第第頁風(fēng)扇電機外殼模具設(shè)計摘要本文對電風(fēng)扇后端蓋注射成型工藝進(jìn)行了研究。電風(fēng)扇后端蓋是電風(fēng)扇的關(guān)鍵部件，它的可靠性直接影響到電風(fēng)扇的散熱和電機的旋轉(zhuǎn)。該產(chǎn)品具有生產(chǎn)效率高、適應(yīng)性強、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。因此，采用注射成形電扇電動機后端罩是最佳的選擇。在電風(fēng)扇電機后端蓋注射模的設(shè)計中，首先要對其進(jìn)行工藝性的分析，并繪制出相應(yīng)的零件圖。接下來是分型面、型腔、型心等零件的設(shè)計和尺寸檢驗。然后，可以對模具框架進(jìn)行選擇和檢驗。接著進(jìn)行排氣、溫度調(diào)節(jié)和澆筑系統(tǒng)的設(shè)計，并對其進(jìn)行了優(yōu)化。對模具的導(dǎo)軌和脫模機構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計和優(yōu)化。再選擇注射成型設(shè)備，對其進(jìn)行檢驗。所有的工作都是在圖書館和網(wǎng)絡(luò)上查詢過的，然后再進(jìn)行模具的組裝和試模，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行優(yōu)化，直至達(dá)到設(shè)計的要求為止。關(guān)鍵詞：電風(fēng)扇；電機后端蓋；注塑模具目錄TOC\o"1-3"\h\u17981一、塑料的工藝分析 54522二、塑件的工藝尺寸 568222.1分型面的確定 5125692.2型腔數(shù)目的決定和型腔的排布 6163802.3凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7105752.3.1整體式凹模 7177412.3.2整體嵌入式凹模 7234562.3.3局部鑲嵌式凹模 7172042.3.4大面積鑲嵌組合式凹模 742242.4凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 720850三、澆筑系統(tǒng)的設(shè)計 713641四、排氣系統(tǒng)的設(shè)計 829230五、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 811503六、合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 9267026.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 10295626.1.1導(dǎo)柱的典型結(jié)構(gòu) 10229246.1.2導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)要求 1046806.2導(dǎo)向孔、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與設(shè)計要求 10251326.2.1導(dǎo)向孔、導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu) 1049636.2.2導(dǎo)向孔設(shè)計要求 10121696.2.3導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 1021607七、脫模機構(gòu)的設(shè)計 1181397.1脫模機構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)及組成 11240227.2脫模機構(gòu)的設(shè)計要求 116274八、模具的裝配 12188888.1澆口套的裝配 1248688.2成型零件的裝配 12238968.3脫模機構(gòu)的裝配 1253028.3.1導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配 12210558.3.2推桿的裝配 12150208.4滑塊抽芯機構(gòu)的裝配 12313528.5總裝 12315628.5.1總裝的技術(shù)要求 12301858.5.2模具的總裝順序 135564九、參考文獻(xiàn) 14一、塑料的工藝分析圖1.1電風(fēng)扇電機后端蓋從圖1.1可以看出，電扇電機的后端帽形狀比較復(fù)雜，帶有許多形狀、位置不同的小孔，其位置及形狀都會對模具的制造造成一定的困難。