《畢業(yè)設計（論文）電風扇前罩注塑模具設計【全套圖紙proe三維】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《畢業(yè)設計（論文）電風扇前罩注塑模具設計【全套圖紙proe三維】（30頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、目 錄1 前言12 總體方案設計32.1 總體方案論證32.2熱塑性塑料注塑成型工藝性分析32.3設計要點32.4 塑件的測繪42.5 塑件的三維造型62.6 塑件的工藝分析72.72.72.82.7脫模斜度的確定83總體結構設計說明93.1注塑機的選擇93.2注塑機的校驗93.3型腔數目的確定103.4塑件收縮率的計算103.5模具型腔工作尺寸計算103.6模具型芯工作尺寸計算113.7螺紋型芯工作尺寸計算113.8分型面的設計113.9 澆注系統設計123.10冷卻系統設計143.143.153.11脫模機構設計163.12導向機構設計173.13排氣系統設計173.14側抽芯機構設計17

2、3.15模具材料的選擇193.16模板尺寸的確定193.17繪制模具總體裝配圖194模具零件的工藝分析及制造214.1零件的加工工藝分析214.2凹模的加工仿真225 結論25參考文獻26致 謝27附 錄281 前言全套圖紙，加174320523 各專業(yè)都有模具是現代工業(yè)生產的重要工藝裝備。在現代工業(yè)生產中，模具已廣泛應用于電機電器產品、電子和計算機產品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機械等產品的生產中。用模具生產制造所表現出來的高精度、高復雜程度、高生產率和低消耗等特點是其他加工 制造方法所不能比擬的。隨著現代化工業(yè)和科學技術的發(fā)展，人們對工業(yè)產品的品種、數量、質量及款式的要求愈來愈高，模

3、具的應用也就愈來愈廣泛，其適應性也愈來愈強，已成為國家制造工藝水平的標志和獨立的基礎工業(yè)體系。模具的類型很多，按照成形件的 材料不同，可以分為沖壓模具、塑料模具、鍛造模具、壓鑄模具、橡膠模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具等，其中應用最為廣泛的是沖壓模具和塑料模具。其中塑料模具又可分為壓塑成型模具，注塑成型模具，傳遞成型模具，擠塑成型模具，中空制品吹塑成型模具，熱成型模具的幾種類型的模具。注塑模具是塑料模具中的一種類型，主要用于熱塑性材料零件的成型。它是將塑料粉粒通過注塑機螺桿旋轉漏入保持一定溫度的料筒中，在90100的溫度下變成粘稠狀態(tài)。在開動注塑機活塞，將溶融的塑料以高壓，高速通過噴嘴注

4、入，充滿模具型腔，待保壓頑固化，形成和模具型腔相仿的制品零件。本次設計的課題為電風扇前罩注塑模具設計，該課題來源于江蘇羽佳集團。本模具為適用于熱塑性塑料的注塑模具，是用來生產電風扇前罩的專用模具。該模具適合于大批量多件生產，在實際生產中能夠很好的滿足注塑制件的加工要求，提高生產率和產品的精度，塑件表面無明顯收縮、水紋等現象。模具一次試模成功,運行靈活、可靠,澆注系統、溫控系統、脫模機構效果良好，在工作時運轉平穩(wěn)，工作可靠，裝卸方便，便于維修和調整。模具屬于邊緣科學，它涉及機械設計制造、塑性加工、鑄造、金屬材料及其熱處理、高分子材料、金屬物理、凝固理論、粉末冶金、塑料、橡膠、玻璃等諸多學科、領域

5、和行業(yè)。從起步到現在，我國模具工業(yè)經歷了半個多世紀的發(fā)展，已有了較大的提高，與國外的差距正在進一步縮小。縱觀我國的模具工業(yè)，既有高速發(fā)展的良好勢頭，又存在精度低、結構欠合理、壽命短等一系列不足，無法滿足整個工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。當代模具要求的精度比傳統模具高出一個數量級。多工位級進模、精沖模、精密塑料模的精度已達到，甚至更高。多工位的級進模設計和制造技術已日趨成熟，然而,由于我國模具制造基礎薄弱,各地發(fā)展極不平衡,因此總體來看,與國際先進水平相比和與國內外市場需求相比,差距還很大。這主要體現在工藝裝備水平方面，我國塑料模制造企業(yè)設備數控化率和CAD/CAM應用覆蓋面比國外低得多,且設備不配套

6、、利用率低的現象十分嚴重。國產設備在精度、加工表面粗糙度、剛性、穩(wěn)定性、可靠性及刀具和附件的配套性和精度保持性等方面與國外相比仍有較大差距。本次的設計主要包括塑件的工藝性分析，注塑模具的總體結構設計以及模具三維造型裝配三大主要部分，其中模具的總體結構設計又包括分型面的選擇、抽芯機構設計、溫控系統設計、澆注系統設計等幾個主要設計部分。在設計過程中，模具的總體結構設計是整個設計工作的重要部分。雖然模具的大零件的標準化程度高，使設計工作量大為減少，設計周期大為縮短，但是由于塑件形狀靈活性很大，針對用于制造這些塑件的模具在設計的過程中就很難保證全部都使用標準件，也就是說必須要在設計過程中使用非標準件，

7、那么在保證加工精度的前提下，如何綜合考慮生產率、經濟性和勞動條件等因素就存在著一定的難度，必須要進行全面的考慮。本說明書以設計電風扇前罩注塑模具的總體結構為主線，設計該模具的總體思路為：仔細的分析塑件的工藝性和工藝條件，首先了解塑件的用途，使用情況以及工作要求，對于塑件零件圖上提出的塑件形狀、尺寸精度、表面粗糙度等進工藝分析，即從成型工藝、塑件的設計原則、模具結構合理性等方面進行綜合分析；然后確定塑件的成型工藝條件，包括注塑溫度、注塑壓力、注塑速度和循環(huán)周期等，根據塑件形狀尺寸，估算塑件體積和重量，確定型腔數目；再確定模具的總體結構方案，選擇成型位置、確定分型面、脫模方式、澆注系統等，選擇合適

