1、制件图二、塑件的工艺分析1.塑件的使用性能该塑件为风扇盖，主要用于容纳进线及挡灰尘，由于电动机在转动过程有震动故要求材料有较好的机械性能，如抗拉强度、抗应力开裂性、弹性模量都要求较好，其中 22 孔要求与轴相配合，且配合关系要求高。根据产品要求，该塑件为小批量生产。2.塑件的尺寸精度塑件有精度要求的尺寸是 22，3.4 均为 MT4 塑件精度，因此在模具设计和制造中要严格的保证这两个尺寸的精度要求。其余的尺寸都无特殊的要求，按照自由尺寸或 MT6 级的精度查取公差等级。3.塑件表面质量该塑件表面质量要求表面光泽，其表面粗糙为 1.6m，无飞边毛刺缩孔流痕等工艺缺陷。4.塑件的结构工艺性1)由图
2、可知，该电风扇上盖结构为圆锥壳体，侧壁带台阶孔，侧壁壁厚为2，带孔部分较厚，塑件的属于中小件，PP 材料能够满足充模流动要求。考虑制件壁厚不均，为防止变形，应强化冷却，模具温度取下限值，延长冷却时间。2)从模具总体结构上考虑，塑件为骨架主体需设置侧向分型机构。5.原材料的工艺性塑料品种PP 热塑性塑结构特点料使用温度可以在 100长期稳定使用性能特点抗拉强度、抗压强度、表面硬度和弹性模量均优异,几乎不吸水成型特点1分子结构含有叔原子，故抗氧化能力低，在塑化前应加入抗氧化剂。2.在超过 280会发生降解，故成型时应避免熔料长时间滞留在料筒内。3体流动性好，易成型长流程塑件。4.熔点和熔点热焓量比
3、 LDPE 高，在结晶和冷却过程中会放出较多的热量，故模具有较好的冷却系统。5.由于热收缩和结晶作用，在成型过程中比容积有较大的变化。6.熔料低温高压取向明显，故要控制成型温度。7.型收缩率大，低温呈脆性，要求壁厚均匀。成型设备的选择及校核 （一）注塑机的初选1. 计算塑件的体积根据制件的三维模型，利用三维软件直接求得塑件的体积为：V172540mm3; 其中浇注系统凝料体积为： V2=1600mm3；故一次注射所需要的塑料总体积为：V74140mm3。2. 计算塑件的质量查手册 1得密度为：0.9g/cm3塑件的质量为：M1=V1 =65.2g浇注系统凝料质量为：M2=V2 =1.44g塑件
4、和浇注系统凝料总质量为：M=V1+V2=66.64 g3. 选用注射机根据总体积 V74.14cm3,初步选取螺杆式注塑成型机 SZ630/3500。注塑成型机 SZ100/630 主要参数如下表 1-2 所示表 1-2理论注射量634cm3 最小模具厚度250mm注射压力 150MPa 定位孔的直径180 深20锁模力 3500kN喷嘴球半径SR18mm拉杆内间距 545mm480m喷嘴口孔径 4mmm最大模具厚度500mm 移模行程 490mm（二）、注塑机的终选（1）注射量的校核公式：（0.8-0.85）W 公 W 注W 公 注塑机的公称注塑量（cm 3）；W 注 每模的塑料体积量，是所
5、有型腔的塑料加上浇注系统塑料的总和（cm 3）；如前所述，塑件及浇注系统的总体积为 74.14 mm3远小于注塑机的理论注射量 634cm3，将数据代入公式得：59.31x10 3 cm3 634cm 3 , 故满足要求。（2） 模具闭合高度的校核公式：HminH 闭Hmax如装配图可知模具的闭合高度 H 闭477 mm，而注塑成型机的最大模具厚度 Hmax=500mm, 最小模具厚度 Hmin=250mm,满足 HminH 闭Hmax 安装要求。（3）模具安装部分的校核模具的外形尺寸为 450 mm450 mm，而注塑成型机拉杆内间距为545mm480mm，故能满足安装要求。模具定位圈的直径
6、 100注塑机定位孔的直径 100，满足安装要求。浇口套的球面半径为 SR1=SR+(1-2)=20 满足要求。浇口套小端直径 R1R+9(1-2)=4+2=6 满足要求。（5）模具开模行程的校核公式：H 模 = H1+ H2+ aH 注 H 模 模具的开模行程(mm )H 注 注塑成型机移模行程(mm )H1制件的推出距离（mm）H2包括流道凝料在内的制品的高度（mm）a侧抽芯在开模方向的距离（mm）代入数据得：H 模 115+177+31323mmH 注 490mm，满足要求。（6）锁模力的校核公式：FKAPmF注射机的额定压力(kN) ；A制件和流道在分型面上的投影面积之和(cm)Pm型
