風(fēng)扇葉片的注塑模具設(shè)計(jì)-注射模

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摘要 本論文闡述一套用于生產(chǎn)風(fēng)扇葉片的注塑模具設(shè)計(jì)，給定參數(shù)：風(fēng)扇直徑30CM，風(fēng)扇功率45W來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)首先設(shè)計(jì)出塑件模型，然后選擇合適的材料，接下來(lái)再進(jìn)行模具設(shè)計(jì)（此次設(shè)計(jì)應(yīng)用Pro/E野火4.0版設(shè)計(jì)）。包括設(shè)計(jì)模具的成型系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、脫模系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于成型系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)與脫模系統(tǒng)，而成型系統(tǒng)的重點(diǎn)在于分型面的設(shè)計(jì)，它決定了型芯和型腔結(jié)構(gòu)以及模具的質(zhì)量。因?yàn)樯热~塑件比較特殊，葉片的厚度較薄，所以澆注系統(tǒng)澆口和主分流道的選擇顯得尤為重要。 在設(shè)計(jì)中,通過(guò)合理設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)，保證了扇葉脫模時(shí)受力均勻，避免了葉片變形、扭曲。最后，通過(guò)選用合適的標(biāo)準(zhǔn)模架，設(shè)計(jì)出一套完整的模具。此外,為保證設(shè)計(jì)合理，對(duì)注塑件進(jìn)行各種工藝仿真，提高了模具的設(shè)計(jì)效率！ 關(guān)鍵詞：風(fēng)扇葉片；注塑模具與英文順序不符合 ；Pro/E設(shè)計(jì)；分型面；成型系統(tǒng)；澆注系統(tǒng)  ABSTRACT This paper need to design a set of injection molds for the production of fan blade. Given parameters: fan diameter 30CM, fan power 45W. Firstly the designation should design plastic model, and then select the appropriate materials, then you can design the mould system. The system includes molding system, pouring system, cooling systems, guidance systems, mold release system and so on. The importance are molding system and pouring system. The importance of the molding system is designing parting surface, it influent Core and cavity structure and the quality of the mold; As the blade is very thin, the designation of pouring system is more important. Of course, Introduced institutions and Stripping institutions must also be carefully designed. The molding institutions like blades must be even by force, otherwise the blade is easily deformed and distorted. At last, choose a standard mold base to form a complete set of molds. But during the design process, you must do various simulation to avoiding problems in the production process! Keywords: fan blades; parting surface; Pro/E; injection mould forming system; gate system 窗體底端  目錄 第一章 前言 1 1.1研究的意義 1 1.2國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 1 1.3設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 3 第二章 風(fēng)扇造型和材料選擇 4 2.1風(fēng)扇造型 4 2.2材料選擇 5 第三章 工藝分析 6 3.1總體分析 6 3.2拔模檢測(cè) 6 3.3厚度檢測(cè) 7 3.4澆口分析 7 3.5注射機(jī)選擇 8 第四章 成型系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 4.1裝配參照模型 10 4.2設(shè)置收縮率 10 4.3創(chuàng)建工件 11 4.4創(chuàng)建分型曲面 11 4.5創(chuàng)建模具體積快 11 4.6拉桿設(shè)計(jì) 12 第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 5.1主流道設(shè)計(jì) 13 5.2分流道設(shè)計(jì) 14 5.3澆口設(shè)計(jì) 15 5.4冷料穴設(shè)計(jì) 16 第六章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 7.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 18 7.2導(dǎo)柱的布置 19 7.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 19 7.4導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合 20 第八章 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 8.1設(shè)計(jì)原則 21 8.2推出力的計(jì)算 21 8.3 推桿設(shè)計(jì) 22 8.4復(fù)位桿設(shè)計(jì) 22 8.5推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 第九章 其他輔助件設(shè)計(jì) 24 9.1 標(biāo)準(zhǔn)模架與選擇原則 24 9.2 支撐零部件的設(shè)計(jì) 25 第十章 總結(jié)與展望 27 10.1總結(jié) 27 10.2展望 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30  38 第一章 前言 1.1研究的意義 隨著我國(guó)制造業(yè)的國(guó)際地位的不斷提高,模具工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展,模具的需求量也成倍增加,其生產(chǎn)周期愈來(lái)愈短。而模具生產(chǎn)是多品種小批量生產(chǎn),乃至單件生產(chǎn)。其特點(diǎn)為:品種多樣化；生產(chǎn)過(guò)程多樣化；生產(chǎn)能力復(fù)雜化。為解決這一問(wèn)題,首先要普及CAD 技術(shù),利用現(xiàn)代的CAD/CAM/CAE 技術(shù),才是經(jīng)濟(jì)、快捷的模具開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)制造手段,也是其今后的發(fā)展方向。CATIA是目前最具影響力的CAD系統(tǒng)軟件之一,它已在不同的領(lǐng)域被普及,被眾多的用戶(hù)所青睞。