风扇叶轮注塑工艺及模具设计毕设论文

1、任务书本科毕业设计（论文）任务书题目电风扇整体叶轮模具零件加工工艺与成型零件数控加工编程姓名专业机械设计制造及其 自动化学号.毕业设计（论文）课题的主要任务：模具制造是制造业的根基，在轻工、电子、机械、通讯、交通、汽车、军工等部门中， 60%-80崛零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。注塑模具作为塑料模具中的一个非常大的部分，研究其设 计、制造过程是非常有实际的工程应用价值。一般家电产品中的注塑模具的应用非常 多，而家电产品中像电风扇整体叶轮注塑成形模具应用数控加工编程的研究必然有着 其实际的意义。）:P20钢，毛胚采用.课题的具体工作内容

2、（原始数据、技术要求、工作要求.电风扇整体叶轮注塑模成型零件，材质为 尺寸的立方块。立方块毛胚料基准角所在的两个垂直表面已在磨床上进行了交工，毛 胚料的上，下两面也已在磨床上进行了加工，立方块毛胚外形尺寸已达到了图样要求, 无需再进行数控铳加工。.零件的加工固定，加工原点的确定。.确定加工各工艺和切削刀具类型、刀具直径、主轴转速、进给速度的确定。.创建数控加工自动编程学习UG数控加工软件。.课题完成后提交的书面材料要求（论文字数，图纸规格、数量，实物样品，外文翻译字数等）.查阅相关资料及标准，熟悉注塑模具基本结构组成；.设计出电风扇整体叶轮注塑模具的整体结构；.熟练运用CALB件，并绘制图零件

3、及整体装配图；. A0图纸一张，A3图纸2张，A4若干；.完成1.5万字论文；.翻译3000字符的外文资料。.主要参考文献：【1】吴生绪，塑料成形模具设计手册，机械工业出版社，2008年；2美杰克埃弗里著，彳S春玲等译.塑料成型方案选择.化学工业出版社，2004 年；【3】翁其金主编，塑料模塑成型技术，机械工业出版社，2001年；4中开智主编，塑料成型模具（第二版），中国轻工业出版社，2004年；【5加H.瑞斯著，朱元吉等译.模具工程（第二版），化学工业出版社，2005年；【6】李建军，李德群主编，模具设计基础及模具CAD,机械工业出版社，2005年；【7】刘晋春等编，特种加工，机械工业出版社

4、.2004;【8】俞芙芳编著，塑料成型工艺及其成型模具设计，清华大学出版社，2011年；（论文）【9】黄美发主编，机床数控技术及应用，西安电子科技大学出版社，2014年；【10】肖军民编著，UG数控加工自动编程，机械工业出版社，2011年；要求完成日期：年月日指导教师（签名）：接受任务日期：年 月日学生（签名）：II摘要本次我设计的是风扇叶轮注射模具，整体设计是现代先进的模具加工制造方法和 强大的PRO/ENGINEER20008具设计的结合.设计思路与要求符合当代模具设计的潮 流和未来的发展方向，通过应用 UG/CAM进行电风扇整体叶轮型腔模的数控加工，经 过完整的操作设置过程，结合实际生产

5、经验，制定规范的数控加工工艺路线，选用合 理的加工参数，从而提高零件加工精度和效率，保障零件的加工品质。关键词：风扇；注塑模具；UG/CAM数控加工iii（论文）ABSTRACTThe very remote controuer out cover what I designed is the fan of modern plasticsshaping advanced mould proess manufacturing approach and strong PRO/ENGINEER 2001.mold design. The thought and requirement of this

6、 design accord with the trend of contemporary mold design and its future of development direction. By applying the UG/CAM fan of NC machining for integral impeller cavity membranes,fully operational Setup process, actual production experience, specification of NC machining processing route, selectin

7、g reasonableprocessing parameters,so as to improve machining precision and efficiency, guarantees the machining quality.Keyword: Fan ； Mould plastics shaping； UG/CAM ； NC machiningIV目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1绪论1选题的背景与意义1研究的基本内容与拟解决的主要内容 1第1章 注射模可行性分析 3注射模设计的特点3 HYPER

8、LINK l bookmark15 o Current Document 注射模组成3 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 塑料风叶设计与分析 4 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 注射性能分析 4材料选择6塑料介绍 6 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 分析塑料材料 6 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 材料的确定7第2章 成型零部件设计 8成型零件的结构设计8 HYPERLINK l bookm

9、ark31 o Current Document 型芯设计8 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 叶片成型设计9 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 第3章浇注系统的设计10 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 浇注系统的公用和设计要求 10 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 主流道设计10 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 主流道的作用11 HYPER

10、LINK l bookmark50 o Current Document 主流道设计要点11 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 浇口套的结构形式 12 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 浇口套材料及尺寸 12 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 浇口套的固定 12浇口的设计12浇口的作用 12 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 浇口的类型 13 HYPERLINK l bookmark63 o Cu

