塑料成型工藝及模具設計(課程設計任務書)

1、塑料成型工藝及模具設計課程設計說明書設計題目: 姓 名: 班 級: 學 號: 設計時間： 指導教師: 目 錄一、編制塑件成型工藝卡二、塑件成型工藝分析與設計1. 塑件原材料特性2. 塑件原材料成型性能3. 塑件的結構和尺寸精度、表面質量分析4. 塑件成型方法確定三、塑件成型模具設計5. 型腔的數(shù)量和布置6. 選擇注塑機型號及其參數(shù)7. 確定分型面8. 澆注系統(tǒng)選擇和設計9. 成型部件的設計計算10. 側向抽芯機構11. 排氣系統(tǒng)設計.12. 模架的確定和標準件選擇（示意圖）.13. 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計.14. 推出機構（脫模）.15. 導向機構.16. 模具設計心得體會.17. 參考文獻.18.

2、 模具總裝圖和零件圖.塑件成型工藝卡塑 件 名 稱材 料 牌 號 單 件 重 量成型設備型號每 模 件 數(shù)成型工藝參數(shù)材料干燥干燥設備名稱溫度 /時間 /h成型過程料筒溫度后段 /中段 /前段 /噴嘴 /模具溫度 /時間注射 /s保壓 /s冷卻 /s壓力注射 /MPa保壓 /MPa后 處 理溫度 /時間 /min編制日期審核日期塑料成型工藝及模具設計課程設計指導書塑料成型工藝及模具設計課程設計是塑料成型工藝及模具設計課程教學中重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。旨在培養(yǎng)學生綜合運用塑料模具設計與制造的專業(yè)知識，系統(tǒng)地進行塑料模具設計與制造，從塑件成型工藝編制、塑料模設計、非標準模具零件的加工工藝設計的全過程

3、，為縮短上崗適應期奠定工程實踐基礎。一、 設計的目的和要求：1、 課程設計的目的；（1） 培養(yǎng)學生對具體設計任務的理解和分析能力；（2） 培養(yǎng)學生編制塑件成型工藝規(guī)程的能力；（3） 培養(yǎng)學生設計塑料模具的能力；（4） 培養(yǎng)學生編制加工工藝文件的能力；（5） 培養(yǎng)學生綜合應用專業(yè)理論知識，分析問題、解決問題的能力和嚴謹、科學的工作態(tài)度。2、 課程設計的要求：（1） 塑料成型工藝及模具設計課程設計題目為中等復雜程度塑件；（2） 要求學生及時了解模具技術發(fā)展方向，查閱有關資料，做好設計準備工作，充分發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性；（3） 樹立正確的設計思想，結合生產實際綜合考慮經濟性、實用性、可靠性、

4、安全性以及先進性等方面的要求，嚴肅認真的進行模具設計；（4） 要求編制的塑料成型工藝規(guī)程符合生產實際；（5） 要求模具結構合理，凡涉及國家標準之處均應采用國家標準，圖面整潔，圖樣及標準符合國家標準；（6） 要求編制的模具零件的加工工藝規(guī)程符合生產實際，工藝性好；（7） 要求正確制訂模具裝配工藝。二、 課程設計的注意事項：1、 課程設計前必須預先準備好資料，包括：手冊、圖冊、繪圖儀器、計算器、圖板（計算機）、圖紙、說明書紙、檔案袋等；2、 課程設計前對原始資料進行認真地消化，在明確課程設計的要求后再進行工作。原始資料包括：塑件零件圖、生產綱領、原材料牌號與規(guī)格、現(xiàn)有成型設備的型號與規(guī)格等；3、

