風扇葉片注射模具設計論文機械本科-資料下載頁

　　

【正文】 這樣可以改善磨擦，以防止導柱或導套拉毛。(3) 導套的精度與配合一般A型用二級精度過度配合，B型用二級精度靜配合。(4) 光潔度配合部分光潔度要求七級。導套的選擇應根據模板的厚度來確定，材料為T8A，硬度HRC50~55，~，淬硬到HRC56~。 導柱與導套的配合 由于模具的結構不同，選用的導柱和導套的結構也不同，本設計采用A型導柱的A型導套的配合，結構簡圖如圖5－2所示:圖52導柱導套配合簡圖 導柱布置根據模具的形狀的大小，在模具的空閑位置開設導柱孔和導套孔，常見的導柱有2至4根不等，其布置原則必須保證定模只能按一個方向合模，此設計常用四根相同的導柱布置在動模固定板的四角。 塑件脫模的機構設計在注射成型的每一循環中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機構稱為脫模機構或頂出機。 脫模機構的組成脫模機構由頂桿、頂桿固定板、頂出板、回程桿、勾料桿、回程彈簧組成，其中，勾料桿的作用是勾出澆注系統冷料，使其隨同塑件一起留在動模一側，頂桿用來頂制品，頂出固定板，用來固定頂桿，回程桿，利用回程彈簧起復位導向作用。 推出機構的設計原則a、塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結構簡單。b、防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑料收縮時包緊型芯，因此推車力作用點應盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大的部位，作用面積也應盡課能大一些，以防塑件變形或損壞。c、力求良好的塑件外觀，在選擇頂處位置時，應盡量設在塑件內部或對塑件外觀影響不大的部位。在采用推桿脫模時尤其要注意這個問題。d、結構合理可靠，脫模機構應工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易且具有足夠的剛度和強度。 脫模機構的分類脫模機構可按動力來源分類也可按模具結構分類a、按動力來源分類。分為手動脫模、機支脫模、液壓脫模、氣動脫模，本設計采用液壓脫模。即在注射機上設有專用的頂出油缸，并開模到一定距離后，活塞的動作實現脫模。b、按模具結構分類。分為簡單脫模機構、雙脫模機構、順序脫模機構、二級脫模機構、澆注系統脫模機構等。本設計采用的頂出機構是頂桿頂出機構。頂桿的機構特點：頂桿加工簡單，更換方便，脫模效果好，頂桿設計的注意事項：a、頂出位置頂桿的頂出位置應設在脫模阻力大的地方，頂桿不宜設在塑作最薄的處，以免塑件變形或損壞，當結構需要頂在薄壁處時，可增在頂出面積，來改善塑件受力狀況。此時，一般采用頂出盤頂出，此設計的頂桿放置在產品的中央。頂桿直徑不宜過細，應有足夠的剛度承受頂出力，當結構限制頂出面積較小是，為了避免細長桿變形，可設計成階梯形頂桿。~1mm，否則，會影響塑件使用。d、數量不保證塑件質量，能夠順利脫模的情況下，頂桿的數量不宜過多。當塑件不許可有頂出痕跡，可用頂出耳的形式脫模后將頂出耳剪掉。脫模機構的確定由于制品分型面的確定，頂出機構對制品的頂出位置往往受到不同程度的限制。對于塑料風葉模具，若頂出位置選擇在三片葉子上，則在頂出過程中，葉片必然受力變形，甚至會使葉片根部開裂，不能保證葉片的形狀精度和尺寸精度，而且葉片上留下頂痕，影響外觀。模具開啟后風葉留在動模方，是風葉葉身緊緊抱住型芯的結果，即抱緊力主要集中在型芯外表面。因此，設計四個偏頭頂桿均布在葉身下端面，且在中心設置了一根中心推桿，這實際上是借助了嵌件推出。這樣有利于風葉在頂出時的受力，防止葉片變形，且頂出痕跡不會影響風葉外觀。為保證頂出機構的運動平穩，頂桿受力均勻和復位，在頂出機構設置了導向、復位機構。 開模力和脫模力計算、推桿數目與直徑的計算脫模力Qe由兩部分組成，即Qe = Qc + Qb式中Qc制品對型芯的包緊的脫模阻力（N）Qb使封閉殼體脫模須克服的真空吸力（N） Qb=。，Ab為型芯的橫截面面積（）在脫模力計算中，將=的制品視為薄壁制品。反之視為厚壁制品。如圖所示，t為制品壁厚（mm）為型芯的平均半徑（mm）。制品對型芯包緊的脫模阻力計算公式分別如下所列：圖53脫模力的組成薄壁圓筒制品厚壁圓筒制品薄壁矩形制品厚壁矩形制品式中 E塑件的拉伸彈性模量（Mpa） 塑件的平均成型收縮率塑件的泊松比型芯的脫模斜度 型芯脫模方向高度、矩形型芯斷面的兩邊長度脫模斜度修正系數，其計算式為式中 f—制品與鋼材表面之間的靜摩擦系數厚壁制品的計算系數，其計算式為比例系數，型芯的平均半徑(mm)，對于矩形型芯t—制品厚度(mm)由以上公式結合塑件結構得mm 。 