《模具设计与制造》实训指导书.doc

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1、台州科技职业学院模具设计与制造实训指导书二0一0年十一月十号模具教研室编模具设计与制造实训大纲塑料模具拆装及测绘适用专业：机械制造与自动化、计算机辅助设计与制造一、实训目的和任务塑料模具设计及拆装作为模具设计与制造的实训课程，是学生学习模具结构设计知识之后，是学生直观、感性认识模具结构的重要过程，同时培养学生对简单模具设计的能力及了解模具设计的流程。在教师的指导下，对实际的塑料模具进行拆卸组装，同时完成对简单塑件模具设计，增加学生对模具结构的了解和模具设计能力的提高，是教学过程中非常重要的实践环节。为学习模具结构设计的理论知识，锻炼动手能力，提高分析问题和解决问题的能力奠定一定的实践基础。学生

2、完成本次实训后应达到下列基本要求：1.了解典型模具结构及工作原理，了解组成模具的零件及其作用，零部件相互之间的装配关系，掌握模具的装配顺序和各装配工具的使用。2.增加感性认识，巩固和加深所学的理论知识，锻炼动手能力，提高分析问题、解决问题的能力，为今后的模具设计工作和处理现场问题奠定实践基础。3.了解模具设计的流程，掌握在模具设计前所进行的相关分析准备工作，完成技术说明文件。4.掌握模具设计的方法和注塑模常见的推出、和模导向、侧向分型机构，完成设计任务书交付的模具设计任务。二、实训时间分配表序 号实 训 内 容时 间1下达任务书，实训准备0.5天2拆卸并装配模具0.5天3工厂参观见习2天24塑

3、件产品工艺分析0.5天5塑件体积计算、注塑机选择，注塑工艺参数设定0.5天6塑件分型、浇注系统设计、型心型腔结构确定0.5天7成型零件尺寸计算、模具推出方式、和模导向机构0.5天8模具侧向分型机构设计、标准模架选择0.5天9模具整体结构设计及2D出图4天10完成设计说明书及图纸，进行设计答辩0.5天合 计10天三、设计分组组织形式及考核内容形式（1）三人为一实训小组，每组设组长一名，带领组员完成实训任务；（2）任务大体分为三个部分，模具拆装、工厂参观见习和模具设计。（3）模具拆装完成后，每位学生需完成实训报告一份，主要写模具拆装需要的工具、拆装的过程及注意事项。（4）工厂见习结束后，学生需完成

4、见习报告，根据所见写模具装配维修和制造的简要内容及心得体会。（5）模具设计部分结束后，每组完成设计说明书一份，模具装配图一份，主要模具零件图一套，具体分工由组长完成。（图纸要用标准格式，图框标题栏等都要齐全）（6）答辩过程带齐相关材料，认真准备，答辩时需回答510个问题。（7）考核形式以考勤、平时表现、纸质文档（电子文档）和答辩结果综合评定。四、实训内容和步骤课题一 实验准备（1） 拆装的模具类型：塑料模具二副。（2） 拆装工具内六角扳手、平行铁、台虎钳、锤子、铜棒等常用钳工工具。（3） 工具准备：领用并清点拆装和测量所用的工具，了解工具的使用方法及使用要求，将工具摆放整齐。（5） 熟悉实训要

5、求：要求复习有关理论知识，详细阅读实训指导书，对实训报告所要求的内容在实训过程中作详细的记录，拆装实训时带齐绘图仪器和纸张。课题二 拆装模具（1） 按拟定的顺序进行模具拆卸要求体会拆卸联结件的用力情况，对所拆下的每一个零件进行观察，测量并作记录。记录拆下零件的位置，按一定秩序摆放好，避免在组装时出现错误或漏装零件。 （2） 按顺序装配模具 按拟定的顺序将全部模具零件装回原来的位置。注意正反方向，防止漏装。其他注意事项与拆卸模具相同，遇到零件受损不能进行装配时应学习用工具修复后再装配。课题三 工厂参观见习实训（1） 模具制造工艺的了解、模具装配及调试数控车、铣、加工中心数控线切割、电火花成型机注

