【正文】 第 1 頁 共 35 頁 模具制造是制造業(yè)的根基，在輕工、電子、機(jī)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(guó)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(dá)到 50t 以上的注塑模 ,精密塑料模具的精度已達(dá)到 2μ m,制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)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(dá) 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。 注塑模具作為塑料模具中的一個(gè)非常大的部分，研究其設(shè)計(jì)、制造過程是非常有實(shí)際的工程應(yīng)用價(jià)值。一般家電產(chǎn)品中的注塑模具的應(yīng)用非常多，而家電產(chǎn)品中像電風(fēng)扇上蓋注塑成形模具的研究必然有著其實(shí)際的意義： （ 1）電風(fēng)扇上蓋的需求量非常大。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(gè)電扇需要兩個(gè)上蓋，可想而知其需求量是非常大的。 （ 2）電風(fēng)扇上蓋的結(jié)構(gòu)非常普遍。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(gè)加強(qiáng)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(tái)燈外殼，各種家電產(chǎn)品的外殼幾乎都有這種類似的結(jié)構(gòu)，因此研究非常有必要。 （ 3）選用材料的典型性。所用材料為聚丙烯（ PP），在各種生活產(chǎn)品的應(yīng)用也很多，對(duì)于其注塑性能的研究也非常有實(shí)際的研究?jī)r(jià)值。 （ 4）電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計(jì)，關(guān)鍵的內(nèi)容包括：電風(fēng)扇上蓋的工藝性分析，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，非標(biāo)準(zhǔn)件的制造工藝規(guī)劃。 首先塑件的工藝性分析，主要內(nèi)容包括： （ 1）通過查閱各種注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)以及各類相關(guān)文章和書籍，對(duì)電風(fēng)扇上蓋的選用材料的性能進(jìn)行分 析，并對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 （ 2）注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計(jì)算塑件的投影面積，通過注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號(hào)。 第 2 頁 共 35 頁 （ 3）確定收縮率與分型面，通過查閱手冊(cè)確實(shí)材料的收縮率，并且確定具體的分型面大致為電風(fēng)扇上蓋直接為Ф 121處。 其次模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括： （ 1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 （ 2）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)四部分（主流道，分流道，澆口，冷料穴）的設(shè)計(jì)，計(jì)算其尺寸 （ 3）成型件的設(shè)計(jì)，對(duì)凹模與 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作尺寸計(jì)算 （ 4）抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，蓋頂處有一沉孔，選擇合適的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu) 最后非標(biāo)準(zhǔn)件的制造工藝規(guī)劃，內(nèi)容包括： 在設(shè)計(jì)過程中，主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可能存在一系列的問題，涉及的內(nèi)容也很多，主要可能有以下問題： （ 1）非標(biāo)準(zhǔn)件的加工問題，標(biāo)準(zhǔn)件一般都可以從市場(chǎng)上購(gòu)買，但非標(biāo)準(zhǔn)件（包括在標(biāo)準(zhǔn)件上加工）的加工加工內(nèi)容可能較多，而且加工比較困難。 （ 2）側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了使形成的沉孔滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)時(shí)必然會(huì)存在一些問題，像抽芯機(jī)構(gòu)如何安裝。 （ 3）冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)如何合理的布 置，而且加工也相對(duì)比較困難， 第 3 頁 共 35 頁 1 塑料的工藝性分析 塑件的原材料分析 塑料的類型： PP（聚丙烯）。屬于結(jié)晶材料，吸濕性較小，流動(dòng)性非常好，溢邊值為 上下；成形收縮比率大，比較容易產(chǎn)生小縮孔、凹痕以及形變；比熱容量較大，所以設(shè)置能充分進(jìn)行冷卻的調(diào)溫系統(tǒng)是成型模具所必需考慮的；模具可適宜的成型溫度一般為 80℃左右，最低不能低于 50℃。否則，會(huì)使塑料件表面光澤度變差或者熔接痕等缺陷的產(chǎn)生。成型溫度過高會(huì)使模具翹曲變形。PP聚丙烯塑料材料主要應(yīng)用于 汽車 模具 工業(yè)， 各種 器械，日用消費(fèi)品 等領(lǐng)域 。 塑件的尺寸精度分析 材料的收縮具體情況和模具的制造中產(chǎn)生誤差是制約影響塑料制品的尺寸精度的兩大主要因素。查表可知 PP 的收縮率為 %～ %,數(shù)據(jù)分析時(shí)采用S=%進(jìn)行計(jì)算。由于對(duì)于模具制品的精度無很具體特別的要求，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T144861993 所規(guī)定，并參照以下表格的收縮特性及所選用的公差等級(jí)表，得到該塑件的公差等級(jí)為 MT6。 表 材料收縮特性及需選用的公差等級(jí) 收縮率特性值 S(%) 公差等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 未標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 高精度 一般精度 0～ 1 MT2 MT3 MT5 1～ 2 MT3 MT4 MT6 2～ 3 MT4 MT5 MT7 3 MT5 MT6 MT7 第 4 頁 共 35 頁 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件成型外表面精度要求粗糙度比較低，表面比較光滑，內(nèi)表面精度要求比較低。并且 PP在不同加工方法所能達(dá)到的表面的粗糙度讀值為 ～ m。因?yàn)閷?duì)表面粗糙度無特殊要求，為了更方便更快捷的加工，在塑件制造與加工過程中可選用 Ra= m。 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 本次所設(shè)計(jì)的塑件形狀大小如下圖： 圖 塑件 通過該落地式 電風(fēng)扇上蓋模具的三維造型可以了解：該塑件主要是以圓柱形為主體，在頂部的位置加附上四處加強(qiáng)筋，在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候必須要特別注意此處的設(shè)計(jì)，必要時(shí)甚至可以將結(jié)構(gòu)做更進(jìn)一步的改動(dòng)；之所以采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，就是為了更好的注出上部的沉孔，另外側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)也是此次模具設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的部分；雖然該塑件的設(shè)計(jì)精度要求并不要求很高，但是在這次設(shè)計(jì)模具的時(shí)候需要慎重考慮一些非常實(shí)用又經(jīng)濟(jì)的方法來改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以便于達(dá)到比較理想的設(shè)計(jì)效果，更好的運(yùn)用于實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中。 第 5 頁 共 35 頁 2 注塑過程的分析及確定成型設(shè)備選擇 注塑 過程的分析 在此次模具注塑成型過程中 ,還必須要對(duì)注塑成型階段進(jìn)行各種必要的數(shù)據(jù)分析 ,主要是塑料材料的填充和保壓這兩個(gè)重要階段的分析與確定 ,通過Moldflow 軟件的分析結(jié)果如下： 表 注塑的填充階段 第 6 頁 共 35 頁 表 注塑的保壓階段 根據(jù)上述的 Moldflow 軟件的分析數(shù)據(jù)過程當(dāng)中可知，在 秒的時(shí)候速度還有壓力開始切換，并且在大約在 秒時(shí)壓力 填充完成，而壓力最大值是出現(xiàn)在 秒時(shí)，鎖模力大致在 秒的時(shí)候出現(xiàn)了此次分析的峰值。在模具的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中注塑機(jī)的模具注塑過程的速度參數(shù)以及壓力參數(shù)值的切換設(shè)置可根據(jù)上表格分析結(jié)果以及實(shí)際運(yùn)用中可以看的出。 第 7 頁 共 35 頁 選用注塑機(jī) 選用注塑機(jī)可以采用 Moldflow 軟件分析來確定： （ a）澆注結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及此次設(shè)計(jì)的制件的總體體積大概為 110 cm3 左右， （ b）鎖模力曲線圖（如圖 所示）：所選的注塑機(jī)的鎖模力必須不應(yīng)該小于 15tonne 圖 鎖模力曲線圖 （ c）注塑所產(chǎn)生的壓力曲線圖（如圖