CATIA是法國(guó)Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件,居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位,廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)制造、造船、機(jī)械制造、電子/電器、消費(fèi)品行業(yè),它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域,其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動(dòng)著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)力的提高。CATIA在塑料模具設(shè)計(jì)和分析階段充分應(yīng)用了參數(shù)化特征造型技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及自由形式特征技術(shù),為模具設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。塑料模具中的標(biāo)準(zhǔn)件,如標(biāo)準(zhǔn)模具架、頂出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等都采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理的參數(shù)化特征造型設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)或建立標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)設(shè)計(jì)的隨時(shí)修改,使模具的設(shè)計(jì)分析快速、準(zhǔn)確、高效。參數(shù)化特征造型不僅可以完整地描述產(chǎn)品的幾何圖形信息,而且可以獲得產(chǎn)品的精度、材料及裝配等信息,其所建立的產(chǎn)品模型是一種易于處理、能反映設(shè)計(jì)意圖和加工特征的模型[1]。 當(dāng)然對(duì)于我本身，選擇注塑模具作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，也有很多積極的意義。首先模具設(shè)計(jì)還是屬于機(jī)械學(xué)科領(lǐng)域，完成一整套的注塑模具設(shè)計(jì)必然能夠鞏固并且拓展自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如工程圖學(xué)材料力學(xué)用“、”分隔 等。第二的話(huà)，對(duì)于熟練應(yīng)用各類(lèi)工程軟件有著莫大的幫助，像AUTOCAD和PROE等。第三，畢業(yè)設(shè)計(jì)是相對(duì)獨(dú)立的一次任務(wù)，對(duì)于自我各個(gè)方面都會(huì)有所提高，因?yàn)橐磺卸家孔约?。第四，畢業(yè)之際，也就是事業(yè)生涯的開(kāi)始，有利于開(kāi)闊工作視野，了解生產(chǎn)實(shí)情。 1.2國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 模具是用來(lái)成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過(guò)所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。按所成型的材料的不同，模具可分為金屬模具和非金屬模具。金屬模具又分為：鑄造模具（有色金屬壓鑄，鋼鐵鑄造）、和鍛造模具等；非金屬模具也分為：塑料模具和無(wú)機(jī)非金屬模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分為：砂型模具，金屬模具，真空模具，石蠟?zāi)＞叩鹊取Ｆ渲?，隨著高分子塑料的快速發(fā)展，塑料模具與人們的生活密切相關(guān)。塑料模具一般可分為：注射成型模具，擠塑成型模具，氣輔成型模具等等[2]。 注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設(shè)計(jì)工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機(jī)械、船舶和汽車(chē)等工業(yè)部門(mén)的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。電腦輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑膠產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。 注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設(shè)計(jì)工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機(jī)械、船舶和汽車(chē)等工業(yè)部門(mén)的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。電腦輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑膠產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。 美國(guó)上市公司 Moldflow 公司是專(zhuān)業(yè)從事注塑成型CAE 軟體統(tǒng)一為“軟件” 和諮詢(xún)公司，自 1976 年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟體 以來(lái)，一直主導(dǎo)塑膠成型CAE軟體 市場(chǎng)。近幾年，在汽車(chē)、家電、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 利用 CAE 技術(shù)可以在模具加工前，在電腦上對(duì)整個(gè)注塑成型過(guò)程進(jìn)行類(lèi)比分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)塑膠模具的設(shè)計(jì)方法一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 塑膠模具設(shè)計(jì)不但要采用 CAD 技術(shù)，而且還要采用 CAE 技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段，即開(kāi)發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購(gòu)買(mǎi)材料、試模和成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺(jué)設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料模具設(shè)計(jì)制品和塑膠模具的設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。 總的來(lái)說(shuō)，模具研究動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)出以下幾方面特點(diǎn)： 1.超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展。 2.多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 3.為各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。 4.模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 5.更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。 6.更高性能及滿(mǎn)足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 7.