《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

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1、 太 原 科 技 大 學(xué) 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 模具教研室 1 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 一

2、、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、任務(wù)和目的： 本課程設(shè)計(jì)是在完成了《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》、《模具制造工藝》、 《模具材料與熱處理》及 《機(jī)械制造工藝學(xué)》的學(xué)習(xí)后進(jìn)行的針對(duì)注塑成型模具 設(shè)計(jì)的一門實(shí)踐性的課程設(shè)計(jì)， 是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行與實(shí)際工作相關(guān)的設(shè)計(jì) 工作，該課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的作用是： 1. 鞏固與擴(kuò)充《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》、《模具制造工藝學(xué)》、《非金屬材料》等課程所學(xué)的知識(shí)與技能。 2. 學(xué)習(xí)專業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用，強(qiáng)化工程計(jì)算、繪圖及文獻(xiàn)檢索的能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)及將來的工作打下基礎(chǔ)。 3. 培養(yǎng)和提高分析、解決實(shí)際工程問題的能力。 進(jìn)行塑料制件

3、設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練， 熟悉常用塑料的性能 、使用場(chǎng)合， 學(xué)習(xí)對(duì)塑料件進(jìn)行工藝分析的方法。 進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練， 學(xué)習(xí)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的具體方法與步驟， 培養(yǎng)和提高模具設(shè)計(jì)的綜合能力。 為今后從事模具設(shè)計(jì)與制造工作打下必要的基礎(chǔ)。 2、教學(xué)目標(biāo)： 完成塑料制件設(shè)計(jì)， 熟悉常用塑料的性能、使用場(chǎng)合，分析塑料制件的工藝性；完成具有一定特點(diǎn)的塑件的注射模的設(shè)計(jì)， 在設(shè)計(jì)過程中能夠較好地掌握 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 的基本理論， 掌握常用的注射模具設(shè)計(jì)使用的工具書和參考資料，掌握成型另件工作尺寸計(jì)算 , 受力另部件強(qiáng)度 , 剛度計(jì)算；掌握選擇注射

4、機(jī)的原則和方法，選擇注射機(jī) , 確定型腔數(shù)；確定成型方案；還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 二 、 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)及與注射機(jī)的關(guān)系 。 1 、模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) : <1>熔體的流動(dòng)情況 : 流動(dòng)阻力 , 速度 , 流程 , 重新融合 , 排氣 . 2 <2>熔體冷卻收縮與補(bǔ)縮 . <3>模具的冷卻與加熱 . <4>模具的相關(guān)尺寸與注射機(jī)關(guān)系 . <5>模具的總體結(jié)構(gòu)與零部件的結(jié)構(gòu) , 考慮模具安裝與加工強(qiáng)度 , 精度 . 2、模具與注塑機(jī)的關(guān)系 : 注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范 : 類型 , 最大注射

5、量 , 最大注射壓力 , 最大鎖模力 , 最大成 型面積，最大最小模厚，最大開模行程，定位孔尺寸，嘴噴的球面半徑，注射機(jī) 動(dòng)模板的頂出孔，機(jī)床模板安裝螺釘孔或丁字槽的位置與尺寸。 1>類型：臥式，立式，直角式。 2>最大注射量的選擇。 注射機(jī)一次注射聚苯乙烯的最大熔料的重量或容積的量為注射機(jī)公稱注射量。 塑件 +澆注系統(tǒng)和冷料井的總量 =0.8 公稱注射量 3>注射面積核定。 最大注射面積指模具分型面上允許的塑件最大投影面積。作用于該面積上的型 腔總壓力小于注射機(jī)允許的鎖模力，否則會(huì)產(chǎn)出溢料。 4〉注射機(jī)行程與模具的關(guān)系。 Hm

6、in ≤ H ≤Hmax Hmax=Hmin+L 其中： H—模具的閉合高度； Hmin—注射機(jī)最小閉合高度； Hmax—注射機(jī)最大 閉合高度； L—螺桿可調(diào)長(zhǎng)度； S≥H1+H2+(5~10)—臥式立式注射機(jī) 其中： H1—脫模距離； H2—塑件高度（包括澆口長(zhǎng)度） ；S—注射機(jī)允許開模行 程 5〉模具安裝及頂出形式 可安裝模具外形最大尺寸，取決于注射機(jī)模板尺寸和拉桿間距。 三．模具的設(shè)計(jì)程序 1 ．塑料件的設(shè)計(jì)以及工藝性分析： 根據(jù)塑料件用途，使用情況，工作要求，尺寸精度，粗糙度等成型工藝性 設(shè)計(jì)原則，模具結(jié)

