風(fēng)扇葉設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

./緒論塑料模具工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一,隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù),材料改性技術(shù)的進(jìn)步,愈來(lái)愈多的具有優(yōu)越異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn),從而促使塑料工業(yè)的飛躍發(fā)展。1.1塑料模具的發(fā)展塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的,在我國(guó),起步較晚,但發(fā)展很快,特別是最近幾年,無(wú)論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大發(fā)展,取得了很大成績(jī)。這可以從下列幾個(gè)方面來(lái)看。CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)在CAD/CAM/CAE技術(shù)在塑料模的設(shè)計(jì)制造上應(yīng)用已越來(lái)越普遍特別是CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用較為普遍,取得了很大成績(jī)。目前,使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品零件造型分析、模具主要結(jié)構(gòu)及零的設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床加工的編程等已成為精密、大型塑料模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主要手段。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析<CAE>技術(shù)對(duì)塑料注塑過(guò)程進(jìn)行流動(dòng)分析、冷卻分析、應(yīng)力分析等,合理選擇澆口位置、尺寸、注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等,使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步優(yōu)化,也縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期。電子信息工程技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用電子信息工程技術(shù)進(jìn)一步提高了塑料模的設(shè)計(jì)制造水平。國(guó)一些主要的塑料模生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)客戶提供的產(chǎn)品三維信息盤(pán)片和網(wǎng)上產(chǎn)品電子信息來(lái)進(jìn)行預(yù)算、報(bào)價(jià)、設(shè)計(jì)審定、設(shè)計(jì)更改等,這不僅縮短了生產(chǎn)前的準(zhǔn)備時(shí)間,而且還為擴(kuò)大模具出口創(chuàng)造了良好的條件。由于直接利用了用戶提供的產(chǎn)品電子信息,大大縮短了CAD/CAM的技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間,也相應(yīng)縮短了模具的設(shè)計(jì)和制造周期。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟幾年前還是剛剛開(kāi)始應(yīng)用的氣體輔助注射成型技術(shù)近年來(lái)發(fā)展很快,更趨成熟。目前,不少企業(yè)已能在電視機(jī)外殼、洗衣機(jī)外殼、汽車飾件以及一些厚壁塑料件的模具上成功地運(yùn)用氣輔技術(shù),一些廠家還使用MOLD氣輔軟件,取得了良好效果。熱流道技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛近年來(lái),熱流道技術(shù)發(fā)展很快,熱流道模具比例不斷提高。雖然在全國(guó)圍來(lái)說(shuō),熱流道模具比例仍舊不高,但也有些模具企業(yè),熱流道模具已占其模具生產(chǎn)總量的1/3左右。現(xiàn)在,一般熱式、外熱式組件及分流板多點(diǎn)熱噴嘴的結(jié)構(gòu)應(yīng)用已比較普遍,具有先進(jìn)水平的針閥式噴嘴和通斷控制式噴嘴國(guó)也能自行設(shè)計(jì)制造。與此相應(yīng),國(guó)產(chǎn)商品化熱流道系統(tǒng)組件也已出現(xiàn)。C目前國(guó)生產(chǎn)的小模數(shù)塑料齒輪等精密塑料模具已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。在齒輪模具設(shè)計(jì)中采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件,糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線造型要求。顯示管隔離器注塑模、多注射頭塑封模、高效多色注射塑料模、純平彩電塑殼注塑模、洗衣機(jī)滾筒注塑模、塑料管路三通接頭注塑模、汽車燈及汽車飾件注塑模、冰箱吸塑發(fā)泡模等一大批精密、復(fù)雜、大型模具的設(shè)計(jì)制造水平也已達(dá)到或接近國(guó)際水平。使塑件尺寸精度達(dá)到6～7級(jí)的塑料模具國(guó)已可生產(chǎn),其分型面接觸間隙為0.02,模板的彈性變形為0.05型面的表面粗糙度為Ra=0.05～0.025。使用CAD三維設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬注塑成形、有些模具零件達(dá)到互換、抽芯脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎等對(duì)精密、復(fù)雜模具的制造水平提高起到了很大作用。20噸以上的大型塑料模具的設(shè)計(jì)制造也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。模具壽命不斷提高通過(guò)采用優(yōu)質(zhì)模具鋼、對(duì)模具工作零件進(jìn)行相應(yīng)的熱處理、采用高質(zhì)量模架再鑲?cè)氪慊鸸ぞ咪摷冉Y(jié)構(gòu),近年來(lái)模具壽命不斷提高,不少模具的壽命已能達(dá)到100萬(wàn)次以上。2我國(guó)塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)[11]由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展及上述各方面差距的存在,因此我國(guó)今后塑料模具的發(fā)展速度必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。"十·五"期間,預(yù)計(jì)每年可望達(dá)到12%以上的市場(chǎng)增長(zhǎng)率。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí),"小而專"、"小而精"仍舊是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。從技術(shù)上來(lái)說(shuō),為了滿足用戶對(duì)模具制造的"交貨期短"、"精度高"、"質(zhì)量好"、"價(jià)格低"的要求,以下的發(fā)展趨勢(shì)也較為明顯。在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑,實(shí)踐證明,CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向?，F(xiàn)在,全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡(jiǎn)化。在普及推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過(guò)程中,應(yīng)抓住機(jī)遇,重點(diǎn)扶持國(guó)產(chǎn)模具軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用;加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大CAE的技術(shù)應(yīng)用圍。有條件的企業(yè)應(yīng)積極做好模具CAD/CAM技術(shù)的深化應(yīng)用工作,即開(kāi)展企業(yè)信息化工程,可從計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)開(kāi)始逐步向計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)乃至向虛擬制造發(fā)展,逐步深化和提高,用于模具設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)軟件將向智能化、集成化方向發(fā)展。電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù),這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工<像數(shù)控銑一樣>,因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極,國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展航空航天等部門已應(yīng)用納米技術(shù),必須要有超高精度的模具制造超高精度的零件。隨著模具向精密化和大型化方向發(fā)展,加工精度超過(guò)1μm的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。兼?zhèn)鋬煞N以上工藝特點(diǎn)的復(fù)合加工技術(shù)在今后的模具制造中將有廣闊的前景。模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,我國(guó)目前仍以手工研磨拋光為主,不僅效率低<約占整個(gè)模具周期的1/3>,且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,質(zhì)量不穩(wěn)定,制約了我國(guó)模具加工向更高層次發(fā)展。因此,研究拋光自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī),可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。另外,由于模具型腔形狀復(fù)雜,任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光方法,如擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備,以提高模具表面質(zhì)量。2.1.5模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展,國(guó)外已出現(xiàn)了模具自動(dòng)加工系統(tǒng)。這也是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征:多臺(tái)機(jī)床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤(pán);有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù);有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。3.13虛擬技術(shù)將得到發(fā)展計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使虛擬技術(shù)成為可能。虛擬技術(shù)可以形成虛擬空間環(huán)境,實(shí)現(xiàn)虛擬合作設(shè)計(jì)、制造,合作研究開(kāi)發(fā),及至建立虛擬企業(yè)。"九·五"期間模具行業(yè)對(duì)此已開(kāi)始探索,"十·五"期間應(yīng)有所發(fā)展。1制品成型工藝分析塑件〔小型風(fēng)扇葉片分析：塑料成品圖：圖1-1塑料名稱：聚碳酸酯〔pc色調(diào)：半透明淡藍(lán)色生產(chǎn)綱領(lǐng)：中批量生產(chǎn)塑件成型工藝分析該塑件是一種塑料風(fēng)扇1.1結(jié)構(gòu)分析圖1-1制品零件圖小型的六葉風(fēng)扇葉片,由于在高速下旋轉(zhuǎn)。所以對(duì)結(jié)構(gòu)性能要求比較高,在設(shè)計(jì)造型的時(shí)候必須考慮到其結(jié)構(gòu)對(duì)稱性。以及運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣動(dòng)力對(duì)扇葉的影響。結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱可能造成風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的時(shí)候偏離軸心,這樣不但加速對(duì)風(fēng)扇軸心孔的磨損,同時(shí)也會(huì)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定而產(chǎn)生噪音。中間的軸孔由于直接與轉(zhuǎn)軸接觸,所以所以在模具設(shè)計(jì)和制造上要有良好的加工工藝,以保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。風(fēng)扇六葉均勻以60°等差排列在扇壁周圍。平放于水平地面上投影,扇葉均無(wú)干涉現(xiàn)象。1.2成型工藝精度等級(jí)：采用一般精度等級(jí)5級(jí)脫模斜度：為了便于塑件從模具型腔中脫出,在平行于模具脫模方向的塑件表面上,必須設(shè)有一定的斜度,在通常情況下如果不給出塑件的脫模斜度或者脫模斜度較小,就會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),脫模力過(guò)大,塑件很容易被頂破,變形和擦傷,質(zhì)量下降。通常,塑件的幾何形狀復(fù)雜且很不規(guī)則,其脫模斜度要大些,塑件表面的脫模斜度要比外表面斜度要大些。而風(fēng)扇葉片的脫模,葉片占很大一部份,制品的高度為21vmm,厚度為2mm《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》查表3.2-1與3.2-4得出塑件表面30°~50°外表面35°~1°。風(fēng)扇葉片中心軸孔需要較好的定位精度來(lái)滿足軸的固定,所以中心孔我們一般就不設(shè)置脫模斜度。以便于轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)最大限度的減少磨損。1.3塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)因素,是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)熱塑件的壁厚都在2~4mm小塑件取小值,中件塑件取偏大,大塑件可適當(dāng)?shù)募雍?散熱風(fēng)扇葉片為一中小型尺寸零件?？紤]到塑件的流動(dòng)性,由于聚碳酸酯〔pc的流動(dòng)性能不是很好,所以其最小壁厚為1mm,壁厚過(guò)大將會(huì)影響成型周期,且難完全達(dá)到均勻的硬化,容易產(chǎn)生氣泡,縮孔等缺陷,太薄則會(huì)造成模腔通道窄流動(dòng)阻力大,查表3.2-8得出推薦值1.8mm,我們?nèi)?mm以滿足塑件的流動(dòng)性能,強(qiáng)度和剛度要求。1.4加強(qiáng)筋風(fēng)扇在主軸的帶動(dòng)下,高速的旋轉(zhuǎn),且軸于風(fēng)扇葉片的接觸部位在葉片的中心軸孔,在工作的時(shí)候,若無(wú)加強(qiáng)肋改善風(fēng)扇的強(qiáng)度則很容易使塑件變形,或加快磨損。加強(qiáng)筋不但有克服翹曲變形現(xiàn)象,而且還可以起到輔助澆道作用,改善熔料的流動(dòng)充模狀態(tài),為了便于脫模加強(qiáng)肋的方向與模壓方向一致,即與模具成型零件運(yùn)動(dòng)方向一致,且與熔料的流動(dòng)方向一致以利于充模成型。筋的設(shè)計(jì),無(wú)論其大小,形狀,部位,其設(shè)置的基本原則是不變的,應(yīng)包括：〔1筋的根部尺寸與成品厚度保持一定的比例。當(dāng)筋在根部的尺寸與成品厚度的比例過(guò)大的時(shí)候,容易使成品生成凹陷或應(yīng)力集中,而導(dǎo)致成品缺陷,一般所采用的筋根部尺寸為成品厚度的50%-80%圖1-2加強(qiáng)筋1.5熱塑性塑料聚碳酸酯的注射成型過(guò)程注塑過(guò)程pc塑料在注射機(jī)料筒經(jīng)過(guò)加熱,塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后,由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型?？傔^(guò)程可分為：塑化-充模-保壓-冷卻-脫模五個(gè)階段1.5.2pc的注射工藝參數(shù)〔1注射機(jī)：螺桿式〔2螺桿轉(zhuǎn)速〔r/min：28〔3料筒溫度〔0C：后段160~中段165~180前段170~190〔4噴嘴溫度〔0C：240~250,〔模具溫度〔：90~110〔6注射壓力〔MPa：80~130〔7成形時(shí)間〔s：注射15~60保壓0~5成形周期40~130冷卻15~60塑料制品的后處理采用紅外燈箱,鼓風(fēng)烘箱在100~110度下處理8~12小時(shí)1.6pc主要性能指標(biāo)表1-1pc的主要性能指標(biāo)聚碳酸酯的成型性能機(jī)械性能測(cè)試類別單位測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)CROCROG4CSACEA拉伸斷裂強(qiáng)度MPaISO527601005855斷裂伸長(zhǎng)率%ISO527855150160屈服彎曲強(qiáng)度MPaISO178851258570彎曲模量MPaISO1782100540023002000懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度J/mISO18062090580650洛氏硬度RISO2039/2R116R112熱性能熔點(diǎn)℃ISO3416----熱變形溫度0.45MPa1.80MPa℃ISO75137/-148/-123/-118阻燃性能-UL94V0V1HBHB電性能續(xù)表一表面電阻OhmISO16710171017-1016介電強(qiáng)度KV/mm-----其它密度g/cm3ISO11831.211.251.141.19飽和吸水%ISO620.150.120.10.1玻纖GF/礦物M含量%--GF20--收縮率mm/mm0.0050.0030.00060.0050.006線性成型