7、腔的平均压力(Mpa) ；K安全系数，通常取 K=1.11.2；将数据代入公式得：KAPm=1.152511.304=324.87KNF=630KN324.87KN，满足要求。（7）注射压力的校核公式： Pmax KP0Pmax注射机的额定注射压力(Mpa) ；P0注射成形时的所需调用的注射压力(Mpa) ；K安全系数将数据代入公式得：KP0=1.390=117 MPa Pmax=150Mpa 满足要求。结论：选取螺杆式注塑成型机 SZ630/3500 完全符合本模具的使用要求。一、结构分析 型腔数目的确定 制件为小批量生产，故采用一模一腔。 优点： 1) 保证产品的精度要求。 2) 冷却系统
8、便于设置同时冷却效果很好。 3) 模具开模距离小。 分型面的确定 从模具结构及成形工艺的角度出发，采用三种方案 方案一：如图 1-2 所示 优点： A ）有一个分型面，开模距离小，模具可用两板式，其结构简单。 B ）从上端采用侧浇口进料不影响制件表面质量，且流程短、压力损失小。 缺点： A ）所需开模力大。 B) 冷却系统安置不便，与模具其它结构发生干涉，同时造成模具体积庞大，冷却效果不佳。 C) 制件采用推管推出，由于推管与小型芯磨损，配合间隙增大，从而发生飞边。D) 开模时，制件包紧大型芯，由于包紧力较大，制件易变形。 由以上分析可知：方案一不可取 方案二：如图 1-3 所示 优点： A)
9、 两个分型面，但由于侧抽芯距不大，开模距离不大。 B) 模具在 I-I 处分型完成侧抽芯动作，可使制件留置在动模；在 II-II 分型完成推出制件动作。 C) 制件采用推件板推出，推出动作稳定可靠，制件受力均匀不变形。 D) 将分流道和浇口放在型芯上，有利模具的制造。 E) 模具冷却系统的安置更合理且冷却效果大大提高。 缺点： A) 主流道的流程变长。 B) 分流道和浇口安置复杂。 解决方案： A) 采用延伸式喷嘴使主流道的流程变短。 B) 将浇口套和小型芯做成一体，将分流道和浇口做在浇口道上，有利于制件直径为 22 孔径端面高度尺寸的保证又有利于模具的制造。 方案三：如图 1-4 所示 该方
10、案是在方案二的基础采用点浇口进料，推出方式和冷却方式同方案二。 优点： A) 有利于保证直径 22 孔高度尺寸精度。 B) 有利于塑料熔体充模，减少熔接痕。 缺点：模具结构复杂，成本大大提高。 结论：通过以上分析可知，从保证产品的质量和降低模具成本的角度 考虑优选方案二。 型腔和型芯的结构和固定方式 型腔采用镶块式结构 优点： A) 利于模具温度控制，冷却充分。 B) 零件更换方便。 C) 缩短模具制造周期。 型腔和型芯固定方式：采用台肩固定 优点： A) 加工方便。 B) 减少安装过程中出现的偏差。 浇注系统的确定 模具采用方案二，直径为 22 的孔内部端面用四个侧浇口进料，且分流道和侧浇口
11、做在小型芯上。 优点：一方面有利于模具的制造，另一方面保证端面尺寸的精度。如将分流道和侧浇口做在大型芯上，由于浇注凝料的存在，使其端面凸凹不平，不能保证尺寸精度。侧浇口采用矩形侧浇口，有利控制熔体的充模。分流道采用梯形截面形式，流动阻力小。 脱模方式的确定 根据分型面的选择及制件外形特点，采用推件板推出制件。其优点： 制件受力均匀在推出时不产生变形。 制件表面质量不受影响。 无须设置复位杆使模具结构紧凑。 冷却系统的结构设计 PP 熔点和熔点热焓量比 LDPE 高，在结晶和冷却过程中会放出较多的热量，故模具应设置冷却系统。冷却采用螺旋水道方式，冷却均匀，这样使模具有恒定的模温，能有效地减少塑件