各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì)不斷得到發(fā)展。 8.逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。 9.熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會(huì)有所發(fā)展?！? 10.模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。 11.在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來(lái)。即，今后的模具，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料選用、制造工藝及模具修復(fù)和報(bào)廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來(lái)越考慮其節(jié)約資源、重復(fù)使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。 1.3設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 主要任務(wù)為設(shè)計(jì)一套風(fēng)扇模具，根據(jù)給出的題目參數(shù)要求，先設(shè)計(jì)產(chǎn)品造型，再選擇材料，然后設(shè)計(jì)模具系統(tǒng)。大致流程如下： （1）家用電風(fēng)扇葉片造型設(shè)計(jì)； （2）工藝分析及電風(fēng)扇葉片材料選擇； （3）電風(fēng)扇葉片三維CAD造型設(shè)計(jì)； （4）電風(fēng)扇注塑模具成型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （5）電風(fēng)扇注塑模具導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （6）電風(fēng)扇注塑模具冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （7）電風(fēng)扇注塑模具脫模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 上面幾步中，成型系統(tǒng)與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵。第二步，工藝分析也是必不可少的。  第二章 風(fēng)扇造型和材料選擇 2.1風(fēng)扇造型 根據(jù)題目要求：設(shè)計(jì)一套用于加工家用電風(fēng)扇葉片的注塑模具。 1. 自行設(shè)計(jì)或選擇某種品牌電風(fēng)扇葉片做設(shè)計(jì)對(duì)象，測(cè)繪并選擇合適材料； 2. 電風(fēng)扇葉片三維CAD造型； 3. 電風(fēng)扇葉片注塑模具設(shè)計(jì)：包括成型系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和脫模系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 要求完成不少于總量3張0號(hào)圖紙的裝配圖和零件圖紙。 設(shè)計(jì)參數(shù)：風(fēng)扇直徑30CM，風(fēng)扇功率45W。在指導(dǎo)老師的幫助建議下，選擇用Pro/E軟件進(jìn)行風(fēng)扇葉片造型以及后續(xù)模具設(shè)計(jì)一系列設(shè)計(jì)工作。下圖零件在Pro/E“零件”模塊下完成整體設(shè)計(jì)。 圖2.1 風(fēng)扇造型 圖中風(fēng)扇各參數(shù)如下： 輪轂直徑d=80mm； 葉片圓角R1=40mm； 葉片圓角R2=30mm； 葉片厚度=1； 輪轂中間螺釘孔直徑d=2.5（后期加工）； 要求塑件防有轉(zhuǎn)角處都要以圓角（圓?。┻^(guò)渡，因尖角容易應(yīng)力集中。 塑件有圓角，有利于塑料的流動(dòng)充模及塑件的頂出，塑件的外觀(guān)好，有利于模具的強(qiáng)度及壽命。所以在輪轂上部做R=8mm的圓角[3]； 輪轂的高度無(wú)特殊要求，自行設(shè)定高度h=30mm； 由于考慮到后期生產(chǎn)，需要設(shè)置一定的拔模斜度，設(shè)定結(jié)果如圖2.2設(shè)定后使輪轂曲面成一斜度,即下表面直徑略大于上表面直徑。 圖 2.2 拔模斜度 2.2材料選擇 風(fēng)扇為人們?nèi)粘Ｉ畛Ｓ闷?需要大批量進(jìn)行生產(chǎn)。又與人們緊密接觸，所以必須是無(wú)毒害材料，有考慮到無(wú)很高的強(qiáng)度要求，收縮率等給方面也無(wú)特殊要求，故最后決定選擇ABS材料進(jìn)行注塑生產(chǎn)。 ABS具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤[4]。 ABS尚具有良好的配混性，可與多種樹(shù)脂配混成合金(共混物)，如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域，ABS若與MMA摻混可制成透明ABS，透光率可達(dá)80%。相比較其他的AS、PA等材料ABS材料具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 選定ABS材料后，還需選擇合適的型號(hào)，不同型號(hào)間存在一定的差別，根據(jù)市場(chǎng)與塑件所需性能，選用余姚中發(fā)生產(chǎn)的FR765型。 第三章 工藝分析 3.1總體分析 （1）葉片最大直徑為300mm,輪轂高度為30mm。 （2）根據(jù)前面得到分析結(jié)果，塑件采用ABS材料，收縮率為0.4%-0.6%，一般取中間值0.5%，流動(dòng)性好，排氣要求高，否則容易產(chǎn)生熔接痕、氣泡，影響塑件強(qiáng)度。 （3）葉片側(cè)面并無(wú)測(cè)側(cè) 孔，所以不需要做設(shè)計(jì) 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 。 （4）塑件有中間輪轂和3個(gè)葉片組成，面積較大，且考慮葉片較薄，精度要求高，故采用一模一腔。 （5）生產(chǎn)上要明確塑件的體積，應(yīng)用Pro/E輸入材料密度分析得到此塑件的體積為1.2333422e+05 mm3。 3.2拔模檢測(cè) 塑件冷卻時(shí)因收縮會(huì)包緊型芯或型腔的凸起部分，為保證塑件最終能順利從型腔中脫出，故一般要設(shè)定一定的脫模斜度。 圖3.1 拔模檢測(cè) 設(shè)置脫模斜度需注意（1）斜度不能太大，應(yīng)使塑件整體無(wú)太大變化；（2）斜度方向：如果方向設(shè)置反了，則塑件一定不能脫模。綜上各因素考慮：有必要對(duì)塑件進(jìn)行徹底的拔模檢測(cè)。用Pro/E檢測(cè)結(jié)果如下圖3.1，檢測(cè)時(shí)，注意拔模方向設(shè)定與檢測(cè)對(duì)象選擇。 3.3厚度檢測(cè) 任何塑料制品都需要一定的壁厚。厚度既不能太薄，不能保證足夠大強(qiáng)度，也不能太厚，應(yīng)力過(guò)大，容易產(chǎn)生氣泡，成型時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng)。產(chǎn)品的各分部的厚度也應(yīng)保持均勻，不能有突變，否則會(huì)產(chǎn)生缺水現(xiàn)象。同樣Pro/E自帶了厚度檢測(cè)功能，為確保避免以上問(wèn)題，故作厚度檢測(cè)如圖3.2所示。 圖3.2 厚度檢測(cè) 設(shè)定允許的最大厚度與最小厚度，然后選擇兩個(gè)點(diǎn)，連接這兩個(gè)點(diǎn)應(yīng)能貫穿整個(gè)零件，設(shè)定檢測(cè)偏距，預(yù)覽可見(jiàn)右邊檢測(cè)結(jié)果：是否超過(guò)規(guī)定厚度，圖中均顯示否，即厚度滿(mǎn)足要求。 3.4澆口分析 澆口是指塑料熔體從分流道進(jìn)入型腔的一段通道，其尺寸狹小且短，目的是使塑料熔體進(jìn)入型腔前產(chǎn)生加速度，便于充滿(mǎn)型腔，且有利于封閉型腔口，防止熔體倒流[5]。 