8、的模具結構，確定模具成型零件的材料及加工方法，通過對幾種方案的比較，采用容易制造、便于操作、確保成型塑件質量的模具結構，完成模具的總體結構設計；最終繪制出模具的總體裝配圖。 本設計在充分保證塑件制造精度的前提下簡化了模具的總體結構，在設計過程中擬用鏈傳動自動旋轉脫螺紋模具結構來解決了帶有螺紋的塑件脫模問題。縮短了模具的制造周期，降低了模具的制造成本。2總體方案設計21 總體方案論證本課題的設計目的主要是使用CAD2007和Pro/e3.0兩類設計軟件對典型型腔類零件三維造型及模具設計。要進行零件的三維造型，首先是對塑件進行測繪。由于該塑件存在曲面，給實際測量帶來一定困難，所以需要采用多次取斷面

9、進行測量的方法。測繪好后用ProE軟件進行三維造型。主要采用拉伸、旋轉、掃描及混合等步驟進行三維造型。造型結束后進行模具設計?？紤]到生產批量和經濟效益，以及塑件帶有外螺紋，其成型表面面積較大，塑件的精度等級難以保證，模具型腔采用一模一腔。下面選擇注塑機，主要從注射量、鎖模力等方面進行考慮。要確保塑件及澆注系統所需的注射量不超過注射機最大容量的80。接著對各個系統進行設計，首先是澆注系統。由于是采用一模一腔，故澆注系統只需設計主流道便可，無需進行分流道、澆口、冷料穴設計。主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線在同一條直線上。由于主流道與高溫高壓的熔融塑料接觸所以外面要加個澆口套。澆口套要進行淬火處理

10、，這樣可以延長模具的使用壽命。澆口主要有兩個作用，一是起控制作用，二是壓力撤銷后封鎖型腔，不產生倒流。冷料穴主要是避免冷料進入型腔影響塑件的質量和堵塞澆口。接著是排氣系統的設計。本模具采用間隙排氣。利用分型面的配合間隙自然排氣。接著是推出機構的設計，由于塑件帶有外螺紋，螺紋圈數較多且螺紋較深,強行脫螺紋模具結構無法達到產品使用要求,必須采用自動旋轉脫螺紋模具結構來進行旋轉脫模，為了簡化模具結構，減少制造成本，本模具設計采用鏈傳動自動旋轉脫螺紋模具結構,該結構性能穩(wěn)定、可靠,生產效率高,達到了生產要求。本模具設計塑件成型后留在動模內，要保證塑件不發(fā)生變形或損壞，還要保證塑件的良好外觀和結構可靠。

11、脫模時用電機通過鏈傳動完成自動脫模，,電機的型號是Y132M-8,額定功率P額為3 kW,因塑件旋轉8圈即可將螺紋脫出,為保證模具的正常使用壽命,螺紋型芯的轉速不宜太快,所以設計時按每8 s完成一次旋轉脫模。22 熱塑性塑料注塑成型工藝原理 塑料注塑成型分為柱塞式和螺桿式兩種。注塑最大容量在603以下時，可使用柱塞式注塑機，大注塑量均采用螺桿式注塑機，以使塑料充分混料。其成型原理主要分為下述三個階段。 a注塑階段 當料筒內的塑料已被加熱到溶融狀態(tài)時，注塑液壓缸中的活動推動料筒內的螺桿，將熔融塑料通過噴嘴及模內流道、澆口高速注入型腔。 b保壓階段 塑料充滿后尚需保持一段時間的注塑壓力，以對塑料收

12、縮進行補料，并使型腔內保持有足夠的壓力，使塑件密實；同時，塑件在模內冷卻定型。c預塑階段 卸去注塑壓力后，螺桿轉動并后退。此時料斗中的顆粒狀塑料通過計量裝置落入料筒內，轉動的螺桿使塑料充分混合，并加熱塑化。當螺桿后退到限位處時即停止轉動，在此同時，動模開模后，機床上的推桿將塑件推出模具。23設計要點 a了解塑料熔體的流動狀態(tài)，確定塑料字流道和型腔各處流動阻力、流動速率，并校驗最大流動長度。根據塑料在模具內充模順序，考慮塑料在模內重新熔合和型腔內空氣排出問題。 b需考慮冷卻過程中塑料收縮及補縮問題。 c確定控制塑件在模內結晶、取向和改善塑件內應力的措施。 d進澆點和分型面的選擇。確定塑件的橫向分

13、型、抽芯及推出方式與結構，考慮模具的冷卻和加熱系統設計。 e進行模具與注塑機相關工藝參數的校核，包括與注塑機的最大注塑量、鎖模力、裝模部分尺寸關系等。 f模具的總體結構和零件形狀需簡單合理，并具有合適的精度、表面粗糙度、強度和剛度，應易于制造和裝配。24塑件的測繪被測繪塑件為電風扇前罩，材料為PP，在測繪過程中主要是借助游標卡尺對零件的各幾何特征進行測繪。塑件測繪是模具設計的第一步驟，也是較為重要的一步，它是模具總體設計的第一手資料，塑件測繪是否準確將會直接的影響到模具結構設計的準確性和經濟性，因此塑件測繪工作要慎重對待，由于受到溫差和模具制造誤差原因的影響，塑件在成型后不可避免的會產生一定的

