风扇后盖注塑模具设计说明书正文.doc

1 前言我国的塑料工业近几十年来得到了迅猛发展，尤其是二十多年的改革开放，塑料工业取得了举世瞩目的成就。随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品已广泛用于电子电器、医疗器材、包装材料、农业、家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。目前,塑料工业已形成设计、生产、检测、标准以及教学等一套完整的工业体系。由于在工业产品中，一个设计合理的塑件往往能代替多个传统金属结构件，加上利用工程材料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，成倍地减少整个产品中的各种紧固件，大大地降低金属材料消耗量和加工及装配工时，所以，今年来工业产品塑料化的趋势不断上升。因此，国内外专家极为关注。我国塑料工业的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，塑料模具在整个模具行业中所占比例已经相当高，在未来几年中还将保持较高速度发展。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。注塑模具制造的特点a.型腔及型芯呈立体型面。塑件的外部和内部形状是由型腔和型芯直接成型的，这些复杂的立体型面加工难度比较大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加工，如果采用传统的加工方法，不仅要求工人技术水平高、辅助工夹具多、刀具多，而且加工的周期长。b.精度和表面质量要求高，使用寿命要求长。目前一般塑件的尺寸精度要求为IT67，表面粗糙度Ra0.20.1m，相应的注塑模具零件的尺寸精度要求达到IT56，表面粗糙度Ra0.1m以下。长寿命注塑模具对于提高高效率和降低成本是很必要的，目前注塑模具的使用寿命一般要求100万次以上。精密注塑模要用刚度大的模架，增加模板的厚度，增加支承柱或锥形定位元件以防止模具受压力后产生变形，有时内压可以达到100MPa。顶出装置是影响制品变形和尺寸精度的重要因素，因此应该选择最佳的顶出点，以使各处脱模均匀。高精度注塑模具在结构上多数采用镶拼或全拼结构，这要求模具零部件的加工精度、互换性均大为提高。 c.工艺流程长，制造时间紧。对于注塑件而言，大多是与其它零部件配套组成完整的产品，而且在很多的情况下都是在其它部件已经完成，急切等待注塑件的配套上市。因为对制品的形状或尺寸精度要求很高，加之由于树脂材料的特性各异，模具制造完成后，还需要反复地试模与修正，使开发和交货的时间非常紧张。 d.异地设计、异地制造。模具制造不是最终目的，而是由用户提出最终制品设计，模具制造厂家根据用户的要求，设计制造模具而且在大多数情况下，制品的注射生产也在别的厂家。这样就造成了产品的设计、模具设计制造和制品的生产异地进行的情况。e.专业分工，动态组合。模具生产批量小，一般属于单件的生产，但是模具需要很多的标准件，大到模架，小到顶针，这些不能也不可能只由一个厂家单独完成，且制造工艺复杂，普通设备和数控设备使用极不均衡。塑料成型加工及其模具技术是一门不断发展的综合学科，不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。 注塑成型是塑料中的最普遍采用的方法，其是将热塑性或热固性模塑料先在注射机加热料筒内均匀塑化，然后由柱塞或移动螺杆推挤注射入闭合的模腔内成型。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品之大是其它成型方法望尘莫及的。由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续地生产，并且具有固定的尺寸，可以实现生产自动化、高速化，因此具有极高的经济效益。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛的应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和良好的发展前景。 注塑成型有很多的优点： a.生产效率高； b.所需的劳动力相对较低； c.制品无需修整或只需少量修整，如可以消除飞边,自动切除浇注系统等； d.设计灵活(光洁度、颜色、嵌件、材料)，通过共注可成型多于一种以上的材料，可以有效地成型表皮硬而心部发泡的材料，可以成型热固性塑料和纤维增强塑料； e.废料损耗最小，对于热塑性塑料，浇注系统可以再利用； f.