φ250臺式電風扇鎖緊蓋注塑模具設計【說明書+CAD+PROE】,說明書+CAD+PROE,臺式,電風扇,鎖緊蓋,注塑,模具設計,說明書,仿單,cad,proe 摘 要 模具是工藝生產的主要裝備，塑料注塑模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復雜的高精度的塑料制品。以下介紹了熱流道模具的應用生產和其是如何工作的，注塑模具軟件的發(fā)展以及計算機輔助設計生產在注塑模具的設計生產中的越來越重要的作用。 本文中針對φ250臺式電風扇鎖緊蓋注塑模具制定出合理的設計結構，其中包括成型部分及其零部件設計，澆注系統(tǒng)設計，脫模機構設計，冷卻系統(tǒng)設計等。根據分析，設計了一套塑料注塑模具，并對模具以及主要零件進行了CAD繪圖。 關鍵字：注塑模具，澆注系統(tǒng)，脫模機構，冷卻系統(tǒng) 目 錄 摘 要 I 目 錄 II 第1章 前言 1 第2章 塑件的工藝分析 2 2.1塑件的工藝性分析 3 2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù) 4 2.2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 5 2.2.1結構分析 5 2.2.2尺寸精度分析 5 2.2.3表面質量分析 5 2.3 計算塑件的體積和質量 5 2.4 注塑機的初選 5 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設計 7 3.1 注塑模具分型面的選擇 7 3.1.1 分型面的基本形式 7 3.1.2 分型面選擇的基本原則 7 3.1.3 分型面的選擇 7 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 8 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 8 3.2.2 注塑模具主流道的設計 8 3.2.3 分流道的設計 10 第4章 成型零件的設計 13 4.1 模具型腔的結構設計 13 4.2 型芯的結構設計 14 4.3 成型零件的尺寸確定 14 4.4確定主要零件結構及尺寸 17 第5章 頂出機構的設計 19 第6章 冷卻系統(tǒng)的設計 19 第7章 排氣系統(tǒng) 21 第8章 成型設備有關參數(shù)校核 21 第9章 模具特點和工作原理 22 第10章 注塑模加工工藝設計 23 10.1 坯料確定 23 10.2 模板的平面加工 23 結束語 25 致 謝 25 參考文獻 27 第1章 前言 塑料制品的成型是塑料成為具有實用價值制品的重要環(huán)節(jié)。塑料成型方法已達40多種。其中最重要的是注射，擠出，吹塑和壓制等。它們幾乎占了整個塑料成型的85%；其中注射尤為突出，占塑料成型的30%以上。注塑模具成形是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，有些熱固性塑料也可以用注塑模塑成型。 先進制造技術的發(fā)展使人們不再單純地依賴產品圖或產品樣件來設計制作模具,逆向工程技術的應用使產品的圖片、照片或影像資料,甚至產品模具本身,都可以作為模具的設計依據。逆向工程技術特別在消化、吸收國外先進模具技術方面具有突出的優(yōu)勢, 由此還帶來設計思路上的變化,有時可以先設計模具型腔,然后據此再完善產品設計圖樣。 27 第2章 塑件的工藝分析 該塑件是φ250臺式電風扇鎖緊蓋產品，其零件圖如圖所示。生產類型為大批量生產。 圖2.1 φ250臺式電風扇鎖緊蓋圖 2.1塑件的工藝性分析 φ250臺式電風扇鎖緊蓋對其有著較高的外觀要求，要求表面色澤均勻，成型收縮率小，制件成型后不能有明顯色差、縮痕、熔接痕、污點、銀絲等缺陷，還需要有一定的手感。綜合考慮選擇ABS。 選擇材料：ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物 塑料分析：(１)、基本特性:ＡＢＳ是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ＡＢＳ具有良好的綜合力學性能。丙烯腈使ＡＢＳ有良好的耐化學腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ＡＢＳ堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02~1.05/cm。ABS有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經過色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度約為93度左右。耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 根據ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應各種不同的應用。根據應用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。 （2）、主要用途 ABS在機械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池、冷藏庫和冰霜襯里等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調節(jié)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零部件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器、農藥噴霧器及家具等。 （3）成型特點:ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50~60度，要求塑件光澤和耐熱時，應控制在60~80度。 2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù) 1、注塑機類型： 螺桿式 7、保壓力 50~70MP 2、噴嘴形式 直通式 8、注射時間 3~5s 3、螺桿轉速（r/min） 30~60 9、保壓時間 15~30s 4、噴嘴溫度 180~190C 10、模具溫度 50~70 5、成型溫度 C 料筒： 前200~210 中210~230 后180~200 11、冷卻時間 15~30s 6、注射壓力 70~90 MP 12、成型周期 40~70s 2.2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 2.2.1結構分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。因此,模具設計,該零件屬于中等復雜程度. 2.2.2尺寸精度分析 從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為3mm,壁厚均勻,，在制件的轉角處設計圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺尺寸中等。 2.2.3表面質量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，內部不得有雜質外，沒有什么特別的表面質量要求，故比較容易實現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證. 2.3 計算塑件的體積和質量 計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。 計算塑件的體積：V=17.78cm（單個） 計算塑件的質量：根據設計手冊可查得ABS的密度為ρ=1.06kg/dm 塑件質量：M=Vρ＝19g(通過3D軟件測量得到) 采用一模兩件的模具結構，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設備等情況，初步選用注塑機XS—ZY—125型。 2.4 注塑機的初選 由塑料制件尺寸計算，其成型零件體積約為9907mm3固出選XS-ZS-22柱塞臥式注射機其主要參數(shù)為： 額定注射量 30，20cm3 注射壓力 75，117MP 柱塞直徑 25*2，20*2mm 注射行程 130mm 合模力 250KN 最大合模行程 160mm 模具最大厚度 180mm 模具最小厚度 60mm 動，定模固定板尺寸 250*280mm 拉桿空間 235mm 鎖模力公式如下： 其中：p—作用于模面的壓力kg; q—型腔內塑料壓力kg/cm2，取經驗值=200~400kg/cm2 F---------制件在分型面上的最大投影面積cm2 F=1/4π(75.42-42.62) =3038.3mm2=30.38cm2 P=400*30.38=12152kg=125.152kn<250kn 則鎖模力滿足要求。 總結 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設計 3.1 注塑模具分型面的選擇 3.1.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。 3.1.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則：（1）保持塑料外觀整潔；（2）分型面應有利于排氣；（3）應考慮開模是塑料留在動模一側；（4）應容易保證塑件的精度要求；（5）分型面應力求簡單適用并易于加工；（6）考慮側向分型面與主分型面的協(xié)調；（7）分型面應與成型設備的參數(shù)相適應；（8）考慮脫模斜度的影響[11]。 3.1.3 分型面的選擇 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： （1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處。 （2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 （3）保證塑件的精度要求。 （4）滿足塑件的外觀質量要求。 （5）便于模具加工制造。 （6）對成型面積的影響。 （7）對排氣效果的影響。 （8）對側向抽芯的影響。 其中最重要的是便于模具加工制造和便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。為了便于模具加工制造，應盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面,所以此次在零件最大圓處設分型面在運動時成型零件在動模部分這樣便于下一步的脫模。 具體位置如下圖3.1： 圖3.1 工件分型面 所以取A-A分型面。 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從成型設備噴嘴進入模具型腔所經的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料。在設計注塑模具的澆注系統(tǒng)應注意以下幾項原則[12]。 （1）根據所確定的塑件型腔數(shù)設計合理的澆注系統(tǒng)布局。 （2）根據塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。 （3）應盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提升注射效率。 （4）應根據所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動。 3.2.2 注塑模具主流道的設計 主流道是熔融塑料由成型設備噴嘴先經過的部位，它與成型設備噴嘴在同一軸心線上。由于主流道與熔融成型設備噴嘴反復接觸、碰撞，一般澆口不直接開設在定模上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或迫合形式在定模板上[13]。 （1）主流道的設計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從成型設備噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道。主流道的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 （2）主流道尺寸 在臥式或立式成型設備上使用的模具中，主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能從澆口套中順利拔出，主流道設計成圓錐形，其錐角 為2o～6o。小端直徑d比成型設備噴嘴直徑大0.5mm～1 mm。由于小端的前面是球面，其深度為3mm～5 mm，成型設備噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1mm～2mm。流道的表面粗糙度值Ra為0.08 。 （3）主流道澆口套 主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53HRC—57HRC。 澆口套的材料應選用優(yōu)質鋼T8A，并應進行淬火處理，為了防止成型設備噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應低于成型設備噴嘴的硬度。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用α為3o～6o左右的圓錐孔。澆口套于成型設備的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于成型設備噴嘴是球面，半徑是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c成型設備噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內孔直徑，球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用α為3o～6o度左右的圓錐孔，對流動性較差的塑料也可取得稍大一些，但過于大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。 澆口套與塑料注射區(qū)直接接觸時，其出料端端面直徑應盡量選得小些。澆口套于成型設備的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于成型設備噴嘴是球面，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c成型設備噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內孔直徑，球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模[14]。 定位環(huán)是模體與成型設備的定位裝置，它保證澆口套與成型設備的噴嘴對中定位，定位環(huán)的外徑應與成型設備的定位孔間隙配合。澆口套端面應與定模相配合部分的平面高度一致。成型設備SZ-63／400的噴嘴球半徑為18 mm，噴嘴孔徑為2 mm。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c成型設備噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取19 mm，圓錐孔的小端直徑則應大于噴嘴口內徑，取3 .2mm，如圖3.2。 圖3.2 澆口套 主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能順利從澆口中拔出，主流道設計成圓錐形，其錐角為 3o。小端直徑d比成型設備噴嘴直徑大0.5－1mm。由于小端的前面是球面，其深度為3－5mm，取值為5mm，成型設備噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面大1－2mm。 3.2.3 分流道的設計 分流道是將熔融塑料從主流道截面及其方向的變化，平穩(wěn)進入單腔中的進料澆口或主流道進入多腔的澆口的通道，它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉換方向的作用，通常分流道設置在分型面的成型區(qū)域內。 在注射過程中，熔融的塑料在流經分流道時，應是它的壓力損失以及熱量損失最小，而以分流道中產生的凝料最少為原則，分流道的設計要點總體歸納如下： 分流道的形狀要考慮分流道的截面積與其周邊長度的比最大為好，這樣可以減少熔料的散熱面積和摩擦阻力，減少壓力損失。 