电风扇前罩注塑模具设计
1 前言    1
2 总体方案设计    3
2.1 总体方案论证    3
2.2热塑性塑料注塑成型工艺性分析    3
2.3设计要点    3
2.4 塑件的测绘    4
2.5 塑件的三维造型    6
电风扇不转原因及维修方法2.6 塑件的工艺分析    7
2.6.1塑件的材料分析    7
2.6.2塑件尺寸精度的选择    7
2.6.3塑件的结构工艺性分析    8
2.7脱模斜度的确定    8
3总体结构设计说明    9
3.1注塑机的选择    9
3.2注塑机的校验    9
3.3型腔数目的确定    10
3.4塑件收缩率的计算    10
3.5模具型腔工作尺寸计算    10
3.6模具型芯工作尺寸计算    11
3.7螺纹型芯工作尺寸计算    11
3.8分型面的设计    11
3.9 浇注系统设计    12
3.10冷却系统设计    14
3.10.1冷却系统的设计原则    14
3.10.2模具的冷却水道直径计算    15
3.11脱模机构设计    16
3.12导向机构设计    17
3.13排气系统设计    17
3.14侧抽芯机构设计    17
3.15模具材料的选择    19
3.16模板尺寸的确定    19
3.17绘制模具总体装配图    19
4模具零件的工艺分析及制造    21
4.1零件的加工工艺分析    21
4.2凹模的加工仿真    22
5 结论    25
参考文献    26
致    谢    27
附    录    28
1 前言
模具是现代工业生产的重要工艺装备。在现代工业生产中，模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。用模具生产制造所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗等特点是其他加工 制造方法所不能比拟的。随着现代化工业和科学技术的发展，人们对工业产品的品种、数量、质量及款式的要求愈来愈高，模具的应用也就愈来愈广泛，其适应性也愈来愈强，已成为国家制造
工艺水平的标志和独立的基础工业体系。
模具的类型很多，按照成形件的 材料不同，可以分为冲压模具、塑料模具、锻造模具、压铸模具、橡胶模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具等，其中应用最为广泛的是冲压模具和塑料模具。其中塑料模具又可分为压塑成型模具，注塑成型模具，传递成型模具，挤塑成型模具，中空制品吹塑成型模具，热成型模具的几种类型的模具。
注塑模具是塑料模具中的一种类型，主要用于热塑性材料零件的成型。它是将塑料粉粒通过注塑机螺杆旋转漏入保持一定温度的料筒中，在90～100℃的温度下变成粘稠状态。在开动注塑机活塞，将溶融的塑料以高压，高速通过喷嘴注入，充满模具型腔，待保压顽固化，形成和模具型腔相仿的制品零件。
本次设计的课题为电风扇前罩注塑模具设计，该课题来源于江苏羽佳集团。本模具为适用于热塑性塑料的注塑模具，是用来生产电风扇前罩的专用模具。该模具适合于大批量多件生产，在实际生产中能够很好的满足注塑制件的加工要求，提高生产率和产品的精度，塑件表面无明显收缩、水纹等现象。模具一次试模成功,运行灵活、可靠,浇注系统、温控系统、脱模机构效果良好，在工作时运转平稳，工作可靠，装卸方便，便于维修和调整。
模具属于边缘科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。从起步到现在，我国模具工业经历了半个多世纪的发展，已有了较大的提高，与国外的差距正在进一步缩小。纵观我国的模具工业，既有高速发展的良好势头，又存在精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足，无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。当代模具要求的精度比传统模具高出一个数量级。多工位级进模、精冲模、精密塑料模的精度已达到0.003mm，甚至更高。多工位的级进模设计和制造技术已日趋成熟，然而,由于我国模具制造基础薄弱,各地发展极不平衡,因此总体来看,与国际先进水平相比和与国内外市场需求相比,差距还很大。这主要体现在工艺装备水平方面，我国塑料模制造企业设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖面比国外低得多,且设备不配套、利用率低的现象十分严重。国产设备在精度、加工表面粗糙度、刚性、稳定性、可靠性及刀具和附件的配套性和精度保持性等方面与国外相比仍有较大差距。