可以成型形状复杂的制品，模具的结构、加工模具的刀具起着决定的作用； g.可以得到狭窄的公差，现代微机控制，加上精密的模具和精密的液压系统,可使体积公差达到1微米(但如果没有高水平的操作工人不断地看管则不行)； h.可以充分的利用聚合物独特的属性,如流动性、质轻、透明、耐腐蚀等；本课题是对风扇后盖制品进行测绘、模具设计、工艺分析及工序分析。课题来源于生产实践。基于生产实践之上的对风扇后盖的模具设计，通过的测绘，得到产品具体的尺寸，然后结合模具的生产制造周期以及制造成本，在脑中形成一定的设计思路并开始设计,其设计要点如下：a.通过对风扇后盖的观察和分析，决定采用一模一腔，浇道口采用六点潜伏式浇口形式，并需要对制品进行后加工。b.由于塑件的尺寸较大，所以采用双分型。在设计过程中要解决对风扇后盖的测绘、模具设计、在模具设计时对分型面的选择、浇口形式与位置的确定、型腔位置的安排、定模板与动模板冷却水道的设置、工艺分析等问题。本模具设计采用潜伏式浇口，为使流道平衡，应使各型腔与主流道的距离均等。由于所成型的制品形状比较复杂但几何尺寸较小,因此可采用冷却水道直接通过型腔的冷却方式。模具方案确定后进行工艺分析及工序分析。据此方案可以达到设计的预期效果。并且大大提高了注塑模的质量和效率。2 总体方案论证本课题的设计目的是对风扇后盖进行三维造型、注塑模具设计和加工工艺分析。要进行零件的三维造型，必须先对零件进行测绘，画出零件二维工程图，然后根据工程图进行零件的三维造型并进行装配。首先对塑件进行测绘。由于塑件形状较简单，测绘较简单。测绘好后进行三维造型。造型结束后进行模具设计。根据到生产批量和经济效益，结合塑件形状的复杂程度以及精度等级采用一模一腔。接着根据制品的尺寸大小选择合理的模架和模板。然后确定浇口的形式，浇口的主要类型可以分为直接浇口、侧浇口、潜伏式浇口、点浇口、扇形浇口、圆盘形浇口及环形浇口等。潜伏式浇口的优点在于：制品分型面处不留疤痕，浇口自动切断，不会在制品表面留下由于喷射带来的喷痕和气纹等问题。所以优先选用潜伏式浇口作为本模具的浇口形式。在模板上直接设置冷却水道，这同样要遵循冷却系统的设计原则，使冷却水道尽量靠近型腔表面和尽量围绕型腔，使制品在成型过程中冷却均匀。接下来选择注塑机，要考虑到注射量，保证塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最大容量的80，并对锁模力进行校核。接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。浇注系统分为主流道、浇口、冷料穴等。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上。由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要增加个浇口套。为了延长模具的使用寿命，我在浇口套工艺部分对其进行了淬火处理。浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。冷料穴主要是避免冷料进入型腔影响塑件的质量和堵塞浇口。我所设计的模具采用分型面的配合间隙自然排气。下面是推出机构的设计。推动的动力来源有手动推出、机动推出和液压与气动推出机构。本模具设计采用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模。接着是推出机构的设计。本模具要保证塑件不应推出变形或损坏，还要保证塑件的良好外观和结构可靠。模具设计好后进行加工工艺分析以及工序分析，编写装配卡、零件加工工艺卡和工序卡。3具体设计说明3.1 塑件的测绘与造型3.1.1塑件的测绘塑件为风扇后盖，材料为聚丙烯，俗名PP。我们最终所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万万个塑件中的一个，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺寸误差的进行修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的草图。由于条件限制所以采用多次取断面进行测量的办法。量具：游标卡尺。注意做到以下几点：a. 测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；b. 采用多次测量求平均值；c. 正确地读取数据。3.1.2塑件的造型零件测绘草图出来以后，应该根据零件的测绘图，对零件的进行三维造型。