《塑料成型工艺与模具设计》教学大纲

第一篇：《塑料成型工艺与模具设计》教学大纲

《塑料成型工艺与模具设计》教学大纲

总112学时，其中：理论36课时，上机76课时

学分： 先修课程：《机械制图》、《计算机绘图》、《Pro/E塑料制品造型设计》等。

适用专业：模具设计及制造专业

教材及参考书：

1、《塑料模具设计及制造》，刘朝福主编，高等教育出版社，2004年7月，ISBN? 7-04-014676-2。

2、《塑料模具图册》，阎亚林主编，高等教育出版社。

3、《Pro/E塑料模具设计从入门到精通》，李刚主编，中国青年出版社，2008年7月，ISBN? 978-7-5006-7852-64、《精通Pro/E模具设计篇》，凯德设计／编著，中国青年出版社，2007年8月，ISBN? 978-7-5006-7729-1

考核方式：考试与考核相结合一、课程的性质、目的和任务：

随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。

《塑料成型工艺与模具设计》是模具专业的核心专业课程。在这门课程里，学生将通过5幅（类型）塑料模具的设计案例，系统学习塑料的注射成形工艺、模具的结构、工作原理及使用Pro/E的塑料模具设计方法，为将来的工作打下坚实的理论和实践操作基础。

该课程的理论部分应使用投影教学，在课堂上向学生直观地演示各种模具的立体模型、动画及实物的工作过程演示录相等，可极大地提高学生学习的积极性，增强学生的学习效果。课程的设计操作部分在计算室进行，让学生在学习过程中实际动手操作。