5、畫出模具結構草圖經指導教師審核后方可繪制總裝圖和零件圖；4、 設計圖紙和計算說明書呈交指導教師審閱后進行課程設計答辯。三、 課程設計的任務：1、 繪制注射模具總圖A2一張2、 繪制非標準模具零件圖A3兩張3、 編制非標準模具零件加工工藝規(guī)程4、 編制塑件模塑工藝卡5、 編寫設計說明書一份四、 課程設計的一般過程 塑料成型工藝及模具設計課程設計一般程序：1、 塑件成型工藝設計（1） 分析塑件所用塑料的品種及其性能（2） 分析塑件工藝性（3）確定成型設備的型號與規(guī)格（4）編制塑件模塑工藝卡2、塑料模設計（1）確定模具型腔數(shù)及排列方式（2）確定分型面的位置（3）選擇澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)（4）確定成型零

6、件的主要結構形式（5）選擇推出方式確定推出機構（6）成型零件的設計與標準件的選用（7）溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計（8）繪制模具裝配圖和零件圖3、塑料模具制造（1）分析模具零部件結構（2）分析加工難點，確定加工方法（3）編制模具零件加工工藝過程（4）編寫設計計算說明書（一）注射模塑工藝設計的基本內容：1、 了解塑件所用的塑料種類及其性能通常用戶已規(guī)定了塑料的品種，設計人員必須充分掌握材料的種類及其成型特性：（1） 所用材料是熱塑性還是熱固性以及其他的一些相關性質（2） 所用塑料的成型工藝性能。（流動性、收縮率、吸濕性、比容、熱敏性、腐蝕性等）2、 分析塑件的結構工藝性用戶提供塑件形狀數(shù)據(jù)，有塑件圖紙或塑

7、件模型，根據(jù)這些數(shù)據(jù)應做以下分析：（1） 塑件的用途，使用和外觀要求，各部位的尺寸和公差、精度和裝配要求。（2） 根據(jù)塑件的幾何形狀（壁厚、孔、加強筋、嵌件、螺紋等）、尺寸精度、表面粗糙度、分析是否滿足成型工藝的要求。（3） 如發(fā)現(xiàn)塑件某些部位結構工藝性差，可提出修改意見，在取得設計人員的同意后方可修改。（4） 初步考慮成型工藝方案，分型面、澆口形式及模具結構。3、 確定成型設備的規(guī)格和型號（1） 根據(jù)塑件所用塑料的類型和重量、塑件的生產批量、成型面積大小，粗選成型設備的型號和規(guī)格。由于模具用戶廠擁有的注射機規(guī)格和性能不完全相同，所以必須掌握模具用戶廠成型設備的以下內容： 與模具安裝有關的尺寸

8、規(guī)格，其中有模具安裝臺面的尺寸、安裝螺紋孔的分布和規(guī)格、模具的最小閉合高度、開模距離、拉桿之間的距離、推出裝置的形式、模具的裝夾方法和噴嘴規(guī)格等。 附屬裝置，其中有取件裝置、調溫裝置、液壓或空氣壓力裝置等。（2） 待模具結構的形式確定后，根據(jù)模具與設備的關系，進行必要的校核。4、 考慮生產能力和效率通常用戶對模具壽命提出要求，例如總的注射次數(shù)。設計人員根據(jù)用戶要求，可分別采用長壽命模具或適用于小批量的簡易模具。有的用戶還對每一次注射成型循環(huán)的時間提出要求，這時設計人員必須對一次性注射成型的循環(huán)過程進行詳細分析。5、 編制塑件的模塑工藝卡模塑工藝卡應包括模塑成型工藝過程及適宜的工藝參數(shù)（溫度、壓

9、力、時間），成型設備等。見上表（二） 塑料模具設計1、 塑料模具設計的基本內容（1） 進行模具設計與制造的可行性分析根據(jù)塑件技術要求和塑料模塑成型工藝文件技術參數(shù)，進行模具設計與制造可行性分析。 保證達到塑件要求為保證達到塑件形狀、精度、表面質量等要求，對分型面的設置方法、拼縫的位置、側抽芯的措施、脫模斜度的數(shù)值、熔接痕的位置、防止出現(xiàn)氣孔和型芯偏斜的方法及型腔、型芯的加工方法等進行分析。 合理的確定型腔數(shù)為了提高塑件生產的經濟效益，在注射機容量能滿足的前提下，應計算出較合理的型腔數(shù)。隨型腔的數(shù)量增多，每一只塑件的模具費用有所降低。型腔數(shù)的確定一般與塑件的產量、成型周期、塑件價格、塑件重量、成

