打印机小型三层齿轮注塑模具设计

    随着办公自动化的发展，打印机已经成为我们日常工作、生活不可或缺的办公用品。由于注塑件制造成本低、质量轻、润滑性能好，同时塑件耐腐蚀性较强、传动噪声低，应用注塑成型工艺生产小型传动及配合齿轮已经越来越多地引起打印机生产企业的重视。浇注系统、抽芯机构及冷却系统的设计合理性成为了小齿轮类注塑模具设计的关键，本文以打印机小型三层齿轮注塑件为例，详细阐述了该类塑件的注塑模具设计过程。

    1 打印机三层齿轮注塑件工艺分析

    打印机中的三层齿轮用于传递动力，要求有较高的精度、较好的强度与耐磨性。聚甲醛(POM)具有抗疲劳、耐蠕变、摩擦因数低、耐磨性好等特点，与尼龙材料相比，其拉伸强度高，吸水性低，尺寸稳定性好，但成型收缩率较大——约为2.5％，最小壁厚可达0.8mm。打印机三层齿轮注塑件结构尺寸参数如图1所示。根据GB／T14486-2008《工程塑料模具塑料件尺寸公差标准》选取塑件尺寸公差等级为高精度MT4。

    聚甲醛密度为1.41～1.43g／cm，注射成型机类型为螺杆式，塑件收缩率1.2％～3.0％，预热温度80～100℃，注射压力8O一130MPa，预热时间3—5S，注射时间20～90S，高压时间0—5S，冷却时间20～60S，塑件成型总周期50～160S；料筒后段温度160—170℃，中段温度170～180℃，前段温度180～190℃；模具温度90—120℃，注射压力80～130MPa，喷嘴温度170～180℃。图2为打印机三层齿轮三维模型，总体积V=2.54mm，密度1.42g／cm3，塑件质量3.61g。

    该齿轮精度要求较高，为了提高生产效率，采用一模四腔注塑，则每次注塑的塑件体积为1O.16mm3凝料体积为15mm3。根据文献，注塑机推荐型号为SZ-50／25，其基本参数如表1所示。由于考虑注塑过程中实际注射压力、注射速度、螺杆的结构与参数、螺杆与机筒间的间隙等因素，注塑机实际注射量为理论注射量的60％～80％，结合现场实际，选用海达塑料机械有限公司的HDX50系列注塑机完成批量生产。

    图1 打印机三层齿轮注塑件尺寸参数(单位：mm)

    图2 打印机三层齿轮三维模型图

    表l SZ一50／20型注塑机参数

    2 模具总体结构设计

    2.1 分型面选取

    分型面的选取如图3所示，使分型面位于塑件截面尺寸最大的部位，可以保证塑件顺利脱模，也可以使塑件分模后留在动模一侧实现较高的自动化，同时有利于保证塑件的尺寸精度和外观质量并满足塑件的使用要求。