《塑料制品与模具设计》课程设计教学大纲(精)[五篇材料]

第一篇：《塑料制品与模具设计》课程设计教学大纲(精)

《塑料制品与模具课程设计》教学大纲

课程名称：塑料制品与模具设计 英文名称：Plastics Product and Molding Design

课程编号：35118323 学时/学分：2周/2 编写人：彭进 审核人：邹文俊

适应的专业层次：高分子材料与工程专业本科

一、课程设计的目的及任务

《塑料制品与模具设计》课程设计课是学生在修完本门课程后所进行的为培养学生获得实践动手能力而设置的一个重要的实践性教学环节。通过本课程设计训练，学生应在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高，并受到工程师的基本训练。

其目的在于：

1.运用所学的理论及生产实际知识，进行塑料模具设计的初步训练，培养学生的综合设计能力。

2.掌握塑料模具设计的方法和步骤。

3.使学生掌握塑料模具设计的基本技能，具有查阅和运用标准资料、手册等有关技术资料的能力。

4.熟练掌握绘图和编写技术文件的能力。

本课程设计的任务是针对工程实际课题，组织学生进行注塑工艺分析，确定最佳成型工艺方案，并进行理论计算和塑料模具结构设计，以提高综合运用有关专业知识的能力和实际动手能力。

设计对象为一般复杂程度的塑件，在设计中应完成以下的任务要求：

1.塑料模具装配图纸一张。

2.重要的零件图纸（标准件除外）。3.塑料制件图。

4.编写课程设计说明书一份（约5000字）。

二、课程设计的教学内容与要求

1.制品设计（工艺性分析、材料选择等）； 2.模具型腔数的确定与成型机的选择； 3.模具主体型式的确定； 4.型腔的布置； 5.浇口及流道设计；

6.模具温度控制系统的设计； 7.脱模机构设计与导向装置设计； 8.标准模架的选用；

9.排气系统设计； 10.模具专用钢的选择；

11.绘制模具总装图及重要非标准件零件图；

12.成型零件尺寸计算、模具刚度强度计算及撰写设计说明书。

通过本课程设计的基本训练，学生应达到如下要求：

1.收集有关技术资料：包括同类模具的有关图册、模具标准、有关计算资料及成型设备的技术参数。

2.分析各种设计方案的利弊因素，确定最佳设计方案。

3.根据所确定的设计方案进行模具装配图和零件图设计，并对其结构进行计算及校核。

4.合理选择成型工艺参数。5.编写设计说明书及注意事项。

三、课程设计的题目

1.PVCΦ50直弯管模具设计 2.PP管套模具设计

3.PP-RΦ50直通管套模具设计 4.Φ50夹具

5.PP-RΦ20S2.5三通管模具设计 6.Φ42PP密封盖塑料模具设计

7.Φ64PVC丝母模具设计 8.Φ84PP密封盖塑料模具设计 9.PS塑料磁带盒模具设计 10.PVC管套模具设计 11.PP塑料管卡模具设计 12.PP-RΦ25直通管套模具设计 13.PVCΦ20450弯管模具设计 14.PVCΦ25直弯管模具设计 15.2#儿童积木的设计 16.PP直形弯管模具设计 17.PP450弯管模具设计 18.Φ50塑料管卡模具设计 19.3#儿童积木的设计

20.PP-RPR2.5S25*20塑件的模具设计 21.PPΦ20塑料管卡模具设计 22.PP四孔塑料积木玩具 23.PP-R三通管模具设计 24.Φ150PVC-U腔设计

25.PVCΦ100夹具 26.Φ30管件注塑模具设计 27.PP塑料儿童积木玩具 28.PVC三角形积木模具

29.PP-RPR2.5S25*40塑件的模具设计 30.PP450弯管模具设计 31.Φ24PVC丝母模具设计 32.管头套注塑模具设计 33.ABS管件模具设计

34.UPVCΦ20 450弯管模具设计 35.Φ50塑料管卡模具设计 36.PP直湾头

37.PVCΦ50直弯管模具设计 38.儿童玩具塑料制品模具设计 39.PP-RΦ32密封件的模具设计 40.PVC管套的模具设计

41.PP双孔塑料积木玩具模具设计 42.硬PVC丝母模具设计

43.PVC丝母模具设计 44.积木玩具模具设计

45.PP-RΦ32管封套的模具设计 46.Φ50PVC-U腔设计 47.Φ48PVC丝母模具设计 48.PP RΦ42管套模具设计 49.Φ30塑料管卡模具设计 50.Φ60塑料管卡模具设计 51.450弯管接口模具设计 52.单孔塑料积木玩具的设计