澆口位置并不能任意選擇，首先應(yīng)位于塑件背面，其次澆口設(shè)置應(yīng)能保證塑料熔體能快速充滿(mǎn)型腔，并保證足夠的注塑壓力，以上各種需求，Pro/E均能智能分析并給出分析結(jié)果。對(duì)風(fēng)扇葉片澆口分析結(jié)果如下：右邊參照欄從紅色逐漸過(guò)渡到藍(lán)色，即從最差到最好效果過(guò)渡。由圖可見(jiàn)，葉片澆口位置越靠近中間軸，效果越佳，又考慮塑件表面美觀(guān)，所以將澆口設(shè)置在背面靠近中心處。但還不能確定澆口數(shù)量。 先選定一個(gè)澆口，并把位置設(shè)置在靠中心5mm處，用塑料顧問(wèn)進(jìn)行模擬填充過(guò)程。自動(dòng)分析結(jié)果如圖：葉片的每一個(gè)點(diǎn)均顯示為綠色，即表明填充可行，且質(zhì)量為high標(biāo)志。所以采用單個(gè)澆口即可。 圖3.3為澆口位置分析圖,3.4為模擬注塑結(jié)果圖。 圖3.3 澆口分析 圖3.4模擬注塑 3.5注射機(jī)選擇 按外形分有：立式的，臥式的。 按注塑量分有：超小型注塑機(jī)，小型注塑機(jī)，中型注塑機(jī)，大型注塑機(jī)，超大型注塑機(jī)。也就是注塑量從幾毫克到幾十千克不等。 按合模力分有：幾噸到幾千噸不等。 注射機(jī)的選擇應(yīng)遵循以下的原則： 1.選對(duì)型：由于注塑機(jī)有非常多的種類(lèi)，因此一開(kāi)始要先正確判斷此產(chǎn)品應(yīng)由哪一種注塑機(jī)，或是哪一個(gè)系列來(lái)生產(chǎn)。 2.放得下：由模具尺寸判定機(jī)臺(tái)的“大柱內(nèi)距”、“模厚”、“模具最小尺寸”及“模盤(pán)尺寸”是否適當(dāng)，以確認(rèn)模具是否放得下。 3.拿得出：由模具及成品判定“開(kāi)模行程”及“托模行程”是否足以讓成品取出。開(kāi)模行程至少需大于成品在開(kāi)關(guān)模方向的高度的兩倍以上，且需含豎澆道（sprue）的長(zhǎng)度；托模行程需足夠?qū)⒊善讽敵觥? 4.鎖得住：由產(chǎn)品及塑料決定“鎖模力”噸數(shù)。當(dāng)原料以高壓注入模穴內(nèi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)撐模的力量，因此注塑機(jī)的鎖模單元必須提供足夠的“鎖模力”使模具不至于被撐開(kāi)。鎖模力需求的計(jì)算如下：由成品外觀(guān)尺寸求出成品在開(kāi)關(guān)模方向的投影面積；撐模力量＝成品在開(kāi)關(guān)模方向的投影面積(cm2)模穴數(shù)模內(nèi)壓力(kg/cm2);模內(nèi)壓力隨原料而不同, 一般原料取350~400kg/cm2;機(jī)器鎖模力需大于撐模力量，且為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，機(jī)器鎖模力通常需大于撐模力量的1.17倍以上。至此已初步?jīng)Q定夾模單元的規(guī)格，并大致確定機(jī)種噸數(shù)，接著必須再進(jìn)行下列步驟，以確認(rèn)哪一個(gè)射出單元的螺桿直徑比較符合所需。 5.射得飽：由成品重量及模穴數(shù)判定所需“射出量”并選擇合適的“螺桿直徑”。計(jì)算成品重量需考慮模穴數(shù)（一模幾穴）；為了穩(wěn)定性起見(jiàn)，射出量需為成品重量的1.35倍以上，亦即成品重量需為射出量的75％以?xún)?nèi)。 6.射得好：由塑料判定“螺桿壓縮比”及“射出壓力”等條件。有些工程塑料需要較高的射出壓力及合適的螺桿壓縮比設(shè)計(jì)，才有較好的成型效果，因此為了使成品射得更好，在選擇螺桿時(shí)亦需考慮射壓的需求及壓縮比的問(wèn)題。一般而言，直徑較小的螺桿可提供較高的射出壓力。 7.射得快：及“射出速度”的確認(rèn)。有些成品需要高射出率速射出才能穩(wěn)定成型，如超薄類(lèi)成品，在此情況下，可能需要確認(rèn)機(jī)器的射出率及射速是否足夠，是否需搭配蓄壓器、閉回路控制等裝置。一般而言，在相同條件下，可提供較高射壓的螺桿通常射速較低，相反的，可提供較低射壓的螺桿通常射速較高。因此，選擇螺桿直徑時(shí)，射出量、射出壓力及射出率（射出速度），需交叉考量及取舍。 根據(jù)塑件的體積，質(zhì)量，塑料材料以及型腔總體尺寸，選定用臥式注塑機(jī)，產(chǎn)品重量選擇從150噸到300噸之間，價(jià)格從3萬(wàn)到40萬(wàn)。  第四章 成型系統(tǒng)設(shè)計(jì) 做完了上述一系列前期工作之后，現(xiàn)在正式開(kāi)始進(jìn)入模具設(shè)計(jì)版塊模塊 ，即分模階段。將現(xiàn)有的風(fēng)扇葉片3D造型通過(guò)Pro/E模具設(shè)計(jì)版塊 ，制作出整套模具的成型系統(tǒng)與澆注、冷卻系統(tǒng)。 4.1裝配參照模型 進(jìn)入Pro/E模具設(shè)計(jì)版塊 的第一步，就是要明確是為什么塑件設(shè)計(jì)整套模具，故需要調(diào)入先前制作的風(fēng)扇葉片造型。并調(diào)整塑件坐標(biāo)中心和模具設(shè)計(jì)坐標(biāo)中心重合，同時(shí)還應(yīng)確認(rèn)拔模方向。使圖中拔模方向pull direction 和實(shí)際設(shè)計(jì)的拔模方向保持一致，調(diào)入后經(jīng)調(diào)整結(jié)果如圖4.1所示。 4.2設(shè)置收縮率 塑料從注塑機(jī)到型腔再到形成塑件的過(guò)程是逐漸冷卻的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程不可避免塑料會(huì)“縮小”。并且因此，塑件會(huì)停留在有凸起部分的型芯或型腔上。此處風(fēng)扇葉片會(huì)停留在定模處，故需設(shè)計(jì)一拉桿機(jī)構(gòu)將塑件拉像動(dòng)模處。設(shè)置收縮率時(shí)應(yīng)注意不僅僅設(shè)置整個(gè)塑件，還應(yīng)包括各類(lèi)參考平面，故設(shè)置時(shí)點(diǎn)選坐標(biāo)系。收縮率大小應(yīng)根據(jù)所選塑料相應(yīng)的收縮系數(shù)。 圖4.2 工件設(shè)計(jì) 4.3創(chuàng)建工件 模具成型部件主要由型芯和型腔組成。型芯與型腔閉合時(shí)組成的空心腔體即塑件實(shí)體；閉合時(shí)兩兩接觸的表面即分型面。在這里，先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)毛胚工件包住塑件，經(jīng)后續(xù)分割形成型芯和型腔。創(chuàng)建后結(jié)果如圖4.2：綠色毛胚工件包住風(fēng)扇葉片。 4.4創(chuàng)建分型曲面 分型面的選擇直接關(guān)系到塑件質(zhì)量跟模具結(jié)構(gòu)，是模具設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)。當(dāng)然分型面的選擇并不單一固定。但一定要根據(jù)以下原則進(jìn)行 （1）分型面應(yīng)設(shè)在塑件延拔模方向投影的最大輪廓處； （2）盡量選擇平直分型面以保證塑件精度與質(zhì)量； （3）應(yīng)使制件全部或大部位于同一型芯內(nèi)； （4）分型面的選擇應(yīng)不影響制件外觀(guān)要求； （5）分型面的選擇還應(yīng)利于排氣； （6）分型面選擇應(yīng)便于模具加工制造[7]。 當(dāng)然，在選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮各方原則，不一定要滿(mǎn)足全部原則要求。在Pro/E軟件中有多種方法可以創(chuàng)建分型面。考慮風(fēng)扇葉片分型面比較復(fù)雜，首先畫(huà)出分型線(xiàn)，再利用分型線(xiàn)延伸至工件表面最后形成分型面。形成的分型面如圖4.3所示。 圖4.3 分型面 4.5創(chuàng)建模具體積快 在完成工件分型面的創(chuàng)建后，就可以把工件分割成型芯和型腔來(lái)組成整套模 具的成型系統(tǒng)。通過(guò)分割、抽取后，即可形成型芯和型腔。在界面左邊模型樹(shù)上也新加了兩個(gè)制件標(biāo)志。抽取的體積快分別就是型芯和型腔。