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本科畢業(yè)設(shè)計（論文）
文獻綜述
題 目
電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計
學(xué) 院
機電工程學(xué)院
?！I(yè)
機械工程及自動化
班 級
05機自本一
學(xué) 號
0515005112
學(xué)生姓名
余云鵬
指導(dǎo)教師
姜銳
溫州大學(xué)教務(wù)處制
電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計文獻綜述
前言：
模具是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定的方式使材料成形為制品的工具產(chǎn)品，是工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備。塑料是一種可塑成形的材料，它是以高分子聚合物為主要成分的混合物，在加熱、加壓等條件下具有可塑性，在常溫下為柔軟的固體。注射過程一般包括充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。注射模一般由①成形部分②澆注系統(tǒng)③導(dǎo)向部件④推出機構(gòu)⑤排氣槽⑥抽芯機構(gòu)⑦標準模架等幾個基本組成部分。
主題：
模具制造是制造業(yè)的根基，在輕工、電子、機械、通訊、交通、汽車、軍工等部門中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。塑料模具占模具總量的40%左右。近年來, 我國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達到50t以上的注塑模,精密塑料模具的精度已達到2μm,制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn),多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模;高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度高達6m/min以上的塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。
在我們的生活中隨處可以看到電扇，食堂、教室、辦公室等。一個電扇需要兩個上蓋，可想而知其需求量是非常大的。在家用電器中，電風(fēng)扇上蓋的圓筒狀外形，并且在上部還有一沉孔，又有四個加強筋，因此其結(jié)構(gòu)是非常典型的，在日常生活中，我們使用的茶杯，臺燈外殼，各種家電產(chǎn)品的外殼等等。所用材料為聚丙烯（PP）在生活中也是常用的，因此對于這種典型注塑制件的模具設(shè)計是非常有必要的。
電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具的成形部分主要是型腔部分，型腔在設(shè)計過程中主要考慮其制造工藝性，在現(xiàn)階段，模具的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的加工方法制造似乎顯得力不從心，隨著各種先進的加工方法，像電火花加工，電化學(xué)加工，超聲波加工，電子束和離子束加工，激光加工，高速切削等技術(shù)的逐步成熟，型腔的加工手段也越來越多。典型的高速加工機床，如德國的OPS-INGERSOLL公司的OPS550型五軸高速加工中心，日本MAZAK的VARIAXIS 500-5X Ⅱ五軸聯(lián)動加工中心等。
注塑模模具設(shè)計中，澆口位置是一個關(guān)鍵的設(shè)計變量。制件的質(zhì)量好壞很大程度上取決于澆口位置，一個不正確的澆口位置將會導(dǎo)致過壓、高剪切率、很差的熔接線性質(zhì)和翹曲等一系列缺陷。澆口位置對熔體流動前沿的形狀和保壓壓力的效果都起著決定性的作用，因此也決定了注塑制品的強度和其它性能。對于影響確定澆口位置的因素來說，包括制品的形狀、大小、壁厚、尺寸精度、外觀質(zhì)量及力學(xué)性能等。此外，還應(yīng)考慮澆口的加工、脫模及清除澆口的難易程度。正確的澆口位置可以避免出現(xiàn)那些可以預(yù)見的問題。常用的澆口形式有①直澆口②側(cè)澆口③扇形澆口④薄片澆口⑤護耳澆口⑥點澆口⑦潛伏式澆口等，當(dāng)然也有將這些基本的澆口形式改進的，如“香蕉型”潛伏式澆口，“香蕉型”潛伏式澆口是注塑模澆注系統(tǒng)中曲線型潛伏式澆口的一種特殊的形式，因其曲線形狀似“香蕉”，故稱之為“香蕉型”潛伏式澆口。點澆口是塑料注塑模具中常用的結(jié)構(gòu)形式，塑件澆口痕跡小，脫模時能自動切斷澆注系統(tǒng)凝料。
熱流道技術(shù)的成熟，應(yīng)用在模具中也越來越多，其優(yōu)點①澆道內(nèi)的壓力損失?、谀＞叩睦鋮s僅為塑料件的冷卻時間，比一般注射的冷卻時間短，生產(chǎn)效率高③無澆道冷凝料，提高了物料的利用率④熱澆道全為自動切斷澆口，可以提高自動化程度，可以做到無人管理的自動操作⑤熱澆道元件及組件均為標準件，可以直接購買安裝使用，減少模具加工時間。熱流道的功能是恒溫地將塑料熔體均勻地送達每個澆口，以確保從注射點到每個模腔熔流長度和流道尺寸相等和各個模腔充填均衡，熱流道板的結(jié)構(gòu)形式則由注塑模具上的模腔分布情況、注嘴排列及澆口位置來決定。溫控系統(tǒng)則是利用熱電偶來控制熱流道系統(tǒng)的各個位置加熱器的溫度，確使塑料保持工藝要求的熔融狀態(tài)。D-M-E公司的Polivalve熱流道系統(tǒng)，易于進行同步或順序注射.生產(chǎn)特殊、復(fù)雜或難允模結(jié)構(gòu)或變體積的產(chǎn)品。加工商還可以利用該系統(tǒng)模塑形狀和規(guī)格小同的多個部件。無論是小型零件還是大型零件都是一次成型。此外.Polivalve系統(tǒng)配置有無體噴嘴.非常適川于對表而質(zhì)量要求高、無澆口痕跡的產(chǎn)品.由于省去了后序的修整工序可降低整體生產(chǎn)成本。
電風(fēng)扇上蓋中只有一個型芯需要用到側(cè)向抽芯機構(gòu)，即蓋頂上的沉孔。其側(cè)向抽芯機構(gòu)按動力源可分為手動、氣動、液壓和機動四種類型。機動側(cè)向抽芯可分為斜導(dǎo)柱、寫到槽、斜滑塊以及齒輪齒條等許多不同的結(jié)構(gòu)形式。機動抽芯利用注射機的開模力，通過傳動機構(gòu)改變運動方向，將側(cè)向的活動型芯抽出。機動抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但抽芯不需人工操作，抽拔力大，具有靈活、方便、生產(chǎn)效率高、容易實現(xiàn)全自動操作、無需另外添置設(shè)備等優(yōu)點，在生產(chǎn)中被廣泛的采用。
總結(jié)：
沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品，是制造業(yè)的一個共識。作為制造業(yè)的重要基礎(chǔ)性工藝設(shè)備，模具技術(shù)被認為是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。但我國模具水平與國外模具水平的差距依然不容小覷，必須認清我國現(xiàn)階段模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題，加快模具產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，注重產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進性，創(chuàng)新性，努力向發(fā)達國家學(xué)習(xí)。
