塑料模具

塑料模具（通用8篇）

塑料模具 篇1

课程设计指导书

一、题目：

塑料肥皂盒 材料：PVC

二、明确设计任务，收集有关资料：

1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划

2、将UG零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸

3、查阅、收集有关的设计参考资料

4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量

5、塑胶厂车间的设备资料

6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况

三、工艺性分析

分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。

1、塑胶件的形状和尺寸：

塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。

2、塑胶件的尺寸精度和外观要求：

塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。

3、生产批量

生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。

4、其它方面

在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。

四、确定成型方案及模具型式：

根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。

五、工艺计算和设计

1、注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。对于形状复杂不规则的制品，可以利用UG的“分析/质量属性”来计算质量。或者采用估算估计塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。

2、浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。

3、成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。为计算方便，凡孔类尺寸均及其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均及最大尺寸作为公称尺寸；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。

4、模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。

5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。

六、进行模具结构设计：

1、确定凹模尺寸：先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模周界尺寸时要注意：第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置；第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心与模板的几何中心应重合；第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。

2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。

七、画装配图

一般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型面开始向左右两个方向画比较方便。

1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图

2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图

3、俯视图、局部剖视图等

4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格

5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。

八、绘制各非标准零件图

零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求

九、编写技术文件

1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。

2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片

3、编写设计说明书

目

录

第 一 部分

产品的说明

第 二 部分

塑件分析

第 三 部分

注射机的型号和规格选择及校核

第 四 部分

型腔的数目决定及排布

第 五 部分

分型面的选择

第 六 部分

浇注系统的设计

第 七 部分

成型零件的工作尺寸计算及结构形式

第 八 部分

导柱导向机构的设置

第 九 部分

推出机构的设计

第 十 部分

温度调节系统的设置

第十一部分

模具的动作过程

第 一 部分

产品的说明

肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各样，丰富多彩，有很特别的设计以赢得消费者的喜爱。此次设计的是肥皂盒底座，结构比较简单，但考虑的是其实用性。为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起的曲面，并在底座水平放置面处开了漏水孔。为了防止使用香皂后手滑，特别将肥皂盒侧面设计成了内凹的曲面。此次产品是在UG 6.0的辅助下完成的。产品图如下：

图一

零件实体图

第 二 部分

塑件的分析

PVC塑料

化学名称：聚氯乙烯

比重:1.38克/立方厘米 成型收缩率:0.6-1.5% 产品需要预热到70~90度，预热时间为4~6小时 成型温度：230~330℃成型特性：

1.无定形料,吸湿性小

2、流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200°C.分解时有腐蚀及刺激性气体

3、成型温度范围小，必须严格控制料温

4、用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径易大，以防死角滞料，滞料必须及时处理清除

5、模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面应镀铬

第 三 部分

注射模是安装在注射机上的，规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，从模具设计角度考虑，好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。

1、注射机的选用

选用注射机时，通常是以某塑件注射量的注射机型号，40~130秒

,但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。

注射机的型号和规格选择及校核因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术同时选定合适的注射机型号。需要了解注射机的主要技术规范。（或模具）实际需要的注射量初选某一公称 成型时间为

在设计模具时，最。

然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行

程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：

V实V公

式子中，V实—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（cm3）。由UG分析/体测量，可得塑料盒的体积为19.60cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，选择XS—ZY—为500KN，最大注射面积为180mm。喷嘴圆弧半径为

2、注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力射压力P0，其值一般为

3、锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，体充填模腔时，力必须大于该胀型力，即：F锁—注射机的额定锁模力（P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（倍，通常取20A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（由UG分析∴ F而锁模力为

4、开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，60.其最大理论注射容量为130cm2.模具高度在12mm，喷嘴孔直径为

70～150MPa，通常要求

会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。

F锁  F胀 = A N）；

40MPa。我们这里选P型可得投影面积为70cm锁  F胀 = A 分 ×= 80×200500KN，大于480KN

可以60cm3，注射压力为122MPa，锁模力200~300mm，最大开模行程4mm。

P能否满足塑件所成型时需要的注P> P0。我们这里选70MPa。

当高压的塑料熔为此，注射机的额定锁模分 × P型

MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65。

mm2）

2，浇注系统的投影面积不超过10cm2

型

30=4.8×105（N），符合要求。

用H表示，它必须～=30MPa/面测量，P×

小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。

1、当开模行程与模具厚度无关时

这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型： ⑴ 对单分型面注射模，所需开模行程H为：

S  H = H1 + H2 +（5～10）mm 式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）； H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）； S —注射机移动板最大行程（mm）； H —所需要开模行程（mm）。而我们这里通过资料可得出（结构见图六）：

H = 15 + 95 + 8 = 118（mm）。

⑵ 对双分型面注射模，所需开模行程为：

S机  H = H1 + H2 + a +（5～10）mm 式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。

2、推出机构的校核

各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。

第 四 部分

分型面的选择

分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。

1、分型面的形式：

分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。

2、分型面的选择原则：

a）、便于塑件脱模：

Ⅰ、在开模时尽量使塑件留在动模内

Ⅱ、应有利于侧面分型和抽芯

Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位； b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏

c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气

e）、尽量使模具加工方便

3、我们这里选择曲线分型面

图二

分型面

第 五 部分 型腔数目的决定及排布

1、型腔数目的确定：

为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目； b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目； d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用a），其计算过程如下：

我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为与型腔无关的模具费用为C０，每小时注射制品成型的加工费用为成型周期为t（min），则：

模具费用为XMnC1C0（元），注塑成型费用为XsN(yt60)（元），总成型加工费用为XXMXS，即

XN(yt60n)nC1为使总的成型加工费用最少，即令

dxd＝０，则有nN(yt60)(1n2)C1所以n＝Nyt60C。1对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，数目不超过４个，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局布局参见零件布局图）。

C0 ：

0 C1，y（元／h），制造难度和生（详细的

故通常推荐型腔

图三

型腔布局图

第 六 部分

浇注系统的设计

1、浇注系统的组成

图四

浇注系统的组成

所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图四所示：

2、浇注系统各部件设计

A、主流道设计：

主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：

⑴ 主流道圆锥角α=2o～6o，对流动性差的塑件可取3 o～6o，内壁粗糙度为Ra0.63μm。

⑵主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。⑶在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。⑷对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用⑸主流道衬套一般选用B、冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；种是无拉料杆的冷料穴。出杆匹配的倒锥形冷料穴，其结构如图五：— 定位圈3 — 推 C、分流道的设计分流道就是主流道与浇口之间的通道，的作用。多型腔模具必定设计分流道，要设置分流道。

①分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、然后配合固定在模板上。T8、T10制造，热处理强度为三

—

— 单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也

但在大多数情况下是主流道衬套与H9h9间隙配合。

52～56HRC。

图五 冷料穴

起分流和转向U形和

我们这里选用与推

冷料穴杆 动模板

一般开设在分型面上，六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，如图六。因为圆形截面

分流道的效率是分流道中效率最高的，固选它。

②分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，图六 圆形流道 所以可以根据塑料 的品种来粗略地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如下表一。