7、構(gòu)合理性等方面綜合分析。 繪出塑料零件圖并選擇滿足零件使 3 用要求的塑料， 2 ．選擇注射機(jī) 計(jì)算塑件重量、 預(yù)估澆注系統(tǒng)所需重量，選擇注射機(jī)的公稱注射量，選擇注射機(jī)，確定型腔數(shù)（一套模具可成型不同的一套零件） 。 3 ．分析塑件確定成型方案 分型面，脫模方式，側(cè)凹孔成型方法，澆注系統(tǒng)形式，澆口位置，加熱冷卻系統(tǒng)及零件的加工方法。注意方案的比較。 4 ．繪制模具方案草圖 初繪模具方案，并校驗(yàn)選注射機(jī)參數(shù)。 5 ．計(jì)算 成型零件工作尺寸計(jì)算，受力零部件強(qiáng)度剛度計(jì)算。 6 ．畫裝配圖 要求

8、裝配圖要有尺寸（外形尺寸，特殊尺寸，定位圈尺寸） 、配合尺寸、裝配極限尺寸，技術(shù)要求，編寫明細(xì)表（采用國(guó)標(biāo) 180mm）。 7．畫零件圖 畫好圖形，注出尺寸，精度，粗糙度要求，材料要求，材料及熱處理技術(shù)條件（圖樣符合國(guó)標(biāo) 180mm）。 8．考慮零件的加工方法。 四：塑料模具設(shè)計(jì)步驟 1. 接受任務(wù)書 2. 收集 , 分析 , 消化原始資料 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、 成型工藝、成型設(shè)備、模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、 模具設(shè)計(jì)圖冊(cè)、機(jī)械加工及特殊加工資料 , 以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。 1>消化塑料制件圖， 了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，

9、尺寸精度等技 術(shù)要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么、 塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理、熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許 程度，有無涂裝、電鍍、膠結(jié)、鉆孔等后加工工序。選擇塑料制件尺寸精度最高 的尺寸進(jìn)行分析， 看看估計(jì)成型公差是否低于塑料制件的公差， 能否成型出合乎 4 要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 2>繪出塑件圖 ３>確定成型方法，分析工藝方案。 ４>選擇成型設(shè)備 根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。因此必須熟知各 種成型設(shè)備的性能

10、、規(guī)格、特點(diǎn)。例如對(duì)于注射機(jī)來說，在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以 下內(nèi)容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴 嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、 要初步估計(jì)模具外形尺寸， 判斷模具能否在所選的注 射機(jī)上安裝和使用。 ５>具體結(jié)構(gòu)方案 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備、 理想的型腔，在絕對(duì)可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)要求和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的 要求。對(duì)塑料制件的工藝要求是要保證塑料制件的幾何形狀， 表面光潔度和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使塑料制件的成本低， 生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)省勞動(dòng)力。

11、 3. 分析影響模具結(jié)構(gòu)及模具個(gè)別系統(tǒng)的主要因素 1>型腔布置。根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求、批量大小、模具制造 難易、模具成本、設(shè)備技術(shù)參數(shù)等確定型腔數(shù)量及排列方式。 2>確定分型面。分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫模及成型操作，塑 料制件的表面質(zhì)量等。 3>確定澆注系統(tǒng)（主澆道、分澆道及澆口的形狀、 位置、大?。┖团艢庀到y(tǒng)（排 氣的方法、排氣槽位置、大?。?。 4>選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側(cè)凹處理方式，抽 芯方式。 5>決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻凹槽的形狀、位置、加熱元件的安裝

12、部位。 6>根據(jù)模具材料、 強(qiáng)度計(jì)算或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外 形結(jié)構(gòu)及所連接、定位、導(dǎo)向件位置。 7>確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。 5 ８>考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸。 以上這些問題如果解決了， 模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這時(shí)，就應(yīng)該著手繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，為正式繪圖作好準(zhǔn)備。 4. 繪制模具圖 要求按照國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。 在模具總裝圖之前，應(yīng)繪制工序圖，并要求符合制件圖和工藝資料的要求。 注射成型要繪出注射制件圖， 在

13、注射制件圖中標(biāo)出出模斜度、 加工余量、分型面、澆注系統(tǒng)位置等內(nèi)容。 由下道工序保證的尺寸， 應(yīng)在圖上標(biāo)寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除了修理毛刺之外， 再不進(jìn)行其他機(jī)械加工， 那么工序圖就與制件圖完全相同。在工序圖下最好標(biāo)出制件名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例 等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。繪制總裝圖盡量采用１：１的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其他視圖同時(shí)畫出。 5. 模具總裝圖應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1．模具成型部分結(jié)構(gòu)（能反映出模具中所有零件的位置以及與其他零件的 關(guān)系；２ . 澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式；３ . 分型面及分

14、模取件方式；４ . 外形結(jié)構(gòu)及所連接件，定位、導(dǎo)向件的位置；５ . 標(biāo)注型腔高度尺寸及模具總體尺寸、主要的裝配尺寸； 6. 按順序（一般逆時(shí)針標(biāo)注）將全部零件序號(hào)編出，并且填寫明細(xì)表； 7。標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明。 5. 模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容： １>對(duì)于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對(duì)頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的裝配要 求。 2>對(duì)模具裝配工藝的要求。 例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于０ . ０５ mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對(duì)該尺 6 寸的要求。