收縮率特征mm/mm-阻燃通用增強(qiáng)阻燃PC/ABS<7/3>

合金高流動(dòng)PC/PE合金

耐應(yīng)力開(kāi)裂

耐溶劑注：數(shù)據(jù)源自工程塑料手冊(cè)[3]1.6.1Pc使用性能：PC是一種無(wú)定型、無(wú)臭、無(wú)毒、高度透明的無(wú)色或微黃色熱塑性工程塑料,具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能,尤其是耐沖擊性優(yōu)異,拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度高；蠕變性小,尺寸穩(wěn)定；具有良好的耐熱性和耐低溫性,在較寬的溫度圍具有穩(wěn)定的力學(xué)性能,尺寸穩(wěn)定性,電性能和阻燃性,可在-60~120℃下長(zhǎng)期使用；無(wú)明顯熔點(diǎn),在220-230成型性能：成型之前必須預(yù)干燥,水分含量應(yīng)低于0.02%,微量水份在高溫下加工會(huì)使制品產(chǎn)生白濁色澤,銀絲和氣泡,PC在室溫下具有相當(dāng)大的強(qiáng)迫高彈形變能力。高沖擊韌性,因此可進(jìn)行冷壓,冷拉,冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應(yīng)大于3萬(wàn),要采用漸變壓縮型螺桿,長(zhǎng)徑比1：18~24,壓縮比1：2.51.7Pc塑料成型散熱風(fēng)扇可能存在的問(wèn)題氣泡由于pc的流動(dòng)性能不太好所以成品很容易產(chǎn)生注射氣泡或冷卻時(shí)產(chǎn)生縮孔氣泡。壁厚處的部所產(chǎn)生的空隙,不透明的產(chǎn)品不能從外面看到,必須將其刨開(kāi)后才能見(jiàn)到.

風(fēng)扇葉片壁厚處的中心是冷卻最慢的地方,因此迅速冷卻,快速收縮的表面會(huì)將原料拉引起來(lái)產(chǎn)生空隙,形成氣泡.

<1>射出壓力盡可能高,減少原料收縮。

<2>成型品上肉厚變化急劇時(shí),各部分冷卻速度不同,容易產(chǎn)生氣泡。

<3>由于停滯空氣的原因而產(chǎn)生氣泡。

<4>主流到過(guò)小,成品肉厚變化快。

<5>在主流到固化前,必須保持充分的壓力翹曲：在成型過(guò)注射程中。模具樹(shù)脂受到高壓而產(chǎn)生部應(yīng)力,脫模后,成品兩旁出現(xiàn)變形彎曲,薄殼成型的產(chǎn)品容易產(chǎn)生變形。

