(dǎo)柱傾斜角為15°、直徑12mm、總長度86mm。此外導(dǎo)向機構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套機構(gòu)，導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)，采用帶頭導(dǎo)柱，定模側(cè)設(shè)置直導(dǎo)套。導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計都按照國標(biāo)進行。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀采用推桿

95、推出系統(tǒng)，而澆道凝料采用擋板拉斷點澆口，定距拉桿和彈簧配合的推出系統(tǒng)。</p><p>　　最后，確定模具的基本結(jié)構(gòu)后，通過三維建模來進行具體設(shè)計，避免模具機構(gòu)零部件之間相互干涉，最終確定模具設(shè)計。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王樹勛．注塑模具設(shè)計與制造實用技術(shù)．廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996：

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