二、课程教学的基本要求：

１、了解各种塑料的各项性能，以及注射成型工艺；

２、掌握各种类型塑料模具基本结构；

３、熟练掌握常用几种类型模具的Pro/E设计方法；

４、能正确选择标准件进行塑料模具结构设计。

三、课程教学内容：

（一）塑料成形基础（理论6课时）

【教学目的要求】

1、熟悉常用塑料的性能及用途，各种成型方法的优缺点和使用范围；

2、掌握塑料成型的基础知识，注射成型工艺过程及工艺参数的选择；

3、了解塑料在成型过程中的物理化学变化，常用塑料成型工艺方法；

4、实现掌握塑料成形的基础知识；

5、熟悉塑料模具及塑料成形设备的种类及特点；

6、掌握注射模及注射机的结构及分类；

7、实现对常见塑料模具及塑料成形设备的基本认识。

【教学重点难点】

1、塑料的工艺性能；

2、塑料成形工艺；

3、塑件结构设计；

4、注射模的结构及分类；

5、注射机的结构及分类。【教学内容】

1.1塑料概论（理论）

1.2 塑料工艺性能（理论）1.3常用塑料（理论）

1.4塑料注射成形工艺（理论）1.5注射模具与注射机（理论）

（二）塑料端盖的分模（案例一：理论6课时 上机8课时）【教学目的要求】

1、熟悉各种分型面的设计原则及简单分型面的设计方法；

2、熟悉浇注系统各种流道及浇口的类型和尺寸确定；

3、掌握简单浇注系统的设计方法；

4、掌握在Pro/E上的基本分模操作步骤。【教学重点难点】

1、分型面的创建方法；

2、浇注系统的设计；

3、简单塑件的分模方法。【教学内容】

2.1新建一个模具制造模型并进入模具模块（上机）2.2建立模具模型（上机）2.2.1引入参照模型 2.2.2定义坯料

2.3设置收缩率（上机）2.4塑件结构检测

2.4.1脱模斜度（理论）

2.4.2鼠标上盖脱模斜度检测（上机）2.4.3塑件壁厚检测（理论）

2.4.4鼠标上盖壁厚检测（上机）2.5创建模具分型曲面

2.5.1分型面的概念和设计（理论）

2.5.2创建鼠标上盖模具的分型面（上机）2.6在模仁中创建浇注系统（上机）

2.6.1普通浇注系统的组成及设计原则（理论）2.6.2注流道和分流道设计（理论）2.6.3浇口设计（理论）

2.6.4浇注系统的平衡（理论）

2.6.5冷料穴和拉料杆设计（理论）2.6.6模具排气槽设计（理论）

2.6.7在模仁中创建鼠标上盖的创建主流道（上机）2.6.8在模仁中创建鼠标上盖的创建分流道（上机）2.6.9在模仁中创建鼠标上盖的创建浇口（上机）

2.7构建模具元件的体积块（上机）2.8抽取模具元件（上机）2.9生成浇注件（上机）2.10定义模具开启（上机）

（三）两板模模具设计（案例二：理论6课时，上机18课时）【教学目的要求】

1、熟悉单分型面注射模各组成机构的功能；

2、掌握一模多腔单分型面注射模的总体结构和设计方法；

3、掌握采“阴影曲面”创建分型面的方法；

4、掌握一模多腔模具浇注系统的设计方法；

5、掌握使用EMX6.0加载模架与标准件设计方法。【教学重点难点】

1、分型面的创建方法；

2、浇注系统的设计；

3、使用EMX6.0加载模架与标准件设计方法。【教学内容】

3.1产品的型腔数目和分布确定（理论）3.1.1型腔数目和分布

3.1.2产品模具的型腔数目和分布分析 3.2产品模具的浇注系统设计（理论）3.2.1流动比的校核

3.2.2产品模具的流动比校核

3.3产品一模多腔参照模型布局（上机）3.4产品一模多腔收缩率的设定（上机）3.5成形零部件结构设计（理论）

3.6成形零部件刚度和强度校核（理论）3.7注射模标准模架（理论）

3.8定义产品的坯料工件（上机）

3.9采用“阴影曲面”创建产品的分型面（上机）3.10创建产品一模多腔模具的浇注系统（上机）

3.11生成成形零部件、浇注件、定义模具开启（上机）3.12塑料成型分析（上机）

3.13模架与标准件设计（上机）3.13.1新建EMX模具项目 3.13.2加载标准模架

3.13.3加载定位环、浇口套、螺钉等模具标准件

3.13.4加载推出机构标准件，创建产品推出机构的推杆 3.13.5加载水嘴、开设冷却水道

（四）塑料壳的模具设计（案例三：理论6课时，上机16课时）【教学目的要求】

1、熟悉不规则形状塑件参照模型的布局方法及模型间尺寸确定；

2、掌握带孔参照模型的分型面创建方法（裙边法）；

3、掌握先分割、抽取模具组件，后设计浇注系统、铸模的设计方法；

4、掌握在模仁上设计冷却系统的设计方法；

5、掌握滑块的设计方法；

6、掌握自动创建模架的设计方法。

【教学重点难点】

1、滑块的设计方法；

2、在模仁上设计冷却系统的设计方法；

3、自动创建模架的设计方法。

【教学内容】

4.1塑料壳参照模型的布局（上机）

4.2设定塑料壳收缩和创建工件（上机）

4.3创建正面带孔的塑料壳模具分型面（上机）

4.3.1 使用“创建自动分型线”工具创建影像曲

4.3.2使用“裙边曲面”工具创建塑料壳小孔处分型面

4.3.3使用“填充”方法创建其余处分型面

4.4生成成形零部件、浇注件、定义模具开启（上机）

4.5不规则形状塑件塑料壳模具的浇注系统设计（上机）

4.6模仁上的冷却水道设计（上机）

4.7模架与标准件设计（上机）

6.1侧分型与抽芯注射模实例分析（理论）

6.8侧分型与抽芯机构的类型

6.8.1斜导柱侧抽芯注射模结构组成及工作过程

6.9斜导柱侧抽芯机构设计与计算（理论）

6.9.1抽芯距与抽芯力的计算

6.9.2侧滑块的设计

6.10斜导柱侧抽芯机构应用形式（理论）

6.10.1斜导柱安装在定模、侧滑块安装在动模

6.10.2斜导柱安装在动定模、侧滑块安装在定模

6.10.3斜导柱与侧滑块同时安装在定模

6.10.4斜导柱与侧滑块同时安装在动模

6.10.5斜导柱的内侧抽芯

（五）纸杯座的模具设计（案例四：理论6课时，上机18课时）

【教学目的要求】

1、熟悉双分型面注射模各组成机构的功能；

2、掌握双分型面注射模的总体结构和设计方法；

3、了解双分型面注射模的设计方法；

4、实现双分型面注射模知识的掌握。

【教学重点难点】

1、双分型面注射模浇注系统；

2、双分型面注射模典型结构；

【教学内容】

5.1双分型面注射模概述（理论）

5.1.1双分型面注射模结构特点

5.1.2双分型面注射模工作过程

5.2双分型面注射模浇注系统（理论）

5.2.1点浇口浇注系统

5.2.2潜伏浇口

5.2.3浇注系统的推出机构

5.3双分型面注射模典型结构（理论）

5.3.1双分型面注射模结构分类

5.3.2常见双分型面注射模结构

5.4塑料环的模具设计过程（上机）

（六）手机后壳的模具设计（案例五：理论6课时，上机16课时）

【教学目的要求】

1、熟悉三板模中不规则分型面的模具设计方法；

2、掌握各种三板模的结构、工作原理及其特点；

3、了解其他类型的三板模；

4、实现对三板模运动原理的掌握。

【教学重点难点】

1、三板模结构组成及工作过程；

2、三板模设计与计算；

3、三板模应用形式。

【教学内容】

6.1双分型面注射模概述（理论）

6.1.1双分型面注射模结构特点

6.1.2双分型面注射模工作过程

6.2双分型面注射模浇注系统（理论）

6.2.1点浇口浇注系统

6.2.2潜伏浇口

6.2.3浇注系统的推出机构

6.3双分型面注射模典型结构（理论）

6.3.1双分型面注射模结构分类

6.3.2常见双分型面注射模结构

6.4塑料环的模具设计过程（上机）

2011年2月26日星期六

第二篇：塑料成型工艺与模具设计教案

《塑料成型工艺与模具设计》教案 长沙职业技术学院机械工程系傅子霞

课题：双分型面注射模（教材第94—97页）。

教学目标：1.识记模具基本结构，理解和掌握模具脱模过程。2.能动手设计模具结构。

3.对模具设计产生兴趣，认识到机械设计的严谨性等。教学重点：1.双分型面注射模的结构。

2.双分型面注射模的脱模过程。

突破方法：运用类比的方法，将复杂的结构化整为零，各个突破。教学难点：双分型面注射模的脱模过程。

突破方法：将动作进行分解，逐一讲述，然后再合并动作，通过动画演示进行突破 教具：多媒体课件、塑料制件。教法：实例分析法、推理法等。学法：模拟法、讨论法等 教学过程：

一、复旧入新 通过提问的方式，复习单分型面注射模的结构和脱模过程，并引导学生分析其优缺点。然后，通过多媒体给出“一串葡萄”，创设情景，提出问题：要把葡萄从葡萄藤上摘下来，制成一粒一粒的葡萄干，怎样做效率更高？由此引出双分型面注射模。

二、新授

双分型面注射模的结构 分析：双分型面注射模是在单分型面注射模的基础上发展起来的，和单分型面注射模有部分共同之处，通过多媒体给出其典型结构，采用类比的方法找出双分型面注射模的独有结构，并结合模具功能要求，运用推理法分析每一个结构所能实现的功能。双分型面注射模结构特点：

1.采用点浇口的双分型面注射模可以把制品和浇注系统凝料在模内分离，为此应该设计浇注系统凝料的脱出机构，保证将点浇口拉断，还要可靠地将浇注系统凝料从定模板或型腔中间板上脱离。

2.为保证两个分型面的打开顺序和打开距离，要在模具上增加必要的辅助置，因此模具结构较复杂。类比：通过多媒体给出双分型面注射模的典型结构，让学生指出哪些是单分型面注射模所具有的，剩下的就是双分型面注射模独有的。（1）成形零部件，包括型芯(凸模)、中间板；（2）浇注系统，包括浇口套、中间板；

（3）导向部分，包括导柱、导套、导柱和中间板与拉料板上的导向孔；（4）推出装置，包括推杆、推杆固定板和推板；（5）二次分型部分，包括定距螺钉、弹簧、中间板;（6）结构零部件，包括动模座板、垫块、支承板、型芯固定板和定模座板等。推理：运用推理的方法，分析双分型面注射模独有结构的作用。定距螺钉——实现定距分型

弹簧——使A分型面先分型，实现顺序分型 中间板——便于取出浇注系统凝料 小结：通过和单分型面注射模的结构进行对比，采用化整为零的办法，将复杂的模具变成各个简单的个体，学生更容易接受。(二)双分型面注射模具的脱模过程

分析：由于双分型面注射模脱模过程抽象，需要有较强的空间想象能力，因此，运用实例分析法，通过将动作进行分解，分析每一个动作的动作要领，然后再合并动作，模拟开模。给出实例：通过多媒体给出一个塑料碗，和成型这个塑料碗的双分型面注射模。动作分解：

动作一浇注系统凝料和模具流道分离；

要领：必须分开一定的距离，便于取出浇注系统凝料 动作二塑料制件和浇注系统凝料分离；

要领：分离后的浇口痕迹要小，应保证塑料制件留在动模一侧，便于脱模。动作三塑件和浇注系统凝料分别和模具脱离。

要领：脱模动作要迅速，保证足够的距离，便于塑料制件被推出机构推出后和模具脱离。学生讨论：在学生理解了各个动作的要领之后，引导学生运用模拟法假想对模具进行开模。由于是双分型面，那么哪个分型面先分型呢？给三分钟时间学生思考和讨论。合并动作：（讲述）

开模时，注射机开合模系统带动动模部分后移，由于弹簧的作用，模具首先在A-A分型面分型，中间板随动模一起后移，主浇道凝料随之拉出。当动模部分移动一定距离后，固定在中间板上的限位销与定距拉板左端接触，使中间板停止移动。动模继续后移，B-B分型面分型。因塑件包紧在型芯上，这时浇注系统凝料再在浇口处自行拉断，然后在A-A分型面之间自行脱落。动模继续后移，当注射机的推杆接触推板时，推出机构开始工作，推件板在推杆的推动下将塑件从型芯上推出，塑件在B-B分型面之间自行落下。

播放动画：

通过以上讲解之后，可能还会有些学生不能理解，这时再通过多媒体，播放整个脱模过程的动画，进行演示。小结：

经过以上的三个环节后，学生基本理解和掌握了双分型面注射模的脱模过程。

（三）四种典型的结构（讲解）1.摆钩式双分型面注射模 2.弹簧式双分型面注射模 3.滑块式双分型面注射模 4.胶套式双分型面注射模

三、总结

本节课主要介绍了双分型面注射模的结构和脱模过程。通过这节课，学生基本理解和掌握了双分型面注射模的相关知识，为进一步的学习其他形式的模具打下了良好的基础。同时，通过实例的分析，使学生具备了一定的模具设计能力。

