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电风扇 注塑 成型 模具设计 全套 cad

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电风扇上盖注塑成型模具设计

摘要：塑料注塑成型可以制作大量具有高精度和复杂型腔形状的制件。通过用注塑模 CAE软件 MOLDFLOW对塑件进行模流分析，选择聚丙烯的成型工艺参数 ，设计了一模一腔的注射模具。按聚丙烯的平均收缩率设计计算模具成型尺寸。分析了电风扇上盖的结构工艺特点,介绍了电风扇上盖注射模结构及模具的工作过程, 介绍了模具设计方案、工作原理, 阐述了成型部件、浇注系统凝料双层结构、顶出机构的设计特点。同时介绍了成型零件的加工制造的过程。

关键字：注塑模；MOLDFLOW分析；制造

内容简介：

文献综述 题 目 电风扇上盖注塑成型模具设计 电风扇上盖注塑成型模具设计文献综述 前言 ： 模具是以特定的结构形式通过一定的方式使材料成形为制品的工具产品，是工业生产基础工艺装备 。 塑料是 一种可塑成形的材料，它是以高分子聚合物为主要成分的混合物，在加热、加压等条件下具有可塑性，在常温下为柔软的固体。注射过程一般包括充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 注射模一般由 成形部分浇注系统导向部件推出机构排气槽抽芯机构标准模架等 几个基本组成部分 。 主题 ： 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%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 2 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/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。 在我们的生活中随处可以看到电扇，食堂、教室、办公室等。一个电扇需要两个上盖，可想而知其需求量是非常大的 。在家用电器中， 电风扇上盖 的圆筒状外形，并且在上部还有一沉孔，又有四个加强筋，因此其结构是非常典型的，在日常生活中，我们使用的茶杯 ， 台灯外壳 ，各种家电产品的外壳等等 。所用材料为聚丙烯（ 生活中也是常用的，因此对于这种典型注塑制件的模具设计是非常有必要的。 电风扇上盖注塑成型模具 的成形部分主要 是 型腔部分 ， 型腔在设计过程中主要考虑其 制造工艺性，在现阶段， 模具的结构越来越复杂，传统的 加工方法制造似乎显得 力不从心，随着各种先进的加工方法，像电火花加工，电化学加工，超声波加工，电子束和离子束加工，激光加工 ，高速切削 等技术的逐步成熟，型腔的加工手段也越来越多 。典型的 高速加工机床， 如德国的 司的五轴高速加工中心，日本 00五轴联动加工中心等。 注塑模模具设计中，浇 口 位置是一个关键的设计变量 。 制件的质量好坏很大程度上取决于浇 口 位置，一个不 正确 的浇 口 位置将会导致过压、高 剪切率、很差的熔接线性质和翘曲等一系列缺陷 。 浇 口 位置对熔体流动前沿的形状和保压压力的效果都起着决定性的作用，因此也决定了注塑制品 的强度和其它性能。对于影响确定浇口 位置的因素来说，包括制品的形状、大小、壁厚、尺寸精度、外观质量及力学性能等。此外，还应考虑浇 口 的加工、脱模及清除浇 口 的难易程度。 正确的浇 口 位置可以避免出现那些可以预见的问题 。常用的浇口形式有直浇口侧浇口扇形浇口薄片浇口护耳浇口点浇口潜伏式浇口等，当然也有将这些基本的浇口形式改进的，如“香蕉型”潜伏式浇口，“香蕉型”潜伏式浇口是注塑模浇 注系统中曲线型潜伏式浇 口 的一种特殊的形式，因其曲线形状似“香蕉”，故称之为“香蕉型”潜伏式浇 口 。 点浇口是塑料注塑模具中常用的结构形式，塑件浇口痕迹小，脱模时能自动切断浇注系统凝料。 