一种风扇面罩的制造方法与流程

本发明涉及注塑模具机构设计领域，具体为一种风扇面罩的制造方法。

背景技术：

热固性塑料中的smc(sheetmoldingcompound)是一种片状模塑料复合材料，其主要原料由gf(专用纱)、up(不饱和树脂)、低收缩添加剂，md(填料)及各种助剂组成。smc复合材料在解决塑件零件在易老化、易腐蚀、绝缘差、耐寒性差、阻燃性差、寿命短等缺点方面有着独特的性能，smc复合材料及其smc模压塑件，主要有以下领域应用：电气工业、汽车工业、铁路车辆、通讯工程、防爆电器设备外壳等。热固性塑料成型工艺中，热固性塑料的压缩成型又称为模压成型或压制成型，主要用于成型热固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料等。其成型的基本过程包括以下几个步骤：1)加料：将塑料加入具有一定成型温度下的模具加料腔中；2)合模加压，上凸模在压力机作用下进入凹模；塑料在温度和压力作用下熔融流动，充满整个型腔，树脂和固化剂作用发生交联反应，生成体型化合物，塑料因而固化，成为具有一定形状的塑件；3)脱模，当塑件完全定型并且具有最佳性能时，即开启模具取出塑件。在塑料成型工艺中，热固性塑料压缩成型优点为：塑料直接加入型腔内，加料时模具是敞开的，即先加料后合模,其结构略微简单，没有浇注系统，也不需要设计复杂顶出机构，材料消耗少；其缺点为：生产周期长，效率低，不易压制形状复杂的塑件，不易获得尺寸精确的塑件。

压缩成型模具的结构设计与注塑模具基本结构类似，不同的是，模具结构中的成型件设计、脱模机构、注料、成型驱动装置等的要求不同；相对于注塑成型而言，其对塑件模腔的成型件、温度控制、排气等设计要求相对较高，某新款汽车发动机的冷却风扇盖热固性塑料成型模具结构设计存在较大的风险，因而需要依据实际需要作出结构创新设计，以确保塑件的生产顺利进行。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种风扇面罩的制造方法，该风扇面罩由风扇面罩热固性压缩模具制造，该模具设计合理，结构紧凑，工作稳定，安全可靠，使用便利；为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种风扇面罩的制造方法，该风扇面罩由风扇面罩热固性压缩模具制造，该风扇面罩热固性压缩模具，包括面板、凹模板、凸模板、模脚、顶出油缸、顶针面板、顶针推板、底板、支撑柱、承压块、导柱、导套、油管接头、顶针、凸模油路、凹模油路、螺纹镶件、平衡块。

优选地，所述模具定模组件包括面板、凹模板；面板、凹模板通过螺钉紧固组合在一起，构成模具的上模部分。

优选地，所述模具动模组件包括凸模板、模脚、顶出油缸、顶针面板、顶针推板、底板；凸模板、模脚、底板通过螺钉组合在一起构成模具的下模部分；顶针面板、顶针推板通过螺钉组合在一起，用于承载顶出顶针。

优选地，所述模具辅助组件包括支撑柱、承压块、平衡块、螺纹镶件；支撑柱用于增强凸模板的强度，承压块用于均衡承受模具合模压力；平衡块用于模具的合模压力的平衡；螺纹镶件用于塑件的螺纹孔的成型。

优选地，所述模具加热组件油管接头、凸模油路、凹模油路；油管接头用于油路的介入接出，凸模油路、凹模油路用于模具凸模板、凹模板的加热，构成模具的温控系统；模具的温控系统是工艺控制的关键，针对本模具塑件的成型，凹模板的温度控制为153～156℃之间，凸模板的温度控制在148～151℃之间；油路管道采用直通式均布型管道布局，管道直径管道间距30mm，管道距离塑件型面距离为24mm～30mm；为保证加热的均匀性，局部位置采用管井加热；油温加热控制采用专用油温机导热油采用合成导热油fyd350。

优选地，所述模具顶出组件包括顶针面板、顶针推板、顶针，推出机构的采用顶针来顶出，驱动顶针顶出的顶针面板、顶针推板的顶出由均布的4个顶出油缸来驱动；油缸5选用重型hob油缸，便于拆装维修，油缸芯杆前端采用前法兰安装于模具底板两端所开设的t型槽内，芯杆头部采用螺纹m18x1.5连接t型块；油缸的行程由行程限位控制开关来控制，不使用时间控制，以提供模具生产时自动控制所必须的信号源；油缸油管采用3/8英寸快接插头。

