排气扇说明书.doc

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摘 要
塑料模具的设计在当今这个新型材料快速发展的时代越来越显得重要，模具的存在解决了很多成本和技术上的难题，它作为一个传统的而又在迅速发展和进化的行业装备，对设计和制造现代模具都提出了更大的要求与挑战。在整个模具设计的过程中，一切设计标准都是围绕产品而展开，一切工作都应以能生产出合格产品为原则。
本副模具用来成型ABS塑料的流动性较好成型收缩率小的塑料，这对模具的封胶位间隙的大小和模具制造精度要求提出了相当的要求，这是设计与制造时的难点之一。总体来讲，整个设计过程是从产品出发，根据其工艺性，经济性等方面的分析选择合适的模具结构，根据塑件特征与塑件要求就选择了“一模四腔”，同时据此要求并结合注射模具设计的相关知识用CAXA和Pro/E5.0进行了分型面的设计，进而进行浇注系统、冷却系统、成型零件、结构零件、脱模机构的设计。
关键词：塑料排气扇盖模具、ABS、CAXA模具排位、Pro/E模具设计

前言
在现代工业生活中，模具是重要的工艺装备之一，它以其特定的形状通过一定的方式是原材料成型。纵观世界经济发展，模具工业在经济繁荣和经济萧条时代都不可或缺。因此，国内外行家都城现代模具工业是“不衰的工业”。
我国模具工业起步晚、底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距。但改革开放以来，在国家产业政策和与子配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，尤其是国民经济的高速发展，大大提高了模具商品化程度，推到了模具技术和模具工业的迅速发展。
设计的目的是在全面掌握的理论知识的基础上，通过模具设计的整个过程，了解模具设计的一般步骤，进一步将书本知识全面理解，设计出较为合理的塑料成型模具，充分把实践与理论有机结合起来。
本次设计任务是针对排气扇盖进行塑料成型注射模具设计，充分利用所学专业知识和参考有关模具设计资料完成这次设计任务。
在本次设计中，先用CAXA排位，再PROE分模并用EMX6.0进行模架组件设计，最后由PROE软件导出在CAXA里进行工程图标注等一系列后续工作；在实际操作过程中，加深了对这些相关工具软件的熟悉。操作熟练程度得到进一步的提高，并在使用过程中不断地总结经验。
整个编写过程是在指导老师的辅导下以及和同学的相互交流下完成,由于知识的欠缺和经验的不足,在设计中会有一些错误或不合理的地方,恳请各位老师指正。

目录

一、塑件分析---------------------------------------------------------
二、塑料材料的成型特性与工艺参数
1、材料的分析----------------------------------------------------
2、排气扇的工艺参数--------------------------------------------------------------
3、注射机的选择与校核---------------------------------------------------------------------------
三、模具设计
1、标准模架的选用------------------------------------------------
2、确定型腔数目及型腔布置方案------------------------------
3.模具的排位设计--------------------------------------------
四、浇注系统的设计
1、主流道的设计-------------------------------------------------
2、定位圈的设计--------------------------------------------------------------------------
3、分流道的设计--------------------------------------------------------------------------
4、浇口的位置选择-----------------------------------------------------------------------
5、冷料穴和拉料杆的设计-----------------------------------------------------------
五、分型面的选择与设计-------------------------------------------
六、冷却水道的设计----------------------------------------------------------------------------
七、推出机构的设计----------------------------------------------------------------------------
八、加工要求-------------------------------------------------------
1、模具主要部件的加工-------------------------------------------
2、前后模仁的备料与加工-----------------------------------------
九、装配要求-------------------------------------------------------
十、附录-----------------------------------------------------------------------
模具材料--------------------------------------------------------------------------------
塑料模具主要构件的材料及热处理硬度------------------------------------------
塑料模常用成型零件的材料及热处理--------------------------------------------
十一、参考文献------------------------------------------------------

一、 塑件分析：
此塑件的重要尺寸有：长为150，倒圆角为R10、宽为120，倒圆角R20、高为33、厚度为2的排气扇盖，该模具的表面粗糙度要求不是很高，而且结构简单在加工方面没有很大的难度