四、课程设计的时间安排

本课程设计的内容以中等复杂程度的注射模具为主，包括单分型面注射模具、双分型面注射模具、带侧抽芯的注射模具、以及较为复杂的压缩模具、压注模具。

本课程设计的时间为两周，具体的时间安排见如下表格：

序号 课 题 内 容 时间 研究课程设计任务书、收集资料、进行方案分析

1天 确定设计方案、绘制模具结构草图 2天 进行装配图设计 4天 模具零件图设计 2天 编写设计说明书 1天 设计答辩

1天

总计

五、课程设计成绩评定

11天、由专业教研室聘请校内有关专家教授和专业教师对学生设计进行分组、评审、答辩，每组教师不得少于2人。根据学生设计的质量，答辩中知识和能力情况给予评分，供任课主教师参考。

2、任课教师及辅导设计教师根据学生平时学习态度、出勤率、独立思考能力、设计质量等给定平时成绩。、任课主教师根据平时成绩、答辩成绩综合评定出学生课程设计成绩，报教务处。

主要依据三方面（共计100分，最后换算成优、良、中、及格、不及格）： 1.70%——提交的图纸质量、数量以及设计说明书中的设计计算正确程度；

2.10%——出勤率（包括统一讲解、老师临时抽查进度）； 3.20%——答疑与讨论问题的频次和深度，对待设计的态度。

六、参考资料 教材

1.申开智.《塑料成型模具》（第二版）.北京：中国轻工业出版社，2002 主要参考资料

1.宋玉恒主编.塑料注射模具设计实用手册.北京：航空工业出版社，1995 2.冯炳尧等.模具设计与制造简明手册（二版）.上海：上海科学技术出版社，2000 3.朱龙根.简明机械零件设计手册.北京：机械工业出版社，1997 4.徐灏主编.新编机械设计师手册.北京：机械工业出版社，1995 5.模具技术标准（国家标准）

第二篇：模具设计课程设计课程教学大纲

《模具设计课程设计》课程教学大纲

课程名称：模具设计课程设计

课程代码：MPRC3006 英文名称：Course Design For Die Design 课程性质：专业必修课程

学分/学时：2学分/2周 开课学期：第7学期

适用专业：材料成型与控制工程

先修课程：机械制图、金工实习、工程材料、模具设计基础及模具CAD 后续课程：无

开课单位：机电工程学院 大纲执笔人：朱伟珍

课程负责人：朱伟珍 大纲审核人：杨宏兵

一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）

课程性质：模具设计课程设计是材料成型与控制工程专业的一门专业必修课程。针对塑料模具设计的特点，以单分型面注射模、多分型面注射模为例，着重介绍了一般模具设计的内容、方法和步骤，以实际应用为导向，培养学生运用模具设计技术解决实际工程问题的能力。

教学目标：本课程是模具设计课程的重要实践性教学环节，是综合运用所学知识，完成模具设计工作而进行的一次基本训练。本课程的主要内容包括：概述、塑料模具设计的内容、模具装配图的设计、零件工作图的设计、编写设计计算说明书、设计总结及答辩。通过相关功能模块的指导和实验训练，使学生掌握具体塑件模具结构设计的能力。培养学生能够设计针对模具结构设计的工程问题的解决方案，并能够在设计环节中体现创新意识。

本课程的具体教学目标如下：

1.通过课程设计，培养学生综合应用模具设计及其他相关课程的基本知识来解决工程实际中的具体设计问题，以进一步巩固和深化所学课程的知识。

2.通过课程设计，使学生初步掌握塑料模具设计的内容、步骤和基本方法，进一步提高学生的结构设计能力和独立工作能力。

3.通过课程设计，提高学生查阅技术资料和手册的能力，熟悉并正确应用有关的技术标准。

4.通过课程设计，培养学生认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度。

二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：；难点内容：∆）

1、概述（0.5天）（支撑教学目标2）1.1 塑料模具课程设计的目的 1.2塑料模课程设计的内容 1.3 塑料模课程设计的步骤 1.4 设计中应注意的问题  目标及要求：

1)掌握塑料模具课程设计的目的； 2)熟悉塑料模课程设计的内容； 3)掌握塑料模课程设计的步骤； 4)了解设计中应注意的问题。

2、塑料模具设计的内容（3天）（支撑教学目标1、2、3）2.1 模具结构型式及注射机的初步确定 2.2 分型面及浇注系统的设计 2.3成型零件的设计 2.4脱模推出机构的设计 2.5侧向分型与抽芯机构设计 2.6

模架的确定和标准件的选用 2.7

合模导向机构的设计 2.8

排气系统的设计 2.9

温度调节系统的设计  目标及要求：

1)掌握塑件成型特性的分析、塑件的结构工艺性分析、明确生产批量、计算塑件的体积、确定型腔数量、确定注射成型工艺的方法，初选注射机； 2)掌握分型面及浇注系统的设计原则，合理选择分型面及浇注系统结构； 3)根据注塑件的结构特点，合理设计成型零件的结构及其固定方式、脱模推出机构、侧向分型与抽芯机构∆； 4)合理选择模架和标准件；