電風(fēng)扇電機的后端帽采用ABS作為注射原料，而電風(fēng)扇電機的后端帽的上部是決定其重心的位置。ABS塑料有耐熱性、抗沖擊性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良、制品尺寸穩(wěn)定等特點。ABS屬于無定形聚合物，無明顯熔點。在注塑過程中應(yīng)按品級的不同制訂合適的工藝參數(shù)，一般在160℃以上，240℃以下即可成型。因為溫度過高，有破壞ABS中橡膠相的傾向，而且在250℃以上開始出現(xiàn)分解。在成型過程中、ABS熱穩(wěn)定性較好，可供選擇的范圍較大，不易出現(xiàn)降解或分解。同時，我們也要確保在注射成型后，電機的后端帽的厚度是一致的。因為電風(fēng)扇的后端蓋是為了保護(hù)和散熱，所以它的結(jié)構(gòu)（散熱孔太密集，高度也太大）必然會給注射成型帶來困難，導(dǎo)致模具充滿不滿意。所以，可以采用凹凸模具來實現(xiàn)注射成型，但由于凹凸模具的形狀比較復(fù)雜，采用一體成型的模具，一旦模具破損，修復(fù)起來就會變得非常困難。不過，在添加插件之后，這個問題就迎刃而解了，不過嵌入的數(shù)量也不能過多，否則模具的剛性與強度都會受到影響。所以采用UG的注射模組對其進(jìn)行仿真注射，以達(dá)到最佳效果。二、塑件的工藝尺寸工作尺寸是指直接用來對塑料零件進(jìn)行成形的大小，其大小主要包括型芯和型腔的直徑和深度。因為電風(fēng)扇電機的后端帽必須與前蓋相匹配，因此，只有后蓋的邊沿具有決定作用，因此必須對模具的凹模、凸模的型腔、型芯的大小進(jìn)行計算。ABS塑料的成形收縮率在0.4-0.8%之間，因此用它的平均值計算，S=0.6%。2.1分型面的確定注塑是將熔化的塑料材料注入型芯中，在型芯中固化成型，為保證注塑成型，澆注后的凝料脫模，并安裝嵌件，因此，模具必須分為固定模和動模兩個主要部件。其中，固定模具與動模具的接觸面叫做分模面。一般在選擇分型面時遵循下列原則：將分模面置于容易成型的位置。即：在決定了模具的成型方向后。將分型面置于模具的最大輪廓位置，并將分型面置于活動模具部位，以便于模具的脫模。應(yīng)在確保塑料外觀，特別是對表面質(zhì)量有要求的產(chǎn)品中，應(yīng)選用分模面。分模面應(yīng)置于易于澆口的進(jìn)料和防止溢出的位置。分型時，應(yīng)將其置于有利于澆注時排氣的位置，若可能，分型應(yīng)與熔融流動端一致，以便方便排放。選擇分型面時，應(yīng)便于模芯及模腔的處理。應(yīng)選用分型面，以便于確定側(cè)抽芯機構(gòu)，便于模腔或模芯的卸載，并確保其強度。在選擇分型面時，因脫模坡度而導(dǎo)致的塑料制品的大小端部尺寸差別應(yīng)盡可能地減小。模具的分型面的選取非常重要，它將直接影響到模具的制造、鑄件的澆注和成型后的產(chǎn)品質(zhì)量。本模具的分型面選擇如下圖2.1。圖2.1分形圖2.2型腔數(shù)目的決定和型腔的排布在一組模具中，要確定模數(shù)，需要考慮多種因素，既有相同的，也有不同的。一種塑膠產(chǎn)品可能具有一個或多個模子。該產(chǎn)品為薄壁、長流程、小澆口產(chǎn)品，因此采用了一模一腔結(jié)構(gòu)。型腔在排料時，應(yīng)注意到流道和澆注系統(tǒng)之間的均衡，所以在模具中間設(shè)置了型腔。如下圖2.2所示。圖2.2型腔的排布2.3凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模具是在塑料制品的外表面上形成凹形部件（由內(nèi)部空腔和本體兩部分組成）。其結(jié)構(gòu)受塑料制品成形需求及加工組裝工藝的影響，根據(jù)其基本構(gòu)造可分為一體式、一體化式；局部鑲嵌、大面積鑲嵌組合、四壁拼接組合五種。選擇的結(jié)構(gòu)取決于它的工藝復(fù)雜程度和工作可靠性。2.3.1整體式凹模模具在凹模上直接加工成型，強度高，不易變形。具有簡單外形的整體凹模易于制作：具有復(fù)雜外形的模腔，可通過專用的電火花加工，如仿形機床，電火花等，適合于中小型模具。