四、作业（课后思考）

除了教材中介绍的四种典型结构外，还有哪些结构可以实现顺序分型和定距分型？

五、板书设计

注射模具的典型结构——双分型面注射模 成形零部件：型芯(凸模)、中间板 浇注系统：浇口套、中间板 导向部分：导柱、导套、导向孔 推出装置：推杆、推杆固定板、推板 二次分型部分：定距螺钉、弹簧、中间板 结构零部件：；动模座板、型芯固定板、定模座板等 定距螺钉：实现定距分型

弹簧：使A分型面先分型，实现顺序分型 中间板——便于取出浇注系统凝料 动作一浇注系统凝料和模具流道分离 动作二塑料制件和浇注系统凝料分离

动作三塑件和浇注系统凝料分别和模具脱离

第三篇：塑料成型工艺与模具设计

1、聚合物的热力学性能与加工工艺？（1）热力学性能：1）玻璃态：塑料变形程度少，处于刚性状态，型变过程可逆；2）高弹态：变形量大，处于柔软而有弹性的状态，可逆；3）粘流态：聚合物为粘性流动的液体状态，不可逆过程。

2、塑料制件的特点？1）塑料密度少、质量轻；2）塑料拉伸比强度高；3）塑料绝缘性能好；4）塑料化学性能稳定，良好的耐腐蚀能力；5）塑料的减震、隔音等性能较好；

3、我国塑料模发展特点？“快、精、多、高”：（1）所谓“快”，就是市场对产品的更新周期要求越来越短，相应要求制模周期快，因而各种快速加工手段大量出现并得到推广。（2）由于产品的科技含量迅猛发展，因而对模具的精度要求也越来越高，即模具“精”。（3）品种、规格“多”。（4）效益“高”是市场经济的基本追求，很多模具厂商都十分重视模具的生产效率。

4、注射成型的工艺参数？（1）温度：包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度（2）压力：包括塑化压力、注射压力（3）时间：成型周期内各成型过程的时间

5、注射模可由哪几个部分组成？（1）成型零部件：通常由凸模（或型芯）、凹模、镶件等组成，合模时构成型腔，用于填充塑料，它决定塑件的形状和尺寸，凸模成型塑件的内部形状，凹模成型塑件的外部形状。（2）合模导向机构： 由导柱和导向孔（通常配导套）组成，用于确定动模和定模合模时的相对位置。（3）浇注系统： 将熔融塑料由注射机喷嘴引向型腔的流道称浇注系统。由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。（4）侧向分型与抽芯机构：带有侧孔或侧凹的塑件，在成型后塑件被推出前，将侧向型芯抽出的机构。（5）推出机构 ： 用于开模时将塑件从模具中脱出的机构，也称脱模机构。（6）温度调节系统： 为满足注射成型工艺对模具温度的要求，注射模设有冷却加热系统。（7）排气系统： 用于在注射过程中排除型腔中的空气和成型过程中产生的气体。（8）支承零部件： 用来安装固定或支承成型零部件及前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。

6、注射机的组成及工作方式？（1）注射机主要由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统及机架等组成。（2）工作过程：模具的动、定模分别安装于注射机的移动模板和定模固定模板上，由合模机构合模并锁紧，由注射装置加热、塑化、注射，待融料在模具内冷却定型后由合模机构开模，最后由推出机构将塑件推出。

7、注射模具设计包含哪些内容？

一、塑料制件在模具中的位置；

二、浇注系统与排溢系统设计；

三、成型零件设计；

四、和模导向机构设计；

五、推出机构设计；

六、侧向分型与抽芯机构设计；

七、温度调节系统设计；

八、注射模的标准模架

8、不同形状分流道优缺点比较？（1）圆形截面分流道的比表面积最小，但需开设在分型面的两侧，对应两部分须吻合，加工不方便；（2）半圆形和矩形截面的分流道则因比表面积较大不常采用；（3）梯形及U形截面分流道加工 较容易，且热量损失和流动阻力均不大，为最常用形式。

9、分流道布置形式？ 分流道应尽量均匀布置，使各浇口处压力降相等，分流道布置形式有平衡式和非平衡式，以平衡式布置为佳。流程应尽量短，排列紧凑使模具尺寸小，分流道布置应使塑件投影面积重心与锁模力中心重合。

10、浇口的设计？含义：又称进料口，是连接分流道与型腔的通道。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量影响很大。分类：（1）分两类：非限制性浇口：(直接浇口）；（2）限制性浇口：侧浇口，扇形浇口，平缝浇口，环形浇口，盘形浇口，轮辐浇口，爪形浇口，点浇口，潜伏浇口，护耳浇口

11、熔接痕的含义及影响？含义：熔接痕是熔体在型腔中汇合时产生的接缝；影响： 其强度直接影响塑件的使用性能，在流程不太长且无特殊需要时，最好不设多个浇口，否则将增加熔接痕的数量，如右图所示为轮辐式点浇口，但可以在塑料汇合处增设冷料穴消除前锋冷料。

12、冷料穴设计？ 冷料穴的底部常设计成曲折的钩形或球形、锥形、圆环形，使冷料穴兼有在开模时，与拉料杆一起将主流道凝料从定模中拉出的作用。常见冷料穴拉料杆结构有下列几种类型：（1）带钩形头(z字形头)拉料杆的冷料穴—取塑件时，须用手抓住塑件朝钩头的侧向移动方能取下塑件；（2）倒锥形和圆环槽形冷料穴，开模时靠倒锥或圆环槽起拉料作用，然后由推杆强制推出，适用于弹性较好的塑料，取塑件时无需侧向移动，易于实现自动化操作，也适用于一些无法侧向移动的情况。（3）带球形头(或菌形头)拉料杆的冷料穴，专用于推板脱模机构中，塑料进入冷料穴后，紧包在拉料杆的球形或菌形头上，开模时将主流道拉出定模，脱模时靠推板将其从拉料杆上刮下脱模，也适用于弹性较好的塑料。（4）带尖锥头拉料杆及无拉料杆的冷料穴—尖锥头拉料杆为球形头拉料杆的变异形式，靠塑料收缩时对尖锥头的包紧力，将主流道凝料拉出定模。（5）无拉料杆的冷料穴—在主流道末端开设一锥形凹坑，在凹坑锥壁上垂直钻一深度不大的小盲孔；开模时靠小盲孔内塑料的固定作用将主流道凝料从定模中拉出，脱模时推杆顶在塑件或分流道上，穴内冷料先沿小盲孔轴线移动，然后全部脱出。为使冷料能沿斜向移动，分流道必需设计成s形或类似带有挠性的形状。

13、无流道浇注系统对成型塑料的要求？1)塑料的熔融温度范围宽，其粘度在成型温度内变化小，在较低温度下具有良好的流动性，高温下具有优良的热稳定性。2)比热容小，导热性能好，热变形温度较高，这样的塑料既易熔融又易冷凝，塑件在较高的温度下即可快速冷凝，便于成型，缩短了成型周期。3)对压力敏感，无注射压力时塑料不流动，在施加很低的注射压力时即可流动。具备以上条件的塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABs、聚甲醛等。

14、凹模的设计？（1）整体式凹模：塑件上无拼接线痕迹；加工困难；热处理不便。（2）组合式凹模：分类—1）整体嵌入式凹模；2）局部镶嵌式凹模；3）底部镶拼式凹模；4）侧壁镶拼式凹模；5）多件镶拼式凹模；6）四壁拼合式凹模。组合式凹模特点：简化加工工艺；减少热处理变形；有利于间隙排气；便于模具维修；节省材料。