<1>成型品還沒(méi)有充分冷卻時(shí),進(jìn)行頂出,通過(guò)頂針對(duì)表面施加壓力,所以會(huì)造成翹曲或變形。

<2>成型品各部冷卻速度不均勻時(shí),冷卻慢收縮量加大,薄壁部分的原料冷卻迅速,粘度提高,引起翹曲。

<3>模具冷卻水路位置分配不均勻,須變更溫度或使用多部模溫機(jī)調(diào)節(jié)。

<4>模具水路配置較多的模具,最好用模溫機(jī)分段控制,已達(dá)到理想溫度。2模具的結(jié)構(gòu)形式2.1確定型腔數(shù)量及排列方式塑料散熱風(fēng)扇葉片為一小型零件。考慮到風(fēng)扇工作的平穩(wěn)性,要求塑件有較好的精度。多型腔模與單型腔模相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致；〔2工藝參數(shù)易于控制；〔3模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,設(shè)計(jì)制造、維修大為簡(jiǎn)化。一般來(lái)說(shuō),精度要求高的小型制品和型制品優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu),但對(duì)于精度要求不高的小型制品〔沒(méi)有配合精度要求,形狀簡(jiǎn)單,又是大批量生產(chǎn)時(shí),若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件,使生產(chǎn)效率大為提高。由于風(fēng)扇葉片型芯為復(fù)雜曲面考慮到加工成本,復(fù)雜程度以及與生產(chǎn)綱領(lǐng),綜合因素。我們初步選擇為一模一腔的形式。2.2分型面的位置確定分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模,而且涉及模具模具結(jié)構(gòu)與制造成本。一般來(lái)說(shuō)在成品設(shè)計(jì)的時(shí)候就要靠慮好分型面的形狀和位置,然后才選者模具的結(jié)構(gòu),因此在選擇分型面的時(shí)候應(yīng)遵循以下原則：〔1分型面應(yīng)該在塑件的最大截面處。否這會(huì)加大脫模和加工型腔的難度,或不能加工?！?盡可能地將塑件留在動(dòng)模一側(cè)。因?yàn)樵趧?dòng)模具一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)便易行?！?有利于保證塑件的尺寸精度?！?有利于保證塑件外觀的質(zhì)量?！?考慮滿足塑件的使用要求。〔6長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向?！?有利于排氣〔8有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)?！玻贡M量減少分型面在合模方向上的投影面積散熱風(fēng)扇葉片在設(shè)計(jì)分型面的時(shí)候考慮上訴原則時(shí),由于塑件外觀質(zhì)量要求高,尺寸精度要求一般,且裝配精度要求高,因?yàn)槿~片的中心軸孔與傳動(dòng)軸要有較高的配合精度,以保證葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn),因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具采用單型腔多單型面。根據(jù)本塑件風(fēng)扇葉片的結(jié)構(gòu)形式,模具將會(huì)采用一個(gè)分模面,兩個(gè)分型面,其中分型面為兩個(gè)水平水平面,一個(gè)分離風(fēng)扇葉片一個(gè)為了便于加工分離中間圓筒型芯。3注塑機(jī)型號(hào)的確定3.1注射機(jī)的型號(hào)確定由pro/e分析知風(fēng)扇塑件的總體積為16cm3查表一可知pc塑料的密度為ρ=1.2kg/dm3塑件的質(zhì)量mM=ρv=16×10-3×1.2×103=19.2g注射量的計(jì)算確定由上面計(jì)算可知塑件的總體積為16cm凝料流到的參數(shù)尚未定下,一般估算時(shí)采用塑件的0.6—0.8倍的關(guān)系計(jì)算,我們選用0.7從以上分析確定一型腔的注射量為V實(shí)=1.6×1.7=27.2V公>=V實(shí)/0.8=27.2/0.8=34cm3塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及需要的鎖模力計(jì)算流道凝料在分型面上的投影面積A在模具設(shè)計(jì)前尚未知道其具體數(shù)值,由此我們根據(jù)型腔模具設(shè)計(jì)分析,塑件在分型面上的投影面積是A1的0.2—0.5倍我們采用0.35來(lái)估算。A1=<127—6>2/2×π=11499.01mm3A=1.35×11499.01=15523.67mmF鎖>=F脹=P型×A1〔P型為塑料熔體在模腔的平均壓力一般取值為20~40MPa=15523.67×30=465710.1N=465.71KN3.2注射機(jī)的選擇根據(jù)每一生產(chǎn)周期注射量和鎖模力的計(jì)算值,查書(shū)《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》初步定下注射機(jī)的型號(hào)為XS-ZY-125表3-1XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)其基本參數(shù)：額定流量：104cm螺桿〔注塞直徑30mm注射壓力：150mpa注射行程160mm注射時(shí)間：2.9s螺桿轉(zhuǎn)速10~140注射方式：螺桿合模力900KN最大成型面積：360cm最大開(kāi)合模具行程300mm模具最大厚度：300mm模具最小厚度200mm動(dòng)定模板固定板尺寸：/拉桿空間260×360合模方式：液壓機(jī)械定位圈尺寸Φ100頂出件形式：兩側(cè)推出機(jī)器外形尺寸3.34×0.75×1.55設(shè)備產(chǎn)地塑機(jī)注射機(jī)與模具是注射模具配套使用的,因此應(yīng)了解注射的規(guī)格與性能,并對(duì)選用的注射機(jī)的基本參數(shù)進(jìn)行校核。3.3注射機(jī)的校核必須使用一個(gè)成型周期所需要注塑的塑料熔體的量在注射機(jī)額定的注射量的80%以,按以下關(guān)系nVs+Vj<=0.8Vgn———模具型腔數(shù)量Vs———單個(gè)塑件的容積或質(zhì)量〔mm或gVj———澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料的容積或質(zhì)量Vg———注射機(jī)額定注射量由上計(jì)算和查表知n=1Vs=16cm3Vj=11.2Vg=10416+11.2=27.2<=0.8×104=83.2滿足使用要求。3.3注射機(jī)的合模力應(yīng)大于模具從分型面脹開(kāi)所需的力,即要滿足F>=Pm<nAs+Aj>F——注射機(jī)的合模力AsAj——分別為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積。Pm——塑件熔體在模具型腔的平均壓力〔MP通常模具壓力為20~40MP這里取Pm為30MPAj=11499.01mm3Pm〔nAs+Aj=30×11499.01×1.35=465.71KNF=900KN則F〉Pm〔nAs+Aj3.3注射壓力機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于塑件成型所需要的壓力。即Pz>=PchPz——注射機(jī)最大注射壓力Pch——塑件成型所需要的注塑壓力選定注塑模具的最大注射壓力為150MP大于塑件的成型所需要的注射壓力4模具分型面的確定為了讓注射成型制品更容易從模具中拔出,除了應(yīng)具有適當(dāng)?shù)陌文Ｐ倍韧?還需要將模具分為固定模與可動(dòng)模,兩者之間的界面即為"分型面"4.1制品的分型面確定據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形式,選擇有利于模具加工,排氣,脫模保證塑件的表面質(zhì)量要求。本設(shè)計(jì)塑件為一復(fù)雜的曲面構(gòu)件,所以分型面的確定有些麻煩,單一平面不能滿足要求?？紤]到型腔加工及其塑件結(jié)構(gòu),我們將分型面確定在沿葉片展開(kāi)的曲面上,分型面的形狀由外形決定。為了便于加工我們?cè)谥鞣中兔嫦峦瑫r(shí)建立圓柱型芯。以簡(jiǎn)化分型后型腔的加工。在模具設(shè)計(jì)階段,應(yīng)首先確定分型面的位置,然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理,對(duì)制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大影響。因此,分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。分型面的選擇應(yīng)遵守如下原則：〔1有利于保證制品的外觀質(zhì)量；〔2分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處；〔3盡可能使制品留在動(dòng)模一側(cè)；〔4有利于保證制品的尺寸精度；〔5盡可能滿足制品的使用要求；〔6盡量減少制品在合模方向上的投影面積；〔7長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向；〔8有利于排氣；〔9有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)；〔10在選擇非平面分型面時(shí),應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。圖4-1塑件在pro/e中的分型面圖4-2分型面在cad中表示1型芯2動(dòng)模模仁3定模模仁4分型面5塑件構(gòu)件過(guò)程為：基本上是利用了"復(fù)制"和"裙邊"以及"混合"幾個(gè)命令構(gòu)建。首先對(duì)制品進(jìn)行分析,觀察它的分面的設(shè)計(jì)與澆口設(shè)計(jì)的相互關(guān)系。利用樣條曲線中的cos曲線在零件上的外圍面構(gòu)件與扇葉外圍曲面相連部位且曲率相同,然后利用混合功能,連接樣條曲線,構(gòu)建成型曲面,并復(fù)制塑件上原有的上表面。合并曲面,在造型的曲面和曲面間,曲面和曲線間或曲線與曲線間的接邊,要求切線〔tangent方式處理,而平面間則要以法向〔Normal方式處理。即為所要求的分型面。5澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的作用是將塑件熔體順利地充滿到模具型腔深處,以獲得外形輪廓清晰,在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件。因此要求充模過(guò)程快而有序,壓力損失小熱量散失少。排氣條件好,澆注系統(tǒng)凝料易于與制品分離或切除。澆注系統(tǒng)的組成：主流道分流道澆口冷料穴澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則有：〔1澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應(yīng)有壓降,流量和溫度分布的均勻布置?！?