11、rrent Document 风扇浇道、浇口的选择 13 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 中心浇口设计 13第4章 脱模导向机构设计 15合模导向机构的设计 15 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 塑料脱模的机构设计 16（论文） TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 开模力和脱模力计算、推杆数目与直径的计算 17第5章分型面的设计20选择分型面基本原则20 HYPERLINK l bookmark81 o Curren

12、t Document 风扇分型面的选择20第6章冷却系统设计 21模具温度调节的重要性21 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 冷却的计算21第7章选材23 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 塑料成型模具用材料的选择 23 HYPERLINK l bookmark97 o Current Document 模具材料的选择 24第8章 注射机型号的确定 25注射机的选择25锁模力校核25 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 注射容量校核26 HYPE

13、RLINK l bookmark104 o Current Document 第9章模具整体设计27第10章成型零件数控加工28电风扇叶轮型腔模型 28 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 电风扇叶轮型腔模型的数控加工工艺分析 28创建加工程序28型腔粗加工28 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 残料粗加工29 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 等高半精加工一 29 HYPERLINK l bookmark118 o Current Docu

14、ment 等高半精加工二29 HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 定轴区域铳叶轮曲面部位 29 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 等高精加工一 30 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 等高精加工二30 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 定轴铳叶轮曲面部位31 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 清根加工中间槽 R0.5圆角部位 31 HYPE

15、RLINK l bookmark132 o Current Document 11结论32致谈日33 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 参考文献34 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 外文翻译及译文35VI绪论1 绪论一、选题的背景与意义：模具制造是制造业的根基，在轻工、电子、机械、通讯、交通、汽车、军工等部 门中，60%-80%勺零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因 此，模具被称之为“百业之母”。塑料模具占模具总量的40%右。近年来，我国塑料 模具制造水平已有较大提

16、高。大型塑料模具已能生产单套重量达到 50t以上的注塑模， 精密塑料模具的精度已达到 2仙m,制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求 的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模；高速模具方面 已能生产挤出速度高达6m/min以上的塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、 双色共 挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。注塑模具作为塑料模具中的一个非常大的部分，研究其设计、制造过程是非常有 实际的工程应用价值。一般家电产品中的注塑模具的应用非常多，而家电产品中像电 风扇整体叶轮注塑成形模具应用数控加工编程的研究必然有着其实际的意义：(1)电风扇叶轮

17、的需求量非常大。在我们的生活中随处可以看到电扇，食堂、教 室、办公室等，一个电扇就需要一个叶轮，可想而知其需求量是非常大的。(2)电风扇的结构非常普遍。电风扇叶轮的圆筒状外形，并且在上部还有一沉孔， 又有若个叶片，因此其结构是非常典型的，在日常生活中，我们使用的电机风扇，排 气扇，各种家电产品的排气系统几乎都有这种类似的结构，因此研究非常有必要。(3)模具加工的特点。使用模具加工成型零部件，具有生产效率高，质量好，节约原材料和能源，成本低的优点。而模具行业是目前应用数控加工最为广泛的一个行 业，模具的数控加工有成产周期要求紧迫，技术手段要求较高。(4)选用材料的典型性。所用材料为聚丙烯(PP)

18、,在各种生活产品的应用也很 多，对于其注塑性能的研究也非常有实际的研究价值。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：电风扇整体叶轮模具零件加工，关键的内容包括：电风扇叶轮的工艺性分析，模具 结构的设计，非标准件的制造工艺规划。首先塑件的工艺性分析，主要内容包括：(1)通过查阅各种注塑模具设计手册以及各类相关文章和书籍，对电风扇叶轮的选 用材料的性能进行分析，并对塑件的结构进行分析。(2)注塑设备选择，确定塑件的型腔数，并计算塑件的投影面积，通过注射量的校 核、注射力的校核、锁模力的校核、安装部分的尺寸校核、开模行程的校核、顶出装 置的校核，结合注塑设备的资料确定注塑设备的型号。(3)确定收缩率与

19、分型面，通过查阅手册确实材料的收缩率，并且确定具体的分型1(论文)面。其次整体叶轮模具零件结构的设计，内容包括：(1)标准模架的选择(2)浇注系统的设计，浇注系统四部分(主流道，分流道，浇口，冷料穴)的 设计，计算其尺寸(3)成型件的设计，对凹模与凸模的结构设计及其工作尺寸计算(4)抽芯机构的设计，带有侧凹或侧孔的塑件，在被脱出模具之间，必须先进 行侧向分型或拔出侧向凸模或抽出侧型芯。(5)顶出结构的设计，顶出部分位置的选择，尺寸计算(6)冷却系统的设计，通过塑件的质量，生产条件设计及凹凸模的冷却回路设 计。(7)完成所有零件的总装图。电风扇整体叶轮注塑模成型零件数控加工编程的工作内容：(1)