在PRO/E软件中草图是实体造型的特征，由于零件的总体总体造型较简单，所以用拉伸，打孔等特征就能完成零件的造型。如图3-1所示：图3-1风扇后盖3.2 塑件模具的设计与造型321塑件的材料分析聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.900.91克/立方厘米，是目前所有塑料中最轻的品牌之一。它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%，分子量约815万。成型性好，收缩率大. 具有优良的力学性能，其屈服、拉伸、压缩强度和硬度、弹性聚丙烯具有良好的耐热性。它熔点为164170，制品能在100以上的温度进行消毒灭菌。在不受外力作用时，150也不变形，在90的抗应力松弛性能良好。具有优异的成纤性，拉伸性能非常好，特当温度超过80时，其由温度上升引起的抗拉强度下降量变得少了，即在100时，仍保留常温时抗拉强度的一半。PP的分子在熔融流动的方向定向，因它的强度也有方向性，即垂直于定向方向的拉伸冲击强度比定向方向的低50%，PP的硬度不及PS和ABS；但比PE高并有优良的表面光泽，磨擦系数为0.12与尼龙相仿。每1000次磨耗1530mg。322塑件的结构工艺性很直观的可以看出风扇后盖都为规则图形所组成，所以零件的型芯和型腔造型也较简单。323 塑件尺寸精度塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的，但还必须充分考虑塑料的性能及成型工艺的特点。由于该塑件是作为常用设备，要求其外表面光滑，既不会在使用过程中对人造成伤害，还要必须考虑其外形的美观。因此取一般精度等级为4级。324拔模斜度 PP材料的收缩率很大，冷却后产生收缩会是塑件紧紧包住型芯突出和型腔内缩的部分，塑件要从模具内脱出，必须在设计时保证塑件的内外壁有足够的脱模斜度。由于电话机听筒的曲面是一个曲率很大的高斯曲面，脱模斜度非常大，很容易脱出。但支撑部分是一个相对狭小的深50m的大孔，但由于有推杆的存在，足够脱得出来，尽管这样根据PP材料的性质在设计中选用2.50的拔模斜度。3.3注射机选择 注射容量以容积（cm3）表示时，塑件的体积（包括浇注系统在内）应小于注射机的注射容量，其关系式按下式校核 V件 0.8V注 （3-1）式中 V件塑件与浇注系统的体积总和（cm3）； V注注射机的注射容量（cm3）； 0.8最大注射容量利用系数。 V 注 5/4 V件 1.25462578cm3塑件总重Wg=36克注射机额定注射两mg,每次注射量不超过最大注射量的80%,即 n= （3-2）式中 n-型腔数; mj-浇注系统重量(g); mz-塑件重量(g); mg-注射机额定注射量(g)。该塑件外形 简单，所以选用一模一腔 取n=1，即得： mg=克该塑件尺寸、体积属于大型塑件，适合大多中大型模具厂商。从计算结果，并根据塑料注射机技术规格，选用XS-ZY-250型注射机。塑件成型时所需的的注射压力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按下公式校核 （3-3）式中 F注射机的额定锁模力（N），A塑料制品与浇注系统在分型面上的总投影面积（），k安全系数，常取k=1.11.2，熔料塑料在型腔内的平均压力（）。型腔内平均压力是注射压力经喷嘴，浇注系统和型腔消耗后剩余压力，约为注射压力的25%50%。根据经验，型腔内平均压力常取2040。本设计中制品材料为PP取。将数据代入可得下式：F=1350000(N)查模具设计与制造简明手册可以初步选择注射机的类型为XSZY250的注射机，其主要技术参数如下表3-1：表3-1 XSZY250注射机主要技术参数额定注射量（cm）250螺杆(柱塞)直径（mm）50注射压力（Pa）1300注射行程（mm）115注射时间(s)1.6锁模力（kN）1800最大成型面积（cm）320最大开合模行程（mm）350模具最大厚度（mm）300模具最小厚度（mm）250合模方式液压机械喷嘴球头半径（mm）SR18顶杆中心距（mm）280喷嘴孔径（mm）43.4分型面的确定分型面的确定时非常重要的，在简单模具中有的分型面不时水平就时垂直的，这样的分型面壁较好处理，由于制品结构的限制，在许多模具中，其分型面不是处于同一平面。对于这样的分型面不在同一平面的模具，为了避免合模时动、定模两部分发生碰撞，以及减小模具制造的难度可以利用一些角度很小的角作为分型面发生变化的部位。因此，在确定分型面上时需遵守以下原则：a.分型面塑件应尽可能留在动模或下模，以便从动模或下模顶出，简化模具结构。b.分型面塑件留于动模时，应考虑最简顶出形式，简化模具结构。