t=3mm。 h=23mm。 。查表得Mpa。 。 f=。 。 故即為厚壁圓筒制品 N =推桿直徑的校核推出零件在推出制品時要承受脫模力， 因而其尺寸應當進行校核。推桿推出制品或推頂推板時應有足夠的穩定性，其受力狀態可簡化為一端固定，一端鉸支的壓桿穩定性模型。根據壓桿穩定性公式推導，推桿直徑計算公式為此模具的推桿直徑設計成和嵌件的直徑等。即d=12mm。推桿直徑確定后，還要進行強度校核式中：d—推桿直徑 k安全系數，通常k=～2 l—推桿長度（mm） 脫模力 E—推桿材料的彈性模量（MPa） n—推桿根數 推桿所受的壓力（MPa） 推桿材料的屈服強度（Mpa）將數據代如上式得：頂桿的材料多用鋼4TT10，頂桿頭部要火處理達HRC50以上，光潔度7級以上。 本次設計選用了T8鋼。6 分型面的設計分開模具取出塑件的面稱為分型面。注射模有一個分型面或多個分型面，分型面的位置，一般垂直于開模方向。分型面的形狀有平面和曲面等，但也有將分型面作傾斜的平面或彎折面以及曲面，這樣的分型面雖加工難，但型腔制造和制品脫模較易。有合模對中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。 選擇分型面基本原則：分型面應選在塑件外形最大輪廓處。當已經初步確定塑件的分型方向后分型面應選在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向塑件的截面積最大，否則塑件無法從形腔中脫出。確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊，當制件的壁相當厚但內孔較小時，則對型芯的包緊力很少常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內。這時可將型芯和凹模的主要部分都設在動模邊，利用頂管脫模，當制件的孔內有管件（無螺紋連接）的金屬嵌中時，則不會對型芯產生包緊力。保證制件的精度和外觀要求與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內孔，為保證其精度，應盡可能設置在同一半模具腔內。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉角處。分型面應使模具分割成便于加工的部件，以減少機械加工的困難。不妨礙制品脫模和抽芯。在安排制件在型腔中的方位時，要盡量避免與開模運動相垂直方向的避側凹或側孔。有利于澆注系統的合理處置。盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。 風扇分型面的選擇:由于葉片形狀復雜，且要保證同軸度，若采用單一形式的分型面，則難以滿足要求。本設計選擇葉片曲面與葉體上部階梯端面的組合體為分型面，如圖所示，圖中用粗實線示出。圖6－1風扇分型面其特點是：葉片由上下凹凸配合的兩個葉片成型塊組合獲得，便于葉片成型塊空間曲面的加工，保證葉片精度。在成型時，葉身可抱緊在成型芯上，使風葉保留在動模一方，便于風葉脫模和頂出。風葉上裝配軸的由型芯成型，從加工和模具結構上保證其同軸度。分型面所留下的痕跡不在風葉表面，不影響風葉外觀。不需要增設抽芯機構，使模具結構簡化。可利用分型面進行排氣，不必增設排氣槽，有利于模塑時料的流動，提高制品質量。便于頂出機構的設置。7 排氣和冷卻系統設計 排氣系統設計在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發而形成的水蒸汽，塑料局部分解產生的低分子揮發氣體，塑料助劑揮發（或化學反應）所產生的氣體以及熱固性塑料交聯硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮而產生的高溫灼傷制件，使之產生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。通常，選擇排氣槽的開設位置時，應遵循以下原則：1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發生工傷事故；2）最好開設在分型面上，如果產生飛邊易隨塑件脫出；3）最好設在凹模上，以便于模具加工和清模方便；4）開設在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；5）開設在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕；6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時，可在型腔相應部位鑲嵌燒結的多孔金屬塊，以供排氣；7）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設在澆口附近，可使氣體連續排出； 冷卻系統設計 溫度調節在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內應力增大，出現冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節水的流量就可以調節模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。