20、电风扇叶轮型腔模型的数控加工工艺分析该零件在数控铳床上加工，加工坐标系远点确定为基准角边线与零件上表面相交的一点，确定该零件的数控加工内 容，切削刀具类型和切削工艺参数。(2)创建数控加工自动编程，包含型腔粗加工，残料粗加工，高等半加工，半 精加工，定轴区域铳叶轮曲面部位。(3)运用UG数控加工软件将各部刀路处理后生成 NG程序，传送到数控机床， 便可加工出该电风扇整体叶轮模具。注射模的可行性分析第1章注射模可行性分析注射模设计的特点塑料注射模塑能一次性地成型形状复杂、尺寸精确或嵌件的塑料制品。在注射模 设计时。必须充分注意以下三个特点：(1)塑料熔体大多属于假塑料液体，能剪切变稀。它的流动性

21、依赖于物料品种、 剪切速率、温度和压力。因此须按其流变特性来设计浇注系统，并校验型腔压力及锁 模力。(2)视注射模为承受很高型腔压力的耐压容器。应在正确估算模具型腔压力的基 础上，进行模具的结构设计。为保证模具的闭合、成型、开模、脱模和侧抽芯的可靠 进行，模具零件和塑件的刚度与强度等力学问题必须充分考虑。(3)在整个成型周期中，塑件一模具一环境组成了一个动态的热平衡系统。将塑 件和金属模的传热学原理应用于模具的温度调节系统的设计，以确保制品质量和最佳 经济指标的实现。注射模组成凡是注射模，均可分为动模和定模两大部件。注射充模时动模和定模闭合，构成 型腔和浇注系统；开模时定模和动模分离，取出制件

22、。定模安装在注射机的固定板上， 动模则安装在注射机的移动模板上。根据模具上各个零件的不同功能，可由一下个系 统或机构组成。(1)成型零件指构成型腔，直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成 型杆、凹模、成型环、镶件等零件。在动模和动模闭合后，成型零件确定了塑件的内 部和外部轮廓尺寸。(2)浇注系统将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分流道、浇 口和冷料井组成。(3)导向与定位机构为确保动模与定模闭合时，能准确导向和定位对中，通常分别在动模和定模上设 置导柱和导套。深腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位，有时为保证脱模机构的 准确运动和复位，也设置导向零

23、件。(4)脱模机构是指模具开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。(5)侧向分型抽芯机构带有侧凹或侧孔的塑件，在被脱出模具之间，必须先进行侧向分型或拔出侧向凸 模或抽出侧型芯(论文)(6)温度调节系统为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热额的温度调节系统。 模具冷却，一般在模板内开设冷却水道，加热则在模具内或周边安装点加热元件，有 的注射模须配备模温自动调节装置。(7)排气系统为了在注射充模过程中将型腔内原有气体排出，常在分型面处开设排气槽。小型 腔的排气量不大，可直接利用分型面排气，也可利用模具的顶杆或型芯与配合孔之间 间隙排气。大型注射模须预先设置专用排气槽。塑料风叶设计与

24、分析风叶是利用一定空间曲面的叶片，通过主体的高速旋转产生风能。以前，大都是 采用金属片材，经过模压制成风叶片。然后与风叶主体固定安装成风叶。由于模压叶 片和装配等方面的原因，往往风叶的静、动平衡难以达到设计要求。经过较长时间的, 由于涂层刮伤或脱落，以产生锈蚀，而且风叶的颜色单调，色泽不佳，不适合现代化 (宾馆，大厦)等的通风排气和生活的需要。塑料风叶的优点在与：可以一次注射成 型，不须装配、校正，省能省电；重量轻、惯性小，色彩丰富，色泽好，具有良好的 动平衡性(塑料风叶叶片良好的弹性，在高速旋转过程中能适度地自动调节叶片的相 对位置，使叶片处于良好的平衡状态)和装潢效果。Equation C

25、hapter (Next) Section 1图1-1风扇立体图注射性能分析(1)注射成型工艺的可行性分析:注射模的可行性分析本塑件形状复杂，壁厚不均，尺寸精度要求较高，而且有较高的表面质量和尺寸稳定性的要求，因此对模具和设备的要求也较高。而注射成型方法有如下几个优点：a:形状：几乎没有复杂性限制，容许模具内有不同塑料的成型型腔；b:尺寸：塑件可小到不足1克，大到几十千克，没有限制；c:材料：在一定温度范围内具有适宜流动性的热塑性塑料；d:精度：可注射高精度的塑件，有较好表面质量和尺寸稳定性；e:生产率：中等，循环时间主要由塑件壁厚决定，最短可在十几秒内，可增加每 模的型腔数来提高生产率。由以