14、變形，從而導致塑件的尺寸在數值上存在誤差，因此需要對塑件的測量數值進行數學分析處理。通常采用的方法是多次測量取平均值，最后對實測數值進行圓整，最后繪出塑件的零件草圖。量具：游標卡尺（0300、0.02），垂直卡尺，曲線測量儀等測量時注意做到以下幾點：a測繪過程中必須把被測物體放在工作平面上；b采用多次測量求平均值；c正確地讀取數據通過對塑件的測繪數值，繪出零件圖如圖2-1所示： （a）主視圖 （b）左視圖 （c）A向視圖 （d）B向視圖 圖2-1電風扇前罩零件圖25塑件的三維造型塑件測繪工作完成以后，應該根據所繪制的零件圖，對塑件進行三維造型。三維造型時選用ProE軟件，三維造型的所有參數應必

15、須要與測繪的數據一致。在進行三維造型時，首先打開三維軟件ProE，進入零件設計界面，點擊旋轉命令，通過該命令完成塑件的曲面造型，接著用拉伸，旋轉，掃描， 混合，造型等命令繪制三維圖形，由于該塑件存在R3的過渡圓角，故還需在三維造型中要使用倒圓角命令。由于該塑件存在曲面和外螺紋，三維造型有一定的困難。要正確的繪制出該塑件的造型圖必須熟練掌握ProE的繪圖命令。塑件的三維造型如圖：通過ProE軟件的分析測量功能可得到 外殼塑件的外型尺寸為160mm55mm。制品投影面積約為:cm2。 圖2-2電風扇前罩造型圖 圖2-3電風扇前罩造型圖26塑件的工藝分析261塑件的材料分析本塑件采用PP材料，該材料

16、的特性如下：PP：Polypropylene 聚丙烯，屬于熱塑性材料。A使用性能：該塑料比重小，強度，硬度較高，其耐熱性較好，可在100左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響。B成型性能：a結晶料，吸濕性小，長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解；b流動性極好，溢邊值為0.03毫米左右，但成型收縮范圍和收縮值的，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，方向性強；c冷卻速度快，澆注系統及冷卻系統應緩慢散熱，并注意控制成型溫度。料溫低，方向性明顯，低溫高壓是尤其明顯；d塑料壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防應力集中262塑件尺寸精度的選擇塑件的尺寸精度一般是根據使用要求確定的，但還必須充分考慮塑料的性能及成

17、型工藝的特點。由于該塑件是作為家電設備，要求其外表面光滑，且無明顯收縮、水紋等現象，既不會在使用過程中對人造成傷害，還要必須考慮其外形的美觀。因此取高精度等級為3級。263塑件的結構工藝性分析從塑件的測繪圖和三維造型可以看出塑件外部的結構形狀大部分為曲面。所以造型時以曲面造型為主。該塑件表面要求無明顯收縮、水紋等現象塑料制件中存在內外螺紋的設計,解決塑件螺紋脫模問題是此類模具設計的關鍵。一般來說,處理塑件螺紋問題有兩類方法:一類是對于質軟的材料,可采用強行脫出的方法;一類是螺紋較深、塑料強度高、螺紋精度要求高的塑件,必須采用旋轉脫出的方法。27脫模斜度的確定 31。脫模斜度的大小與塑件的形狀，

18、脫模方向的長度，塑件表面質量有密切關系。熱塑性塑料在脫模時有較大的彈性，即使是較小的脫模斜度，也可以順利脫模。但為了減小脫模阻力，一般在產品沒有特殊要求的條件下，選用盡可能大的脫模斜度。較深的孔，其兩端尺寸公差又較小時，可以用推板、推管等進行強制脫模。但型芯的表面必須做成鏡面，而且要有不低于52HRC的硬度。塑料的性質不同（指硬度、表面摩擦系數、彈性等），所必須的脫模斜度也不同，一般規(guī)律為：a硬質塑料需比軟質的脫模斜度大；b塑件的壁厚大時，成形收縮大，脫模斜度要大；c形狀復雜的部分要比形狀簡單的部分有較大的脫模斜度；d型腔的深溝槽部分如加強筋、突臍，需要較大脫模斜度。一般選取35。由于塑件冷卻

19、后產生收縮，會使塑件緊緊地包住模具型芯、型腔中突出的部分，為了使塑件易于從模具內脫出，在設計時必須保證塑件的內外壁具有足夠的脫模斜度。由于目前還沒有比較精確的脫模斜度計算公式，在選擇脫模斜度時，主要還是參照經驗數據，根據PP材料的性質在設計中選用3的拔模斜度。3總體結構設計說明31注塑機的選擇通過查模具設計手冊表2-31及用Pro/e軟件對塑件進行分析，可初步確定塑件的工藝參數為塑件的模具溫度為40；塑料熔化溫度為240104N。從而初步確定采用的注塑機的型號為XS-ZY-125型注射機，注射機的參數如下所示：螺桿直徑 42mm最大注射容量 125g注射壓力 119MPa鎖模力 900kN最大

20、注射面積 320cm最大模具厚度 300mm最小模具厚度 200mm模板最大距離 600mm模板行程 300mm噴嘴圓弧半徑 12mm噴嘴孔徑 mm噴嘴移動距離 210mm定位孔直徑 mm頂出：兩側孔徑 mm 孔距230mm頂出形式 兩側頂桿，機械頂出32注塑機的校驗a鎖模力校核當高壓塑料熔體充滿模具型腔時，產生一個使模具沿分型面分開，其值等于制件和澆口流道系統在分型面上的投影面積之和乘以型腔內塑料壓力。 P腔AP鎖 （3-1）式中p腔模具型腔壓力，一般取20-40Mpa。A塑件與澆注系統在分型面上的投影面積總和（cm 2）；P鎖注射機額定鎖模力（KN / cm 2）。 F=P腔A=4KN /

