金材编的模具课程设计指导书.docx
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金材编的模具课程设计指导书
《CAD应用技术》
课程设计指导书
陈海燕
广东工业大学材料与能源学院
二００六年七月印刷
一、设计目的及任务
本课程的任务使学生了解注射成型的基本原理及过程：
掌握注射成型的有关概念；掌握注射模具设计的步骤以及工艺计算（注射机的选择及锁模力的校核，模架参数的选择等；掌握AutoCAD机械制图与设计的方法。
学习本课程的目的是为加强学生在计算机应用方面的能力，为将来从事模具CAD/CAM/CAE行业打下基础。
二、设计内容
以塑料制品为设计对象，根据塑件的工艺和结构要求，利用计算机辅助设计软件（AutoCAD或Pro/E等）上对注射模具进行设计与绘图，并计算模具各部件的尺寸与分析其结构的合理性。
三、课程设计的要求与数据
1、按照指导教师安排的设计内容，制定工艺规范，并征询指导教师的意见；每位学生根据的任务设计塑件。
2、查阅模具手册及相关资料，采用CAD应用软件（AutoCAD或Pro/E等）对注射模具进行设计和绘图，包括合理选用标准模架和零件、合理设计注射模的结构，并绘制动模、定模及装配图。
3、进行数据处理和分析，总结成文，设计说明书按学校课程设计说明书（论文）撰写的规范要求，篇幅不少于3000字。
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
了解注射成型的原理及过程，掌握注射成型的相关概念和注意事项；了解各种塑料的分类、特性、用途与常用的辨别方法；明确设计内容和任务，掌握模具设计步骤。
教1-424
图书馆
2015年12月21日-2015年12月25日
2
针对某一塑件，对其模具进行设计、分析与绘图，并撰写课程设计说明书等；
实验室或学生宿舍
2015年12月27日-2015年12月30日
3
组织答辩
工学3号馆402
2015年12月31日
五、设计步骤
（一）材料的选用
以下采用水桶盖制件作为实例，其设计步骤以下：
水桶盖制件要有一定的强度和刚度，因此选用PP或是PVC（聚氯乙稀）。
PVC有毒，所以排除，要用PP。
PP又叫聚丙烯。
PP的性能：
1、结晶性好，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易分解；2、流动性好，溢边值0.03mm左右；3、冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热缓慢；4、成形收缩范围大，收缩率大，易发生液孔，凹痕，变形；5、料温低方向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于50摄氏度以下塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕，90摄氏度以上时易发生翘曲、变形；6、塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角。
（二）塑件的工艺性与结构分析：
塑件的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。
查相关手册，可得PP密度为0.9～0.91g/cm3,收缩率为1.0～2.5%,按表5-34所示，塑件壁厚1～3mm时，收缩率为1.0～2.0%.
塑料精度的等级评定：
（1）一般塑件：
按J/T10628-95,取5～6级。
（2）精密级塑件：
按J/T10628-95，取3～4级。
（3）高精密级塑件：
按J/T10628-95，取1～2级。
因此，本设计所用的水桶盖采用5级精度。
脱模斜度大小与塑件的形状，壁厚及收缩率有关，脱模斜度主要为了便于塑料脱模，查表2-1，聚丙烯的脱模斜度为30ˊ～1º。
型腔取其脱模斜度45ˊ，型芯脱模斜度为1º。
查表2-3得，PP最小壁厚为0.85mm，水桶盖属于中大形塑件，其壁厚推荐采用2.4～3.2mm,取3mm左右。
（三）分型面选择
分型面为定模和动模的分界面，合理选择分型面是使塑件能完好地成形的先决条件。
选择分型面时应从以下几个方面考虑。
（1）、使塑件在开模后留在动模上；
（2）、分型面的痕迹不影响塑件的外观；
（3）、浇注系统，特别是进料口能合理地安排；
（4）、使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；
（5）、使塑件易于脱模。
（四）注射机的选择
（1）由于工件较大，采用一模一件，在一个注射成型周期内需注射入模具内的塑料熔体的容量为：
V=nVz+Vj
式中n—n=1,一模一件
Vz—单个塑件的体积；
Vj—浇注系统凝料和飞边所需的塑料分量，一般Vj=（6～30%）×Vz
按规定，V≤0.8Vg,其中Vg为注射机额定注射量，由此查相关模具设计手册，可确定注射机的标准型号。
（2）注射机锁模力的校核：
为防止模具分型面被模腔压力顶开，注射机必须对模具施以足够的锁模紧力。
锁模力公式：
F=1.5·p·A×0.1
式中F—所需锁模力（KN）；
p—型腔单位面积的注射压力（Mpa）;
A—型腔（包括浇注系统）的投影面积（cm2）.
（五）模架的选择
塑料注射模标准模架共有两种，即GB/T12556.1～12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》和GB/T12555.1～12555.15-1990《塑料注射模大型模架》。
两种标准模架的区别主要在于适用范围。
中小型标准模架的模板尺寸B×L≤500×900mm，而大型标准模架的模板尺寸B×L为630×630mm～1250×2000mm。
对于中小型模具来说，只要根据型腔的长宽尺寸不大于模架的长度和宽度的60%，深度不超过其长度的10%，即可确定模架的型号，可以不必计算（本次设计的均为中小型模具）。
标准模架见附录一
开模距离S=2×塑件高度+2～3mm
（六）浇注系统的设计
（1）喷嘴的设计
水桶盖是采用直接进料的方式，以至流道作为直接进料口。
（七）推出机构的选取
推杆的位置设计以不影响塑件外观为原则，外观参数和尺寸查阅相关手册可获得
（八）复位机构的选取
根据实际要求出发，查阅相关手册。
（九）成型零件的工作尺寸
工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸、型芯的高度尺寸和型腔的深度尺寸、中心距等。
对于中小型塑件，型腔径向尺寸计算公式可按以下公式
（十）模具温度调节系统的设计（P212-214）
（十一）塑料模具零件材料及热处理的选用
（十二）其它标准零件的选用
六、设计的考核方式
考核主要参考学生的图纸及设计说明书，并考虑答辩情况进行成绩评定。
五、参考文献
1、徐炜炯.模具设计.北京：
中国轻工业出版社，1997：
170-242.
2、《塑料模设计手册》.塑料模设计手册.北京：
机械工业出版社，2002，8
3、胡仁喜，赵力航，郭军编，AutoCAD2005练习宝典，北京理工大学出版社，2003.8
4、夏巨谌，李志刚.中国模具设计大典数据库（电子版）.中国机械工程学会.
附录一：
塑料注射模中小型模架的结构型式可按如下特征分类，按结构特征可分为基本型和派生型。
其中基本型模架如图1所示。
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