塑料模具课程设计指导书
(一)塑料模具课程设计的目的
塑料模具课程设计是《塑料成型工艺与模具设计》课程中的最后一个实践性教学环节,也是一次对学生进行比较全面的塑料模具设计的训练,其目的是:(1)通过模具课程设计,要求学生综合应用《塑料成型工艺与模具设计》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)通过模具课程设计,学生进行了一次较为完整的塑料模具设计的实际训练,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,为毕业设计和今后从事模具设计与制造工作奠定基础。
(3)通过模具课程设计,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)通过模具课程设计,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,强化学生的质量意识和时间观念,使学生初步形成从业的基本素职。
(二)课程设计的任务
塑料模具课程设计的题目,一般选择中等复杂程度的塑料注射模进行设计,要求学生在规定的时间内完成如下任务:
(1)绘制塑料制件图一张(A4)(用计算机绘图)
(2)绘制塑料注射模装配图一张(A1)(手工绘图)
(3)绘制模具零件工作图2~3张(用计算机绘图)
(4)编写设计说明书一份
(三)塑料注射模具设计步骤
1.塑件成型工艺分析
(1)塑件成型特性的分析
根据塑件图中标明的塑料品种,分析该塑料的使用性能及成型性能;查阅该塑料的比重、比容、收缩率及流动性等特性。
(2)塑件的结构工艺性分析
认真阅读塑件图,审核塑件的几何形状、尺寸公差等级、表面粗糙度、塑件壁厚及其他技术要求,必要时还需阅读该塑件所属的部件图(或组件图)和了解该塑件的使用条件、使用寿命、载荷特性及其数值等。
据此分析塑料注射成型工艺的可行性和经济性。
(3)明确生产批量
小批量生产时,为了降低成本,模具尽可能简单,通常采用单型腔;大批量生产时,应在保证塑件质量的前提下,尽量采用一模多腔或高速自动化生产,以缩短生产周期,提高生产率,因此对模具的推出机构、合模导向机构、塑件和浇注系统凝料的脱模以及凸、凹模的结构提出了严格的要求。
(4)计算塑件的体积
计算塑件体积的目的是为了选择注射机和确定型腔数量,提高设备的利用率和生产率。
塑件体积的计算可用手工计算,即将塑件分成若干个简单几何体,查阅有关计算公式进行计算;也可以运用有关软件,在绘制三维立体图后即自动生成体积数值。
(5)确定型腔数量
型腔数量的确定取决于塑件的生产批量、塑件的精度要求和注射机的生产能力。
当塑件的精度要求高、生产批量小时宜选用单型腔;生产批量大时在满足塑件质量的前提下,尽可能采用多型腔。
当企业所拥有的注射机型号单一,即塑件只限制在某型号的注射机上成型加工时,应根据该注射机的最大注射量和锁模力来确定型腔数量。
2.分型面及浇注系统的确定
(1)分型面的确定
选择分型面应考虑如下问题:
1)是否能确保塑件的成型质量;
2)是否容易清除分型面部位的毛刺及飞边;
3)是否有利于排除模具型腔内的气体;
4)模具分型后塑件是否留在动模。
(2)浇注系统的设计
浇注系统的设计的设计要求如下:
1)排气良好;
2)流程短;
3)防止小型芯变形;
4)压力损失和热量损失少;
5)塑件的修整方便;
6)防止塑件变形;
7)尽可能减少浇注系统的容积
设计浇注系统时,应选择合适的浇口类型、数量及位置,并加以论证。
用平面图或立体图把构思表达出来。
浇注系统各组成部分的零件应尽量选用标准件。
3.塑料模具设计的方案论证
(1)型腔的布局
由于注射机的料筒通常位于定模板的中心线上,由此决定了单型腔模具的型腔位置必然处于定模板的中心线上。
而对于一模多腔的模具,其型腔的分布也尽量与模具的中心线对称,并满足以下条件:
1)各型腔在浇注时应确保均衡进料和同时充满型腔;
2)尽量缩短到各型腔的流程,以降低废料率;各型腔之间应有足够的空间设置冷却水道、顶出杆等结构和零件。
(2)成型零件的结构及其固定方式
成型零件的结构应便于加工,尽量采用镶拼结构,以降低制造难度和节约贵重的模具材料。
应合理地确定镶块的分割位置及固定方法。
对于有嵌件的塑件还需考虑嵌件的安装和定位方式。
(3)推出机构的确定
开模时应尽量使塑件留在动模一侧,这样可使推出机构简单、可靠,模具结构也较为简单;推出元件的布局应合理,确保推力分布均匀;塑件脱模时应不变形,不损伤塑件的外观质量;推出机构的推出和复位应可靠且运动灵活,制造及配换方便容易。
4.绘制装配图
(1)作图比例和图面布置
1)尽量采用1:1的作图比例,选择幅面大小合适的图纸。
2)模具图一般采用主视图和俯视图两个视图,主视图采用剖视法,俯视图画拆去定模部分后的实际投影。
如两个视图还无法表达清楚,则可增加其他视图(局部视图、剖视图、剖面图等)。
3)塑件图布置在装配图的右上角,并注明塑件名称、塑料牌号等要素,标注尺寸公差、、形位公差和表面粗糙度。
塑件图尺寸较大或形状较为复杂时,可单独画塑件图。
4)装配图上需标注模具的外形尺寸(长×宽×高)、配合尺寸、安装尺寸、闭模高度及其他重要尺寸,其余的次要尺寸一般不标。
5)总装图上零件序号的标注应不漏标、不重标;引线不交叉;零件序号一般按顺时钟方向顺序排列;字体严格使用仿宋体,字间距均匀、对齐。
(2)标题栏及明细表
标题栏内容应按统一要求填写,设计者必须在相应的位置签名。
编制明细表必须包括零件序号、零件图号、零件名称与规格、材料及热处理等要求。
零件序号应自下而上进行排列;材料应注明牌号并应尽量减少材料的种类;标准件应注明标准号、名称和规格;非标准件应编写图号;零件名称栏中的文字应首尾两字对齐、字的间距均匀、字体大小一致。
5.绘制零件图
(1)视图和比例尺的选择
零件图比例尺大都采用1:1。
小尺寸或尺寸较多的零件则需放大比例绘制。
视图的选择可参考下列建议:
1)轴类零件通常只需一个视图,按加工位置布置较好。
2)板类零件通常需要主视图和俯视图两个视图,一般按装配位置布置较好。
3)镶拼组合成型零件应先画组件图,再画零件图,以便于尺寸及公差的标注,视图可按装配位置布置。
(2)尺寸标注的基本规范
尺寸标注要做到既不少标、漏标,又不多标、重标,同时还应使图面尺寸的布置清晰、美观。
1)正确选择基准面
尽量使设计基准、加工基准、测量基准一致,避免工艺尺寸的换算。
成型零
件的尺寸标注基准应与塑件图中相应的基准一致。
2)尺寸布置合理
大部分尺寸最好集中标注在最能反映零件特征的视图上。
如对于板类零件而言,主视图上应集中标注厚向尺寸,而平面内各尺寸则应集中标注在俯视图上。
3)脱模斜度的标注
脱模斜度有三种标注方法:其一是大、小端尺寸均标出;其二是标出一端尺寸,再标注角度;其三是在技术要求中注明。
4)有精度的位置尺寸
需与轴类零件配合的各通孔中心距、多型腔模具的型腔间距等,其位置尺寸如有精度要求,则中心距尺寸应标注公差。
5)螺纹尺寸及齿轮尺寸
对于螺纹成型件和齿轮成型件,还需在零件图上列出主要几何参数及其公差。
(3)表面粗糙度及形位公差
1)各个表面的粗糙度均应注明。
如多个表面的粗糙度要求相同,可集中在图纸的右上角同一标注。
2)有形位公差要求的结构要素则需标注形位公差。
(4)技术要求及标题栏
零件图上的技术要求应注明在标题栏的上方,逐条注明在零件图上无法标注的其他技术要求,如热处理、电镀、去毛刺等等。
标题栏内应按统一规定填写,如零件名称、零件材料、图号、比例、零件数量和设计者签名。
6.设计计算说明书的内容
1)塑件成型工艺分析;
2)分型面及浇注系统的确定;
3)塑料模具设计的方案论证;
4)主要零部件的设计计算;
(四)设计进程。