21、cm22=804.4KN900KN由于P鎖=900KN，故滿足P腔AP鎖。同時XSZY125的額定注射壓力為130Mpa也能滿足PP塑料成型的注塑壓力。故鎖模力滿足要求。 b模具厚度H與注射機閉合高度校核 HminHHmax （3-2）式中 Hmin注射機允許最小模厚（Hmin =200mm）； Hmax注射機允許最大模厚（Hmax=300mm）； 根據所選的模架，模具閉合時的厚度H為296mm，200296300所以能夠滿足要求。c注塑機開模行程 注射機的開模行程應大于模具開模時取出塑件的（包括澆注系統）所需的開模矩。即滿足下式： SKH1+H2+(510) （3-3） 式中 SK注塑機行程

22、（SK=160mm）；H1脫模距離 （H1=18mm）；H2塑件高度+澆注系統高度（H2=55+103=156mm）。則 H1+H2+(510)=18+156+10=184mm300mm能滿足要求,故所選擇的注射機能夠滿足注塑加工要求。33型腔數目的確定型腔數越多時，精度也相對地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于熔體在模具內的流動不勻所致。所以精密塑件盡量不用多腔模形式。按照SJ/T 1062895標準中規(guī)定的1、2級超精密級塑件，宜一模一腔，當尺寸數目少時（形狀簡單）可以一模二腔。3、4級的精密級塑件，宜一模四腔以內。從塑件尺寸精度考慮，由于該塑件精度等級為3級所以型腔數目應控制在四

23、腔以內。由于電風扇前罩帶有外螺紋，塑件脫模比較復雜，所以采用一模一腔。34塑件收縮率的計算查模具設計手冊得聚丙烯的收縮率為:Smax=2.5%,Smin=1%。則平均收縮率為: Scp=(Smax+Smin)/2=1.75%塑件的尺寸精度主要取決于塑料的收縮率以及模具的制造誤差。設計收縮率取1.75%,在聚丙烯的成形收縮率范圍1.0%2.5%內。35模具型腔工作尺寸計算a.成型零件的制造公差：本零件屬于中小型零件，取為1/3=1/3（0.10）=0.033b.型腔的徑向尺寸計算 L=（L+ LSX） （160+1601.75%3/40.1）取型腔的徑向尺寸為162。c.型腔的深度尺寸計算H（H

24、+ HSX） （37+371.75%2/30.72）選取型腔的深度尺寸為37。36模具型芯工作尺寸計算a.成型零件的制造公差：本零件屬于中小型零件，取為1/3=1/3（0.10） =0.033 b.型芯的徑向尺寸計算 L=（L+ LS+X） （156+1561.75%+3/40.1） 便于加工及設計制造取型芯的徑向尺寸為158。 c.型芯的深度尺寸計算H（35+351.75%+2/30.72）取型芯的深度尺寸35。37螺紋型芯工作尺寸計算 a.大徑的尺寸計算 D（33+331.75%0.016） b.中徑的尺寸計算 D1.75%） c.大徑的尺寸計算 D1.75%）38分型面的設計所謂分型面是

25、指分開模具取出塑件的面。注塑?？梢杂幸粋€分型面或多個分型面的模具。分型面的位置有垂直于開模方向、平行于開模方向以及傾斜于開模方向幾種。一般分型面是與注塑機開模方向相垂直的平面。至于分型面的確定要遵守以下原則：a因為分型面處不可避免地會在塑件上留下溢料痕跡，故分型面最好不選在制品光亮的外表面或帶圓弧的轉角處。b從制件的推出裝置設置方便考慮，分型時要盡可能地使塑件留在動模邊。c從保證制件相關部位的同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，分型時最好把要求同心的部分放在模具分型面的同一側。d有側凹或側孔的制件，當采用自動側向分型抽芯時，除了液壓抽芯能獲得較大的側向抽拔距離外，一般分型抽芯機構側向抽拔距離都較小

26、。e一般分型面應盡可能設在塑料流動方向的末端以利于排氣。根據以上原則，本模具設計分型面選擇塑件的上平面，初步確定了分型面后，用ProE軟件建立分型面。主要有以下幾個步驟：a）首先打開ProE，調入模具參考模型，在菜單欄中選取【新建】【制造】【模具型腔】【裝配】，裝配已畫的零件圖。b）設置收縮率，在菜單管理器中選取【收縮】【按尺寸】【設置/復位】【所有尺寸】輸入PP的平均收縮率0.0175，單擊完成。c）設計毛坯工件，在菜單管理器中選取【模具模型】【創(chuàng)建】【工件】【手動】單擊確定。選擇【創(chuàng)建特征】，在菜單管理器中選取【實體】【加材料】【拉伸】【實體】【完成】進入草繪部分進行繪制。d）設計分型面，

27、利用菜單管理器中【分型面】的子選項進行分型面的創(chuàng)建和修改。最終結果如圖3-1所示： 圖3-1分型面39澆注系統設計澆注系統是指從注塑機噴嘴進入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。其作用是將塑料熔體充滿型腔，并將注塑壓力傳到模腔的各個部位，以獲得組織細密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件。它控制著塑件在注塑成型過程中充模和補料兩個重要階段。澆注系統設計的好壞對塑件性能、外觀和成型難易程度影響很大。澆注系統是由主流道、分流道、澆口、冷料井等組成。在具體設計澆注系統時應考慮的因素有：塑料成形特性以及塑件大小及形狀，根據塑件大小，形狀壁厚、技術要求等因素，結合選擇分型面考慮設置澆注系統的形式、進料

28、口數量及位置，保證正常成形。還應注意防止流料直接沖擊細弱的型芯或使型芯受力不勻等問題，從而采取相應的措施或留有修整的余地。同時要考慮型腔數的多少，其數量決定了澆注系統總體布局。此外塑件外觀和注射機安裝板的大小也應給予考慮， 在設置澆注系統時應考慮到去除、修整進料口方便，同時不影響塑件的外表美觀。當塑件投影面積比較大時，設置澆注系統時應考慮到注射機模板大小是否允許，并應防止偏離模具中心開設主流道，造成注射時受力不勻。A澆注系統的設計原則 a.流程要短?？梢詼p少壓力和熱量，同時縮短了充模時間。 b.排氣良好。使料流能平穩(wěn)順利的充滿型腔。 c.防止型芯變形和嵌件移位。應避免料流直沖較小的型芯和嵌件。