在可能情況下，分流道的長度應盡量的短，以減少壓力損失，避免模體過大影響成本，在多型腔模具中和型腔的分流道長度盡量相等，以達到注射大時壓力傳遞的平衡，保證塑料盡可能同時均勻的充滿各個型腔。在有些情況下分流道長度不能相等時，則應在澆口處作必要的補救措施，如果分流道較長時，應在其末端設置冷料穴，放置冷料和空氣進入模腔[15]。 在滿足注射成型工藝的前提下，分流道的截面積應盡量的小，但分流道的截面積過小會降低注射速度，使填充時間延長，同時可能出現(xiàn)缺料、焦燒、皺紋、縮孔等塑件缺陷，而分流道過大則增大冷卻時間應比型腔中塑件的冷卻時間要短，才不影響注射時的效率。因此在設計時應采用較小的截面積，以便于在試模是為不要的修正留有余地。 分流道和型腔的分布是排列緊湊，距離合理，應采用軸對稱或中心對稱，使其平衡，盡量縮小成型區(qū)域的總面積。最好使型腔和分流道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心相重合。 在分流道上的轉向次數(shù)盡量少，在轉向處應圓滑過渡，不能有尖角，這些都是為了減小壓力損失，有利于物料的流動。 當分流道設在定模一側或分流道延伸較長時，應在澆口附近或分流道的交叉處設置鉤料桿，以便于在開模時在鉤料桿的作用下首先從定模中拉出分流道的凝料，并與塑料一起頂出。 分流道的內表面不必要求很光，一般表面粗糙度取1.6μm即可，這樣可以在分流道的摩擦阻力下使料流外層的流動小些，使其分流道的冷卻皮層固定，有利于熔融塑料的保溫。 在總體分布中，應綜合考慮冷卻系統(tǒng)的方式和布局，并留出冷卻水路的空間。 a．分流道的形狀和尺寸 分流道開設在定模板上，其截面形狀為半圓形，底部以圓角相連。分流道為二次分流道 3、 澆注系統(tǒng)的設計 ①主流道設計 根據手冊查得SZ-60/450型注塑機噴嘴的有關尺寸。 噴嘴球半徑：R=12mm 噴嘴孔直徑：d=Φ4mm 根據模具主流道與噴嘴的關系：R=Ro+（1～2）mm，d=do+0.5mm 取主流道球面半徑：R=14mm 取主流道的小端直徑：d=Φ5 為了便于將凝料從主流道中拔出，其斜度為1～3°。經換算得主流道大端面直徑D=5.5mm。同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計r=3mm的圓弧過渡。對小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設計成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強度為52～56HRC。 ②分流道設計 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有關。該塑件形狀不算太復雜，且壁厚均勻，從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為半圓形的分流道，查有關手冊得R=3mm ③澆口設計 澆口的結構形式很多，按照澆口的形狀可以分為點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。綜合對塑料成型性能、澆口和模具結構的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點澆口形式。如圖所示： ④型芯、型腔結構的確定 型芯、型腔可采用整體式或組合式結構。 該塑件型芯形狀比較復雜，因此應采用組合式形式，而型腔形狀比較簡單，可采用整體式結構。型腔尺寸如下： ⑤ 推件方式的選擇 根據塑件的形狀特點，模具型腔在定模部分。開模后，塑件和型芯一塊向后運動。其推出機構可采用推塊或推桿推出。綜合對塑件形狀結構分析，該塑件可采用推桿推出結構。 第4章 成型零件的設計 4.1 模具型腔的結構設計 型腔大體有以下幾種結構形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。 型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進行處理等。 型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。 完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。這里選擇整體式型腔。 在塑料注塑模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度。所以在模具設計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中產生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板的計算和選擇是十分重要的。 （1）型腔側壁厚度的計算 按強度計算 其壁厚S按下列公式計算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應力，[σ]=156.8MPa p—型腔內單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內半徑，r=10mm 代入公式得：S=4mm （2）底板厚度的計算 按強度計算 其壁厚H按下面公式計算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應力，[σ]=156.8MPa p—型腔內單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內半徑，r=10mm 代入公式得：H=5.5mm 4.2 型芯的結構設計 型芯的結構形式大體有：整體式、整體復合式、局部組合式、完全組合式。 