二、塑料材料的成型特性与工艺参数
1、材料分析：ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体聚合而成的非结晶型高聚物，实在聚苯乙烯的基础上改性而发展起来的一种热塑性工程塑料。由于聚苯乙烯的突出缺点是耐冲击性较差，耐热性不够高，因而限制了它的应用范围。而三种单体合成的ABS塑料是一种综合性能优良的工程技术中广泛应用的新型塑料
1）、ABS塑料的使用性：由于ABS是三种单体聚合而成的，因此具有三种组合物的综合性能。丙烯腈可使ABS塑料具有较高的强度、硬度，耐热性几耐化学性稳定性；丁二烯可使ABS塑料具有弹性和较高的冲击强度；苯乙烯可使ABS具有优良的介电性能和成功加工性能。由此可见，还可以改变组成物的比例，生产出不同品种的ABS塑料。
ABS塑料在一定的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度及耐磨性，奇热变量温度为100℃左右，比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺都高，还具有一定的化学稳定性和良好的介电性能；此外，还具有能与其它塑料和橡胶混溶等特性；器塑料制品的尺寸稳定性好，表面光泽，可以抛光和电镀。但ABS塑料的耐热性并不高，耐低温性和耐紫外线性能也不好，在实际生产中为进一步提高ABS塑料的性能，克服其缺点，采取了加入其他单体和增加助剂、填料等方法，以提高其耐热、耐寒、耐候性。
2）、ABS塑料的成型性能：ABS塑料的成型性能较好。ABS的流动性较好，成型收缩率小，比热容较低，在料筒中塑化较高，在模具中凝固较快，模塑周期短。但ABS塑料的吸水性较大，成型前必须充分干燥，表面要求光泽的制品应进行较长时间的干燥。
ABS塑料可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型等方法制造塑料制品。
2、排气扇盖成型工艺参数：

3、注射机的选择
1、注塑模的最大开模行程：
≥S=H+H+5~10mm
≥33+100+10=143mm
=S-H≥ 33+100+5~10mm
S≥H +H+H+5~10mm=93+33+100+10=236 mm
式中：—注射机最大开模行程（mm）
H—推出距离（脱模距离）（mm）
H—包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）
S—注射机动模固定板和定模固定板的最大距离（mm）
H—模具厚度（mm）
所以注射机最大的开模距：143mm
2、锁模力的校核：
F≥KpA
F≥1.1x300x（3.6+0.12+0.03+）≥123.750KN

式中F—注塑机的额定锁模力（t）
A—塑件与浇注系统在分型面上的投影面积（c㎡）
P—熔融塑件在模腔内的压力(㎏\ c㎡)
K—安全系数，常取1.1—1.2.塑件简单取小值，反之取大值

锁模力不小于总注射压强的1.5倍,即
F=1.5x77.5=116.25 kN
3、充满型腔所需的塑料质量：
m=
m=1.16x56715.3x2+636.173+18326=154.238g
式中：m—成型工件(包括浇注系统)的塑料质量(g)。
—ABS的塑料密度(g/cm)。
V—成型工件(包括浇注系统)的塑料体积（cm）。
4、注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%，所以工件的注射量：
G≤0.8·G机 G=
G机≤241（g） G=154.238（g）

式中：G—塑件的总质量（塑件+浇注系统）（g）
G机—注塑机的最大注塑量(g)
—料筒温度和压力下塑料的密度
注塑机类型：XS-YZ-300
螺杆式
保压力
50~70MP
喷嘴形式
直通式
注射时间
20~90s
螺杆转速（r/min）
30
保压时间
15~30s
喷嘴温度
170~180C
模具温度
110~150
成型温度 260~290C
料筒：前260~290C
中250~280C
后230~240C
冷却时间
20~120s
注射压力
60~100MP
成型周期
40~70s
综合以上数据，注塑机XS-YZ-300符合本模具所需要