c.塑件有侧抽芯时，应尽可能放在动模或下模部分，避免定模或下模侧抽芯。d.塑件有多组抽芯时，应尽量避免长端侧抽芯。e.头部有圆弧的塑件，采用圆弧部分分型会损伤塑件外观。一般应选择在头部下端分型。f.一般塑件分型面的选择，应考虑到塑件的外观，尽量避免塑件表面留有分型痕迹。g.有同心度要求的塑件，应尽可能将型腔设在同一分型面上。h.一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端。以利于排气。考虑塑件的外观质量，由于塑件的尺寸较大，所以采用双分型。第一次分型的分型面为脱浇板定模固定板之间,第二次分型的分型面是定模固定板和定模固定板之间。图3-2 分型面3.5型腔数目的确定风扇后盖塑件尺寸精度中等，由于该塑件精度等级为4级所以型腔数目应控制4腔以内。，由于塑件外型结构比较简单，所以采用采用一模一腔的模具。3.6浇注系统的选择3.6.1 浇注系统 浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体充满型腔，并将注射压力传递到模腔的各个部分，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。浇注系统设计好坏对塑件性能、外观和成型难易程度影响颇大。浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类型。设计原则：流程要短。减少压力和热量损失及塑料消耗量，同时缩短了充模时间；排气良好。使料流平稳顺利充满型腔；防止型芯变形和嵌件位移。应避免料流直冲较小的型芯和嵌件；防止塑件翘曲变形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。应减轻浇口附近应力集中；合理选择冷料穴。如图3-3所示：图3-3浇注系统在设计浇注系统时还应考虑下列有关因素：a. 塑料成形特性 设计浇注系统应适应所用塑料的成形特性的要求，以保证塑件质量。b. 塑件大小及形状 根据塑件大小，形状壁厚、技术要求等因素，结合选择分型面考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成形。还应注意防止流料直接冲击塑件及细弱型芯或型芯受力不匀，以及应充分估计可能产生的质量弊端和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。c. 型腔数 设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。d. 塑件外观 设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。e. 注射机安装板的大小 在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机模板大小是否允许，并应防止偏离模具中心开设主流道，造成注射时受力不匀。f. 成形效率 在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成形质量的前提下尽量缩短流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成形周期，同时减少浇注系统损耗的塑料。g. 冷料 在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须除去，防止注入型腔影响塑件质量，在设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。3.6.2主流道主流道是指注射机喷嘴与型腔或与分流道连接的这一段进料通道是塑料熔体进入模具最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。在卧式或立式注射机用模具中，主流道垂直于分型面，通常作在淬硬浇口套内。为了使塑件凝料能从主流道中顺利拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有的锥角，内壁为0.8m以下的表面粗糙度，小端直径应大于喷嘴直径约mm，凹坑半径R也应比喷嘴头半径大mm，以便凝料顺利拔出。浇口套大端高出定模端面mm，起定位作用，与注射机定模板的定位孔呈间隙配合。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计在可拆卸的主流道衬套内，衬套一般选用碳素工具钢如T8A、T10A等为使塑料熔体完全进入主流道而不溢出，主流道与注射机喷嘴的对接处应设计成半球形凹坑，其半径mm，其小端直径mm。