优选地，所述模具成型零件凹模板、凸模板为主要成型零件，采用模板直接铣削成型方式成型；凹模板、凸模板的中央，设计有圆周型中央定位凸台，用于压缩末了时的两者之间的闭合定位；凹模板材料选用3cr2w8v热作模具钢，为保证凹模板的使用寿命，其热处理采用硼氮复合共渗法；其工艺分两步进行；第一步工艺为：570℃-3h保温氮碳共渗；第二步为：900℃-5h保温渗硼，1040℃保温2h后，油淬；第三步为：550℃-2h保温，回火三次；采用渗硼处理获得高硬度、高耐磨性表面层，但渗硼层较脆、易剥落，加入氮元素，增加渗层深度、降低渗层脆性、强化过渡层，提高表面渗硼层的支撑作用，避免在smc塑料多次使用后造成凹模表面渗硼层的剥落；凹模板表面处理硬度为900～1000hv，成型面抛光至ra0.4，其余则需做到ra1.6；凸模板材质采用s136(stavaxesrs)，凸模板最终硬度为hrc48～52；成型面需抛光至ra0.4，其余则需做到ra3.2；凸模与凹模配合间隙按h8/f8配合或取单边间隙0.025～0.075mm。

优选地，所述模具导向机构导向采用圆柱型4副导柱导套导向，顶出采用油缸驱动顶出；为保证凹模、凸模的闭合复位精度，导柱导套需要采用较大直径的导柱导套，本模具的选用导柱直径长度120mm；导套外径直径长度60mm；导柱插入导套插入15mm以上；四副导柱导套在模具上的布局采用对称型布局，为防止装配时下模和上模装错，其中的一副导柱导套采用偏心安装，偏心距离为1mm，为保证模具在压力机的压制下，长期工作后不变形，均布设置了10个圆柱型支撑柱来增强凸模板的强度和刚度；支撑柱柱直径材料45钢。

优选地，所述模具的排气排气通道采用顶针孔、及配合面间隙排气，及凹模定位台中央开设排气孔。

优选地，所述模具工艺参数，塑件成型工艺参数选用为：压力p＝8mpa，模内温度t＝150℃，步进时间为t＝1.2min/mm，工艺总时间为25分min。

优选地，所述模具为单腔布局两板模模具结构；结构形式上模具整体采用固定式形式，以适用本塑件的生产批量较大和尺寸较大的特点；生产中，采用手工加条料；成型零件中，凸模3和凹模2采用倒装式安装于模具上，凸模、凹模采用整体模板式，即凸模、凹模直接从模板上加工铣削而成，有利于温控油道的开设，及模腔的整体的强度。

本发明中：模具整体结构解决的技术问题是：塑件体积大，采用错层式余料腔，保证了塑料的铺料能均匀流动到模腔各个角落，保证塑件的充填，达到的有益效果是：保证了条料能均匀铺设，熔化塑料能均匀充填到型腔各角落，保证塑件充填的饱满性。

本发明中：顶出机构部件解决的技术问题是：压缩成型后塑件的平衡顶出，达到的有益效果是：保证了塑件的无变形平衡顶出。

本发明整体，相比现有技术中压缩模具结构强度差，成型质量不稳定，模具制造困难的问题，其有益效果是：模具结构简单，布局合理，制造装配方便，生产参实用好。

附图说明

图1塑件结构；

图2分型设计；

图3条带分区；

图4模具结构；

图5成型件；

图6加热管道布局；

图7工艺使用流程。

具体实施方式

图1-7所示为本发明相关说明图；冷却风扇盖塑件结构如图1所示，塑件的外形为比较规则，外框为矩形框体，中间为风扇孔。外框设置安装边，安装边中间设置有等间距的螺孔；在风扇孔的圆周边上，设置有8个螺帽镶件l1。壁厚均值为2mm，内壁拔模2°，外壁拔模2.5°。塑件的内、外表面有一定的光洁度要求。中央孔需安装风扇主体，有一定的承载力要求，因而如果采用一般热塑性塑料来成型，强度及刚度达不到使用要求。塑件材质选用改性塑料合金smc，改性剂选用smc高分子树脂沥青改性剂。本塑件的成型室采用封闭式成型室，封闭式成型室分型设计如下：