29、 d.防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤，冷斑的缺陷。應減少澆口附近的應力集中。 e.合理的選擇冷料穴。B主流道設計主流道為從注射機噴嘴開始到分流為止的熔融塑料的流動通道。它與注射機噴嘴在同一直線上。本模具設計采用澆口套的形式鑲入模板中。如下圖3-2所示。為防止?jié)部谔妆蛔⑸錂C噴嘴撞傷，應采取淬火處理使其具有一定的硬度。主流道的基本尺寸通常取決于兩個方面：第一個方面是所使用的塑料種類，所成型的制品質量和壁厚大小。第二個方面，注射機噴嘴的幾何參數與主流道尺寸的關系，如圖3-2所示.a.與噴嘴接觸的始端直徑與噴嘴直徑的關系為 D = d + (0.5 1)；b.球面凹坑半徑R2 = R1 + (0.5

30、1)，半錐角= 1 2；c.盡可能縮短主流道的長度 L圖3-2 澆口套與注塑機噴嘴關系為防止注射機噴嘴與澆口套兩部分相接觸處由于有間隙而產生的溢料，澆口套的球半徑應比噴嘴的球半徑大2mm5mm，主流道的小端尺寸應比噴嘴孔尺寸稍大，這樣可以使噴嘴與澆口套對位容易。本模具設計采用的注射機是XSZY125，其噴嘴球徑為12mm，取澆口套的球半徑為15mm。另外，為使?jié)部谔字械乃芰先菀酌撾x主流道，應設有脫模斜度，這個斜度一般最小不小于1，最大不超過4。主流道的脫模斜度不能過大，否則在注塑時會產生渦流和流速過慢等現象。主流道應保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動和脫模的尖角毛刺等。C澆口的設計澆口又稱為

31、進料口，是指緊接流道末端將塑料引入型腔的狹窄部分。它的作用是對塑料熔體流入型腔起著控制作用；同時當注塑壓力撤銷后，封鎖型腔，使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會倒流。在制品中，澆口位置與尺寸的設計是非常困難的（在精密成型中尤為明顯）。澆口類型的選擇取決于制品外觀的要求、尺寸和形狀的制約以及所使用的塑料種類等因素。澆口的形式很多常見的有以下幾種類型：a.直澆口 熔料直接從主流道流入型腔頂部，其優(yōu)點是流程短，排氣順暢、流量大，缺點是去除澆口較困難，且在澆口處易產生氣泡、縮孔等，僅適用于單型腔注射模，不宜用于平薄及易變形塑件；b.側澆口 澆口可隨意選擇進料位置，澆口的寬度及深度在試模后可加深、加寬便于修正

32、，適用于多型腔中小型各種塑件，能大大提高生產效率，去除澆口方便，但流程長，易產生氣泡，影響塑件質量；c.點澆口 制造方便，去除澆口時易損傷塑件，澆口也易磨損，流動阻力大，僅適用于小批量生產的塑件和流動性好的塑料。d.潛伏澆口 進料口設在塑件的內側時，塑件外表面沒有點澆口切斷痕跡。脫模是，推桿將流道與塑件分別推出的同時，推桿切斷進料口，可實行注塑機的全自動操作避免了點澆口流道所需要的定模定距分型機構，模具結構簡單。結合塑件的結構特點，由于塑件的在軸向存在的孔結構，故本模具設計采用輪輻式澆口。輪輻式澆口的優(yōu)點是去澆口方便，但往往會在制品分型面處留有進料口的疤痕；310冷卻系統設計本塑件在注塑成形時

33、不需要太高的模溫,因而在模具上不需設加熱系統,設定模具平均工作溫度為60,成形時塑料熔體溫度要求在220左右。注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為200-300，而塑件固化后從模具中取出的溫度為60-80以下，視塑料品種不同有很大差異。為了調節(jié)型腔的溫度，需在模具內開設冷卻水通道，通過模溫調節(jié)機構調節(jié)冷卻介質的溫度。熱塑性塑料和部分熱固性塑料注塑成型的過程中，是將溫度較高的熔融塑料，通過高壓注射進入溫度較低的模具中，經過冷卻固化，從而得到所需要的制品。從提高生產效率的角度來看，成型過程中的成型周期是一個非常重要的環(huán)節(jié)。由于在整個成型周

34、期中一半左右的時間用于對制品的冷卻，因此在成型過程中冷卻時間長短的重要性是顯而易見的由于塑件帶有螺紋,為了使塑件脫模時螺紋部分不變形,需設冷卻系統。因螺紋型芯經常處于旋轉狀態(tài),無法直接冷卻,所以在模具設計時,螺紋型芯中心部分增加冷卻型芯,通過冷卻水道將冷卻水引入型芯,形成環(huán)流,較好地完成了螺紋型芯的冷卻。在定模型腔也要設置冷卻水道進行冷卻。由此可見本模具的溫控系統只需設計冷卻系統即可。3101冷卻系統的設計原則a冷卻水道的設置 動定模和型腔的四周應均勻地布置冷卻水道，不可只布置在模具的動模邊或定模邊，否則脫模后的制品一側溫度高一側溫度低，在進一步冷卻時會發(fā)生翹曲變形。b冷卻水孔的設置 冷卻水孔