三、模具设计
1、标准模架的选用:标准化设计能提高效益，缩短生产周期。

2、确定型腔数目及型腔布置方案：
型腔数量主要设计依据：
（1）制品重量与注射机最大注射量。
（2）制品投影面积与注射机的锁模力。
（3）模具外形尺寸与注射机安装模具的有效面积。(即注射机拉杆内间距)
（4）制品精度。(数量提高，塑件精度相应降低，根据经验数值，每增加一个型腔， 塑件尺寸精度降低4％～8％)
（5）制品的生产批量。(月批量或年批量)
（7）经济效益。（每一模的生产值）
型腔数量的确定：
要点：既要保证最佳的生产经济性，技术上又要充分保证产品的质量，也就是应保证塑料件最佳的技术经济性。
⑴塑料制作的批量和交货周期方面：该塑件(迷宫型密封圈)是中批量生产的产品，交货周期要短，使用单腔模具可提供独特的优越条件。
⑵质量控制要求方面：该塑件不属于高精度生产要求的产品，精度要求不高采用多型腔有较高的生产效率。
⑶塑料品种和其他方面：该塑件所用塑料为尼龙1010工程塑料，流动性能好.
经过以上分析总结出：采用一模一腔是最佳形式，具有最佳的经济性。
如图1－1所示
3．模具的排位设计
模具的排位设计在整个模具设计过程中是很重要的一个部分，它是为了表达模具具体结构和装配关系而做的技术文件，简单的说，模具的排位就是产品在模具上怎样摆放；塑件到模具边缘距离多大，冷却水线怎样走，行位怎么排。排气槽开在什么地方最合适等等。
模具的排位是方案性的文件，排位安排的合理与否关系到模具的大小和模具制造、注塑生产效率，也会影响产品的品质；但也必须根据产品的生产批量、交货时间和本厂或客户注塑机的实际情况来确定。
在为塑件排位时，不但要考虑产品的数量和批量，还要注意产品在模具上怎样排才有利于产品的成型、保证产品的品质，当一套模具有多种排位方案时首先要选择能确保产品品质的方案，再考虑产品的数量与模具制造的经济性。一般在排位设计的同时就要确定模仁的平面尺寸，确定进胶位置，确定模架的型号与规格等等。
3.1排位设计的基本原则：
1． 同一种塑料的产品则安排在同一套模具上，而不同塑料的模具一定不能安排在同一套模具上。因为不同产品选择的原料是不同的。通常一套模具一个浇注系统和一种进胶只适合这一种塑料，而它就不一定适应于其他的塑料。
2． 尽量缩短塑胶在模具内的流程，以便减少压力、温度、材料的消耗。还要保证产品的品质、外观，同时便于修剪水口。
3． 保证型腔基本能同时充满塑胶。
3.2模仁的设计
塑件比较小，在保证产品与产品之间、产品与模仁边缘的距离不小于20～25的原则下，把模仁的平面尺寸做到97mm×97mm。
由于型腔底部要走水线，一般水线到型腔的距离为10～15是比较理想的，那么一般型腔最底部到模仁的底部也不要少于20，最后结合各方面因素决定前模仁的高度为从主分型面往上走35mm。
由于型芯镶件里边我们不准备走水线了，成本太高，不走的话也能满足使用要求，这样的话决定后模仁沉进B板15mm就够了。
考虑到加工的方便性，后模仁我们是拆了四个镶件出来上车床的，其有5mm高的台阶用来固定在后模仁中。
3.3模仁的固定：
前、后模仁都用M8的螺钉分别锁在A、B板上；螺钉与螺钉之间的距离尽量长，保证螺钉孔到模仁边缘的距离不小于螺钉的直径的1.5倍，此外，为了好加工螺钉与螺钉之间的距离必须为整数，这里取130。

