#《塑料成型工艺和模具》课程设计指导书48学时2周.docx
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#《塑料成型工艺和模具》课程设计指导书48学时2周
湖南省普通高等学校基础课示范实验室
湖南工业大学机械基础课教学实验中心
《塑料成型模具设计》课程设计
指导书
陈吉平编
湖南工业大学机械工程学院
二OO八年二月
《塑料成型模具设计》课程设计是本课程教学中最重要的实践教学环节，和课堂教学一样起到学知识、学方法、增加兴趣、培养能力、提高素质的作用，是一次综合性实践教学活动。
通过联系实际完成课程设计，培养学生综合运用塑料模具设计和制造的专业知识，系统地进行塑料模具设计的能力。
经过塑件成型工艺制订、塑料模设计、非标准模具零件的工程图设计的全过程，使学生进一步理解、掌握所学的理论知识，培养解决实际问题的能力，为从事塑料成型模具设计的技术工作奠定工程实践基础。
一、课程设计的目的和基本要求
目的：
1、培养学生对具体设计任务的理解和分析能力；
2、培养学生制订塑件成型工艺的能力;
3、培养学生设计塑料模具的能力;
4、培养学生综合使用专业理论知识，分析问题、解决问题的能力和严谨、科学的工作态度。
基本要求：
1、要求学生及时了解模具技术发展方向，查阅有关资料，做好设计准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性；
2、树立正确的设计思想，结合生产实际综合考虑经济性、实用性、可靠性、安全性及先进性等方面的要求，严肃认真的进行模具设计；
3、要求编制的塑料成型工艺规程符合生产实际；
4、要求模具结构合理，凡涉及国家标准之处均应采用国家标准，图面整洁，图样及标注符合国家标准。
二、课程设计任务
1、制订塑件注塑成型工艺；
2、绘制注射模具总装图一张；
3、绘制注射模具非标准零件图纸一张；
4、编写设计计算说明书一份。
三、课程设计注意事项
课程设计前，根据课题需要，准备好必要的设计手册或参考资料，以便在设计过程中随时查阅有关资料。
明确具体设计题目，复习本课程中学过的相关内容。
具体设计要求如下：
１、所编写的设计说明书要全面反映设计思想、设计过程和结论性认识。
说明书的编写应图文结合；计算时注明公式来源、参数选取的资料名称。
说明书用A4幅面纸打印，约２０页左右，并装订成册。
２、设计图样应符合“机械制图”国家标准。
模具零件图按生产图样要求完成，零件的尺寸公差、形位公差及表面粗糙度的精度等级和其它技术要求要有合理的标注或说明。
3、模具装配图一律用１号图纸计算机绘制。
装配图应符合国家制图标准，清楚表明各零件的装配关系，标注必要的尺寸，如模具的闭合高度、总长、总宽及定位圈尺寸等。
装配图上应将全部零部件按顺序编号，模具零件明细表置于装配图右下角，和标题栏相连。
明细表中各项内容（比例、序号、名称、件数、材料、热处理要求）必须和模具零件图及装配图上标注的内容完全一致。
装配图上还应标注技术要求，其内容如下：
①对模具某些结构的性能要求，如对推出机构、抽芯机构的装配要求；
②对模具装配工艺的要求，如分型面的贴合间隙、模具上下面的平行度要求；
③模具的使用说明；
④防氧化处理、模具编号、刻字、油封及保管等要求；
⑤有关试模及检查方面的要求。
四、课程设计具体过程
（一）一般过程
1、分析塑件采用的材料品种和性能；
2、分析塑件的工艺性能；
3、确定成型设备的型号和规格；
4、制订塑件注射成型工艺条件；
5、确定型腔的数目和排列方式；
6、确定分型面位置；
7、确定浇注系统和排气方式；
8、确定成型零件和主要结构形式；
9、选择推出方式，确定推出机构；
10、成型零件的设计和标准件的选用；
11、温度调节系统的设计；
12、绘制模具结构草图（经指导老师审阅）；
13、校核模具和注射机有关尺寸；
14、校核模具有关零件的强度及刚度；
15、绘制模具装配图（计算机绘制）；
16、绘制若干模具零件图（计算机绘制）；