盡量縮短流程,以降低壓力損失,縮短充模時(shí)間〔3澆口位置的選擇,應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流,及噴射和蛇形流動(dòng),并有利于排氣〔4避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊防止變形和位移〔5溶合縫隙位置必須安排合理,必要時(shí)配置冷料井〔6盡量減少澆注系統(tǒng)得用料量〔7澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠,易與塑件分離或切除整修容易,且無(wú)外觀損傷〔8澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需要精度和粗糙度,其中澆口須有IT8以上的精度〔9盡可能使主流道中心與模板中心重合,若無(wú)法重合應(yīng)使兩者的偏離距離盡可能小。澆注系統(tǒng)布置風(fēng)扇塑件模具設(shè)置的為一模一腔所以澆注系統(tǒng)的布置采用對(duì)稱式的布置。即澆道對(duì)稱,以滿足風(fēng)扇葉片在注射成型過(guò)程中,熔料均勻的在型腔中流動(dòng)。5.1主流道的設(shè)計(jì)主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道,通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上斷面為圓形,帶有一定的錐度常用塑料主流道的主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)有：〔1主流道圓錐角a=2~6對(duì)流性差塑料可取3~6,壁粗糙度為Ra0.63微米〔2主流道大端呈圓角,半徑r=1~3mm,以減少流料轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力?！?在模具結(jié)構(gòu)允許下的情況,主流道因該盡可能的短,一般小于60mm,過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型對(duì)小型芯模具可將主流到襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式的。主流道襯套一般選用T8,T10鋼制造熱處理后強(qiáng)度為52~56HRC,主流道入口直徑d應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴直徑1mm左右。這樣便于兩者同軸對(duì)準(zhǔn),也使得主流道凝料能順利脫出,主流道入口的凹球半徑R,應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴頭半徑約2~3毫米主流道長(zhǎng)度L由模板的厚度決定,但是為了減小充模時(shí)的壓力降和減少物料損耗,以短為好。小模具控制在50mm。.主流道尺寸〔1主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5～1=3+0.5～1取d=3.5〔mm〔2主流道球面半徑SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+1～2取SR=12+1=13〔mm〔3球面配合高度h=3～5取h=3〔mm〔4主流道長(zhǎng)度L,盡量小于60mm,結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)。模具設(shè)計(jì)時(shí)在proe中調(diào)用futaba_2pFC-TYPE類型的標(biāo)準(zhǔn)模架定模固定板厚度為25推料板厚度為20取L=25+20=45〔mm由于澆口套嵌在定模固定板上所以其長(zhǎng)度要小于兩板的總長(zhǎng)之和澆口套總長(zhǎng)L≈45-h=42mmh為嵌入的高度主流道大端直徑D=d+2Ltgα〔半錐角α為1°～3°,取α=2°D=3.5+2×42tg2=3.5+2×42×0.349≈6.5mm圖5-1主流道襯套主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸,屬易損件,對(duì)材料要求較嚴(yán),因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式〔俗稱澆口套,以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件,常用澆口套分為有托唧咀和無(wú)托唧咀兩種下圖為前者,有托唧咀用于配裝定位圈。唧咀的規(guī)格有Φ12,Φ16,Φ20等幾種。R主流道入口的凹坑球面半徑,應(yīng)大于注射計(jì)的噴嘴。球面半徑約為2~3mm反之兩者不能是很好的配合,會(huì)讓塑料熔體反噴出現(xiàn)溢料使脫模困難,由于注射機(jī)的噴嘴半徑為20,所以唧咀的為R12。主流道的比表面積S為S=4<D+d>/<D2+d2>式5-1D=6.5d=3.5S=4×〔6.5+3.5×<6.52+3.52>=21905.2主流道襯套的固定因?yàn)椴捎玫挠型羞缶?所以用定位圈配合固定在模具的定座模板面板上。定位圈外徑為Φ100mm,徑Φ30mm。具體固定形式如下圖所示：圖5-2定位圈圖5-3主流道襯套固定形式1六角定位螺釘2定位圈3主流道襯套4拉料桿5定模固定板6推料板5.3冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上沒(méi),其作用是存放流前峰的冷料,防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫；此外,在開(kāi)模的時(shí)候又能將主流道凝料從定模板中拉出,冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的尺寸。在完成一次注射循環(huán)的間隔,考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度,從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以約10～25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域,這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域的塑料的流動(dòng)性能及成形性能不佳,如果這里相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔,便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響,用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料,防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔,把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴〔冷料井。主流道凝料穴,由于風(fēng)扇澆注流道采用的是一腔多點(diǎn)式的點(diǎn)澆口形式,且主流道較長(zhǎng),所以主流道凝料穴一般不再設(shè)計(jì),分流道凝料穴：當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí),可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)作為分流道冷料穴,以儲(chǔ)存前鋒冷料,其長(zhǎng)度為分流道直徑的1.5～2倍。分流道直徑設(shè)計(jì)為5mm所以分流道凝料穴的長(zhǎng)度為5~10毫米才算正常,我們?nèi)≈禐?mm。冷料穴分為三種形式：<1與推桿匹配的冷料穴<2>與拉桿匹配的冷料穴<3>無(wú)拉料竿匹配的冷料穴本次設(shè)計(jì)風(fēng)扇葉片澆道,有四個(gè)點(diǎn)澆口,所以且頂出塑件方式為,頂桿頂出,所以我們采用第二種形式,即與拉料桿匹配形式的冷料穴,拉料桿安裝在定模固定板上,不隨推出機(jī)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng),拉桿頭部設(shè)計(jì)成倒錐頭的形式,以便于拉住凝料,它主要是依靠塑料的收縮包緊力拉出主流道凝料,雖然可靠性能不佳但是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,成本低。在其脫模的過(guò)程中,由推板將它從拉桿型頭中推出。凝料從動(dòng)模中拉出。5.4分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道一般開(kāi)設(shè)在分型面上,起分流和轉(zhuǎn)向作用。界面的類型及其選擇,通常分流道的界面形狀有圓形矩形U形和六角形,為了減少流道的壓力損失,希望流道的截面積大,表面積小。考慮到風(fēng)扇葉片模具采用的是點(diǎn)澆口以及加工的困難程度所以我們才有半圓型的截面分流道及U形分流道分流道的尺寸：因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性各有差異,所以可以根據(jù)塑料的品種來(lái)粗略地估計(jì)分流道的直徑,也可以采用經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑。一般取制為3~10mm左右?！彩?-2式中 B―圓形分流道直徑〔mm m―塑件的重量〔g L―分流道的長(zhǎng)度〔mm此關(guān)系式為塑件壁厚在3mm以下,重量小于200g。風(fēng)扇葉片的平均壁厚為2mm,所以適用公式。葉片重量為19.2g分流道要盡可能短,且少?gòu)澱?便于注射成型過(guò)程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗,減少壓力損失和熱量損失。將分流道設(shè)計(jì)成直的,總長(zhǎng)41mm。計(jì)算的出B=0.2654eq\r<,19.2>×eq\r<4,41>=eqeq\r<>2.9415〔不在適用要求圍表5-1部分塑料常用分流道截面尺寸圍塑料名稱分流道斷面直徑〔mm塑料名稱分流道斷面直徑〔mmABS4.8~9.5聚苯乙烯3.5~10尼龍類1.6~9.5軟化聚氯乙烯3.5~10聚碳酸酯1.6~9.5高分子化花卉2.4~10為了減少流道的壓力損失和傳熱損失,希望流道的截面積大,表面積小。因此可用采用流到截面積與周長(zhǎng)比值較小的圓形截面。即分流道的截面形狀和效率可采用基本上是半圓形的較高,查表5-取出B=5mm其截面形狀及尺寸如下圖所示：圖5-4分流道分流道的粗糙度：由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想,因面分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低,分流道的表面粗糙度,常取Ra>0.63~1.6之間。以增大外流動(dòng)阻力,避免熔流表面滑移,使中心層具有較高的剪切速率。分流道的布置分流道的布置取決于型腔的布置,兩者相互影響。分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān),有多種不同的布置形式,但應(yīng)遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。流道的布置分為平衡式與非平衡式兩種。非平衡式可能產(chǎn)生凝料不均勻充型。