10、型設備、成型費用等因素有關。 澆道和澆口設置由于澆口對塑件的形狀、尺寸精度、熔接痕位置、二次加工和商品價格等有很大影響，因而必須首先對澆道和澆口對具體塑件的成型關系進行分析。以往是憑借設計人員的經驗來確定澆道和澆口系統(tǒng)。現(xiàn)在可以用注射模CAE的流動分析軟件對澆道和澆口系統(tǒng)進行優(yōu)化。這對保證模具成功的進行設計有很大的作用。（2） 確定模具類型在對模具設計進行初步分析后，即可確定模具的結構。通常模具結構按以下方法分類，可以進行綜合分析選擇合理的結構類型。 按澆注系統(tǒng)的形式分類的模具類型：兩板式模具、三板式模具、多板式模具、特殊結構模具（疊層式模具） 按型腔結構分類的模具類型：直接加工型腔（又可細分

11、為整體式結構、部分鑲入結構和多腔結構），鑲嵌型腔（又可細分為鑲嵌單只型腔、鑲嵌多只型腔）。 按驅動側芯方式分類的模具類型：利用開模力驅動（可分為斜導柱抽芯、齒輪機構抽芯等），利用頂出液壓缸抽芯，利用電磁抽芯。（3） 確定模具主要結構 型腔布置根據(jù)塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排布方式。 確定分型面分型面的位置要利于模具加工、排氣、脫模及成型操作，保證塑件表面質量等。 確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)包括確定主流道、分流道及澆口的形狀、位置、大小以及排氣方法、排氣槽的位置、大小 選擇推出方式，決定側凹處理方法，抽芯方式。 決定冷卻、加熱的方式及加熱、冷

12、卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安放位置。 根據(jù)模具材料、強度計算或者經驗數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結構及所有連接定位、導向件位置。 確定主要成型零件、結構件的結構形式。 計算成型零件工作尺寸。在確定模具結構示意圖時，應提出兩種以上結構方案，進行分析比較，選擇最佳方案。（4） 模具材料及熱處理的確定 根據(jù)模具產品批量、復雜程度、精度要求、工作條件及制造方法，合理選擇模具材料。 根據(jù)模具零件的工作位置、受力情況決定零件的熱處理要求。 根據(jù)所用塑件的特性、填料類型，確定表面處理要求。（三） 繪制模具裝配圖、非標準零件圖1、 繪制模具裝配圖的要求（1） 布置圖面及選定比例 遵守國家標準的機

13、械制圖規(guī)定。 可按照模具設計中習慣或特殊規(guī)定的繪制方法作圖。 手工繪圖比例最好采用1：1比例。（2） 模具設計繪制順序 主視圖：繪制總裝圖時先里后外，由上而下，即先繪制產品零件圖、凸模、凹模 俯視圖：將模具沿注射方向打開，繪制動模俯視圖。 剖視圖：對主視圖和俯視圖的補充圖。（3） 模具裝配圖的布置（4） 模具裝配圖的繪圖要求 用主視圖或俯視圖表示模具結構。主視圖上盡可能將模具所有零件畫出，可采用全剖視圖或階梯剖視。 俯視圖可只繪出動模，或動模定模各半的視圖。需要時再繪制一側視圖以及其他視圖和分視圖。（5）模具裝配圖上的塑件 一般畫在總圖右上角,并注明材料名稱,塑料牌號等。 塑件圖的比例一般與模