所以到這一步成型系統(tǒng)就基本完成了。完成的型腔和型芯如圖4.4所示。 圖4.4 成型零件 4.6拉桿設(shè)計(jì) 考慮塑件冷卻成型后會(huì)收縮，又因?yàn)橥鼓Ｔ诙Ｒ粋?cè)，所以需要加設(shè)一拉桿機(jī)構(gòu)。這樣就能拉向動(dòng)模，然后通過(guò)推出機(jī)構(gòu)脫模。這里采用球形頭拉桿,即可將塑件帶同凝料一起拉回。 第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指熔體塑料從注塑機(jī)嘴進(jìn)入模具型腔所通過(guò)的通道。澆注系統(tǒng)可分為熱流道澆注系統(tǒng)和普通澆注系統(tǒng)。風(fēng)扇設(shè)計(jì)用普通澆注系統(tǒng)即可。普通澆注系統(tǒng)分為主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是模具設(shè)計(jì)中較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件的性能和塑料袋利用率等有直接的影響。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要遵循以下原則： （1）充分了解塑料的各種性能，流動(dòng)特性、剪切速率、粘度等； （2）盡量避免減少產(chǎn)生熔接痕； （3）澆注系統(tǒng)通道應(yīng)有利于氣體的排出； （4）防止型芯的變形和嵌件的偏移； （5）盡量選用較短的路徑設(shè)計(jì)流道； （6）需做流動(dòng)距離比的校核工作，防止出現(xiàn)填充不足的現(xiàn)象[8]。 5.1主流道設(shè)計(jì) 主流道是指注塑機(jī)嘴和分流道之間的通道，是熔料最先進(jìn)入模具的部分。主流道的設(shè)計(jì)主要考慮減少熔體溫度降低和注塑壓力損失。一般來(lái)說(shuō)，主流道垂直于分型面，且設(shè)置在澆口套中。為了后續(xù)脫模方便，主流道也應(yīng)當(dāng)設(shè)置一定的拔模斜度，通常設(shè)成圓錐臺(tái)狀?？上炔堇L成半個(gè)梯形狀，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)成主流道。設(shè)計(jì)的主流道如圖5.2所示。 圖5.2 圖5.1？？ 澆口套（內(nèi)含主流道） (1)便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 。錐角 =2~ 4，粗糙度Ra≤0.63 與噴嘴對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半經(jīng)。 (2)主流道要求耐高溫和摩擦，要求設(shè)計(jì)成可拆卸的襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)材料單獨(dú)加工和熱處理。 (3)襯套大端高出定模端面 5~10mm ，并與注射機(jī)定模板的定位孔成間隙配合，起定位隙作用。 (4)主流道襯套與塑料接觸面較大時(shí)，由于腔體內(nèi)反壓力的作用使襯套易從模具中退出，可設(shè)計(jì)定住??? 。 (5)直角式注射機(jī)中，主流道設(shè)計(jì)在分型面上，不需沿軸線(xiàn)上拔出凝料可設(shè)計(jì)成粗的圓柱形[9]。 5.2分流道設(shè)計(jì) 分流道指塑料熔體從主流道進(jìn)入多腔模各個(gè)型腔的通道，對(duì)熔體流動(dòng)起分流轉(zhuǎn)向作用，要求熔體壓力和熱量在分流道中損失小。 (1)分流道的截面形式： a、 圖形斷面：比表面積小（流道表面積與其體積之比），熱損失小，但加工制造難，直徑 5~10mm b、 梯形：加工較方便，其中h/D = 2/3 ~ 4/5 邊斜度 5~15; c、 u形：加工方便，h/R=5/4; d、 半圓形：h/R=0.9 。 (2)分流道的斷面尺寸要視塑件的大小，品種注射速度及分流道的長(zhǎng)度而定。一般分流道直經(jīng)在5~6mm以下時(shí)，對(duì)流動(dòng)性影響較大，當(dāng)直經(jīng)大于8mm 時(shí)，對(duì)流動(dòng)性影響較小。 (3)多腔模中，分流道的排布：平衡式和非平衡式： 平衡式：分流道的形狀尺寸一致。非平衡式：靠近主流道澆口尺寸設(shè)計(jì)得大于遠(yuǎn)離主流道的澆口尺寸。分流道不能太細(xì)長(zhǎng)，太細(xì)長(zhǎng)，溫度，壓加體大會(huì)使離主流道較遠(yuǎn)的型腔難以充滿(mǎn)。一般需要多次修復(fù)，調(diào)理達(dá)到平衡。即使達(dá)到料流和填充平衡，但材料時(shí)間不相同，制品出來(lái)的尺寸和性能有差別，對(duì)要求高的制品不宜采用。非平衡式分布，分流道長(zhǎng)度短 。 如果分流道較長(zhǎng)，可將分流道的尺寸頭沿熔體前進(jìn)方向稍征長(zhǎng)作冷料穴，使冷料不致于進(jìn)入型腔。分流道和型腔布置時(shí)，要使用塑件投影面積總重心與注塑機(jī)鎖模力的作用線(xiàn)重合。 5.3澆口設(shè)計(jì) 澆口是指流道末端與型腔之間的細(xì)小通道。形狀一般為圓形或矩形，面積與分流道比為0.03~0.09，長(zhǎng)度一般0.5~2.0mm。澆口的作用主要是冷卻材料和使熔體快速進(jìn)入型腔，按順序填充。此塑件如果在葉片處作側(cè)澆口進(jìn)澆，由于葉片壁薄，且到另一側(cè)葉片末端行程相對(duì)較長(zhǎng)，易產(chǎn)生缺料充不滿(mǎn)現(xiàn)象，故采用在塑件頂部作點(diǎn)澆口，這既可縮短流程，又可均衡進(jìn)料，而且可以減少熔接痕，有利于排氣，點(diǎn)澆口還可采用自動(dòng)脫料系統(tǒng)，提高生產(chǎn)率。為了點(diǎn)澆口的自動(dòng)脫落，主流道應(yīng)盡量短，為此采用了加深型澆口套，由于此模具為一模一腔，拉料桿的位置受到模具結(jié)構(gòu)的限制，所以將拉料部位直接設(shè)置在澆口套上，澆口套端部做成倒扣，利用澆口套進(jìn)行拉料[12]。 為保證注射過(guò)程平衡均勻，三張葉片處能夠同時(shí)填充完成，又風(fēng)扇輪轂為圓筒式結(jié)構(gòu)所以澆口分布形式選用輪輻式澆口，也稱(chēng)圓環(huán)式。其主流道在中心位置，通常設(shè)置四條分流道，成十字分布，聯(lián)通末端澆口，從內(nèi)環(huán)處注塑進(jìn)模具型腔。 圖5.3 輪輻式澆口設(shè)計(jì) 5.4冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道的下方，其作用是容納注塑進(jìn)來(lái)的先鋒冷料，設(shè)計(jì)師需結(jié)合拉料桿進(jìn)行整體考慮。其形式有Z字形和球形，配合前面拉桿設(shè)計(jì)，選用球形頭狀。  第六章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 為了防止塑件變形和提高生產(chǎn)率，模具就應(yīng)該充分冷卻，為此模具要設(shè)置幾條冷卻水道組成模具的冷卻系統(tǒng)。 冷卻水道的設(shè)計(jì)原則： 1.冷卻加空格，下同 水孔數(shù)量盡量多，尺寸適當(dāng)大； 2.冷卻水孔距型腔表面距離要適當(dāng)，太近型腔表面溫度不均勻；太遠(yuǎn)熱阻大； 3.水料并進(jìn)，強(qiáng)化澆口處的冷卻； 4.入水與出水的溫差不宜過(guò)大； 5.冷卻水孔應(yīng)便于加工裝配。 相對(duì)于其他系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，只需在距塑件表面一定距離處開(kāi)設(shè)水路即可。不過(guò)應(yīng)注意不要與其他桿件重合，以免漏水；在進(jìn)出水口要用管螺紋接頭，加強(qiáng)其密封性；在兩塊板接觸時(shí)，水道間應(yīng)加設(shè)密封圈；在出二維圖時(shí)，水道間的相貫線(xiàn)應(yīng)為虛線(xiàn)。設(shè)計(jì)的冷卻水道如圖6.1。 