《塑料成型工藝及模具設計》課程設計指導書教學內容

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。塑料成型工藝及模具設計課程設計指導書-塑料成型工藝及模具設計課程設計指導書（一）塑料模具課程設計的目的塑料模具課程設計是塑料成型工藝與模具設計課程中的最后一個實踐性教學環(huán)節(jié)，也是一次對學生進行比較全面的塑料模具設計的訓練，其目的是：（1）通過模具課程設計，要求學生綜合應用塑料成型工藝與模具設計及其他相關課程的基本知識來解決工程實際中的具體設計問題，以進一步鞏固和深化所學課程的知識。（2）通過模具課程設計，學生進行了一次較為完整的塑料模具設計的實際訓練，使學生初步掌握塑料模具設計的內容、步驟和基本方法，進

2、一步提高學生的結構設計能力和獨立工作能力，為畢業(yè)設計和今后從事模具設計與制造工作奠定基礎。（3）通過模具課程設計，提高學生查閱技術資料和手冊的能力，熟悉并正確應用有關的技術標準。（4）通過模具課程設計，培養(yǎng)學生認真負責、踏實細致的工作作風和嚴謹的科學態(tài)度，強化學生的質量意識和時間觀念，使學生初步形成從業(yè)的基本素職。（二）課程設計的任務塑件形狀:以蓋狀零件為例設計注塑模具，塑件形狀、尺寸、公差等自行擬定。例如：塑件說明：塑件材料為ABS。采用注射成型，進行大批量生產，以滿足日常生活用品的需要。技術要求：1、壁厚均勻；2、塑件不允許有裂紋和變形缺陷；3、脫模斜度301；4、模具結構設計要求：根據塑

3、件大小設計成多型腔或單型腔模具。課程設計任務要求：要求在規(guī)定的時間內完成如下任務：繪制塑料制件圖一張（A4）（手工繪圖，或用計算機繪圖）繪制塑料注射模裝配圖一張（A2及以上，根據塑件尺寸自行選擇，及以細節(jié)表達清晰為準）（必須手工繪圖）繪制模具零件工作圖23張（手工繪圖，或用計算機繪圖）編寫設計說明書一份（要求設計過程詳細，圖文并茂）注意：圖紙的線形、標注、公差等嚴格按照機制繪圖標準執(zhí)行。(三)塑料注射模具設計步驟（僅供參考，可自行安排）1.塑件成型工藝分析（1）塑件成型特性的分析根據塑件圖中標明的塑料品種，分析該塑料的使用性能及成型性能；查閱該塑料的比重、比容、收縮率及流動性等特性。（2）塑件

4、的結構工藝性分析認真閱讀塑件圖，審核塑件的幾何形狀、尺寸公差等級、表面粗糙度、塑件壁厚及其他技術要求，必要時還需閱讀該塑件所屬的部件圖（或組件圖）和了解該塑件的使用條件、使用壽命、載荷特性及其數值等。據此分析塑料注射成型工藝的可行性和經濟性。（3）明確生產批量小批量生產時，為了降低成本，模具盡可能簡單，通常采用單型腔；大批量生產時，應在保證塑件質量的前提下，盡量采用一模多腔或高速自動化生產，以縮短生產周期，提高生產率，因此對模具的推出機構、合模導向機構、塑件和澆注系統(tǒng)凝料的脫模以及凸、凹模的結構提出了嚴格的要求。(4)計算塑件的體積計算塑件體積的目的是為了選擇注射機和確定型腔數量，提高設備的利

5、用率和生產率。塑件體積的計算可用手工計算，即將塑件分成若干個簡單幾何體，查閱有關計算公式進行計算；也可以運用有關軟件，在繪制三維立體圖后即自動生成體積數值。（5）確定型腔數量型腔數量的確定取決于塑件的生產批量、塑件的精度要求和注射機的生產能力。當塑件的精度要求高、生產批量小時宜選用單型腔；生產批量大時在滿足塑件質量的前提下，盡可能采用多型腔。當企業(yè)所擁有的注射機型號單一，即塑件只限制在某型號的注射機上成型加工時，應根據該注射機的最大注射量和鎖模力來確定型腔數量。（6）確定注射成型工藝根據塑件圖上標明的塑料品種，查閱相關資料確定注射成型工藝，包括如下內容：1）注射機的類型（柱塞式或螺桿式）2）螺