15、凸模和型芯的设计？凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件。凸模：一般指成型塑件中较大的，主要内形的零件，又称为主型芯。型芯：一般指成型塑件上较小孔槽的零件。（1）整体式，常用于工艺试验模具及小型模具。（2）组

合式：通孔凸肩式。模具设计中最常用的形式。

16、整体式的特点？（1）整体式的优点：强度和刚度高；

组合方便；在产品上留下的痕迹少。（2）整体式的缺点：加工不便； 热处理不便；更换不便；搬运不便。

17、鑲拼组合式的特点：（1）鑲拼组合式的优点：加工方便；热处理方便； 更换方便； 搬运方便。（2）鑲拼组合式的缺点：强度和刚度不高；组合不方便； 在产品上留下的痕迹多。

18、影响塑料塑件尺寸精度的因素?(1)塑料成型收缩的影响：成型收缩是材料与成型条件的综合特性，与制品结构、工艺条件、模具结构等诸多因素有关。在最大收缩与最小收缩之间波动；(2)模具成型零件制造误差的影响：模具成型零件的加工精度直接影响塑件的尺寸精度。实践表明，因模具成型零件的加工而造成的误差约占塑料制件成型总误差的1/3 ；(3)模具成型零件的磨损量：由塑料熔体在模具中流动以及脱模时塑件与模具型腔的摩擦造成；(4)模具安装配合的误差：采用活动型芯时，由于型环的配合间隙，将引起塑件孔的位置误差或中心距误差。又由于合模导向机构中导柱和导套的配合间隙，将因此塑件的壁厚误差δj。

19、推出机构的结构组成？1)推出零件；2)推出零件固定板和推板；3)推出零件的导向与复位部件。

20、脱模力的含义？塑料件冷却时，体积收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。对于不带通孔的壳体类塑件，脱模时还要克服大气压力。脱模力的大小随着塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模角度的增加而减少；

21、型腔的壁厚设计原则？在模具型腔的壁厚的计算中，应以最大压力为准：（1）大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，其尺寸的计算以满足刚度条件为准。（2）小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形之前，其内应力往往超过模具材料的许用应力，因此其强度不够是主要矛盾。在尺寸计算中应以模满足强度条件为准。强度计算的条件：型腔模具在各种受力作用下的应力值不得超过模具材料的许用应力。刚度计算的条件：1）模具成型过程中部发生溢料； 2）保证塑件的尺寸精度；3）保证塑件的顺利脱模。

22、锥面定位机构的作用和形式？（1）锥面定位的作用：在成型精度要求高的大型、深腔、薄壁塑件时，形腔内侧向压力可内引起形腔或形芯的偏移，如果这种侧向压力完全由导柱承担，会造成导柱折断或咬死，这时除导柱导套外应设置锥面定位机构；（2）锥面定位的形式 ：1)两锥面间靠淬火块配合；2)两锥面直接配合。

71侧向分型与抽芯含义？当注射成型具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹的塑件时，棋具必须具有侧向分型与抽芯机构，在脱模时，需先将侧型芯抽出方可取出塑件。抽芯距S含义？型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置所移动的距离叫抽芯距，用S表示。一般S等于侧凹深度S0加上2—3mm的余量，即S = S0+ 2—3mm72涉现象的含义？干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞，造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。

23、避免干涉的条件？（1）侧向型芯与推杆发生干涉的可能性出现在两者在垂直于开模方向平面上的投影发生重合的条件下。（2）在模具结构允许的情况下，应尽量避免在侧型芯投影范围内设置推杆。（3）如果受到模具结构的限制而侧型芯的投影下一定要设置推杆，首先应考虑能否使推杆推出一定距离后仍低于侧型芯的最低面，当这一条件不能满足时，就必须分析产生干涉的临界条件和采取措施使推出机构先复位，然后才允许侧型滑块复位，这样才能避免干涉。

24、避免产生干涉，可采取如下措施？①在模具结构允许的情况下，应尽量避免将推杆布布置于侧型芯在垂直于开模方向的投影范围内；②使推杆的推出距离小于滑动型芯的最低面；（3）采用推杆先复位机构，即优先使推杆复位，然后才使侧型芯复位。78、几种常见的先复位机构？1)弹簧式先复位机构： 弹簧先复位机构是利用弹簧的弹力使推出机构在合模之前进行复位，弹簧安装在推杆固定板和动模支承板之间。2)楔杆三角滑块式先复位机构：楔杆三角滑块式先复位机构如图所示。合模时，固定在定模板上的楔杆1与三角滑块4的接触先于斜导柱2与侧型芯滑块3的接触，在楔杆作用下，三角滑块在推管固定板6的导滑糟内向下移动的同时迫使推管固定板向左移动，使推管先于侧型芯滑块的复位从而避免两者发生干涉3)楔杆摆杆式先复位机构： 楔杆摆杆式先复位机构如图所示，它与楔杆三角滑块式复位机构相似，所不同的是摆杆代替了三角滑块。合模时，固定在定模板的楔杆1推动摆杆3上的滚轮，迫使摆杆绕着固定于动模垫板上的转轴作逆时针方向旋转，同时它又推动推杆固定板4向左移动，使推杆2的复位先于侧型芯滑块的复位，避免侧型芯与推杆发生干涉。

25、模具温度对模具的影响？（1）模具温度是影响热固性塑件硬化定型的关键因素，直接关系到成型质量的好坏和生产效率的高低。（2）模温过低，硬化时间长，而模温太高时，又会因硬化速度过快难以排出低分子挥发气体，导致塑件出现组织疏松、起泡和颜色发暗等缺陷。（3）通常，对于热固性物料，模具温度的选择和控制范围约为150~200 ℃（4）另外，动模温度有时还需要比定模高出10~15 ℃，这样会更有利于塑件硬化定型。

26、模架的含义与组成？模架是注射机的骨架和基体，通过它将模具的各部分有机地联系成为一个整体。组成：定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导柱、导套、复位杆等。

27、热固性塑料注射成型工艺原理？将成型物料从注射机的料斗送入料筒内加热并在螺杆的旋转作用下熔融塑化，使之成为均匀的粘流态熔体，通过螺杆的高压转动，使这些熔体以很大的流速经过料筒前端的喷嘴注射进入高温模腔，经过一段时间的保压补缩和交联反应之后，固化成型为塑件形状，然后开模取出塑料件。成型材料：酚醛树脂、氨基塑料、不饱和聚酯和环氧树脂等。91、热固性塑料和热塑性塑料的成型差异？（1）热塑性注射塑件的固化基本上是一个从高温液相到低温液相转变的物理过程；（2）热固性注射

温度控制必须精确：精确控制注射机料筒和喷嘴温度，还要注意脱模后周围环境温度对塑件精度的影响。

29、压缩成型原理？将粉状、粒状、纤维状的热固性塑料加入敞开的模具加料室内(下图a)，然后合模加热（不加压力），当塑料成为熔融状态时，再在压力的作用下，使熔融塑料流动而充满型腔各处(下图b)；这时，型腔中的塑料产生化学交联反应而逐渐转变为不熔的硬化定型塑件，最后脱模(下图c)将塑件从模具中取出，即得所需产品。

30、压缩工艺过程？包括压缩成型前的准备及压缩过程两个阶段。通常，压缩成型前的准备工作主要是指预压、预热和干燥等预处理工序。压缩成型前，常利用预压模将成型物料在预压机上压成重量一定、形状相似的锭料。在成型时以定数目的锭料放入压缩模内。