热流道技术的成熟，应用 在 模具中也越来越多， 其优点浇道内的压力损失小模具的冷却仅为塑料件的冷却时间，比一般注射的冷却时间短 ，生产效率高无浇道冷凝料，提高了物料的利用率热浇道全为自动切断浇口，可以提高自动化程度，可以做到无人管理的自动操作热浇道元件及组件均为标准件，可以直接购买安装使用，减少模具加工时间。 热流道 的功能是恒温地将塑料熔体均匀地送达每个浇口，以确保从注射点到每个模腔熔流长度和流道尺寸相等和各个模腔充填均衡，热流道板的结构形式则由注塑模具上的模腔分布情况、注嘴排列及浇口位置来决定。温控系统则是利用热电偶来控制热流道系统的各个位置加热器的温度，确使塑料保持工艺要求的熔融状态。 司的 流道系统， 易于进行同步或顺序注射 特殊、复杂或难允模结 构或变体积的产品。加工商 还可以利 用 该系统模塑形状和规格小同的多个部件 。无论是小型零件还是大 型零件都是一次成型。此外 统配 置有无体喷嘴 表而质量要求高、无浇口痕迹的产品 去了后序的修整 工 序可降低整体 生 产成本。 电风扇上盖 中只有一个型芯需要用到侧向 抽芯机构，即盖顶上的沉孔。 其侧向抽芯机构按动力源可分为手动、气动、液压和机动四种类型。 机动侧向抽芯可分为斜导柱、写到槽、斜滑块以及齿轮齿条等许多不同的结构形式。 机动抽芯利用注射机的开模力，通过传动机构改变运动方向，将侧向的活动型芯抽出。机动抽芯机构的结构比较复杂，但抽芯不需人工操作，抽拔力大，具有灵活、方便、生产效率高、容易实现全自动操作、无需另外添置设备等优点，在生 产中被广泛的采用。 总结 ： 没有高水平的模具就没有高水平的产品，是制造业的一个共识。作为制造业的重要基础性工艺设备，模具技术被认为是衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 但我国模具水平与国外模具水平的差距依然不容小觑 ， 必须认清我国现阶段模具产业发展存在的问题，加快模具产业结构的调整，注重产业发展的先进性，创新性，努力向发达国家学习。 参考文献 ： 1周永泰 ，国际视野下的中国塑料模具业， 国外塑料 J， 2007 年 25 卷 第 5 期 ， 4547 2黄虹、陈元芳、夏华，电风扇灯罩注塑模具设计 , 工程塑料应用 J， 2004 年第 32卷第 3 期 ， 5962 3申长雨、余晓容、王利霞、田中，塑料注塑成型浇口位置优化， 化工学报 J， 2004年 3 月第 55 卷第 3 期， 445449 4邓万国，“香蕉型”潜伏式浇口在注塑模中的应用， 模具技术 J， 123 5付伟、范士娟、张海，注塑模具设计中浇口位置和结构形式的选用， 工程塑料应用 J， 2007 年第 35 卷第 10 期 ,6063 6何亮、吴清鹤，新型点浇口注塑模具设计， 塑料科技 J， 2007 年 7 月第 35 卷第 7期， 7677 7柳松柱，关于注射模排气系统的探讨， 鄂州大学学报 J， 2006 年 11 月第 13 卷第 6期 ,3334 8 李文星、阂朝勃，确定塑料注塑模分型面的研究， 技术广场 J 9徐森亮 ,“杯盖”三板式注塑模具设计与制造 , 模具技术 J619 10 邓惠芳 ， 热流道技术在塑料容器注塑加工中的应用 ， 食品 与机械 J， 2006 年 7 月第 22 卷第 4 期 ,2830 11李建军，李德群主编 模具设计基础及模具 M，机械工业出版社 2008 年 12吴生绪 主编 塑料成形模具设计手册 M，机械工业出版社 2008 年 题 目： 电风扇上盖注塑成型模具设计 学 院 : 机电工程学院 专 业 : 机械工程及自动化 班 级 : 姓 名 : 学 号 : 指导老师 : 1 电风扇上盖注塑成型模具设计 摘要 ： 塑料注塑成型可以制作大量具有高精度和复杂型腔形状的制件。通过用注塑模 件 塑件进行模流分析，选择聚丙烯的成型工艺参数 ，设计了一模一腔的注射模具。按聚丙烯的平均收缩率设计计算模具成型尺寸。分析了电风扇上盖的结构工艺特点 ,介绍了电风扇上盖注射模结构及模具的工作过程 , 介绍了模具设计方案、工作原理 , 阐述了成型部件、浇注系统凝料双层结构、顶出机构的设计特点。同时介绍了成型零件的加工制造的过程。 