但对于壁厚小于道直径：

式中，m道直径（mm）。对于黏度较大的塑料，可按上式算得的系数。我们这里取D`=1.2D=1.2×0.265 ③分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。④分流道与浇口的连接：渡，有利于塑料熔体的流动及充填。D、浇口的设计：浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，为分流道截面积的表面粗糙度Ra不低于浇口的结构形式很多，口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是点浇口。简图如图七

3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式确定其流g）；L—分流道长度（m=60*1.05=63g，L=50mm。固分流道尺寸为√63×450=8（mm）。所以S=Л分流道与浇口的连接处应加工成斜面，然后在试模过程中逐步加以修正。～9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.4μm。

按照浇口的形状可以分为点浇口、mm）；D—分流 D值再乘以1.2~1.25的1.2D，即8*8/22×1.22=72.4（mm2）

并用圆弧过 一般浇口的截面积0.5～2mm，扇形浇口、盘形浇—流经分流道的塑料量（××3%

图七 点浇口

浇口的截面一般只取分流道截面积的3％～S=5％×浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。②浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。③浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。⑤对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，⑥浇口应设在不影响制品外观的部位。

⑦不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。

第 七 部分 成型零件的工作尺寸计算

凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。mm

29％，浇口的长度约为0.5mm～2mm，现在可算出我们需要的浇口面积s=3.9。

所以我们在开设浇口时应注意以下几点：

以避免型芯受冲击变形。

一、凹模的结构形式：根据需要有以下几种结构形式：

整体式凹模、组合式凹模、拼块组合式凹模，我们的产品属于小型制件，从各方面分析我们

可选用组合式凹模——整体嵌入式凹模。

整体嵌入式凹模：于小件一模多腔式模具，一般是将每个型腔单独加工后压入定模中。这种结构的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。凹模的外形通常是用带台阶的圆柱形，由台阶定位，以H7座板将其固定。其结构如图六所示：

m6过渡配合嵌入定模板，然后用定模板

二、凸模的结构设计

1、凸模的结构形式：

凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可非为整体式和组合式两种类型。我们根据凹模的结构形式选择组合式凸模——整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成，如下图所示：

图八

型芯图

2、凹模的形状

图九

型腔图

三、成型零件的工作尺寸计算

现设制品的名义尺寸LS是最大尺寸，其公差按规定为负值“-Δ”； 凹模的名义尺寸LM是最小尺寸，其公差按规定为正值“+δZ”现由公式可得：

LM[LS(1S)0.5]Z0

式中，“Δ”前的系数（此处为0.5）可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5～0.75之间，ABS的收缩率S为0.005.制品偏差大则取小值，偏差小则取大值。Δ值由塑料模设计手册《公差数值表》可查基本尺寸为120mm时，其Δ值为0.68，基本尺寸为70mm时，其Δ值为0.52,基本尺寸为15mm时Δ为0.24.（这里塑料件的精度取5级）

固可由以上公式算出其尺寸：

A、型腔尺寸计算：

DM1[LS1(1S)0.5]Z0

+0.14=[120（1+0.005）-0.5*0.68]+0.2*0.68= 120.26

（mm）

DM2[LS2(1S)0.5]Z

0 = [70(1+0.005)-0.5*0.52]DM3[LZS3(1S)0.5] 0=[15(1+0.005)-0.5*0.24]=15.0+0.04(mm)

、型芯尺寸的计算

设塑件内型腔尺寸为ls，公差为正值“lM2mm。因此相应的尺寸上减去116mm的为dM1[dS11S0.5]0

Z=[116(1+0.005)+0.5*0.68]-0.14mm dM2[dS11S0.5]0

Z=[66(1+0.005)+0.5*0.52]=66.6-0.10mm

+0.2*0.52=70.1

4+0.2*0.24

[lS1S0.68，+0.10

mm

+Δ”，制造公差为负值“0.5]0

Z4mm或者2mm。的为0.52，13mm的为0.24.B-δZ”，经过与上面凹模径向尺寸相似推理，可得：

由于我们塑料件的厚度为Δ值的取值分别为。基本尺寸为66mm-0.2*0.68 =116.92-0.2*0.52

dM3[dS11S0.5]0Z

=[13(1+0.005)+0.5*0.24]-0.2*0.24 =13.185-0.04mm C、型腔壁厚和底板厚度计算

在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底板的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其是对大型塑件。但我们这里的塑件较小，故不需要对型腔壁厚和底板厚度进行计算，大致得体即可。

第 八 部分 导柱导向机构的设计

为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。

导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种，我们这里选取导柱导向机构，其结构如图十：

我们在设计此机构的同时还应注意以下几点：

⑴、导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。

⑵、导柱的长度应比型芯（凸模）端

面的高度高出6～8mm（图十），以免型 图十 导向机构

芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。⑶、导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。

⑷、为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应该倒角。

⑸、导柱的设置应根据需要而决定装配方式。

⑹、一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。

⑺、一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。

⑻、导柱的直径应根据模具大小而决定，可

参考准模架数据选取。

第 九 部分 脱模机构的设计

1、何为脱模机构

在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。

2、脱模机构的分类及选用

脱模机构的分类分多，我们采用的是混合分类中的一种：推杆一次脱模机构，因为此机构是最简单、最为常用的一种，具有制造简单、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。所谓一次脱模就是指在脱模过程中，推杆就需要一次动作，就能完成塑件脱模的机构。它通常包括推杆脱模机构、推管脱模机构、脱模板脱模机构、推块脱模机构、多元联合脱模机构和气动脱模机构等。

3、脱模机构的设计原则

设计脱模机构时，应遵循以下原则：

（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度。（2）保证塑件不变形、不损坏。（3）保证塑件外观良好。

（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。

4、推杆的结构形式及形状

因制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同，常用推杆的截面形状为圆形。推杆又可分为普通推杆与成型推杆两种，选用普通推杆。其结构形式见图十一。

5、推杆的固定方式（图十二）

图十一 推杆

第 十 部分 温度调节系统的设计

我们这里

图十二 推杆固定

1、冷却系统设计

塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。

一般注射模内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以

2、冷却时间的确定

在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：

s24TsTmt2ln[] TeTm

式中，a — 塑料热扩散系数（m2/s）； S — 制品壁厚（mm）； 现我们根据已知条件知道PP的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度为2mm：

22426060ln[] ∴ t24100602.410 =4.5s

3、冷却系统设计原则

①、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡

②、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。③、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。④、浇口处加强冷却。

⑤、应降低进水与出水的温差。⑥、合理选择冷却水道的形式。⑦、合理确定冷却水管接头位置。

⑧、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。

⑨、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。

4、冷却系统的结构形式

根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。

简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。其结构如图十三：

图 十三

冷却系统

5、冷却系统的计算

由塑料成型工艺及模具设计查阅可得，ABS的单位质量成型时放出的热量为

300KJ~400KJ/Kg。放出热量为60*1.05/1000*350KJ=22.05KJ 其中，1/3的热量被凹模带走，2/3由型芯带去。

第 十一 部分 模具动作过程

随着动模部分的开模，拉料杆5将塑件及冷凝料从型芯板10上拉出，顶杆7将塑料件和冷凝料从型腔板12中顶出。随着动模机构后移，将塑料件完全顶出。合模时，在导柱23和导套1的作用下将完全合模，进入下一次浇注。