4.3 成型零件的尺寸確定 （1）平均收縮率計算型腔尺寸 ABS的收縮率一般為0.3%～0.8%,從而得出ABS的平均收縮率為0.6%。 徑向尺寸 ABS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的外徑D=25.00㎜，所以查表得Δ=0.45 按照平均收縮率計算凹模徑向尺寸公式 式中 LM——凹模的徑向尺寸，mm Scp——塑料的平均收縮率，% Ls——塑件徑向公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——凹模制造公差，㎜ 已知　Ls =25.00㎜　　Scp =0.006　　Δ=0.45㎜ 所以 δz=Δ/3=0.15㎜ 深度尺寸 ABS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的深度尺寸Hs =15.00㎜，所以查表得Δ=0.40㎜ 按照平均收縮率計算凹模深度尺寸公式 式中　HM——凹模的深度尺寸，㎜ Scp——塑料的平均收縮率，% Hs——塑件高度公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——凹模深度制造公差，㎜ 已知　Hs =15.00㎜　　Scp =0.006　　Δ=0.40㎜ 所以　δz=Δ/3=0.13㎜ （2）按平均收縮率計算組合型芯尺寸 徑向尺寸 ABS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 所以　d=9㎜，所以查表得Δ=0.37 按照平均收縮率計算型芯徑向尺寸公式 式中　LM——組合型芯的徑向尺寸，㎜ Scp——塑料的平均收縮率，% Ls——塑件徑向公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——組合型芯制造公差，㎜ 已知　Ls =9.00㎜　　Scp =0.006　　Δ=0.37㎜ 所以　δz =Δ/3=0.12㎜ 高度尺寸 ABS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的深度尺寸Hs=15.00-3.00=12.00㎜，所以查表得Δ=0.36㎜ 按照平均收縮率計算組合型芯高度尺寸公式 式中　HM——型芯高度尺寸，㎜ Scp——塑料的平均收縮率，% Hs——塑件孔深度公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——組合型芯高度制造公差，㎜ 已知　Hs =13.00㎜　　Scp =0.006　　Δ=0.36㎜ 所以　δz =Δ/3=0.12㎜ （3）分流道的設計 采用半圓形截面流道。因為塑料熔體在流道中流動時，表面冷凝凍結，起絕熱的作用，熔體僅在流道中心流動，因此分流道的理想狀態(tài)應是其中心線與澆口的中心線位于同一直線上，而半圓形截面可以滿足。 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口的位置，從輸送熔體時的減少壓力損失和熱量損失及減少澆道凝料的要求出發(fā)，應力求縮短。 對于壁厚小于3㎜，質量在200g以下的塑件可用公式 式中 W——流經分流道的塑料量，g 　L——分流道長度，㎜ 　D——分流道直徑，為6㎜ 其中　 n——型腔數(shù)目 m——塑件質量，g 得出 取分流道的長度為112㎜ 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種。此設計中我采用的是平衡式布置。平衡式布置可以使各型腔同時均衡的進料，從而保證了各型腔成型出來的塑件在強度.性能.重量上的一致性。 4.4確定主要零件結構及尺寸 經過初步設計,預選中小型315×400×194標準A1模架，各板厚數(shù)值皆已有國際規(guī)定，其強度足夠。 定模座板 外形尺寸：400×315×25mm；材料：Q235A；調質HB216-260；澆口套與板之間采用φ20H7/k6過渡配合，四個孔距為260×160mm，四個小孔為160×100的銷釘孔。如圖5所示。 圖5 定模座板 4.4.1、型腔 外形尺寸：315×315×32mm；材料：45鋼；調質HB230-270；板上開16腔孔；采用四個φ30,孔距為230*6mm的導套孔采用過渡配合（H7/k6）。 4.4.2、型芯 外形尺寸：315×315×32mm；材料：45鋼；調質HB230-270；板上開24腔孔；采用四個φ20mm、孔距為258×260mm的導柱與孔采用過渡配合（H7/k6）；260×160mm。 4.4.3、推桿固定板 外形尺寸：199×315×20mm；材料：Q235A；四個與φ2.6推桿過渡配合、孔距為150×240mm的孔；四個用于連接推板的M12螺釘孔，孔距為285×160mm，如圖8所示。 4.4.4、推板 外形尺寸：315×199×20mm；材料：45鋼；淬火HRC43-48；四個用于連接推桿固定板的φ12孔，孔距為285×160mm。如圖9所示。 圖9 4.4.5、動模座板 外形尺寸：400×315×25mm；材料：Q235A；調質HB216-260；四個孔距為260×160mm的M16螺釘孔。如圖10所示。 圖10 動模座板 第5章 頂出機構的設計 自動脫螺紋機構 對于某些帶有螺紋的塑件，采用自動脫螺紋機構方便塑件的取出，而且運動平穩(wěn)，塑件不易變形。 在該模具設計中考慮到塑件體積不是很大且有內螺紋，所以選擇自動脫螺紋機構。 