風(fēng)扇葉片注射模具設(shè)計(jì)【塑料注塑模含12張CAD圖-獨(dú)家】.zip

風(fēng)扇葉片注射模具設(shè)計(jì)【塑料注塑模含12張CAD圖-獨(dú)家】.zip,塑料注塑模含12張CAD圖-獨(dú)家,風(fēng)扇,葉片,注射,模具設(shè)計(jì),塑料,注塑,12,CAD,獨(dú)家 前 言 本課題為自己所選，來自日常生活中隨處可見的塑料制品。塑料制品占模具中的80%以上，所以塑料模具設(shè)計(jì)目前對我們是非常重要的一門設(shè)計(jì)，學(xué)好這方面內(nèi)容才能通曉基本的設(shè)計(jì)，也為今后設(shè)計(jì)復(fù)雜的塑料模具墊定良好的基礎(chǔ)。 本人所設(shè)計(jì)的是常見的風(fēng)扇葉片注射模具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中附有大量的模具結(jié)構(gòu)圖和模具局部圖，這就幫助評(píng)審老師更易看到所設(shè)計(jì)內(nèi)容的難易程度。文字大約有25000字，已詳細(xì)地說明設(shè)計(jì)的全過程。但由于是本人的初次設(shè)計(jì)，有很多的錯(cuò)誤和不足，敬請讀者諒解。 目錄 前 言 1 1 模具簡介 2 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 2 1.2 各種模具的分類和占有量 3 1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 4 1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 5 1.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 8 2 注射?？尚行苑治?10 2.1 注射模設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 10 2.2 注射模組成 10 2.3 塑料風(fēng)葉設(shè)計(jì)與分析 11 2.4 注塑成型工藝簡介 13 2.5 注塑成型工藝條件 14 2.6 注塑機(jī)的選擇 17 2.6.1 注塑機(jī)簡介 17 2.6.2 注塑機(jī)基本參數(shù) 17 2.6.3 注射機(jī)的確定 18 2.7 注射性能分析 19 2.8 材料選擇 21 2.8.1塑料介紹 21 2.8.2 分析塑料材料 21 2.9 材料的確定 23 3 成型零部件設(shè)計(jì) 25 3.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 3.1.1 型芯設(shè)計(jì) 25 3.1.2 葉片成型設(shè)計(jì) 26 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 4.1 澆注系統(tǒng)的功用和設(shè)計(jì)要求 28 4.1.1 澆道設(shè)計(jì) 29 4.1.2澆口設(shè)計(jì) 29 4.2 主流道設(shè)計(jì) 29 4.2.1主流道的作用 29 4.2.2主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 30 4.2.3澆口套的結(jié)構(gòu)形式 31 4.2.4澆口套材料及尺寸 31 4.2.5澆口套的固定 33 4.3 澆口的設(shè)計(jì) 33 4.3.1澆口要求 33 4.3.2澆口的類型 33 4.3.3 風(fēng)扇澆道、澆口的選擇 33 4.3.4 中心澆口設(shè)計(jì) 33 5 脫模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 36 5.1合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 36 5.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用 36 5.1.2對導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的要求 36 5.1.3 導(dǎo)向孔 37 5.1.4 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合 38 5.1.5 導(dǎo)柱布置 38 5.2 塑件脫模的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 5.2.1 脫模機(jī)構(gòu)的組成 38 5.2.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則 39 5.2.3 脫模機(jī)構(gòu)的分類 39 5.3 開模力和脫模力計(jì)算、推桿數(shù)目與直徑的計(jì)算 40 6 分型面的設(shè)計(jì) 45 6.1 選擇分型面基本原則： 45 6.2 風(fēng)扇分型面的選擇: 46 7 排氣和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 48 7.1 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 48 7.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 48 7.2.1 溫度調(diào)節(jié) 49 7.2.2 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 49 7.2.3 對溫度調(diào)節(jié)的要求 49 7.2.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 50 7.2.4 冷卻的計(jì)算 50 8 模具總體設(shè)計(jì) 52 結(jié)論 54 致謝 55 參考文獻(xiàn) 56  1 模具簡介 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個(gè)模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。 目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 1.2 各種模具的分類和占有量 模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗鼈円话愣际且揽咳S的模具形腔使材料成型。 （1）沖模：沖模是對金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏＃瑳_孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。 （2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型時(shí)所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。 （3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 （4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。 （5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。 模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。 1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會(huì)以10℅~15℅的速度快速增長。 目前，我國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國臺(tái)灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國臺(tái)灣：48℅），壓鑄模具約占6℅（中國臺(tái)灣：5℅），其他各類模具約占11（中國臺(tái)灣：7℅）。 中國臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（1961——1981），成長期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三個(gè)階段。 萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。 1981年——1991年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時(shí)期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺(tái)灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。 成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計(jì)劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計(jì)劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。1997年11月間臺(tái)灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世界模具協(xié)會(huì)會(huì)員。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠商供應(yīng)對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。 1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 美國塑料(原料)的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。早在80年代前期，美國塑料產(chǎn)量就已達(dá)2000萬噸之多，1986年增至23l0萬噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5％，此后美國塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬噸、2810萬噸、3010萬噸、3410萬噸、4000萬噸和4360萬噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國塑料產(chǎn)量為4170萬噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬噸。其次分別是氯乙烯650萬噸、聚丙烯720萬噸、聚苯乙烯對酞酸脂320萬噸、聚苯乙烯280萬噸。國內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國也是全球最多的。美國的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬噸。美國人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53％，50~l00人的占21％，100~500人的占23％，超過500人的占近4％，職工總數(shù)近90萬人。在美國塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá)110萬，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。 德國是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國之一，上世紀(jì)90年代初的1991年、1992年和1993年，德國塑料產(chǎn)量都為990多萬噸，1994年達(dá)到超過1000萬噸的1110萬噸．1998年達(dá)近1300萬噸，1999年為近1400萬噸，2000年增至1550萬噸，超過日本為世界第2大塑料生產(chǎn)國，2001年上升為1580萬噸，2002年已過1600萬噸。2001年德國生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯125萬噸)，氯乙烯175萬噸，聚丙烯160萬噸。德國2001年的國內(nèi)塑料消費(fèi)量為1280萬噸，其中聚乙烯265萬噸，聚丙烯155萬噸．氯乙烯152萬噸。德國人均塑料消費(fèi)量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時(shí)的172公斤，高于美國的155公斤，排在世界第2位。德國塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近30萬人，2001年的出貨金額為360億美元，人均126美元。德國塑料制品加工企業(yè)中職工少于50人的占44％，50~100人的占28％，100~500人的占25％，500人以上的占4％。 中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長，1991年產(chǎn)量僅為250萬噸，1995年增為350萬噸，1998年超過700萬噸，到2002年已增達(dá)約1400萬噸，超過日本而成為世界第3大塑料原料生產(chǎn)國。