塑料模具 篇2

通过分析手册得知成型工艺的具体数值如下:

适用注射机类型螺杆式

密度:1.03~1.09g/cm3;

收缩率:0.5~0.9%;

预热温度:75C°~85C°, 预热时间2~3h;

料筒温度后段145C°~165C°, 中段165C°~180C°, 前段180C°~205C°;

喷嘴温度:171C°~185C°;

模具温度:53C°~85C°;

注射压力:65~100MPa;

成型时间注射时间25~85s, 保压时间0~5s, 冷却时间30~130s

1.1 确定分型面

分型面的作用在与分开模具取出产品, 所以, 其分型面在选取的时候要保证合乎产品的规定, 它的分型面有很多种样式, 通过分析相关的资料得知, 该塑件只有一个平面, 所以选择该面为分型面。

1.2 选择浇注系统

电筒盖塑料模具主流道采用点浇口成型的方法。其点浇口直径是Φ0.8mm, 点浇口长度为1.0mm, 头部球半径为R1.5~2mm。分流道分析采用半圆截面流道, 其半径R为3~3.5mm。主流道是圆锥形, 锥角α为7°, 上部直径与注射机喷嘴相配合, 下部直径Φ6~8mm。这样的选择可以最短的减小熔体的流程, 减小塑料的消耗等满足浇注系统的选择原则。

2 明确推出的模式

结合计算得知其形状是方圆壳状的, 而且其壁不是很好, 所以通过斜向的推杆来进行塑件的推出活动, 并且需要同时采用多根推杆, 平衡布置, 这样的布置好处在与可在脱模时出力均匀, 确保塑件被推出时受力均匀, 变形较小。塑件的侧面有4个凸台, 所以它有着侧向模式的芯型构造, 因为抽出的间距不是很长, 而且用力也不大, 因此一般可以用斜推杆等。将斜推放到滑块之上, 将其放到顶板中, 确保脱模时斜推杆的顺利的抽出。

3 选择成型设备

经过计算验证, 产品单件的体积为41.15cm3, 因此注射机一次所需要注射熔融塑料的体积为

V=n (V件+V凝) =132.92cm3

式中, n=2, V凝=0.6V件

则注射机的理论注射量V理=V/0.8=162.63cm3

选用G54-S200/400型卧式注射机, 其有关参数为:

额定注射量200/400cm3;

注射压力109MPa;

锁模力2540k N;

最大注射面积645cm2;

模具厚度165~406mm;

最大开合模行程260mm;

喷嘴圆弧半径18mm;

喷嘴孔直径4mm;

拉杆间距:290×368mm。

关于模架的安装尺寸分析

其外在的尺寸按照长宽高分别是300、250、345mm, 要确保其不能够超过注射设备拉杆的模具尺寸, 只有这样的话才能够确保它能够被安到设备中。

4 型腔结构

电筒盖塑料模具设计型腔由垫板、固定板和滑块等几部分组成。固定板构成塑件的侧壁, 垫板与上模座成为成型塑件的顶。为保证模具闭合精确性优秀, 就要保证它的中心没有空隙, 所以它的定模区域和动模区域要使用导柱等来定位。为了使导柱和导套的可靠的配合, 在固定板处放上导套, 当推出的时候, 该套就可以再柱上运行, 以此来确保板的精确性。取ABS的平均成型收缩率为0.5%, 塑件没有就注公差按照SJ1372中8级精度公差值选取。模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/3;取x=0.75。

4.1Φ24+0.52→Φ24.52-0.52

即δz=Δ/3=0.173, 此值在IT11和IT12之间, 可按IT12制造, 即δz=0.21mm

4.2 型腔的宽度

即δz=Δ/3=0.206, 此值在IT11和IT12之间, 可按IT12制造, 即δz=0.21mm

4.3 型腔深度尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/3;取x=0.5。

(1) 25+0.52→25.52-0.52

即δz=Δ/3=0.173, 此值在IT11和IT12之间, 可按IT12制造, 即δz=0.21mm

(2) 16+0.43→16.43-0.43

即δz=Δ/3=0.143, 此值在IT11和IT12之间, 可按IT11制造, 即δz=0.13mm

4.4 型芯径向尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/4;取x=0.75。

(1) Φ40+0.62→Φ40+0.62

即δz=Δ/4=0.155, 此值在IT10和IT11之间, 可按IT11制造, 即δz=0.16mm

(2) Φ34+0.62→Φ34+0.62 (3) Φ30+0.52→Φ30+0.52

(4) Φ7+0.36→Φ7+0.36

即δz=Δ/4=0.09, 此值在IT9和IT10之间, 可按IT10制造, 即δz=0.10mm

4.5 型芯高度尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/3;取x=0.5。

(1) 20+0.52→20+0.52

即δz=Δ/3=0.173, 此值在IT11和IT12之间, 可按IT12制造, 即δz=0.21mm

(2) 5+036→5+0.36

即δz=Δ/3=0.12, 此值在IT10和IT11之间, 可按IT11制造, 即δz=0.13mm

4.6 型芯中心距尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/4;取x=0.5。

δz=Δ/4=0.62/4=0.155, 此值在IT10和IT11之间, 可按IT11制造, 即δz=0.16mm, δz=±0.08

5 模具总装图

5.1 关于安装测试

测试模型是生产过程中非常关键的内容, 其改动以补充等是对该项设计的不断发展。

5.2 做好准备活动

在测试之前的时候要积极的检测模具和相关的设备。要分析它的闭合性是不是合理, 要查看其和设备的相关尺寸以及形式等的规定是不是能够保持一致。要分析模具中的零件间的孔隙是不是合理, 有没有卡槽的问题。要保证其活动非常的灵便, 而且要稳定性好, 要保证初始方位的定位精准。所有的嵌入件都要固定好, 避免其发生了松动问题。所有的管线接头和阀门等都要配置齐全。而且要去方位的检测注射剂, 要对水路以及其他的一些线路和活动零件等分析, 以此来确保它的运作合理。

5.3 关于安装和测试

(1) 其安装应该和图纸的规定保持相同。

(2) 模具侧向滑动时要与水平面一致。

(3) 如果它的尺寸长度以及宽度之间有着较大差异的时候, 要确保较长的那个和水平方向是一样的。

(4) 如果其存在油路以及其他的一些线路接头等的时候, 要放在不活动的一旁, 防止活动的时候带来不利现象, 通常其在注射机中的规定多是使用螺钉等。一般是用四块到八块的压板, 而且要对称的设置。

将其放到注射设备中以后, 要对其调节, 它的意义是为了分析模具中的所有运动设备是不是稳定, 定位原件是不是能够发挥出应有的效益, 要具体关注如下的事项。

(1) 确保分型面间不能够存在孔隙, 要有非常大的力来确保其有效的聚拢。

(2) 要确保斜推杆以及其他的一些导向零件的运动稳定, 不会出现干涉问题, 而且定位的时候要精准合理。

(3) 在开模的时候, 要保证推出的产品是稳定的, 要把塑件和浇筑体系里的材料推出模具, 要不然的话会对其产生负面影响。

(4) 保证冷却水通畅, 防止渗漏问题出现, 确保所有的阀门运作有序。

5.4 试模

做好安装调节活动之后就可以测试了。具体的说要先放进原料, 然后调节机械的相关数值。

5.5 检验

要检测模具的设计是不是精准, 得到的样件是不是和使用人的规定一样。其是不是能够大批量的生产。针对此时或许会发生的不利现象, 要积极的调节处理, 确保合乎使用人的规定。

摘要：模具是大批量生产同样形状产品的工具, 是工业生产不可缺少得装备, 采用模具生产零部件, 具有生产效率高, 成本低, 节约能源和原材料等一系列优点, 现代模具制造技术渐渐趋向精度化。

关键词：塑料模具,电筒盖,设计

参考文献

[1]石世铫.注射模具设计与制造300问[M].机械工业出版社, 2010.[1]石世铫.注射模具设计与制造300问[M].机械工业出版社, 2010.