6、射成形机的简单操作与简单模具工艺调试模具装配的一般过程及装配过程的注意事项（2） 完成实训见习报告课题四 模具设计实训（1）熟悉任务书（任务书见电子文档）（2）原始资料分析 明确塑件的设计要求 明确塑件的产品批量 计算塑件的体积和重量 分析塑件的成型工艺参数（3）确定模具结构方案确定型腔数量及布局结构选择分型面确定排气系统及浇注系统选择推出方式确定侧向分型的处理方式确定成型零件的结构形式（4）模具相关计算型心和型腔（主要）相关尺寸计算侧壁厚度和底板厚度计算斜导柱等抽芯有关计算冷却和加热系统计算（5）绘制模具结构草图（模具结构方案和有关尺寸确定后绘制模具结构草图）逐步完善和确定各零件的结构和尺寸

7、尽量选用标准组合结构和标准件草图结束要对初选设备做全面校核有必要时局部修改原始设计方案和参数（6）绘总装图和非标零件图绘制塑件图或工序图：标明尺寸、名称、材料、收缩率、特殊要求等；绘制总图：尽量以1：1绘制、从型腔开始绘制、几个视图同时画出；绘制非标准零件图：按国标进行，零件图的摆放方位与装配图一致；尺寸、公差、粗糙度要合理齐全，注意尺寸的基准标题栏与技术要求。（7）试模及修模 模具加工完成以后，要进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现缺陷以后，要根据实际情况进行排除错误性的修模课题五 设计范例例一：课本P275-283例二：零件（如图所示）名称：灯座设计要求：生产批量：大批量；未注公差取M

8、T5级精度；要求设计灯座模具。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酯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3300C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，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型

9、，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701200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，脱模斜度宜取20。 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：690-0.86 、700-0.86 1270-1.281290-1.28、1700-1.6 、R50-0.241370-1.2830-0.2

10、、80-0.281330-1.28；内形尺寸：630+0.74、640+0.74、1140+01.14、1210+1.28、R20+0.2、600+0.74、320+0.56、 300+0.50、80+0.28；1230+1.28、1310+1.28、1640+1.6、孔尺寸：100+0。32120+0。32、1370+1.281640+1.64.50+0.242.0+0.2、50+0.24；孔心距尺寸：340.28960.501500.27。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

11、性分析 从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，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模塑工艺规程编制1.计算塑件的体积和重量 计算塑件的体积：V=.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=V.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

12、机：XSZY250。2.确定成型工艺参数塑件模塑成型工艺参数的确定查附表9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/0C110120成型时间注射时间2090时间/h812保压时间05料筒温度t/0C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/0C240250后处理方法红外线灯模具温度t/0C70（90）120温度t/0C鼓风烘箱100110注射压力p/Ma80130时间r/h812三、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

13、及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。 采用这种方案，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R0=18mm 喷嘴孔直径：d0=4mm根据模具主流与喷嘴的关系：R=R0+(12)mm d=d0+0.5 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。 该塑件的体积比较大，但

14、形状不算太复杂，且壁厚均匀，可考虑采用多点进料方式，缩短分流道长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证。 本例从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得流道半径R=5mm。 浇口设计 浇口形式的选择由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。 （a） (b) (c) a.浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。 但采用这种浇口形式增加了模具结构的复杂程度。b.它是中心浇口的一种变异形式。采用几股料进入型腔，缩短流程，去除浇口时较方便，但有浇口痕迹。模具结构较潜伏式浇口的模具结构简单。 c.又称针浇口或菱形浇口。

15、采用这种浇口，可获得外观清晰，表面光泽的塑件。 但是模具需要设计成双分型面，以便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。 综合对塑料成型性能和浇口的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。进料位置的确定(4)根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件底部。 4.型芯型腔结构设计 型芯型腔可采用整体式或组合式结构。由于该塑件尺寸较大，最大达170mm，且形状复杂，有锥面过渡。若采用整体式型腔，加工和热处理都较困难。所以，采用拼块组合式，型腔的底部大面积镶拼结构。考虑模具温度调节，型芯采用整体式结构。 5.推件方式的选择根据塑件的形状特点，模具型腔