1)压缩方向凸模的动作方向，与模具的轴心线相同。对于塑件采用压缩方式进行成型而言，成型室的分型面设计不宜复杂，以免引起压力不均而导致成型失效，因而，分型前，应确定合理的压力方向。压力方向选用须做以下几点考虑：①便于加料；②有利于压力传递；③加压方向在保证对塑件进行均匀加压且加压距离短，压力损失小；④便于安装和固定嵌件l1，优先考虑将嵌件l1放在下模；⑤保证凸模的强度；⑥压力驱动方向与塑料流动方向一致，以有利于塑料流动；⑦保证塑件中央部位的长型芯应位于施压方向上，短型芯侧向抽芯的原则，同时考虑到精度要求高的尺寸不宜放在加压方向上。本塑件从正面和反面都可以加压成型的塑件，宜选用简单面为加压方向，因而，依据塑件的形状特点，本次压缩成型所选用的压力方向选用如图2中所示的f1方向。

2)分型设计在f1所示的加压方向下，采用封闭式成型室，成型室包括加料室和型腔两部分。加料腔是型腔的延续，其设计遵循以下原则：1)凸、凹模间不设置挤压面；2)凸、凹模配合环不宜太高，以减小摩损；3)凸模与加料腔侧壁摩擦，易造成磨损，宜采用直身边形式；4)分型面设置在塑件最大外沿轮廓处，尽量避免侧面抽芯；分型面的溢料痕迹设在塑件比较隐蔽和易于修正的地方；将要求同轴度的尺寸设在压模的同一侧。

基于上述，选用如图2所示的分型设计。分型设计中，分型面包括塑件的外表面、塑件破孔面、加料室包料沿拓面、及分型裙边面4个部分，由以上几个面在ug软件中缝合后构成塑件的分型面p1。封闭式成型室凸模与凹模的配合主要在包料沿拓面处，凹模与凸模配合间隙要适当，过小不易排气、易擦伤；溢料态度会影响塑件的质量；为保证排气的畅通，凸模与凹模选用按h8/f8配合或取单边间隙0.025～0.075mm配合。包料沿拓面处配合段不宜太高，入口段应加20″～1°斜度，口部加圆角过渡，如图3所示。

模具具体的实施方案为，如图4、图5、图6、图7所示，一种风扇面罩热固性压缩模具，包括面板1、凹模板2、凸模板3、模脚4、顶出油缸5、顶针面板6、顶针推板7、底板8、支撑柱9、承压块10、导柱11、导套12、油管接头13、顶针14、凸模油路15、凹模油路16、螺纹镶件17、平衡块18。

所述模具定模组件包括面板1、凹模板2；面板1、凹模板2通过螺钉紧固组合在一起，构成模具的上模部分。

如图4所示，所述模具动模组件包括凸模板3、模脚4、顶出油缸5、顶针面板6、顶针推板7、底板8；凸模板3、模脚4、底板8通过螺钉组合在一起构成模具的下模部分；顶针面板6、顶针推板7通过螺钉组合在一起，用于承载顶出顶针。

所述模具辅助组件包括支撑柱9、承压块10、平衡块18、螺纹镶件17；支撑柱9用于增强凸模板3的强度，承压块10用于均衡承受模具合模压力；平衡块18用于模具的合模压力的平衡；螺纹镶件17用于塑件的螺纹孔的成型。其中，顶针14的长度可选为30-50mm。

所述模具加热组件油管接头13、凸模油路15、凹模油路16；油管接头13用于油路的介入接出，凸模油路15、凹模油路16用于模具凸模板3、凹模板2的加热，构成模具的温控系统；模具的温控系统是工艺控制的关键，针对本模具塑件的成型，凹模板2的温度控制为153～156℃之间，凸模板3的温度控制在148～151℃之间；油路管道采用直通式均布型管道布局，管道直径管道间距30mm，管道距离塑件型面距离为24mm～30mm；为保证加热的均匀性，局部位置采用管井加热；油温加热控制采用专用油温机导热油采用合成导热油fyd350，如图6所示。

