塑料模具设计实训指导书.docx

塑料模具设计实训指导书.docx

《塑料模具设计实训指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料模具设计实训指导书.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

塑料模具设计实训指导书

XX大学高等职业技术学院

塑料模具设计实训

指导书

编者：

XX

一、课程设计的目的

《塑料模具实训》是《塑料成型工艺与模具设计》课程的后续配套的课程实训环节，是对前期课程的消化吸收和实际演练，是模具专业的学生最为重要的实践教学环节之一，在该次实训中，还会综合运用到前期《机械制图与CAD》、《工程力学》、《机械设计》、《公差与测量》、《机械制造基础》、《模具CAD》、《数控技术》等多门课程的专业知识，是对学生进行模具设计工程师训练，培养学生分析和解决工程技术问题能力重要环节。

本次设计目的如下：

1．掌握中等复杂程度塑料模具的一般设计流程，具备初步的独立设计能力；

2．进一步熟练掌握计算机辅助设计软件在模具设计中的应用；

3．进一步学习和掌握各种塑料模具的基本类型和结构；

4．初步学会综合考虑塑料模具的制造工艺及经济合理性等因素，以选择正确的模具零件的设计方案；

5．了解模具制造厂对图纸的要求，所画图纸要遵守有关标准的规定，符合加工要求，标注和说明要齐全。

6．了解和掌握一定的模具标准化知识。

二、设计内容

塑料模设计实训题目，一般选择内容和份量都比较适当的中等复杂程度注射模进行设计（题目可由学生自选，教师审定，亦可由教师直接指定），要求学生在规定的时间内完成：

（1）三维产品造型图1张、二维塑件图1张；

（2）模具三维爆炸图1张、A0或A1模具装配图1张；

（3）主要零件零件工作图5～6张（成型零部件、侧向抽芯等非标准件）；

（4）编写设计计算说明书1份；

（5）模具价格估算清单1张。

三、设计要求

1．三维效果图的要求

三维图可用Pro/e、MasterCAM、UG、CAXA、AutoCAD等任意一个软件绘制实现。

2．装配图与零件图的要求

采用AutoCAD作图，图纸规格要求符合制图标准，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释使用工程字书写。

3．设计说明书的要求

设计说明书是课程设计的一个重要组成部分，它反映了学生设计中的工作及水平，编写说明书是培养学生撰写技术文件能力的一种锻炼。

说明书应力求简洁，文理通顺，语言流畅，字迹工整，无错别字，将与设计有关的问题分析、设计计算结果，系统的编写到说明书中。

说明书应以A4白纸书写，四周留有边框。

设计说明书由课程设计封面（统一格式）、产品设计任务书（包含产品二维图和三维造型图）、设计说明、模具价格估算清单等一起装订成册。

4．实训资料的上交要求

将设计图纸及设计说明书装入资料袋留档保存，资料袋上要求注写班级、学号、姓名，另在资料袋的背面注明“塑料模具课程设计资料1.A0装配图1张2.零件图XX张3.设计说明书）。

相关电子设计文档和图形文件整理归类存入一个以“学号－姓名”文件夹中，设计结束上交到班机学习委员处，各班学习委员收齐班上每位同学资料后，存入“XX模具X班模具塑料课程设计资料”文件夹中交设计老师留档。