浅谈塑料模具的抛光 篇3

关键词:塑料模具;抛光方法;影响因素

塑料模具的抛光不仅增加工件的美观,而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性,还可以使模具拥有其它优点,同时可以使塑料制品易于脱模,减少生产注塑周期。因而抛光在塑料模具制作过程中是很重要的一道工序。

一、常用的抛光方法

(一)机械抛光

机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各种抛光方法中最高的。

(二)化学抛光

化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备,可以抛光形状复杂的工件,可以同时抛光很多工件,效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。

(三)电解抛光

电解抛光基本原理与化学抛光相同,即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。与化学抛光相比,可以消除阴极反应的影响,效果较好。电化学抛光过程分为两步

1.宏观整平 溶解产物向电解液中扩散,材料表面几何粗糙下降,Ra>1μm。

2.微光平整 阳极极化,表面光亮度提高,Ra<1μm。

(四)超声波抛光

将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中,依靠超声波的振荡作用,使磨料在工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小,不会引起工件变形,但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上,再施加超声波振动搅拌溶液,使工件表面溶解产物脱离,表面附近的腐蚀或电解质均匀;超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程,利于表面光亮化。

(五)流体抛光

流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有:磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动,使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物(聚合物状物质)并掺上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末。

(六)磁研磨抛光

磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷,对工件磨削加工。这种方法加工效率高,质量好,加工条件容易控制,工作条件好。采用合适的磨料,表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。

在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同,严格来说,模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。表面抛光一般只要求获得光亮的表面即可。镜面加工的标准分为四级:AO=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm,由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度,而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求,所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。

二、机械抛光中应注意的问题

(一)用砂纸抛光应注意以下几点

1.用砂纸抛光需要利用软的木棒或竹棒。在抛光圆面或球面时,使用软木棒可更好的配合圆面和球面的弧度。而较硬的木条像樱桃木,则更适用于平整表面的抛光。修整木条的末端使其能与钢件表面形状保持吻合,这样可以避免木条(或竹条)的锐角接触钢件表面而造成较深的划痕。

2.当换用不同型号的砂纸时,抛光方向应变换45~90,这样前一种型号砂纸抛光后留下的条纹阴影即可分辨出来。在换不同型号砂纸之前,必须用100%纯棉花沾取酒精之类的清洁液对抛光表面进行仔细的擦拭,因为一颗很小的沙砾留在表面都会毁坏接下去的整个抛光工作。从砂纸抛光换成钻石研磨膏抛光时,这个清洁过程同样重要。在抛光继续进行之前,所有颗粒和煤油都必须被完全清洁干净。

3.为了避免擦伤和烧伤工件表面,在用#1200和#1500砂纸进行抛光时必须特别小心。因而有必要加载一个轻载荷以及采用两步抛光法对表面进行抛光。用每一种型号的砂纸进行抛光时都应沿两个不同方向进行两次抛光,两个方向之间每次转动45~90。

(二)钻石研磨抛光应注意以下几点

1.这种抛光必须尽量在较轻的压力下进行特别是抛光预硬钢件和用细研磨膏抛光时。在用#8000研磨膏抛光时,常用载荷为100~200g/cm2。

2.当使用钻石研磨抛光时,不仅是工作表面要求洁净,工作者的双手也必须仔细清洁。

3.每次抛光时间不应过长,时间越短,效果越好。如果抛光过程进行得过长将会造成“橘皮”和“点蚀”。

4.为获得高质量的抛光效果,容易发热的抛光方法和工具都应避免。比如:抛光轮抛光,抛光轮产生的热量会很容易造成“橘皮”。

5.当抛光过程停止时,保证工件表面洁净和仔细去除所有研磨剂和润滑剂非常重要,随后应在表面喷淋一层模具防锈涂层。

三、抛光工艺的影响因素

(一)不同硬度对抛光工艺的影响

硬度增高使研磨的困难增大,但抛光后的粗糙度减小。由于硬度的增高,要达到较低的粗糙度所需的抛光时间相应增长。同时硬度增高,抛光过度的可能性相应减少。

(二)工件表面状况对抛光工艺的影响

如果电火花精修规准选择不当,热影响层的深度最大可达0.4mm。硬化薄层的硬度比基体硬度高,必须去除。因此最好增加一道粗磨加工,彻底清除损坏表面层,构成一片平均粗糙的金属面,为抛光加工提供一个良好基础。

塑料模具设计课程教学的论文 篇4

摘要：本文分析了当前塑料模具设计教学中存在的主要问题，将项目驱动教学法应用于塑料模具设计教学中，结合课程内容阐述了项目驱动教学的实施方法，经实践证明该方法可以提高学生的自学能力、工程实践能力、创新能力和团队合作能力。

关键词：项目驱动法;塑料模具设计;课程教学;实践能力

1概述

《塑料模具设计》是模具设计与制造专业的一门专业技术课，是机械制造类专业的重点课程，是一门综合性、实践性非常强的课程，是培养模具行业设计、生产、管理等职业岗位基础能力的核心课程。目前，绝大部分高校对该课程的教学方法仍然是理论教学与实践操作分开进行，导致学生没有真正理解教学内容，设计模具时无从下手，教学效果很不理想。教学过程中主要存在问题如下：1.1塑料模具设计课程中模具的外形结构和开合模动作原理都较为复杂，必须借助先进的教学演示手段，课堂中多采用多媒体和板书相结合的教学方法，能形象地表达模具的动作和结构。但模具属于精密复杂设备，而动画往往简化了模具结构，使得理论教学与实际不符，学生对模具的认识不全面。再者过多模具图、动画、文字信息的展示，容易造成满堂灌的教学现象，未能全面调动学生的学习主动性和积极性，容易让学生感觉模具设计原理枯燥，内容琐碎，复杂难记，教学效果欠佳。1.2塑料模具设计教学知识点多，包括塑料材料的选取、塑料件工艺结构设计、分型面设计，型腔数目的确定、模具成型零件设计、浇注系统设计、导向机构设计、推出机构设计、冷却机构设计等。学生难以看出知识点之间的关系，往往学了后面，忘记前面，不能温故而知新，最终接受的仅是一些零散的知识点，缺乏系统性。1.3教学考核方式是试卷与平时表现相结合的考察方式。试卷成绩占总评成绩的70%;平时成绩占30%，主要包括出勤、作业和课上提问，主要是基于课本内容的考察，加大了学生对书本的依赖性，难以检查出学生的动手能力、创新能力以及将所学知识运用于实践的能力，难以提高学生对模具岗位的适应能力，对今后的就业会造成一定的影响。面对未来社会对模具行业人才的要求，如何在传授知识的同时，提高学生的自学能力和综合素质的，是课程教学改革的一个重要方向。