扇葉模具澆道設(shè)計(jì)為四個(gè)點(diǎn)澆口,所以采用平衡式的分流道,這樣可以使塑料均勻的注射到型腔里面,且可以減少因局部塑料流速不均勻而產(chǎn)生的填充盲孔。圖5-5分流道的布置分流道與澆口的連接：分流道與澆口的連接處因該加工成斜面,并用圓弧過(guò)度,有利于塑料熔體的流動(dòng)及填充。5.5澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)制品的質(zhì)量影響很大。澆口的理想尺寸很難用理論公式來(lái)計(jì)算出,通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,取其下限,然后在試模的過(guò)程中逐漸加以修正,一般的澆口的截面積為分流道截面積的3%~9%表面粗糙度不低于0.4μm。通常澆可分為大澆口和小澆口兩類。前者也稱非限制澆口,系指直接澆口；后者也成為限制性澆口,或澆口,常用的有側(cè)澆口和點(diǎn)澆口等。澆口的主要作用有如下幾點(diǎn)：〔1熔體充模后,首先在澆口處凝結(jié),當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流；〔2熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱,使熔體升溫,有助于充模；〔3易于切除澆口尾料；〔4對(duì)于多型腔模具,澆口能用來(lái)平衡進(jìn)料。對(duì)于多澆口的單型腔模具,澆口還能用以控制熔接痕的位置。澆口的類型選用：對(duì)于該模具是中小型制品的單型腔塑料模具,由于風(fēng)扇葉片中間為軸套類的形狀,所以我們選用點(diǎn)澆口比較合適,且為一腔多點(diǎn)澆口的形式。點(diǎn)澆口全稱為針點(diǎn)式澆口,是典型的限制型的澆口。具體有如下優(yōu)點(diǎn)：〔1可大大提高塑料熔體剪切速率,表現(xiàn)粘度明顯降低。致使沖模容易,這對(duì)pc材料對(duì)剪切速率較敏感,即牛頓指數(shù)愈小的熔體更加有效?！?熔體經(jīng)過(guò)點(diǎn)澆口時(shí)因澆口較小以及高速而摩擦生熱,熔體溫度升高,粘度再次下降,致使流動(dòng)性再次提高。〔3能正確控制補(bǔ)料時(shí)間,無(wú)倒流之慮；有利于降低塑件,特別是澆口附近的殘余應(yīng)力,提高了制品的質(zhì)量?！?能縮短成型周期,提高生產(chǎn)效率?！?有利于澆口與制品的自動(dòng)分離,便于實(shí)現(xiàn)塑件生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。〔6澆口痕跡小,容易修正?！?在多型腔模中,容易實(shí)現(xiàn)各型腔均衡進(jìn)料。改善了塑件的質(zhì)量?！?能較自由地選擇澆口位置。澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算點(diǎn)澆口按使用位置關(guān)系可分為兩種,一種是與主流道直接相通的,形成了菱形澆口或橄欖形澆口。另一種是經(jīng)分流道的的多點(diǎn)進(jìn)料的點(diǎn)澆口,且大部分都是這種點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口的圓柱孔長(zhǎng)L=0.5~0.75mm。其直徑d常見(jiàn)的為0.5~1.8mm之間。它可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算,并使熔體流經(jīng)剪切速率控制在γ=32Q/πd3>=105s-1為好。圖5-6點(diǎn)澆口形式d=nceq\r<4,A>式5-3式中d——點(diǎn)澆口直徑〔mmA——型腔的表面積,即塑件外表面積〔mmc——塑件壁厚的函數(shù)制。n——塑件材料系數(shù)表5-2塑料壁厚函數(shù)值塑件壁厚t/mm0.7511.251.51.7522.252.5c0.1780.20.2300.2420.2720.2940.3090.326表5-3塑料材料系數(shù)n塑料材料PE.PSPVCn值0.60.70.80.9由pro/e軟件分析得出風(fēng)扇葉片的單面外表面積為A=11499.01mm2查上表由塑件壁厚為2mm得知塑件壁厚函數(shù)值為c=0.294塑件壁厚的函數(shù)制n=0.7d=0.7×0.294eq\r<4,11499.01>=1.491mm一般來(lái)說(shuō)點(diǎn)澆口的底部最小直徑在0.5~2之間設(shè)計(jì)滿足要求。其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何,應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn)點(diǎn)澆口的引導(dǎo)圓錐孔有兩種形式,一種是直錐孔,它的阻力小,適合于含玻璃纖維德塑料熔體,另外一種是帶球型的底的錐孔,它可以延長(zhǎng)澆口的凍結(jié)時(shí)間,有利于補(bǔ)縮。點(diǎn)澆口引導(dǎo)部分長(zhǎng)度一般在15~25mm之間,有錐角120~300與分流道用圓弧線拉斷時(shí)不損傷塑件。因?yàn)辄c(diǎn)澆口附近充模具剪切率較高,固化殘余應(yīng)力較大。為防止薄壁塑件開(kāi)裂,可將澆口對(duì)面的壁厚局部適當(dāng)增加。同時(shí)風(fēng)扇葉片設(shè)計(jì)為點(diǎn)澆口的形式也有其局限之處：必須采用雙分型面的模具結(jié)構(gòu)的時(shí)候。不適合高粘度和對(duì)剪切速率不敏感的熔體塑料不合適厚壁件成型要求采用較高的注射壓力。若在以上情況下我們就不能使用點(diǎn)澆口來(lái)進(jìn)行風(fēng)扇的葉片澆注。澆口位置的選擇確定了澆口類型后,需要慎重的決定澆口對(duì)模具型腔的位置。同時(shí)也涉及到澆口的數(shù)目。澆口開(kāi)設(shè)的位置對(duì)制品的質(zhì)量影響很大,在確定澆口位置的時(shí)候應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：澆口應(yīng)該開(kāi)在能使型腔充滿的各個(gè)角落的地方澆口應(yīng)該設(shè)在制品壁厚比較厚的部位以利于補(bǔ)縮。澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中的氣體排出澆口的位置應(yīng)該選擇在能避免制品產(chǎn)生溶合的地方,比如圓筒類制品,采用中心澆口比采用側(cè)澆口要好。對(duì)帶細(xì)長(zhǎng)的型芯模具,宜采用中心頂部進(jìn)料方式,以避免型芯受沖擊變形不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。圖5-7點(diǎn)澆口的位置1合理選擇充模流程澆口的位置不當(dāng)或數(shù)目不對(duì),不足可能會(huì)造成熔體流程過(guò)長(zhǎng),會(huì)使熔體流前鋒壓力不足以及溫度過(guò)低,從而導(dǎo)致塑件密度低,收縮率偏大,甚至?xí)霈F(xiàn)型腔不能充滿。因此要對(duì)熔體進(jìn)行校核<1>澆注系統(tǒng)合型腔的流程比校核其流程比B的校核公式：B=eq\f<Li,ti><=[B]式5-4式中Li——各段流程的長(zhǎng)度〔mmTi——流程各段的厚度[B]——允許流程比表5-4一些塑料熔體的流程比塑料流程比[B]備注ABS聚甲醛聚丙烯酸酯類聚碳酸酯低密度聚乙烯高密度聚乙烯聚丙烯175：1140：1150：1100：1275~300：1225~250：1250~270：1工藝條件用阿基米得螺旋線形腔注射模實(shí)測(cè)B=流程/螺槽深〔2.5mm注射壓力80~90mpa2使用條件注射壓力〉90mpa仍可用表中值當(dāng)流程厚度小于2.5mm時(shí),取表下值0.7~0.8圖5-8澆道系統(tǒng)B=eq\f<L1,t1>+eq\f<L2,t2>+eq\f<L3i,t3>+eq\f<L4,t4>+eq\f<L5,t5>L1=42mmt1=2.5mmL2=21mmt2=2.5mmL3=21mmt3=2.8mmL4=22.5mmt4=2mmL5=64.5mmt5=1.2mmB=eq\f<42,2.5>+eq\f<21,2.5>+eq\f<21,2.8>+eq\f<22.5,2>+eq\f<64.5,1.2>=16.8+8.4+7.5+11.25+53.87=97.27由上表5-4查得聚碳酸酯的塑料熔體的流程比為100：1計(jì)算校驗(yàn)值為97.27接近推薦標(biāo)準(zhǔn)值符合要求。5.6澆注系統(tǒng)的平衡對(duì)于中小型制品的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成形。一般在制品形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下,應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同〔型腔布局為平衡式的形式,否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口流量及成形工藝條件達(dá)到一致,這就是澆注系統(tǒng)的平衡。.分流道平衡：對(duì)于多型腔模具,為了達(dá)到各型腔同時(shí)充滿的目的,可通過(guò)調(diào)整分流道的長(zhǎng)度及截面面積,改變?nèi)廴跇?shù)脂在各分流道中的流量,達(dá)到澆注平衡的目的。計(jì)算公式如下：eq\f<L1,L2>=eq\f<d1,d2>=eq\f<Q1,Q2>式5-5式中Q1,Q2——熔融樹(shù)脂分別在流道1和流道2中的流量〔cm3/s；d1,d2——分流道1和分流道2的直徑,〔cm;L1,L2——分流道1和分流道2的長(zhǎng)度,〔cm.澆口平衡：在多型腔非平衡分流道布置時(shí),由于主流道到各型腔的分流道長(zhǎng)度或各型腔所需填充流量不同,也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法,使熔融樹(shù)脂同時(shí)充滿各型腔。澆口平衡簡(jiǎn)稱為BGV〔balancedgatevalue,只要做到各型腔BGV值相同,基本上能達(dá)到平衡填充。對(duì)于多型腔相同制品的模具,需要進(jìn)行流到平衡計(jì)算校核,這樣可以保證,塑件在注射的時(shí)候能進(jìn)料均勻。我們?cè)O(shè)計(jì)的風(fēng)扇葉片模具為一模一腔,所以一般來(lái)說(shuō)不再需要進(jìn)行澆口平衡計(jì)算。因?yàn)樵O(shè)置四個(gè)點(diǎn)澆口,已經(jīng)考慮到了,塑料在模具型腔中流動(dòng)的均勻性和平衡性。點(diǎn)澆口均勻的排列在風(fēng)扇葉片背部四周。從肋板的背部澆注塑料。這樣做不但,可以增加。5.7普通澆注系統(tǒng)截面尺寸的計(jì)算與校核對(duì)工業(yè)上使用較合理的多副注射模具,根據(jù)所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格,作了幾種塑料熔體的充模計(jì)算,結(jié)果認(rèn)為主流道和分流道的剪切速率γ=5102~5103s-1,澆口剪切速率γ在104~105s-1圍,平衡系統(tǒng)的充模過(guò)程近似于等溫流動(dòng)。