5)合理设计模具的排气系统和温度调节系统。

3、模具装配图的设计（2.5天）（支撑教学目标1、2、3、4）3.1 简单模具装配图的设计步骤和方法 3.2 多分型面模具装配图的设计特点 3.3带有侧抽芯模具装配图的设计特点  目标及要求：

1)掌握简单模具装配图的设计步骤和方法∆；

2)熟悉多分型面模具装配图及带有侧抽芯模具装配图的设计特点； 3)合理绘制具体塑件模具装配图∆。

4、零件工作图的设计（2天）（支撑教学目标1、2、3、4）4.1 型芯（凸模）类零件工作图 4.2 型腔（凹模）类零件工作图 4.3模板类零件工作图 4.4模具零件材料的选择  目标及要求： 1)掌握型芯（凸模）、型腔（凹模）、模板类零件工作图的设计方法； 2)

掌握模具零件材料的选择原则； 3)合理绘制零件工作图∆。

5、编写设计计算说明书、设计总结及答辩（2天）（支撑教学目标1、2、3、4）5.1 编写设计计算说明书 5.2课程设计总结 5.3课程设计的答辩  目标及要求：

1)掌握编写的规范化、计算的正确性、内容的完整性等要求； 2)

从课程设计学习到的知识及能力；

3)充分理解模具结构的工作原理及各零部件在模具中所起的作用∆。

三、教学方法

在教学方式上，根据具体教学内容，综合运用讲授法、任务驱动法、讨论法、启发法和自学指导法，通过引入问题和启发式教学，使学生更加明确教学内容的知识体系，引导学生主动学习，激发内在学习动机，提高课堂的积极性。在目前的实验教学条件基础上，及时采用实验练习法，强化所学知识的理解和运用，培养学生解决实际问题的能力。

本课程以单分型面注射模、多分型面注射模为主要内容，分概述、塑料模具设计的内容、模具装配图的设计、零件工作图的设计、编写设计计算说明书、设计总结及答辩等5个模块，各知识模块起承上启下的作用。根据学生所设计的具体模具，给学生提供相关参考资料，引导学生自学拓展，强化对学生理论与实际结合的能力、工程问题分析能力的培养。

结合具体教学内容，本课程所采用的教学方法说明如下：

1.概述、塑料模具设计的内容。教学内容涉及具体的模具设计内容。在教学中采用讲授法、任务驱动法和讨论法相结合。设置明确的模具设计目标，训练学生完成模具设计的主要内容，予以适当指导，及时强化教学内容。

2.模具装配图的设计、零件工作图的设计。教学内容涉及模具装配图、零件工作图的设计步骤及方法。在教学中采用讲授法、自学指导法和讨论法相结合，强化对学生理论与实际结合的能力、工程问题分析能力的培养。

3.编写设计计算说明书、设计总结及答辩。教学内容涉编写的规范化、计算的正确性、内容的完整性等要求。在教学中采用讲授法和自学指导法相结合，使学生能够按要求完成设计计算说明书的编写，顺利完成答辩。

在教学方法的实际执行过程中，每个教学环节都应具有明确的目的性。同时，以上教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。教学效果不好、学生对知识点理解程度不高时，应适当调整教学方法，适当增加演示法或现场教学法，或在讲授后续教学内容时，引导学生前后联系，结合前置难点内容进行讨论，强化知识掌握。在学生对知识掌握情况较好，系统性较好的情况下，适当提高教学内容的难度，或增加发现学习法和自学指导法，设置具体应用问题，引导学生探索解决方案。

四、考核及成绩评定方式

考核方式：平时测验及作业，设计计算说明书及图纸，答辩

成绩评定方式：平时成绩15%，设计计算说明书及图纸70%，答辩15%

五、教材及参考书目

教材：

伍先明．塑料模具设计指导［M］．3版．北京：国防工业出版社，2012． 参考书目： [1]

宋玉恒.塑料注射模具设计实用手册［M］．北京：航空工业出版社，1994． [2]

李德群.塑料成形工艺及模具设计［M］．北京：机械工业出版社，1994． [3]

申开智.塑料成型模具［M］．北京：中国轻工业出版社，2002．

[4]

李建军，李德群.模具设计基础及模具CAD［M］．北京：机械工业出版社，2005．

[5]

杨占尧.塑料模具标准件及设计应用手册［M］．北京：化学工业出版社，2008．

第三篇：《塑料制品及模具设计》教学规范

《塑料制品及模具设计》教学规范

课程类别：专业基础课 课程性质：必修课 面向专业：材料科学与工程学院材料有机专业。

一、课程的性质、任务与基本要求

1.本课程的性质与任务

《塑料制品及模具设计》是材料科学与工程专业一门同生产实际有密切联系的重要专业基础课。本课程的教学目的是使学生系统掌握塑料的基本性能、塑料制品的主要加工方法及原理、塑料注射模具设计的基本原则与方法以及计算机辅助设计的基础知识，在此基础上进行注射模的的课程设计。