所述模具顶出组件包括顶针面板6、顶针推板7、顶针14，推出机构的采用顶针14来顶出，驱动顶针14顶出的顶针面板6、顶针推板7的顶出由均布的4个顶出油缸5来驱动；油缸5选用重型hob油缸，便于拆装维修，油缸芯杆前端采用前法兰安装于模具底板8两端所开设的t型槽内，芯杆头部采用螺纹m18x1.5连接t型块；油缸的行程由行程限位控制开关来控制，不使用时间控制，以提供模具生产时自动控制所必须的信号源；油缸油管采用3/8英寸快接插头。

如图5所示，所述模具成型零件凹模板2、凸模板3为主要成型零件，采用模板直接铣削成型方式成型；凹模板2、凸模板3的中央，设计有圆周型中央定位凸台，用于压缩末了时的两者之间的闭合定位；凹模板2材料选用3cr2w8v热作模具钢，为保证凹模板2的使用寿命，其热处理采用硼氮复合共渗法；其工艺分两步进行；第一步工艺为：570℃-3h保温氮碳共渗；第二步为：900℃-5h保温渗硼，1040℃保温2h后，油淬；第三步为：550℃-2h保温，回火三次；采用渗硼处理获得高硬度、高耐磨性表面层，但渗硼层较脆、易剥落，加入氮元素，增加渗层深度、降低渗层脆性、强化过渡层，提高表面渗硼层的支撑作用，避免在smc塑料多次使用后造成凹模表面渗硼层的剥落；凹模板2表面处理硬度为900～1000hv，成型面抛光至ra0.4，其余则需做到ra1.6；凸模板3材质采用s136(stavaxesrs)，凸模板3最终硬度为hrc48～52；成型面需抛光至ra0.4，其余则需做到ra3.2；凸模与凹模配合间隙按h8/f8配合或取单边间隙0.025～0.075mm。

所述模具导向机构导向采用圆柱型4副导柱导套导向，顶出采用油缸驱动顶出；为保证凹模2、凸模3的闭合复位精度，导柱导套需要采用较大直径的导柱导套，本模具的选用导柱11直径长度120mm；导套12外径直径长度60mm；导柱插入导套插入15mm以上；四副导柱导套在模具上的布局采用对称型布局，为防止装配时下模和上模装错，其中的一副导柱导套采用偏心安装，偏心距离为1mm，为保证模具在压力机的压制下，长期工作后不变形，均布设置了10个圆柱型支撑柱9来增强凸模板3的强度和刚度；支撑柱9柱直径材料45钢。

所述模具的排气排气通道采用顶针孔、及配合面间隙排气，及凹模定位台中央开设排气孔。

所述模具工艺参数，塑件成型工艺参数选用为：压力p＝8mpa，模内温度t＝150℃，步进时间为t＝1.2min/mm，工艺总时间为25分min。

所述模具为单腔布局两板模模具结构；结构形式上模具整体采用固定式形式，以适用本塑件的生产批量较大和尺寸较大的特点；生产中，采用手工加条料；成型零件中，凸模3和凹模2采用倒装式安装于模具上，凸模、凹模采用整体模板式，即凸模、凹模直接从模板上加工铣削而成，有利于温控油道的开设，及模腔的整体的强度。

实际工作时，如图7所示，机构的工作过程(使用方法)分为以下几个步骤：

1)模具开启，模具在pl1分型面处开启，成型前压力机上模板上行，将模具打开。

2)加料将smc热固性塑料条料切块后预热，通过机械手将4块条料图3中所示的第一～第四4个分区上，启动油温机同步对上、下模进行加热。

3)闭模压力机上模板下行，按成型工艺参数的时间设定逐步闭模，加热、直至成型完成。

4)pl1分型面打开模压成型完毕。压力上模板上行，模具在pl1分打开，塑件留与凸模板3上，待塑件冷却一定时间后，准备顶出。

5)顶出塑件利用风扇冷吹冷却到80℃左右时，4个油缸推动顶针面板6、顶针推板7及顶针14向上顶出，完成塑件的完全脱模顶出6)复位复位时，顶针面板6、顶针推板7由油缸顶动先复位，模具模板的复位过程与开模过程相反，等待下一次模具完全闭合。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。