圖6.1 冷卻水道示意圖 第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 在注塑時(shí)，為了保證動(dòng)模成型零件和定模成型零件在合模時(shí)的正確定位，以確保塑件的形狀和尺寸精度，并避免模內(nèi)各零件碰撞和干涉，必須設(shè)置開(kāi)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。開(kāi)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，有以下三點(diǎn)作用： （1）定位作用 合模和裝配時(shí)避免動(dòng)、定模的錯(cuò)位，保證塑件形狀和尺寸精度。 （2）導(dǎo)向作用 合模時(shí)導(dǎo)向零件先接觸，引導(dǎo)動(dòng)、定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件的損壞。 （3）承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在在填充過(guò)程中可能產(chǎn)生側(cè)向壓力或由于注射機(jī)精度的影響，導(dǎo)柱也將承受一定的側(cè)向壓力。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是最常用的一種形式，同樣也很適合此風(fēng)扇塑件，因此決定采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。所以下面就導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì)做一些注意說(shuō)明[15]。 圖7.1 帶頭導(dǎo)柱 圖7.1為帶頭導(dǎo)柱，除安裝部分的軸肩外，其余部分直徑相同，這種導(dǎo)柱加工方便，較為常用。 圖7.2為有肩導(dǎo)柱，柱身有兩種直徑，上部直徑較大，且一般與導(dǎo)套外徑相同。上部直徑加大主要是為了加強(qiáng)強(qiáng)度考慮。 根據(jù)塑件電風(fēng)扇特點(diǎn)，質(zhì)量較輕，模具類(lèi)型也不大，所以采用第一種帶頭導(dǎo)柱即可。 關(guān)于導(dǎo)柱技術(shù)處理：在不妨礙脫模的情況下，導(dǎo)柱通常設(shè)在型芯高出分型面較多的一側(cè)。導(dǎo)柱導(dǎo)向部分長(zhǎng)度應(yīng)比凸模前端面的高度高出6～8mm，以免出現(xiàn) 圖7.2 有肩導(dǎo)柱 導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。由于必須具有良好的耐磨性，內(nèi)部堅(jiān)韌。故一般多采用20號(hào)鋼（表面滲碳淬火處理），硬度為HRC50-55。粗糙度一般取0.8um。 7.2導(dǎo)柱的布置 導(dǎo)柱一般均勻布置在分型面的四周，導(dǎo)柱中心與模具的邊緣應(yīng)該留有足夠的距離，以保證強(qiáng)度。最后應(yīng)該注意：為確保合模時(shí)只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置可采用如下幾種形式。 圖7.3 導(dǎo)柱布局形式 圖a、d為不等直徑對(duì)稱(chēng)布置，即導(dǎo)柱直徑設(shè)成不同，圖b、c為等直徑不對(duì)稱(chēng)形式。兩種形式可任意選用，在這里，風(fēng)扇塑件我采用圖c形式。 配合精度：一是導(dǎo)柱固定端與模版之間一般采用H7/m6或H7/k6過(guò)渡配合，二是導(dǎo)柱導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7間隙配合。 7.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)套是與導(dǎo)柱相配合的，因此其結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)柱形式?jīng)Q定。導(dǎo)套結(jié)構(gòu)確定之后，其生產(chǎn)形勢(shì)也有多種。對(duì)于如題風(fēng)扇的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，為了方便更換，可以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，采用導(dǎo)向孔直接開(kāi)設(shè)在模板上的形勢(shì)。 導(dǎo)套的技術(shù)要求： 1.為確保導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角，導(dǎo)向孔最好做成通孔，以便于排出合模時(shí)孔內(nèi)的空氣。如果做成盲孔，則可以在側(cè)面打一個(gè)小孔利于排氣。 2.導(dǎo)套硬度比導(dǎo)套低。 3.導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)向部分的粗糙度均可選為Ra=0.8um 固定形式及配合精度：此處所選帶頭導(dǎo)套應(yīng)為H7/m6或H7/k6過(guò)渡配合打入模版[16]。 7.4導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合 根據(jù)設(shè)定的導(dǎo)柱及導(dǎo)套形式，同時(shí)考慮動(dòng)、定模的設(shè)計(jì)，以及塑件的精度生 產(chǎn)批量選用合適的配合方式，此設(shè)計(jì)為帶頭直導(dǎo)柱與模版上導(dǎo)向孔直接配合形式即可。 此套模具有兩處導(dǎo)向裝置：開(kāi)合模導(dǎo)向與推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向，雖然兩處的結(jié)構(gòu)尺寸不同，但是 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合基本一致。 圖7.3圖7.4 導(dǎo)柱與導(dǎo)套 第八章 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8.1設(shè)計(jì)原則 塑件冷卻成型后，并不會(huì)自動(dòng)脫落。所以需要設(shè)計(jì)脫出機(jī)構(gòu)，即脫模系統(tǒng)來(lái)把塑件從動(dòng)模上脫落。推出機(jī)構(gòu)一般由推出元件、復(fù)位元件和導(dǎo)向元件三部分組成。 與塑件直接接觸并將其從動(dòng)模上脫落的部件稱(chēng)為推桿，也叫頂針，通常為平衡起見(jiàn)，設(shè)置對(duì)稱(chēng)的好多根。 使推出機(jī)構(gòu)在下一次注射前能夠復(fù)位的元件稱(chēng)為復(fù)位元件，有多種形式，可靈活選擇。 這里區(qū)別于合模導(dǎo)向元件，推出機(jī)構(gòu)也會(huì)有自己的導(dǎo)向需要，為了能夠保證推出和復(fù)位運(yùn)動(dòng)的順暢進(jìn)行，通常也會(huì)設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 再設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)之前，要先計(jì)算推出力并且明確推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的系列原則。設(shè)計(jì)原則如下： 1.開(kāi)模時(shí)應(yīng)使塑件留在動(dòng)模一側(cè)； 2.推出機(jī)構(gòu)不影響壓鑄件得外觀(guān)要求； 3.選好推出作用點(diǎn)； 4.避免推出時(shí)變形或損傷； 5.推出機(jī)構(gòu)應(yīng)移動(dòng)順暢，靈活可靠； 6.推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。 8.2 推桿設(shè)計(jì) 推桿就是塑件成型后，將其從動(dòng)模上推出的頂針狀東西。對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑件，需做二次推出動(dòng)作，對(duì)于布滿(mǎn)孔面的、容易變形的塑件，還需采用推管形式，用以保證塑件表面的質(zhì)量和推出過(guò)程的穩(wěn)定。