《塑料成型工藝及模具》課程設計指導書(48學時,2周)

1、湖南省普通高等學?；A課示范實驗室湖南工業(yè)大學機械基礎課教學實驗中心塑料成型模具設計課程設計指導書陳吉平編 湖南工業(yè)大學機械工程學院二OO八年二月塑料成型模具設計課程設計是本課程教學中最重要的實踐教學環(huán)節(jié)，與課堂教學一樣起到學知識、學方法、增加興趣、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的作用，是一次綜合性實踐教學活動。通過聯(lián)系實際完成課程設計，培養(yǎng)學生綜合運用塑料模具設計與制造的專業(yè)知識，系統(tǒng)地進行塑料模具設計的能力。經(jīng)過塑件成型工藝制訂、塑料模設計、非標準模具零件的工程圖設計的全過程，使學生進一步理解、掌握所學的理論知識，培養(yǎng)解決實際問題的能力，為從事塑料成型模具設計的技術工作奠定工程實踐基礎。一、課程設計的

2、目的和基本要求目的：1、培養(yǎng)學生對具體設計任務的理解和分析能力；2、培養(yǎng)學生制訂塑件成型工藝的能力;3、培養(yǎng)學生設計塑料模具的能力;4、培養(yǎng)學生綜合應用專業(yè)理論知識，分析問題、解決問題的能力和嚴謹、科學的工作態(tài)度。基本要求：1、要求學生及時了解模具技術發(fā)展方向，查閱有關資料，做好設計準備工作，充分發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性；2、樹立正確的設計思想，結合生產(chǎn)實際綜合考慮經(jīng)濟性、實用性、可靠性、安全性及先進性等方面的要求，嚴肅認真的進行模具設計；3、要求編制的塑料成型工藝規(guī)程符合生產(chǎn)實際；4、要求模具結構合理，凡涉及國家標準之處均應采用國家標準，圖面整潔，圖樣及標注符合國家標準。二、課程設計任務

3、1、制訂塑件注塑成型工藝；2、繪制注射模具總裝圖一張；3、繪制注射模具非標準零件圖紙一張；4、編寫設計計算說明書一份。三、課程設計注意事項課程設計前，根據(jù)課題需要，準備好必要的設計手冊或參考資料，以便在設計過程中隨時查閱有關資料。明確具體設計題目，復習本課程中學過的相關內(nèi)容。具體設計要求如下：、所編寫的設計說明書要全面反映設計思想、設計過程和結論性認識。說明書的編寫應圖文結合；計算時注明公式來源、參數(shù)選取的資料名稱。說明書用A4幅面紙打印，約頁左右，并裝訂成冊。、設計圖樣應符合“機械制圖” 國家標準。模具零件圖按生產(chǎn)圖樣要求完成，零件的尺寸公差、形位公差及表面粗糙度的精度等級和其它技術要求要有

4、合理的標注或說明。3、模具裝配圖一律用號圖紙計算機繪制。裝配圖應符合國家制圖標準，清楚表明各零件的裝配關系，標注必要的尺寸，如模具的閉合高度、總長、總寬及定位圈尺寸等。裝配圖上應將全部零部件按順序編號，模具零件明細表置于裝配圖右下角，與標題欄相連。明細表中各項內(nèi)容（比例、序號、名稱、件數(shù)、材料、熱處理要求）必須與模具零件圖及裝配圖上標注的內(nèi)容完全一致。裝配圖上還應標注技術要求，其內(nèi)容如下：對模具某些結構的性能要求，如對推出機構、抽芯機構的裝配要求；對模具裝配工藝的要求，如分型面的貼合間隙、模具上下面的平行度要求；模具的使用說明；防氧化處理、模具編號、刻字、油封及保管等要求；有關試模及檢查方面的

5、要求。四、課程設計具體過程（一） 一般過程1、 分析塑件采用的材料品種和性能；2、 分析塑件的工藝性能；3、 確定成型設備的型號和規(guī)格；4、 制訂塑件注射成型工藝條件；5、 確定型腔的數(shù)目和排列方式；6、 確定分型面位置；7、 確定澆注系統(tǒng)和排氣方式；8、確定成型零件和主要結構形式；9、選擇推出方式，確定推出機構；10、成型零件的設計與標準件的選用；11、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計；12、繪制模具結構草圖（經(jīng)指導老師審閱）；13、校核模具與注射機有關尺寸；14、校核模具有關零件的強度及剛度；15、繪制模具裝配圖（計算機繪制）；16、繪制若干模具零件圖（計算機繪制）；17、編寫設計說明書。（二） 模具設

6、計設計的基本內(nèi)容(1)進行模具設計的可行性分析根據(jù)塑件技術要求和塑料模塑成型工藝文件技術參數(shù)，進行摸具設計可行性分析。保證達到塑件要求為保證達到塑件形伏、精度、表面質(zhì)量要求，對分型面的設置方法、拼縫的位置、側抽芯的措施、脫模斜度的數(shù)值、熔接痕的位置、防止出現(xiàn)氣孔和型芯偏斜的方法及型芯、型腔的加工方法進行分析。合理的確定型腔數(shù) 為提高塑件生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，在注射機容量能滿足要求的前提下，應計算出較合理的型腔數(shù)。隨里:型腔數(shù)量增多，每一只塑件的模具費用有所降低。型腔數(shù)的確是一般與塑件的產(chǎn)量、成型周期、塑件價格、塑件重量、成型設備、成型費用等因案有關。澆道和澆口位置由于澆口對塑件的形式、尺寸精度、熔接

