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1、精选优质文档-倾情为你奉上JIU JIANG UNIVERSITY毕业设计题 目 风扇叶片塑料模设计 院 系 机械与材料工程学院 专 业 模具设计与制造 姓 名 王瑞生 年 级 2012 指导教师 李永志 2014 年 12 月目 录第一章 概论1 1.1研究的意义1 1.2 设计的任务和要求1第二章风扇造型和材料选择2 2.1风扇造型 2 2.2 材料选择3第三章 工艺分析4 3.1 总体分析4 3.2 拔模检测4 3.3 厚度检测4 3.4浇口分析5 3.5 注射机选择6第四章 成型系统设计8 4.1 装配参照模型8 4.2 设置收缩率8 4.3 创建工件8 4.4 创建分型曲面94.5
2、创建模具体积块10 4.6拉杆设计10第五章 浇注系统设计115.1 主流道设计11 5.2 分流道设计12 5.3 浇口设计12 5.4 冷料穴设计13第六章冷却系统设计14第七章合模导向机构设计15 7.1 导柱的设计15 7.2 导柱的布置16 7.3导套的设计16 7.4导柱与导套的配合17第八章推出机构设计18 8.1 设计原则18 8.2 推出力的计算198.3 推杆设计 198.4复位杆设计 208.5推出机构导向系统设计 20第九章其他辅助设计 21 9.1标准模架与选择原则21 9.2支撑零部件的设计21第十章总结与展望 22 10.1总结22 10.2展望22致谢24参考文
3、献25专心-专注-专业第一章 概论 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。CATIA是目前最具影响力的CAD系统软件之一,它已在不同的领域被普及,被众多的用户所青睐。CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/C
4、AM领域的领导地位,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子/电器、消费品行业,它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域,其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA在塑料模具设计和分析阶段充分应用了参数化特征造型技术和数据库技术以及自由形式特征技术,为模具设计提供了强有力的工具。塑料模具中的标准件,如标准模具架、顶出机构、浇注系统、冷却系统等都采用基于数据库管理的参数化特征造型设计方法进行设计或建立标准件库以实现数据共享,同时满足用户对设计的随时修改,使模具的设计分析快速、准确、高效。参数化特征造型不仅可以完整地描述产品的几何图形信
5、息,而且可以获得产品的精度、材料及装配等信息,其所建立的产品模型是一种易于处理、能反映设计意图和加工特征的模型1。 当然对于我本身，选择注塑模具作为毕业设计题目，也有很多积极的意义。首先模具设计还是属于机械学科领域，完成一整套的注塑模具设计必然能够巩固并且拓展自己的专业知识，如工程图学材料力学等。第二的话，对于熟练应用各类工程软件有着莫大的帮助，像AUTOCAD和PROE等。第三，毕业设计是相对独立的一次任务，对于自我各个方面都会有所提高，因为一切都要靠自己。第四，毕业之际，也就是事业生涯的开始，有利于开阔工作视野，了解生产实情。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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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.e+05 mm3。 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。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。图3.1拔模检测 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
11、；（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。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5。 浇口位置并不能任意选择，首先应位于塑