2.课程的基本内容和要求

（1）通过学习应着重掌握塑料的基本性能和主要加工方法及原理；（2）塑料的热力学性能与加工工艺型之间的关系；（3）塑料注射模具设计的基本原则与方法;（4）塑料模具计算机辅助设计的基础知识。3.教学环节与学时分配

课堂教学：30-32学时（包括课堂讨论等教改环节）上 机：6-8学时 总 计：36-40学时

二、教学内容与教学计划

第一章 绪论 2学时 塑料制品的应用、塑料成型技术的发展趋势与塑料模具的分类。第二章 塑料成型基础 5学时 1.教学内容与学时

(1)聚合物的热力学性能和加工工艺性 2学时(2)塑料的特性 1学时(3)塑料的组成及工艺特性 1学时(4)常用塑料 1学时 2.重点与难点

(1)重点：聚合物的热力学性能和加工工艺性的关系(2)难点：聚合物的热力学性能和加工工艺性的关系 3.习题：聚合物的热力学性能和加工工艺性的关系

第三章 塑料成型工艺与塑料成型制件的工艺性 5学时 1.教学内容与学时

(1)塑料成型原理与成型工艺性 3学时(2)塑料制件的结构工艺性 2学时 2.重点与难点

(1)重点：塑料成型原理、注射成型工艺和塑料制件的结构工艺性(2)难点：注射成型工艺 3.习题：

(1)注射成型中料筒温度的选择应考虑哪些因素

(2)塑化、退火处理、调湿处理、成型压力、挤出速度，嵌件(3)设计脱模斜度时应注意哪些方面

第四章 注射成型模具结构及注射机 5学时 1.教学内容与学时

(1)注射模的分类及典型结构 2学时(2)注射模与注射机的关系 2学时 2.重点与难点

(1)重点：注射模典型结构、型腔数目的确定和开模行程的校核(2)难点：型腔数目的确定和开模行程的校核 3.习题：(1)注射模的分类

(2)弹簧分型拉板定距双分型面注射模的工作原理

第五章 注射模设计 14学时 1.教学内容与学时

(1)塑料制件在模具中的位置 0.5学时(2)浇注系统与排溢系统 3学时(3)成型零件的设计 3学时(4)合模导向机构设计 0.5学时(5)推出机构设计 3学时(6)侧向分型与抽芯结构设计 3学时(7)温度调节系统 1学时 2.重点与难点

(1)重点：浇注系统与排溢系统、成型零件的设计、推出机构设计和侧向分型与抽芯结构设计

(2)难点：成型零件的尺寸计算及侧向分型与抽芯结构设计 3.习题：(1)举出三种常用浇口，并说明其特点和应用范围。(2)为何设计排溢系统？其主要有哪几种方式？

(3)热流道浇注系统主要有哪两类？说明各自的原理并各举两例。(4)斜导柱侧向分型与抽型结构的应用形式。

三、上机

本课程共安排6-8学时上机时间学习AutoCAD的基础知识。

四、教材与参考书

1.教材

屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社,2004年第二版.2.主要参考书

张孝民.塑料模具设计.机械工业出版社,2003年第一版.付宏生.注塑制品与注塑模具设计.机械工业大学出版社,2003年第一版.胡海青.塑料模具计算机辅助设计.化学工业出版社，2003年第一版。唐志玉.塑料模具设计师指南.国防工业出版社，1999年第一版。王心邑.AutoCAD 2002教程.北京科海集团公司，2002年第一版。王爱民.AutoCAD 2002高级应用技巧.清华大学出版社，2001年第一版。

五、课程设计

课程设计安排在课程结束后，两周时间。具体要求如下：(1)任选一个塑件进行模具设计。

(2)撰写设计说明书，内容包括：设计的目的；塑件的应用、主要尺寸和塑料品种的选择；模具分型面的确定；成型零件基本尺寸的计算及校核；浇注系统和排溢系统的设计；推出机构的设计；温度调节系统的设计。

(3)利用计算机辅助设计绘制模具的装配图。(4)在设计中应尽量考虑模具的标准化。

六、教学改革

本课程教学改革的重点是利用多媒体教学和增加模具计算机辅助设计的内容。在教学中涉及大量的模具图，利用多媒体教学，将大量的图片通过投影，可以方便教学和同学们的理解。模具计算机辅助设计的应用已经很广泛，这方面内容的教学，满足了学生的实际需要，提高了学生的学习积极性。