26、上塑件的特点和注射成型工艺的优点，分析可知：该塑件适合于采用注射成 型方法。(2)表面粗糙度：由塑件外观可知，塑件的外表面要求较高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm而其内 表面由于是复读机的内部，为顾客视线所不及，故不影响其外观视觉质量，从简化加 工工艺和节约加工成本的角度考虑，其内表面选用的表面粗糙度为Ra0.8mm一般情况下，模具粗糙度低于塑件12个等级，故取型腔表面粗糙度为Ra0.2um, 而型芯表面粗糙度为Ra0.4um(3)尺寸精度：按SJ1372-1978标准，塑料件尺寸精度分为8级。本塑件所用材料为AS塑料，由 此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用 5级精度。零件具体尺寸及其公

27、差值可详 见零件图。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相关，尤以小型精密塑件为甚。从模具制造 精度对塑件精度的影响可知，模具制造允许误差和塑件尺寸公差之间具有对应的关系， 由塑件零件图可得，模具精度等级为IT8。(4)脱模斜度：该塑件采用的塑料是 AS,而AS的成型收缩率较小(020.6%),而且塑件较复杂， 对型芯的包紧面积也较大，所以应取较大的脱模斜度。为保证壁厚的均匀一致，因此 取塑料件的内外表面的脱模斜度一致。再由零件设计图纸要求可知a =5。(5)壁厚：由图纸可知，该塑件有许多中不同的壁厚，轮毂壁较厚，风叶壁厚较薄，因此要 注意风叶可能会翘曲，不能在风叶处设计推杆。(6)加强筋：为了确

28、保风扇中心嵌件与塑件外径的同轴度在外侧设计了三个加强筋，以防变形。(7)圆角：从塑件可知，该塑件内外表面的转折处加强筋的根部等处都设计了圆角。具采用 圆角不仅降低了应力集中系数，提高了抗冲击、抗疲劳能力，而且改善了塑料熔体的5(论文)流动充模性能，减少了流动阻力。降低了局部的残余应力，防止开裂和翘曲，也使塑 料件外形流畅美观。而且成型模具型腔也有了对应的圆角，提高了成型零件的强度。材料选择1.5.1塑料介绍塑料(Plastics)是以有机高分子化合物为基础，加入若干其他材料(添加剂)制 成的固体材料。塑料的优点：塑料的强度较小，有较高的比强度。塑料还具有较高的电绝缘和热 绝缘性，良好的耐磨性和

29、耐腐蚀性，以及优异的成型工艺性。塑料的缺点：强度，硬度较底，易老化等。1.5.2分析塑料材料该塑件为风扇叶片，有以下特点：(1)它所处的工作环境较好，处于室温下，不承受冲击载荷，也不处于酸、碱、 盐性环境中；(2)产量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料质优而价廉，且对人体 不产生任何毒副作用。(3)内部结构较复杂成型较困难。(4)叶片是空间曲面成型和模具制造都很困难。(5)要求要有较美丽的外观，很好的绝缘性。因此我初步选择采用通用塑料。通用塑料分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、ABS 塑料等品种，多用于一般工农业生产和日常生活之中，具有价格低等特

30、点。(a)聚乙烯PE:是由乙烯单体聚合而成的。特点：采用不同的聚合条件可得到不同性质的聚合物：有高压PE中压PE、低压PE三种。高压PE由于有较低的密度、相对分子质量、结晶度，故质地柔软，由于含有较 高的相对分子质量、密度、结晶度，故质地坚硬，耐寒性能良好，在-70c时还保持柔软，化学稳定性很高，能耐酸、碱及有机溶剂，吸水性极小有跟突出的电气性能和 良好的耐辐射性等。缺点：是力学强度不高，热变形温度很低，故不能承受较高的载荷和不能在较高 的温度下正常工作。(b) ABS它是苯乙烯-丁二烯-丙烯月青的共聚物，综合性能较好，冲击韧度、力学 强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能好。易于成形和机械加

31、工，与 372有机玻 璃的熔接性能好，可作双色成形塑件，且表面可镀铭。(c) AS塑料是丙烯月青一一苯乙烯的聚合物。注塑的高透明、抗静电、优良的尺寸 稳定性，具有良好的流动性能，耐热耐化学性、耐冲击、高强度。用于汽车零件，如 灯罩反光片代表面板；工业部件，如计算器面板，琴键等；家用电器部件，如电视机注射模的可行性分析保护镜，风扇叶片，电器外壳等和一般家庭器皿、文教用品、日用品。材料的确定通过以上分析结合塑料本身的特点以及模塑成型的独特性，如成型热收缩，冷却 时的变形、翘曲、实效变形，不具有金属风叶那样可冷校正等等，因此，塑料风叶的 选材既要保证风叶的使用性能和便于提高风叶形位精度，又要便于模塑