14、具圖上的一致，特殊情況可以縮小或放大。塑件的方位應與模具圖上的一致，若特殊情況下不一致，應用箭頭指出模塑成型方向。（6）模具裝配圖的技術條件技術條件包括：所選設備型號、模具閉合高度、防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求，有關試模及檢驗方面的要求。 （7）模具裝配圖上應標注的尺寸模具閉合尺寸、外形尺寸、特征尺寸（與成型設備配合的定位尺寸）、裝配尺寸（安裝在成型設備上螺栓孔的中心距）、極限尺寸（活動零件移動起止點）。2、 繪制模具零件圖的要求在生產中標準件不需要繪制零件圖，非標準零件需繪制零件圖。有些標準件需要補加工的地方太多（如動、定模板），也要求畫出，并標注加工部位的公差。非標準

15、模具零件圖應標注全部尺寸、公差、表面粗糙度、材料及熱處理、技術要求等。（1） 正確完整的視圖（2） 具備制造和檢驗零件的數(shù)據(jù)零件圖的尺寸是制造和檢驗零件的依據(jù)，故應慎重細致的標注。尺寸既要完備又要不重復。在標注尺寸前，應研究零件的加工和檢驗工藝過程，正確選定尺寸的基準面，做到設計、加工、檢驗的基準統(tǒng)一，以利加工和檢驗。零件圖的方位應盡量按其在裝配圖中的方位畫出，不要任意旋轉顛倒，以防畫錯。（3） 標注加工尺寸公差及表面粗糙度所有的配合尺寸及精度要求較高的尺寸都應標注公差（包括形位公差），未注尺寸公差按IT14制造。模具的成型零部件（如凹模、凸模）的工作部分尺寸按計算結果標注。模具零件在裝配過程

16、中的加工尺寸應標注在裝配圖上，如必須標注在零件圖上時，則應標在有關尺寸近旁注明出“配作”、“裝配后加工”等字樣，或在技術要求中說明。因裝配需要留有一定的裝配余量時，可在零件圖上標注出裝配鏈補償量及裝配后所需求的配合尺寸、公差和表面粗糙度等。（4） 技術要求凡是圖樣或符號不便于表示，而在制造時又必須保證的條件和要求都應注明在技術條件中。它的內容隨不同的零件、不同的要求、不同的加工方法有所不同。主要應注明： 對材質的要求。如熱處理方法、熱處理表面所應達到的硬度等。 表面處理、表面涂層、表面修飾（如銳邊倒鈍、清砂）等要求。 未注倒角半徑說明，個別部位的修飾加工要求。 其他特殊要求。3、 模具制造的基

17、本內容（1） 模具零件加工工藝規(guī)程的制定步驟 在制定工藝規(guī)程前，應詳細分析模具零件圖、技術條件、結構特點、及該零件在模具中的作用等。 制定模具零件坯料的制造方法。 初步擬定工藝路線，注意粗、精加工基準的選擇，確定熱處理工序，劃分加工階段。擬定加工方案時，應擬定幾個可實施的方案進行比較，選擇其中較為合理的方案。在擬定工藝過程中，應正確選擇加工設備、工具、夾具、量具等。 根據(jù)工藝路線確定各加工階段的工序尺寸及公差，確定半成品的尺寸。 根據(jù)坯料的材料及硬度計算或查表確定切削用量。（2）填寫模具零件加工工藝規(guī)程卡a) 編寫設計計算說明書主要內容包括零件成型過程設計的各項計算、選用依據(jù)和技術經濟分析等。

18、說明的內容及順序建議為：1、 封面2、 設計任務書及產品圖（見附件）3、 目錄（標題及頁次）4、 序言5、 塑件工藝性分析6、 塑件成型工藝方案的擬訂7、 設計計算8、 機床的選擇9、 模具類型及結構形式的比較選擇10、 模具零件的選用、設計以及必要的計算11、 模具設計與制造在技術上和經濟上的分析12、 模具零件制造工藝的編制13、 參考資料附件：塑料模塑工藝與塑料模設計課程指導書專業(yè)： 班級： 姓名： 學號：設計題目：塑件圖：塑件技術要求：1、 材料：2、 生產批量：3、 未注公差：設計內容：1、 編制模塑工藝規(guī)程2、 繪制注射?？傃b圖3、 繪制非標準模具零件圖4、 編寫設計說明書 指導教