关键字 ： 注塑模； 析；制造 2 f f is to be of to at a a AE to of to of on of of of of of as of 3 目 录 中文摘要 英文摘要 1 塑料的工艺性分析 4 件的原材料分析 4 件的尺寸精度分析 4 件的表面质量分析 4 件结构的工艺性分析 4 2 注塑过程的分析及确定成型设备选择 5 塑过程的分析 5 用注塑机 7 3 注射模的结构设计 8 型面的选择 8 注系统的设计 9 流道设计 10 流道的设计 11 口设计 11 型零件的设计 11 模、凸模和型芯的基本尺寸的确定 12 模壁厚确定 13 板厚度确定 14 型零件的位置布置及其三维造型 15 向机构的设计 18 出部分的设计 18 模力的计算 18 件板的厚度计算 19 向分型与抽芯机构的设计 19 却部分的设计 21 准模架的选用 22 塑机的校核 22 4 标准零件的加工图和非标准零件的加工工艺规划 22 5 小 结 26 参考文献 26 1 塑料的工艺性分析 4 件的原材料分析 塑料的品种： 丙烯）。结晶材料，吸湿性小，流动性极好，溢边值为 形收缩率大，易产生缩孔、凹痕及变形；热容量大，成形模具必须设置能充分 进行冷却的调温系统；它成形的适宜模具温度为 80左右，不可低于 50。否则，会造成塑料件表面光泽度差或者产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲变形。主要用于 汽车工业（主要使用含金属添加剂的 泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。 件的尺寸精度分析 影响塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收缩和模具的制造误差。查得 收缩率为 分析时都采用 S=由于对于制品的精度无 特殊要求，根据14486照下表的收缩特性和选用的公差等级表，可得到制件的公差等级为 表 1缩特性和选用的公差等级 收缩率特性值 S(%) 公差等级 标准公差尺寸 未标准公差尺寸 高精度 一般精度 0 1 1 2 2 3 3 件的表面质量分析 塑件外表面要求粗糙度较低，表面光滑，内表面要求低点。而 不同加工方法所能达到的表面的粗糙读值为 m。因为对表明粗糙度无特殊要求，为了方便实际的加工，制造加工过程中可选择 m。 件结构的工艺性分析 设计的塑件如下图 1 电风扇上盖的三维造型可看到：该制件主要是以圆柱形为主，在上部的位置处还有四处加强筋，在设计模具是要特别注意该处，甚至要将结构做进一步的改进；还有就是为了注出上部的沉孔，就要采用侧向抽芯机构，设计时侧向抽芯也是重点考虑的部分；虽然该图 1 15 制件的要求并不是很高，但在设计模具时候要考虑一些即经济，又实用的方法改进模具的结构 ，以期达到最佳的设计效果，有助于实际的生产。 2 注塑过程的分析及确定成型设备选择 塑过程的分析 在注塑过程中 ,还要对注塑阶段进行必要的分析 ,主要是填充和保压两个阶段的分析与确定 ,通过 析结果如下： 6 从上述的 分析过程中可知，其 时速度压力开始切换，而在 压力最大值出现在 处，锁模力大致在 处 出现峰值。在生产过程中注塑机的注塑过程的速度与压力切换参数设置可根据上述分析结果得出。 用注塑机 7 通过采用 析可得到： （ a）浇注系统及塑件的总体体积为 110 （ b）锁模力曲线图（图 2所选的注塑机的锁模力应至少大于 15 2 c）注塑压力曲线图（图 2最大的压力为 2步计算可知模具的工作行程大致为 150 而开模行程： S H+113=151抽芯距为 S=模 8 距 H =S/ 38 113为整个塑件的高度。 =20 通过上述，可大致选择注塑机的型号： 00 00 型注塑机的理论注射容积为 138 ，螺杆直径为 40 s，注射压力 140模力为 800杆有效间距 329294板行程 270具最小厚度 80 具最大厚度 400大开距 570 嘴半径为 3 注射模的结构设计 注塑模具的结构设计主要包括：分型面的选择，浇注系统的设计，成型零件的设计，导向机构的设计，推出部分的设计，侧向分型与抽芯机构的设计，冷却部分的设计，标准模架的选用。 