中國今年塑料制品市場將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長，需求量將超過2500萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過850萬噸，工程塑料制品需求量將達(dá)400萬噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá)300萬噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在500萬噸左右，日用塑料制品需求量約為80萬噸左右。 日本在很長的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國的世界第2大塑料生產(chǎn)國。一直到1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長，年產(chǎn)量在70年代中期就已達(dá)500多萬噸，1987年突破1000萬噸，1991年達(dá)約1300萬噸，1992年和1993年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至1258和1225萬噸。從1994年起產(chǎn)量再度增長，1994年、1995年和1996年分別回升到1300萬噸、1400萬噸和1470萬噸，1997年的產(chǎn)量又比上年增長3.7％，達(dá)到1521萬噸，首次超過1500萬噸。但這種增勢在1998年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。1998年，日本塑料產(chǎn)量為1390萬噸，比上年減少了8.7％。1999年和2000年日本塑料產(chǎn)量分別回升到1432萬噸和1445萬噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料產(chǎn)量再度下降至1400萬噸以下的1364萬噸和1361萬噸。2002年日本塑料(原料)產(chǎn)量減為1361萬噸。而中國則增為1366萬噸，日本又退居第4位。 韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速，1986年超過200萬噸，1990年增達(dá)300萬噸，1992年突破500萬噸，1994年、1996年和1997年分別上升到600多萬噸、700多萬噸和800多萬噸，1998年產(chǎn)量增至850萬噸，1999年突破900萬噸，2001年達(dá)1200萬噸，躋身于世界5大塑料生產(chǎn)國之列。韓國塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001年產(chǎn)量為340萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯180萬噸)，聚丙烯以238萬噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬噸、氯乙烯124萬噸、ABS·AS樹脂86萬噸、聚苯乙烯77萬噸。韓國國內(nèi)塑料消費(fèi)量2001年420萬噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的1/3略高。人均塑料消費(fèi)量2001年為106公斤，韓國塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù)2001年為3.1萬人，出貨金額為85億美元，人均276美元。 塑料產(chǎn)量位居世界前10名的國家和地區(qū)還有法國660萬噸、比利時(shí)600萬噸、中國臺(tái)灣598萬噸、加拿大432萬噸和意大利385萬噸(均為2001年產(chǎn)量)。 1.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α４送?，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級(jí)制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。 （1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 （3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具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，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 （4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。  2 注射模可行性分析 2.1 注射模設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 塑料注射模具能一次性地成型形狀復(fù)雜、尺寸精確和嵌件的塑料制品。在注射模設(shè)計(jì)時(shí)。必須充分注意以下三個(gè)特點(diǎn)： （1）注射熔體大多屬于假塑料液體，能剪切變稀。它的流動(dòng)性依賴于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，并校驗(yàn)型腔壓力及鎖模力。 （2）視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。應(yīng)在正確估算模具型腔壓力的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為保證模具的閉合、成型、開模、脫模和側(cè)抽芯的可靠進(jìn)行，模具零件和塑件的剛度與強(qiáng)度等力學(xué)問題必須充分考慮。 （3）在整個(gè)成型周期中，塑件—模具—環(huán)境組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬模的傳熱學(xué)原理應(yīng)用于模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以確保制品質(zhì)量和最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 2.2 注射模組成 凡是注射模，均可分為動(dòng)模和定模兩大部件。注射充模時(shí)動(dòng)模和定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；開模時(shí)定模和動(dòng)模分離，取出制件。