17、编写设计说明书。
（二）模具设计
设计的基本内容
（1）进行模具设计的可行性分析
根据塑件技术要求和塑料模塑成型工艺文件技术参数，进行摸具设计可行性分析。
①保证达到塑件要求
为保证达到塑件形伏、精度、表面质量要求，对分型面的设置方法、拼缝的位置、侧抽芯的措施、脱模斜度的数值、熔接痕的位置、防止出现气孔和型芯偏斜的方法及型芯、型腔的加工方法进行分析。
②合理的确定型腔数
为提高塑件生产的经济效益，在注射机容量能满足要求的前提下，应计算出较合理的型腔数。
随里:
型腔数量增多，每一只塑件的模具费用有所降低。
型腔数的确是一般和塑件的产量、成型周期、塑件价格、塑件重量、成型设备、成型费用等因案有关。
③浇道和浇口位置
由于浇口对塑件的形式、尺寸精度、熔接痕位置、二次加工和商品价格等有很大影响因而首先必须对浇道和浇口对具体塑件的成型关系进行分析。
以往是凭借设计人员的经验来确定浇注系统。
:
现在可以用注射模CAE流动分析软件对浇道和浇口系统进行优化，这对保证模具成功设计有很:
大的作用。
（2）确定模具类型:
在对模具设计进行初步分析后，即可确模具的结构。
通常模具构按以下方法分类，可进行综合分析，选择合理的结构类型。
①按浇注系统形式分类：
两板式模具、三板式模具、多板式模具、特殊结构模具（叠层）。
②按型腔结构分类：
直接加工型腔（分为整体式结构、部分镶入结构和多腔结构）、镶嵌型腔（分为镶嵌单只型腔、镶嵌多只型腔）。
③按驱动侧型芯方式分类：
利用开模力驱动（分为斜导柱抽芯、齿轮机构抽芯等），用顶出液压缸抽芯、利用电机抽芯。
（3）确定模具主要结构
①型腔布置
根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排布方式。
②确定分型面
分型面的位置要有利模具加工、排气、脱模及成形操作、保证塑件表面质量等。
③确定浇注系统和排气系统
包括确定主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小以及排气方法、排气槽的位置、大小。
④选择推出方式，决定侧凹处理方法、抽芯方式。
⑤决定冷却、加热方式及加热、冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安放位置。
⑥根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、定位、导向件位置。
⑦确定主要成型零件、结构件的结构形式。
⑧确定计算成型零件工作尺寸。
在确定模具结构示意图时，应提出两种以上结构方案进行分析比较，选择最佳方案。
（4）模具材料及热处理的确定
①根据模具产品批量、复杂程度、精度要求、工作条件及制造方法，合理选用棋具材料。
②根据模具零件的工作位置、受力情况决定零件的热处理要求。
③根据所有塑料的特性、填料类型，确定表面处理要求。
（三）绘制模具装配图，非标准零件图
1、绘制模具装配图的要求
（1）布置图面及选定比例
①遵守国家标准的机械制图规定。
②可按照模具设计中习惯或特殊规定的绘制方法作图。
③绘图比例按照国家制图标准。
（2）模具设计绘图顺序
①主视图:
绘制总装图时先里后外，由上而下，即先绘制产品零件图、凸模、凹模…
②俯视图:
将模具沿注射方向打开，绘制俯视图。
（3）模具装配图的布置
（4）模具装配图的绘图要求
①用主视图和俯视图表示模具结构。
主视图上尽可能将模具的所有零件画出，可采用全剖视或阶梯剖视。
②俯视图可只绘出动模，或动模定模各半的视图。
需要时再绘制一侧视图以及其它剖视图和部分视图。
（四）编写设计计算说明书
1．设计计算说明书的内容
（1）设计任务书。
（2）目录。
（3）说明书正文：
①塑件成型工艺性分析（包括结构特征分析、塑料的性能及成型工艺分析）。
②塑件分型面位置的分析和确定。
③塑件型腔数量及排列方式的确定。
④注射机的选择及工艺参数的校核。