由于風(fēng)扇葉片處較薄，葉片處不能用推桿頂出，否則葉片易變形且推桿印痕影響外觀(guān)，而只在塑件內(nèi)部用推桿頂出則頂出困難，因此加用推板推出，這樣作用面積大，推出力大而均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，而且塑件內(nèi)孔為圓形，推件板配合處易加工，為了減少摩擦，推板和型芯采用錐面配合，斜角為5度，推板和型芯還需淬火，以提高耐磨性，塑件內(nèi)部3根骨位處再加3根直徑為￠3的推桿頂出。所設(shè)計(jì)推桿如圖8.1所示。 圖8.1 推桿設(shè)計(jì)此圖背景改白色，線(xiàn)條改黑色 8.3復(fù)位桿設(shè)計(jì) 在開(kāi)模推出塑件后，還要為下一次的成型做好準(zhǔn)備，因此在下一個(gè)塑件成型前，推出機(jī)構(gòu)一定要先復(fù)位。所以就要設(shè)定復(fù)位機(jī)構(gòu)即復(fù)位桿。 首先在位置設(shè)計(jì)上要求平衡考慮，一般設(shè)計(jì)成偶數(shù)對(duì)稱(chēng)形式使受力均勻。 其次，復(fù)位形式也是多種多樣的，在這里可以選用最為常用的一種。該種形式在裝配時(shí)復(fù)位桿與分型面齊平，在推出機(jī)構(gòu)推出塑件后，它的合模運(yùn)動(dòng)與復(fù)位運(yùn)動(dòng)則同時(shí)進(jìn)行。 8.4推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注塑過(guò)程中，每開(kāi)合模一次，推出機(jī)構(gòu)就往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次。為了確保推出機(jī)構(gòu)能平穩(wěn)靈活的進(jìn)行，對(duì)于大多的模具都需要為推出機(jī)構(gòu)設(shè)置導(dǎo)向裝置。其材料、配合精度、剛度等都與開(kāi)合模的導(dǎo)向系統(tǒng)差不多。但是區(qū)別于合模導(dǎo)向重點(diǎn)導(dǎo)柱導(dǎo)套，這里導(dǎo)套一般設(shè)在推板與推桿固定板上，而導(dǎo)柱則整個(gè)穿過(guò)導(dǎo)套，如圖8.2所示對(duì)于中小型的模具來(lái)說(shuō)，一般用2個(gè)導(dǎo)柱導(dǎo)套定位即可，但對(duì)于大型模具來(lái)說(shuō)，為保證推出機(jī)構(gòu)的靈活平穩(wěn)，需設(shè)置4根導(dǎo)柱甚至更多。 對(duì)于此風(fēng)扇模具，雖然平穩(wěn)度要求較高，但是塑件本身工藝要求并不高，而且規(guī)格上也屬小型模具，所以用支撐柱來(lái)作為其導(dǎo)向機(jī)構(gòu)即可。 圖8.2 支撐住導(dǎo)向機(jī)構(gòu)  第九章 其他輔助件設(shè)計(jì) 9.1 標(biāo)準(zhǔn)模架與選擇原則 模架的形式是多種多樣的，主要根據(jù)型芯和型腔的結(jié)構(gòu)以及尺寸來(lái)選擇，對(duì)于本設(shè)計(jì)無(wú)側(cè)抽芯的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，選用普通模架即可。 模架的選擇原則： （1）模架厚度H與注塑機(jī)的閉合距離L必須滿(mǎn)足以下關(guān)系式： Lmax?H?Lmin （2）開(kāi)模行程必須大于取出塑件所需的動(dòng)、定模分開(kāi)距離；模具推出距離應(yīng)小于推出機(jī)構(gòu)液壓缸的額定行程。 （3）模架選擇應(yīng)符合塑件機(jī)器技術(shù)工藝的要求，包括力學(xué)性能以及長(zhǎng)、寬、高等各種尺寸。 本設(shè)計(jì)中，塑件最大直徑為300mm，型芯和型腔最大長(zhǎng)度為420mm，塑件最大寬度為40，所需脫模行程為100mm。通過(guò)翻看和比較各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)模架，最終選擇如圖9.2所示模架。 圖9.2圖9.1??? 所選模架 模架從上到下依次為定模座板，定模，動(dòng)模，動(dòng)模固定板，墊塊，推板，推板固定板，動(dòng)模座板。其中動(dòng)、定模座板尺寸略大于其他各板，且其他板長(zhǎng)寬與導(dǎo)柱孔間距、螺釘孔間距數(shù)值均相等。定模座板中間孔為定位環(huán)孔，動(dòng)模座板中間孔則是設(shè)計(jì)拉桿的需要。長(zhǎng)寬高及孔間距尺寸見(jiàn)表9.1： 表9.1 模架各板尺寸 名稱(chēng) 長(zhǎng) 寬 高 定模座板 496 446 36 定模 446 446 106 動(dòng)模 446 446 106 動(dòng)模固定板 446 446 56 墊塊 446 56 106 動(dòng)模座板 496 446 36 導(dǎo)柱孔徑為42mm，螺釘沉孔直徑為25mm，螺桿直徑為17.5mm.導(dǎo)柱孔間距為390mm，螺釘孔間距為282mm。 9.2 支撐零部件的設(shè)計(jì) 固定板也稱(chēng)面板，他并無(wú)結(jié)構(gòu)上特殊要求，只要能保證零件的穩(wěn)定性即可，所以需要一定的強(qiáng)度與厚度，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成。 9.2.2 支撐板 支撐板是墊在動(dòng)模型腔下面的支撐，在合模注塑時(shí)，由于受到強(qiáng)大的注射壓力，動(dòng)模很有可能翹曲變形，所以需要在動(dòng)模下面加上支撐板來(lái)保持穩(wěn)定。因此對(duì)支撐板的定位精度，表面粗糙度，平行度，強(qiáng)度都有較高的要求。 9.2.3 墊塊 圖9.1 中，零件6即稱(chēng)為墊塊，它的主要作用就是支撐起一個(gè)空間以供推出機(jī)構(gòu)推出成型塑件和復(fù)位運(yùn)動(dòng)。所以其高度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)脫模所需行程來(lái)定，另外，其強(qiáng)度和平穩(wěn)度要求較高。  第十章 總結(jié)與展望 10.1總結(jié) 經(jīng)過(guò)了一系列的設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核等工作，終于完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，即風(fēng)扇葉片注塑模具的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要包括一開(kāi)始的自己設(shè)計(jì)葉片造型、塑料材料的選擇、模具各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及最后模架的加工設(shè)計(jì)，最終裝配成一完整模具。 此設(shè)計(jì)就工程來(lái)說(shuō)，屬一般性難度，適宜作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，因?yàn)榇四＞卟⑽丛O(shè)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，這就決定總體結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜；然而分型面的選擇在這里為比較復(fù)雜的曲面，需要靈活運(yùn)用各種方法，具備一定的模具專(zhuān)業(yè)深度，而我在這塊也花了很多時(shí)間。做完分型面，模具的成型機(jī)構(gòu)就出來(lái)了，把工件按分型面分開(kāi)就得到了型芯和型腔。之后是澆注系統(tǒng)，初以為就是幾條流道加上幾個(gè)口子，其實(shí)內(nèi)容也是非常的豐富，形式多種多樣，不同的樣式又可以做不同的組合。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)主要應(yīng)做到眼觀(guān)全局，大局為重。在澆口、主分流道選擇時(shí)，考慮整體方案那個(gè)更好，而不要停留在一個(gè)片面上。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在本身并無(wú)特別之處，結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，但是要注意配合整套模具，選擇適當(dāng)?shù)奈恢?