定模安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。根據(jù)模具上各個(gè)零件的不同功能，可由下一個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成。 （1）成型零件 指構(gòu)成型腔，直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。在動(dòng)模和動(dòng)模閉合后，成型零件確定了塑件的內(nèi)部和外部輪廓尺寸。 （2）澆注系統(tǒng) 將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。 （3）導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 為確保動(dòng)模與定模閉合時(shí)，能準(zhǔn)確導(dǎo)向和定位對中，通常分別在動(dòng)模和定模上設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。深腔注射模必須在主分型面上設(shè)置錐面定位，有時(shí)為保證脫模機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)和復(fù)位，也設(shè)置導(dǎo)向零件。 （4）脫模機(jī)構(gòu) 是指模具開模過程的后期，將塑件從模具中脫出的機(jī)構(gòu)。 （5）側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，在被脫出模具之間，必須先進(jìn)行側(cè)向分型或拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)型芯。 （6）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，模具設(shè)有冷卻或加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具冷卻，一般在模板內(nèi)開設(shè)冷卻水道，加熱則在模具內(nèi)或周邊安裝點(diǎn)加熱元件，有的注射模須配備模溫自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。 （7）排氣系統(tǒng) 為了在注射充模過程中將型腔內(nèi)原有氣體排出，常在分型面處開設(shè)排氣槽。小型腔的排氣量不大，可直接利用分型面排氣，也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須預(yù)先設(shè)置專用排氣槽。 2.3 塑料風(fēng)葉設(shè)計(jì)與分析 風(fēng)葉是利用一定空間曲面的葉片，通過主體的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生風(fēng)能。以前，大都是采用金屬片材，經(jīng)過模壓制成風(fēng)葉片。然后與風(fēng)葉主體固定安裝成風(fēng)葉。由于模壓葉片和裝配等方面的原因，往往風(fēng)葉的靜、動(dòng)平衡難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過較長時(shí)間的，由于涂層刮傷或脫落，以產(chǎn)生銹蝕，而且風(fēng)葉的顏色單調(diào)，色澤不佳，不適合現(xiàn)代化（賓館，大廈）等的通風(fēng)排氣和生活的需要。塑料風(fēng)葉的優(yōu)點(diǎn)在與：可以一次注射成型，不須裝配、校正，省能省電；重量輕、慣性小，色彩豐富，色澤好，具有良好的動(dòng)平衡性（塑料風(fēng)葉葉片良好的彈性，在高速旋轉(zhuǎn)過程中能適度地自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片的相對位置，使葉片處于良好的平衡狀態(tài)）和裝潢效果。 圖 2-1 風(fēng)扇立體圖 塑料風(fēng)葉如圖2-1所示與金屬材料風(fēng)葉設(shè)計(jì)有相似的一面，但差異也很大，這是塑料本身和注射成型特點(diǎn)所決定的，由于風(fēng)葉葉面是空間曲面，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮模具的制造技術(shù)和制造能力，嚴(yán)格說，風(fēng)葉葉片的形狀應(yīng)根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理來設(shè)計(jì)，但這樣設(shè)計(jì)會(huì)使葉片形狀復(fù)雜，給模具設(shè)計(jì)與制造帶來困難，一般塑料風(fēng)葉設(shè)計(jì)在保證一定風(fēng)量情況下，采用簡化設(shè)計(jì)風(fēng)葉葉片的方法，如采用空間螺旋面、模擬曲面等。葉片的厚度應(yīng)內(nèi)厚外薄，逐漸過渡，以提高葉片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度保證使用性能。主體部分設(shè)計(jì)要保證風(fēng)葉的安裝和定位，因此中心軸設(shè)計(jì)有嵌件，并且輪轂外還設(shè)計(jì)了一個(gè)安裝定位的缺口。 2.4 注塑成型工藝簡介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。 圖2-2 注塑成型壓力—時(shí)間曲線 （1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。 （2）注塑過程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過程可以用如圖2.2所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間T1到T2塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 （3）制件后處理；由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。 退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10~20度至熱變形溫度以下10~20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)。 2.5 注塑成型工藝條件 1）溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PS料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2-1所示。 