PS推薦的成型溫度為170~280℃，模具溫度為20~70℃ 。 溫度調節對塑件質量的影響1）采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率；2）模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形3）對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態；溫度對塑件質量的影響有相互矛盾的地方，設計時要根據材料特性和使用要求偏重于主要要求。 對溫度調節的要求1）根據塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式；2）希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產率和提高塑件質量；3）采用低的模溫，快速，大流量通常水冷卻效果一般比較好；4）溫度調節系統應盡可能做到結構簡單，加工容易，成本低廉；從成型溫度和使用要求看，需要對該模具進行冷卻，以提高生產率。 冷卻系統設計原則1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；2）冷卻水孔的數量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好；3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經驗表明，~，~。最小不要小于10。4）澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳；5）應降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過5℃6）冷卻水的開設方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設水孔。7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機構發生干涉。 冷卻的計算塑件注射模具工作時必須將模具溫度控制在一定范圍內。為使模具保持一定溫度，在單位時間內所須排除的總熱量可近似按下式計算：式中Q―――單位時間內出去的總熱量（J／min）；n―――每小時的注射次數；m―――每次注入磨具的塑件質量（包括澆注系統）（kg）。―――塑件成型時放出的熱熔量（塑件從熔融狀態時時的溫度到脫模溫度）（J/kg），△h值可查表；為滿足注射模具冷卻需要，在單位時間內所需冷卻水量可按下式計算：式中V―――單位時間所需冷卻水的體積（）；ρ―――冷卻水的密度（在使用溫度時）（）；―――冷卻水的比熱容（J/）。―――冷卻水出口溫度（K）。―――冷卻水進口溫度（K）。查表△h＝。將數據代如上式得：Q＝400J／min.V=.因此，選擇冷卻通道孔徑為6mm.因輪轂處塑料較多，因此冷卻水道布置在定模固定板上。8 模具總體設計 塑料風扇的注射模具結構簡圖如下所示：圖81塑料風扇模具結構簡圖定模座板 螺釘 銷 螺釘墊板 支承板 動模固定板 定模固定板定模板螺釘1葉片成型塊1定位圈1螺釘1澆口套1水嘴襯套1嵌件1型芯1葉片成型塊1導套導柱2推桿2推桿 2推桿固定板2復位桿2推板開模動作：首先動模和定模分開，即在動模一側的葉片成型塊（11）、澆口套（14）和動模一側的葉片成型塊（18）、型芯（17）分開。然后推板（25）推動推桿（222），推桿推出塑件。合模時由導柱（20）導向，由復位桿（24）復位。 結論本設計首先說明了塑料工業的重要地位和當今注塑模具的現狀，隨著經濟的發展，塑料工業將繼續呈現蓬勃發展之勢。其次介紹了注塑件的一般設計原則，對塑件的特征如倒圓角、加強筋等做了說明，從實際來看，幾乎所有的注塑件都遵循這些原則。在做好注塑成型的準備工作之后，接著介紹了模具設計的內容，冷流道注塑模具無外乎包括四大系統：澆注系統、溫度調節系統、頂出系統和機構系統（其實也可以歸為頂出系統，該系統如斜導柱