2项目驱动教学法简介

项目驱动法是指将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目完成教学过程的一种教学方法。项目驱动法的主要特点在于课程教学始终围绕着项目进行，重在培养学生的实践能力、创新能力、独立获取信息和自主建构知识的能力。具体说，项目驱动法就是师生为完成某一具体的任务而展开的教学行动。项目式教学强调以教案为重点过渡到以完成项目为重点，选取一个典型的项目作为总任务贯穿教学的始终，按知识点将总任务分解为若干个具体子任务，把课程教学的主要内容融入到总任务的各个阶段，使教材中各章节的零散知识有机地联系在一起，有利于帮助学生构建完整的知识体系。

3项目驱动教学法在塑料模具设计教学中的实施

3.1确定项目主题。要根据教学大纲、课程目标来确定学习领域的主题学习单元。课程项目的设计要贴近企业，要依据模具设计的典型工作流程，提高项目实践性和针对性，又要贴近学校的实际条件，具有可操作性。首先确定能够达到课程培养目标的.综合性大项目，然后再逐步分解，分解成若干容易操作实施的小项目，小项目通常仅涉及一个单元的主要知识点，制定典型工作任务并实施。[3]本课程确定总项目为“冰箱调温旋钮注塑模具设计”，根据课程培养目标和各单元知识点将项目内容分解如表1。3.2项目活动的展开阶段。首先成立项目小组，组长负责编写小组项目计划书，分配工作任务。然后制定项目方案，小组成员通过阅读教材或参考书目自学项目所涉及的理论知识，每个人设计一个方案，以小组讨论的方式对每个方案进行评价，最终决策出一个科学、合理的实施方案。之后对实施方案进行任务分解，每个人按照承担的项目任务工作。项目任务完成后，学生自行检查，核对。3.3项目活动的展示与评价阶段。项目完成后，每组都要进行答辩，可以用PPT、CAD图纸、手绘图纸、自制模具等多种方式展示项目成果。项目教学的评价主要看项目工作的完成质量，包括教师评价、学习小组评价和自我评价。教师评价以鼓励为主，以增强学生的信心。学习小组评价内容侧重于学生参与项目活动的态度，学生在项目活动中的合作精神。自我评价以口述或写书面心得的方式，叙述参与项目过程中遇到的困难，获取成功的思路，采用的方法，收获的结论，目的是初步提高学生的科研能力和科技论文写作能力。其中教师评价占最大比重，以上三部分加权求和后作为本课程成绩的一部分。

4项目驱动教学法效果分析

塑料模具 篇5

李金国 王刚毅 何向华

(台州职业技术学院 浙江台州 318000)

摘要：《塑料模具设计》为高职院校模具专业的主干课程，是模具专业学生必须掌握的一门理论基础课。为了使学生快速的、全面的掌握本课程的内容，教师应在有限的时间内实现教学的有效性。本文以台州职业技术学院模具专业课程――《塑料模具设计》为研究对象，研究高职院校模具专业课程有效教学的实施策略，取得了预想的成果。

关键词： 高职教育;有效教学;模具专业课程

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：

前言

有效教学，是指在教学中，教师对学生传授知识、培养能力和学生掌握教学的有效知识量的程度达到了有效教学[1]时间和总教学时间的最大比值，最大限度减少教学浪费的过程。有效教学对于高职院校模具专业课教学来说，就是要在有限的课时内，师生双方密切配合，通过《塑料模具设计》课程学习，最大限度地掌握模具的典型结构和模具设计要领，并能自主设计模具。

课程有效教学策略

《塑料模具设计》是高职院校模具专业开设的一门理论性、实践性很强的主干专业课程。学习《塑料模具设计》需要较好的空间思维能力和丰富的想象能力，更离不开实践操作。传统教学方法重点定位在于基础理论部分而非应用，淡化了模具设计的应用特点，作为课程应用部分所占比例很小，不利于调动学生的学习积极性和实践的实效性。因此，大多数学生感觉学习难度较大。怎样才能确保学生的畏难情绪，从而充满信心，轻松愉快地学习好这门课程呢?本课题从以下几方面研究《塑料模具设计》课程有效教学的措施。

着力培养学生学习课程的兴趣

一切有效的工作必须以某种兴趣为先决条件。也就是说，兴趣是人们力求认识某种事物或爱好某种活动的倾向，它能推动人们去追求某种知识或从事某种活动。要在学生初次接触课程的时候，讲清课程的特点、内容、用途，吸引学生的注意力。使学生产生一种新奇感，认为这门课有东西可学，有奥妙可探，激发学生学习的冲动和探索愿望。在理论教学前，先进行2天的模具装拆实验，以提高学生的感性认识，增强学生的参与意识。在后续每一部分的讲解中，教师依据学生的掌握程度有效地引导，学生均能在模具实物中找到实证，培养了学生认同意识，提高学生学习兴趣。另外，对该课程的性质和任务的`介绍时，让学生们意识到，学好“塑料模具设计课程”对他们今后的学习乃至工作都可能有着重要的影响，以此来激发他们的学习兴趣。

采用现代科学技术辅助教学

随着现代科学技术的发展，教学的手段和方法日新月异，计算机技术得到了广泛应用，对于《塑料模具设计》这门课程计算机辅助教学优为重要。教师利用已经搜集到的多媒体素材资源[2]，经过Powerpoint或者Authorware等多媒体制作平台的重新整合，根据教学的需要制作出适合学生特点的新课件。《塑料模具设计》这门课程的许多章节的内容不能用现有的实验设备进行演示，如讲解注射原理[3]、注射设备时，利用课件进行讲解，运用声像结合、动画模拟等形式，生动地展示模具生产中各部分的运动情况，学生能很快地理解并掌握要点，给枯燥的理论赋予活力，课堂气氛变得生动而活泼。

此外，教学工程中可以借助软件设计，进一步加强实践教学。在讲解比较复杂的模具设计时，可充分利用计算机软件给学生作三维演示。当然，这里要求教师对三维软件UG、PROE等非常熟悉，在备课时，就需将课本上的实例和习题进行三维建模。此类软件设计的模具，具有三维可视化显示效果，通过动画旋转演示，非常适合模具设计课程的课堂与实验教学。模具结构的动画装配和分解让学生更加清楚模具结构。同时，此类软件具有计算功能、模拟分析功能，通过计算分析功能检验设计的合理性，利用模拟分析功能检验模具设计的可行性。利用此类软件，教师可深入浅出分析模具结构与特性，讲解各部分作用与要点，学生能够清晰地理解深奥的结构问题。通过软件设计，进一步培养学生综合分析、设计和创新能力，而且效果理想。将设计结果进行软件模拟分析，不但能增强学生计算机设计操作能力，更能增强学生学习的兴趣，培养学生的创造性思维。

精讲巧练，启发教学

《塑料模具设计》是一门专业性较强的课程，它来源于生产，又服务于生产，需要学生具有很强的解决实际问题的能力，要学以致用。为培养学生的创新意识[4]，提高解决实际问题的能力。在日常教学中根据学生的不同发展阶段、不同教学内容进行针对性指导，在前期阶段，要引导学生掌握基本的学习方法，其次是启发学生思维，再次给学生于激励因素[5]，激发其思考问题。

案例：本课题以“分型面设计”一节为例，启发学生思维，激活课堂气氛，做了一次简单试验。

图1

问题：图1中有四个可选取的分型面，请大家分析一下，那个分型面最合理?回答正确的同学，将酌情给予平时成绩加分!

