塑料成型工艺及模具设计综合实训任务书.docx

1、塑料成型工艺及模具设计综合实训任务书编号：塑料成型工艺与模具设计综合实训任务书（模具专业）姓名： .学号： .班级： .机械工程学院模具教研室编2016年9月一、课程的培养目标塑料成型工艺与模具设计是模具设计与制造专业的专业主干课程之一，是机械类其它专业的选修课。它是一门将塑料成型工艺与模具设计技术有机融合的综合性、实践性较强的课程。本课程的主要教学内容是：塑料的性能、塑料成型工艺控制的基本知识、各类塑料模的设计理论及计算方法，塑料模具主要零部件的制造工艺及模具装配工艺。本课程的教学目的是通过本课程学习,使学生具有塑料模具设计与制造高等技术应用性专门人才所具备的基本知识、基本能力、基本素质；具

2、有从事编制塑料成型工艺、设计中等复杂程度的塑料模具及制订模具制造工艺的能力。二、课程的基本要求本课程的基本要求是通过本课程学习，使学生在下列能力培养方面得到锻炼与提高：1.正确分析塑料成型性能.达到能编制出合理、可行的塑料成型工艺规程的能力；2.熟悉掌握塑料模具的设计掌握方法.能正确选择标准件进行塑料模具结构设计.具备设计出的塑料模具结构合理、操作方便、便于加工和装配、技术经济性好的能力：3.达到能正确制订塑料模具制造工艺及装配工艺规程的能力：4.具备会分析和处理试模过程中产生的有关技术方面问题的能力；5.具备跟踪专业技术发展方向.探求和更新知识的自学能力。目录 概 述 1一塑模设计的目的 1

3、二塑模设计的内要求 1三设计前的准备工作和注意事项 2四塑模设计的任务 2五塑模设计的一般程序 3 （一）塑料注射成型工艺的设计 4 （二）塑料模具设计 5 （三）绘制模具装配图的要求 6 （四）绘制模具零件图的要求 8 （五）模具图中的一些习惯画法 9六编写设计说明书 9七时间分配表 11八设计实例 12九设计任务书 21附表一 注射成型工艺卡 24附表二 标题栏及明细栏 25附表三 周界500500的GB标准模架参数 26附表四 周界尺寸为100L的GB标准模架规格 27附表五 注射模GB标准大模架尺寸组合 28附表六 塑件尺寸公差表 29附表七 常用热塑性塑料注射成型机的工艺参数 30附

4、表八 注射成型缺陷及可能产生原因的分析 33附表九 常用塑料在模具设计时应注意事项 36概 述 塑料成型工艺与模具设计是塑料成型工艺与模具设计课程教学中最重要实践教学环节。旨在培养学生综合应用塑料成型和模具设计知识，系统地进行塑件的成型工艺性分析和塑料成型模具的设计，通过本课程的设计训练，使学生从设计中探索塑料模具设计的基本规律，掌握塑料模具的设计原则和设计方法，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高，为缩短上岗适应期奠定工程实践基础。塑料成型工艺与模具设计课程是在学生完成了塑料成型工艺与模具设计的理论学习之后的重要教学环节。一、塑模设计的目的：(1) 培养学生树立正确的设计思想，理

5、论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。(2) 培养学生对具体设计任务的理解和分析能力。(3) 培养学生编制注射成型工艺规程的能力和设计塑料模具的能力。(4) 培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。(5) 通过塑模设计实践，训练并提高学生在理论计算、结构设计、查阅设计资料和应用计算机辅助设计软件以及编写技术文件等方面的能力。二、塑模设计的要求(1)塑料模具设计题目为中等复杂程度塑件，并满足教学要求和生产实际的要求，设计题目选自生产第一线。(2)及时了解模具技术发展动向，查阅有关资料，准备好设计所需资料和工具。(3)树立正确的设计思

6、想，结合生产实际综合地考虑经济性、实用性、可靠性、安全性及先进性等方面的要求，严肃认真地进行模具设计。(4)要敢于创新，勇于实践，充分发挥自己主观能动性和创造性，注意培养创新意识和工程意识。(5)严格遵守学习纪律，遵守作息时间，不得迟到、早退和旷课。(6)注射工艺计算正确，编制的塑料注射成型工艺规程符合生产实际；(7)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。（8）图纸既可手绘，也可机绘（计算机绘图）。三、设计前的准备工作和注意事项1先期课程：塑料成型工艺与模具设计是在学生具备了机械制图、公差与技术测量、材料及热处理、机械设计基础、金属塑性成形原理、成