为了便于模具安装时与注射机的对中，模具上应设有定位圈。小型模具可讲主流衬套与定位圈固定在模板上。本模具设计采用浇口套的形式镶入模板中。如下图所示。为防止浇口套被注射机喷嘴撞伤，应采取淬火处理使其具有一定的硬度。主流道的基本尺寸通常取决于两个方面：第一个方面是所使用的塑料种类，所成型的制品质量和壁厚大小。关于主流道的基本尺寸的选定参考表3-1：表 3-1主流道直径参考表制品质量/gD/mmR/mm2030.5204041401505115030062300500825001500102图3-4 浇口套的几何关系为防止注射机喷嘴与浇口套两部分相接触处由于有间隙而产生的溢料，浇口套的球半径应比喷嘴的球半径大2mm5mm，主流道的小端尺寸应比喷嘴孔尺寸稍大，这样可以使喷嘴与浇口套对位容易。另外，为使浇口套中的塑料容易脱离主流道，应设有脱模斜度，这个斜度一般最小不小于1，最大不超过4。主流道的脱模斜度不能过大，否则在注塑时会产生涡流和流速过慢等现象。主流道应保持光滑的表面，避免留有影响塑料流动和脱模的尖角毛刺等。如图3-4所示。3.6.3浇口浇口的主要类型可以分为直接浇口、侧浇口、潜伏式浇口、点浇口、扇形浇口、圆盘形浇口及环形浇口等。潜伏式浇口的优点在于：制品分型面处不留疤痕，浇口自动切断，不会在制品表面留下由于喷射带来的喷痕和气纹等问题。所以优先选用潜伏式浇口作为本模具的浇口形式。在模板上直接设置冷却水道，这同样要遵循冷却系统的设计原则，使冷却水道尽量靠近型腔表面和尽量围绕型腔，使制品在成型过程中冷却均匀。因为电话机听筒属于小型塑件，但最大高度达到46厘米，所以凹模深度不是很大，故采用潜伏式浇口在塑件背后表面浇注，不影响塑件表面质量和美观。注射模的浇口的形式较多，应根据塑料的成型特性，制品的几何形状，尺寸，生产批量，成型条件，注射机结构等因素综合考虑合理选用。中心浇口是直接浇口的变异形式，熔体直接从中心流向型腔。它具有与直接浇口相同的优点，但去除浇口较直接浇口方便。当制品内部有通孔时，可利用该孔设置分流锥，将浇口置于制品的顶端。这类浇口一般用于单型腔注射模，同样也适用于一模一腔潜伏式浇口。3.7确定各模板尺寸由于采用一模一腔，投影面积选择90m400cm的型腔。模板各部分结构尺寸如表3-2所示表3-2 模板各部分主要结构尺寸件号名称数量板厚符号尺寸（毫米）1定模座1H1252动模板1 H303脱胶板1H254垫块2H0205顶杆固定板1H2256螺钉8M87导柱4168复位杆4109推杆221010导套41611推板1h120 3.8冷却系统的确定a冷却系统的设计原则a）在保证模 具材料有足够的机械强度的前提下，冷却水道尽可能设置在靠近型腔（型芯）表面。b）在保证模具材料有足够的机械强度的前提下，冷却水道应安排的尽量紧密。c）冷却水道的直径应优先采用大于6mm，并且各个水道的直径也应尽量相同，避免由于因水道直径不同而造成的冷却液流速不均。d）对于中、大型模具，由于冷却水道很长，会造成较大的温度梯度变化，导致在冷却水道末端（出口处）温度上升很高，从而影响冷却效果。从均匀冷却的方案考虑，对冷却液在出、入口处的温差，一般控制在5以下，而精密成型模具，多型腔模具的出、入口温差则要控制在23以下，冷却水道的长度在1.21.5以下。因此，对于中、大型模具，可将冷却水道分成几个独立的回路来增大冷却液的流量，减少压力损失，提高传热效率。e）制品较厚的部分应特别加强冷却。b 冷却水路的形式冷却水路应根据塑件的形状、型腔内温度的分布及浇口位置等情况设计成不同的形式。由于该塑件属于壳类制品，本设计选择直流式的水路形式，由于该形式制造方便，对成型浅而面积大的塑件比较适用。c冷却计算单位时间内从模具应除去的总热量Q，可用下式计算： Q=Wc(T-T)+L (3-4)式中：Q除去总热量（J）； W单位时间内进入模具的塑料重量（g）； c塑料比热（J/g）； T塑料的注塑温度（）； T模具的表面温度（）； L塑料的熔化潜热（J/g）。根据塑件的材料，知c1.926J/ g,L=1800 J/g；W=70 g, T=260 ,T=80；将这些数据代入得： Q=601.926（260-80）+180J=31600J则带走上述热量，所需冷却水量按下式计算： W= (3-5)式中：通过模具的冷却水流量(g/h)；T出水温度（）；T入水温度（）；热传导系数；将K=0.64 ，T=18，T=23，代入（3-5）得： W= g/h = 987.525g/h=0.27g/s 再由下式可求出冷却水道的直径： W=V V=dL 则 d= (3-6)式中：冷却液密度（kg/cm）； V冷却水道体积(cm)； L冷却水道长度(cm)； d冷却水道直径(cm)。 