7、痕位置、二次加工和商品價格等有很大影響因而首先必須對澆道和澆口對具體塑件的成型關系進行分析。以往是憑借設計人員的經(jīng)驗來確定澆注系統(tǒng)。:現(xiàn)在可以用注射模CAE流動分析軟件對澆道和澆口系統(tǒng)進行優(yōu)化，這對保證模具成功設計有很:大的作用。（2）確定模具類型:在對模具設計進行初步分析后，即可確模具的結構。通常模具構按以下方法分類，可進行綜合分析，選擇合理的結構類型。按澆注系統(tǒng)形式分類：兩板式模具、三板式模具、多板式模具、特殊結構模具(疊層)。按型腔結構分類：直接加工型腔（分為整體式結構、部分鑲入結構和多腔結構）、鑲嵌型腔(分為鑲嵌單只型腔、鑲嵌多只型腔)。按驅(qū)動側型芯方式分類：利用開模力驅(qū)動（分為斜導柱

8、抽芯、齒輪機構抽芯等），用頂出液壓缸抽芯、利用電機抽芯。(3)確定模具主要結構型腔布置根據(jù)塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排布方式。確定分型面 分型面的位置要有利模具加工、排氣、脫模及成形操作、保證塑件表面質(zhì)量等。確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng) 包括確定主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小以及排氣方法、排氣槽的位置、大小。選擇推出方式，決定側凹處理方法、抽芯方式。決定冷卻、加熱方式及加熱、冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安放位置。根據(jù)模具材料、強度計算或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結構及所有連接、定位、導向件位置。確定主要成型零件、

9、結構件的結構形式。確定計算成型零件工作尺寸。 在確定模具結構示意圖時，應提出兩種以上結構方案進行分析比較，選擇最佳方案。(4)模具材料及熱處理的確定根據(jù)模具產(chǎn)品批量、復雜程度、精度要求、工作條件及制造方法，合理選用棋具材料。根據(jù)模具零件的工作位置、受力情況決定零件的熱處理要求。根據(jù)所有塑料的特性、填料類型，確定表面處理要求。(三)繪制模具裝配圖，非標準零件圖1、繪制模具裝配圖的要求(1)布置圖面及選定比例遵守國家標準的機械制圖規(guī)定?？砂凑漳＞咴O計中習慣或特殊規(guī)定的繪制方法作圖。繪圖比例按照國家制圖標準。(2)模具設計繪圖順序主視圖:繪制總裝圖時先里后外，由上而下，即先繪制產(chǎn)品零件圖、凸模、凹模

10、俯視圖:將模具沿注射方向打開，繪制俯視圖。(3)模具裝配圖的布置（4）模具裝配圖的繪圖要求用主視圖和俯視圖表示模具結構。主視圖上盡可能將模具的所有零件畫出，可采用全剖視或階梯剖視。俯視圖可只繪出動模，或動模定模各半的視圖。需要時再繪制一側視圖以及其它剖視圖和部分視圖。(四)編寫設計計算說明書1設計計算說明書的內(nèi)容(1)設計任務書。(2)目錄。(3)說明書正文：塑件成型工藝性分析(包括結構特征分析、塑料的性能及成型工藝分析)。塑件分型面位置的分析和確定。塑件型腔數(shù)量及排列方式的確定。注射機的選擇及工藝參數(shù)的校核。澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計算。成型零件設計及力學計算。模架選擇或設計。導向機構

11、的設計。脫模機構的設計。側向分型抽芯機構的設計。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計。模具開合模動作過程。(4)設計小結(本設計的優(yōu)缺點、改進意見及設計體會)。(5)參考文獻目錄。2編寫說明書的要求(1)說明書要求論述清楚，文字簡練，書寫整潔，計算正確。(2)說明書采用統(tǒng)一格式排版、打印，采用統(tǒng)一格式的封面，裝訂成冊。(3)說明書中應附有必要的插圖，幫助說明各結構方案及尺寸確定的理由。(4)計算中所引用的公式和數(shù)據(jù)應有根據(jù)，并注明其來源(如由資料xPx式等)。(5)說明書中每一自成單元的內(nèi)容，應有大小標題，使其醒目便于查閱。(6)計算過程應層次分明，一般可列出計算內(nèi)容，寫出計算公式，然后代人數(shù)據(jù)，略去具體演算過