35、間距越小，直徑越大，則對塑件冷卻越均勻。c水孔與相鄰型腔表面距離相等。d采用并流流向，加強澆口處的冷卻，熔體充模時澆口附近溫度最高，流動末端溫度較低，因此在澆口部位應加強冷卻，而采用與塑件熔體大致并流的流動方式，將冷卻回路的入口設在澆口附近，出口設在流動末端。3102模具的冷卻水道直徑計算單位時間內從模具應除去的總熱量Q，可用下式計算： Q=W c(T-T)+L (3-4)式中：Q除去總熱量（J）； W單位時間內進入模具的塑料重量（g）； c塑料比熱（J/g）； T塑料的注塑溫度（）； T模具的表面溫度（）； L塑料的熔化潛熱（J/g）。根據塑件的材料查模具設計手冊表5-26，得c g,L=1

36、800 J/g；W=60 g, T=220 ,T=60；將這些數據代入（3-4）得： Q=60（220-60）+180J=29290J 則帶走上述熱量，所需冷卻水量按下式計算： = (3-5) 式中：通過模具的冷卻水流量(g/h)；T出水溫度（）；T入水溫度（）；熱傳導系數； 取K=0.64 ，T=70，T=20，代入（3-5）得： W= g/h = 915.313g/h=/s 再由下式可求出冷卻水道的直徑： W=V V=dL 則d= (3-6) 式中： 冷卻液密度（kg/cm）； V冷卻水道體積(cm)； L冷卻水道長度(cm)； d冷卻水道直徑(cm)。 將水的密度=0.001 kg/cm

37、，L=113cm,=3.14代入（3-6）得： d=cm=8mm所以取本模具冷卻水道的直徑為8mm。311脫模機構的設計注塑模具必須設有準確可靠的脫模機構，以便在每一循環(huán)過程中能將塑件從模具型腔內或型芯上自動的脫出模外，脫出塑件的機構稱為脫模機構或推出機構。脫模機構的作用是塑件成型后，順利地把塑件及澆道凝料推出模外。推出機構一般由推桿、推管、推板、推桿固定板等零件組成。在設置推出機構時，首先需要確定當模具開啟后，制品的留模形式（留動模部分或留定模部分），推出機構必須是建立在制品所滯留的模具部分中。通常，由于注塑機的推出機構設置在動模板一側，因此大多數模具的推出機構是安裝在動模中的。在設計模具的

38、脫模機構是應注意做到以下幾點：a結構優(yōu)化、運行靈活可靠 機構盡可能的簡單，零件制造方便，配換容易。機構動作要準確可靠、運動靈活、機構本身具有足夠的剛度和強度，以抵抗脫模阻力。b不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞 推塑件的位置應盡量設在塑件內部或隱蔽處，以免損壞塑件外觀，要保證塑件在脫模過程中不變形、不插傷。要做到這一點，首先必須正確的分析脫模力的大小和集中的部位，以選擇合適的脫模方式和推頂位置，是脫模力得到均勻合理的分布c讓塑件留在動模 模具的結構應保證塑件在開模過程中留在具有脫模位置的動模上。若因塑件幾何形狀的關系，不能留在動模上是，應考慮對塑件的外形進行修改或在模具結構上采取強制留模措施，

39、若實在不易處理時也可讓塑件留在定模內，在定模上設脫模裝置。本模具在設計時，由于塑料制件中存在外螺紋的設計，螺紋較深、塑料強度高、螺紋精度要求也較高，必須要采用旋轉脫出的方法進行脫模，故本模具設計采用的脫模機構是鏈傳動自動旋轉脫螺紋結構，性能穩(wěn)定、可靠,生產效率高,能夠達到生產要求。312導向機構設計塑料模閉合時為保證型腔形狀和尺寸的準確性，應按一定的方向和位置合模，所以必須要設有導向機構，其作用是：當動模與定模合模時，導向裝置先進行導向，型腔與型芯再合模，這樣可避免型芯與型腔發(fā)生碰撞而損壞。同時，保證了型芯及型腔的相對位置，兼起定位作用及承受一定的側壓力作用。本模具的導向機構選用的是導柱導向機

40、構，其包括導柱和導套兩個部件，導柱一般安裝在動模上，導套安裝在定模上。有時，也可將導柱安裝定模上，導套安裝在動模上，或在動模上設計導套孔，用導柱直接導向。在本設計中，導套安裝在動模上，導柱安裝在定模上，在合模時進行導向定位。導柱導向機構設計包括對導柱和導向孔的尺寸、精度、表面粗糙度等的設計及導向零件的結構設計或正確選用，導柱在模具上的布置和裝固方式的確定等。導柱與導向孔一般為動配合，當要求定位精度高時，可選用緊一些的配合，但過緊的配合會引起較快的磨損、拉傷，設計使用壽命較長的模具不宜將導柱孔直接加工在模板上，而應嵌入導向套，導向套表面硬度大、耐磨、易更換。具體的設計參照了模具手冊，導柱與導套如

41、圖3-3所示：圖3-3 導柱與導套313排氣系統設計當塑料熔體注入型腔時，如果型腔內原有氣體、蒸氣等不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、表面輪廓不清及型腔不能充滿等弊病，同時還會因氣體壓縮而產生高溫，引起流動前沿物料溫度過高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則燒傷制件，使之產生澆痕。而且型腔內氣體壓縮產生的反壓力回降低充模速度，影響注塑周期和產品質量。因此設計模具時必須充分考慮排氣問題。本模具設計時就充分的考慮到了注塑系統的排氣問題，由于塑件屬于中小型塑件，注塑時無需采用高速注射，所以本模具主要是利用分型面排氣和型芯與孔的配合間隙排氣兩種排氣方法。314側抽芯機構設計當塑件

