风扇叶注塑模具设计.docx
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风扇叶注塑模具设计
四川理工学院成人教育学院
毕业设计(论文)
题目―风扇叶片注塑模具设计―
教学点重庆科创职业学院
专业机械模具
年级2011级
姓名赵林梅
指导教师王新
定稿日期:
2013年4月25日
四川理工学院成人教育学院
毕业设计(论文)任务书
学生姓名
赵林梅
专业班级
机械模具BK311101
设计(论文)题目
风扇叶片注塑模具设计
接受任务日期
2013年12月18日
完成任务日期
2014年4月25日
指导教师(签名)
王新
指导教师单位
重庆科创职业学院
设计(论文)内容目标
设计一套用于电风扇叶片的注塑模具设计。
实现品种多样化;生产过程多样化;生产能力复杂化
目标:
自行设计或选择某种品牌电风扇叶片做设计对象,测绘并选择合适材料;要求完成不少于总量3张0号图纸的装配图和零件图纸
通过本课题的设计,培养学生对注塑模具设计的综合能力,培养对CAD、PROE等画图软件和专业知识的综合利用能力。
设计(论文)要求
(1)电风扇叶片造型设计;
(2)电风扇注塑模具成型系统结构设计;
(3)电风扇注塑模具导向系统结构设计;
(4)电风扇注塑模具冷却系统结构设计;
(5)电风扇注塑模具脱模系统结构设计。
参考资料
(1)《塑料转叶零件模具设计与制造》蔡于红主编中国电力出版社
(2)《塑料成型工艺与模具设计》屈华昌编高等教育出版社
(3)《冷冲压与塑料成型工艺与模具设计》翁其金编机械工业出版社
注:
此表由指导教师填写后发给学生,学生按此表要求开展毕业设计(论文)工作。
风扇叶片注塑模具设计
摘要
本论文阐述一套用于生产风扇叶片的注塑模具设计,给定参数:
风扇直径30CM,风扇功率45W来进行设计。
设计时首先设计出塑件模型,然后选择合适的材料,接下来再进行模具设计(此次设计应用Pro/E野火4.0版设计)。
包括设计模具的成型系统、浇注系统、冷却系统、导向系统、脱模系统等。
设计的重点在于成型系统和浇注系统与脱模系统,而成型系统的重点在于分型面的设计,它决定了型芯和型腔结构以及模具的质量。
因为扇叶塑件比较特殊,叶片的厚度较薄,所以浇注系统浇口和主分流道的选择显得尤为重要。
关键词:
风扇叶片;注塑模具;Pro/E设计;分型面;成型系统;浇注系统
LEAFBLADEFANINJECTIONMOULDDESIGN
ABSTRACT
Thispaperneedtodesignasetofinjectionmoldsfortheproductionoffanblade.Givenparameters:
fandiameter30CM,fanpower45W.Firstlythedesignationshoulddesignplasticmodel,andthenselecttheappropriatematerials,thenyoucandesignthemouldsystem.Thesystemincludesmoldingsystem,pouringsystem,coolingsystems,guidancesystems,moldreleasesystemandsoon.Theimportancearemoldingsystemandpouringsystem.Theimportanceofthemoldingsystemisdesigningpartingsurface,itinfluentCoreandcavitystructureandthequalityofthemold;Asthebladeisverythin,thedesignationofpouringsystemismoreimportant.
Ofcourse,IntroducedinstitutionsandStrippinginstitutionsmustalsobecarefullydesigned.Themoldinginstitutionslikebladesmustbeevenbyforce,otherwisethebladeiseasilydeformedanddistorted.Atlast,chooseastandardmoldbasetoformacompletesetofmolds.Butduringthedesignprocess,youmustdovarioussimulationtoavoidingproblemsintheproductionprocess!
Keywords:
fanblades;partingsurface;Pro/E;injectionmouldformingsystem;gatesystem
第一章绪论
1.1研究的意义
随着我国制造业的国际地位的不断提高,模具工业获得了飞速的发展,模具的需求量也成倍增加,其生产周期愈来愈短。
而模具生产是多品种小批量生产,乃至单件生产。
其特点为:
品种多样化;生产过程多样化;生产能力复杂化。
为解决这一问题,首先要普及CAD技术,利用现代的CAD/CAM/CAE技术,才是经济、快捷的模具开发设计制造手段,也是其今后的发展方向。
1.2设计的任务和要求
主要任务为设计一套风扇模具,根据给出的题目参数要求,先设计产品造型,再选择材料,然后设计模具系统。
大致流程如下:
(1)家用电风扇叶片造型设计;
(2)工艺分析及电风扇叶片材料选择;
(3)电风扇叶片三维CAD造型设计;
(4)电风扇注塑模具成型系统结构设计;
(5)电风扇注塑模具导向系统结构设计;
(6)电风扇注塑模具冷却系统结构设计;