6、桿轉速3）噴嘴形式和溫度4）料筒溫度（前段、中段和后段）和模具溫度5）注射壓力和保壓壓力6)成型周期（包括注射時間、保壓時間、冷卻時間）（7）初選注射機根據以上分析，初選注射機的型號及規(guī)格，查閱并記錄如下技術參數：最大注射量；額定鎖模力；最大注射壓力及注射速度；4）模板尺寸及拉桿間距；5）最大模具厚度及最小模具厚度；6）模具的緊固方式、模板上的螺孔直徑及分布；7）開合模行程8）脫模頂出行程、頂出桿的直徑及位置9）噴嘴頭部孔徑及球面半徑10）定位圈直徑2分型面及澆注系統(tǒng)的確定（1）分型面的確定選擇分型面應考慮如下問題：是否能確保塑件的成型質量；是否容易清除分型面部位的毛刺及飛邊；是否有利于排除模

7、具型腔內的氣體；模具分型后塑件是否留在動模。（2）澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的設計的設計要求如下：排氣良好；流程短；防止小型芯變形；4）壓力損失和熱量損失少；5）塑件的修整方便；6）防止塑件變形；7）盡可能減少澆注系統(tǒng)的容積設計澆注系統(tǒng)時，應選擇合適的澆口類型、數量及位置，并加以論證。用平面圖或立體圖把構思表達出來。澆注系統(tǒng)各組成部分的零件應盡量選用標準件。3.塑料模具設計的方案論證（1）型腔的布局由于注射機的料筒通常位于定模板的中心線上，由此決定了單型腔模具的型腔位置必然處于定模板的中心線上。而對于一模多腔的模具，其型腔的分布也盡量與模具的中心線對稱，并滿足以下條件：各型腔在澆注時應確保均衡進料

8、和同時充滿型腔；盡量縮短到各型腔的流程，以降低廢料率；各型腔之間應有足夠的空間設置冷卻水道、頂出桿等結構和零件。（2）成型零件的結構及其固定方式成型零件的結構應便于加工，盡量采用鑲拼結構，以降低制造難度和節(jié)約貴重的模具材料。應合理地確定鑲塊的分割位置及固定方法。對于有嵌件的塑件還需考慮嵌件的安裝和定位方式。（3）推出機構的確定開模時應盡量使塑件留在動模一側，這樣可使推出機構簡單、可靠，模具結構也較為簡單；推出元件的布局應合理，確保推力分布均勻；塑件脫模時應不變形，不損傷塑件的外觀質量；推出機構的推出和復位應可靠且運動靈活，制造及配換方便容易。（4）抽芯機構的確定抽芯機構的設計必須確保抽芯及復位

9、動作靈活、運動軌跡控制合理、安全可靠、便于制造和維修。如采用斜導柱抽芯機構，則必須避免側滑塊與推桿的干涉現(xiàn)象，必要時可設計先復位機構。（5）冷卻系統(tǒng)的設計論證從塑料的成型特性出發(fā)，認真分析模具是否需要設計冷卻系統(tǒng)。若設計冷卻系統(tǒng)，就必須考慮冷卻水道的數量、布局及加工等問題。在選用標準模架時要適當選擇尺寸大一點的模架，確保冷卻水道不與其他模具零件干涉。4.主要零部件的設計計算（1）成型零件的尺寸計算在計算成型零件的尺寸時應注意：1）為使塑件成型后脫模方便，沿脫模方向應設計脫模斜度。一般情況下，脫模斜度不包括在尺寸公差范圍內，其中外形以大端尺寸符合圖紙尺寸公差為要求，斜度取向小端方向；內形則以小端