5．答辩注意事项

答辩总时间为10分钟/人，6分钟简单介绍设计基本流程，重点强调设计过程中遇到的问题、解决的方法和经验教训，教师提问和答辩时间为4分钟。

四、设计过程中的注意事项

1、应预先准备好资料、手册、图册、绘图仪器、计算器、图板（计算机）、图纸、报告纸等；

2、应对塑料制品的成型工艺性进行认真地分析；

3、模塑成型工艺方案论证后，经指导老师认可后，方可进行模具设计；

4、画出的模具结构草图经指导教师认可后，方可绘制正式装配图及零件图；

5、设计过程中采用边计算、边绘图、边修改的方法，本阶段发现的问题，需要对前面的设计和计算作相应的修改，甚至有的结构和具体尺寸需要通过绘图或经验公式才能确定。

五、设计的一般程序

塑料模具设计实训一般程序见下图。

六、设计的进程安排

表1-1塑料模具设计的进程安排

周次

时间

主要内容

说明

第一周

0.5

参加设计动员会；准备好设计所需的资料、绘图用具及图纸等；明确设计任务

1.5

塑件产品造型设计和塑件工艺性分析

星期二定题，星期四检查塑件二维图和三维图

3

塑料模具设计的方案论证；主要零部件的设计计算；模具草图绘制和三维造型；编写设计说明书草稿

第二周星期一检查设计计算结果及模具草图

第二周

5

完成装配工作图：

绘制装配图，标注主要尺寸、公差配合及零件序号，编写标题栏、零件明细表及技术要求等

第二周星期五开始检查装配图完成情况

第三周

3

绘制零件工作图：

绘出必要的视图和剖面图，标注尺寸、公差及表面粗糙度，编写技术要求及标题栏

第三周星期四检查零件图绘制情况

1

整理编写设计计算说明书，根据计算草稿整理，并附以必要的插图和说明，打印设计说明书和图纸

1

带上资料袋，进行答辩

答辩时间安排在第三周星期五

七、实训时间与地点安排

1、CAD/CAM机房（3410j）

模具专业《塑料模具实训》辅导和上机时间安排表

09模具班（1～3周）

星期一

1、2节

星期二

5、6节

星期三

1、2节

星期四

5、6节

星期五

1、2节

（备注：

具体地点安排若有变动，以新安排为准）

2、模具拆装实训室，随时提前预约

八、设计成绩评定办法

设计成绩的评定，应以设计计算说明书、设计图纸和在答辩中回答的情况为根据，参考设计过程中的表现进行评定。

其中，以百分制计：

设计装配图纸约占30%

设计零件图纸约占30%

计算说明书约占20%

答辩成绩约占10%

考勤及设计过程表现约占10%

实例：

塑料模设计典型案例分析

1、注射模具设计案例分析一

1.1设计任务书

1.塑料制品名称：

油壶盖；

2.成型方法与设备：

在SZ120/630型注射机上成型；

3.塑料原料：

低密度聚乙烯；

4.收缩率：

1.5%～3.0%；

5.生产批量：

100万；

6.塑件图：

如图1-1所示为制品的二维图样，图1-2所示为该制品的三维图样。

图1-1油壶盖的二维图样

图1-2油壶盖的三维图样

1.2塑件成型工艺分析

1．塑料成型特性

低密度聚乙烯（LDPE）又称高压聚乙烯，为支链型线型分子结构的热塑性塑料。

结晶度为55%～65%，相对分子质量较小，密度为ρ=0.91～0.94g/cm3，压缩比为1.84～2.3，比热为2.30J/g·℃-1,低密度聚乙烯的化学稳定性较高，能耐大多数酸、碱及盐的侵蚀，但不耐强氧化酸的腐蚀，除苯及汽油外，一般不溶于有机溶剂。

耐低温性能好，在-60℃下仍具有较好的力学性能，但使用温度不高，LDPE的使用温度在80℃以下。

低密度聚乙烯在热、光及氧的作用下会发生老化变脆，力学性能和电性能下降。

在成型时，氧化会引起熔体粘度下降和变色，产生条纹，影响塑件质量。

因此，需添加抗氧剂及紫外线吸收剂等。

低密度聚乙烯的成型特性为：

（1）成型性好，可用注射、挤出及吹塑等成型加工方法。

（2）吸湿性小，成型前可不干燥。

（3）熔体粘度小，流动性好，溢边值为0.02mm；流动性对压力敏感，宜用较高压力注射。

（4）可能发生熔体破裂，与有机溶剂接触可发生开裂。

（5）成型温度范围：

160~240℃。

熔融温度低、熔体黏度小且塑件的质量小，塑件可采用柱塞式注射机成型。

严格控制模具温度，一般在35~65℃为宜，模具应采用调质处理。

（6）冷却速度慢，必须充分冷却，模具设计时应有冷却系统。

（7）收缩率大而且波动范围大，方向性明显（取向），不易采用直浇口，易翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保证冷却均匀稳定。