32、成型。若采用 结晶或半结晶性的塑料，在模素过程中，则易产生在流动方向上的取向，在冷却过程 中，由于结晶和取向，是塑料制品各方向上的收缩程度有很大的差异；再则冷却不够 均匀和其他因素的影响，必然产生收缩应力，以使制品变形，而且制品后变形亦较大， 不能保证所要求的形位尺寸，从而降低了风叶的精度和使用性能，因此，以采用聚苯 乙烯、ABS AS等非结晶塑料为佳，其收缩率相对较小。聚乙烯塑料由于脆性大，耐冲 击能力差使用中易开裂，一般不采用。 ABS?口 AS塑料性能是合适的，其中ABS价格较 高，因此，目前大部分用 AS塑料。（论文）第2章成型零部件设计成型零件的结构设计构成型腔的零件统称为成型零件，

33、它主要包括凹模，凸模、型芯、镶块各种成 型杆，各种成型环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制 件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性以承受塑料的挤压力和料 流的磨擦力和足够的精度和表面光洁度， 以保证塑料制品表面光高美观，容易脱模, 一般来说成型零年都应进行热处理,使其具有HRC5以上的硬度，如成型产生腐蚀性气体的塑料如聚氯已烯等。还应选择耐腐蚀的钢材。型芯设计图2-1整体型芯根据风扇结构特点，没有涉及到成型杆，螺纹型等结构。但是风扇曲面复杂，外 观要求美观，因此设计时要使成型零件便于加工，和安装。轮毂型心设计成整体式 结构。如图2-1所示：Equation C

34、hapter (Next) Section 1这种结构易于保证风扇安装轴的同轴度，便于整体热处理。整体结构有如下优 点：a.成型零件的刚性好。b.模具分解组合容易。c.零件数量少。d.制品表面分型痕迹少，e.模具外形尺寸可以减少精密成型模具若采用拼镶结构，相对整体结构而言则有如下缺点：a、精度相对下降。b、法因采用磨削加工为主制作拼镶件组合后难以达到零精度。c、拼镶件的加工精度要求高于整体结构的加工精度要求，制品的棱边拐角难以设8成型零部件设计置过渡圆弧。整体结构的缺点如下：a.难以排气。b.需要采用精密磨加工。c.制品的棱边，拐角处难以加工成角形。叶片成型设计由于叶片是空间曲面如采用整体式难

35、以加工因此三个叶片采用拼镶结构1、采用拼镶结构的目的a、由于制品有侧向成型部位，为了制品脱模而采用拼镶结构。b、根据本单位的加工能力或为了利于加工而采用部分拼镶结构。c、为了模具的强度及耐磨性，提高制造精度而采用拼镶结构。2、拼镶结构的优点：(1)可以对应需要合理选择钢材。(2)便于磨削及抛光作用3、拼镶结构的缺点：(1)零件数量增多(2)零件的加工方法受到限制(3)冷却回路不易设置，成型周期难以缩短。（论文）第3章浇注系统的设计浇注系统设计是否合理，直接影响到制品的表观质量，行位尺寸精度，制品物理 力学性能，充模难易程度以及熔料在充模式的流动状态。浇注系统是指从模具进料口 开始到模腔止的流道

36、部分。普通浇注系统由主浇道、分浇道、浇口和冷料穴四部分组 成如图3-1所示。Equation Chapter (Next) Section11-3456图3-1 普通浇注系统1、主流道 2、分流道 3、浇口 4、拉料口 5、冷料穴 6、制品浇注系统的功用和设计要求浇注系统的作用：使来自注射机料筒喷嘴的熔料稳定并顺利地流入浇注系统，以 充满各格型腔同时，在充模过程中，将注射压力传递到型腔各个部位，确保模塑成型。浇注系统设计因制品的质量要求，塑件品种，使用设备，成型工艺条件及用户对模具的要求等不同而变化，但要确保在合理的成型工艺条件下，获得令人满意的表观 质量和物理力学性能的制品，浇注系统设计应遵

37、循以下基本要求：1、浇道设计根据模具型腔数目的要求，选择合理的浇道形式尽量采用平衡式浇注系统熔料流经 浇注系统时，应使熔料温度下降尽可能小；熔料通过浇注系统，压力损失应控制在规 定的范围内；尽可能在同一时间内充满各个型腔；尽量减少浇注系统的容积；保证熔 料的前锋冷料不进入型腔内。2、浇口设计浇口的形状、尺寸有利于塑件成型，不会出现充模不足或过剩现象；浇口的位置 有利于排气；不会使成型件出现各种明显的缺陷；制品中的气孔、残余应力、弯曲和 尺寸变化应在允许的范围内；浇口残留痕迹应尽量不影响制品的外观；熔料流经浇口 时，不应出现熔料性能恶化现象。对热敏性塑料尤为重要。主流道设计10浇注系统的设计主流