表2-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 料筒溫度 /℃ 噴嘴溫度/℃ 模具溫度/℃ 熱變形溫度 /℃ 后段 中段 前段 1.82MPA 0.45MPA 150~210 170~230 190~250 240~250 5~75 65~96 —— 2）壓力；注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像PS流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.4~27.5MPA。 3）時(shí)間；完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3~5秒，保壓時(shí)間一般為20~120秒，冷卻時(shí)間一般為30~120秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表2-2所示。 表2-2 成型周期與壁厚關(guān)系 制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s 0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表2-3所示。 表2-3 制品成型工藝參數(shù)初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 注塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48 噴嘴形式 直通式 模具溫度 50 噴嘴溫度(℃) 230 后段溫度(℃) 150~210 中段溫度(℃) 170~230 前段溫度(℃) 190~250 注射壓力MPa 90 保壓力MPa 80 注射時(shí)間s 1.5 保壓時(shí)間 s 5 冷卻時(shí)間s 20 其他時(shí)間s 3 成型周期s 30 成型收縮(%) 0.6 干燥溫度(℃) 60~80 干燥時(shí)間(℃) 1~3  后處理溫度70℃，保溫時(shí)間2小時(shí)。 2.6 注塑機(jī)的選擇 2.6.1 注塑機(jī)簡介 1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī)，這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破，目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快，產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。 注塑機(jī)的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的說法有: （1）按設(shè)備外形特征分類:臥式，立式，直角式，多工位注塑機(jī)； （2）按加工能力分類:超小型，小型，中型，大型和超大型注塑機(jī)。 此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類，但日常生活中用的較少。 2.6.2 注塑機(jī)基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量，注射壓力，注射速度，塑化能力，鎖模力，合模裝置的基本尺寸，開合模速度，空循環(huán)時(shí)間等。這些參數(shù)是設(shè)計(jì)，制造，購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。 (1)公稱注塑量；指在對空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量，反映了注塑機(jī)的加工能力。 (2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力，螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱為注射壓力。 (3)注射速率；為了使熔料及時(shí)充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動(dòng)速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。 常用的注射速率如表2-3所示。 表2-3 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 注射量/CM125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時(shí)間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 (4)塑化能力；單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會(huì)加長成型周期。 (5)鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。 (6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸，拉桿空間，模板間最大開距，動(dòng)模板的行程，模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。 (7)開合模速度；為使模具閉合時(shí)平穩(wěn)，以及開模，推出制件時(shí)不使塑料制件損壞，要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理，即合模時(shí)從快到慢，開模時(shí)由慢到快再到停。 (8)空循環(huán)時(shí)間；在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動(dòng)作的情況下，成一次循環(huán)所需的時(shí)間。 