12、程，直接得出計算結果，并寫上結論性的用語，如“合理”、“安全或“強度足夠”等。對計算出的數(shù)據(jù)，需要圓整的應給予圓整，屬于精確計算的不得隨意圓整。（五）課程設計小結具體內(nèi)容如下： (1)分析總體設計方案的合理性。 (2)分析零部件結構設計以及設計計算的正確性。 (3)認真檢查所設計的裝配圖、零件工作圖中是否存在有問題。對裝配圖要著重檢查分析分型抽芯脫模機構、推出機構設計中是否存在有錯誤或不合理之處。對零件工作圖應著重分析尺寸及公差的標注是否恰當(尺寸標注是否符合基準及加工原則，公差標注是否滿足塑件成型的精度要求)。此外還應檢查溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的布置是否合理。 （4）對計算部分，著重分析計算依據(jù)，所采

13、用的公式及數(shù)據(jù)來源是否可靠，計算結果是否正確等。(5)通過課程設計，認真總結自己在哪些方面獲得較為明顯的提高。還可對自己的設計所具有的特點和不足進行分析與評價。（六）課程設計答辯 (1)答辯前必須完成全部設計工作量。 (2)必須整理好全部設計圖紙及設計說明書。圖紙必須折疊整齊，說明書必須裝訂成冊，然后與圖紙一起裝袋，呈交指導老師審閱。(3)答辯前設計者對自己設計工作和設計結果進行一次較全面系統(tǒng)的回顧、分析與總結，達到“知其然”也“知其所以然”。五、設計題目與分組按學號順序（或自由組合），每組學生人數(shù)為名。同組成員共同商討設計方案，分工、合作，完成設計課題。第一組：空心球柄注射成型工藝與模具設計

14、空心球柄二維圖 空心球柄三維圖 技術要求：1、塑件外表光滑，無注塑缺陷；2、脫模斜度30-1；3、中批量生產(chǎn)；4、 未注圓角R1R2圖號材料尺寸序號ABCDEF01HDPE2034SR201642202PP3054SR302662203PS4074SR403682204PVC5094SR5046102205ABS60114SR60561222第二組題目：大口桶蓋注塑成型工藝與模具設計大口桶蓋二維圖 大口桶蓋三維圖技術要求：1、塑件外表要求光滑；2、脫模斜度30-1；3、中批量生產(chǎn)；4、未注圓角R1-R2。圖號材料尺寸序號ABCDEFGH01HDPE1304012340351181009002L

15、DPE1354512840351231059503PP14050133403512811010004POM14555138403513311510505PS150601434035138120110第三組題目：工具盒注塑成型工藝與模具設計技術要求:1、塑件外表光滑，不得翹曲變形；2、脫模斜度30-1；3、中批量生產(chǎn)；4、未注圓角R1-R2。圖號材料尺寸序號ABCDEFGHIJ01HDPE1748382352719130663823402LDPE17985.58737.529.521.5135694123903PP1848892403224140724424404POM18990.59742.5

16、34.526.51457547249工具盒三維圖工具盒二維圖第四組題目：圓盒注塑成型工藝與模具設計技術要求:1、塑件不得有凹陷、銀絲、波紋等注塑缺陷；2、脫模斜度30-1；3、中批量生產(chǎn)；4、未注圓角R1-R2。圖號材料尺寸序號ABCDEFGH01POM11411010456831249502ABS12011510961881279503PP12612011466931309604PVC132125119719813310705PS13813012476103136117圓盒二維圖第五組題目：膜片夾片注塑成型工藝與模具設計技術要求:1、塑件不得有氣泡、凹陷；2、脫模斜度30-1；3、中批量生產(chǎn)

17、；4、未注圓角R1-R2。圖號材料尺寸序號ABCDEFGHIJ01PA6GF30%24.720.65.53.73.2331.40.90.902HIPS2520.95.843.53.33.31.71.21.203ABS25.321.26.14.33.83.63.621.51.504PMMA25.821.56.44.64.13.93.921.81.805POM26.121.86.74.94.44.24.2222膜片夾片二維圖膜片夾片三維圖第六組題目：螺紋蓋注塑成型工藝與模具設計技術要求:1、塑件表面光滑、美觀；2、脫模斜度30-1；3、中批量生產(chǎn)；4、未注圓角R1-R2。螺紋蓋二維圖螺紋蓋三維圖圖

18、號材料尺寸序號ABCDEFGHIJ01PC20261210.28.543736.0502PS25311715.294.53.57.5311.0503PP30362220.29.5548316.0504PMMA35412725.2105.54.58.5321.0505POM40463230.210.5659326.05第七組題目：塑料套注塑成型工藝與模具設計技術要求:1、塑件表面光滑平整，不允許有飛邊、毛刺；2、脫模斜度30-1；3、中批量生產(chǎn)；4、未注圓角R1-R2。塑料套二維圖塑料套三維圖圖號材料尺寸序號ABCDEFGHIJKL01PA62722191514133151134.52302PS3025221817163171334.52703PP3328252120193191534.53804POM3631282423223211734.54305PE3934312726253231934.545第八組題目：底托注塑成型工藝與模具設計技術要求:1、塑件外表要求光滑；不允許有飛邊、毛刺； 2、大批量生產(chǎn)；3、未注圓角R1-R2。圖號材料尺寸序號ABCDEFGHIJ01HDPE8886.77254305040.4343.520602LDPE9391.77759355343.4346.523803PP9896.