型面的选择 图 3过上述的 析（图 3应将分型面选择在图中灰色部分的区域，该处在整个注塑过程中会出现排放不畅，且该处在最大截面处，因此分型面要选择在该处。另外还考虑到在塑件的上部还有一个侧向抽芯的机构，为了使模具结构设计以及制造的方便，以及塑件 的脱模和取出，因此采用二次分型，另一个设置在塑件的 86所在的平面。 注系统的设计 9 先通过 析该塑件的最佳浇口位置，分析结果如图 3 图 3 3分析图 3佳浇口位置在深蓝色的区域，但设置在这些区域会造成模具结构复杂或者浇口位置在外表面，虽然该塑件对表面要求不是很高，考虑到如果采用一个浇 10 口，那么其填充的均匀性不是很好，综合考虑之下，可设置成轮辐式浇口，如图 3 3 主流道设计 浇口套进口的直径 1 口套一般采用 料，热处理硬度为 50 55口套直接从市场上购买。浇口套与顶模座板的配合一般按照 H7/渡配合。 图 3 分流道的设计 11 采用的是中心浇口形式，因此对于模具而言，其分流道主要是其主浇道与浇口的连接部分的形状及尺寸的确定，以及浇口本身的形状和尺寸的确定两部分的设计内容。出 于加工方便以及成本的考虑，连接部分主要采用圆形的，其尺寸为 3 口设计 由于采用中心浇口中的轮辐式浇口（如下图）形式 ,开设在模具的第一分型面处 ,这种浇口是将圆形进料改为几小股进料。这样，浇口的去除较为方便，浇注系统的凝料也比较少。轮辐式浇口主要应用于圆筒形、扁平和浅杯塑料件的成形。由于对塑件的强度及表面质量的要求并不是非常严格，即使这种浇口形式易使塑料件产生熔接痕，影响强度与表面质量，但这种浇口还是能满足注塑的要求。 图 3型零件的设 计 一般影响塑料件尺寸精度的主要因素有： a、塑料成形收缩率。 塑料成形收缩率与塑料的品种，塑料件的形状、尺寸大小、壁厚的分布，成形模具的结构以及成形的工艺条件等因素有关。 b、模具成形零件的制造误差； 生产实际证明，成形零件的制造误差约为塑料件总公差的 1/3 1/4，因此，在确定成形零件的工作尺寸公差值时，可去塑料件公差值的 1/3 1/4，或取作为模具的制造公差 c、模具成形零件的磨损； 在使用过程中，由于塑料熔体高速流动的冲刷、脱模时与塑料件的摩擦、成形过程中可能产生的腐蚀性气体 的腐蚀以及由于上述各种原因造成的成形零件表面粗糙度值的增大而重新打磨抛光等，造成模具尺寸的变化，其结果使 12 型腔尺寸变大而型芯尺寸变小。当然磨损的大小还与模具的材料及其热处理有关。 d、模具装配的误差； 很明显装配工艺的好坏直接影响各个部分的尺寸。 下面对各个模具的成形部分的尺寸进行相应的确定 模、凸模和型芯的基本尺寸的确定 根据 凹模径向尺寸的计算公式： 043，计算结果如表（表 3 表 3模径向尺寸 基本尺寸 塑件公差值 材料收缩率 S 计算得 基本尺寸 基本尺寸取值 /3 模具公差取值T=/3 11 8 5 9 8 6 19 21 据 凸模径向尺寸的计算公式： 043 ，计算结果如表（表 3 表 3模径向尺寸 表 基本尺寸 塑件公差值 材料收缩率 S 计算得基本尺寸 基本尺寸取值 /3 模具公差T=/3 2 7 6 1 15 13 根据 凹模深度尺寸的计算公式： 032， 计算结果如表（表 3 表 3模深度尺寸表 基本尺寸 塑件公差值 材料收缩率 S 计算得基本尺寸 基本尺寸取值 /3 模具公差T=/3 6 4 9 13 据 凸模高度尺寸的计算公式： 032 ，计算结果表（表 3 表 3模高度尺寸表 基本尺寸 塑件公差值 材料收缩率 S 计算得尺寸 取值 /3 模具公差T=/3 19 2 凹模壁厚确定 刚度要求计算型腔壁厚： 式 3度要求计算型腔壁厚： 式 3中 111 12 14 素钢取 素钢取 材料的许用应力， 45钢取 160般材料取 200 p=50用应力 =160许的变形量 =件下 ,r86刚度计算公式 ,刚度计算公式 ,r67得 为 160然 0 采用强度计算公式计算可得： H 20设计时采用 H=40 222.1 15 型零件的位置布置及其三维造型 采用镶嵌的结构，各个部分如下： 凸模组合件 01 图 3模组合件 02 图 316 凸模组合件 03 图 3配后凸模图 317 凹模图 3模图 318 向机构的设计 导向机构主要功能是保证其动模部分和定模部分在模具工作时，能够进行正确的导向与定位。