（8）易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后退火处理，消除内应力；塑件壁厚宜小，避免有尖角，脱模斜度宜取1～3°。

（9）质软易脱模，当塑件有浅侧凹（凸）时，可强行脱模。

本塑件的螺纹成型即采用强行脱模方式。

2．塑件的结构工艺性

（1）塑件的尺寸精度分析

该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT7查取公差，其主要尺寸公差要求如表1-1所示。

表1-1塑件上主要尺寸按MT7级精度的公差要求（单位mm）

塑件标注尺寸

塑件尺寸公差（按MT7级精度）

外

形

尺

寸

内

形

尺

寸

（2）塑件表面质量分析

该塑件表面没有提出特殊，通常，一般情况下外表面要求光洁，表面粗糙度可以取到Ra=0.8μm，没有特殊要求塑件内部表面粗糙度可取Ra=3.2μm。

（3）塑件的结构工艺性分析

从图纸上分析，该塑件的外形基本上为回转体，圆周均匀分布12个R3的半圆柱凸起旋钮花纹，该处设计脱模容易，且飞边去除容易，设计合理；壁厚相对均匀，且符合最小壁厚的要求；在塑件内壁有M50×3螺纹孔，查表可知螺纹牙形强度足够，在推荐选用的范围内，LDPE塑料为软塑料，螺纹可强制脱模成型，但要注意为了防止螺孔的最外圈的螺纹崩裂或变形，螺纹始末端应有0.2～0.8的台阶，始末的螺纹应渐渐开始结束，有l＝8的过渡长度，如图1－3所示。

该塑件端部已开有3mm的台阶，但顶部台阶未有留出，在做型芯设计时应注意该处的结构设计。

图1－3螺纹孔的设计

综合来看，该塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求。

在注射成型生产时，只要工艺参数控制得当，该塑件是比较容易成型的。

3．塑件的生产批量

该塑件的生产类型是大批量生产，因此，在模具设计中，要提高塑件的生产效率，倾向于采用多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生产成本。

4．关于注射机

（1）用户提出用SZ125/630型注射机生产，该注射机为柱塞式注射机，LDPE可以采用此类注射机成型，据查有关资料列出该注射机的主要技术参数，如表1-2所示。

表1-2SZ125/630型注射机的主要技术参数

序号

主要技术参数项目

参数数值

1

额定注射量/cm3

125

2

锁模力/kN

630

3

注射压力/MPa

120

4

最大注射面积/cm2

320

5

动、定模模板最大安装尺寸/mm×mm

370×320

6

最大模具厚度/mm

300

7

最小模具厚度/mm

150

8

模板最大行程/mm

270

9

喷嘴前端球面半径/mm

15

10

喷嘴孔直径/mm

4

11

定位圈直径/mm

125

（2）计算塑件体积和质量

塑件的体积计算：

经计算得到塑件的体积为（计算过程略）V≈37530（mm3）

塑件的重量计算：

查有关手册，取塑料LDPE的密度为ρ=0.92g/cm3，所以，塑件的质量为

W=ρV=37530×0.92×10-3≈34.53（g）

（3）确定型腔数目

考虑到SZ125/630注射机的额定注射量为125cm3，本设计中的塑件结构简单，单个塑件的体积为38cm3，注射机的额定注射量就限制最多的成型该塑件的数量为2，而改塑件的生产批量为大批量生产，为尽量提高生产率，决定采用一模两件的模具结构，型腔平衡布置在型腔板两侧，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。

（4）确定注射成型的工艺参数

根据选用塑料（LDPE）的特性和本设计中塑件的自身成型特点，查有关资料，确定注射成型工艺参数，如表1-3所示。

表1-3塑件的注射成型工艺参数

工艺参数

规格

工艺参数

规格

预热和干燥

成型时间/s

注射时间

0～5

保压时间

15～60

料筒温度

t/℃

后段

中段

前段

140～160

—

170～200

冷却时间

15～60

总周期

40～140

螺杆转速n/（r.m