风扇叶轮注塑工艺及模具设计毕设论文

任务书I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1.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%的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。2.课题的具体工作内容（原始数据、技术要求、工作要求）：1.电风扇整体叶轮注塑模成型零件，材质为 P20 钢，毛胚采用 350mm*350mm*60mm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，无需再进行数控铣加工。2.零件的加工固定，加工原点的确定。3.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。4.创建数控加工自动编程。5 学习 UG 数控加工软件。3.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）：1. 查阅相关资料及标准，熟悉注塑模具基本结构组成；2. 设计出电风扇整体叶轮注塑模具的整体结构；3. 熟练运用 CAD 软件，并绘制图零件及整体装配图；4. A0 图纸一张，A3 图纸 2 张，A4 若干；5. 完成 1.5 万字论文；6翻译 3000 字符的外文资料。4.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，信春玲等译.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】申开智主编， 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；（论文）II【7】刘晋春等编， 特种加工 ，机械工业出版社.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；【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）：摘 要III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/ENGINEER20001 模具设计的结合.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（论文）IVABSTRACTThe 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 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, selecting reasonable processing parameters, so as to improve machining precision and efficiency, guarantees the machining quality.Keyword: Fan ；Mould plastics shaping；UG/CAM；NC machining目 录绪论V目 录1 绪论 .11.1 选题的背景与意义 .11.2 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 .31.1 注射模设计的特点 .31.2 注射模组成 .31.3 塑料风叶设计与分析 .41.4 注射性能分析 .41.5 材料选择 .61.5.1 塑料介绍 .61.5.2 分析塑料材料 .61.6 材料的确定 .7第 2 章 成型零部件设计 .82.1 成型零件的结构设计 .82.1.1 型芯设计 .82.1.2 叶片成型设计 .9第 3 章 浇注系统的设计 .103.1 浇注系统的公用和设计要求 .103.2 主流道设计 .103.2.1 主流道的作用 .113.2.2 主流道设计要点 .113.2.3 浇口套的结构形式 .123.2.4 浇口套材料及尺寸 .123.2.5 浇口套的固定 .123.3 浇口的设计 .123.3.1 浇口的作用 .123.3.2 浇口的类型 .133.3.3 风扇浇道、浇口的选择 .133.3.4 中心浇口设计 .13第 4 章 脱模导向机构设计 .154.1 合模导向机构的设计 .154.2 塑料脱模的机构设计 .16（论文）VI4.3 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 .205.1 选择分型面基本原则 .205.2 风扇分型面的选择 .20第 6 章 冷却系统设计 .216.1 模具温度调节的重要性 .216.2 冷却的计算 .21第 7 章 选材 .237.1 塑料成型模具用材料的选择 .237.2 模具材料的选择 .24第 8 章 注射机型号的确定 .258.1 注射机的选择 .258.2 锁模力校核 .258.3 注射容量校核 .26第 9 章 模具整体设计 .27第 10 章 成型零件数控加工 .2810.1 电风扇叶轮型腔模型 .2810.2 电风扇叶轮型腔模型的数控加工工艺分析 .2810.3 创建加工程序 .2810.3.1 型腔粗加工 .2810.3.2 残料粗加工 .2910.3.3 等高半精加工一 .2910.3.4 等高半精加工二 .2910.3.5 定轴区域铣叶轮曲面部位 .2910.3.6 等高精加工一 .3010.3.7 等高精加工二 .3010.3.8 定轴铣叶轮曲面部位 .3110.4 清根加工中间槽 R0.5 圆角部位 .3111 结论 .32致 谢 .33参考文献 .34外文翻译及译文 .35绪论11 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%的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%左右。近年来, 我国塑料模具制造水平已有较大提高。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 2m,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） ，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面。（论文）2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）电风扇叶轮型腔模型的数控加工工艺分析 该零件在数控铣床上加工，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，定轴区域铣叶轮曲面部位。（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3第 1 章 注射模可行性分析1.1 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，塑件模具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。1.2 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。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