有时在顶出机构中设置导向机构，为了使模具的顶出机构平稳的工作。 在该模具的设计时主要采用导柱和导套的结构，导柱布置在模具的四周，并且采用对称不等径布置；导柱和导套采用 火处理，配合面的 要求为 m，而固定部分的 m；导柱滑动部分的配合精度按 H7/隙配合）；导柱固定部分的配合 精度按 H7/渡配合）；导套外径的配合精度按 H7/渡配合），并用一个 6定螺钉固定其位置，这样主要是为了增加导套嵌入的牢固性，防止开模时背拉出，因此将导套的侧面极加工出缺口，从模板的侧面用紧定螺钉固定导套。 表 3柱和导套的推荐值 导柱直径 /套直径 /mm d d1 d2 14 20 8 14 20 12 18 24 12 18 24 15 21 27 15 21 27 20 28 36 20 28 36 25 34 43 25 34 43 30 39 47 30 39 47 35 45 55 35 45 55 45 57 67 45 57 67 设计时选择的两组导柱与导套的尺寸为表中字体加粗的两组。 出部分的设计 模力的计算 由于推出部分的设计计算在很大程度上与塑件的脱模力有关，因此在设计计算之前就必选先计算塑件在脱模过程中的脱模力，塑件的属于薄壁件（ 1 /d 中 1 为塑件壁厚， 。 脱模力的计算公式为： 式 3中 1 t a n(c 19 积（ ） ,通孔为 0 经查得： 1=2 E =1340L =21=380f= =10； = A=0 。 计算可得脱模力 F=15040N 件板的厚度计算 为了使制件在推迟时不发生表形，可采用推件板推出的结构形式，推板推出机构是由一块与凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑料件的整个周边端面上进行推出，作用面积大，推出力大而且均匀，动作平稳顺畅，在塑料件上无推出痕迹。 推件板的厚度计算： 通 过刚度要求计算推件板的厚度公式为： 式 3过强度要求计算推件板的厚度公式为： 式 3中 R/表格选取 型腔）的半径（ 件板板中心所允许的最大变动量，一般可取塑料件在被推出方向上的尺寸公差的 1/5 1/10（ N） R/表格选取 件板材料的许用应力 经查得： = 160脱模力由前计算可得 F=15040N。 采用强度计算可得： t 11 设计过程中取推件板的厚度 t=16 3123 313 0 向分型与抽芯机构的设计 由于在注塑件上部有一个沉孔，因此在模具上成型该沉孔的零件就必须制作成可以侧向移动的，为了使模具在脱模具过程中能够顺利的脱模，因此必须采用侧向分型与抽芯机构。 结构采用斜销机动分型与抽芯，该种结构简单，加工方便 ，动作可靠，劳动强度小，生产效率高，借助机床开模行程来完成抽芯动作，广泛用于延时抽芯或接近分型面抽芯力不大的型芯。斜导柱的使用材料为 于导柱经常和滑块摩擦，所以，其热处理硬度要求为 55 58面粗糙度值低于 m。斜导柱与其固定板之间采用过渡配合形式 H7/ a、抽芯行程的计算：侧抽芯的倾斜角 =20 (一般的选取范围为 15 22，以 20或 22选用最多。 ),抽芯距 s= 工作长度 L=s/ 40模距 H=s/ 38际的模具中工作长度 8mm b、抽芯力的计算： 式 3中 m） m） 紧力），一般模内冷却的塑件，p=（ 107外为 ( 107 般 ） 经 查及计算可得： c=h=p=3 107 = =20 计算得抽芯力 541N 而弯曲力 c/1640N，由 脱模力的作用线到斜导柱中心线交点到斜导柱固定板之间的距离，为 导柱斜角确定斜导柱的直径，查得直径可取 14 图 3导柱的工作结构 s i nc o s c h pF c 21 却部分的设计 对该塑件注塑的冷却性能进行 结果如图 3 图 3然，通过分析可知在沉孔的厚实部分易使模具在冷却过程中温度高于其他的部位，因此在设置冷却管道时应特别注意该处冷却的效果，在设置管道时，可将该处的冷却管道更靠近制件，并且尽量设置进水口靠近这个位置。 