风扇叶片定模的数控加工技术

1 引言

    电风扇叶片是家电产品塑料模具中较难加工的一种类型，叶片的曲面现状较为复杂，同时要求叶片质量轻，分布均匀，整个结构的对中性好，因此，对叶片的要求较为严格。本文以5片扇叶塑件为例，利用MasterCAM软件进行数控编程、分析加工工艺及加工刀具选择等方面完成扇叶定模的加工。

2 扇叶结构分析

    该款风扇的扇叶为5片结构，扇叶规格为14吋，叶片平均厚度1.5mm，叶片材料采用AS透明塑料，如图1所示。

图1 5片风叶塑件三维图

3 扇叶的工艺分析及定模加工过程

    3.1 工艺分析

    与常见的3片扇叶相比，该产品扇叶均匀分布在圆形托盘上，相邻两扇叶的中心线所夹的圆心角为72^。。由于叶片数量的增加，单叶片的面积及叶片与圆形托盘连接面积也相应的减少。而影响扇叶正常工作的技术参数主要在重量、扭转角度、硬度、材料厚度等方面。如果不一致，可能会导致风扇在运行时噪音增大，送风不匀和增加电机的负荷等现象。为了保证产品的刚度和动平衡要求，叶片材料采用AS透明塑料。AS为丙烯腈与苯乙烯共聚而成的高分子化合物，不易产生内应力开裂，透明度很高，其软化温度和抗冲击强度较高，且弹性模量是现有热塑性塑料中较高的一种。

    3.2 模具加工难点分析

    为了防止塑件翘曲变形，保证塑料熔体能均衡地分配到扇叶的各个型腔，扇叶采用多点胶口的三板模具。扇叶模具的动模(见图2)、定模(见图3)。因此定模是扇叶模具中最关键的成型零件。本文以扇叶模具的定模为对象，重点阐述扇叶定模的加工工艺方法及工艺解决方案。从扇叶定模(见图3)的结构分析，可以得出扇叶模具定模的加工难点主要表现在以下几个方面：

    (1)扇叶为5叶片结构，模具型腔数量较多，加工难度要比普通的3叶片结构增加许多。

    (2)扇叶规格为14时，定模外形尺寸为550x550mm，定模镶件的直径为367mm。加工量大，且时间长。

    (3)定模镶件上的分型面为不规则曲面，且高低起伏坡度大，存在许多加工死角，而在分型面的最低处两曲面结合部分的倒角曲面R值是一个变量，大值也仅为R6mm，小值更是小至Rlmm这为精加工时清角增加了加工难度。

    (4)定、动模分型面之间的斜度为30，而斜面深度超过38mm。在加工分型面时，应充分考虑刀具的选择及刀具切削参数等方面因素。

    (5)分型面和模具型腔不能分别加工，也不能叶片逐个加工，否则就会因刀具磨损而造成5片叶质量不均匀。