19、師：塑料成型工藝及模具設計課程指導書設計實例塑料成型工藝及模具設計實例通過一個典型的塑料制品，介紹了從塑料成型工藝分析到確定模具的主要結構，最后繪制出模具的塑料注射模具設計全過程。一、塑件的工藝分析1 塑件的成型工藝分析塑件如圖1所示產品名稱：防護罩 圖1 塑件圖產品材料：ABS（抗沖）產品數(shù)量：較大批量生產塑件尺寸：如圖所示塑件重量：15克塑料顏色：紅色塑件要求： 塑件外側表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。塑件允許最大脫模斜度0.5。（1） 塑件材料特性ABS塑料（丙乙烯丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中導入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為的改性共聚物，也可稱為改性聚苯乙烯，具有比聚苯

20、乙烯更好的使用和工藝性能。ABS是一種常用的具有良好的綜合力學性能的工程材料。ABS塑料為無定型料，一般不透明。ABS無毒、無味、成型塑件的表面有較好的光澤。ABS具有良好的機械強度，特別是抗沖擊強度高。ABS還具有一定的耐磨性，耐寒性、耐水性、耐油性、化學穩(wěn)定性和電性能。ABS的缺點是耐熱性不高，并且耐氣候性較差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。（2） 塑件材料成型性能使用ABS注射成型塑料制品時，由于其熔體粘度較高，所需的注射成型壓力較高。因此塑件對型芯的包緊力較大，故塑件應采用較大的脫模斜度。另外熔體粘度較高，使ABS制品易產生熔接痕，所以模具設計時應注意減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。ABS易吸水

21、，成型加工前應進行干燥處理。在正常的成型條件下，ABS制品的尺寸穩(wěn)定性好。2 塑料的成型工藝參數(shù)確定查有關手冊得到ABS（抗沖）塑料的成型工藝參數(shù)：密度1.011.04g/收縮率0.3%0.8%預熱溫度80C85C,預熱時間23h料筒溫度 后段150C170C,中段165C180C,前段180C200C噴嘴溫度170C180C模具溫度50C80C注射壓力60100MPa注射時間2090s,保壓時間05s,冷卻時間20150s。二、模具的基本結構及模架選擇1 模具的基本結構（1） 確定成型方法塑料采用注射成型法生產。為保證塑件表面質量，使用點澆口成型，因此模具應為雙分型面注射模（三板式注射模）。

22、（2） 型腔布置塑件形狀較簡單，質量較小，生產批量較大。所以應用多腔注射模具?？紤]到塑件側面有直徑為10的圓孔，需側向抽芯，所以模具采用一模兩腔、平衡布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產效率高，塑件成本較低。其布置如圖2所示圖2 型腔布置（3） 確定分型面塑件分型面的選擇應保證塑件的質量要求，本實例中塑件的分型面有多種選擇，如圖3所示。圖3a所示的分型面選擇在軸線上，這種選擇會使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件表面質量。同時這種分型面也使抽芯困難：圖3b的分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內成型，塑件大部分外表面光滑，僅在側向抽芯處留有分型面痕跡。同時側向抽芯

23、容易，而且塑件脫模方便。因此塑件選擇如圖3b所示的分型面圖3 分型面選擇（4） 選擇澆注系統(tǒng)塑件采用點澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖4所示。點澆口直徑為0.8，點澆口長度為1，頭部球R1.5，錐角為6。分流道采用半圓截面流道，其半徑R為33.5。主流道為圓錐形，上部直徑與注射機噴嘴相配合，下部直徑68。1） 確定推出方式圖4 點澆口澆注系統(tǒng)由于塑件形狀為圓殼形而且壁厚較薄，使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用，所以選擇推件板推出機構完成塑件的推出，這種方法結構簡單、推出力均勻，塑件在推出時變形小，推出可靠。2） 側向抽芯機構塑件的側面有直徑為10的圓孔，因此模具應設置側向抽芯結構，由于抽出