2.6.3 注射機(jī)的確定 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及大小并初步估算初步選出以下注射機(jī) 注射機(jī)型號(hào)為 SZ160/1000 臥式 SZ60/450 臥式 理論注射容量 (cm3) 179 100 螺桿（柱塞）直徑 (mm) 44 35 注射壓力 (MPa) 132 170 注射速率 (g/s) 110 95 塑化能力(g/s) 10.5 40 螺桿速度 (r/min) 10~150 0~200 鎖模力 （KN） 1000 800 拉桿間距 (mm) 360×260 320×320 移模行程 (mm) 280 305 最大模具高度 (mm) 360 300 最小模具高度 (mm) 170 170 鎖模型式 液壓 噴嘴球直徑 (mm) SR10 SR10 注射機(jī)型號(hào)為 SZ160/1000 臥式 SZ60/450 臥式 模具定位孔直徑 (mm) Ф120 Ф100 噴嘴口孔徑 (mm) 生產(chǎn)廠家 上海第一塑料機(jī)械廠 浙江塑料機(jī)械廠 2.7 注射性能分析 （1）注射成型工藝的可行性分析： 本塑件形狀復(fù)雜，壁厚不均，尺寸精度要求較高，而且有較高的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求，因此對模具和設(shè)備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： a:形狀：幾乎沒有復(fù)雜性限制，容許模具內(nèi)有不同塑料的成型型腔； b:尺寸：塑件可小到不足1克，大到幾十千克，沒有限制； c:材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動(dòng)性的熱塑性塑料； d:精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性； e:生產(chǎn)率：中等，循環(huán)時(shí)間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內(nèi)，可增加每模的型腔數(shù)來提高生產(chǎn)率。 由以上塑件的特點(diǎn)和注射成型工藝的優(yōu)點(diǎn)，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。 （2）表面粗糙度： 由塑件外觀可知，塑件的外表面要求較高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm，而其輪轂內(nèi)表面為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺質(zhì)量，從簡化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮，其內(nèi)表面選用的表面粗糙度為Ra0.8mm。 一般情況下，模具粗糙度低于塑件1～2個(gè)等級(jí)，故取型腔表面粗糙度為Ra0.2um，而型芯表面粗糙度為Ra0.4um。 （3）尺寸精度： 按SJ1372—1978標(biāo)準(zhǔn)，塑料件尺寸精度分為8級(jí)。本塑件所用材料為AS塑料，由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊可知，本塑件宜選用5級(jí)精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。 塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關(guān)，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對應(yīng)的關(guān)系，由塑件零件圖可得，模具精度等級(jí)為IT8。 （4）脫模斜度： 該塑件采用的塑料是AS，而AS的成型收縮率較?。?.2-0.6%），而且塑件較復(fù)雜，對型芯的包緊面積也較大，所以應(yīng)取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致。再由零件設(shè)計(jì)圖紙要求可知α＝5。 （5）壁厚： 由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，輪轂壁較厚，風(fēng)葉壁厚較薄， 因此要注意風(fēng)葉可能會(huì)翹曲，不能在風(fēng)葉處設(shè)計(jì)推桿。 （6）加強(qiáng)筋： 為了確保風(fēng)扇中心嵌件與塑件外徑的同軸度在外側(cè)設(shè)計(jì)了三個(gè)加強(qiáng)筋，以防變形。 （7）圓角： 從塑件可知，該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處加強(qiáng)筋的根部等處都設(shè)計(jì)了圓角。其采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動(dòng)充模性能，減少了流動(dòng)阻力。降低了局部的殘余應(yīng)力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對應(yīng)的圓角，提高了成型零件的強(qiáng)度。 2.8 材料選擇 2.8.1塑料介紹 塑料（Plastics)是以有機(jī)高分子化合物為基礎(chǔ)，加入若干其他材料（添加劑）制成的固體材料。 塑料的優(yōu)點(diǎn)：塑料的強(qiáng)度較小，有較高的比強(qiáng)度。塑料還具有較高的電絕緣和熱絕緣性，良好的耐磨性和耐腐蝕性，以及優(yōu)異的成型工藝性。 塑料的缺點(diǎn)：強(qiáng)度，硬度較底，易老化等。 2.8.2 分析塑料材料 該塑件為風(fēng)扇葉片，有以下特點(diǎn)： （1）它所處的工作環(huán)境較好，處于室溫下，不承受沖擊載荷，也不處于酸、堿、鹽性環(huán)境中； （2）產(chǎn)量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料質(zhì)優(yōu)而價(jià)廉，且對人體不產(chǎn)生任何毒副作用。 （3）內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜成型較困難。 （4）葉片是空間曲面成型和模具制造都很困難。 （5）要求要有較美麗的外觀，很好的絕緣性。因此我初步選擇采用通用塑料。 通用塑料分為聚乙烯（PE）、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、ABS塑料等品種，多用于一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中，具有價(jià)格低等特點(diǎn)。 （ａ）聚乙烯PE：是由乙烯單體聚合而成的。 特點(diǎn)：采用不同的聚合條件可得到不同性質(zhì)的聚合物：有高壓PE、中壓PE、低壓PE三種。 高壓PE：由于有較低的密度、相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度，故質(zhì)地柔軟，由于含有較高的相對分子質(zhì)量、密度、結(jié)晶度，故質(zhì)地堅(jiān)硬，耐寒性能良好，在－70℃時(shí)還保持柔軟，化學(xué)穩(wěn)定性很高，能耐酸、堿及有機(jī)溶劑，吸水性極小有跟突出的電氣性能和良好的耐輻射性等。 