31、溢式压缩模特点？ 优点：）结构简单，造价低廉，耐用（凸凹模无磨擦）；2）塑件易于取出，特别是扁平件可以不设推出机构，而手工取出或用压缩空气吹出；3）无加料室，方便在型腔内安装嵌件；适用于压缩流动性好或带短纤维填料以及精度与密度要求不高且尺寸小的浅型腔塑件。缺点：1)水平溢料，去除困难，易影响塑件外观；2）无加料室，装料容积有限，不适用于高压缩率材料；3）凸凹模的配合完全靠导柱定位，不适于壁厚均匀性要求高的塑件；4）每次压缩量的差异导致每个塑件的尺寸及强度不一；5）由于溢料的损失要求加大加料量。

32、不溢式压缩模具特点？优点：1）塑件成型压力大，故密实性好，力学强度高；2）适用于压缩形状复杂、精度高、薄壁或深腔塑料件；3）可以压缩流动性小，比热容大的塑料；4）塑件飞边极薄，且与分型面是垂直分布。缺点：1）加料量直接影响着塑件的高度尺寸，必须准确称量；2）凸模与加料室侧壁摩擦，模具受到磨损；在推出塑件时，这些划伤痕迹会损伤塑件外表面；3）必须设计推出机构；避免多型腔设计。

33、半溢式压缩模的特点？优点：1）有加料腔2）凸模与型腔间隙配合，挤压面限制了凸模的 下行行程；3）溢料槽保证在凸模压缩过程中多余的塑料顺利排出；4）加料简单，按原料体积计量，高度确定；5）塑件尺寸精度高，密度高，模具寿命长；缺点：1）操作中要及时清除落在挤压边缘上的废料；半溢式模具兼有溢式和不溢式压缩模的优点，塑料的径向尺寸和高度尺寸的精度较好，密度较高，模具寿命长，因此得到广泛的应用。

34、压注模具的结构组成？1)、成型零部件：凹模、凸模、型芯等；2）、加料装置：加料腔、压柱；3）、浇注系统：主流道、分流道、浇口；4）、加热系统：利用压机的上下加热板加热，同压缩模（电加热）。还有导向机构，侧向分型抽薪机构，脱模机构等。

35、挤出成型原理？塑料挤出成型原理是将颗粒状或粉状塑料从挤出机的料斗送进加热料筒中，塑料受到料筒的传热和螺杆对塑料的剪切摩擦热作用而逐渐熔融塑化，然后在挤压系统作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具(机头及口模)以及一系列辅助装置(定型、冷却、牵引和切断)，从而得到具有一定截面形状的型材。

36、挤出机的组成？主机：①挤压系统 主要由料筒和螺杆组成，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在特定压力下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。②传动系统 它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。③加热冷却系统 通过对料筒和螺杆进行加热和冷却，保证成型过程在工艺要求温度范围内完成。辅机：①机头成型塑件的主要部件，熔融塑料通过机头获得一定的几何截面和尺寸。②定型装置将从机头中挤出的塑料以特定形状稳定下来，并进行调整。从而获得精确的截面形状、尺寸和光亮表面，通常采用冷却和加压的方法达到这一目的。③冷却装置由定型装置出来的塑件在此充分冷却，获得最终形状和尺寸。④牵引装置均匀地牵引塑件，并对塑件的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。⑤切割装置将连续挤出的塑件切成一定长度和宽度。⑥卷取装置将软塑件（薄膜、软管、单丝等）卷绕成卷

37、中空吹塑成型？成型原理：将处于塑性状态的塑料型坯置于模腔中，通入压缩空气将型坯吹胀并紧贴于模腔壁上，冷却定形得到一定形状的中空塑件的加工方法。主要适合加工包装容器和中空制品。适于吹塑成型的原料有：高压聚烯、低压聚乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯、纤维素塑料、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。目前常用的吹塑制品原料是以聚乙烯和聚氯乙烯为主,因为聚乙烯制品无毒，容易加工。

38、吹塑模具设计要点？1）切口： 在挤出吹塑成型过程中，模具在闭合的同时需要将型坯封口并将余料切除，因此在模具的相应部位要设置夹坯口。（2）余料槽通常设置在切口的两侧，其大小应依型坯夹持后预料的宽度和厚度来确定，以模具能严密闭合为准；（3）排气孔一般设置在模具型腔的凹坑、尖角处，以及最后贴模的地方，排气孔直径0.5~1mm。排气槽：分型面上开设宽度为10~20mm，深度为

0.03~0.05mm；（4）开设冷却水道，通水冷却

39、真空成型原理：将热塑性塑料板、片材固定在模具上，用辐射加热器进行加热至软化温度，然后用真空泵把板材和模具之间的空气抽掉，从而使板材贴在模腔上而成型，冷却后借助压缩空气使塑件从模具中脱出。

40、塑件设计？（1）塑件的几何形状和尺寸精度： 真空成型方式难以得到较高的尺寸精度，塑件不应有过多的凸起和凹槽；（2）塑件深度与宽度（或直径）之比（引伸比）：反映了塑件成型的难易程度，一般采用引伸比为：0.5~1；（3）圆角：成型塑件的转角部分应以圆角过渡，圆弧半径应尽可能大，避免塑件厚度减薄以及应力集中。（4）斜度：真空成型同注射模具也需要有脱模斜度，斜度范围在1～4°；（5）加强肋：对于大面积的盒形件，为保证塑件的厚度，塑件的适当部位设计加强肋。

塑件的固化必须依赖于高温高压下的交联化学反应。

28、精密注射成型的工艺特点 ？（1）注射压力高：增大体积压缩量，密度增大，膨胀系数少。降低塑件的收缩率以及收缩率的波动。改善塑件的成型性能，成型超薄壁厚塑件。（2）注射速度快：提高注射速度，有利于成型复杂塑件（3）

第四篇：《塑料成型工艺与模具设计》课程设计指导书.

《塑料成型工艺与模具设计》课程设计指导书 《塑料成型工艺与模具设计》课程设计指导书

一、课程设计的性质、任务和目的: 本课程设计是在完成了《塑料成型工艺与模具设计》、《模具制造工艺》、《模具材料与热处理》及《机械制造工艺学》后进行的针对注塑成型模具设计的一门实践性的课程设计,是综合运用所学知识进行与实际工作相关的设计工作,该课程设计教学环节的作用是: 1.巩固与扩充《塑料成型工艺与模具设计》、《模具制造工艺学》《非金属材料》等课程所学的知识与技能。

2.学习专业设计手册的使用,强化工程计算、绘图及文献检索的能力,为毕业设计及将来的工作打下基础。

3.培养和提高分析、解决实际工程问题的能力。

进行塑料制件设计的实际训练,熟悉常用塑料的性能、使用场合,学习对塑料件进行工艺分析的方法。进行塑料模具设计的实际训练,学习塑料成型工艺与模具设计的具体方法与步骤,培养和提高模具设计的综合能力。为今后从事模具设计与制造工作打下必要的基础。

2、教学目标: 完成塑料制件设计,熟悉常用塑料的性能、使用场合,分析塑料制件的工艺性;完成具有一定特点的塑件的注射模的设计,在设计过程中能够较好地掌握《塑料成型工艺与模具设计》的基本理论,掌握常用的注射模具设计使用的工具书和参考资料,掌握成型另件工作尺寸计算,受力另部件强度,刚度计算;掌握选择注射机的原则和方法,选择注射机,确定型腔数;确定成型方案;还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。