7、形设备、机械制造技术、模具设计与制造等必要的基础知识和专业知识的基础上进行的。完成本专业教学计划中所规定的认识实习和生产实习，也是保证学生顺利进行塑料成型工艺与模具设计的必要实践教学环节。2设计前应注意的事项(1)设计前必须预先准备好资料、手册、图册、绘图仪器、计算器、图板(计算机)、图纸、报告纸等；(2)设计前应对塑料成型工艺与模具设计的原始资料进行认真地消化，并明确设计要求再进行工作。原始资料包括：零件图、生产纲领、原材料牌号与规格、现有成型设备的型号与规格、模具零件加工条件等；(3)塑料成型工艺方案论证后，经指导教师认可方可进行模具设计；(4)画出的模具结构草图经指导教师认可后方能绘制正

8、式装配图及零件图；(5)设计图纸和计算说明书呈交指导教师审阅后进行设计后的质疑答辩。四、塑模设计的任务1编制塑料成型工艺规程(塑件见设计题目，任选一题)2绘制注射模总装图3绘制模具非标准件零件图4编写设计说明书，约8000字。5质疑答辩。五、设计的一般程序塑料模具设计的一般程序(见图1)图1 塑料注射模具设计一般程序 （一）塑料注射成型工艺的设计 注射成型工艺设计的基本内容1.了解塑件所用的塑料种类及其性能所用塑料是热塑性塑料还是热固性塑料、树脂名称、成型工艺性能(流动性、收缩率、吸湿性、结晶性、比容、热敏性、腐蚀性等)。2.分析塑件的结构工艺性分析塑件的用途、使用和外观要求，各部位的尺寸和公

9、差、精度和装配要求；塑件的几何形状(壁厚、加强肋、孔、嵌件、螺纹等)、尺寸精度、表面粗糙度，分析是否满足成型工艺的要求。如发现塑件某些部位结构工艺性差，可提出修改意见，在取得产品设计人员的意见后，方可进行修改。初步考虑成型工艺方案、分型面、浇口形式及模具结构。3.确定成型设备的规格和型号根据塑件所用的类型和重量、塑件的生产批量、成型面积大小，合理选择成型设备的型号和规格。由于模具用户所拥有的注射机规格和性能不完全相同，所以必须掌握模具用户成型设备的以下内容：与模具安装有关的尺寸规格，其中有模具安装台的尺寸、安装螺孔的排布和规格、模具的最小闭合高度、开模距离、拉杆之间的距离、推出装置的形式、模具

10、的装夹方法和喷嘴规格等。与成型能力有关的技术参数，其中有锁模力、注射压力、注射容量、塑化能力和注射率。附属装置，其中有取件装置、调温装置、液压或空气压力装置等。待模具结构的形式确定后，根据模具与设备的关系，进行必要的校核。4.考虑生产能力和效率。通常用户对模具使用寿命提出要求，例如总的注射次数。设计人员根据用户要求，可分别采用长寿命模具或适用于小批量生产的简易模具。有的用户还对每一次注射成型循环的时间提出要求，这时设计人员必须对一次注射成型的循环过程进行详细分析。5.编制塑件的注射成型工艺卡注射成型工艺卡应包括注射成型工艺过程及合适的工艺参数(温度、压力、时间)，成型设备等。注射成型工艺卡见附

11、表1。 （二)塑料模具设计1. 进行模具设计与制造的可行性分析保证达到塑件要求：保证达到塑件形状、精度、表面质量等要求。对分型面的设置方法、拼缝线的位置、侧面抽芯的措施、脱模斜度数值、熔接痕的位置、防止出现气孔和型芯偏斜的方法及型腔、型芯的加工方法等进行分析。合理地确定型腔数：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。随型腔数量的增多，每一塑件的模具费用有所降低。型腔数的确定一般与塑件的产量、成型周期、塑件的价格、塑件的重量、成型设备、成形费用等因素有关。浇道和浇口设置：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较大影响，因而必须