γ=f〔Q,Rn的關(guān)系式可用如下的經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)：γ=eq\f<3.3Q,πR3n>式5-6式中γ—熔體在流道中的剪切速率〔s-1Q—熔體在流道中的體積流率〔cm3/sRn—澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑〔cm.確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾师?由上式說(shuō)明得出澆注系統(tǒng)各段的γ值如下：〔1主流道：γs=5103s-1〔2分流道：γr=5102s-1〔3點(diǎn)澆口：γQ=105s-1〔4其它澆口：γQ=5103～5104s-1〔本次設(shè)計(jì)用到的是點(diǎn)澆口所以前三項(xiàng)數(shù)據(jù)為我們所要的。.確定體積流率Q〔澆注系統(tǒng)中各段的Q值是不相同的〔1由圖6—24[2]〔γ—Q—Rn關(guān)系圖得：Qs=60〔cm3/sQR=9〔cm3/sQG=5〔cm3/s〔2注射時(shí)間的計(jì)算由式Qs=Qp/t得：t=Qp/Qs≈0.4〔s式中Qs—主流道體積流率,cm3/st—注射時(shí)間Qp—模具成形制品的體積,通常取〔0.5～0.8QnQn—注射機(jī)的公稱注射量cm3〔30/1.10=27.3cm35.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成形過(guò)程中,模具除了型腔和澆注系統(tǒng)中有空氣外,還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)的氣體,這些氣體若不能順利排出,則可能因充填時(shí)的氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫,引起塑件局部碳化燒焦,或使塑件產(chǎn)生氣泡,或產(chǎn)生熔接不良而引起缺陷。排氣系統(tǒng)有以下幾種方式利用排氣槽；利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙；有時(shí)為了防止制品在頂出時(shí)造成真空而變形,必須設(shè)置進(jìn)氣裝置。注射模具排氣,可選擇模具分型面或配合間隙自然排氣,也可以單獨(dú)設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng),當(dāng)模具比較大或者復(fù)雜的時(shí)候,就必須采取這種方案了。本次設(shè)計(jì)的塑件為一中小型塑件,且分型面較大的一模一腔的模具,不必要再另外單獨(dú)設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng),以節(jié)省成本,減少風(fēng)扇模具的制造成本。6模架及其一些標(biāo)準(zhǔn)件和零件的選擇本次設(shè)計(jì)基于pro/e中EMX平臺(tái),在系統(tǒng)上調(diào)用,生產(chǎn)中使用的標(biāo)準(zhǔn)模架,模架的選擇過(guò)程中若在工廠則盡量選用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)模架,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化后,在市場(chǎng)選材做板容易且成本降低。根據(jù)型芯設(shè)計(jì)的大小,復(fù)雜情況以及考慮到抽芯方式,脫模與開(kāi)模的過(guò)程,我們選擇了日本的設(shè)計(jì)的futaba,國(guó)產(chǎn)模架有"龍記"由于此類模架的也基于國(guó)產(chǎn)模架形式改進(jìn)而來(lái)的。所以模架大部分的形式大小異同。Futaba有了三大類分別是futaba_2P,futab_3P以及futaba_H-Type.根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的風(fēng)扇葉片分模的情況,以及脫模過(guò)程,我們選擇了futaba_2p中的FC—TYPE。主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件有定模固定板,脫料板,定模仁,動(dòng)模仁,墊塊,頂桿固定板,推板等主要部件。一般來(lái)說(shuō),固定板要有一定的強(qiáng)度,用45鋼制成,最好經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理硬度在235HB左右。支撐板是墊塊在動(dòng)模固定板下面的平板,其作用是防止型芯脫落。并承受一定的彎曲應(yīng)力,因此應(yīng)具有較高的平行度和硬度。一般材料用45鋼經(jīng)熱處理235HB或45Mn2經(jīng)調(diào)質(zhì)處理235HB也可以直接用結(jié)構(gòu)鋼。Q235~Q275。模架選擇好后,好要進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算,因?yàn)檫x用的模架,并不一定合適,不能保證剛度和強(qiáng)度的要求。根據(jù)風(fēng)扇分模時(shí)的模仁大小和尺寸,模仁的長(zhǎng)寬高的尺寸為160×160×50參照其相對(duì)位置關(guān)系,我們調(diào)用300×350的部模架?？苫緷M足要求。模具上所有的螺釘盡量采用六角螺釘；這樣方便模具的拆裝。模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔,加涂防銹油。以延長(zhǎng)模具的使用壽命。模板之間應(yīng)有分模隙,即在裝配、調(diào)試、維修過(guò)程中,可以方便地分開(kāi)兩塊模板。一般來(lái)說(shuō)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中模具都有大,重,臟等幾個(gè)特征,所以為了方便模具的搬運(yùn),一般都要在模具的模板周圍,設(shè)計(jì)一個(gè)搬運(yùn)孔或螺釘孔以便安裝搬運(yùn)工具。6.1定模座板〔300×350厚25mm圖6-1定模座板三維示意圖由四個(gè)?16的螺釘與流道推板固定連接,導(dǎo)套與墊圈固定在它的上面,而且滑銷也固定在它的側(cè)面。起相對(duì)限制模具分模的作用。定模座板通常就是模具與注射機(jī)連接處的板,由于經(jīng)常與注射機(jī)接觸,且是最外面的部分,所以要考慮板的耐摩性。材料采用45鋼6.2流道推板〔300300,厚20mm用于推出注射后固定在拉料桿上的澆注系統(tǒng)凝料,且要求有足夠的強(qiáng)度,一般用45鋼或Q235A制成,最好調(diào)質(zhì)230～270HB；其上有拉桿孔與彈簧配合以便模具分模時(shí)首先從流道推板與定模固定板之間分開(kāi)。圖6-2流道推板三維示意圖6.3定模固定板〔300×300厚40mm圖6-3定模固定板三維示意圖用于固定型芯〔凸模、導(dǎo)套。固定板應(yīng)有一定的厚度。這里取值為40mm。其上設(shè)計(jì)了分流道。導(dǎo)套孔與導(dǎo)套為H7/m6或H7/k6配和；主流道襯套與固定孔為H7/m6過(guò)渡配合；型芯與其上的孔為H7/m6過(guò)渡配合。6.4、動(dòng)模固定板〔300×300厚40mm圖6-1東模固定板三維示意圖導(dǎo)套孔與導(dǎo)套為H7/m6或H7/k6配合,型芯與其孔為H7/m6過(guò)渡配合,由于其上要固定動(dòng)模仁,所以動(dòng)模板上的模仁矩型鑿加工精度要求較高,且與模仁至少為稍過(guò)盈或過(guò)渡配合。6.6動(dòng)模座板〔300×350厚度25mm其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。6.5墊塊〔長(zhǎng)寬高尺寸為300×58×100其上有導(dǎo)柱孔與配合尺寸為H7/e7配合復(fù)位桿孔與復(fù)位桿的配合為H7/e7配合7導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為了保證注射模具準(zhǔn)確的開(kāi)模和合模,在注射中心必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu),來(lái)進(jìn)行引導(dǎo)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向,且兼顧定位和承受一定的側(cè)向壓力的作用。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向。以及錐面定位兩種。我們本次設(shè)計(jì)的風(fēng)扇葉片模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為,導(dǎo)柱導(dǎo)向,因?yàn)殄F面定位機(jī)構(gòu)導(dǎo)向,其模具的硬度以及精度要求很高,不然,定位會(huì)不準(zhǔn)確,而采用導(dǎo)柱導(dǎo)向不但簡(jiǎn)單而且,加工方便,定位精確。模具的導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu),適用的精度要求較高,生產(chǎn)批量大的模具,當(dāng)對(duì)于小批量生產(chǎn)的簡(jiǎn)單模具,可不采用導(dǎo)套,直接與模具體間隙配合。同時(shí)在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的時(shí)候要注意一下幾點(diǎn)要求：〔1導(dǎo)柱應(yīng)該合理地分布在模具的分型面四周,導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)該有足夠的距離,以保證模具的足夠大的使用強(qiáng)度?！?導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)該比型芯的端面高度要高出6~8mm以免進(jìn)入凹面模的時(shí)候與凹模相碰撞?！?導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)該比模具的開(kāi)模行程要長(zhǎng),不然導(dǎo)柱就會(huì)從模具中滑出。〔4導(dǎo)柱和導(dǎo)套因該有足夠的耐摩度和強(qiáng)度,常采用的是20#低碳鋼參碳處理0.5~0.8mm,淬火48~55HRC,也可采用T8A碳素工具鋼,經(jīng)淬火處理?！?為了使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)套,導(dǎo)柱端部應(yīng)該做成錐形或半球形。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候采用的是錐形到角〔6風(fēng)扇模具導(dǎo)柱設(shè)在定模一側(cè),貫穿定模與動(dòng)模,這樣做有助于塑件脫模,取出塑件?！?一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按H8/f8,導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配和尺寸按H7/k6導(dǎo)套的外徑配合按H7/k6〔８除了動(dòng)模,定模之間沒(méi)有導(dǎo)柱,導(dǎo)套外,一般在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套以保證推出機(jī)構(gòu)能夠正常運(yùn)作。