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[12]吳生緒主編．《塑料成形模具設(shè)計手冊》[M]，機械工業(yè)出版社2008年
電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計
摘要：塑料注塑成型可以制作大量具有高精度和復(fù)雜型腔形狀的制件。通過用注塑模 CAE軟件 MOLDFLOW對塑件進行模流分析，選擇聚丙烯的成型工藝參數(shù) ，設(shè)計了一模一腔的注射模具。按聚丙烯的平均收縮率設(shè)計計算模具成型尺寸。分析了電風(fēng)扇上蓋的結(jié)構(gòu)工藝特點,介紹了電風(fēng)扇上蓋注射模結(jié)構(gòu)及模具的工作過程, 介紹了模具設(shè)計方案、工作原理, 闡述了成型部件、澆注系統(tǒng)凝料雙層結(jié)構(gòu)、頂出機構(gòu)的設(shè)計特點。同時介紹了成型零件的加工制造的過程。
關(guān)鍵字：注塑模；MOLDFLOW分析；制造
Design Of Injection Mould For Cover Of Fan
Abstract ：The plastic injection molding is known to be the most effective process for producing discrete plastic parts of complex shape to the highest precision at a low cost.An injection die with a mold cavity was designed though using the injection mold CAE software MOLDFLOW to simulate plastic flow and choosing the molding parameters of polypropylene. The molding size was designed according to the average shrinkage ratio of polypropylene.Analyzing on the structural character of cover of fan, the structure of injection mold and the mold working process are introduced. The design specialities of molding parts，the double deck structure of concretionary plastic for the gating system and the ejection mechanism were presented as well.Meanwhile,manufacturing of the molding size were introduced.
Keyword：Injection mould;Analyzing of MOLDFLOW;Manufacturing
目 錄
中文摘要
英文摘要
1 塑料的工藝性分析……………………………………………………… 4
1.1 塑件的原材料分析……………………………………………… 4
1.2 塑件的尺寸精度分析…………………………………………… 4
1.3 塑件的表面質(zhì)量分析…………………………………………… 4
1.4 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析………………………………………… 4
2 注塑過程的分析及確定成型設(shè)備選擇………………………………… 5
2.1 注塑過程的分析………………………………………………… 5
2.2 選用注塑機……………………………………………………… 7
3 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………… 8
3.1 分型面的選擇…………………………………………………… 8
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………… 9
3.2.1 主流道設(shè)計……………………………………………… 10
3.2.2 分流道的設(shè)計…………………………………………… 11
3.2.3 澆口設(shè)計………………………………………………… 11
3.3 成型零件的設(shè)計……………………………………………… 11
3.3.1 凹模、凸模和型芯的基本尺寸的確定………………… 12
3.3.2 凹模壁厚確定…………………………………………… 13
3.3.3 底板厚度確定…………………………………………… 14
3.3.4 成型零件的位置布置及其三維造型…………………… 15
3.4 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計………………………………………………… 18
3.5 推出部分的設(shè)計………………………………………………… 18
3.5.1 脫模力的計算…………………………………………… 18
3.5.2 推件板的厚度計算……………………………………… 19
3.6 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計………………………………… 19
3.7 冷卻部分的設(shè)計………………………………………………… 21
3.8 標準模架的選用………………………………………………… 22
3.9 注塑機的校核…………………………………………………… 22
4 標準零件的加工圖和非標準零件的加工工藝規(guī)劃…………………… 22
5 小結(jié)……………………………………………………………………… 26
參考文獻…………………………………………………………………… 26
1 塑料的工藝性分析
1.1 塑件的原材料分析
塑料的品種：PP（聚丙烯）。結(jié)晶材料，吸濕性小，流動性極好，溢邊值為0.03mm左右；成形收縮率大，易產(chǎn)生縮孔、凹痕及變形；熱容量大，成形模具必須設(shè)置能充分進行冷卻的調(diào)溫系統(tǒng)；它成形的適宜模具溫度為80℃左右，不可低于50℃。否則，會造成塑料件表面光澤度差或者產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過高會產(chǎn)生翹曲變形。主要用于汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機門襯墊、干燥機通風(fēng)管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機和噴水器等）。
1.2 塑件的尺寸精度分析
影響塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收縮和模具的制造誤差。查得PP的收縮率為1.0%～2.5%,分析時都采用S=1.75%。由于對于制品的精度無特殊要求，根據(jù)GB/T14486-1993規(guī)定，參照下表的收縮特性和選用的公差等級表，可得到制件的公差等級為MT6。
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