12、首先对浇道和浇口与具体塑件的成型关系进行分析。模具制造成本估算在最合理型腔数的基础上，设计人员根据塑件的总生产量对模具成本做出估算，并从选用材料、加工难易程度等方面提出降低模具生产成本的措施。同时，对所需的标准件及所需采用特种加工方法的种类进行选择。2确定模具类型在对模具设计进行初步分析后，即可确定模具的结构。通常模具结构按以下方法分类，可根据以上分析选择合理的结构类型。按浇注系统形式分类的模具类型：两板式模具、三板式模具、多板式模具、特种结构模具等。按照型腔结构分类的模具类型：直接加工型腔(又可细分为整体式结构，部分镶入结构和多腔结构）、镶嵌型腔(又可细分为镶嵌单只型腔和镶嵌多只型腔)。按照

13、侧抽芯方式分类的模具类型：整体侧型芯、拼块抽芯、内抽芯、旋转抽芯、开合型芯抽芯、强迫脱模。按照驱动型芯方式分类的模具类型：利用开模力驱动(可分为斜导柱抽芯、齿轮机构抽芯、螺纹机构抽芯和凸轮抽芯等），利用液压顶出力推顶斜滑块抽芯、液压缸抽芯、电动机抽芯。3确定模具类型的主要结构型腔布置。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列方式；确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等；确定浇注系统(主流道、分流道及浇口的形状、位置、大小)和排气系统(排气的方法、排气槽位置、大小）。选择顶出方式(顶杆、顶管、推板、

14、组合式顶出)，决定侧凹处理方法、抽芯方式；决定加热、冷却方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。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。确定主要成型零件，结构件的结构形式。考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。在确定模具结构示意图时，最好提出两种以上的结构方案，进行分析比较，综合其优缺点，取最佳方案。4模具材料的选择及热处理的确定根据产品批量、复杂程度、精度要求、工作条件及制造方法，合理选用模具材料。根据模具零件的工作位置、受力情况，决定该零件的热处理要求。根据所用塑料的特性、填料类型，确定其表面处理要求。5绘制模

15、具总装图和非标准件零件图根据上述分析、计算及方案论证后，绘制模具总装配图及非标准件零件图。（三） 绘制模具装配图的要求1图面布局及选定比例 遵守国家标准的机械制图规定。可按照模具设计中习惯或特殊规定的绘制方法作图。手工绘图比例最好1:1，直观性好，计算机绘图尺寸必须按照机械制图国家标准进行缩放。2绘图顺序主视图：绘制总装图时，先里后外，由上而下次序，即先绘制产品零件图、凸模、凹模、等等。 俯视图：将模具沿注射方向“打开”上(定)模，沿着注射方向分别从上往下看已打开的上模(定模)和下模(动模)，绘制俯视图，其俯视图和主视图一一对应画出。模具工作位置的主视图一般应按模具闭合状态画出。其次，可与计算

16、机工作联合进行，画出其它各部分模具零件结构图，并确定模具零件的尺寸。如发现模具不能保证工艺的实施，则须更改工艺设计。3模具装配图主视图绘图要求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；在剖视图中所剖切到的凸模和顶件杆等旋转体时，其剖面不画剖面线；有时为了图面结构清晰，非旋转形的凸模也可不画剖面线；俯视图可只绘出下模(动模)，或上(定)模、下(动)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。4模具装配图的技术条件在模具总装配图中，要简要注明对该模具的要求和注意事项，技术条件。技术条件包括：所选设备型号、模具闭合高度、防氧化处理、模具

17、编号、刻字、标记、油封、保管等要求，有关试模及检验方面的要求。(参照国家标准，恰如其分地，正确地拟订定所设计模具的技术要求和必要的使用说明)。5模具装配图上应标注的尺寸模具闭合尺寸、外形尺寸、特征尺寸(与成型设备配合的定位尺寸)、装配尺寸(安装在成型设备上螺钉孔中心距)、极限尺寸(活动零件移动起止点)。编写明细表。6标题栏和明细表标题栏和明细表放在总图右下角，若图面不够，可另立一页，其格式应符合国家标准(GB/T 10609.1-1989，GB/T 10609.2-1889),标题栏及明细表见附表2。（四）绘制模具零件图的要求 在生产中,标准件不需绘制，模具总装配图中的非标准模具零件均需绘制零