将水的密度=0.001 kg/cm，L=63cm,=3.14代入（3-6）得：d=cm1cm=10mm3.9 成型零件工作尺寸计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸,制品的形状及其尺寸如图3-6所示。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定： a. 塑件的公差塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取。 b. 模具制造公差实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即z=，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取“”。现取。c模具的磨损量实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。d塑件的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。=%=0.8%e. 模具在分型面上的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.020.1mm。如图3-4所示：图3-4 风扇后盖a. 型腔尺寸(mm)根据公式 ： DM= （3-7）式中：D=80，0.8%，=0.1 DM=80.005根据公式 ： LM= （3-8）式中：L1 =20，L2 =335，L3 =2，0.8%，=0.12， =0.058，=0.029L1M=20.08L2M=b. 型芯尺寸（mm）根据公式 ： DM= 式中：D=600.8%，=0.1 DM= 根据公式 ： M= （3-9），式中：L=335，0.8%，=0.084 M=3.10 脱模机构注塑模必须设有准确可靠的脱模机构，以便在每一循环中将塑件从型芯上自动地脱出模外，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。在设置推出机构时，首先需要确定当模具开启后制品的留模形式，是留在动模部分还是留在定模部分，由于顶出系统必须时建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的顶出机构时设置在动模板的一侧，因此大多数模具的顶出系统是安装在动模中的。为了提高生产效率，缩短成型周期和实现自动化，不仅制品需要顺利的脱模，而且浇道中的塑料也必须有其特定的脱模方式。由于塑料制品的尺寸、形状各不相同，差距甚大，因而每副模具的顶出系统的结构也是各不相同的，但是对所有注塑模具顶出系统的要求均是相同的。顶出机构总的设计原则是：a尽量设法使塑件留于动模。模具结构设计应尽量设法使塑件在开模的过程中留在动模上，以便利用注射机动模上的顶杆或其它推出机构顶出制品。b确保塑件不变形不损坏完整脱出。要保证塑件在顶出过程中不变形，必须正确分析塑件型腔附着力大小和所在部位，以便选择合适的顶出方式和顶出装置，使推力均匀合理分布，塑件平稳脱出而不变形。由于塑件收缩时包紧型芯，因此顶出力作用点应尽可能靠近型芯。c尽量不损坏塑件的外观。塑件顶出方式的选择应不影响塑件的外观，若采用顶杆等有顶出痕迹上时，顶杆应设在塑件加工面或内侧面，必要时还可以在顶杆顶部压出装饰文字或图案。d结构可靠。顶机构必须动作可靠、运动灵活、制造方便、维修与更换容易。从塑件结构形状分析，塑件内外表面沿脱模方向的脱模斜度为3，以便于脱模和塑件留于动模。采用推杆脱模机构，用一根推杆推在塑件的中心部位，推杆固定在模具的推杆固定板与推板之间，由注塑机顶出油缸推动，使推杆运动实现脱模动作，并用复位杆复位。开模时，模具先从脱浇板与定模固定板件之间分型，浇注系统在浇道拉杆的作用下从两部分连接处被拉断。当定模固定板移动到与挡块接触，继续开模时，限位杆带动脱浇板，使从脱浇板与定模板处分型，浇道凝料从主浇道及浇道拉杆中脱出。模具继续开模，定模固定板与的动模固定板出分型，塑件留于东模，于塑件相连的浇道凝料由于浇道拉杆的作用从定模中拔出。在注塑机的作用下，复位杆、导柱使模具正确复位、合模，完成一个工作循环。3.11 推杆推出机构的作用是塑件成型后，顺利地把塑件及浇道凝料推出模外。推出机构一般由推杆、推管、推板、推杆固定板等零件组成。