15、 3>模具使用，裝拆方法。 4>防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油封、保管等要求。 5>有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求。 6〉將所選設(shè)備型號(hào)與模具動(dòng)作過程寫在總裝圖的右下角明細(xì)表的上面。 7. 繪制成型部分零件圖 由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為： 先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。 1．圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小，視圖選擇合理，投影正 確，布置得當(dāng)，為了使加工人員易看懂，便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致， 圖形要清晰。 2 ．標(biāo)注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標(biāo)注尺寸的順序?yàn)椋?/p>

16、先標(biāo)主要 零件尺寸和出模斜度，再標(biāo)注配合尺寸， 然后標(biāo)注全部尺寸。 在非主要零件圖上先標(biāo)注配合尺寸，后標(biāo)注全部尺寸。 3 ．表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標(biāo)于圖紙右上角，如標(biāo)注“其余 3.2 ”其它粗糙度符號(hào)在零件各表面分別標(biāo)出。 4．其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號(hào)、材料牌號(hào)、熱處理和硬度要求、 表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說明等都要正確填寫。 8．校對(duì)，審圖。 A．自我校對(duì)的內(nèi)容是： 1 ．模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系 模具及模具零件的材質(zhì)、 硬度、尺寸精度、結(jié)構(gòu)等是否符合塑件圖紙的要

17、 求。 2 ．塑料制件方面 塑料料流的流動(dòng)、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件 7 的使用性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等方面的要求。圖案設(shè)計(jì)有無不足，加工是否 簡(jiǎn)單，成型材料的收縮率選用是否正確。 3 ．成型設(shè)備方面 注射量、注射壓力、鎖模力夠不夠，模具的安裝，塑料制件的型芯，脫 模有無問題，注射機(jī)的噴嘴與澆口套是否正確地接觸。 4 ．模具結(jié)構(gòu)方面 1 ）. 分型面位置及精加工精度是否滿足需要，會(huì)不會(huì)發(fā)生溢料，開模后是否能保證塑料制件留在有頂出裝置模具一邊。 2 ）. 脫模方

18、式是否正確，推桿，推管的大小、位置、數(shù)量是否合適，推板會(huì)不會(huì)被型芯卡住，會(huì)不會(huì)造成擦傷成型零件。 3 ）. 模具溫度調(diào)節(jié)方面。 加熱器的功率、 數(shù)量；冷卻介質(zhì)的流動(dòng)線路位置、大小、數(shù)量是否合適。 4 ）. 處理塑料制件內(nèi)側(cè)凹的方法，脫側(cè)凹的機(jī)構(gòu)是否恰當(dāng)， 例如斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的滑塊與推桿是否相互干擾。 5 ）. 澆注、排氣系統(tǒng)的位置，大小是否恰當(dāng)。 5 ．設(shè)計(jì)圖紙 1 ）. 裝配圖上各零件安置部位是否恰當(dāng)，表示得是否清楚，有無遺漏。 2 ）. 零件圖上的零件編號(hào)、名稱，制作數(shù)量，是標(biāo)準(zhǔn)件還是非標(biāo)準(zhǔn)件，零件配合處理精度、 成型塑料制件高精度尺寸處的修正加工及余

19、量， 模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標(biāo)記、敘述清楚。 3 ）. 零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。 尺寸數(shù)字應(yīng)正確無誤，不要使生產(chǎn)者換算。 4 ）. 檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置，投影是否正確，畫法是否符合 制圖國(guó)標(biāo)，有無遺漏尺寸。 6 ．校核加工性能 （所有零件的幾何結(jié)構(gòu)、視圖畫法、尺寸標(biāo)注等是否有利于加工。 ） 7．復(fù)算輔助工具的主要工作尺寸 B 審圖 8 原則上按設(shè)計(jì)者自我校對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行； 但是要側(cè)重于結(jié)構(gòu)原理， 工藝性能及操 作安全方面

20、。 五、編寫設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)說明書包括如下內(nèi)容 : 1. 200 字左右的中文摘要，同時(shí)寫出相應(yīng)的英文摘要。摘要包括本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、依據(jù)、模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與結(jié)論。 2. 前言：說明本設(shè)計(jì)的目的意義及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求，簡(jiǎn)述該類零件的常用方法及存在的問題，本設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想、最終解決的問題。 3. 正文：論述塑料制件的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)方法；模具設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)方法。 1〉 塑料零件的設(shè)計(jì)、材料的選擇、零件工藝性分析 2〉 工藝方案的分析、比較、確定 3〉 設(shè)計(jì)計(jì)算與設(shè)備確定 4〉 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 5〉 模具結(jié)構(gòu)校核 6〉 模具材料的選擇及熱處理要求 7〉 模具的動(dòng)作及操作要求 4. 結(jié)束語(yǔ)：對(duì)本次設(shè)計(jì)的心得體會(huì)及建議。 5. 參考文獻(xiàn)：列出本次設(shè)計(jì)所用參考資料（不少于10 篇）。 9