第6章 冷卻系統(tǒng)的設計 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產效率起到決定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求不盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注塑模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。 （1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。 （2）模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 （3）對結晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結晶現(xiàn)象，但是將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。 （4）隨著結晶型聚合物的結晶度的提高，塑件的耐應力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應力開裂性與塑料的內應力直接相關，因此提高模具溫度和充模，減少補料時間是有利的。 （5）提高模具溫度可以改善塑件的表面質量。 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率，根據塑料的要求，注射到模具內的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度。 因電風扇葉片鎖緊螺母使用的塑料是PE，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內應力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。 總之，要做到優(yōu)質、高效率生產，模具必須進行溫度調節(jié)。 對溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求： （1）確定加熱或是冷卻； （2）模溫均一，塑件各部分同時冷卻； （3）采用低的模溫，快速且大量通冷卻水； 溫度調節(jié)系統(tǒng)應盡量結構簡單，加工容易，成本低謙。 根據模具冷卻系統(tǒng)設計原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據書上的經驗值取4根，冷卻水口口徑為6mm. 另外，具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應同時遵循： （1）澆口處加強冷卻； （2）冷卻水孔到型腔表面的距離相等； （3）冷卻水孔數(shù)量應盡可能的多，孔徑應盡可能的大； （4）冷卻水孔道不應穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。 （5）進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側，通常應設在注塑機的面。 （6）冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。 而且在冷卻系統(tǒng)內，各相連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。 第7章 排氣系統(tǒng) 在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內，在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡， 除此以外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿甚至會產生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于XX零件注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。 第8章 成型設備有關參數(shù)校核 1、模具閉合高度的確定 根據支承與固定零件中提供的數(shù)據測量確定： H=206mm 2、 注射機有關參數(shù)的校核 1、模具閉合高度的確定和校核 ⑴模具閉合高度的確定。根據標準模架各模板尺寸及模具設計的其他零件尺寸：定模座板H定=20mm。 ⑵定模板H=30mm，型芯固定板H固=20mm，模腳H模=60mm，動模固定板H動=20mm模具閉合高度H閉=20+30+20+60+20mm=150mm 2模具安裝部分的校核 該模具外形尺寸為315mmX315mm，注射機模板最大安裝尺寸為400mmX450mm，固滿足模具安裝要求。 注射機允許模具最小厚度為Hmin=70mm，最大厚度為Hmax=200mm，所以模具閉合高度滿足Hmin＜H閉＜Hmax的安裝條件 第9章 模具特點和工作原理 1、模具的特點： 該模具是兩板模，設計了1 個水平分型面。設計了定距拉桿， A 分 型面是為了取出制件。該模具一模2件，節(jié)省了成本，降低了制造周期，提高了生產效率。 2、模具的工作過程 模具裝配試模完畢后，模具進入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如 下。 （1）對塑料進行烘干，并裝入料斗。 （2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進行適當?shù)念A熱。 （3）合模、鎖緊模具。 （4）對塑料進行預塑化，注射裝置準備注射。 （5）注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結后的冷卻和脫模。 （6）脫模過程。制件的推出同一般注塑模具推出方式相同，即由注 塑機推桿推動模具推板，從而推動推件桿將之間頂出。 第10章 注塑模加工工藝設計 塑料模具的零件類型很多，加工條件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：經濟低精度的通用加工、電火化成型與線切割加工、精密數(shù)控加工、高速切削加工等。 由于電風扇葉片鎖緊螺母注塑模精度要求一般，模具結構尤其是型腔結構復雜程度一般，因此模具的加工立足于經濟、可行，故采用了普通加工與電火花成型結合的工藝方法。根據零件類型下面簡單分析一下主要類型零件的加工工藝。 10.1 坯料確定 坯料是指模具零件采用材料的原始狀態(tài)。一般情況下，采用標準棒料或板材，也可采用鍛造坯料。在專業(yè)模具企業(yè)中，對性能要求不高的材料多采用標準規(guī)格材料，而對性能要求較高發(fā)材料要經鍛造，然后經熱出路調質后具有適當硬度和便于加工拋光的專用模具用鋼切割成坯料，這種形式加工余量小，節(jié)省了人工和材料用量。坯料通過鍛造可使金屬材料的金相組織密實，對其強度和剛度也有提高。只是應嚴格控制加工余量，加工余量過大，會引起材料和加工工時的浪費。 10.2 模板的平面加工 （1）模板平面的粗加工 平面切削加工是指車床、刨床、銑床等對坯料的6個方面進行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，在留出足夠的半精加工余量，同時對模板上較大的孔也應該進行粗加工。 粗加工完成了以后，應進行一次退火處理或調質處理，以去除模板的內部應力，使其組織穩(wěn)定，以防止在模具制造、模具成型或淬火過程中的變形或淬裂。 （2）模板平面的半精加工 在經過退火而消除內應力之后，模板會產生不同程度的變形。半精就是去除其變形量，并給精加工留出適當?shù)募庸び嗔俊? （3）模板平面的精加工 通過以上的加工程序，模板已形成了基本輪廓。采用平面磨床磨削模板厚度的兩平面，并達到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。這兩個分模面即是z軸方向上的加工基準面。取任意相鄰的兩個側面進行高精度的直角加工，并與模板平面相互垂直。這兩個面即是x，y方向上的加工基準面，分別作文字標記，如x，y。當平面的精度要求，特別是平面度公差要求很高時，可以采用研磨的方法，即采用鑄鐵平板作為研具，由很細的金剛砂做磨料，施以較小的壓力均勻平衡的去除配合面的余量，達到多面積的良好接觸。 （4）薄板的精加工 當薄板較薄或太薄時，在淬火填質或淬硬后容易發(fā)生彎曲或翹曲形變的現(xiàn)象。薄板在磨削發(fā)生形變時，應使用薄而寬的擋板，將薄板四周擋住，并將被加工的薄板的凹面向下，然后以很小的磨削量對凸面進行磨削，當磨削的部分長度達到薄板長度的2/3時，將薄板翻面，依然采取精度磨削的狀態(tài)，這樣反復數(shù)次，直到翹曲的現(xiàn)象完全消失，才能按常規(guī)磨削。 因此，薄板的預留量應該加大，以防止達到尺寸要求時局部仍有凹處，而導致薄板報廢現(xiàn)象。 結束語 這次畢業(yè)設計針對設計內容進行了大量的工作，順利完成了畢業(yè)設計中所提出的各項任務，達到了畢業(yè)設計的目的。 通過此畢業(yè)設計，掌握了模具設計的方法和步驟，并結合具體的零件進行了具體的設計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計、注塑模成型零件尺寸的計算等。 畢業(yè)設計進行三維造型繪制；完成塑件注塑模具方案設計和相關設計計算；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設計過程，工程設計應用能力得到了鍛煉和提高。 致 謝 本次畢業(yè)設計，對我在大學階段所學習的模具設計方面的知識做了一個很好的總結和鞏固，也對平時所學習的比較零散的知識做到了系統(tǒng)化的運用。也發(fā)現(xiàn)了自己在學科內的某些方面知識的欠缺，做到了很好的復習和理解。 設計中用到了大量專業(yè)知識，例如機械設計.工程制圖.聚合物材料.塑料成型機械.塑料成型模具.材料力學.公差與配合等學科。通過在設計中查閱和復習其相關知識，對部分已生疏的學科又重新做了認識，且在以前學習的基礎上更加深了理解，同時也把書本上學到的知識用到了實際設計中，將單一的學科和其他配套學科融合在一起，學會了綜合考慮問題。在設計中還用到了一些計算機輔助設計軟件，更是受益匪淺，例如在設計中大量用到Auto CAD 來進行平面制圖，使得在設計中對于零件的平面投影以及尺寸可以很至關且很精確的表達。 通過本次設計，對模具的設計和加工有了一個比較系統(tǒng).全面的認識和了解，同時也遇到了很多問題，但在XX老師的熱心指導下，終于圓滿完成了設計，在此對給予幫助的老師們表示真摯的感謝。 參考文獻 1. 屈華昌主編.《塑料成型工藝與模具設計》.北京:高等教育出版社,2001 2. 李澄,吳天生,聞百橋主編.《機械制圖》.北京:高等教育出版社,1997 3.許發(fā)樾主編.《實用模具設計與制造手冊》.北京：機械工業(yè)出版社，2002 4. 李軍主編 , 《精通PRO/E中文野火版模具設計》.北京:中國青年出版社,2004 5．《塑料模設計及制造》．李學鋒主編．北京：機械工業(yè)出版社，2001年