撰稿人：张晨

第四篇：《模具设计与制造》教学大纲

《机械工程材料》教学计划

一 课程性质与教学目的：

本门课程是材料科学与工程学科的主要专业技术基础课。它涵盖了模具课程的主要专业内容，包括冲压成型与塑料成型工艺与模具设计的基本知识；模具的机械加工、现代模具制造的一些基本知识。课程教学所要达到的目的是使学生掌握生产过程中的常用生产模具的设计与制造技术，特别是冲压模具与塑料模具设计原理、过程与模具加工方法，了解模具加工的过程中的特种加工以及CAD/CAM技术。使学生具有初步的模具设计能力。

二 基本要求：

1.了解 冲压成形的基本原理及变形规律；

2.掌握 冲压成形的基本工序、冲压模具典型结构； 3.掌握 冲压工艺与模具设计的基本方法；

4.掌握 塑料模的基本知识和注射模设计的基本知识； 5.了解 模具特种加工 及模具装配有有关知识。三

教学内容：

第一章 冲压成形概述

1.1冲压成型特点与分类 1.2冲压成型的基本理论 1.3冲压常用材料与设备

第二章 冲裁工艺与冲裁模

2.1冲裁工艺及冲裁件的工艺性 2.2冲裁变形过程分析 2.3排样设计

2.4 冲裁工艺计算 2.5 冲裁模的典型结构

2.6 冲裁模零部件的结构设计

第三章 弯曲工艺与弯曲模

3.1 弯曲工艺及弯曲间的工艺性 3.2 弯曲工艺设计及计算 3.3弯曲模的典型结构

第四章 拉深工艺与拉深模

4.1拉深工艺及拉深件的工艺性 4.2拉深工艺设计及计算 4.3拉深模的典型结构 4.4拉深模设计 4.5拉深模设计举例 4.6覆盖件拉深

第五章 冲压工艺设计

6.1冲压工艺设计过程 6.2冲压工艺方案的拟订 6.3模具设计

6.4冲压工艺设计举例

第七章 塑料成型概述

7.1塑料及塑料模的基本概念 7.2 塑料件的结构工艺性

５

(4学时)(6学时)(4学时)(4学时)(2学时)(5学时)

7.3塑料成型设备

第八章 注射成型工艺及注射模

(12学时)8.1 注射成型原理及工艺特点 8.2注射模的分类及结构组成 8.3分型面 8.4浇注系统

8.5成形零件的设计 8.6 机构设计-推出机构

8.6 机构设计-侧抽芯机构及冷却系统 8.7注射模的典型结构 8.8注射模设计

第九章 其它塑料成型工艺与模具

(6学时)9.1压缩成型工艺与模具 9.2压注成型工艺与模具 9.3挤出成型工艺与模具 第十章 模具制造概述

第十一章 模具成型表面的机械加工

(1学时)第十二章 模具成型表面的特种加工

(1学时)第十三章 现代模具制造技术

(1学时)第十四章 模具的装配过程

(1学时)总复习

(1学时)四 上机内容：

（8学时）

实验1：UG-MOLDWIZARD模块分模练习(4学时)

实验2：UG-MOLDWIZARD注塑模具整体设计练习(4学时)五

学分及学时安排：

学分：3学分

总学时：56学时，其中课堂教学48学时，上机8学时。开课学期：第七学期 六 参考书目：

《模具设计与制造》，张荣清，高等教育出版社，2003，7 《模具设计与制造》，党根茂，西安电子科技大学出版社，1997，10 《模具工程技术基础》，陈良辉，机械工业出版社，2002，5 《注射模具设计及实例》，于华，机械工业出版社，2004，8 《冲压工艺与模具设计》，姜奎华，机械工业出版社，2004，6

６

第五篇：塑料制品模具设计影响因素探讨(精)

工 业 技 术 科技咨询导报

在我国塑料工业发展中,计算机的应用 起到了很好的作用。而计算机技术在模具设 计领域的应用,大大缩短了模具设计时间, 尤其计算机辅助工程(CAE 技术的大规模 推广, 解决了塑料产品开发、模具设计及产品 加工中的薄弱环节, 更在提高生产率、保证产 品质量、降低成本等方面体现出现代科技的 优越性。但是现代技术并不能替代专业设计 人员的经验,在塑料模具设计时制品材料的 选择、及制品结构大小、壁厚的设计是决定模 具设计、模具材料选用的重要因素。而怎样选 用合适的材料,就成为模具设计中一个重要 的问题。

1塑料制品材料种类用对模具设计的影响 一般来说,并没有不好的材料,只有在 特定的领域使用了错误的材料。因此,设计 者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性 能,并仔细测试这些材料,研究其与各种因 素对成型加工制品性能的影响。本文只就传 统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注 射成型中最常用的是热塑性塑料,它又可分 为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料 在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显 不同。一般来说,半结晶型热塑性塑料主要 用于机械强度高的部件,而无定型热塑性塑 料由于不易弯曲,则常被应用于外壳,这是 材料选用的大框。另外,为改善热塑性塑料 的使用性能和工艺性能,往往在制品原料中 加入各种填料,因此,根据所加填料来选用 就显得尤为重要了。