10、尺寸符合圖紙尺寸公差為要求，斜度取向大端方向。2）分析塑件圖中未注公差的尺寸中那些應按正偏差標注，那些應按負偏差標注，那些應按正負偏差標注。對于收縮范圍較大的塑料，采用平均收縮率計算成型尺寸時，是否會使塑件尺寸超差需進行一次驗算，其驗算公式為：（-）L（2）模具概略尺寸的確定根據模具強度和剛度的計算公式，求出型腔的壁厚，也可直接采用經驗數據法或查閱設計手冊等方式確定模具的概略尺寸，再據此選用標準模架。但應注意下列要點：1）對于單型腔模具，其型腔壁厚確定后，再加上型腔尺寸即為凹模的長度和寬度或直徑。2）對于多型腔模具，應根據型腔和澆注系統(tǒng)的布局及尺寸、相鄰型腔間的壁厚等因素決定型腔板的周界尺寸。

11、3）對于具有抽芯機構的模具，型腔板的周界尺寸應適當放大。4）繪制模具結構草圖，在圖上簡要標注已確定的尺寸，以供選用模架和正式繪圖時使用。5）選用標準模架時，應根據模具結構草圖先選用相應的模體結構，再根據型腔數量、塑件尺寸、投影面積及推出塑件的要求確定合適的模體尺寸。周界尺寸一經確定，應審核該模具能否安裝在已選定的注射機上。（3）抽芯機構的設計（4）推出機構的設計推出機構的設計首先應保證塑件在推出時不變形，因此就應當正確計算推出力的大小和位置。并且應注意如下幾點：1）推出力的分布應盡量靠近型芯；推力面應盡可能大，以減小單位面積上的壓力，使塑件不致變形。2）推出力應作用在塑件能承受作用力最大的地方

12、，盡量避免推出力作用在塑件的薄壁上。3）盡量不損傷塑件的外觀，推桿盡量設置在塑件的加工面上或內側面。4）為了制造和維修方便，應盡量采用標準件，如標準圓形推桿等。5）合理確定塑件的推出距離。對于大型、深腔殼體的硬塑件，推出后不能讓其自由落下以免摔壞，因此這類塑件的推出距離是型芯最大凸出高度的左右；對于小型塑件或軟塑件，為了能連續(xù)注射，其頂出距離應略大于型芯的最大凸出高度。（5）成型設備的校核計算模具的總體結構草圖完成后，還需對初選的成型設備進行校核計算，其內容有：1）注射機的注射壓力校核2）注射量的校核3）鎖模力的校核4）開合模行程的校核5）頂出距離的校核6）安裝尺寸的校核通過以上校核就可知選用

13、的成型設備是否合適。對于某些項目經校核后確認不合適的，應重選成型設備或調整結構草圖中的某些相關尺寸。5.繪制裝配圖（1）作圖比例和圖面布置1）繪圖尺寸盡量選用1：1。也可以根據圖紙大小（不能小于A2）選擇合適的比例，以細節(jié)表達清晰為準。2）模具圖一般采用主視圖和俯視圖兩個視圖，主視圖采用剖視法，俯視圖畫拆去定模部分后的實際投影。如兩個視圖還無法表達清楚，則可增加其他視圖（局部視圖、剖視圖、剖面圖等）。3)塑件圖布置在裝配圖的右上角，并注明塑件名稱、塑料牌號等要素，標注尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。塑件圖尺寸較大或形狀較為復雜時，可單獨畫塑件圖。4）裝配圖上需標注模具的外形尺寸（長寬高）、配合

14、尺寸、安裝尺寸、閉模高度及其他重要尺寸，其余的次要尺寸一般不標。5）總裝圖上零件序號的標注應不漏標、不重標；引線不交叉；零件序號一般按順時鐘方向順序排列；字體嚴格使用仿宋體，字間距均勻、對齊。（2）標題欄及明細表標題欄內容應按統(tǒng)一要求填寫，設計者必須在相應的位置簽名。編制明細表必須包括零件序號、零件圖號、零件名稱與規(guī)格、材料及熱處理等要求。零件序號應自下而上進行排列；材料應注明牌號并應盡量減少材料的種類；標準件應注明標準號、名稱和規(guī)格；非標準件應編寫圖號；零件名稱欄中的文字應首尾兩字對齊、字的間距均勻、字體大小一致。6.繪制零件圖（1）視圖和比例尺的選擇零件圖比例尺大都采用1:1。小尺寸或尺寸