12、成型时收缩的波动，保证塑件的尺寸精度。防止制件翘曲变形。 排气方式的确定 通过分型面和小型芯处的间隙来排气。 标准模架的选择 根据成型零件及结构零件的布局定选标准标准模架为 GB/T12556.112556.1-1990 中 355 L(1) 。 二.装配图 模具相关的计算1. 成型零件的尺寸的计算平均收缩率为 0.2。根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取 Z =/4。成型零件尺寸计算如下表 1-3：表 1-3 已知条件：平均收缩率 Scp=0.002; 模具的制造公差取 Z=/4 类别零件名称 塑件尺寸 计算公式 型腔或型芯工作尺寸 12100.92 123.3200.23 1150+0.
13、82 115.0600.203 8600.72 87.540+0.18 680-0.64 69.21+0.160 1190-0.72 121.180 +0.205 220-0.32 22.3600+0.36 940-0.72 94.010+0.1820-0.16 20+0.04 大型腔3900.042Lm=(Ls+Ls*Scp-) + Z 039.170+0.0105 R50-0.18 R5.070+0.045120-0.48 11.160-0.06 型腔计算小型腔1.50-0.36Lm=(Ls+Ls*Scp-) + Z 0 1.49+0.040小型芯 22+0540 Lm=(Ls+Ls*Sc
14、p+) 0 -Z22.360-0.043.4+0.160 3.430-0.04 侧型芯6.7+0.20 6.960-0.05 81+0.540 82.450-0.14 66+0.540 67.15-0.1807.0+0.200 6.960-0.0512.0+0.240 11.160-0.08 28.0+0.320 29. 190-0.0033 型芯计算大型芯113+0.820Lm=(Ls+Ls*Scp+) 0-Z113.020-0.2052. 冷却系统水管孔径的计算根据热平衡计算：在单位时间内熔体凝固时放出等热量等于冷却水所带走的热量，故有公式： qvWQ1/c1（1-2） qv冷却水的体积流
15、量（m/Min） ；W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料重量（Kg/Min） ；Q1单位的重量的塑料制品在凝固时所放出的热量（KJ/kg） ；冷却水密度；c1 冷却水的比热容；冷却水出口温度；冷却水入口温度； 1).求塑料制品在固化时每小时释放的热量 Q设注射时间为 2s，冷却时间为 20s，保压时间为 15s，开模取件时间为 3 s.，得注射成型周期为 40S。设用 20的水作为冷却介质，其出口温度为 28，水呈湍流状态，一个小时成型次数 n3600/4090WMn66.64905997g/h=6Kg/h查手册 1得 PP 单位重量放出的热量 Q15.910KJ/h 故Q=WQ165.91
16、0KJ/h3.5410KJ/h 2).水的体积流量由公式 qvWQ1/c1（1-2）(3540/60)/（104.187(28-20)）m/Min1.810 -m/Min3).求冷却水道直径 d根据水的体积流量查手册 1得 d=8mm3.浇注系统尺寸的计算1)分流道截面尺寸的计算对于壁厚小于 3mm、重量小于 200g 以下塑料制件品，可采用如下的经验公式来计算分流道的直径：D=0.2654G1/2*L1/4式中 D分流道的直径(mm) ；G制品质量(g)；L分流道的长度(mm)；将数据代入公式得：D=0.2654G1/2*L1/40.2564(66.64) 1/2*(4.75)1/4=3.1