2.3.2整體嵌入式凹模在小型化的多模腔模具中，通常是將整體的凹模加工為獨立的嵌塊，并用內(nèi)模板進(jìn)行固定。采用一體化凹模結(jié)構(gòu)，既節(jié)省了高質(zhì)量的模具鋼，又具有充分的剛性和強度，使用可靠，不易損壞，并且便于更換。2.3.3局部鑲嵌式凹模在模具型腔的某些部位易破損，需要頻繁更換時，為了方便加工和降低成本，可采用局部嵌合的方法。2.3.4大面積鑲嵌組合式凹模采用大型嵌件組合凹模，用于模具的機械加工；拋光、熱處理等加工工藝的便利，其形狀可以是大面積的底部鑲嵌式，也可以是四面鑲嵌式。該模具采用全內(nèi)凹模，是由于它能選用高品質(zhì)的鋼材，且所需的材料不多，且其結(jié)構(gòu)易于加工，且易于維護(hù)與替換；結(jié)果表明，該方法具有良好的一致性。2.4凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模（或型芯）用于對塑料內(nèi)部部件進(jìn)行成形，通常把成形后的內(nèi)部表面的型芯稱作主要型芯，而具有局部小孔和微小結(jié)構(gòu)的型芯則稱之為成形棒或小型芯。凸?？煞譃閱渭徒M合件兩種。整體凸模具有堅固的結(jié)構(gòu)，成形后的塑料制品品質(zhì)優(yōu)良，但是由于加工不便，且消耗大量的鋼材。這種型芯主要應(yīng)用于小型凸模（型芯），外形簡單。對于具有較大形狀的凸模（型芯），可以采用組合結(jié)構(gòu)，以便于加工。該模具外形簡單，采用了一體化凸模結(jié)構(gòu)。三、澆筑系統(tǒng)的設(shè)計注塑機的澆注系統(tǒng)是注塑機設(shè)計中的一個關(guān)鍵問題。澆筑系統(tǒng)可以分為兩種，一種是常規(guī)澆筑和一種熱流道澆灌。這兩種方法都是將注塑液從注塑機的噴口導(dǎo)向模腔中的整個過程。另外，澆注系統(tǒng)還具有傳質(zhì)、傳壓、傳熱等作用，直接關(guān)系到塑料制品的成形質(zhì)量。該澆筑系統(tǒng)的主要功能是使塑料溶液順利充填到模具內(nèi)部，從而得到具有良好外形和良好內(nèi)部品質(zhì)的塑料制品。因此，模具的沖壓工藝必須快速、有序、壓力損失小、熱量散失少、排氣條件良好。澆筑系統(tǒng)容易從產(chǎn)品中剝離或切割。常規(guī)澆注系統(tǒng)包括：主流道，分流道，澆口，冷料井等。模具成形部位的確定是在設(shè)計澆筑系統(tǒng)前進(jìn)行的。這個位置取決于該模具所使用的單模單空腔。注塑模具的設(shè)計是注塑模具設(shè)計中的關(guān)鍵，其設(shè)計是否合理直接關(guān)系到整個模具的結(jié)構(gòu)。主流道是將注塑機的噴頭與鑄模相連的通路，也是塑件首先通過的流道。該裝置將注塑機噴出的塑膠溶液引入分流管或模腔，其主流道為圓錐形，以便于溶液在流場中順暢、順暢，并在開模過程中使膠料順利排出，主流道厚度與鑄件進(jìn)入模頭的速度和沖模時間有直接關(guān)系。如果主流道太粗，流經(jīng)其熔體的體積越大，需要回收的冷凝材料越多，冷卻時間越長，氣流中的氣體也越多，如果排氣不暢，塑料制品內(nèi)部會出現(xiàn)氣泡，組織疏松，如果主流通道太窄，則會降低塑料的流動性，從而增加注塑的壓力，從而影響塑料的成形。主流道一般不會直接在固定模板上打開，因為主流道要與熔融塑料和注塑機多次接觸，因此，它被制作為一個獨立的澆口套，并固定在固定的模板上。主要的流道套一般采用經(jīng)過熱處理的高碳鋼。塑件的外表不允許有任何的劃痕，并且為了保證模具的順利，可以在塑件和澆筑系統(tǒng)的連接部位上進(jìn)行自動地減斷。所以，采用帶有直流槽的澆口套管，以便于將冷凝物從澆口套管中抽出，流道的形狀應(yīng)該是圓錐，錐度為3°，內(nèi)表面粗糙度Ra0.8，孔徑0.5mm。四、排氣系統(tǒng)的設(shè)計采用注塑機將塑件注入模腔時，若內(nèi)部原有的氣體、注塑過程中溢出的氣體等無法順暢地從模具中排出。在注塑設(shè)備的高溫、壓力作用下，模腔中的未排出的氣體會形成氣孔、熔接痕、熔接痕等缺陷；同時，由于壓力過大，這些氣體也會對模具的表面質(zhì)量造成一定的影響，從而導(dǎo)致模具的成型速度下降，從而影響模具的成型質(zhì)量。所以，在模具設(shè)計和生產(chǎn)過程中，一定要注意到排風(fēng)問題。模具的排氣方式通常有以下幾種。利用結(jié)構(gòu)間隙排氣：最簡便的方法是通過型芯型腔間的分型面、頂桿與頂桿孔、脫模與型心等模件的配合間隙進(jìn)行排氣。