二、模具设计要点及与注射机的关系。

1、模具设计要点: <1>熔体的流动情况:流动阻力,速度,流程,重新融合,排气.<2>熔体冷却收缩与补缩.<3>模具的冷却与加热.<4>模具的相关尺寸与注射机关系.<5>模具的总体结构与零部件的结构,考虑模具安装与加工强度,精度.2、模具与注塑机的关系: 注塑机的技术规范:类型,最大注射量,最大注射压力,最大锁模力,最大成型面积,最大最小模厚,最大开模行程,定位孔尺寸,嘴喷的球面半径,注射机动模板的顶出孔,机床模板安装螺钉孔或丁字槽的位置与尺寸。

1>类型:卧式,立式,直角式。2>最大注射量的选择。

注射机一次注射聚苯乙烯的最大熔料的重量或容积的量为注射机公称注射量。塑件+浇注系统和冷料井的总量=0.8公称注射量

3>注射面积核定。

最大注射面积指模具分型面上允许的塑件最大投影面积。作用于该面积上的型腔总压力小于注射机允许的锁模力,否则会产出溢料。

4〉注射机行程与模具的关系。Hmin≤ H ≤Hmax Hmax=Hmin+L

其中:H—模具的闭合高度;Hmin—注射机最小闭合高度;Hmax—注射机最大闭合高度;

L—螺杆可调长度;S≥H1+H2+(5~10—卧式立式注射机

其中:H1—脱模距离;H2—塑件高度(包括浇口长度;S—注射机允许开模行程 5〉模具安装及顶出形式

可安装模具外形最大尺寸,取决于注射机模板尺寸和拉杆间距。三.模具的设计程序 1.塑料件的设计: 根据塑料件用途,使用情况,工作要求,尺寸精度,粗糙度等成型工艺性 设计原则,模具结构合理性等方面综合分析。绘出塑料零件图并选择满足零件使用要求的塑料, 2.选择注射机

计算塑件重量、预估浇注系统所需重量,选择注射机的公称注射量,选择注射机,确定型腔数(一套模具可成型不同的一套零件。

3.分析塑件确定成型方案

分型面,脱模方式,侧凹孔成型方法,浇注系统形式,浇口位置,加热冷却系统及零件的加工方法。

4.绘制模具方案草图

初绘模具方案,并校验选注射机参数。5.计算

成型零件工作尺寸计算,受力零部件强度刚度计算。

6.画装配图

要求装配图要有尺寸(外形尺寸,特殊尺寸,定位圈尺寸、配合尺寸、装配极限尺寸,技术要求,编写明细表(采用国标。

7.画零件图

画好图形,注出尺寸,精度,粗糙度要求,材料要求,材料及热处理技术条件(图样符合国标。

8.考虑零件的加工方法。四:塑料模具设计步骤 1.接受任务书

成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出,其内容如下: 1 〉经过审签的正规制件图纸,并注明采用塑料的牌号,透明度等。2 〉塑料制件说明书或技术要求。3 〉生产批量。4 >塑料制件样品。

通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出,模具设计人员以成型塑料制件任务书,模具设计任务书为依据来设计模具。

2.收集,分析,消化原始资料

收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料,以备设计模具时使用。

1>消化塑料制件图,了解制件的用途,分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么、塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理、熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无涂装、电镀、胶结、钻孔等后加工工序。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析,看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差,能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外,还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。

2>消化工艺资料,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当、能否落实。

3>确定成型方法采用直压法,铸压法还是注射法。

4>选择成型设备根据成型设备的种类来进行模具设计。因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说,在规格方面应当了解以下内容:注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、要初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。

5>具体结构方案

(一确定模具类型,如压制模(敞开式、半闭合式、闭合式、压铸模、注射模等。(二确定模具类型的主要结构

选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备、理想的型腔,在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术要求和生产经济的

要求。对塑料制件的工艺要求是要保证塑料制件的几何形状,表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低,生产效率高,模具能连续地工作,使用寿命长,节省劳动力。

3.分析影响模具结构及模具个别系统的主要因素

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、设备技术参数等确定型腔数量及排列方式。

2>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。

3>确定浇注系统(主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小和排气系统(排气的方法、排气槽位置、大小。

4>选择顶出方式(顶杆、顶管、推板、组合式顶出,决定侧凹处理方式,抽芯方式。

5>决定冷却、加热方式及加热冷却凹槽的形状、位置、加热元件的安装部位。

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>考虑模具各部分的强度,计算成型零件工作尺寸。

以上这些问题如果解决了,模具的结构形式自然就解决了。这时,就应该着手绘制模具结构草图,为正式绘图作好准备。

4.绘制模具图

要求按照国家制图标准绘制。

在模具总装图之前,应绘制工序图,并要求符合制件图和工艺资料的要求。注射成型要绘出注射制件图,在注射制件图中标出出模斜度、加工余量、分型面、浇注系统位置等内容。由下道工序保证的尺寸,应在图上标写注明“工艺尺寸”字样。如果成型后除了修理毛刺之外,再不进行其他机械加工,那么工序图就与制件图完全相

同。在工序图下最好标出制件名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。绘制总装图尽量采用1:1的比例,先由型腔开始绘制,主视图与其他视图同时画出。

5.模具总装图应包括以下内容: 1.模具成型部分结构;2.浇注系统、排气系统的结构形式;3.分型面及分模取件方式;4.外形结构及所连接件,定位、导向件的位置;5.标注型腔高度尺寸(不强求,根据要求及模具总体尺寸;6.按顺序(一般逆时针标注将全部零件序号编出,并且填写明细表;7。标注技术要求和使用说明。

5.模具总装图的技术要求内容: 1>对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯机构的装配要求。

2>对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求,并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。

3>模具使用,装拆方法。

4>防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。5>有关试模及检验方面的要求。

6〉将所选设备型号与模具动作过程写在总装图的右下角明细表的上面。

7.绘制全部零件图

由模具总装图拆画零件图的顺序应为:先内后外,先复杂后简单,先成型零件,后结构零件。

1.图形要求:一定要按比例画,允许放大或缩小,视图选择合理,投影正确,布置得当,为了使加工人员易看懂,便于装配,图形尽可能与总装图一致,图形要清晰。

2.标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为:先标主要零件尺寸和出模斜度,再标注配合尺寸,然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸,后标注全部尺寸。

3.表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角,如标注“其余 3.2”其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。

4.其它内容,例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求、表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。

8.校对,审图。A.自我校对的内容是: 1.模具及其零件与塑件图纸的关系

模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度、结构等是否符合塑件图纸的要求。2.塑料制件方面

塑料料流的流动、缩孔、熔接痕、裂口,脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。图案设计有无不足,加工是否简单,成型材料的收缩率选用是否正确。

3.成型设备方面

注射量、注射压力、锁模力够不够,模具的安装,塑料制件的型芯,脱模有无问题,注射机的喷嘴与浇口套是否正确地接触。

4.模具结构方面

1.分型面位置及精加工精度是否满足需要,会不会发生溢料,开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置模具一边。

2.脱模方式是否正确,推杆,推管的大小、位置、数量是否合适,推板会不会被型芯卡住,会不会造成擦伤成型零件。

3.模具温度调节方面。加热器的功率、数量;冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。

4.处理塑料制件内侧凹的方法,脱侧凹的机构是否恰当,例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。

5.浇注、排气系统的位置,大小是否恰当。5.设计图纸

1.装配图上各零件安置部位是否恰当,表示得是否清楚,有无遗漏。

2.零件图上的零件编号、名称,制作数量,是标准件还是非标准件,零件配合处理精度、成型塑料制件高精度尺寸处的修正加工及余量,模具零件的材料、热处理、表面处理、表面精加工程度是否标记、叙述清楚。