学生甲：选择I分型面和II分型面最好，均为单分型面，模具结构简单。分型面III和分型面IV均需增加侧向抽芯机构，模具结构复杂，因此不可取。

教师：甲同学的分析是正确的，平时成绩加2分。但同学们还要注意一点，分型面选择除了模具结构简单外，还要考虑模具成型零件加工是否方便，请同学们再仔细思考一下。

学生乙：老师，选择分型面II最好。如果选择分型面I的话，动模型腔中有凸台，导致数控铣和抛光困难。

教师：乙同学回答的非常好，不但简化了模具结构，而且方便了模具加工，平时成绩加2分。

从案例中我们可以看出，在教师启发式的提问方法下，学生不知不觉中就在发动思维，加上采用平时分加分的激励因素，课堂非常活跃，学生很快掌握了本次课的要点。

课程有效教学的评价策略

评价是对整个课程中学生在各方面表现的综合评价[6]， 包括技术方面的评价、实践能力方面的评价等等。评价要从客观上以褒为主、以奖为主、以鼓励为主， 要善于总结。使学生具有一种成就感， 增强自信心， 从而提高学习积极性， 便于再追求、更高层次的教学目标。

《塑料模具设计》课程有效教学的评价策略，本课题采用了以下4种方式来检验：

第一、整合策略：整合教学内容，突出知识主干，实现学生的主体地位。教师必须在深入钻研教学内容的前提下，按照实际的教学需要，对教学内容重新进行整合(剪裁、取舍、增删、组合)。只有整合教学内容，削枝强干，才能突出重点，提高教学的效益。

第二、分层策略：以合作学习和课内个别辅导促进分层教学。任何班级的学生都存在学习的个别需求，个性化需求的满足是体现和谐课堂教学有效性的基础。

第三、训练策略：以课内有效技能训练控制中下面的形成和扩大。

在课程教学前，先安排一次典型模具结构拆装实验，让学生通过拆装模具来认识模具结构。在完成该课程后，安排课程设计。我校模具教研室购置了大量塑料产品，以日常生活用品为主，确保每位学生塑件结构不同，通过课程设计，使学生实战模具设计过程，从中实现理论与实践的结合。

第四、案例分析策略。通过解剖具体的学习过程或作业案例，对其中的正与误、优与劣进行评价。师生借此辨析诊断，达成共识，促进学习。

课程有效教学的评价依据

教学是否有效，关键是看学生的学习效果，看有多少学生在多大程度上实现了“有效”学习，取得了怎样的进步和发展，以及是否引发了学生继续学习的愿望。

在结束《塑料模具设计》课程后，课题小组对本课程的教学有效性，做了简单的问卷调查，调查信息包括：学习兴趣，课程内容掌握程度，自身解决问题能力，继续学习的愿望。评价指标分为5个等级：“好”、“较好”、“中”、“较差”、“差”。调查涉及模具两个班，共90人。调查结果显示，选择“好”的有96%，“较好”的4%，“中”的1%。这个结果也说明了，《塑料模具设计》课程在采取有效的教学措施后，效果明显。

结束语

教学活动是双边的活动，要使学生在校期间学到更多的知识和本领，除要求学生上课认真听讲，努力学习外，还要求我们的教师要不断的改进教学方式和方法，从细节做起，提高课程教学质量，以适应新形势下的教学需要，从而使教学变得有趣味，使学习变得更轻松、愉快，这样才能充分调动学生学习的积极性。为了实现教学的有效性，我们在今后的教学中，还要不断的探索和总结，制定出更合理的教学计划和方案，让学生尽力掌握所学知识，成为社会有用的人才，最终实现我们的教学目标。

参考文献

[1] 朱禾勤、丁双六.《推进有效教学，实施优质教育的行动研究》结题报告.科学教育研究[J]，(7)：56～57.

[2]台湾海洋大学师资培育中心.课程领导与有效教学[M].北京：九州出版社，：8～15.

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[5]王淑芳.大学有效教学研究[J]. 高等工程教育研究，2006(4)： 14～16.

[6]章小辉.高校课堂教学质量的有效教学评价体系结构研究[J].现代教育科学，2006(3)： 33～35.

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塑料模具 篇6

CAD集成技术在塑料模具设计中的应用塑料模具CAD集成技术

塑料模具CAD集成技术是一项先进的模具制造技术，它的制造包括塑料产品的造型设计、模具的结构 设计及分析、模具的数控加工、抛光和配试模以及快速成形制造等，各个环节所涉及的CAD单元技术又包括产品外形的快速反求、结构分析与优化设计、辅助制 造、加工过程虚拟仿真、产品及模具的快速成形、辅助工艺过程和产品数据管理技术等。塑料模具CAD集成技术，就是把塑料模具在制造过程中所涉及的各项单元 技术集成起来，统一数据库和文件传输格式，实现信息集成和数据资源共享，从而大大缩短模具设计的制造周期，提高制模质量。塑料产品的CAD与外形的快速反求

进行塑料模具设计制造的第一步是塑料产品的设计。现代设计方法是设计者在电脑上直接建立产品的三维模型，根据产品的三维模型进行模具结构设计及优化设 计，再根据模具结构设计三维模型进行加工编程及编制工艺计划。这种方法使产品模型、模具结构、加工编程及工艺设计都以3D数据为基础，实现数据共享，不仅 能快速提高设计效率，还能保证质量，降低成本。

利用CAD系统软件进行产品模型设计，其技术主要包括二维几何图形、二维参数化图形、三维实体造型、三维特征造型、三维参数化实体造型、三维曲面造型、空间自由造型、产品的外观渲染和产品的动态广告设计等。

三维造型设计是对数字化产品的真实形状设计.它完全表达了产品能够进一步为模具设计、分析和加工提供数学模型;空间自由造型设计是产品外形的艺术设计，使产品不仅是功能产品，也是艺术品;产品的外观渲染是产品的效果设计，使产品更加美观、颜色更能迎合人们的需求;产品的动态广告设计是将产品设计的结果直 接制作成宜传广告，进行市场推广。利用实物测量进行快速反求建模是目前研究的热点之一，它是在产品仿型基础上进行产品修改设计的重要技术，它通过三坐标测 量机和激光测量机对实物进行扫描，把测量所获得的数字化的大量数据点送人高级CAD软件的反求模块或专用的反求软件中，反求软件可直接读取点数据群，并对 点数据群进行编辑、过滤、整理、求精、排序、局部修改与重组，然后自动生成曲面，最终获得同实物一致的或经改造的电脑塑件模型。CAD对模具的设计与分析