本次的设计主要包括塑件的工艺性分析，注塑模具的总体结构设计以及模具三维造型装配三大主要部分，其中模具的总体结构设计又包括分型面的选择、抽芯机构设计、温控系统设计、浇注系统设计等几个主要设计部分。在设计过程中，模具的总体结构设计是整个设计工
作的重要部分。虽然模具的大零件的标准化程度高，使设计工作量大为减少，设计周期大为缩短，但是由于塑件形状灵活性很大，针对用于制造这些塑件的模具在设计的过程中就很难保证全部都使用标准件，也就是说必须要在设计过程中使用非标准件，那么在保证加工精度的前提下，如何综合考虑生产率、经济性和劳动条件等因素就存在着一定的难度，必须要进行全面的考虑。
本说明书以设计电风扇前罩注塑模具的总体结构为主线，设计该模具的总体思路为：仔细的分析塑件的工艺性和工艺条件，首先了解塑件的用途，使用情况以及工作要求，对于塑件零件图上提出的塑件形状、尺寸精度、表面粗糙度等进工艺分析，即从成型工艺、塑件的设计原则、模具结构合理性等方面进行综合分析；然后确定塑件的成型工艺条件，包括注塑温度、注塑压力、注塑速度和循环周期等，根据塑件形状尺寸，估算塑件体积和重量，确定型腔数目；再确定模具的总体结构方案，选择成型位置、确定分型面、脱模方式、浇注系统等，选择合适的模具结构，确定模具成型零件的材料及加工方法，通过对几种方案的比较，采用容易制造、便于操作、确保成型塑件质量的模具结构，完成模具的总体结构设计；最终绘制出模具的总体装配图。
本设计在充分保证塑件制造精度的前提下简化了模具的总体结构，在设计过程中拟用链传动自动旋转脱螺纹模具结构来解决了带有螺纹的塑件脱模问题。缩短了模具的制造周期，降低了模具的制造成本。
2．总体方案设计
2．1 总体方案论证
本课题的设计目的主要是使用CAD2007和Pro/e3.0两类设计软件对典型型腔类零件三维造型及模具设计。要进行零件的三维造型，首先是对塑件进行测绘。由于该塑件存在曲面，给实际测量带来一定困难，所以需要采用多次取断面进行测量的方法。测绘好后用Pro／E软件进行三维造型。主要采用拉伸、旋转、扫描及混合等步骤进行三维造型。
造型结束后进行模具设计。考虑到生产批量和经济效益，以及塑件带有外螺纹，其成型表面面积较大，塑件的精度等级难以保证，模具型腔采用一模一腔。下面选择注塑机，主要从注射量、锁模力等方面进行考虑。要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最大容量的80％。接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。由于是采用一模一腔，故浇注系统只
需设计主流道便可，无需进行分流道、浇口、冷料穴设计。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上。由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套。浇口套要进行淬火处理，这样可以延长模具的使用寿命。浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。冷料穴主要是避免冷料进入型腔影响塑件的质量和堵塞浇口。接着是排气系统的设计。本模具采用间隙排气。利用分型面的配合间隙自然排气。接着是推出机构的设计，由于塑件带有外螺纹，螺纹圈数较多且螺纹较深,强行脱螺纹模具结构无法达到产品使用要求,必须采用自动旋转脱螺纹模具结构来进行旋转脱模，为了简化模具结构，减少制造成本，本模具设计采用链传动自动旋转脱螺纹模具结构,该结构性能稳定、可靠,生产效率高,达到了生产要求。本模具设计塑件成型后留在动模内，要保证塑件不发生变形或损坏，还要保证塑件的良好外观和结构可靠。脱模时用电机通过链传动完成自动脱模，,电机的型号是Y132M-8,额定功率P额为3 kW,因塑件旋转8圈即可将螺纹脱出,为保证模具的正常使用寿命,螺纹型芯的转速不宜太快,所以设计时按每8 s完成一次旋转脱模。

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