缺點(diǎn)：是力學(xué)強(qiáng)度不高，熱變形溫度很低，故不能承受較高的載荷和不能在較高的溫度下正常工作。 （b）聚苯乙烯PS：聚苯乙烯略早于聚丙烯問世，其原料十分豐富，是目前最廣泛應(yīng)用的材料之一。 聚苯乙烯的密度為1.04～1.16g/cm3 ，比聚氯乙烯小而大于聚丙烯和聚乙烯。聚苯乙烯遇火會(huì)自燃。 聚苯乙烯的代號(hào)為（PS），其分子結(jié)構(gòu)式為： 聚苯乙烯的主鏈上有結(jié)構(gòu)龐大的苯環(huán)，故柔順性差，質(zhì)地脆硬，抗沖擊性能差，敲打時(shí)發(fā)出類似金屬的響聲。 機(jī)械強(qiáng)度低于硬質(zhì)聚氯乙烯，尤其是相對分子量較小的品種強(qiáng)度更差，聚苯乙烯屬于非結(jié)晶型聚合物。 聚苯乙烯具有良好的可塑流動(dòng)性和較小的成型收縮率，是成型工藝最好的塑料品種之一，容易制造形狀復(fù)雜的制品。 聚苯乙烯無色透明，透光性僅次于有機(jī)玻璃，容易著色，常用于制造要求透明或顏色鮮艷的制品。 聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮濕的環(huán)境中尺寸變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品，如儀表儀器殼體等。 聚苯乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，尤其是在高頻條件下的介電損耗仍然很小，是優(yōu)良的高頻絕緣材料。聚苯乙烯的主要缺點(diǎn)是脆性大，形狀復(fù)雜的制品成型后存在較大的內(nèi)應(yīng)力時(shí)，常會(huì)在使用中自行開裂。為改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性。這種塑料稱為高沖擊聚苯乙烯。 （c）ABS 它是苯乙烯-丁二烯-丙烯腈的共聚物，綜合性能較好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能好。易于成形和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性能好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。 （d）AS塑料是丙烯腈——苯乙烯的聚合物。注塑的高透明、抗靜電、優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，具有良好的流動(dòng)性能，耐熱耐化學(xué)性、耐沖擊、高強(qiáng)度。用于汽車零件，如燈罩反光片代表面板；工業(yè)部件，如計(jì)算器面板，琴鍵等；家用電器部件，如電視機(jī)保護(hù)鏡，風(fēng)扇葉片，電器外殼等和一般家庭器皿、文教用品、日用品。 2.9 材料的確定 通過以上分析結(jié)合塑料本身的特點(diǎn)以及模塑成型的獨(dú)特性，如成型熱收縮，冷卻時(shí)的變形、翹曲、實(shí)效變形，不具有金屬風(fēng)葉那樣可冷校正等等，因此，塑料風(fēng)葉的選材既要保證風(fēng)葉的使用性能和便于提高風(fēng)葉形位精度，又要便于模塑成型。若采用結(jié)晶或半結(jié)晶性的塑料，在模塑過程中，則易產(chǎn)生在流動(dòng)方向上的取向，在冷卻過程中，由于結(jié)晶和取向，是塑料制品各方向上的收縮程度有很大的差異；再則冷卻不夠均勻和其他因素的影響，必然產(chǎn)生收縮應(yīng)力，以使制品變形，而且制品后變形亦較大，不能保證所要求的形位尺寸，從而降低了風(fēng)葉的精度和使用性能，因此，以采用聚苯乙烯、ABS、AS等非結(jié)晶塑料為佳，其收縮率相對較小。聚乙烯塑料由于脆性大，耐沖擊能力差使用中易開裂，一般不采用。ABS和AS塑料性能是合適的，其中ABS價(jià)格較高，因此，目前大部分用AS塑料。 根據(jù)滿足使用要求以及塑模成型條件等選擇臺(tái)灣大東樹脂化工有限公司生產(chǎn)的AS塑料。 商品名稱：愛塑先——SAN 型號(hào)：777 性能及用途： AS技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)方法ASTM777 熔體指數(shù)（g/10min） D——1238 1.1 密度(g/cm3) D——792 1.07 熱變形溫度（oC） D——648 99 軟化點(diǎn)（oC） D——1525 110 引張強(qiáng)度（MPa） D——638 71 沖擊強(qiáng)度（KJ/m2） D——256 0.8 彎曲強(qiáng)度（MPa） D——790 109 項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)方法ASTM777 延伸率（%） D——638 3.2 絕緣耐力（KV/mm） D——149 20 電阻率（Ω·m） D——257 >10(16) 硬度（M） D——785 80 成型收縮率（mm/mm） D——955 0.004 吸水率% D——570 0.3  3 成型零部件設(shè)計(jì) 3.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凹模，凸模、型芯、鑲塊各種成型桿，各種成型環(huán)由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零年都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有HRC50以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 3.1.1 型芯設(shè)計(jì) 根據(jù)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，沒有涉及到成型桿，螺紋型等結(jié)構(gòu)。但是風(fēng)扇曲面復(fù)雜，外觀要求美觀，因此設(shè)計(jì)時(shí)要使成型零件便于加工，和安裝。輪轂型心設(shè)計(jì)成整體式結(jié)構(gòu)。如圖3.1所示： 圖3-1整體型芯 這種結(jié)構(gòu)易于保證風(fēng)扇安裝軸的同軸度，便于整體熱處理。整體結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)： a.成型零件的剛性好。 b.模具分解組合容易。 c.零件數(shù)量少。 d.制品表面分型痕跡少。 e.模具外形尺寸可以減少。 精密成型模具若采用拼鑲結(jié)構(gòu)，相對整體結(jié)構(gòu)而言則有如下缺點(diǎn)： a.精度相對下降。 b.法因采用磨削加工為主制作拼鑲件組合后難以達(dá)到零精度。 c.拼鑲件的加工精度要求高于整體結(jié)構(gòu)的加工精度要求，制品的棱邊拐角難以設(shè)置過渡圓弧。 