由于并不需要考虑管道内部的质量要求，则加工这些冷却管道主要采用的是在成型零件加工完毕后，在需要设置冷却管道的部位进行加工，先直接加工处通孔，在用一些堵头堵住那些不需要通的位置。当然这样会一定程度上影响制件内表面的加工精度，但对制件本身的内表面无特殊的要求，而采用此种方式可大大降低加工的难度，并 且在设置冷却管道时更加灵活。 22 准模架的选用 根据塑件结构和尺寸的要求，而且在模具设计中是采用推件板推出，查塑料注塑模具的标准模架手册，可选择 315 315。 模板厚度 A=25=40及垫板厚度 C=80此得到模架的整体高度H=115+A+B+C=115+25+40+80=260 而模架的具体的结构见装配图。 塑机的校核 整个注塑过程及模具结构尺寸都确定，注塑机需要校核的主要内容为注射量的校核，注塑压力的校核，锁模力的校核，模具在注塑 机上安装部位的相关尺寸的校核，开模行程的校核。 a、注射量的校核：所选注塑机的 138mm ，而塑件与浇注系统的整个体积为 110 ,而根据实际经验 m1+m1+m 为注塑机公称注射量），因此该注塑机的注射量符合要求。 b、注塑压力的校核：由前面的分析可知，实际的注塑压力为 所选注塑机注塑压力为 140全符合使用需要。 c、锁模力的校核：注塑机锁模力为 8000T,而在整个注塑过程中，最大的锁模力小于 15T, 完全符合要 求。 d、模具在注塑机上安装部位的相关尺寸的校核：模具的高度在装配图中可知为 364于注塑机的最大安装尺寸。 e、开模行程的校核：由于是二次分型，开模行程为斜导柱的开模距（ 38推件板的行程（ 120和，而注塑机的最大开模行程为 570 综合上述校核结果可知该注塑机完全符合该模具的注塑要求。 4 标准零件的加工图和非标准零件的加工工艺规划 a、非标准零件的加工工艺规划 在非标准件的加工主要是四个成型零件，具体加工工艺规划在表 423 型芯件组合件 01 的加工工艺卡 表 4电工程学院 产品型号 机 械 加 工 工 艺 过 程 型芯 材料 名称 型号及规 格 毛坯种 类 毛坯尺寸 毛重 / 40圆钢 132 168 净重 / 序号 工序名称 工 序 内 容 设备 工艺装备名称与编号 夹具 量具 刃具 辅具 1 粗车 粗车外腔和内部的 70 125，留 1抓卡盘 游标卡尺 车刀 2 半精车 半精车外腔和内部的 70 125，用夹具 游标卡尺 车刀 3 钻 钻侧边的 8孔 钻头 4 铣 铣出上部 25 19 的槽 铣刀 5 热处理 表面渗碳淬火 6 磨削 磨削外腔 专用夹具 游标卡尺 7 精车 精车内部的 70 125 游标卡尺 车刀 8 钳 去毛刺 型芯件组合件 02 的加工工艺卡表 4电工程学院 产品型号 机 械 加 工 工 艺 过 程 型芯 材料 名称 型号及规 格 毛坯种 类 毛坯尺寸 毛重 / 45 圆钢 72 126 净重 / 序号 工序名称 工 序 内 容 设备 工艺装备名称与编号 夹具 量具 刃具 辅具 1 粗车 粗车外径至 71 抓卡盘 游标卡尺 外圆车刀 2 半精车 半精车外径至 70.3 抓卡盘 游标卡尺 外圆车刀 3 精车 精车外径至 70 抓卡盘 外径千分尺 外圆车刀 4 车 车环形槽 54 抓卡盘 游标卡尺 切槽 刀 5 铣 铣出沿轴向的 8 8的两个槽 专用 铣夹具 游标卡尺 8立铣刀 6 钻 钻各个 8孔 专用夹具 7 钳 去毛刺 24 型芯件组合件 03 的加工工艺卡表 4电工程学院 产品型号 机 械 加 工 工 艺 过 程 型芯 材料 名称 型号及规 格 毛坯种 类 毛坯尺寸 毛重 / 45 圆钢 32 47 净重 / 序号 工序名称 工 序 内 容 设备 工艺装备名称与编号 夹具 量具 刃具 辅具 1 粗车 粗车外径一端至 40，另一端端为 5 抓卡盘 游标卡尺 外圆车刀 2 半精车 半精车一端外径至 40，另一端为 5 抓卡盘 游标卡尺 外圆车刀 3 精车 精车一端外径至 40，另一端为 5 抓卡盘 外径千分尺 外圆车刀 4 铣 铣侧边至尺寸 25 千分 尺 5 钳 去毛刺 凹模的尺寸 315 315 且侧边的两个槽都已经加工完成，现在主要加工型腔以及孔系，采用加工中心。 