18、件图。有些标准零件(如上、下模座需补加工的地方太多时，也要求画出，并标注加工部位的尺寸公差。非标准模具零件图应标注全部尺寸、公差、表面粗糙度，材料及热处理，技术要求等。模具零件图是模具零件加工的唯一依据，包括制造和检验零件的全部内容，因而设计时应满足绘制模具零件图的要求。1.正确而充分的视图 所选的视图应充分而准确地表示出零件内部和外部的结构形状和尺寸大小，而且视图及剖视图等的数量应为最少。2.具备制造和检验零件的数据 零件图中的尺寸是制造和检验零件的依据，故应慎重细致地标注。尺寸既要完备，同时又不重复。在标注尺寸前，应研究零件的加工和检测的工艺过程，正确选定尺寸的基准面，做到设计、加工、检验

19、基准统一，以利加工和检验。零件图的方位应尽量按其在总装配图中的方位画出，不要任意旋转和颠倒，以防画错，影响装配。3.标注加工尺寸公关及表面粗糙度所有的配合尺寸或精度要求较高的尺寸都应标注公差(包括表面形状及位置公差)，未注尺寸公差按ITl4级制造。模具的工作零件(如凸模，凹模和凸凹模)的工作部分尺寸按计算值标注。模具零件在装配过程中的加工尺寸应标注在装配图上，如必须在零件图上标注时，应在有关尺寸近旁注明“配作”、“装配后加工”等字样或在技术要求中说明。因装配需要留有一定的装配余量时，可在零件图上标注出装配链补偿量及装配后所要求的配合尺寸、公差和表面粗糙度等。两个相互对称的模具零件，一般应分别绘

20、制图样；如绘在一张图样上，必须标明两个图样代号。模具零件的整体加工，分切后成对或成组使用的零件，只要分切后各部分形状相同，则视为一个零件，编一个图样代号，绘在一张图样上，以利于加工和管理。模具零件的整体加工，分切后尺寸不同的零件，也可绘在一张图样上，但应用引出线标明不同的代号，并用表格列出代号、数量及重量。所有的加工表面都应注明表面粗糙度等级。正确决定表面粗糙度等级是一项重要的技术经济工作。般地说，零件表面粗糙度等级可根据对各个表面工作要求及精度等级来决定。4.技术要求凡是图样或符号不便于表示，而在制造时又必须保证的条件和要求都应注明在技术要求中。它的内容随着不同的零件，不同的要求及不同的加工

21、方法而不同。其中主要应注明： 对材质的要求。如热处理方法及热处理表面所应选到的硬度等。表面处理，表面涂层以及表面修饰(如锐边倒钝，清砂)等要求。未注倒圆半径的说明，个别部位的修饰加工要求。其它特殊要求。（五）模具图中的一些习惯画法模具图中的画法主要按机械制图的国家标准规定，考虑到模具图的特点，允许采用一些常用的习惯画法。 内六角螺钉和圆柱销的画法:同一规格、尺寸的内六角螺钉和圆柱销，在模具总装配图中的剖视图中可各画一个，引一个件号，当剖视图中不易表达时，也可从俯视图中引出件号。内六角螺钉和圆柱销在俯视图中分别用双圆(螺钉头外径和窝孔)及单圆表示，当剖视位置比较小时，螺钉和圆柱销可各画一半。在总

22、装配图中，螺钉过孔般情况下要画出。 弹簧及圆柱螺旋压缩弹簧的画法：弹簧可采用简化画法画出，用双点划线表示。当弹簧个数较多时，在俯视图中可只画一个弹簧，其余只画窝座。直径尺寸大小不同的各组孔的画法：直径尺寸大小不同的各组孔可用涂色、符号、阴影线区别。六、编写设计说明书 编写设计说明书是整个设计与制造工作的一个重要组成部分。它是设计者设计思想的体现，是设计成果的文字表达，也是学生撰写技术性总结和文件能力的体现。因此它是培养学生分析、总结、归纳和表达能力的重要方面。从设计开始时学生就应将设计和计算的内容记入报告草稿本内；完成时，将草稿本的内容整理归纳后编写正式的设计说明书。设计说明书的主要内容包括零