在分型面上開設(shè)專用排氣槽：排氣口應(yīng)該設(shè)置在塑料熔融物的一端。一排槽口一般置于分型面的凹模的一邊，這樣可以方便地排出，而不會溢出。因此，黏度小的塑料熔融液應(yīng)該降低排放口的高度。由于模具是一種小的模具，并且可以通過結(jié)構(gòu)間隙進(jìn)行排風(fēng)，因此不需要進(jìn)行排氣孔的設(shè)計。五、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計在注塑工藝中，模具溫度直接影響著塑件的流動性和冷卻過程，如：對產(chǎn)品的收縮、表面的光澤度等；若模具溫度不能得到合理的控制，注射條件、填充度、注射周期都會因模具溫度的變化而發(fā)生變化，導(dǎo)致制品的品質(zhì)降低，生產(chǎn)效率降低。因此，對鑄件的溫度進(jìn)行有效地控制是一條有效的途徑。所以，一個有效、合理的注塑成型工藝必須包含一個嚴(yán)密、合理的溫控系統(tǒng)。在注射成型過程中，適當(dāng)?shù)乜刂颇＞叩臏囟扔腥缦掠绊懀耗＞叩臏囟冗m合于注塑過程的溫度，可以提高鑄件的流動性，并對形成有利。模具的溫度變化會對塑件的收縮產(chǎn)生一定的影響，保持模具的溫度不變會導(dǎo)致制品的收縮，從而保證制品的品質(zhì)。模具溫度的均一，可以降低產(chǎn)品的應(yīng)力，降低產(chǎn)品的變形。適當(dāng)?shù)哪＞邷囟瓤梢愿纳扑芰现破返谋砻婀鉂啥龋档屠淞骱?。在適當(dāng)?shù)臈l件下，將模具的溫度保持在最佳狀態(tài)，模具溫度直接關(guān)系到產(chǎn)品的冷卻和脫模時間，若模具能維持適當(dāng)?shù)臏囟龋瑒t可縮短脫模時間，從而提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。當(dāng)前，有三種常見的調(diào)溫方式：用涼水作為媒介的模具溫度調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整。使用模具溫度調(diào)節(jié)器，其冷卻介質(zhì)是油。利用冷凍水進(jìn)行制冷。該模具使用了一臺由冷水作為介質(zhì)的模具調(diào)溫器，該調(diào)溫器要求在模具內(nèi)部開有冷卻通道。在模具中，冷卻通道的設(shè)計一般需要快速均勻的冷卻。冷卻通道的設(shè)計原則是：將冷卻通道均勻地分布在模腔周圍。應(yīng)盡量多地開孔，盡可能大的冷卻通道。冷卻水口與模腔的距離應(yīng)保持一致。在澆口附近進(jìn)行強化冷卻。減少進(jìn)出冷卻介質(zhì)的溫度差。根據(jù)以上原則，設(shè)計的冷卻水道的結(jié)構(gòu)形式如下圖4.1，圖4.2所示。圖4.1冷卻水道圖4.2冷卻水道六、合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計6.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計6.1.1導(dǎo)柱的典型結(jié)構(gòu)導(dǎo)柱在縱向上可分為固定段和引導(dǎo)段，從而將其劃分為兩類。帶頭導(dǎo)柱。除了導(dǎo)柱突肩稍大之外，導(dǎo)引段和導(dǎo)引段的直徑是一樣的。導(dǎo)引桿通常用于小型批量制造結(jié)構(gòu)簡單的模具，導(dǎo)套不一定要使用，導(dǎo)桿與模板上的導(dǎo)孔直接匹配，但孔易磨損。帶肩導(dǎo)柱。肩部導(dǎo)桿經(jīng)常被用在大量的塑膠產(chǎn)品和高精度的模具上，并且必須要有一個導(dǎo)套，以確保精密的同軸度。6.1.2導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)要求形狀：帶肩導(dǎo)柱和領(lǐng)頭導(dǎo)柱一般都是圓錐形或球形，這樣可以使導(dǎo)柱順利地通過引導(dǎo)孔。導(dǎo)向柱的長度一定要比凸型高6~8毫米。工作部位的導(dǎo)向柱可以沒有油槽。材料：導(dǎo)向柱必須是堅硬、耐磨、堅固、不易斷裂的核心，所以一般選用經(jīng)過滲碳淬火的低碳鋼（20)，或使用碳素工具鋼（T8A、T10）進(jìn)行淬火，其硬度在50~55HRC之間。