CAD对模具的设计与分析，包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。利用先进的特征 造型软件，如，PRONE和UGII等很容易地确定分型面，生成上下模腔和模芯，再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。确定了这些设计数据以后，再利用 MOLDFLOW和CFLOW软件进行塑料的成形过程分析。根据MOLDFOLM软件和它的丰富材料、工艺数据库，通过输人成形

工艺参数，可动态仿真地分 析塑料在注塑模腔内的注射过程、分析温度压力变化情况、分析注塑件残余应力等，并根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题 等。比如，是否存在浇注系统不合理，出现流道和浇口位置尺寸不当，无法平衡充满型腔;是否存在产品结构不合理或模具结构不合理，出现产品充不满(即短射现象);是否冷却不均匀，影响生产效率和产品质量;是否存在注塑工艺不对，出现产品的翘曲变形等。模具通过CAD的分析，就可以将错误消除在设计 阶段，提高一次试模成功率。

在塑料模具设计和分析这一阶段应用了许多新的电脑辅助技术，如，参数化技术、特征造型技术和数据库技 术等。塑料模具中有许多标准件，如，标准模架、顶出机构、浇注系统和冷却系统等都可以采用基于数据库管理的参数化特征造型设计方法进行设计或建立标准件 库，这样既可以实现数据共享，又可以满足用户对设计的随时修改，使模具的设计分析快速、准确和高效。参数化特征造型不仅可以完整地描述产品的几何图形信 息，也可以获得产品的精度、材料及装配等信息，其所建立的产品模型是一种易于处理、能反映设计意图和加工特征的模型。因此，参数化特征造型技术是模具制造 过程中最重要的技术之一。结束语

浅谈塑料模具材料的选择 篇7

1 选择原则

选择适合要求的模具材料需要以模具生产和使用条件为根据, 并且与模具材料的性能和其他因素相结合。

1.1 根据塑料的种类选择

成型塑料种类不同;塑料制品形状、尺寸、技术要求的不同, 在选择模具材料时也会有所区别。塑料模具材料一般有耐热性、耐磨性、耐腐蚀, 优良的切削加工性、热稳定性和热处理等不同的性质。用于塑料模具的材料大致可分以下几种类型:

1) 用于生产PVC, PP等通用塑料制品的模具。

生产批量不大, 表面粗糙度、尺寸精度要求不高, 而且截面不大时, 可选用碳素钢45钢或低碳钢10、20钢制造。

生产批量很大, 模具结构比较复杂, 尺寸较大, 技术要求高的工件时, 可采用较高淬透性和较低淬火变形合金模具钢。

2) 用于成型热固性塑料模具材料

对于热固性塑料的模具和含有玻璃纤维等添加剂的热塑性塑料的注射成型模具, 为了提高模具成型零件表面的耐磨性, 一般采用冷作模具钢来生产。

3) 成型腐蚀性塑料模具材料

生产PVC, 氟塑料和添加阻燃剂的塑料成型模具时, 因为成型时模具直接接触到腐蚀性介质, 所以应选择耐腐蚀性能较好的塑料模具钢。

4) 成型透明塑件的模具材料

产品的外观要求对模具材料的选择的影响也很大, 在透明塑料制品生产时, 对模具材料有镜面加工和高硬度的要求, , 并且要求材料中的非金属夹杂和气孔要少, 应选择能热处理成高硬度的超纯净钢。

1.2 根据模具结构零件选择

根据成型方法的不同, 可以划分出不同工艺要求的塑料加工模具类型。主要有注射成型模具、挤出成型模具、吹塑成型模具、压塑成型模具、吸塑成型模具等。

模具零件主要分为结构零件和成型零件两类。结构零件主要有导向机构、浇注系统、模板、支承件和脱模机构等, 材料一般选择碳素结构钢、碳素工具钢和合金结构钢等。有部分产品属于标准件, 可根据型号在市场上选购。成型零件主要包括型芯、型腔、成型杆、嵌镶件等, 是直接成型塑料制件的部位。成型零件结构复杂、要求表面光滑, 尺寸精确, 使用材料要求比结构零件高。

1.3 根据模具的寿命选择

按使用寿命的长短可以把模具分为五个等级。一级一般在百万次以上, 二级是在五十万至一百万次之间, 三级是在三十万至五十万次之间, 四级是在十万至三十万次之间, 五级是在十万次以下。一、二级对模具材料要求最高。需要采用经过热处理后硬度达到HRC50的钢材, 否则工作时容易产生磨损, 导致产品的尺寸发生变化。因此模具材料既要有较好的热处理性能, 又需要有好的切削性能, 和一些其他方面的优势。三级模具用预硬料多, 硬度HB270———340, 四五级模具用P20, 718等。对于要求特低的模具, 还有可能用到S50C, 45#钢, 即直接在模胚上做型腔。

1.4 根据模具材料的成本

模具材料的选择上, 还必须考虑的一点就是经济性。在满足使用要求和加工要求的前提下, 应尽可能地采用价格低廉的模具材料。可以选择碳素钢的就没必要选择合金钢, 可以选择国产材料的则不需要选择进口材料。

2 常用的模具材料

碳素钢成为现在使用最为广泛的模具钢, 是因为其价格低廉、制造方便、而且还具有一定的机械性能。除此之外塑料模具钢还包括有预硬型塑料模具钢、渗碳型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢等等种类。目前使用最多的是预硬型塑料模具钢、渗碳型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢。

预硬型塑料模具钢是热处理到规定硬度的钢材, 有较好的切削加工性能, 可直接进行型腔加工。通常使用在塑料制品批量大、还有镜面要求的模具当中, 硬度范围在32~40HRC之间。

渗碳型塑料模具钢常用于多型腔、形状简单、尺寸不大的塑料模具中。最适合用冷挤压的方法制造, 可达到缩短周期、减少费用、提高精度的目的。

时效硬化型塑料模具钢可使用在硬度有一定要求, 但又不允许有较大热处理变形的模具。

3 总结

现代工业对塑料模具的基本要求是:可更高效地生产出使用性能、外观都符合要求的塑料制品。因此模具材料的使用会受到模具结构、塑料品种和性能、塑件的形状及质量要求的制约。在选择模具材料时, 既要满足模具加工和塑料制品生产的要求, 更要考虑到国内的模具钢材生产现状。在满足使用性能和加工性能的前提下, 尽可能选择产量大而且价格低廉的钢材。

摘要：本文阐述了如何根据模具的使用性能、工艺性能和材料的成本来选择符合要求的模具材料。并且对常用的模具材料分类进行了简单的介绍。

关键词：塑料模具,模具材料

参考文献

[1]黄毅宏主编.模具制造工艺.机械工业出版社, 2005.

[2]肖海燕族具设计之材料选用卟机械设计, 2006.

[3]陈再枝等.模具钢手册[M].冶金工业出版社, 2002.