在设置推出机构时，首先需要确定当模具开启后，制品的留模形式（留动模部分或留定模部分），推出机构必须是建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的推出机构设置在动模板一侧，因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的。a. 推出机构的设计原则：a) 模具的推出机构必须有足够的强度及刚度，使塑件出模后不致于变形；b) 推力要均匀。推力面尽可能要大，其推力应设计在塑件承受力较大的地方如筋部、凸缘及壳体壁部等部位；c) 推件不应设计在零件外表面，以免影响塑件外观质量；d) 推出系统要动作灵敏可靠、动作平稳并便于更换与维修。b. 推出机构的类型：a) 推杆推出机构的结构特点：塑件成型后，能一次被推出。设计要点：推杆的直径不要过细，应有足够的强度承受推力；推杆的端面应距离型腔或镶件的平面0.08-0.1mm；推杆应作淬硬处理。b) 推管推出机构 适用于环形、桶形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出，过薄的塑件尽量不要用这种机构，因为过薄的推管加工困难，且易损坏。c) 推板推出机构 其主要特点是在制件表面不留下顶出痕迹，同时塑件受力均匀，顶出平稳，适用于各种容器、桶形制品及中心带孔塑件。d) 气压推出机构 它是推出薄壁深腔壳型塑件最简单有效的方法，特别是成型车间设有压缩空气管路，采用此法更加经济合理。e) 推块推出机构 中间有孔的平块状带凸缘塑件，易采用这种机构，它的结构形式及与推出板的固定方法与推杆相似。根据以上原则及推出机构的类型，以及制品的结构特征，选用推杆推出机构3.12 复位杆顶杆在将制品顶出后，其顶端位置会高于型芯（型腔）表面很多，在下一次合模（模具合紧之前）时，必须使其退回到顶出前的初始位置，以免碰坏型腔（或型芯），因此在顶出机构中必须设有复位杆帮助顶杆回位。3.13 导向与定位装置导向零件的设计原则：导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套时发生变形。根据模具的形状和大小，一副模具一般需要23个导柱。为了便于塑料制品脱模，导柱通常安装与定模或动模。由于风扇后盖体积比较大，为了便于脱模，使用的推杆比较多。4模具的三维造型4.1典型零件的三维造型 在PRO/E软件中草图是实体造型的特征，先建立草图工作平面，选择草图附着平面，设置参考方向。由前面塑件测绘得来的很多点的数据在这一步有了作用，在草图中，把塑件的曲面分为若干个截面，利用测绘得到的截面上的若干个点建立点集完成近似曲线。草图曲线的准确尺寸、形状和位置，可以通过尺寸约束、几何约束和定位获得。因为前面已经完成了塑件的三维造型，我直接抽取对象到建立好的定模板的平面板上，然后通过操作完成型芯和型腔的三维造型。 完成整套模具所有零件的三维造型后，利用PRO/E软件中的装配功能把所有零件装配起来，得到完整的模具图。如图4-1和4-2所示：图4-1 型腔图4-2型芯4.2 模具总装图进入建模模块后，根据所绘制的二维图的尺寸，利用拉伸，旋转，倒圆角，螺旋扫描等命令，分别完成定位圈，浇口套，螺钉，定模固定板，定模板，动模板，动模支承板，推杆固定板，推板，垫块，动模固定，拉料杆，推杆，导套，导柱，复位杆的三维造型，然后在装配模块中，利用匹配，对齐等装配方式，依次将各个零件装配起来，最后的装配图如4-3所示：图4-3模具装配图5 零件的加工工艺与仿真加工5.1 型腔加工工艺编制模具零件工艺规程的基本原则是：在一定的生产条件下，要以最少的劳动量和最低的费用，按生产计划规定的速度，可靠地加工出符合图样上所提出的各项技术要求的零件模具零件的结构工艺性是指所设计的模具零件对加工工艺的适应性和经济性。即所设计的零件，应根据操作者的技能和设备条件，在加工后不但要保证零件的使用要求，而且还应能满足其加工方法如机械加工、电控加工过程中的要求。模具零件结构工艺性的基本要求如下：a 应便于达到零件图要求的加工精度及质量b 应便于采用先进、高效的加工方法c 应有利于减少零件的加工量，缩短加工过程中的辅助时间d 应具有良好的加工性能e 应有利于加工时的安全 本次模具设计中，模具零件大致可分为三类，即板类零件，圆柱类零件，套类零件。其中板类零件应用的最多，如上、下模板、动、定模固定板、垫板、推板、支承板等。其平面加工的方法主要采用车削、刨削、铣削、磨削、研磨等。在加工中，除能保证平面本身的形状精度（直线度、平面度）及表面粗糙度外，还应保证平面与零件上其他表面的尺寸精度和相互位置精度（平行度、垂直度、倾斜度和对称度）。在这板类零件中最难加工的型芯和型腔，下面就型腔的加工工艺过程作详细的说明。