我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)導(dǎo)通道式的導(dǎo)柱,所以這點(diǎn)滿足了要求。7.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)圖７-1導(dǎo)柱導(dǎo)柱是與安裝在另一半模上的導(dǎo)套相配合,用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置,保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓柱形零件。導(dǎo)柱的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種：帶頭導(dǎo)柱〔GB/T4169.4-1984、帶肩導(dǎo)柱〔GB/T4169.5-1984。<1>.該模具采用帶頭導(dǎo)柱,不加油槽。<2>.導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4μm。<3>.導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面,堅(jiān)韌而不易折斷的芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理,硬度為55HRC以上或45#鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火,硬度55HRC以上。該導(dǎo)柱由模架設(shè)定為?30mm7.2導(dǎo)套設(shè)計(jì)導(dǎo)套是與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合,用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置,保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套〔GB/T4169.2-1984、帶頭導(dǎo)套〔GB/T4169.2-1984。圖7-2直導(dǎo)套本套風(fēng)扇模具的設(shè)計(jì)考慮到使用了推料板,其高度只由20mm,所我們不便于使用帶肩導(dǎo)套為了方便,選用的了兩種導(dǎo)套,一種是直導(dǎo)套,另外一種是帶肩導(dǎo)套。圖7-3帶肩導(dǎo)套<1>結(jié)構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套〔Ⅰ型.<2>導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角,導(dǎo)柱孔最好做成通孔,利于排出孔剩余空氣。<3>導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合,表面粗糙度為Ra0.4μm。導(dǎo)套外徑按H7/m6或H7/k6配合鑲?cè)肽０濉?lt;4>導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅〔青銅合金等耐磨材料制造,但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度,這樣可以改善摩擦,以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可靠的脫模,讓固化成型塑件完好地從模具中頂出,取決于脫模機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中,都必須使用塑件從模具型腔中或型芯上脫出,模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu),脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出,取出兩個(gè)動(dòng)作,即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具分離,稱為脫出,然后把其脫出物從模具取出。由于推出機(jī)構(gòu)直接與塑件接觸,所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮許多相關(guān)的因素,本次設(shè)計(jì)的風(fēng)扇模具,得推出機(jī)構(gòu)為頂桿推出,由8根頂桿均勻排列在塑件的壁,使塑件被推出的時(shí)候受力均勻,而不壞使其變形?；驈澢?。總的來(lái)說(shuō)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn)：首先結(jié)構(gòu)要可靠,機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠,靈活,并有足夠的剛度和強(qiáng)度。其次要保證塑件的不變形,不損壞,這一尤其重要,因?yàn)轱L(fēng)扇的外觀形狀要求較高。均勻?qū)ΨQ的外形是其工作穩(wěn)定的先決條件。再者還要保證塑件的外觀完好,葉片雖然在風(fēng)扇固定架部但是作為一種使用的商品。其外觀性能還是非常重要的。最后還要使塑件留在動(dòng)模一側(cè),這樣做可借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)裝置,完成脫模動(dòng)作。8.1制品的推出基本形式：根據(jù)驅(qū)動(dòng)力的方式來(lái)分我們可以把設(shè)計(jì)中所用到的脫模機(jī)構(gòu)分為〔1手動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)：開(kāi)模后利用人工操作推出機(jī)構(gòu)把塑件從模具中取出?！?機(jī)動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)：利用注射機(jī)的開(kāi)模動(dòng)作,使塑件脫離型腔。開(kāi)模時(shí)塑件隨型腔一起運(yùn)動(dòng),達(dá)到一定位置的時(shí)候,脫模機(jī)構(gòu)被注射機(jī)上的頂桿頂住,而不能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)從而分離。風(fēng)扇葉片采用的就是此種脫模方式,這樣做可以減少,模具的零件和成本,且制造也簡(jiǎn)單?！?液壓脫模機(jī)構(gòu)〔4氣動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)8.2塑件的推出機(jī)構(gòu)采用推桿推出,推桿設(shè)置在塑件厚度較高且受力最大的部位,該推桿的形式〔階梯形推桿；推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合；通常推桿裝入模具后,其端面應(yīng)與型腔底面平齊,或高出型腔底面0.05～0.10mm；推桿與推桿固定板,通常采用單邊0.5mm的間隙〔由于該套模具各制品的8根推桿分布比較緊湊,故采用單邊0.25mm的間隙,這樣可以降低加工要求,又能在多推桿的情況下,不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象；推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼,熱處理要求硬度HRC50,工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8。8.3脫模力計(jì)算脫模力是指將塑件從型芯上脫下時(shí)所需克服的阻力,它是設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的重要依據(jù)之一,脫模力是注射塑件通常從動(dòng)模邊的主型芯上分離時(shí)所需要的外力,包括型芯包緊力,真空吸力,粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力。包緊力是指塑件在冷卻固化中,因體積的收縮而產(chǎn)生的對(duì)型芯的包緊。粘附力是脫模的時(shí)候,塑件表面積與模具鋼材表面的吸附。單算法：脫模力由兩大部分組成即：Qe=Qc+Qb式8-1式中Qc——克服塑件對(duì)型芯的包緊脫模力〔NQb——一端封閉殼體需克服的真空力〔N其中Qb=1bar×Ab=0.1MPa×Ab式中的Ab——型芯的橫斷面及〔mm2。在脫模力的計(jì)算中t/dcp<=eq\f<1,20>或λ=eq\f<rcp,t>〉10為薄壁塑件,否則為厚壁塑件dcp型芯的平均直徑。8-1塑件脫模力組成示圖由塑件的設(shè)計(jì)模型可知t=2mm。dcp=<d1+d2+d3>/3=<27.5+21+18/3=22.16mmt/dcp=2/22.16〉eq\f<1,20>λ=11.08/2=5.504<10所塑料風(fēng)扇葉片的型芯相對(duì)塑件來(lái)說(shuō),塑件為厚壁圓筒件。其克服包緊脫模阻力計(jì)算公式為：Qc=eq\f<2πrcpEshKf,〔1+μ+kλcosβ>式8-2式中E——塑料材料的拉伸彈性模量〔N/mm2s—塑料成形平均收縮率,為0.5%t—制品的平均厚度,約為2mmμ—塑料的泊松比一般在0.25～0.5之間,取0.35β—脫模斜度,風(fēng)扇塑件的脫模斜度為40′f—塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù),為0.1h—型芯脫模方向的高度為36mm計(jì)算中,將rcp=eq\f<l+b,π>作為矩形型芯的折算半徑。上式中：Kf為脫模斜度修正系數(shù)。其計(jì)算公式為Kf=eq\f<2fcosβ-sinβ,1+fsinβcosβ>8-3上式中f——塑件與鋼的表面之間的靜摩擦系數(shù)。Pc料為0.1由上式Kf=eq\f<0.1×0.99-0.011,1+0.1×0.011×0.999>=0.1式8-3中的kλ為壁厚件的計(jì)算因子kλ=eq\f<2λ2,cosβ+2λcosβ>8-4由上計(jì)算已經(jīng)知道λ=5.504帶入上式I8-3得kλ=eq\f<2×5.5042,0.999+2×5.504×0.999>=5.02由式8-1 Qe=Qc+QbQb=0.1π×〔d/22≈101.7〔N即得Qe=Qe+Qc=eq\f<2×3.14×5.504×2×103×0.5%×36×0.1,〔1+0.35+5.020.999>+101.7=488.21+101.7=589.91〔N用這種方法計(jì)算的時(shí)候,其特點(diǎn)是,應(yīng)用室溫下的材料性能數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)大都容易獲得,但是它屬于經(jīng)驗(yàn)計(jì)算,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較,除了薄壁圓筒件的脫模力相對(duì)較符合外,其它的情況下脫模具力數(shù)值偏大,這是因?yàn)楣街袥](méi)有考慮到注塑工藝條件和塑件的幾何因素。8.4簡(jiǎn)單的脫模機(jī)構(gòu)風(fēng)扇葉片模具采用推桿機(jī)構(gòu)脫模,推出塑件,推桿是最簡(jiǎn)單,也是最廣泛的脫模機(jī)構(gòu),由于推桿位置設(shè)置有較大的自由度,因而用于推頂箱體異型制品以及塑件局部較大的脫模力的場(chǎng)合。常用推桿為圓形截面,也有半圓和矩形的。圓柱推桿和相配的孔,容易加工到較高的精度。