42、有側孔或側凹時，模具必須設有側向分型與抽芯機構，在塑件被推出之前，必須先抽出側型芯。除了使用氣動和液壓抽芯之外，一般都用開模動作帶動抽芯機構動作，并通過傳動件實現傳動方向的變換，從而完成機動抽芯。其結構有斜銷式、彎銷式、斜導桿式、斜導槽式、斜滑塊式和齒輪齒條式等多種不同形式。結合塑件的外形特點，從加工制造的難易程度及經濟性角度考慮，本模具的側抽芯機構采用斜銷側抽芯機構。a.基本結構 該結構具有結構簡單、制造方便、工作可靠等特點，是側抽芯機構中最常用的一種。其工作過程如下：斜銷固定在定模墊板上，開模時，開模力通過斜銷迫使滑塊在型腔板的導滑槽內向外運動，完成抽芯動作。為了保證合模時斜銷能進入滑塊斜

43、孔中，帶動滑塊復位，機構上設有定位裝置。此外，機構上還設有楔緊塊，以保持滑塊的成型位置。b.滑塊的定位裝置 開模后，滑塊必須停留在一定位置上，否則合模是斜銷不能準確地進入滑塊，導致使模具損壞，為此必須設置滑塊定位裝置。當滑塊脫離斜銷時，滑塊在壓縮彈簧的作用下緊靠在限位塊的側面上，合模時斜銷能準確進入滑塊的斜孔內，使滑塊復位。c.滑塊的鎖緊 通常采用楔緊塊在模具閉合后鎖緊滑塊，承受成型時塑料熔體對滑塊的推力，以免斜銷彎曲變形。合模時，楔緊塊的斜面緊壓滑塊斜面，其楔角應大于斜銷的傾角，一般比斜銷的傾角大23，鎖緊塊必須牢固的固定。d.斜銷的形狀及長度計算 斜銷形狀多為圓柱形，為了減少其與滑塊的摩擦

44、，將其圓柱面銑扁。斜銷端部常做成半球形和錐形，錐角應大于斜銷的傾角，以避免斜銷有效工作長度部分脫離滑塊斜孔之后，錐體仍有驅動作用。斜銷長度的計算如下： L=L+ L+ L+ L+ L=tan+tan+(510)=tan10+tan10+=74mmL：斜銷總長度；D：斜銷篤定軸肩直徑；t：斜銷固定板厚度；d：斜銷工作部分直徑；s：抽芯距；：斜銷傾角；L：錐體部分長度，一般取510mm.315模具材料的選擇 本套模具的結構設計比較復雜，組成該套模具的零件數目較多，而且由于各零件在工作中所處的地位、作用不同，對材料的性能要求也不同。用于制作塑料模具的材料，首先在質量上要求具有一定的硬度和耐磨性，其次

45、是有一定的強度和韌性，再次是易于加工。因此，需要結合模具的結構、性能要求和使用條件、制造工藝性，合理地選用模具材料。根據模具設計手冊表5-5，選用模具中各個零件的材料如下：a導向零件的材料選擇 包括導套和導柱，由于在開、合模時有相對運動，成型過程中要承受一定的壓力，或偏載負荷，因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性，本設計中的導向零件選用T8A，經過滲碳淬火后表面硬度應達到50-55HRC；b澆注系統零件的材料選擇 包括澆口套，型芯桿等，要求具有良好的耐磨表面、耐蝕性和熱硬性，本設計中的澆注系統零件選用45鋼，經過滲碳淬火后表面硬度應達到50-55HRC；c頂出機構零件的材料選擇 要求表面耐

46、磨性好，并具有足夠的機械強度，本設計中頂出機構為型芯軸，選用的材料為45鋼,淬火處理后表面硬度達到50-55HRC； d模體零件的材料選擇 包括各種模板、推板、固定板、墊塊等，這些零件要求具有足夠的機械強度，在本設計中選用45鋼，經淬火處理后表面硬度達到40-45HRC，可滿足上述要求；e定位零件的材料選擇 包括定位銷、鍵和螺釘，要求其具有足夠的機械強度，耐磨性好，考慮上述要求，定位銷選用T8A，并表面淬火使硬度達到50-55HRC；螺釘選用T8A。316模板尺寸的確定 結合塑件的結構形狀，根據模具設計手冊表5-48，選取確定模具各模板的尺寸如表3-1所示：結合塑件的結構形狀，根據模具設計手冊

47、表5-48，選取確定模具各模板的尺寸如表3-1所示：表3-1 模板各部分主要結構尺寸1定模固定板長 寬厚315mm 315mm 20mm2定模底板長 寬厚315mm 315mm 25mm3動模底板長 寬厚315mm 315mm 32mm4動模支承板長 寬厚 315mm 250mm 25mm5墊塊長 寬厚315mm 40mm 63mm6型芯固定板長 寬厚315mm 250mm 20mm7動模板長 寬厚 315mm 250mm 62mm8動模墊板長 寬厚315mm 250mm 50mm317 繪制模具總體裝配圖根據模具的總體結構設計，繪制模具總體裝配圖，如圖3-5所示： （a）主視圖 （b）俯視圖

48、 圖3-5模具裝配圖4模具零件的工藝分析及制造41零件的加工工藝分析零件的加工工藝分析作為本次設計的主要環(huán)節(jié)之一，工藝卡片是指導零件生產的重要依據。在進行設計工藝時需分析零件圖和產品裝配圖，對零件圖和裝配圖進行工藝審查。根據生產綱領研究零件生產類型，確定毛坯， 確定各工序所用機床設備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)。對需要改裝或重新設計的專用工藝裝備要提出設計任務書；確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差；確定各工序的技術要求及檢驗方法； 確定各工序的切削用量和工時定額；編制工藝文件。現對模具中凹模作如下的工藝分析： A 凹模的結構特點該零件是注塑模的型腔部分，以矩形配合面與定模固定