；同理，冷卻系統(tǒng)也是不可與其他機(jī)構(gòu)起沖突，水路設(shè)置應(yīng)充分考慮密封性，所以在開(kāi)口設(shè)為管螺紋形式。 總的此設(shè)計(jì)做以下幾個(gè)特殊說(shuō)明： 1. 風(fēng)扇葉片設(shè)計(jì)采用圓柱方程編輯得出特征曲線(xiàn)； 2. 塑料為ABS材料，所以收縮率為0.005； 3. 分型面做法為復(fù)制掃描曲面； 4. 工件為圓柱形，即型芯和型腔為圓形板實(shí)際是方形 。 風(fēng)扇的造型乍看起來(lái)似乎不可思議，3個(gè)扇葉不知如何做他的曲面。不過(guò)只要明白它的成型原理，就不難畫(huà)出來(lái)了。也就是抓住它形狀的外圈骨架，然后用Pro/E的邊界混合后，就可得到扇葉的曲面。所以凡事要從源頭、原理上著手，這樣就不難解決問(wèn)題。 模具的設(shè)計(jì)對(duì)我而言是一個(gè)嶄新的東西，而且所用Pro/E軟件也是未曾接觸過(guò)，所以設(shè)計(jì)的前期工作其實(shí)是摸索學(xué)習(xí)的過(guò)程。學(xué)習(xí)的話(huà)分自學(xué)和教學(xué)部分，雖然說(shuō)名師出高徒，通過(guò)對(duì)視頻書(shū)本資料的學(xué)習(xí)能夠快速高效的掌握這些知識(shí)，但這其實(shí)是授人以魚(yú)之法，可以讓你安身立命，卻讓人難以有所作為。自學(xué)之法雖然辛苦漫長(zhǎng)，而且效果也不比前者，但是收獲的東西要更多更好。所以如果著眼未來(lái)的話(huà)，可以試著多去自學(xué)、摸索，不過(guò)會(huì)一時(shí)落后別人。 設(shè)計(jì)工作靠著軟件的指令一點(diǎn)一點(diǎn)的做下去。深有體會(huì)的是：我們不能只淺顯地看到這個(gè)指令是干什么的，還要清楚指令是如何完成這一過(guò)程的。不然，很多時(shí)候都會(huì)看上去一點(diǎn)都沒(méi)錯(cuò)，但結(jié)果卻是后續(xù)操作失敗。其實(shí)那是一開(kāi)始亂用一些指令所造成的。 10.2展望 隨著我國(guó)制造業(yè)的國(guó)際地位的不斷提高,模具工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展,模具的需求量也成倍增加,其生產(chǎn)周期愈來(lái)愈短。而模具生產(chǎn)是多品種小批量生產(chǎn),乃至單件生產(chǎn)。其特點(diǎn)為:品種多樣化；生產(chǎn)過(guò)程多樣化;生產(chǎn)能力復(fù)雜化。為解決這一問(wèn)題,首先要普及CAD 技術(shù),利用現(xiàn)代的CAD/CAM/CAE技術(shù),才是經(jīng)濟(jì)、快捷的模具開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)制造手段,也是其今后的發(fā)展方向。CATIA是目前最具影響力的CAD系統(tǒng)軟件之一,它已在不同的領(lǐng)域被普及,被眾多的用戶(hù)所青睞。CATIA是法國(guó)Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件,居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位,廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)制造、造船、機(jī)械制造、電子/電器、消費(fèi)品行業(yè),它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域,其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動(dòng)著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)力的提。凱特在塑料模具設(shè)計(jì)和分析階段充分應(yīng)用了參數(shù)化特征造型技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及自由形式特征技術(shù),為模具設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。塑料模具中的標(biāo)準(zhǔn)件,如標(biāo)準(zhǔn)模具架、頂出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等都采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理的參數(shù)化特征造型設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)或建立標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)設(shè)計(jì)的隨時(shí)修改,使模具的設(shè)計(jì)分析快速、準(zhǔn)確、高效。參數(shù)化特征造型不僅可以完整地描述產(chǎn)品的幾何圖形信息,而且可以獲得產(chǎn)品的精度、材料及裝配等信息,其所建立的產(chǎn)品模型是一種易于處理、能反映設(shè)計(jì)意圖和加工特征的模型。 近幾年又出現(xiàn)了很多全新的模具新興技術(shù)，想要跟上時(shí)代的潮流或是引領(lǐng)風(fēng)潮，必須先要學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)，打下堅(jiān)固的基礎(chǔ),因?yàn)槠鋵?shí)原理的東西還是相通的。  致謝 經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月的學(xué)習(xí)，終于快要完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)了。這一路走得并不順利 ，經(jīng)歷了很多艱難困苦，當(dāng)然也有解決困難后的喜悅與收獲。常言做人要懷感恩之心，確實(shí)一個(gè)人的力量總是微弱的，而且每個(gè)人都不是全能的，這里一定要感謝這一路給我?guī)椭c溫暖的人。首先就是指導(dǎo)老師曾老師：曾老師不僅在專(zhuān)業(yè)知識(shí)上給予強(qiáng)大的指導(dǎo)，而且頗有為人師者之風(fēng)范。他為了給我們答疑都會(huì)專(zhuān)門(mén)多留在工作崗位，雖然較其他老師更為嚴(yán)格，不過(guò)這正是曾老正直負(fù)責(zé)的表現(xiàn)，也正是因此，我們組的同學(xué)都學(xué)到了比其他組的同學(xué)更多的東西。再就是一起做畢設(shè)的楊柯同學(xué)，這期間我們共同探討模具問(wèn)題，一起進(jìn)步。還有不得不說(shuō)的是網(wǎng)上的免費(fèi)教程，雖然那些老師只聞其聲，未見(jiàn)其人。不過(guò)他們的無(wú)私奉獻(xiàn)給了我極大的養(yǎng)分，讓我學(xué)到了不少東西。 此外，還要感謝同寢室的同學(xué)，后階段做畢設(shè)做的很晚，他們能給予理解并支持，他們?nèi)蘸蟊胤堑乳e之輩。當(dāng)然要感謝雄偉的XX圖書(shū)館，期間進(jìn)進(jìn)出出，給予強(qiáng)大的資料支持，包括在外文翻譯找文獻(xiàn)的時(shí)候，圖書(shū)館的電子資料庫(kù)提供了強(qiáng)大的收索功能。 最后，感謝母校XX，讓我在這4年學(xué)會(huì)了很多東西。還要感謝這4年里所有的任課老師與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師，讓我不僅學(xué)到了很多理論知識(shí)，還加強(qiáng)了動(dòng)手操作能力。衷心祝愿母校越辦越好，老師們工作順利，身體健康！  參考文獻(xiàn) [1] 張洪峰.塑料模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：高等教育出版社，2008. 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