配合精度：導(dǎo)向桿和導(dǎo)向套的裝配精度均為間隙匹配（H7/f7)，而導(dǎo)向柱和模板則采用過渡裝配（H7/f6）。表面粗糙度：配合部位的表面粗糙度要求Ra0.8以下。6.2導(dǎo)向孔、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與設(shè)計要求6.2.1導(dǎo)向孔、導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)該形式加工工藝簡單，但難以進(jìn)行熱處理，且損壞后維修不便，適合生產(chǎn)批量小、精度要求不高的情況。常用的導(dǎo)孔鑲導(dǎo)套的形式，可以淬硬，延長使用壽命，或在使用后容易更換。導(dǎo)向套可分為無定位階梯的直導(dǎo)向套和有定位階梯導(dǎo)向套兩種。導(dǎo)向套筒一般是用來制作標(biāo)準(zhǔn)的。6.2.2導(dǎo)向孔設(shè)計要求形狀：導(dǎo)孔應(yīng)該是通孔，為便于將導(dǎo)套壓入模板和導(dǎo)套的導(dǎo)套，將一個圓形的R倒在導(dǎo)套的前端，該內(nèi)控具有一定錐度，便于安裝。材料：導(dǎo)套可采用淬火鋼板等耐磨材料制成，但其硬度必須小于導(dǎo)桿的硬度，從而提高摩擦力。導(dǎo)套精度與配合：同模板的組裝，通常采用過渡形式。(4)表面粗糙度：Ra應(yīng)小于0.8。6.2.3導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計因為選擇了DME-2B-1-186-36-106的模框，所以該模具的導(dǎo)引機構(gòu)被決定，如下圖6.1。圖6.1合模導(dǎo)向機構(gòu)七、脫模機構(gòu)的設(shè)計7.1脫模機構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)及組成該離型機主要包括六個部件。該頂棒與該塑料零件直接接觸，該頂棒通過該頂出固定板與該頂出板螺栓相連接而加強，該頂桿在該頂出板上時通過該頂桿的托模力將該塑件從該中心推出。在合模過程中，推拉固定板桿由支承板下的彈簧壓緊，使整體脫模機構(gòu)恢復(fù)原狀。如下圖7.1。圖7.1脫模機構(gòu)7.2脫模機構(gòu)的設(shè)計要求電風(fēng)扇電機后端蓋塑料零件的脫模，應(yīng)遵守下列原則：不會對塑料制品的外觀產(chǎn)生任何的損害。為確保塑料制品的外形，頂出部位應(yīng)盡可能地設(shè)置在塑料制品的內(nèi)側(cè)。由于收縮后的塑料制品將緊固沖頭，因此，頂出力的作用位置應(yīng)該盡可能地接近于沖頭，并且要對塑料制品的剛度和強度最大的地方進(jìn)行加勁肋、壁厚等。適用范圍要盡量大，避免塑料制品的變形和破損。優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，使其工作穩(wěn)定；機械結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡化，機械零件制造簡便，便于替換；機械動作準(zhǔn)確，運轉(zhuǎn)靈活：機械自身剛性高，強度高。在開模過程中，將塑料制品保持在動模具的一邊。因為噴頭機構(gòu)通常安裝在注射機上的移動模板上，所以，在打開模具時，需要保持模具內(nèi)的塑料。脫模部件之間的配合間隙要適當(dāng)，不能漏料。八、模具的裝配模具的組裝是模具生產(chǎn)的最后一步，其精度的高低將直接關(guān)系到模具的質(zhì)量、使用壽命和部分零件的性能。模具裝配是指根據(jù)模具的有關(guān)技術(shù)要求和彼此之間的配合，將各個零件組裝為一個完整的模具。注塑模的組裝工藝主要有：模架組裝、流道組裝；模具的裝配、脫模機構(gòu)的裝配、橫向抽芯機構(gòu)的裝配、裝配和裝配。8.1澆口套的裝配澆口套管和固定模板的配對－通常使用H7/m6。當(dāng)澆口套管和固定模具部件組裝好后，將其內(nèi)臺肩壓在沉孔的底部，外側(cè)臺階應(yīng)該突出模板0.02mm。澆口套管的壓入部不得有引入坡道，且必須倒置為小圓。8.2成型零件的裝配型芯的裝配：因塑膠模具的不同，在固定盤上的型芯有不同的安裝方法。常用的固定方式有：過渡配合固定、止松螺釘固定、螺母固定、大芯體固定。型腔的裝配：普通注塑模具的模腔多為嵌合式或拼塊式結(jié)構(gòu)，此模腔采用蔣興強埋入式固定板。8.3脫模機構(gòu)的裝配8.