风扇叶注塑模具设计Word文档格式.docx

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专业班级

机械模具BK311101

设计（论文）题目

风扇叶片注塑模具设计

接受任务日期

2013年12月18日

完成任务日期

2014年4月25日

指导教师（签名）

王新

指导教师单位

重庆科创职业学院

设计（论文）内容目标

设计一套用于电风扇叶片的注塑模具设计。

实现品种多样化；

生产过程多样化；

生产能力复杂化

目标：

自行设计或选择某种品牌电风扇叶片做设计对象，测绘并选择合适材料；

要求完成不少于总量3张0号图纸的装配图和零件图纸

通过本课题的设计，培养学生对注塑模具设计的综合能力，培养对CAD、PROE等画图软件和专业知识的综合利用能力。

设计（论文）要求

（1）电风扇叶片造型设计；

（2）电风扇注塑模具成型系统结构设计；

（3）电风扇注塑模具导向系统结构设计；

（4）电风扇注塑模具冷却系统结构设计；

（5）电风扇注塑模具脱模系统结构设计。

参考资料

（1）《塑料转叶零件模具设计与制造》蔡于红主编中国电力出版社

（2）《塑料成型工艺与模具设计》屈华昌编高等教育出版社

（3）《冷冲压与塑料成型工艺与模具设计》翁其金编机械工业出版社

注：

此表由指导教师填写后发给学生，学生按此表要求开展毕业设计（论文）工作。

摘要

本论文阐述一套用于生产风扇叶片的注塑模具设计，给定参数：

风扇直径30CM，风扇功率45W来进行设计。

设计时首先设计出塑件模型，然后选择合适的材料，接下来再进行模具设计（此次设计应用Pro/E野火4.0版设计）。

包括设计模具的成型系统、浇注系统、冷却系统、导向系统、脱模系统等。

设计的重点在于成型系统和浇注系统与脱模系统，而成型系统的重点在于分型面的设计，它决定了型芯和型腔结构以及模具的质量。

因为扇叶塑件比较特殊，叶片的厚度较薄，所以浇注系统浇口和主分流道的选择显得尤为重要。

关键词：

风扇叶片；

注塑模具；

Pro/E设计；

分型面；

成型系统；

浇注系统

LEAFBLADEFANINJECTIONMOULDDESIGN

ABSTRACT

Thispaperneedtodesignasetofinjectionmoldsfortheproductionoffanblade.Givenparameters:

fandiameter30CM,fanpower45W.Firstlythedesignationshoulddesignplasticmodel,andthenselecttheappropriatematerials,thenyoucandesignthemouldsystem.Thesystemincludesmoldingsystem,pouringsystem,coolingsystems,guidancesystems,moldreleasesystemandsoon.Theimportancearemoldingsystemandpouringsystem.Theimportanceofthemoldingsystemisdesigningpartingsurface,itinfluentCoreandcavitystructureandthequalityofthemold;

Asthebladeisverythin,thedesignationofpouringsystemismoreimportant.

Ofcourse,IntroducedinstitutionsandStrippinginstitutionsmustalsobecarefullydesigned.Themoldinginstitutionslikebladesmustbeevenbyforce,otherwisethebladeiseasilydeformedanddistorted.Atlast,chooseastandardmoldbasetoformacompletesetofmolds.Butduringthedesignprocess,youmustdovarioussimulationtoavoidingproblemsintheproductionprocess!

Keywords：

fanblades;

partingsurface;

Pro/E;

injectionmouldformingsystem;

gatesystem

第一章绪论

1.1研究的意义

随着我国制造业的国际地位的不断提高,模具工业获得了飞速的发展,模具的需求量也成倍增加,其生产周期愈来愈短。

而模具生产是多品种小批量生产,乃至单件生产。

其特点为:

品种多样化；

生产能力复杂化。

为解决这一问题,首先要普及CAD技术,利用现代的CAD/CAM/CAE技术,才是经济、快捷的模具开发设计制造手段,也是其今后的发展方向。

1.2设计的任务和要求

主要任务为设计一套风扇模具，根据给出的题目参数要求，先设计产品造型，再选择材料，然后设计模具系统。

大致流程如下：

（1）家用电风扇叶片造型设计；

（2）工艺分析及电风扇叶片材料选择；

（3）电风扇叶片三维CAD造型设计；

（4）电风扇注塑模具成型系统结构设计；

（5）电风扇注塑模具导向系统结构设计；

（6）电风扇注塑模具冷却系统结构设计；

（7）电风扇注塑模具脱模系统结构设计。

上面几步中，成型系统与浇注系统的设计最为关键。

第二步，工艺分析也是必不可少的。

第二章风扇造型和材料选择

2.1风扇造型

根据题目要求：

设计一套用于加工家用电风扇叶片的注塑模具。

1.自行设计或选择某种品牌电风扇叶片做设计对象，测绘并选择合适材料；

2.电风扇叶片三维CAD造型；

3.电风扇叶片注塑模具设计：

包括成型系统、导向系统、冷却系统和脱模系统的结构设计；

要求完成不少于总量3张0号图纸的装配图和零件图纸。

设计参数：

风扇直径30CM，风扇功率45W。

在指导老师的帮助建议下，选择用Pro/E软件进行风扇叶片造型以及后续模具设计一系列设计工作。

下图零件在Pro/E“零件”模块下完成整体设计。

图2-1风扇造型

图中风扇各参数如下：

轮毂直径d=80mm；

叶片圆角R1=40mm；

叶片圆角R2=30mm；

叶片厚度=1；

轮毂中间螺钉孔直径d=2.5（后期加工）；

要求塑件防有转角处都要以圆角（圆弧）过渡，因尖角容易应力集中。

塑件有圆角，有利于塑料的流动充模及塑件的顶出，塑件的外观好，有利于模具的强度及寿命。

所以在轮毂上部做R=8mm的圆角[3]；

轮毂的高度无特殊要求，自行设定高度h=30mm；

由于考虑到后期生产，需要设置一定的拔模斜度，设定结果如图2.2设定后使轮毂曲面成一斜度,即下表面直径略大于上表面直径。

图2-2拔模斜度

2.2材料选择

风扇为人们日常生活常用品,需要大批量进行生产。

又与人们紧密接触，所以必须是无毒害材料，有考虑到无很高的强度要求，收缩率等给方面也无特殊要求，故最后决定选择ABS材料进行注塑生产。

ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽[4]。

ABS尚具有良好的配混性，可与多种树脂配混成合金（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应用领域，ABS若与MMA掺混可制成透明ABS，透光率可达80%。

相比较其他的AS、PA等材料ABS材料具有明显的优势。

选定ABS材料后，还需选择合适的型号，不同型号间存在一定的差别，根据市场与塑件所需性能，选用余姚中发生产的FR765型。

第三章工艺分析

3.1总体分析

（1）叶片最大直径为300mm,轮毂高度为30mm。

（2）根据前面得到分析结果，塑件采用ABS材料，收缩率为0.4%-0.6%，一般取中间值0.5%，流动性好，排气要求高，否则容易产生熔接痕、气泡，影响塑件强度。

（3）叶片侧面并无测孔，所以不需要做侧抽芯。

（4）塑件有中间轮毂和3个叶片组成，面积较大，且考虑叶片较薄，精度要求高，故采用一模一腔。

（5）生产上要明确塑件的体积，应用Pro/E输入材料密度分析得到此塑件的体积为1.2333422e+05mm3。

3.2拔模检测

塑件冷却时因收缩会包紧型芯或型腔的凸起部分，为保证塑件最终能顺利从型腔中脱出，故一般要设定一定的脱模斜度。

设置脱模斜度需注意

（1）斜度不能太大，应使塑件整体无太大变化；

（2）斜度方向：

如果方向设置反了，则塑件一定不能脱模。

综上各因素考虑：

有必要对塑件进行彻底的拔模检测。

用Pro/E检测结果如下图3-1，检测时，注意拔模方向设定与检测对象选择。

图3-1拔模检测

3.3厚度检测

任何塑料制品都需要一定的壁厚。

厚度既不能太薄，不能保证足够大强度，也不能太厚，应力过大，容易产生气泡，成型时间也会加长。

产品的各分部的厚度也应保持均匀，不能有突变，否则会产生缺水现象。

同样Pro/E自带了厚度检测功能，为确保避免以上问题，故作厚度检测如图3-2所示。

图3-2厚度检测

设定允许的最大厚度与最小厚度，然后选择两个点，连接这两个点应能贯穿整个零件，设定检测偏距，预览可见右边检测结果：

是否超过规定厚度，图中均显示否，即厚度满足要求。

3.4浇口分析

浇口是指塑料熔体从分流道进入型腔的一段通道，其尺寸狭小且短，目的是使塑料熔体进入型腔前产生加速度，便于充满型腔，且有利于封闭型腔口，防止熔体倒流。

浇口位置并不能任意选择，首先应位于塑件背面，其次浇口设置应能保证塑料熔体能快速充满型腔，并保证足够的注塑压力，以上各种需求，Pro/E均能智能分析并给出分析结果。

对风扇叶片浇口分析结果如下：

右边参照栏从红色逐渐过渡到蓝色，即从最差到最好效果过渡。

由图可见，叶片浇口位置越靠近中间轴，效果越佳，又考虑塑件表面美观，所以将浇口设置在背面靠近中心处。

但还不能确定浇口数量。

先选定一个浇口，并把位置设置在靠中心5mm处，用塑料顾问进行模拟填充过程。

自动分析结果如图：

叶片的每一个点均显示为绿色，即表明填充可行，且质量为高标志。

所以采用单个浇口即可。

图3-3为浇口位置分析图3-4为模拟注塑结果图。

图3-3浇口分析

图3-4模拟注塑

第四章成型系统设计

做完了上述一系列前期工作之后，现在正式开始进入模具设计版块，即分模阶段。

将现有的风扇叶片3D造型通过Pro/E模具设计版块，制作出整套模具的成型系统与浇注、冷却系统。

4.1装配参照模型

进入Pro/E模具设计版块的第一步，就是要明确是为什么塑件设计整套模具，故需要调入先前制作的风扇叶片造型。

并调整塑件坐标中心和模具设计坐标中心重合，同时还应确认拔模方向。

使图中拔模方向pulldirection和实际设计的拔模方向保持一致，调入后经调整结果如图4-1所示。

4.2设置收缩率

塑料从注塑机到型腔再到