1.1 根据填料和增强材料进行选择的分析 热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增 强、矿物及玻璃体填充等种类产品,不同产 品的成型工艺性能是不相同的。玻璃纤维主 要用于增加强度、坚固度和提高应用温度;矿物和玻璃体则具较低的增强效果,主要用 于减少制品的翘曲。例如,实际应用中玻璃 纤维会影响到成型加工,使制品在成型后产 生收缩和翘曲。所以,玻璃纤维增强材料就 不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料 来替代,不然就会使制品的尺寸与设计尺寸 发生不符。此外,玻璃纤维在成型时的流动 取向将引起制品机械强度的改变。试验(从 注射成型片的横向和纵向截取了 10个测试 条,并在同一个拉力测试仪上对它们的机械 性能进行了

比较表明,对添加了 30%玻 璃纤维增强的热塑性聚酯树脂,其横向的拉 伸强度比纵向(流动方向低了 32%,挠 曲模量和冲击强度分别减少了 43%和 53%。在对制品安全性的强度校核计算中就要注意 到这些损失,同时在成型模具设计中浇注系

统的布置也要充分地对这些问题加以考虑。因此,对于在热塑性塑料中加入了一系 列增强材料、填料和改性剂的,由此而产生 的性能变化必须认真地从手册或数据库中查 阅,最好的是听取原材料制造厂家的专家的 技术建议,以选用最为合适的制品材料。1.2 考虑湿度对材料性能影响 一些热塑性材料,比如 P A 6和 P A 66, 其吸湿性很强,在成型过程中会在高温料筒 中促使塑料发生水解,导致塑料起泡和流动 性下降,从而对制品的机械性能和尺寸稳定 性产生较大的影响。在进行模具设计时, 应特 别注意这种情况, 以减少对制品性能的影响。模具材料的选用与制品材料的选择是密 切相关的, 因此细致分析制品材料后, 才能在 模具设计时选用到最为合适的模具材料。

1.3 热塑性塑料制品成型模具材料选用 细致分析塑料制品使用的材料后,就要 选取最为合适的模具材料。目前我国市场常 见的热塑性塑料成型模具的材料有:非合金 型塑料模具钢(即碳素钢、渗碳型塑料模具 钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具 钢、整体淬硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模 具钢几种。在模具材料选取时, 除了要根据制 品材料是否改性和有否增加填充剂,添加何 种添加剂来选取适合的模具材料外,还要依 据制品大小、结构、尺寸精度等。例如 :成型 以玻璃纤维为填料的塑料制品时,模具材料 可 选 用 预 硬 型 塑 料 模 具 钢(如 8Cr2MnWMoVs;对制品材料在成型时会产 生腐蚀性气体的,宜采用耐腐蚀型塑料模具 刚(如 Cr18MoV;成型结构复杂、精度高、产量大的制品时,需要高寿命的时效硬化型 塑料模具钢(如 4Cr5MoSiVS。具体选用时 主要还是要针对塑料制品的材料和模具预计

使用情况选取。适宜的材料加上合理的设计 将极大的提高模具使用周期,同时也可以提 高产品质量、降低生产成本。2 塑料制品对模具设计的影响 在塑料制品的设计中,还有一些设计要 点要经常考虑,其中制品壁厚的设计尤为重 要,其设计的合理与否对产品影响极大,主 要影响有:制品重量;在模塑中可得到的流 动长度;制品的生产周期;尺寸公差;制 品的质量,如表面粗糙度、翘曲和空隙等。2.1 塑料制品壁厚设计与模具设计 我们知道,在成型制品的过程中,流程 与壁厚的比率对注塑成型时模腔填充有很大 影响。如果在注塑工艺中,要得到流程长而

壁厚薄的制品,则制品原料应具有相当的低 熔融黏度(易于流动、熔解 是非常必要的。因此, 在成型不同材料的制品时, 就要对制品 的壁厚加以限制。设计时, 壁厚不宜过小, 不 然制品的强度、刚度不足, 对模具顶出机构的 设计影响甚大,在成型过程中也不易充满模 具型腔;壁厚过大, 会增加制品的成型时间和 冷却时间, 从而延长了模塑周期, 降低了生产 率,同时对模具的强度、刚度也有更高的要 求。另外, 制品的壁厚应力求平均, 否则会因 为固化或冷却速度不同引起收缩不均匀,从 而在制品内部产生内应力,导致制品产生翘 曲, 缩孔甚至开裂。为使制品的壁厚能够