3.零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸数字应正确无误,不要使生产者换算。

4.检查全部零件图及总装图的视图位置,投影是否正确,画法是否符合制图国标,有无遗漏尺寸。

6.校核加工性能

(所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标注等是否有利于加工。7.复算辅助工具的主要工作尺寸 B审图

原则上按设计者自我校对项目进行;但是要侧重于结构原理,工艺性能及操作安全方面。

五、编写设计说明书 设计说明书包括如下内容: 1.200字左右的中文摘要,同时写出相应的英文摘要。摘要包括本次设计的主 要内容、依据、模具结构特点与结论。

2.前言:说明本设计的目的意义及应达到的技术要求,简述该类零件的常用方 法及存在的问题,本设计指导思想、最终解决的问题。

3.正文:论述塑料制件的设计过程和设计方法;模具设计过程及设计方法。1〉塑料零件的设计、材料的选择、零件工艺性分析 2〉工艺方案的分析、比较、确定 3〉设计计算与设备确定 4〉模具结构的设计及计算 5〉模具结构校核

6〉模具材料的选择及热处理要求 7〉模具的动作及操作要求

4.结束语:对本次设计的心得体会及建议。

5.参考文献:列出本次设计所用参考资料(不少于10篇。

第五篇：塑料成型工艺与模具设计课程设计说明书

塑料成型工艺与模具设计课程设计说明书

设计课题： 冷水壶盖注射模设计

设 计 者: 李 立

专 业: 模具设计与制造

班 级: 2005级模具(三)班

设计时间: 2007.12

教 研 室: 模具教研室

指导老师: 刘 全 心

鄂州大学机械系

“塑料成型工艺与模具设计”课程设计任务书

课题设计名称： 冷水壶盖 的注射模设计

塑件图：（模具课程设计指导－塑件图汇编：页面 p68 图例 3-18）

塑件名称冷水壶盖材料pE-HD厚度1工件精度

5设计内容：

1、编制模塑成型工艺规程（即填写“塑件成型工艺卡”）

2、绘制塑件注射模总装图（A3图纸1张）

3、绘制该模具凸模、凹模的零件图各一套（A3图纸多张）

4、编写完善模具设计说明书（按A4打印纸装订）

目 录

一、编制塑件成型工艺卡…………………………………………………………

4二、塑件成型工艺分析与设计

1.塑件原材料特性……………………………………………………………

52.塑件原材料成型性能………………………………………………………5

3.塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析…………………………………

54.塑件成型方法确定…………………………………………………………6

三、塑件成型模具设计

5.型腔的数量和布置…………………………………………………………6

6.选择注塑机型号及其参数…………………………………………………6

7.确定分型面…………………………………………………………………7

8.浇注系统选择和设计………………………………………………………9

9.成型部件的设计计算………………………………………………………10

10.侧向抽芯机构………………………………………………………………10

11.排气系统设计………………………………………………………..…..…1

112.模架的确定和标准件选择（示意图）…………..………………………11

13.温度调节系统设计…………………………………………..……………1

214.推出机构（脱模）……………………………………………..…………12

15.导向机构…………………………………………………………………..1

316.模具设计心得体会………………………………………………………..13

17.参考文献…………………………………………………………………..13

18.模具总装图和零件图…………………………………………………..…13

塑件成型工艺卡

塑 件 名 称高密度聚乙烯塑件草图

材 料 牌 号pE-HD

单 件 重 量25.9g

成型设备型号XS-ZY-1000

每 模 件 数

4成型工艺参数

材料干燥干燥设备名称烘箱

温度 /℃70~80

时间 /h1~2

成型过程料筒温度后段 /℃140~160

中段 /℃180~200

前段 /℃180~190

喷嘴 /℃150~180

模具温度 /℃30~60

时间注射 /s0~

5保压 /s15~60

冷却 /s15~60

压力注射 /Mpa70~105

保压 /Mpa

后 处 理温度 /℃_____

时间 /min_____

编 制日 期审 核日 期

李立2007.12.4刘全心2007.12.15

设计计算和说明

一、塑件成型工艺分析与设计

1.pE-HD(高密度聚乙烯)的特性

(1)化学和物理特性

pE-HD的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强度，高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。pE-HD比pE-LD有更强的抗渗透性。pE-HD的抗冲击强度较低。pH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的pE-HD分子量分布很窄。密度为0.91-0.925g/cm3，该材料的流动特性很好，MFR为0.1到28之间。分子量越高，pH-LD的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。pE-LD是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间。pE-HD很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。pE-HD当温度高于60℃时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比pE-LD还要好一些。

(2)典型应用范围

电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。

(3)pE-HD注塑模工艺条件

干燥：如果存储恰当则无须干燥。

熔化温度：220-260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200-250℃之间。模具温度：50-95℃。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（“d”是冷却腔道的直径）。

注射压力：70-105Mpa射速度：使用高速注射。流道和浇口：流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。聚乙烯成型时，在流动方向和垂直方向的收缩差异较大，注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率，易产生变形，并使浇口周围部位的脆性增加；成型收缩率较大，易产生缩孔；冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，有浅侧凹时可强制脱模。特别适用于使用热流道模具。

2.塑件原材料成型性能

结晶料、吸湿性小

流动性极好，溢边值0.02mm左右，流动性对压力变化敏感

可能发生熔融破裂，与有机溶剂接触可发生开裂

加热时间长则发生分解、烧伤

冷却速度慢，因此必须充分冷却，宜设冷料穴，模 应有冷却系统

收缩率范围大，收缩值大、方向性明显，易变形、翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保持冷却均匀、稳定

宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分

不宜用直接浇口，易增大内应力，或产生收缩不匀，方向性明显增大变形，应注意选择进料口位置，防止产生缩孔、变形

质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模

3.塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析

结构分析：从零件图上分析，此零件总体为圆形侧面有6个4mm×22MM和长方孔，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，零件口部上有一个小台。

尺寸精度：该塑件的精度为7级，精度要求较低。

表面质量分析：

该零件的要求表面没有缺陷、毛刺，由于冷水壶盖经常与人的手接触较多，因此表面要求光滑，最好自然形成圆角。

4.塑件成型方法确定

综上所述，该塑件的结构比较简单，而且壁厚均匀，成型工艺性好，可以采用注射成方法生产。

二、塑件成型模具设计

5.型腔的数量和布置

该塑件的精度要求不高，属小型塑件，且形状简单，又为大批量生产，初定为一模四腔的模具形式，型腔的排列方式采用平衡性较好的H型排列，其布置方式如下图所示：为了保证塑件表面质量要求，选择点浇口成型，浇口位置安排在塑件顶部，模具选用双分型面注射模（三板式）.6.选择注塑机型号及其参数

(1)注射量的计算：通过pro/E建模分析，塑件的体积 为27265㎜，塑件的质量: 此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的0.6倍进行估算，所以注射量为:

(2)锁模力的计算：流道凝料(包括浇口)在分型面上的的投影面积，在此时还是个未知数，根据经验公式：(为每个塑件在分型面上的投影面积)，用 进行估算：



 式中

查塑件所需的注射压力70-105Mpa，而型腔的平均压力是注射压力的30%-65%，因塑件为薄壁塑件，且浇口为点浇口，其压力损失比较大，所以取大一些，则

(3)选择注塑机：根据上面计算的注射量和锁模力，可选用国产XS-ZY-1000螺杆式注射成型机，其有关参数如下：

标称注射量/

1000模板的最大厚度/mm700

螺杆直径/mm55模板的最小厚度/mm300

合模力/N

模板尺寸690×790

注射压力 /Mpa121拉杆空间/mm650×550

注射行程/mm280合模方式液压机械

螺杆转速/（r/mm）0~47电机功率/KW2

2模板最大行程/mm700定位圈尺寸/mm150

喷嘴球半径/mm18喷嘴孔直径/mm7.5注射方式螺杆式最大成型面积/

1800

定位圈尺寸/mm150注射时间/s

4(4)射机有关参数的校核

型腔数量的校核

由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量：

型腔数目校核合格

式中为Vj注系统凝料和飞边所需的体积

Vz为每个塑件的体积

Vg为注射机的额定注射量

注射压力的校核

注射压力校核合格

式中　K为注射压力安全系数一般为1.25－1.4

锁模力的校核

锁模力校核合格

K 为锁模力安全系数，一般取1.1—1.2

其它尺寸的校核只有待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。

7.确定分型面

本塑件要求外侧表面光滑，下端外沿无浇口痕迹。依据分型面的选择原则，该塑件的分型面应选如下A-A所示位置，这样凹模型腔整体加工成型，塑件外表面光滑，且容易脱模。

8.浇注系统选择和设计

(1)主流道的设计

主流道尺寸

主流道的小端直径： ；

主流道的球面半径为： ；

主流道锥角：取 ；主流道长度：取L=70mm；

主流道的大端直径：

主流道衬套的形式

由于主流道入口处与注射机喷嘴反复接触，极易损坏，对材料的要求比较高，因而主流道设计为浇口套，采用T10A，热处理为50HRC－55HRC，如上图所示：

与之相配合的定位圈的结构如下图所示：

(2)分流道的设计

分流道的布置：为了让分流道要能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使凝料熔体尽快地分配到各型腔，因此，采用如下图所示衡式分流道结构：

分流道的形状和截面尺寸：

由于聚乙烯的流动性很好，因此选用加工性能比较好的半圆形流道，查表得d=10㎜

分流道的表面粗糙度：

流道的表面粗糙度的Ra并不要求很低，一般为0.8—1.6,在此取1.6，如上图所示

(3)浇口的设计

由于塑件的外观表面质量要求比较高，应没有明显的烧口痕迹，因此采用点浇口查表得其尺寸如右图所示：

(4)注射行程的校核

查XS-ZY-1000注射注射行程为280，浇注系统的长度：，成立。

9.模具成型部件的设计计算

分析塑件的结构可知根据尺寸公差可知：塑件在径向上的公差等级为MT7级(GB4458.5-84)，对于此塑料此精度为中等。分析塑件的结构可知动模部分若采用整体式结构将无法加工，所以采用组合型芯结构。

圆柱型芯

采用台肩固定的形式，其下底面用模仁将其压紧。

尺寸计算。查其尺寸公差：

由于尺寸精度为中等，故分别取制造偏差为尺寸公差1/3，磨损偏差为尺寸公差

1/6，即：。

塑料收缩率范围为：1.5-2.0%，则平均收缩率为：。

故型腔芯尺寸为：（设计尺寸参见零件图）

动模仁型腔

动模仁采用组合式，用螺钉将其固定在动模板上，查其尺寸公差：

腔体尺寸：

（设计尺寸参见零件图）

定模仁型腔

定模仁采用组合式，用螺钉将其固定在动模板上查其尺寸公差： 腔体尺寸：

（设计尺寸参见零件图）

滑块型芯

滑块型芯的设计 为整体式结构，总共4个，其相应的侧孔尺寸为：

10.9、侧向抽芯机构

侧向抽芯机构的选用

塑件的侧壁有6个方孔，其均垂直于脱模方向，阻碍成型后的塑件从模具脱出。因此成形时必须设置侧向分型抽芯机构，经分析本模具采用斜导柱抽芯机构。

确定抽芯距：此塑件的的侧孔深度为1mm，则S=h+(2-3)=4mm

确定斜导柱的倾角：由于此模具的抽芯距比较短因此其倾角可取小一些，取为12°。

确定斜导柱的尺寸：，查表取整得d=18mm

经计算得 ,查表取标准斜导柱长度为100㎜。

11.模架的确定和标准件选择。

由前面的型腔大布置以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合模架标准架，选用结构 形式为p4型，模架尺寸为500×560的标准模架，可符合要求。

与型腔零件有关参数的校核

型边缘距离的校核

校核合格

为模腔材料的许用应用，查Cr12MoV 的许用应力为245Mpa

p为型腔的平均压力

腔底板厚度的校核，校核合格

模具闭合高度的校核

计算模具的闭合高度为：

查XS－ZY－1000得，即模具满足 的安装要求。

模具的外形的校核：

本模具的外形的尺寸为： 查XS－ZY－1000注射机的模板的最大安装尺寸为，故能满足模的安装要求

开模行程的校核：

模具的行程为 查XS－ZY－1000的最大开模行程为700mm>183mm,即能满足注射机的开模要求。

12.排气的系统设计

此塑件为小型逆件，可利用推杆、活动型芯与模板之间的间隙排气，其间隙为。

13.11、温度调节系统设计

查表得聚乙烯成型时所需的模具温度为30-60℃，此设模具的温度为40℃。

冷却水的体积流量

冷却水管直径

为了使水处于湍流状态，查表得在.冷却水在管道内的流速

由式

大于最低流速1.10m/s，达到湍流状态，所以管道直径选用合理。

冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数

查表得f=7.22(水温为30℃时)，因此

冷却管道的总传热面积：

模具上应开设的冷却水孔数：

14.推出机构（脱模）

推出机构的形式确定：

此塑件采用顶杆推出，推杆设计在塑件的台阶处，每个塑件由8根推杆推出，在台阶处圆形均布，共32根。其结构如装配图所示。

脱模力的计算：

脱模力系数 塑料的线性膨胀系数

在脱模温度下，塑料的抗拉弹性模量 塑料的软化温度

脱模时塑件的温度 塑件的厚度

型芯脱模方向高度

脱模力的校核

查XS－ZY－1000的顶出力为 即能满足注射机的要求。

15.导向机构

导柱选用模架本身的规格，但其长度与开模行程有关，必须另行设计选择.经计算得查表取标准得到长导柱的长度取为，导柱的长度取为

其相关的配合见装配图所示，与之相应的导套选用模架自带规格。

16.参考文献

1．伍先明等•塑料模具设计指导•北京：国防工业出版社，2006•

52．余冬蓉，程胜文•塑料成型工艺与模具设计•北京：科学出版社，2005

3．中国机械工程学会，中国模具设计大典编委会•中国模具设计大典。南昌：江西科学技术出版社，1998

17.模具设计心得体会

通过此次模具设计，使我的专业知识更加系统化，完整化。在设计中我熟练撑握了查阅有关的技术标准与规范，知到了怎样去学习和善于利用前人所积累的宝贵设计经验和资料。也锻炼了我综合考虑结构、工艺性、经济性以及标准化等的能力，巩固了过去所学的专业课程知识。已撑握了注射模具设计的基本流程，也锻炼了我的动手能力和对于工程技术的严谨性。总之，通过此次模具设计使我的专业水平更上了一层楼。

18.模具总装图和零件图：(附后工程图)结果

此塑件的成型工艺性较好

采用一模四腔点浇口浇注选用三板式结构

选用XS-ZY-1000螺杆式注射成型

分流道采用半圆形，D=10

mm

采用组合型芯结构

斜导柱的规格为

其倾角为12°

选用模架尺寸为500×560的p4型标准模架

型腔零件校核合格

模具闭合高度的校核合格

模具的外形的校核合格

开模行程的校核合格

冷水管的直径：

其所开孔数为2

采用推杆推出机构

脱模力校核合格