17、8mm 2)侧浇口深度（h）和宽度（w）的经验公式如下： h=nt WnA 1/2/30n塑料材料系数，查得 PP 的系数为 0.7；t制品的壁厚（mm） ；A型腔外表面积(mm) ；将数据代入公式得： h=1.4mmW=4.42mmL 取经验值 0.54mm由公式q/(Wh)10 4s-1进行校核是否合理q熔体的充模速度(cm/s)制件的体积为 V1=72.54cm，由前述知充模时间为 2s，故 q=36.27 cm/s于是 q/(Wh)=636.27/0.30.14=3.7104 s-110 4s-1符合要求4.凹模壁厚和垫板厚度、刚度与强度计算与校核 R凹模外半径(mm)；r凹模内半径(
18、mm) ；E模具钢材的弹性模量(Mpa)；P模具型腔内最大的压力 (Mpa)；u模具钢材的泊松比 u=0.25；p模具强度计算的许用变形量(mm)； p 模具强度计算许用应力(Mpa)；由组合式，低粘度和 4 级精度的条件，查长手册 1得：p25i 1=25(0.35r1/5+0.001r)25(0.35(81.63) 1/5+0.00181.63)23 m0.023mmr=52mmE2.210 5MpaP=40Mpa u p 0.25p 300Mpa1).凹模侧壁刚度条件计算公式： R=r(p E/rP)+1-u)/( (p E/rP)+1-u) ) 1/2将数据代入公式得: R=52(0.
19、0232.2105+0.755240/0.0232.2105-1.255240)=85mm2). 凹模侧壁强度条件计算公式： R=r( p/ p-2P)1/2 -1 (p2P)p=133MpaP=25Mpa将数据代入公式得：R64.4mm 综合 1)、2)得：R85mm3).凹模垫板的刚度计算公式： t=0.91r(Pr/Ep)将数据代入公式得：t34mm4).凹模垫板的强度计算公式： t=1.1r(P/ p)将数据代入公式得： t= 21mm 综合 3)、4)得： t=34mm 5、推件板厚度的计算刚度计算 h=(C 2QeR/EBp) 1/3 强度计算 h=K 2 (Qe/p)1/2式中
20、h=推件板的厚度(mm)；C2 随 R/r 值变化系数；R推杆作用在推件板上的几何半径(mm)；r推件板圆形内孔(mm)；K2随 R/r 值变化系数；Qe脱模阻力(N) ；E推杆材料的弹性模量(Mpa) ；p推件板材料的许用应力(Mpa)；p推件板中心允许的变形的量，通常取制件尺寸公差的 1/5-1/10 (mm)；查手册 1得： C 2=0.0249 K2=0.428 R=174.14mm r=120.44mmE=20910MPa Qe=6.28310N p=300MPap=0.92/5=0.15按强度计算代入数据得：h=3.2mm按刚度计算代入数据得：h=4.5mm取 h=4.5mm6.脱
21、模机构相关计算1).脱模力、斜销直径、推杆直径的计算A)侧型芯脱模力计算公式：Qc1=10fcTf-Tjth式中Qc1制件对型芯包紧脱模阻力(N)；fc脱模系数塑料的线胀系数(1/)在脱模温度下塑料的抗拉弹性模量 (Mpa)Tf软化温度()Tj脱模顶出时的制品温度()t制件的厚度(mm) h型芯脱模方向的高度(mm) 查阅手册 1得： f c =0.45, =7.810-5 -1, =1.210Mp, Tf=110,Tj=60, t=2mm, h=17.将数据代入公式得： Qc1=716N查手册 1得：斜销直径 d20 mmB)主型芯脱模力计算：d/t=5820 属于厚壁公式为：Qc2=1.2
22、5KfcTf-TjAc (d k+2t)+dk + (dk+2t)-dk 式中 Q c2制件对型芯包紧脱模阻力(N)；Ac制件包紧型芯的有效面积 (mm)； dk制件直径(mm) ； K脱模斜度系数；其中 K=(f cCosSin)/ fc(1+ fc Cos Sin)；在脱模温度下的泊松比；将数据代入得：Qc2=5567N总脱模阻力为：Q e= Qc1+ Qc2=6283N=6.28310N推杆直径计算直径确定公式： d=K(lQ e/nE)1/4直径校核公式： c=4 Qe/nd s式中d推杆的直径(mm) ；K安全系数；l推杆长度(mm) ； Qe脱模阻力(N) ； E推杆材料的弹性模量