38、道的作用主流道(也叫进料口)，它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的 塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时 间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时 间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等 缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模 困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘 度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔 要冷热交

39、替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计 成可拆卸更换的主流道衬套式(俗称浇口套)，以便有效地选用钢材单独进行加工和热 处理。一般采用碳素工具钢 T8A T10A等，热处理要求淬火5357HRC在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定 在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具， 一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承受很大的注射机喷嘴端 部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力 的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压

40、入模具内，浇口套的结构上要增 加台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。主流道设计要点(1)浇口套的内孔(主流道)呈圆锥形，锥度2。6 。若锥度过大会造成压力减弱， 流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力 增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。(2)浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径di大0.51 mm若等于或小于注射 机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后， 脱模困难。(3)浇口套内孔出料口处(大端)应设计成圆角 r, 一般为0.53mm(4)浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧

41、度必须吻合。设球面浇口套球面半径为SR注射机球面半径为r,其关系式如下：SR=r+0.51mm浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。(5)浇口套长度(主流道长度)应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量 损失。(6)浇口套锥度内壁表面粗糙度为 Ra1.6Ra0.8pm,保证料流顺利，易脱模。11(论文)(7)浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。(8)浇口套的长度应与定模板厚度一致， 它的端部不应凸出在分型面上，否则会造成合 模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。(9)浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量，要考

42、虑冷却措施。浇口套的结构形式浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，即定位圈与浇口套为一体，并压配于 定模板内，一般用于小型模具；另一种为将浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配 合在模板上，主要用于中、大型模具。本设计的模具较大，故采用后一种结构形式。 且由于根据风扇轮毂底部有一个较小的凹坑，因此将浇口套设计成带台阶的结构，即浇 口套也充当了型芯.其结构如表31所示.浇口套材料及尺寸材料选用碳素工具钢T8A,淬火硬度为5558HRC根据以上设计要点设计浇口套 尺寸如表3-1 :1I符号名称尺寸a锥度a = 3 od主流道小端直径di + 0.5 = 4 mmh球面配合高度4mmSR主流道球面半径

43、r+1=15+1=16 mmL主流道长度48mmD主流道大端直径d + 2Ltga/2 =4+ 2X48tg3/2=6.5 mm表31 浇口套浇口套的固定浇口道的固定采用四个 M6X 20的内六角螺钉与模板相连接，尺寸小20处与模板之 间采用H7/k6的过渡配合。浇口的设计浇口的作用浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速12浇注系统的设计度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的 热料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压

44、力等） 及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速 冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显。塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往 都是由于浇口设计不合理而造成的。浇口的类型浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下 11种：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、爪形浇 口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。风扇浇道、浇口的选择因塑料风叶尺寸较大，形状复杂，故采用单型腔模。由于叶片尺寸较大，且壁厚 较薄，外观精度要求较高，设计的浇道、浇口必须具有快速充模、流动均匀的特点。 据此，设计了变式

45、直浇道。这样即能使浇口到各叶片外侧的流程相等，又能保证快速 充模，而且便于充模时排气、切除浇道、不产生熔接痕，保证了外观质量。中心浇口设计中心浇口又称直浇口如图3- 2 所示。靖砥 X . D.图3- 2 中心浇口是浇口中最简单的形式，其流动阻力小，压力损失小，进料速度快，成型比较容易， 各种塑料都能适用：但浇口切除比较困难，会影响制品外观。对于扁平、薄壁制品的 注射成型，易产生翘曲变形，尤其对结晶性塑料的成型，由于塑料在流动方向和垂直 于流动方向上的收缩率有很大差异，是制品变形的主要原因之一。浇口附近会产生大 的残余应力集中，往往产生裂纹等。因此，中心浇口常用于大而深的制品成型或较高 粘度塑

46、料成型。模具的大部分为单型腔结构。中心浇口是圆形浇道，具进料口尺寸应根据塑料的性能和制品的重量来选择，可13（论文）参考主流道尺寸的选择，但进料口直径应大于喷嘴口径 0.51毫米，锥度为24 为防止冷料进入型腔，一般在中心浇口底部设置一个厚度为1/2D的冷料穴。常用塑料的中心浇口的进料口尺寸d参见表6-1。表6-1中心浇口进料口尺寸推荐值（ mm）质量塑径3克以下312克12克以上dDdDdD聚笨乙烯r 2.5436r 36聚乙烯2.543637ABSI 2.553748聚碳酸酯3538510由于AS的性能和ABS的性能很接近，因此，本次设计参考了 ABS的尺寸进行设计 即d选择4mm D选择