15、較多的零件則需放大比例繪制。視圖的選擇可參考下列建議：1）軸類零件通常只需一個視圖，按加工位置布置較好。2）板類零件通常需要主視圖和俯視圖兩個視圖，一般按裝配位置布置較好。3）鑲拼組合成型零件應先畫組件圖，再畫零件圖，以便于尺寸及公差的標注，視圖可按裝配位置布置。（2）尺寸標注的基本規(guī)范尺寸標注要做到既不少標、漏標，又不多標、重標，同時還應使圖面尺寸的布置清晰、美觀。1）正確選擇基準面盡量使設計基準、加工基準、測量基準一致，避免工藝尺寸的換算。成型零件的尺寸標注基準應與塑件圖中相應的基準一致。2）尺寸布置合理大部分尺寸最好集中標注在最能反映零件特征的視圖上。如對于板類零件而言，主視圖上應集中標

16、注厚向尺寸，而平面內各尺寸則應集中標注在俯視圖上。3）脫模斜度的標注脫模斜度有三種標注方法：其一是大、小端尺寸均標出；其二是標出一端尺寸，再標注角度；其三是在技術要求中注明。4）有精度的位置尺寸需與軸類零件配合的各通孔中心距、多型腔模具的型腔間距等，其位置尺寸如有精度要求，則中心距尺寸應標注公差。5）螺紋尺寸及齒輪尺寸對于螺紋成型件和齒輪成型件，還需在零件圖上列出主要幾何參數及其公差。（3）表面粗糙度及形位公差1）各個表面的粗糙度均應注明。如多個表面的粗糙度要求相同，可集中在圖紙的右上角同一標注。2）有形位公差要求的結構要素則需標注形位公差。（4）技術要求及標題欄零件圖上的技術要求應注明在標題

17、欄的上方，逐條注明在零件圖上無法標注的其他技術要求，如熱處理、電鍍、去毛刺等等。標題欄內應按統(tǒng)一規(guī)定填寫，如零件名稱、零件材料、圖號、比例、零件數量和設計者簽名。7.設計計算說明書的編寫編寫設計計算說明書是對整個設計過程的整理和總結，也是圖紙設計的理論依據和審核設計的主要技術文件（1）設計計算說明書的內容（僅供參考，可自行安排）1）目錄（標題及頁碼）；2）設計任務書；3）塑件成型工藝分析；4)分型面及澆注系統(tǒng)的確定；5）塑料模具設計的方案論證；6）主要零部件的設計計算；7）其他的一些技術說明，如說明裝配和拆卸過程中的注意事項等。7）設計體會；8）參考資料目錄。（2）編寫設計計算說明書的基本要求

18、1）編寫的規(guī)范化設計計算說明書必須書寫在符合規(guī)定格式的用紙上或者用計算機打印，并裝訂成冊和填寫封面。2)計算的正確性eqoac(,1)計算的已知條件和力學模型必須正確；eqoac(,2)計算公式及重要數據的來源必須可靠；eqoac(,3)計算的過程必須條理清楚，具體的演算過程可以略去，但數據運算必須準確，數據處理（如標準化、取精確值、圓整）應符合要求；eqoac(,4)應附有與計算有關的插圖；eqoac(,5)對計算結果應有簡短的結論。3）內容的完整性編寫完后，應檢查設計計算說明書中包括的內容是否完整。此外，設計計算說明書的編寫應做到行文流暢、精煉、書寫工整，不應有錯別字。（四）設計進程階段主要內容工作量（天）一設計準備：閱讀塑件圖和設計任務書，明確設計任務，準備設計資料，借閱設計手冊、繪圖工具0.5二塑件成型工藝分析0.5