⑤浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算。
⑥成型零件设计及力学计算。
⑦模架选择或设计。
⑧导向机构的设计。
⑨脱模机构的设计。
⑩侧向分型抽芯机构的设计。
@温度调节系统的设计。
⑩模具开合模动作过程。
（4）设计小结（本设计的优缺点、改进意见及设计体会）。
（5）参考文献目录。
2．编写说明书的要求
（1）说明书要求论述清楚，文字简练，书写整洁，计算正确。
（2）说明书采用统一格式排版、打印，采用统一格式的封面，装订成册。
（3）说明书中应附有必要的插图，帮助说明各结构方案及尺寸确定的理由。
（4）计算中所引用的公式和数据应有根据，并注明其来源（如由资料[x]P．x式等）。
（5）说明书中每一自成单元的内容，应有大小标题，使其醒目便于查阅。
（6）计算过程应层次分明，一般可列出计算内容，写出计算公式，然后代人数据，略去具体演算过程，直接得出计算结果，并写上结论性的用语，如“合理”、“安全’’或“强度足够”等。
对计算出的数据，需要圆整的应给予圆整，属于精确计算的不得随意圆整。
（五）课程设计小结
具体内容如下：
（1）分析总体设计方案的合理性。
（2）分析零部件结构设计以及设计计算的正确性。
（3）认真检查所设计的装配图、零件工作图中是否存在有问题。
对装配图要着重检查分析分型抽芯脱模机构、推出机构设计中是否存在有错误或不合理之处。
对零件工作图应着重分析尺寸及公差的标注是否恰当（尺寸标注是否符合基准及加工原则，公差标注是否满足塑件成型的精度要求）。
此外还应检查温度调节系统的布置是否合理。
（4）对计算部分，着重分析计算依据，所采用的公式及数据来源是否可靠，计算结果是否正确等。
（5）通过课程设计，认真总结自己在哪些方面获得较为明显的提高。
还可对自己的设计所具有的特点和不足进行分析和评价。
（六）课程设计答辩
（1）答辩前必须完成全部设计工作量。
（2）必须整理好全部设计图纸及设计说明书。
图纸必须折叠整齐，说明书必须装订成册，然后和图纸一起装袋，呈交指导老师审阅。
（3）答辩前设计者对自己设计工作和设计结果进行一次较全面系统的回顾、分析和总结，达到“知其然”也“知其所以然”。
五、设计题目和分组
按学号顺序（或自由组合），每组学生人数为４～５名。
同组成员共同商讨设计方案，分工、合作，完成设计课题。
第一组：
空心球柄注射成型工艺和模具设计
空心球柄二维图空心球柄三维图
技术要求：
1、塑件外表光滑，无注塑缺陷；2、脱模斜度30’-1°；3、中批量生产；4、未注圆角R1—R2
图号
材料
尺寸序号
A
B
C
D
E
F
01
HDPE
φ20
φ34
SR20
φ16
42
2
02
PP
φ30
φ54
SR30
φ26
62
2
03
PS
φ40
φ74
SR40
φ36
82
2
04
PVC
φ50
φ94
SR50
φ46
102
2
05
ABS
φ60
φ114
SR60
φ56
122
2
第二组题目：
大口桶盖注塑成型工艺和模具设计
大口桶盖二维图
大口桶盖三维图
技术要求：
1、塑件外表要求光滑；2、脱模斜度30′-1°；3、中批量生产；4、未注圆角R1-R2。
图号
材料
尺寸序号
A
B
C
D
E
F
G
H
03
PP
140
50
133
40
35
128
110
100
第三组题目：
工具盒注塑成型工艺和模具设计
技术要求:
1、塑件外表光滑，不得翘曲变形；2、脱模斜度30′-1°；3、中批量生产；4、未注圆角R1-R2。
图号
材料
尺寸序号
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
01
HDPE
174
83
82
35
27
19
130
66
38
234
02
LDPE
179
85.5
87
37.5
29.5
2
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