24、距離較短，抽出力較小，所以采用斜導柱、滑塊抽芯機構。斜導柱裝在定模板上，滑塊裝在推件板上。3） 模具的結構形式模具結構為雙分型面注射模，如圖5所示。采用拉桿和限位螺釘，控制分型面A-A的打開距離，其開距大于45，以方便取凝料。分型面B-B的打開距離，其開距應大于98用于取出塑件。模具分型面的打開順序，由安裝在模具外側的彈簧滾柱式機構（略）控制。圖5雙分型面注射模模具結構1限位拉桿 2、14、15、18導套 3中間板 4螺釘 5、推件板6復位桿 7動模板 8支承板 9推桿固定板 10推板11模腳 12動模座板 13、19導柱 16定模座板 17點澆口凝料拉出板 20限位螺釘4）選擇成型設備選用G

25、54S200/400型臥式注射機，其有關參數(shù)為：額定注射量200/400注射壓力109MPa鎖模力2540KN最大注射面積645模具閉合高度165406最大開合模行程260噴嘴圓弧半徑18噴嘴孔直徑4拉桿間距2903682 選擇模架（1） 模架的結構模架的結構如圖6所示。（2） 模架安裝尺寸校核模具外形尺寸為長300寬250高345，小于注射機拉桿間距和最大模具閉合高度，可以方便的安裝在注射機上。三、模具結構、尺寸的設計計算1 模具結構設計計算（1） 型腔結構如圖11所示，型腔由定模板4、定模鑲件26和19共三部分組成。定模板4和滑塊19構成塑件的側壁，定型鑲件26成型塑件的頂部，而點澆口開在

26、定模鑲件上，這樣使加工方便有利于型腔的拋光。定模鑲件可以更換。提高了模具的使用壽命。（2） 型芯結構如圖11所示，型芯由動模板16上的孔固定。型芯22與推件板18采用錐面配合，以保證配合緊密防止塑件產生飛邊。另外，錐面配合可以減少推件板在推件運動時與型芯之間的磨損。型芯中心開有冷卻水孔，用來強制冷卻型芯。（3） 斜導柱、滑塊結構如圖11所示（4） 模具的導向結構圖6 模架如圖11所示，為保證模具的閉合精度，模具的定模部分與動模部分之間用導柱1和導套2導向定位。推件板18上裝有導套6，推出制件時，導套6在導柱1上運動，保證了推件板的運動精度，定模座板上裝有導柱30，為點澆口凝料推板24和定模板4

27、運動導向。（5） 模具結構強度計算（略）2 模具成型尺寸設計計算取ABS的平均成型收縮為0.6%，塑件未注公差按照SJ1372中8級精度公差值選取。塑件尺寸如圖1所示。（1） 型腔徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的/6；模具制造公差z=/3；取X=0.75。1)2)（2） 型腔深度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的/6；模具制造公差z=/3；取X=0.5。1)？2)？（3） 型芯徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的/6；模具制造公差z=/3；取X=0.75。1)2)（4） 型芯高度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的/6；模具制造公差z=/3；取X=0.5。1)2)3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算（1） 模具加熱一般生產ABS塑料的注射模具不需要外加熱。（2） 模具冷卻模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由定模板（中間板）上采用兩條10的冷卻水道完成，如圖7所示。圖7 定模板冷卻水道型芯的冷卻如圖8所示，在型芯內部開有16的冷卻水孔，中間用隔水板2隔開，冷卻水由支承板5上的10冷卻水孔進入，沿著隔水板的一側上升到型芯的上部，翻過隔水板，流入另一側，再流回支承板上的冷卻水孔。然后繼續(xù)冷卻第二個型芯，最后由支承板上的冷卻水孔流出模具。型芯1與支承板5之間密封圈3密封。