且圓柱推桿已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),更換也方便,但是推桿的作用面積小,塑件表面有凹坑痕跡,使用不當(dāng),會(huì)引起推頂發(fā)白和裂痕。推桿結(jié)構(gòu)推桿機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單,最常用的一種形式,具有制造簡(jiǎn)單,更換方便,推出效果好的特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖8-2推桿機(jī)構(gòu)示意圖推桿有單節(jié)式推桿,除了頭部凸肩供安裝外,全長(zhǎng)直徑為d這種推桿已經(jīng)有從GB4169.1-84標(biāo)準(zhǔn)系列,直徑從1.6mm—32mm長(zhǎng)度為100—1000mm由于我們的型芯比較小所以選擇的推桿工作直徑為2mm底部斷面直徑為4mm推桿的截面形狀：推桿分為普通推桿和成型推桿兩種。前者只是推出塑件只用,其截面形狀一般來(lái)說(shuō)是圓形的,方形及其它形狀。而后者除了推出塑件之外還參與塑件局部成型,即可做成塑件的某部分的形狀?；蜃鲂托尽Ｎ覀?cè)O(shè)計(jì)的推桿,只是上面第一種簡(jiǎn)單的推桿,分別由八根直徑為2mm組成,這樣方便均勻推出塑件,使塑件不變形。外觀完好。還有臺(tái)階式推桿。頂桿切削加工成臺(tái)階,改善了穩(wěn)定性能,最細(xì)的工作段長(zhǎng)度,應(yīng)該等于配合長(zhǎng)度與脫模行程之和再附加5~6mm我們選用臺(tái)階式的推桿,此類推桿直徑圍選擇靈活,對(duì)于中小型模架比較合適,而我們的風(fēng)扇葉片模具考慮到模具的成本和速結(jié)案推出穩(wěn)定性。所以采用了這種類型的推桿,由于推桿的直徑較小,頂部工作直徑才2mm所以要求桿有較高的強(qiáng)度和剛度。推桿材料選用T8A制造。整體淬火或工作段局部淬火HRC50~55,我們采用整體淬火,因?yàn)榫植看慊痣m然淬火效果不錯(cuò)但是難度大。淬火長(zhǎng)度應(yīng)該是配合長(zhǎng)度加上1.5倍脫模行程,以防止與孔咬合。推桿的布置,型芯的外直徑約為55mm所以布置得8根型芯間隔距大致為8mm。8.5復(fù)位桿復(fù)位桿與推桿一樣,是安排在推拌上,使注塑模推出板在推出塑件后,利用凹凸模閉合,使推出板恢復(fù)到初始位置。風(fēng)扇葉片模具的設(shè)計(jì),采用彈簧復(fù)位桿形式,9成型零件的設(shè)計(jì)與加工工藝塑料在成型加工過(guò)程中,用來(lái)填充塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。構(gòu)這個(gè)型腔的零件叫做成形零件,通常包括凹模,凸模,小型芯,,螺紋型芯或型環(huán)等。由于這些成型零件直接與高溫,高壓的塑料熔體接觸,并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦,因此要求它有足夠的強(qiáng)度,剛度,硬度,耐磨性和較低的表面粗糙度。同時(shí)還要考慮零件的加工性及其模具的制造成本。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的計(jì)算,塑料模具型腔在成形過(guò)程中受到熔體的高壓作用,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小,可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形,導(dǎo)致溢料飛邊,降低制品尺寸精度并影響順利脫模。因此,應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚,尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔壁厚和底板厚度。9.1模仁部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模又稱陰模,它是成型塑件的外輪廓的零件,分別有兩種形式一種是整體式的：它是由一整塊金屬材料直接加工而成的,其特點(diǎn)是為非穿通式的模體,強(qiáng)度好,且不容易變形,但是由于加工的困難,故只適合于小型且形狀簡(jiǎn)單的塑件成形。因此也可省去定模座板。還有一種是組合式的凹模。這種凹模又分為整體式的和嵌入式的,我們?cè)O(shè)計(jì)的葉片模具,由于考慮了加工方便所以設(shè)計(jì)了,一個(gè)小型芯。所以本套模具的設(shè)計(jì)才用局部嵌入式的凹模。局部嵌入式的凹模有以下的特點(diǎn)：將形狀復(fù)雜或者易損壞的凹模,以及難以加工的活損壞的部分做成鑲件形式,嵌在型腔上。凹模我們?cè)O(shè)定在定模模仁上,如下圖所示,圖9-1型芯及其的布置情況1—定模仁2—小型芯3—?jiǎng)幽Ｈ?—型芯5—塑件6—水道管由于采取了型芯設(shè)計(jì),動(dòng)模仁和定模仁相應(yīng)的減少了加工難度,動(dòng)模仁頂部為曲面葉片結(jié)構(gòu),中間為通孔,方便加工,模仁部加工兩水道孔,而定模仁也為相應(yīng)的構(gòu)造,總上動(dòng)定兩模仁,其最為復(fù)雜的部分為模仁的工作曲面部分,由于其特殊的曲面關(guān)系,所以加工比較復(fù)雜,一般采用數(shù)控銑,與電火花配合加工成型。圖9-2定模仁圖9-3動(dòng)模仁9.2小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常將成型塑件小孔或槽的小凸模稱為小型芯。一般是單獨(dú)的制造,然后以嵌入的方式固定。風(fēng)扇葉片,考慮到其結(jié)構(gòu)的特殊性,一般來(lái)說(shuō)整體式的型芯結(jié)構(gòu),加工復(fù)雜,成本較高。所以要設(shè)計(jì)成單獨(dú)型芯結(jié)構(gòu)如右圖所示：小型芯的具體尺寸<圖8-2>小型芯采用肩固定于定模仁上,定模仁頂部與定模板壓緊,小型芯得到完全定位影響型芯工作尺寸的主要因素：圖9-4圓柱小型芯首先是塑件的公差,塑件的公差規(guī)定按單向限制,制品的輪廓尺寸公差,一般取負(fù)值,制品腔尺寸公差取正值,若制品上原有的公差標(biāo)注與上不符,因該按以上的規(guī)定轉(zhuǎn)換,而制品的孔中心距尺寸公差對(duì)稱分布計(jì)算原則,即取eq\f<+,->eq\f<Δ,2>其次是模具的制造公差,實(shí)踐表明模具制造公差可取塑件的公差1/3~1/6即δ=〔1/3~1/6Δ而切按成型加工過(guò)程中的增減趨勢(shì),取向取"＋"、"－"符號(hào),型腔尺寸不斷增大,則取"＋"反之則取"－",而一般中心距取"eq\f<+,->eq\f<Δ,2>"還有就是模具的磨損量,對(duì)于一般的中小型塑件,最大的磨損量可取塑件公差的１／６對(duì)于大型的塑件則可取塑件１／６Δ以下。塑件的收縮率也是影響工作尺寸的一個(gè)重要的原因,塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān),通常按比率收縮率計(jì)算ｓ＝eq\f< Ｓｍａｘ＋Ｓｍｉｎ,2>式9-19.3小型芯的尺寸計(jì)算由塑件尺寸得d=?60+0.10h=110+0.20式9-2式中ε—塑料的平均收縮率,聚碳酸酯〔pc的平均收縮率為0.5%x—取值圍為[0.5,0.75],該處均取0.6Δ—制品的尺寸公差δ—模具成形零件制造誤差〔其它誤差忽略模具制造公差取Δ/3取出小型芯的工作部位外圓與高度尺寸為：dm=[d〔1+s+eq\f<3,4>xδ]0-δ/3=[6x<1+0.005>+0.75x0.10]0-0.10/3=6.1650-0.03hm=[h<1+s>+eq\f<2,3>Δ]0-δ/3=[11<1+0.008>+eq\f<2,3>x0.20]0-0.20/3=11.2210-0.079.4小型芯的加工工藝小型芯屬于圓柱軸類零件,考慮工作精度,所以必須采取較好的加工工藝表9-１圓柱小型芯制造工藝過(guò)程序號(hào)工序名稱加工容及其要求加工設(shè)備１２３４５續(xù)表9-1６７８９下料車削車削熱處理鉗工磨削磨削磨削鉗工鋸?15×30mm的Cr12MoV圓鋼坯料在車床上裝夾校正,平端面,打中心孔,掉頭裝夾校正,粗車大頭外圓,至1２mm用三爪卡盤(pán)夾頭裝夾〔?１５ｍｍ大頭外圓粗車小頭外圓至?７ｍｍ再半精車外圓至?6.75淬火低溫回火,表面硬度達(dá)到５０HRC～６５HRC鉗工磨大頭外圓及其倒角精磨小頭外圓?6.75至圖紙要求調(diào)整磨床裝夾工件錐度,磨削脫模斜度,長(zhǎng)度,達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求在平面磨床上裝夾校正,磨削?６端面總長(zhǎng)為２６ｍｍ達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求模具鉗工對(duì)小型芯沿脫模方向進(jìn)行拋光鋸床車床ｃ6136床ｃ6136熱處理爐鉗工夾具M(jìn)Q1350AMQ1350A平面磨床拋光機(jī)１０檢驗(yàn)根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求,對(duì)尺寸以及形狀位置公差進(jìn)行校核檢驗(yàn)9.5圓柱小型芯的車削數(shù)控程序設(shè)計(jì)車床系統(tǒng)和坯料,工件裝夾和刀具布置車床：數(shù)控系統(tǒng)FANUC-0的普通數(shù)控車床坯料為?15×30mm工件的裝夾方法圖9.-3數(shù)控加工坐標(biāo)及刀具布置刀具的選擇：根據(jù)加工的要求我們選擇01號(hào)刀為外圓右偏刀,02號(hào)刀為切斷刀切削量的確定粗車：主軸轉(zhuǎn)速為s=1000r/min進(jìn)給量f=0.3mm/r半精車主軸轉(zhuǎn)速為s=1400r/min進(jìn)給量f=0.2mm/r編制加工程序[見(jiàn)附錄A]9.6中間圓柱型芯制造工藝此圓柱型芯結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,有三個(gè)臺(tái)階圓柱組成,其上游四個(gè)肋板槽,頂部有四個(gè)腰型凸起,以及貫穿型芯的八個(gè)通孔。圖9-4圓柱型芯圓柱型芯制造工藝過(guò)程,由于零件較大所以采用原料鋸斷。精度為f級(jí)表9-2加工工藝過(guò)程序號(hào)名稱加工容及說(shuō)明采用設(shè)備1下料下料Cr12MoV?60x42mm考慮大部分損耗。鋸床2熱處理退火熱處理爐3車削在車床上裝夾校正,平端面打中心孔,掉頭裝夾校正,粗車外圓及平端面,保證總長(zhǎng)在39mm外圓直徑在?58mm之車床c61364車削用拔盤(pán)夾頭裝夾,粗車階梯軸外圓分別至。?36.75?40.75?55.75且保證同軸度。車床c61365鉗工坯料去毛刺6銑削在數(shù)控機(jī)床上對(duì)每個(gè)加工部分,分流到進(jìn)行編程。保證上端面與下端面平行放置,銑削頂部腰型臺(tái)肩,銑削外半徑分別為?20,?26圓角部分為R2,高度為2mm,直至圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。數(shù)控銑床7鉆削鉆中心孔?10x10鉆床8鉆削鉆8x?20.0100的推桿推料孔鉆床續(xù)表9-29銑削在數(shù)控機(jī)床上對(duì)每個(gè)加工部分,分流到進(jìn)行編程。銑削頂面四個(gè)肋板槽,肋板槽底部為R30的弧段。數(shù)控銑床10銑削銑削頂部外圓倒角R2以及肋板各圓角數(shù)控銑床11鉗工修磨定位