16、在动模部分，开模后，塑件留在型腔。推出机构可采用推块推出或推杆推出。推块推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，但塑件上有圆弧过渡，推块制造困难；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件顶部装配后使用时并不影响外观。从以上分析得出：该塑件采用推杆推出机构。6.侧抽芯机构设计 7.标准模架的选择本塑件采用点浇口注射成型，根据其结构形式，选择A4型模架。绘制模具总装图如下：四、注射模设计的有关尺寸计算 1.成型零件尺寸计算查有关手册得PC的收缩率为=0.50.7，故平均收缩率为：SCP=（0.5+0.7）2=0.6=0.006，根据塑件尺寸公差要求，模具的制

17、造公差取Z=3。已知条件：平均收缩率SCP =0.006mm；模具的制造公差取Z=3。类别零件图号模具零件名称塑件尺寸计算公式型腔或型芯工作尺寸型腔的计算件25导滑板（型腔1）小端对应的型腔690-0.86Lm=（Ls+LsScp%-3/4）0+Z68.770+0.22700-0.8669.780+0.22内凸对应的型芯1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4）0-Z115.540-0.291210+1.28122.680-0.322.确定抽芯机构零件尺寸计算抽芯距的计算:S抽=h+(23)=（121-114）/2+2.5 =6mm滑块倾角的确定:本例抽芯距较小，选择=10。确定斜

18、滑块尺寸: 斜滑块在件25导滑板中导滑，导滑板的高度设计为85mm，斜滑块在件25导滑板中能导滑的行程40mm（考虑限位螺钉的安装尺寸和推出行程）。S实际=tga40= tg1048=0.17640=7.04 mm S抽 满足抽芯距要求。3.注射模具零件设计绘制非标准零件的零件图。五、注射机有关参数的校核1.模具闭合高度的确定和校核模具闭合高度的确定 根据标准模架各模板尺寸及模具设计的其他零件尺寸：定模座板H定=45mm，压板H压=25mm，型芯固定板H固=25mm，型腔板H型=93mm,凹模镶块H凹=65mm,垫板H垫=35mm，模脚H模=85mm模具闭合高度： H闭=H足+H动+H导+H型

19、+H固+H流+H定 =85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm =373mm模具安装部分的校核 该模具的外形尺寸为365mm315mm ，XS-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为598520，故能满足模具安装要求。 XS-ZY-250型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin=165mm，最大厚度Hmax=350mm即模具不满足HminHHmax的安装条件。所以，另选注射机XS-ZY-500，即可满足模具安装要求。2.模具开模行程校核经查资料型注射机XS-ZY-500的最大开模行程s=500mm,满足下式计算所需的出件要求：s=H1+H2+a+(510)mm=40+

20、133+95+7=275mm 此外，由于侧分型抽芯距较短，不会过大增加开模式距离，注射机的开模行程足够。 经验证XS-ZY-500型注射机能满足使用要求，故可以采用。五、教学方法建议1. 为了使学生较直观、全面地认识模具结构及其作用，应组织学生到相关塑料产品生产厂现场实地参观，让学生对模具结构有更深地理解。2. 为了使学生更好地理解和掌握各种模具结构的复杂性，建议为学生提供更加多的典型模具类型进行拆装。3. 本门实训课程实践性、综合性较强，在各部分内容讲授中均应重视与生产实际相结合，注意有关知识的综合应用。六、实训成绩评定、成绩评定的主要依据：（） 实训出勤情况；（） 学生实训过程中的独立操作能力；（） 实训结束后提交的图纸、报告的质量与实际完成的工作情况；（） 实训考核结束后的答辩情况。、成绩评定的等级划分：成绩划分为五档，即优、良、中、及格、不及格，填写成绩单。执笔人：刘二强模具教研室 2010年12月10日