凹模的加工工艺卡表 4电工程学院 产品型号 机 械 加 工 工 艺 过 程 型芯 材料 名称 型号及规 格 毛坯种 类 毛坯尺寸 毛重 / 40半成品 315 315重 / 序号 工序名称 工 序 内 容 设备 工艺装备名称与编号 夹具 量具 刃具 辅具 1 粗铣 粗铣型腔，留 加工中心 平口钳 铣刀 2 精铣 精铣型腔，留 加工中心 平口钳 铣刀 3 热处理 型腔渗碳淬火 4 精加工 型腔的电火花成型加工 3 钻孔 孔系的加工，注意其位置精度要求 加工中心 平口钳 钻头和铰刀 4 钳 去毛刺 25 b、标准零件的加工图 主要是定模固定板的加工，定模固定板的的三维造型如图 4 4定模固定板的加工主要是涉及到上部的孔系的加工，因此可采用在加工中心上加工，而加工工艺过程为，先钻中心孔，在钻底孔，最后根据孔的精度与位置度的要求加工出最终的孔，钻中心孔的走刀路线图如下： 图 426 图 4 小结： 本次的毕业设计让我又重新温习了书本上的内容，我明白了不论什么时候不管干什么事总是离不开书本，不管什么时候从书上我们总可以找得到我们想要的东西。书上的东西永远是基础的，而基础正是向更深的领域迈进，没有这个基础我们永远都不会享受到成功的喜悦。这次的设计我基本上是满意的，因为这是我完成的这次设计。在此之前我总是莫名其妙感到茫然，不知道从何下手。但是我们的计划安排的很紧凑，都有具体的进度安排。通过这次的课程设计使我明白了一个良好的设计思路往往可以省掉一 大半的时间，所以我感觉今后不论设计什么，一定要在设计思路上下工夫，哪怕前期很慢很慢，但是一旦有了思路那么后期的制作就会势如破竹，会节省很大一部分的时间的。还有在绘制各种零件图和装配图的时候，一定要细心不能马虎一点，因为这些图都比较烦琐，所以必须一步一步来，不可贪图方便。当然在这次毕业设计中还是暴露处许多的问题，比如自己的小细节的处理上还是比较大意的，有些基本的内容也不是理解的非常清晰，有些时候处理问题也比较单一，粗糙，没有综合考虑，特别在设计冷却系统时就是如此，开始的方案定下后，在设计过程中并没有考虑到干涉 和加工难度的问题，导致在后来的三维造型中发现问题，及时做了修改，但浪费了大量的时间和精力。 通过本次的毕业设计，我会在以后的工作中将理论与实际的内容相结合，在工作中不断完善自己，使自己在各个方面都有所提高。当然也非常感谢指导老师的悉心指导，在完成毕业设计过程中，遇到问题他都能认真帮我解答，为我提供了很多有用的资料，使我能较顺利的完成该毕业设计。 27 参考文献： 1 沈言锦 塑料模课程设计与毕业设计指导 M 南大学出版社， 92 申开智 模具（第二版） M中国轻工业出版社 ， 2004年； 3 翁其金 M2001年； 4 李建军 模具设计基础及模具 机械工程出版社 ,5 陈万林 M机械工程出版社 ,6 张磊 M 清华大学出版社 ,2008. 7 王旭 M机械工业出版社 ,1994. 8 虞福荣 M版 化学工业出版社 ,9 奚永生 胶成型模具设计手册 M中国轻工业出版社 ,10 德 崇峰主译 30例（原著第三版） M2005年； 11 吴生绪 M工业出版社， 2008年； 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题 目 电风扇上盖注塑成型模具设计 学 院 机电工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 温州大学教务处制 1 温州大学毕业设计（论文）开题报告 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%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 2 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/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上盖 注塑成形 模具的 研究 必然有着其实际的 意义： （ 1）电风扇上盖的需求量非常大。 