四.浇注系统的设计
注射模的浇注系统是指模具从注射机喷嘴开始到型腔为止熔体流动的通道。它是由主流道，分流道，浇口，冷料穴组成。浇注系统的作用是,将溶体平稳的引入型腔，使之按要求填充型腔的每一个角落；使型腔内的气体顺利排出；在溶体的充填型腔和凝固的过程中，能充分地把压力传到型腔的各个部位，疑惑的组织致密，外形清晰、尺寸稳定的塑料制品。
　　可见，浇注系统的设计正确与否是注射成型能否顺利进行，能否得到高质量制品的关键。
1主浇道的设计
不管在式或是卧式注塑机上，主流道垂直分型面。主流道设计在模具浇口套中，为了让留道中的凝料能顺利从浇口套种拔出故要求
1.将主流道设计成有锥角为2°～6°的圆锥形
2.小端直径比注塑机喷嘴直径大0.5～1mm，一般小端直径为3~6mm，小端为球面，深度为3~5mm，注塑机喷嘴的球面在该位置与模具接触并贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1~2mm，主流道的长度应尽量短，以减少压力的损失，其长度值由模板厚度确定，一般不超过60mm;
3.主流到内表面粗超度Ra0.8；
4.浇口套一般采用碳素钢T8A、T10A等材料制造，热处理硬度为35~57HRC。
2定位圈的设计
本设计中选择的浇口套和定位圈成分开的形式，考虑定位环外径较大，则采用重叠定位圈的方式对浇口套在模板上进行加固、定位。由于注塑机上是的孔，标准件一般是做成了的，到时在板上按尺寸钻上两个M6的螺纹孔装上就能使用。如图所示：

3分流道的设计
分流道的截面形状有圆形、半圆形、梯形、U形、正方形、正六边形等。从增大传热面积考虑，截面最好采用正方形；从减少散热面积考虑，截面最好采用圆形；从压力损失上考虑，截面亦最好采用圆形。实验证明，对多数塑料来说，分流道在5～6mm以下时，对流动性影响较大，但直径在8mm以上时，对流动性的影响不大。分流道的表面不要求很光滑，粗糙度一般达Ra3.2～1.6即可，因为分流道的表面稍不光滑就能使熔料的冷却皮层固定，有利于保温。
飞流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧，其截面面积应尽量使其比表面积小，在温度较高的塑料熔体和温度相对较低的模具之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。动定模都开设分流道时，对塑料流动有利，多用于流动性较差的塑料，但要求模具加工精度较高，对中性强。一般的分流道多设在模具的一边。有时要加设分流道拉料杆或顶出杆，以便流道料的脱模。
分流道的布局取决于型腔的布局，型腔于分流道的布置原则是排列紧凑，缩小模具尺寸，分流道的长度应尽量短，锁模力应力求平衡，布置形式应力求平衡进料。（但也有非平衡式进料的）
4浇口的位置选择
（1）、浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使起流程最短。
（2）、浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽畅、厚壁部位，以便塑料顺利地流入。
（3）、避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁、型心或镶件，使塑料能尽快流入到型腔各部位，并避免型心或嵌件变形。
（4）尽量避免使制品产生熔接痕,或使其熔接痕产生在制品不需要的部位。
（5）、浇口位置及其流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行方向均匀地流入，并有利于型腔内气体排出。
（6）、浇口位置应在制品最易清除的部位，同时，尽可能不影响制品的外观。

5冷料穴和水口钩针的设计
冷料穴一般开设在主流到对面的动模板上，其直径与主流到大端直径相同或大一些，深度为直径的1~1.5倍，主要用来保证冷；料的体积小于冷料穴的体积。冷料它主要是容纳浇注系统流道中的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。冷料既影响溶体充填的速度，又影响成型塑件的质量。主流道末端的冷料穴还便于在该处设置水口钩针。注射结束模具分型时，在水口钩针的作用下，主流凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。
如图所示：

6排气系统的设计
当塑料溶体充满模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利排除模外。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充填速度。
排气系统的设置有两种方式：利用配合间隙排气和开设排气槽排气两种方式
本套模具排气系统具体设计：
1) 利用配合间隙排气，对于本套模具而言，可以利用分型面间隙、镶件与其固定板之间的间隙进行排气，其配合间隙一般0.02~0.04mm，考虑到塑料的流动性等所以取0.02mm。
2）实际生产中在试模后再决定是否在分型面上开设排气槽。

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