尽量 均匀,在模具设计时就要在制品的厚壁部分 设置型芯, 防止成型时形成空隙, 并减少内部 压力, 从而使制品扭曲变形减至最小。此外,对不同壁厚塑料制品的模具设 计,模具型腔的设计要求也不同。还要根据 制品的要求,合理设计模具的模腔及型芯的 脱模斜度,脱模斜度要与塑料制品在成型的 分模或分模面相适应;不然会严重影响制品 的外观质量和壁厚尺寸的精度。

2.2 热塑性塑料设计中的指标分析。

热塑性塑料一般具有高的延展性和弹 性, 不需要像具有高刚性、低延展性和低弹性 的金属一样指定严格的成型尺寸范围。因此, 设计者在决定热塑性塑料模具制品的成本方 面起了关键作用, 合理且不影响产品性能的、缩小公差, 降低成本是可以实现的。一般商业 上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25￣ 0.3%,不过这还需要与应用时的具体要 求相结合来判断。精确的模具设计可以有效 的缩小制品尺寸公差, 从而降低制品成本。因 此,模具精密度对制品生产厂家具有重要意 义。塑料模具设计时对制品收缩率的考虑 为了不对塑料制品制定过分严格的范 围,必须要注意一些影响塑料制品尺寸准确 性的因素, 其中就是材料的收缩率的因素了。模具制造的标准是必须严格遵守,因此对于 成型不同材料的塑料制品,在不同的尺寸条 件下,其成型后收缩率波动的情况是不相同 的。成型大型制品时, 其收缩率较大, 此时就 应着重设法稳定工艺条件和选择收缩率波动 较小的材料,如果单靠提高模具成型零件的 制造精度则不经济了;而在成型尺寸较小的 制品时,模具成型的零件制造精度和磨损就 对制品的尺寸精度影响较大了。此外, 塑料制 品的几何形状对收缩率也有影响,进而影响 到产品的性能,这也是设计者值得关注的一

塑料制品模具设计影响因素探讨 朱逸忠

(东莞市高级技工学校

523112

摘要:随着塑料工业的飞速发展及塑料制品在各个领域的推广应用,产品对模具的要求也越来越高。现代模具的设计通过CAE 技术,实现了从制品设计到生产的完全解决方案。但是现代技术并不能替代专业设计人员的经验,比如在模具设计时塑料制品材料的 选择、制品壁厚的确定、材料收缩率的影响等问题是现代技术不能解决的,而这些因素对成型模具的寿命、结构等设计都具有重要的 影响,需要专业设计人员长期经验的积累才能做好的。本文就塑料制品模具设计中以上问题做如下简要的讨论。

关键词:塑料模具设计

材料

制品壁厚

选用

中图分类号:TE62文献标识码:A

文章编号:1673-0534(200610(a-0051-02 51 科技咨询导报 Science and Technology Consulting Herald 52科技咨询导报 Science and Technology Consulting Herald 2006

NO.14 工 业 技 术

科技咨询导报 点。因此在此类制品模具设计时要注意制品 脱模收缩后的尺寸是否为产品要求尺寸,否 则因制品模后收缩值的影响,极有可能导致 产品尺寸不符合标准。结语

与产品模后性能相关问题还有许多,设 计人员可以参考手册进行设计。总之, 在塑料 制品模具设计时要充分考虑可能影响制品尺 前言

选矿拜尔法生产氧化铝流程中,溶出机 组的产量决定了整个系统的产量, 供机组的料 浆是靠精矿抓斗天车将磨浮生产出来的精矿从 精矿库抓上皮带进入调配槽生产出合格的原矿 浆。我厂共有精矿16T抓斗天车两台, 负责精 矿库的精矿抓混和配料, 使用频繁, 设计机构 工作级别为 M6,自投产以来共发生提升减速 机低速轴断裂一次, 闭合减速机低速轴断裂两 次, 既破坏了特种设备的安全稳定运行又严重 威胁到了氧化铝的生产。因此, 抓好这两台精 矿抓斗天车的安全稳定运行, 保证溶出机组合 格原矿浆的供给, 成了我们目前的重要课题。

2天车的现状及减速机输出轴的受力分析

精矿天车作为我厂的重要生产天车,自 投产以来频繁断钢丝绳,后经过将钢丝绳型 号 6×(37-24-155改为 6×(37-26-155型号后效果明显好转, 有原来的平均每10天换绳一次延长到现在的平均每40天换绳一 次。发生第一次闭合减速机低速轴断裂时, 一 方面对备件提出了更高的要求,另一方面对 天车工进行了多次培训,并要求当提升时必 须保证提升和闭合绳同时用力,但是还是发 生了两次轴断裂事故。经过对提升时电机电 流的测量发现频繁出现过负荷现象, 因此, 对 提升机构的设计和起重量提出了质疑。作为 减速机输出轴主要受力有三部分, 即:径向载 荷;扭矩;其它受力,忽略不计。使用过程中抓斗有效的使用体积核定 和实际起重量 精矿天车随车带的抓斗设计为 3.2m 3, 但是由于陶瓷过滤机过滤出的精矿水分偏大, 粘结性较强,造成实际抓料体积远远大于设 计体积,现经过计算和现场核定抓斗的实际