49、板配合，凹進部分與型芯軸配合形成閉合空間，注入熔融工程塑料PP經冷卻后形成所需的電電風善前罩。零件的主要工作平面有矩形配合面、分模面、不規(guī)則平面型腔等。由于型腔在注塑時需要承受一定的壓力和溫度，故該零件需要有足夠的強度、剛度、耐磨性和韌性。B主要技術要求零件圖上的主要技術要求有：熱處理：45-55HRC；銳角去毛刺倒鈍。 mmm。零件的材料為45鋼，可以通過熱處理來獲得所需的機械性能和力學性能。D毛坯選擇a.考慮到零件所需的性能，選用鍛件作毛坯；b.確定毛坯的形狀、尺寸：選用45鋼鍛件32025668（mm）。E. 基準選擇加工中的一次裝夾希望能夠進行在該基準下的全部加工，這樣可以降低由于基準

50、不重合而導致的基準不重合度誤差。根據對工件的加工的初步分析，在毛坯的初次裝夾后可以完成加工，故選用毛坯的初始輪廓面為裝夾基準。根據本設計的生產綱領，本模具的加工機床選擇通用機床。本模具中加工平面選用通用銑床，加工孔時選用通用鉆床。由于定模具型腔比較復雜，用普通機床難以加工，所以本設計中還選用數控銑床。H刀具的選擇本設計中，加工平面時選用端銑刀和砂輪；加工直孔時選用麻花鉆，擴孔刀和鉸刀；加工與斜導柱配合的斜孔時，因此孔中有沉孔，為了保證其同軸度，所以選用組合刀具（鉆刀與锪刀的組合）；加工分流倒槽時，由于其截面為半圓狀，所以選用球形銑刀；加工型腔時選用立式銑刀。I夾具的選擇考慮其經濟性，本設計中除

51、加工型腔抽芯處的矩形槽時選用專用夾具外，其他的都選通用夾具。J切削用量的選擇本設計中的所有切削用量都參考文獻20。42凹模的數控仿真加工本設計在塑料模具制造時采用了新的設計制造工藝方法路線：首先利用Pro/ENGINEER和Mastercam等先進的CAD/CAM軟件進行產品的3D圖形設計。然后根據產品的特點設計模具結構，生成模具型腔實體圖。再在MasterCAM中根據模具型腔的特點繪制CNC數控加工工藝圖，擬定數控加工工藝路線，輸入加工參數，生成刀具路徑。最后進行三維加工動態(tài)仿真，生成加工程序，并輸送到數控機床進行自動加工。在把型腔的三維圖導入master cam后，刀具的參數設置、型腔表面

52、的參數設置以及走刀路線的設置都需要我們根據型腔的精度要求手工設置。以粗加工為例,其仿真加工步驟如下所示：（a）導入Pro/e模型文件 圖4-1導入模型 （b）進行加工參數設計，生成刀具軌跡圖 圖4-2刀具軌跡圖（c）主型腔仿真加工 圖4-3主型腔仿真加工（d）型腔總體加工 圖4-4加工效果圖5結論本設計的課題為電風扇前罩注塑模具設計，是針對電風扇前罩的生產而設計的專用模具，在設計過程中，結合設計課題和設計任務書的要求，通過實習，對模具結構有了感性的認識，為模具設計奠定了基礎。 按照設計任務書的進度安排，我先對塑件進行測繪，確定尺寸精度和加工要求，并對其進行加工工藝分析，確定了各個零件之間的關系

53、，對模具整體按照設計手冊進行設計計算，取得各個零件的設計參數，繪制了模具裝配圖，最后實現型腔的仿真加工。通過這次畢業(yè)設計我對模具結構有了清楚的認識，了解了注塑模具的工作方式，對型腔、型芯等主要零件的設計及要求有了初步知識。能夠對模具設計中出現的問題予以解決，正確選取了型腔數、模具結構尺寸。在模具設計中，精度要求的確定是至關重要的一步，要綜合考慮尺寸精度及配合要求，特別是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到塑件的質量，從而對產品的使用性能及企業(yè)的經濟效益產生很大的影響。在設計中由于使用先進的設計軟件，使得工作效率有了大大提高，并且提高了模具結構的合理性。對于本套

54、模具的設計，由于缺乏工程實踐經驗，設計中難免會有不足之處，還有待在今后的工作學習中還有待改進。參考文獻1申開智.塑料成型模具.北京：中國輕工業(yè)出版社，2006-9.2錢志峰，劉蘇.工程圖學基礎教程.北京：科學出版社，2003-8.3王章忠.機械工程材料.北京：機械工業(yè)出版社，2001-5.4模具設計與制造技術教育叢書委員會.模具結構設計.北京：機械工業(yè)出版社，2003-105孫本緒，熊萬武.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999-10.6成大先.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2004-1.7王伯平.互換性與測量技術基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2004-4.8鐘日銘.Pro/EN

55、GINEER Wildfire 30中文版裝配設計.北京：機械工業(yè)出版社，2007-1.9程靜. Pro/ENGINEER Wildfire三維造型與虛擬裝配入門指導.北京：國防工業(yè)出版社，2007-2.10彭建生.模具設計與加工速查手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2005-6.11徐錦康.機械設計.北京：高等教育出版社，2004-4.12馮炳堯，韓泰榮，殷振海，蔣問森.模具設計與制造簡明手冊.上海：上海科學技術出版社，1991-6.13金鑫，賈長治，陳雪梅. Pro/ENGINEER Wildfire 30中文版機械設計.北京：機械工業(yè)出版社，2007-1.14王旭，王積森.機械設計課程設計.北京：機械工業(yè)出版社，2003-8.附錄序號 名稱 圖號 圖幅 數量 1 模具裝配圖 DFSQZM-00 A0 12 墊塊 DFSQZM-01 A4 13 支承板 DFSQZM-02 A3 14 動模墊板 DFSQZM-03 A3 15 凹模板 DFSQZM-04 A2 16 主型芯 DFSQZM-05 A2 17 限位塊 DFSQZM-06 A3 18 定模墊板 DFSQZM-09 A2