47、8mm14脱模导向机构第4章脱模导向机构设计4.1合模导向机构的设计1、导向机构对于塑料模具是必不可少的部件， 因为模具在闭合时有一定的方向和位置， 所以必须设有导向机构。导向机构的主要作用：定位、导向、承受一定侧压等作用。2、对导柱结构的要求a.长度导柱的长度必须比凸模端面要高出 68毫米。以免导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。b.形状 导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。c.材料 导柱应具有硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯，因此，多采用低碳 钢经渗碳淬火处理。或碳素工具钢(T8、T10)经淬火处理硬度HRC5055导柱滑动 部位按需要可设油槽。e.配

48、合精度导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合。f.光洁度 配合部分光洁度要求7级，止匕外，导柱的选择还应跟据模架来确定。由 于模架较大(500 乂 500)所以设计成四导柱，据此导柱设计简图如下所示：图4-1导柱3、导向孔导向孔可以直接开设在模板上，且设计为通孔，这种形式的孔加工简单，适用于 生产批量小，精度要求较高的模具。对导向孔的结构主要有四点要求，分述如下：(1)形状 为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否 则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻 力。(2)材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改

49、善 磨擦，以防止导柱或导套拉毛。15(论文)(3)导套的精度与配合 一般A型用二级精度过度配合，B型用二级精度静配合。(4)光洁度配合部分光洁度要求七级。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为 T8A ,硬度HRC5055,采用20钢渗碳 0.50.8厚，淬硬度HRC5660#设计导套装在公模板。4、导柱与导套的配合由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构也不同，本设计采用A型导柱的A 型导套的配合，结构简图如图4-2所示：r图4-2导柱导套配合简图5、导柱布置根据模具的形状的大小，在模具的空闲位置开设导柱孔和导套孔， 常见的导柱有2 至4根不等，其布置原则必须保证定模只能按一个方向合模，

50、此设计常用四根相同的 导柱布置在动模固定板的四角。2塑件脱模的机构设计在注射成型 的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱 模机构或顶出机。1、脱模机构的组成脱模机构由顶杆、顶也固定板、顶出板、回程杆、勾料杆、回程弹簧组成，其中， 勾料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧，顶杆用来顶制 品，顶出固定板，用来固定顶杆，回程杆，利用回程弹簧起复位导向作用。2、推出机构的设计设计原则a、塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结 构简单。b、防止塑件变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对 性地选择合适的脱

51、模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑料收缩时包紧型芯，因此推车力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于 塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也应尽课能大一些，以防塑件变形或损坏。16脱模导向机构c、力求良好的塑件外观，在选择顶处位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响 不大的部位。在采用推杆脱模时尤其要注意这个问题。d、结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易且具有足够 的刚度和强度。3、脱模机构的分类脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类a、按动力来源分类。分为手动脱模、机支脱模、液压脱模、气动脱模，本设计采用液 压脱模。即在注射机上设有专用的顶出油缸，并

52、开模到一定距离后，活塞的动作实现 脱模。b、按模具结构分类。分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱模机构、 浇注系统脱模机构等。本设计采用的顶出机构是顶杆顶出机构。4、脱模机构的确定由于制品分型面的确定，顶出机构对制品的顶出位置往往受到不同程度的限制。 对于塑料风叶模具，若顶出位置选择在三片叶子上，则在顶出过程中，叶片必然受力 变形，甚至会使叶片根部开裂，不能保证叶片的形状精度和尺寸精度，而且叶片上留 下顶痕，影响外观。模具开启后风叶留在动模方，是风叶叶身紧紧抱住型芯的结果， 即抱紧力主要集中在型芯外表面。因此，设计四个偏头顶杆均布在叶身下端面，且在 中心设置了一根中心推杆，这实际

53、上是借助了嵌件推出。这样有利于风叶在顶出时的 受力，防止叶片变形，且顶出痕迹不会风叶外观。为保证顶出机构的运动平稳，顶杆 受力均匀和复位，在顶出机构设置了导向、复位机构。4.3开模力和脱模力计算、推杆数目与直径的计算脱模力Qe由两部分组成，即Qe = Qc + Qb式中Qc-制品对型芯的包紧的脱模阻力（N） Qb-使封闭壳体脱模须克服的真空吸力（N） Qb=0.1Ab这里0.1的单位是Mpa, Ab为型芯的横截面面积在脱模力计算中，将儿=虫*0的制品视为薄壁制品。反之视为厚壁制品。t为制品 t壁厚（mm rcp为型芯的平均半径（mrh。薄壁圆筒制品Qc2 E thkf1一厚壁圆筒制品Qc2 ：

54、rcpE ；thkf(1 + : +k.) cos :17（论文）薄壁矩形制品Qc8tE ；hkf厚壁矩形制品Qc2(l b)E hkf1kf式中E-塑件的拉伸弹性模量（Mpa）名塑件的平均成型收缩率N -塑件的泊松比P -型芯的脱模斜度h -型芯脱模方向高度1、b-矩形型芯断面的两边长度k-脱模斜度修正系数，其计算式为k _ f cos - -sin ： f 1 f sin ： cos :式中f一制品与钢材表面之间的静摩擦系数心-厚壁制品的计算系数，其计算式为22 2k ,二：-cos :2 cos :九-比例系数，九=cp/trcp型芯的平均半径（mm）,对于矩形型芯l br cp 一 n