抓料体积为 4.93m 3通过称重测得精矿的平均容重ν为 2t/ m 3(1.7￣ 2.3t/m 3,根据起重机设计手册的

要求所抓物料粘结性较强时在设计时要考虑 增加25￣ 30%的起重量, 因此精矿天车的起重 量计算如下: Q q =V 总 ν+0.3V 总 ν+Q 0=12.8+8=20.8t 4 计算起动时间

式中:① M e =9750 N e /n=1262.95N・m M e 为电机额定转矩 N e 为电机额定功率 n为电机额定转速 ② M qp =(M q m a x +M q m i n /2 =(4294.03+2897.4/2=3595.72N ・m 式中:M q m a x =∮ M e =4294.03N・m ∮为电动机最大力矩与额定力矩的比值, 查得∮为3.4 M qp 为电机平均起动转矩

③ M j =Q q ・ D js /2・a・i・η=208000×0.726/2×1×31.5×0.91=2634 N ・m 式中:M j 为起升静力矩

Q q 为起重量(包括吊具 D js 为卷筒有效直径 a为起重倍率 i为传动比 η为起升机构的机械效率

④ t q =[1.2GD 2n/375(M qp-M j +0.975Q q ν2/n(M qp-M j η=0.25s t q 为起动时间

GD 2为电动机转子及同轴上联轴器等的 总飞轮矩 ν为起升速度 计算径向载荷

① a q =ν/t q =41.8/60/0.25=2.79m/s 2 式中:a q 为起动平均加速度

② F a =Q q ・ a q =20800×2.79=58032N ③径向载荷:F m a x =(Q +Q 0+F a /2=(208000+19480+58032/2=142756N 式中:F a 为提升启动时加速度产生的力 Q 0为卷筒的自重产生的力 Q 为起重量产生的力 6 计算输出轴扭矩 T 输出 =(Q +F a D js /2η1=266032×精矿抓斗天车减速机输出轴断裂的原因分析与对策

原成钢

(河南焦作市中国铝业中州分公司第二氧化铝厂装备能源科

454171 摘要:本文通过对天车提升机构的受力分析,讨论出了提升、闭合减速机低速轴轴断事故产生的原因,并提出了行之有效的解 决 办 法。

关键词:抓斗天车

轴断裂

扭矩

中图分类号:F 407.6文献标识码:A

文章编号:1673-0534(200610(a-0052-01 0.726/2×0.95=193139.23/1.9=101652.23 N ・m η1为卷筒的机械效率,取 0.95。7 结论

我厂抓斗天车减速机(Z Q 850-31.5600rpm设计值为:输出轴上的最大短暂 容许扭矩[T]=116800 N・m,输出轴上的 最大短暂容许径向载荷[F]=125000N

由于 T 输出<[T],完全满足扭矩要求, 但是Fmax>[F], 不满足径向载荷的要求, 因 此, 此减速机不能满足精矿天车的使用要求。解决方案探讨 ①更换减速机: 查国内起重减速机(Z Q A 850-31.5600rpm资料得:输出轴上的最大短暂容 许扭矩[T]=116800 N・m,输出轴上的最 大短暂容许径向载荷[F]=106000N。别的减 速机也满足不了我厂抓斗天车的使用性能, 所以此方案不合适。

②更换抓斗: 考虑到精矿黏结性能, 将抓斗更换为 2.5m3,实际抓料容积可达到 3.2m3,可以完全 达到径向载荷要求。

③增加调速控制器;通过增加调速控制器使得加到电机上的 电压是等变化率变化的,从而保证了电机的平稳地加减速,防止对电机和齿轮箱的机械 冲击。

参考文献

[1]

编写组.起重机设计手册.辽宁人民出版社.1979.12.[2]

华玉洁.起重机械与吊装.化学工业出版社.2006.1.[3]

成大先.机械设计手册.化学工业出版社.2002.1.寸、性能、外观等多方面因素,综合利弊, 选用适合的材料, 合理的设计, 才能保证产品 的性能。

参考文献

[1] 张国栋.模具设计概述.中国模具设计.2003.6.[2]

李海龙.注塑模具设计.模具前沿, 2005.12.[3]

肖海燕.模具设计之材料选用.西安机械设

计.2006.1.[4]

吴利国.塑料模设计手册.机械工业出版

社.2005.1.[5]

张旭.塑料成型工艺与模具设计.高等教育 出版社.2002.7.[6]

马志国.模具设计工程师知道手册.海南工 业出版社.2004.11.