010 铸造 毛坯尺寸42512570020 粗铣 粗铣前后两面至4210.15030 粗铣 粗铣左右两面至1210.15040 粗铣 粗铣上下两面至660.15050 精铣 精铣前后两面至4200.025060 精铣 精铣左右两面至1200.025070 精铣 精铣前后面至650.025080 粗磨 粗磨内圆至80.5090 精磨 精磨内圆至800.025100 钻孔 钻表面孔110 攻丝 攻上表面螺纹孔120 检验 检查是否油漏加工现象，是否有刀具130 入库5.2 型芯仿真加工a. 型芯的工艺性审查a) 型芯的结构特点该零件是注塑模的型腔部分，以矩形配合面与定模固定板配合，凹进部分与动模型芯形成闭合空间，注入熔融工程塑料PP经冷却后形成所需的风扇后盖外表面。零件的主要工作平面有矩形配合面、分模面等。由于型腔在注塑时需要承受一定的压力和温度，故该零件需要有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性。b) 主要技术要求零件图上的主要技术要求有：热处理：50-55HRC；锐角去毛刺倒钝。 加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=0.8m，侧面的表面粗糙度Ra=3.2m, 内轮廓表面的粗糙度为Ra=0.4m。c) 零件材料零件的材料为45钢，可以通过热处理来获得所需的机械性能和力学性能。b. 毛坯选择a）考虑到零件所需的性能，选用锻件作毛坯；b) 确定毛坯的形状、尺寸：选用45钢锻件42512565（mm）。C) 基准选择加工中的一次装夹希望能够进行在该基准下的全部加工，这样可以降低由于基准不重合而导致的基准不重合度误差。根据对工件的加工的初步分析，在毛坯的初次装夹后可以完成加工，故选用毛坯的初始轮廓面为装夹基准。d. 机床的选择根据本设计的生产纲领，本模具的加工机床选择通用机床。本模具中加工平面选用通用铣床，加工孔时选用通用钻床。由于定模具型腔比较复杂，用普通机床难以加工，所以本设计中还选用数控铣床。e. 刀具的选择本设计中，加工平面时选用端铣刀和砂轮；加工直孔时选用麻花钻，扩孔刀和铰刀；加工与斜导柱配合的斜孔时，因此孔中有沉孔，为了保证其同轴度，所以选用组合刀具（钻刀与平刀的组合）；加工分流倒槽时，由于其截面为圆状，所以选用球形铣刀；加工型腔时选用立式铣刀。f. 夹具的选择考虑其经济性，本设计中除加工型芯抽芯处的矩形槽时选用专用夹具外，其他的都选通用夹具。g. 切削用量的选择型腔仿真加工轨迹利用proe软件对该凹模型腔进行仿真加工，加工轨迹如图5-1和图5-2所示：图5-1型芯仿真加工图5-2型芯仿真加工轨迹图5.3 型腔仿真加工a. 型腔的工艺性审查a). 型腔的结构特点该零件是注塑模的型腔部分，以矩形配合面与定模固定板配合，凹进部分与动模型芯形成闭合空间，注入熔融工程塑料PP经冷却后形成所需的风扇后盖外表面。零件的主要工作平面有矩形配合面、分模面等。由于型腔在注塑时需要承受一定的压力和温度，故该零件需要有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性。b). 主要技术要求零件图上的主要技术要求有：热处理：50-55HRC；锐角去毛刺倒钝。 加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=0.8m，侧面的表面粗糙度Ra=3.2m, 内轮廓表面的粗糙度为Ra=0.4m。c). 零件材料零件的材料为45钢，可以通过热处理来获得所需的机械性能和力学性能。b. 毛坯选择a）. 考虑到零件所需的性能，选用锻件作毛坯；b). 确定毛坯的形状、尺寸：选用45钢锻件42512585（mm）。C). 基准选择加工中的一次装夹希望能够进行在该基准下的全部加工，这样可以降低由于基准不重合而导致的基准不重合度误差。根据对工件的加工的初步分析，在毛坯的初次装夹后可以完成加工，故选用毛坯的初始轮廓面为装夹基准。d. 机床的选择根据本设计的生产纲领，本模具的加工机床选择通用机床。本模具中加工平面选用通用铣床，加工孔时选用通用钻床。由于定模具型腔比较复杂，用普通机床难以加工，所以本设计中还选用数控铣床。e. 刀具的选择本设计中，加工平面时选用端铣刀和砂轮；加工直孔时选用麻花钻，扩孔刀和铰刀；加工与斜导柱配合的斜孔时，因此孔中有沉孔，为了保证其同轴度，所以选用组合刀具（钻刀与平刀的组合）；加工分流倒槽时，由于其截面为圆状，所以选用球形铣刀；加工型腔时选用立式铣刀。f. 夹具的选择考虑其经济性，本设计中除加工型腔抽芯处的矩形槽时选用专用夹具外，其他的都选通用夹具。g. 切削用