【正文】 on model design of Fan blades The major: Machine design ＆ Manufacturing and Automation Author: Liu shuntao Tutor: Du xibo Abstract: plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes,but casts the mold is development quick type,therefore,the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the injection takes shape the basic principle,specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work,to cast the product to propose the basic principle of design。河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 1 風扇葉片 注射 模具設計 專業(yè)名稱：機械設計制造及其自動化 作者： 劉順濤 指導教師： 杜習波 摘要 ： 塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。 Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system,the temperature control system and goes against the system the design process,and has given the explanation to the mold intensity request。 inlays。文字大約有 25000 字，已詳細地說明設計的全過程。 模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。 模具工業(yè)既是高新技術產業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產業(yè)化的重要領域。汽車工業(yè)是我國國民經濟五大支柱產業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展 重點，已在汽車工業(yè)產業(yè)政策中得到了明確。中國摩托車產量位居世界第一，據統(tǒng)計，中國摩托車共有 14 種排量 80 多個車型， 1000 多個型號。 目前世界模具市場供 不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因為 它們一般都是依靠三維的模具形腔 使 材料成型。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復合模，連續(xù)模。 （ 3） 塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。壓鑄模約占模具總數的 6％。 20 世紀 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年已達到 245億元人民幣， 2020 年增至 260~270 億元人民幣。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。中外合資和外商獨資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū)，現已有幾千家。 萌芽期，工業(yè)產品生產 設備與技術的不斷改進。有鑒于模具產業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自 1982 年起，臺灣地區(qū)就將模具產業(yè)納入 “策略性工業(yè)適用范圍 ”，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關工業(yè)產品的外銷策略，全力發(fā)展整體經濟。 1997 年 11 月間臺灣憑借模具產業(yè)的實力，獲得 世界模具協(xié)會（ ISTMA）認同獲準入會，正式成為世界模具協(xié)會會員 。 2020 年美國塑料產量為 4170 萬噸，其中以聚乙烯為最多，達 1500 多萬噸。美國人均塑料消費量也是很高的， 2020 年為 159 公斤， 2020年略減為 155公斤 ，居全球第 3 位。 2020 年德國生產的種種塑料原料中，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％。 日本在很長的時期內都是僅次于美國的世界第 2 大塑料生產國。 1998年，日本塑料產量為 1390 萬噸，比上年減少了 ％。而中國則增為 1366萬噸，日本又退居第 4 位。韓國國內塑料消費量 2020 年 420 萬噸，只相當于產量的 1/3 略高。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。此外，許多科研機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。在大型模具方面已能生產 48（約 122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具， 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面， 已 能生產照相機塑料件模具，多形腔小模數齒輪模具及塑封模具。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 （ 3） 推廣 CAD/CAM/CAE 技術；模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具技術河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 9 發(fā)展的一個重要里程碑。在注射模設計時。 （ 2）視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。將塑件和金屬模的傳熱學原理應用于模具的溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計，以確保制品質量和最佳經濟指標的實現。根據模具上各個零件的不同功能，可由下 一 個系統(tǒng)或機構組成。 （ 2）澆注系統(tǒng) 將塑料熔體由注射機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。 （ 5）側向分型抽芯機構 帶有側凹或側孔的塑 件，在被脫出模具之間，必須先進行側向分型或拔出側向凸模或抽出側型芯。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。然后與風葉主體固定安裝成風葉。 圖 21 風扇立體圖 塑料風葉如圖 21 所示與金屬材料風葉設計有相似的一面，但差異也很大，這是塑料本身和注射成型特點所決定的，由于風葉葉面是空間曲面，設計時應考慮模具的制造技術和制造能力，嚴格說，風葉葉片的形狀應根據空氣動力學原理來設計，但這樣設計會使葉片形狀復雜，給模具設計與制造帶來困難，一般塑料風葉設計在保證一定風量情況下，采用簡化設計風葉葉片的方法，如采用空間螺旋面、模擬曲面等。一般分為三個階段的工作。圖中 T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（ T=T1）時，熔體壓力迅速上升，達到最大值 P0。從螺桿開始后退到結束（時間從 T2到 T3），由于模腔內的壓力比流道內高，會發(fā) 生熔體倒流，從而使模腔內的壓力迅速下降。 故 有的塑件需要進行后處理，常用的后處理方法有退火和調濕兩種。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，應避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 15 須低于塑料的熱變形溫度。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。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產中注射時間一般為 3~5秒，保壓時間一般為 20~120 秒，冷卻時間一般為 30~120 秒（這三個時間都是根據塑件的質量來決定的，質量越大則相應的時間越長）。 注塑機的選擇 注塑機簡介 1956 年制造出世界上第一臺往復螺桿式注塑機 ， 這是注塑成型工藝技術的一大突破 ， 目前注塑機加工的塑料量是塑料產量的 30%。 注塑機基本參數 注塑機的主要參數有公稱注射量 ， 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)時間等 。 (3)注射速率；為了使熔料及時充滿型腔 ， 除了必須有足夠的注射壓力外 ，熔料還必須有一定的流動速率 ， 描述這一參數的為注射速率或注射時間或注射速度 。 (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 ，動模板的行程 ， 模具最大厚度與最小厚度等 。 注射機的 確定 根據塑件的結構及大小并初步估算初步選出以下注射機 注射機型號為 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河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 19 塑化能力 (g/s) 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 注射機型號為 SZ160/1000 臥式 SZ60/450 臥式 模具定位孔直徑 (mm) Ф120 Ф100 噴嘴口孔徑 (mm) 生產廠家 上海第一塑料機械廠 浙江塑料機械廠 注射性能分析 （ 1）注射成型工藝的可行性分析： 本塑件形狀復雜，壁厚不均，尺寸精度要求較高，而且有較高的表面質量和尺寸穩(wěn)定性的要求，因此對模具和設備的要求也較高。 一般情況下，模具粗糙度低于塑件 1～ 2 個等級，故取型腔表面粗糙度為，而型芯表面粗糙度為 。 塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關，尤以小型精密塑件為甚。再由零件設計圖紙要求可知α＝ 5。其采用圓角不僅降低了應力集中系數，提高了抗沖擊、抗疲勞能力 ，而且改善了塑料熔體的流動充模性能，減少了流動阻力。 塑料的優(yōu)點：塑料的強度較小，有較高的比強度。 （ 3）內部結構較復雜成型較困難。 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，多用于一般工農業(yè)生產和日常生活之中，具有價格低等特點。 缺點：是力學強度不高，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。 聚苯乙烯的代號為（ PS），其分子結構式為： 聚苯乙烯的主鏈上有結構龐大的苯環(huán)，故柔順性差，質地脆硬，抗沖擊性能差，敲打時發(fā)出類似金屬的響聲。 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HHCHC n河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 23 造要求尺寸穩(wěn)定的制品，如儀表儀器殼體等。這種塑料稱為高沖擊聚苯乙烯。注塑的高透明、抗靜電、優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，具有良好的流動性能，耐熱耐化學性、耐沖擊、高強度。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。) D—— 792 熱變形溫度（ 186。 m） D—— 257 10(16) 硬度（ M） D—— 785 80 成型收縮率（ mm/mm） D—— 955 吸水率 % D—— 570 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 25 3 成型零部件設計 成型零件的結構設計 構成型腔的零件統(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，它的質量直接關系到制件質量，因此要求它有足夠的強度、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進行熱處理，使其具有HRC50以上的硬度，如成型產生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。輪轂型心設計成整體式結構。 。 。 ，拐角處