(7)电风扇注塑模具脱模系统结构设计。
上面几步中,成型系统与浇注系统的设计最为关键。
第二步,工艺分析也是必不可少的。
第二章风扇造型和材料选择
2.1风扇造型
根据题目要求:
设计一套用于加工家用电风扇叶片的注塑模具。
1.自行设计或选择某种品牌电风扇叶片做设计对象,测绘并选择合适材料;
2.电风扇叶片三维CAD造型;
3.电风扇叶片注塑模具设计:
包括成型系统、导向系统、冷却系统和脱模系统的结构设计;
要求完成不少于总量3张0号图纸的装配图和零件图纸。
设计参数:
风扇直径30CM,风扇功率45W。
在指导老师的帮助建议下,选择用Pro/E软件进行风扇叶片造型以及后续模具设计一系列设计工作。
下图零件在Pro/E“零件”模块下完成整体设计。
图2-1风扇造型
图中风扇各参数如下:
轮毂直径d=80mm;
叶片圆角R1=40mm;
叶片圆角R2=30mm;
叶片厚度=1;
轮毂中间螺钉孔直径d=2.5(后期加工);
要求塑件防有转角处都要以圆角(圆弧)过渡,因尖角容易应力集中。
塑件有圆角,有利于塑料的流动充模及塑件的顶出,塑件的外观好,有利于模具的强度及寿命。
所以在轮毂上部做R=8mm的圆角[3];
轮毂的高度无特殊要求,自行设定高度h=30mm;
由于考虑到后期生产,需要设置一定的拔模斜度,设定结果如图2.2设定后使轮毂曲面成一斜度,即下表面直径略大于上表面直径。
图2-2拔模斜度
2.2材料选择
风扇为人们日常生活常用品,需要大批量进行生产。
又与人们紧密接触,所以必须是无毒害材料,有考虑到无很高的强度要求,收缩率等给方面也无特殊要求,故最后决定选择ABS材料进行注塑生产。
ABS具有良好的成型加工性,制品表面光洁度高,且具有良好的涂装性和染色性,可电镀成多种色泽[4]。
ABS尚具有良好的配混性,可与多种树脂配混成合金(共混物),如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,使之具有新的性能和新的应用领域,ABS若与MMA掺混可制成透明ABS,透光率可达80%。
相比较其他的AS、PA等材料ABS材料具有明显的优势。
选定ABS材料后,还需选择合适的型号,不同型号间存在一定的差别,根据市场与塑件所需性能,选用余姚中发生产的FR765型。
第三章工艺分析
3.1总体分析
(1)叶片最大直径为300mm,轮毂高度为30mm。
(2)根据前面得到分析结果,塑件采用ABS材料,收缩率为0.4%-0.6%,一般取中间值0.5%,流动性好,排气要求高,否则容易产生熔接痕、气泡,影响塑件强度。
(3)叶片侧面并无测孔,所以不需要做侧抽芯。
(4)塑件有中间轮毂和3个叶片组成,面积较大,且考虑叶片较薄,精度要求高,故采用一模一腔。
(5)生产上要明确塑件的体积,应用Pro/E输入材料密度分析得到此塑件的体积为1.2333422e+05mm3。
3.2拔模检测
塑件冷却时因收缩会包紧型芯或型腔的凸起部分,为保证塑件最终能顺利从型腔中脱出,故一般要设定一定的脱模斜度。
设置脱模斜度需注意
(1)斜度不能太大,应使塑件整体无太大变化;
(2)斜度方向:
如果方向设置反了,则塑件一定不能脱模。
综上各因素考虑:
有必要对塑件进行彻底的拔模检测。
用Pro/E检测结果如下图3-1,检测时,注意拔模方向设定与检测对象选择。
图3-1拔模检测
3.3厚度检测
任何塑料制品都需要一定的壁厚。
厚度既不能太薄,不能保证足够大强度,也不能太厚,应力过大,容易产生气泡,成型时间也会加长。
产品的各分部的厚度也应保持均匀,不能有突变,否则会产生缺水现象。
同样Pro/E自带了厚度检测功能,为确保避免以上问题,故作厚度检测如图3-2所示。
图3-2厚度检测
设定允许的最大厚度与最小厚度,然后选择两个点,连接这两个点应能贯穿整个零件,设定检测偏距,预览可见右边检测结果:
是否超过规定厚度,图中均显示否,即厚度满足要求。
3.4浇口分析
浇口是指塑料熔体从分流道进入型腔的一段通道,其尺寸狭小且短,目的是使塑料熔体进入型腔前产生加速度,便于充满型腔,且有利于封闭型腔口,防止熔体倒流。
浇口位置并不能任意选择,首先应位于塑件背面,其次浇口设置应能保证塑料熔体能快速充满型腔,并保证足够的注塑压力,以上各种需求,Pro/E均能智能分析并给出分析结果。
对风扇叶片浇口分析结果如下:
右边参照栏从红色逐渐过渡到蓝色,即从最差到最好效果过渡。
由图可见,叶片浇口位置越靠近中间轴,效果越佳,又考虑塑件表面美观,所以将浇口设置在背面靠近中心处。
但还不能确定浇口数量。
先选定一个浇口,并把位置设置在靠中心5mm处,用塑料顾问进行模拟填充过程。
自动分析结果如图:
叶片的每一个点均显示为绿色,即表明填充可行,且质量为高标志。
所以采用单个浇口即可。
图3-3为浇口位置分析图3-4为模拟注塑结果图。
图3-3浇口分析
图3-4模拟注塑
第四章成型系统设计
做完了上述一系列前期工作之后,现在正式开始进入模具设计版块,即分模阶段。
将现有的风扇叶片3D造型通过Pro/E模具设计版块,制作出整套模具的成型系统与浇注、冷却系统。
4.1装配参照模型
进入Pro/E模具设计版块的第一步,就是要明确是为什么塑件设计整套模具,故需要调入先前制作的风扇叶片造型。
并调整塑件坐标中心和模具设计坐标中心重合,同时还应确认拔模方向。
使图中拔模方向pulldirection和实际设计的拔模方向保持一致,调入后经调整结果如图4-1所示。
4.2设置收缩率
塑料从注塑机到型腔再到
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- 风扇 注塑 模具设计