23、件成形过程设计的各项计算、选用依据和技术经济分析等设计说明书的内容及顺序建议为：(1)封面(2)设计任务书及产品图(应装订入原发的任务书)(3)目录(标题及页次)(4)序言(5)零件的工艺性分析(6)产品零件工艺方案的拟定(7)设计计算(8)机床的选择(9)模具类型及结构形式的比较选择(10)模具零件的选用、设计以及必要的计算(11)模具设计与制造在技术上和经济上的分析(12)学生对塑模设计的感受(13)其它需要说明的内容(14)参考资料设计说明书撰写规范：1格式：设计说明书手写、打印均可，手写要用统一的塑模设计用纸，用黑或兰墨水工整书写，打印用5号字，B5纸，上下左右各留20mm。2设计说明

24、书结构及要求：封面包括：题目、院系、班级、学生签字、指导教师签字及时间（年、月、日）。目录：目录要层次清晰，要给出标题及页次。正文：正文应按目录中编排的章节依次撰写，要求计算正确，论述清楚，文字简练通顺，插图简明，书写整洁。参考文献：参考文献必须是学生在塑模设计中真正阅读过和运用过的，文献按照在正文中的出现顺序排列。各类文献的书写格式如下： a图书类的参考文献序号 作者名书名（版次）出版单位，出版年：引用部分起止页码。b翻译图书类的参考文献序号 作者名书名译者（版次）出版单位，出版年：引用部分起止页码。c期刊类的参考文献序号 作者名文集名期刊名年，卷（期）：引用部分起止页码。七、时间分配表（见

25、表1）表1 塑料模具设计进度表实训内容设计时间为一周，时间分配(6天)分析题目、背景资料的查询0.5制定塑件工艺方案、设计计算1设计并绘制模具草图1设计并绘制模具装配图1设计并绘制模具零件图设计1指导教师与学生共同审核设计图1编写设计说明书0.5 八、设计实例塑料模设计及制造实例零件名称：灯座设计要求 生产批量：大批量 未注公差取MT5级精度一、塑件的工艺性分析1 塑件的原材料分析 塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点聚碳酸脂PC线型结构非结晶型材料透明小于130，耐寒性好，脆化温度-100。有一定的化学稳定性,不耐碱、酮、酯等。透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水

26、量不得超过0.2%），且吸水后会降解。力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差。熔融温度高（超过330才严重分解），但熔体粘度大；流动性差（溢边值为0.06mm）；流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成型收缩率小;易产生应力集中。结论1熔融温度高且熔体粘度大，大于200g的塑件用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在70120为宜，模具应用耐磨钢，并淬火；2水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象；3易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后需退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模

27、斜度宜取2。2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MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm）：塑件外形尺寸：69、70127129、170 、R51373、8133；内形尺寸：63、64、114、121、R2、60、32、 30、8；123、131、164、孔尺寸：1012、1371644.52、5；孔心距尺寸：340.28960.501500.72。3.塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4m。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。4.塑件的结构工艺性分析 从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚

28、均匀，且符合最小壁厚要求。塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如12、4-10、4-4.5、4-5它们均符合最小孔径要求。在塑件内壁有4个高2.2，长11的内凸台。因此，塑件不易取出。需要考虑侧抽装置。结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。 二、确定成型设备选择与注射成型工艺规程编制1.计算塑件的体积和重量 计算塑件的体积：V=200172.303（过程略）计算塑件的重量：根据有关手册查得=1.2K3所以，塑件的重量为：W=V200172.301.210-3240.20根据塑件形状及尺寸采用一模一件的模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机：XSZY250。

29、2.确定成型工艺参数塑件注射成型工艺参数的确定查附表八得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。聚碳酸脂预热和干燥温度t/ 110120成型时间注射时间2090时间t/h 812保压时间05料筒温度t/后段210240冷却时间2090中段230280总周期40190前段240285螺杆转速n/(rmin-1)28喷嘴温度t/240250后处理方法红外线灯模具温度t/70（90）120温度t/鼓风烘箱100110注射压力p/Ma80130时间r/h812填写注射成型工艺卡 （附表一）三、注射模的结构设计1.分型面的选择在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。 采用b种方案，侧面抽芯机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作为分型面较为合适。2.型腔数目的确定及型腔的排列由于该塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中间。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。3.浇注系统的设计主流道设计根据手册查得xs-zy-250型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴球面半径R1=18mm 喷嘴孔直径：d1=4mm根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R1+(12)mm d=d1+(0.51) mm分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件的体