整體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下： a.難以排氣。 b.需要采用精密磨加工。 c.制品的棱邊，拐角處難以加工成角形。 一般此類成型零件都是在、、硬后在進(jìn)行加工，所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型加工為主、銑削加工、磨削加工、電火花線切割為輔的加工方法。 3.1.2 葉片成型設(shè)計(jì) 由于葉片是空間曲面如采用整體式難以加工因此三個(gè)葉片采用拼鑲結(jié)構(gòu)。 1、采用拼鑲結(jié)構(gòu)的目的 a、由于制品有側(cè)向成型部位，為了制品脫模而采用拼鑲結(jié)構(gòu)。 b、根據(jù)本單位的加工能力或?yàn)榱死诩庸ざ捎貌糠制磋偨Y(jié)構(gòu)。 c、為了模具的強(qiáng)度及耐磨性，提高制造精度而采用拼鑲結(jié)構(gòu)。 2、拼鑲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： （1）可以對應(yīng)需要合理選擇鋼材。 a、可以選擇拋光后達(dá)到鏡面的鋼材。要達(dá)到鏡面效果除了剛才的材質(zhì)因素外，還要便于進(jìn)行拋光作用，拼鑲結(jié)構(gòu)可以滿足這種要求。 b、可以選擇耐磨性好的鋼材，鋼材的耐磨性與其所含的合金元素有關(guān)，單大致上與硬度成比例。 c、可以選擇耐腐蝕性好的鋼材， d、可以對應(yīng)不同部位拼鑲件的使用要求設(shè)定熱處理?xiàng)l件，給予不同的強(qiáng)度或韌性，如易變形部位發(fā)拼鑲件硬度高一些，薄弱易斷裂處的拼鑲件韌性好一些。 （2）便于磨削及拋光作用 a、由于磨削便于磨削及拋光作業(yè)，可以提高拼鑲件的加工精度。 b、由于拼鑲件基本上能采用機(jī)械加工，提高了生產(chǎn)效率。 d、由于拼鑲件的尺寸容易測量，能進(jìn)一步提高加工精度。 e、容易設(shè)置排氣槽，便于制品成型。 f、由于拼鑲件加工精度高便于維修更換。 3、拼鑲結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)： （1）零件數(shù)量增多 a、分割的拼鑲件越多制造成本越高 b、各拼鑲件加工精度必須匹配，即必須提高各拼鑲件的平均加工精度 c、分解、組合的維修作業(yè)比較困難。 （2）零件的加工方法受到限制 （3）冷卻回路不易設(shè)置，成型周期難以縮短。 4、拼鑲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) a、根據(jù)裝配的形狀與功能的拼鑲。 b、根據(jù)加工技術(shù)拼鑲。 c、分割成難以變形的拼鑲件。 d、考慮排氣效果的拼鑲件。 e、考慮容易進(jìn)行維修的拼鑲。 f、考慮容易進(jìn)行分解、組合的拼鑲。  4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理， 直接影響到制品的表觀質(zhì)量， 行為尺寸精度，制品物理力學(xué)性能，充模難易程度以及熔料在充模時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)。澆注系統(tǒng)是指從模具進(jìn)料口開始到模腔口的流道部分。普通澆注系統(tǒng)由主澆道、分澆道、澆口和冷料穴四部分組成如圖4-1所示。 圖4-1 普通澆注系統(tǒng) 1、主流道 2、分流道 3、澆口 4、拉料口 5、冷料穴 6、制品 4.1 澆注系統(tǒng)的功用和設(shè)計(jì)要求 澆注系統(tǒng)的作用：使來自注射機(jī)料筒噴嘴的熔料穩(wěn)定并順利地流入澆注系統(tǒng)，以充滿各格型腔，同時(shí)在充模過程中，將注射壓力傳遞到型腔各個(gè)部位，確保模塑成型。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)因制品的質(zhì)量要求，塑件品種，使用設(shè)備，成型工藝條件及用戶對模具的要求等不同而變化，但要確保在合理的成型工藝條件下，獲得令人滿意的表觀質(zhì)量和物理力學(xué)性能的制品，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本要求： 4.1.1 澆道設(shè)計(jì) 根據(jù)模具型腔數(shù)目的要求，選擇合理的澆道形式盡量采用平衡式澆注系統(tǒng)熔料流經(jīng)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使熔料溫度下降盡可能??；熔料通過澆注系統(tǒng)，壓力損失應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)；盡可能在同一時(shí)間內(nèi)充滿各個(gè)型腔；盡量減少澆注系統(tǒng)的容積；保證熔料的前鋒冷料不進(jìn)入型腔內(nèi)。 4.1.2澆口設(shè)計(jì) 澆口的形狀、尺寸有利于塑件成型，不會(huì)出現(xiàn)充模不足或過?，F(xiàn)象；澆口的位置有利于排氣；不會(huì)使成型件出現(xiàn)各種明顯的缺陷；制品中的氣孔、殘余應(yīng)力、彎曲和尺寸變化應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；澆口殘留痕跡應(yīng)盡量不影響制品的外觀；熔料流經(jīng)澆口時(shí)，不應(yīng)出現(xiàn)熔料性能惡化現(xiàn)象。對熱敏性塑料尤為重要。 4.2 主流道設(shè)計(jì) 4.2.1主流道的作用 主流道（也叫進(jìn)料口），它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間長短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時(shí)間增長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動(dòng)過程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動(dòng)性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。 主流道部分在成型過程中，其小端入口與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼T8A、T10A等，熱處理要求淬火53～57HRC。 在一般情況下，主流道不直接開設(shè)在定模板上，而是制造成單獨(dú)的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向