55、t制品厚度（mm）由以上公式结合塑件结构得rcp =23mm ;t=3mm; h=23mm;： =50;查表得E =2.28 103 Mpa; =0.004;f=0.5;=0.35;. r 23故人=q=23 KPcA = KkPA (N)式中:T-注射机额定锁(合)模力(KN);A-塑件和流道系统在分型面上的总投影面积(mm2)K-安全系数，通常取1.11.2。由PRO/口析得到面积A=25513 mm故 F=KPcA=1.2X 30X25513=918468 (N)因此T=1000 (KN F=918(KN)即锁模力满足要求。而T=800 (KN则不符合要求。8.3注射容量校核注射机的理论

56、注量，指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积量 (cm3).模具安装 后，对模腔注射容量的计算，可以制件产品为主，计算具体积量，然后确认总体积注射 量，从而可得：Vgn(Vs+Vj)(cm3)式中：Vg注射机额定注射量(cm3);Vs-单个塑件的容积量(cm3);Vj-浇注系统和飞边所需要的容积量(cm3);N-型腔数。其中：Vs=55.6cm 3Vj=2cm 3N=1所以：Vn(Vs+Vj)=1X (55.6+2)=57.6cm3Vg=179 (Vs+ Vj)=57.6 。即注射机的容量满足要求。最终选择SZ160/1000型号的注射机。26成型零件数控加工第9章模具整体设计塑料风扇的注射模

57、具结构简图如下所示:图9-1塑料风扇模具结构简图1、定模座板2、螺钉3、销 4、螺钉5、垫板6、支承板7、动模固定板8、动模固定板9、动模座板10、螺钉11、叶片成型块（动模）12、定位圈13、螺钉14、浇口套15、水嘴衬套16、 嵌件17、型芯18、叶片成型块（定模）19、导套20、导柱21、推杆22、推杆23、推杆固定板24、复 位杆25、推板开模动作：首先动模和定模分开，即在动模一侧的叶片成型块、浇口套和动模一 侧的叶片成型块、型芯分开。然后推板推动推杆，推杆推出塑件。合模时由导柱导向, 由复位杆复位。27(论文)第10章成型零件数控加工电风扇叶轮型腔模型电风扇整体叶轮注塑模成型零件，材

58、质为 P20钢，毛胚采用350mm*350mm*60mm 寸的立方块。立方块毛胚料基准角所在的两个垂直表面已在磨床上进行了交工，毛胚 料的上，下两面也已在磨床上进行了加工，立方块毛胚外形尺寸已达到了图样要求，无 需再进行数控铳加工。电风扇叶轮型腔模型的数控加工工艺分析该零件在数控铳床上加工，零件底面通过磁吸盘安装在机床工作台上，加工坐标 系原点确定为基准角边线与零件上表面相交的一点，加工坐标系的X向与零件的一个基准面重合，Y向与零件的另一个基准面重合。零件的数控加工内容、切削刀具(硬质 合金刀具)类型和切削工艺参数如表 。表1工艺及参数表工序 号数控加工内容切削刀具 旧刀具直径/mm主轴转速/

59、(r/min)进给速度/(mm/min)1粗加工整个零件飞刀D30R5300452残料粗加工一飞刀D16R0.8600903残料粗加工二平刀812002004等局半精加工平刀128001505区域铳半精加工球头铳刀615002506等图精加工平头铳刀812002007区域铳精加工球头铳刀330005008清根加工球头铳刀330005009清根加工球头铳刀14500500创建加工程序型腔粗加工设置操作类型为“ CANITY_MLL ,程序”为“ 1”，“刀具”为“ D30R5”，“几 何体”为“ MCS-1，“方法”为“ MILL_ROUGH ”设置切削模式为“跟随周边”，“平 面直径百分比”为

60、“ 50.0000”全局每刀深度为“ 1.5000”。设置“切削方向”为“顺 铳”，“切削顺序”为“层优先”，“图样方向”为“向外”勾选“岛清理”复选框，勾 选“添加精加工刀路”复选框，设置“刀路数”为“1”，”精加工步距”为“0.5000mm, 在“余量”页中勾选“底部面和侧壁余量一致”复选框，设置部件侧面切削余量设为28成型零件数控加工“0.300”，其他余量设置为“ 0.0000”设置“封闭区域”的进刀类型为“螺旋”，”直 径”为“35.0000 “%n具”，“倾斜角度”为“ 8.0000” “最小倾斜长度”为“ 30.0000” “9仞具”，其余采用默认值，设置“区域之间”的“传递类型