打印机支架注塑模具设计.doc

1 绪论 1.1 塑料的基本知识 塑料是以树脂为主要成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料塑料目前尚无确切的分类在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等早在19世纪以前，人们就已经利用沥青、松香、琥珀、虫胶等天然树脂。1868年将天然纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制成了世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞，从此开始了人类使用塑料的历史。1909年出现了第一种用人工合成的塑料-酚醛塑料。1920年又一种人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料)诞生了。这两种塑料当时为推动电气工业和仪器制造工业的发展起了积极作用。到20世纪20、30年代，相继出现了醇酸树脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯类、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。从40年代至今，随着科学技术和工业的发展，石油资源的广泛开发利用，塑料工业获得迅速发展。品种上又出现了聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺等等。、、、、21世纪，塑料工业以前所未有的速度高速发展。塑料，在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。模具是工业生产的重要工艺装备。由于用模具加工成形零部件，具有生产高效、质量好、节约原材料和能源、成本低等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具制造是一个生产周期要求紧迫，技术手段要求较高的复杂生产过程。总之，模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点传统的模具设计方法已无法适应当今的要求与传统的模具设计相比，计算机辅助工程（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。利用CAE技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压和冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方 法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。、、、、、、 图2-1 塑件图 制品要求表面光洁度比较高，不允许有明显的熔接痕、飞边等工艺痕，也正是由于对外表的严格要求，以及使产品容易脱模，降低制造时的废品率，因此设置了塑件的脱模斜度为1°。打印机支架的工艺参数如表2-1所示。 表2-1 打印机支架的工艺参数 材料 脱模斜度 尺寸精度 壁厚 圆角(mm) 收缩率 PP 1° IT6 8mm R0.5～R1 0.5% 2.2 塑件材料的选取及分析 塑料成型原料的选取应该综合考虑多方面因素，应充分了解制品的用途、特性、设计参数及要求，在满足以上要求后，并考虑使用塑料的成本、、 图3-1 模具的型腔排列方式 3.2 分型面的设计 为了便于将塑件从密闭的模腔内取出，也为了便于安放嵌件或取出浇注系统，必须将模具分成两个或几个部分，通常将分开模具能取出塑件的面称为分型面，另外，以分型面为界，模具又可分成两大部分即动模与定模部分，而其他的面则被称作分离面或分模面，注射模只有一个分型面。 分型面的选择是一个比较复杂的问题，因为它会受到塑件的几何形状、壁厚、尺寸精度、表面粗糙度、嵌件位置、脱模方法以及塑件在模具内的成型位置、顶出方式、浇注系统的设计、模具排气的方式等方面的影响。常见的分型面有水平分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面[2-3]。 在本模具设计中。由于制品的结构比较特殊，分型面应选在制品的最大外形尺寸处，因为这样有利于排气，使注射出来的塑件不会产生气孔，并且要有利于型芯、型腔镶件的安装。综合以上各因素，得分型面如图3-2所示： 图3-2 分型面的设计示意图 3.3 排气系统的设计 当塑料熔体充填模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。对于由于排气不畅而造成型腔局部充填表困难时，除了设计排气系统外，还可以考虑开设溢流槽，用于在容纳冷料的同时也容纳一部分气体有时采用这种措施是十分有效的。 注射模通常以如下三种方式排气： (1) 利用配合间隙排气 对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。这种类型的排气形式其配合间隙不能超过0.05mm，一般为0.03～0.