23、(Mpa) ；n推杆的数目；c推杆所受的压应力(Mpa) ；s推杆材料的屈服点(Mpa) ；查手册 1得： K=1.6 l=215.6 Q e=6.28310N E=20910MPas=353MPa 将数据代入公式得：d=8mm 用公式 c=4 Qe/nd校核得： c=31.25MPs=353MP，故 d=8mm 符合要求。2）推杆长度计算公式 L 工 =S+推杆行程+3mm215.5 mm3）侧抽芯距计算完成抽拔距为 s 所需的最小开模行程 H 由以下公式和得：H=SCtg斜销的斜角 ；在此取 20 由制件图可知 S=11mm 故 H=11Ctg20=31mm塑件模塑成型工艺参数的确定1、P
24、P 注射成型工艺参数工艺参数 规格 工艺参数 规格料筒温度()后段：160-220中段：180-200前段：160-180成型时间(t)注射时间：2保压时间：15冷却时间：20喷嘴温度() 220-310 螺杆转速(r/min) 40模具温度() 20-60 注射压力(MPa) 70-1002、填写模塑成型工艺卡成都电子高真专 资料编号 车间 电风扇成型工艺卡片共 页 第 页零件名称 电风扇 材料牌号 PP 设备型号 SZ630/3500装配图号 0002 材料定额 g 69 每模件数 1零件图号 0002-1 单件质量 g 66.64 工装号 设备 真空干燥机温度()80材 料干 燥时间（h
25、）2后段 160-220中段 180-200前段 160-180料筒温度()喷嘴 220-310模具温度() 20-60注射 2保压 15成型时间(s)冷却 20零件图(比例：1：4)压力 注射压力 70-100(MPa) 背压 10-15温度 辅助 10后处理 时间 时间额定(s) 单件 处理编制 校对 审核 组长 车间主任 检验组长 主管工程师1、型腔镶件的加工工艺序号工序名称工序内容1 备料 棒料2 锻造 176mm176mm14Omm3 热处理 退火4 铣 铣六面至尺寸 166.5mm166.5mm13O.5mm 对角尺5 平磨 磨六面至尺寸 166mm166mm130mm，保证上下平
26、面与四平面互相垂直，垂直度为 0.01/100mm，对角尺6 车（镗） 车钻通孔21.86mm，钻孔87.04mm 深至图纸要求并留 1mm 的加工余量绞 21.86 至图纸要求并留 1mm 精加工余量车（镗）型腔孔，并按图纸要求加工出122.31、0、6、8、8 ,1的孔车外型，并按图纸要求加工出149 的轴车水道，并按图纸要求加工出t=16 的水道车槽, 并按图纸要求加工出尺寸7 淬火 淬火回火 30-35HRC8 平磨 磨上下两面、侧面至图纸要求9 精车 精车到图纸要求的尺寸和表面精糙度10 钳工 抛光二、型芯的加工工艺序号工序名称工序内容1 备料 棒料 144mm171mm2 车 (1
27、)型芯顶部端面，车钻56131, 车镗3016 内圆至尺寸55.45X131.56 ,车底部槽至图纸尺寸.(2)粗车外圆到尺寸134.64X162，粗车外圆至尺寸67.65X21，117.6X112.5, 128.64X17,调头粗车型芯底部至尺寸134.14.精车型芯顶部孔至尺寸29.19X16.35,车锥面达小36.12，大端67.15，长 21.34-0.080.车锥面达小端82.45,大端 117.10，长113.02车锥面达大端 128.14 长 17.980.05，车底面达134.14X8.达到图纸表面粗糙度要求.3 铣 铣型芯顶部槽至尺寸 10.1X6铣型芯底部槽至图纸要求的尺寸4 电火花加工加工型芯顶部槽 1.49X11.16，10.14X11.6 至图纸要求的尺寸加工型芯顶部内孔 R5.265 钳 研磨型芯外圆面