在我们的生活中随处可以看到电扇，食堂、教室、办公室等 ， 一个电扇需要两个上盖，可想而知 其需求量是非常大的。 （ 2） 电风扇上盖的结构非常 普遍 。 电风扇上盖的圆筒状外形，并且在上部还有一沉孔，又有四个加强筋，因此其结构是非常典型的，在日常生活中，我们使用的茶杯，台灯外壳，各种家电产品的外壳 几乎都有这种类似的结构 ，因此研究非常有必要。 （ 3） 选用 材料 的典型性。 所用材料为聚丙烯（ ，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。 2 二、 研究的基本内容与拟解决的主要问题： 电风扇上盖注塑成型模具设计，关键 的内容包括： 电风扇上盖 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 电风扇上盖的选用材料的 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，大致为电风扇上盖直接为 121 处。 其次 模具结构的设计，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 ，盖顶处有一沉孔，选择合适的侧抽芯结构 （ 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 ，包括二维与三维设计图纸。 最后非标准件的制造工艺规划，内容包括： 结合现代现代加工手段，利用数控 火花，线切割等方法，制定 出 最合理的制造工艺，最符合经济效益的加工方案。 完成非标准零件图及工艺规划。 在设计过程中， 主要是结构设计时可能存在一系列的问题，涉及的内容也很多，主要可能有以下问题： （ 1）非标准件的加工问题，标 准件一般都可以从市场上购买，但非标准件（包括在标准件上加工）的加工加工内容可能较多，而且加工比较困难。 （ 2）侧抽芯机构的设计，侧抽芯结构设计时，为了使形成的沉孔满足设计要求，设计时必然会存在一些问题 ，像抽芯机构如何安装 3 （ 3）冷却系统，冷却系统 如何合理的 布置 ，而且 加工 也相对比较 困难， 三、研究的方法与技术路线： 该塑件的设计并没有原始设计的 资料 ，必须 查阅 注塑模具的设计 的 相关文献资料， 制定具体的设计方案， 并作可行性分析， 优化方案的各个部分，明确各个部分的内容， 最后确定详细 设计方案。 在确定具 体方案后，对每个步骤的设计详细化， 三部分具体化 ，其具体的内容和步骤如下图的结构流程 塑件工艺分析 结构设计 造型及绘图 塑件材料 性能分析 结构分析 分型面的选择 浇注系统设计 成型零件的结构设计和固定方式 推出和回程机构设计细化 冷却系统的设计 绘制模具的结构草图 绘制 非标准零件 绘制 模具的总装图 图纸审核 侧抽芯机构设计 4 四、研究的总体安排与进度： 08/09 学年第一学期 第 10 周 选题 第 11 周 下发毕业设计任务书 第 12 文献综述撰写 第 14 周 外文翻译 第 15 开题报告 第 17 周 开题报告汇报 寒假 第 1 周 编制模塑工艺规程 第 2 绘制模具总装配图 第 4 周 绘制非标准模具零件图 08/09 学年第二学期 第 1 周 绘制标准零件加 工图 第 2 周 编制非标准模具零件加工工艺规程 第 3 周 编写设计说明书 第 4 周 第一轮答辩申请 第 5 周 第一轮毕业设计答辩 交全部毕业设计材料 二轮毕业设计答辩 5 五、主要参考文献： 1、 彭建生编著， 模具设计与加工速查手册 ，机 械工业出版社， 2005 年。 2、 吴生 绪 ， 塑料成形模具设计手册 ，机 械工业出版社 ， 2008 年； 3、 美 杰克 春玲等译 .塑料成型方案选择 2004 年； 4、 翁其金主编 ， 塑料模 塑成型技术 ， 机械工业出版社， 2001 年； 5、 申开智主编 ， 塑料成型模具（第二版