塑料模具 篇8

关键词：塑料模具；失效机理；熔覆再制造技术

1.塑料模具的主要失效形式

塑料模具随着现代工业的快速发展得到了广泛应用，导致模具失效问题越来越普遍，造成大量的模具报废，严重影响了塑料制品的质量，模具的失效已成为制约塑料模具行业使用和发展的重要问题。

（1）表面磨损和腐蚀

塑料熔化后塑料颗粒以一定压力和速度在模具型腔内流动，以及冷却凝固后的塑料制品从模腔内中脱出，这都会使塑料件和模具型腔表面产生摩擦，并且塑料中含有较硬的固体填料如硅砂、云母粉、钛白粉、玻璃纤维等，则使磨损更为剧烈。加之，一些塑料熔化后，其中含有氯、氟等成分的物质受热分解后会释放出氯化氢、氟化氢等腐蚀性气体，会使模具型腔表面产生腐蚀。这些因素的影响达到一定程度后就引起型腔表面粗糙度升高，最终导致模具尺寸超差而失效，从而造成塑料制品质量不合格。表面磨损和腐蚀约占总失效形式的四到五成。在压缩模中，塑料原料多以粉末状加入型腔，且多含有木粉等填料，它们在加热、加压熔融流动的过程中，对压缩模型腔的磨损也很严重，磨损导致模具型腔表面的粗糙度值增大。这类失效的修复一般用氩弧焊、激光、等离子熔覆等工艺后再进行表面修磨、抛光处理。熔覆层比较厚的一般采用加工中心加工，然后进行表面抛光处理。

（2）断裂

形状结构复杂的塑料模具会存在棱角和薄壁部位，这些部位会使应力集中。当该应力超出了材料的强度极限时就产生了微裂纹，随着集中应力的不断增加，微裂纹也会不断地扩大，最终导致模具断裂。断裂失效是常见的危害严重的失效形式，约占总失效形式的三到四成。分型面棱角的断裂就会造成塑料制品的飞边，对这类失效一般是用激光熔覆修复，然后进行打磨、抛光处理。

（3）变形

塑料模具在制造和使用过程中，由于模具材料本身承载能力不足以抵抗外加载荷，从而引起表面皱纹、凹陷、棱角堆塌、麻点等局部的塑性变形，超出了模具要求的尺寸范围，造成了模具失效，在失效比例中约占一到两成。局部的塑性变形一般都可以用氩弧焊、激光、等离子熔覆修复。

2.塑料模具失效机理及预防措施、修理方法

2.1 塑料模具表面磨损和腐蚀失效

表面磨损和腐蚀在失效形式中约占四到五成，是塑料模具失效的主要形式。塑料模具在使用过程中表面磨损和腐蚀使型腔表面粗糙度变大、模具尺寸超差，造成塑料制品质量不合格。模具的表面磨损和腐蚀其主要原因是模具在使用过程中其表面在高温腐蚀性塑料固体颗粒冲刷作用下，使模具表面产生氧化-冲蚀的失效现象。

2.2 塑料模具表面氧化-冲蚀的物理模型

（1）表面氧化模型

塑料模具在使用中造成表面粗糙度值提高和尺寸超差主要是由于氧化-冲蚀磨损造成的，从而造成模具的失效。模具材料、表面氧化物、磨粒的性能及磨粒冲击角等是研究塑料模具表面磨损和腐蚀失效机理的重要内容。一般塑料模具的材料具有良好的延展性，而塑料模具表面氧化物则表现出脆性。因此，在研究模具表面磨损和腐蚀机理时，先要考虑模具表面氧化膜受到高温塑料粒子冲击的影响。研究显示，当塑料粒子冲击的能量不足以破坏模具表面的氧化膜所需的能量时，这时氧化膜起保护作用，氧化动力学决定了模具表面质量流失随时间变化的规律，且无冲蚀现象出现。当塑料粒子能量增加，塑料模具表面的氧化膜局部出现了断裂，此时，因氧化膜还有一定的保护作用，模具表面质量流失随时间变化曲线出现了不平滑的现象。当粒子速度持续增加，模具表面氧化膜又被消薄，这时，模具型腔表面受到的最大法向力将增大，型腔表面会出现塑性变形，从而出现了冲蚀现象。此时，模具表面的抗冲蚀能力的大小影响表面金属流失的速度，氧化过程的影响相对变小。如果此时模具表面氧化膜没发生断裂剥落，模具表面受到的冲击力会因氧化膜的存在而减少，此时模具表面质量流失反而下降了。

（2）塑脆流失模型

在低温状态下，模具型腔表面的氧化膜薄与基体结合牢固且具有韧性，当模具表面氧化膜在塑料粒子冲击下开始塑性变形，但并没有发生开裂或剥落现象，这样就产生了金属冲蚀，模具表面质量流失表现出塑性材料的特性。当氧化膜足够厚且与表面结合强度高的情况下，其冲蚀行为表现出脆性破坏特性。当表面氧化物膜足够厚，且在冲蚀下发生开裂但还没大片剥落情况下，这时高温塑料粒子会被压入塑料模具表面内，此时氧化膜下的金属会被挤压出氧化膜的裂缝，出现一层含有金属和氧化物的复合层，在这复合层上将发生冲蚀行为，产生氧化影响冲蚀。这时模具表面复合层的冲蚀行为表现出即是塑性又是脆性的，复合层的冲蚀行为的脆塑性表现与该层中的氧化物含量有关。如果氧化膜是脆性且与模具表面结合不牢固，就会产生剥落式和连续式两种氧化控制冲蚀情况。

对塑料模具表面氧化-冲蚀的研究显示，模具表面高温氧化-冲蚀现象存在四种机制，四种机制分别为冲蚀为主、氧化促进冲蚀、氧化抑制冲蚀和氧化为主的4种机制。当温度从环境温度升高到T1，这时是以冲蚀为主的区段，模具表面质量损失随温度的升高而增加，当温度从T1升高到T2，这个区段为氧化促进冲蚀，模具表面质量损失随温度的升高而增加。当表面氧化层温度升高到T2后的一个较窄的T2～T3温度区间，形成氧化抑制冲蚀区域，并起到抗冲蚀的作用。曲线在高温区段时塑料模具表层质量损失随温度升高再度升高。如果温度继续升高，氧化变得越来越严重而冲蚀作用相对降低，模具表层质量流失将上升。研究表明，温度高低、塑料粒子的冲击速度快慢和冲击角度的大小以及模具材料性能优劣直接影响塑料模具表面高温氧化-冲蚀程度。

3.再制造技术的概述

再制造技术是对局部损伤的零件采用先进的表面工程技术，通过再制造修复后继续使用，对已经损坏的部件进行整体更换处理。并针对不同的失效原因采取相应的修复措施使产品的使用寿命延长，挖掘废旧产品中的潜在附加值是再制造技术的宗旨。

再制造技术不仅仅是维修，它属于绿色制造，具有自身独立的学科方向。再制造技术的理论基础是产品的再制造性评价、失效分析和寿命预测。其内容包括：再制造性评价与设计、产品失效机理分析、产品剩余寿命评估、再制造加工技术。

塑料模具再制造技术的内容（1）在塑料模具的设计阶段，要考虑模具的再制造性设计；

（2）在塑料模具的服役至报废阶段，要考虑模具的全寿命周期信息跟踪；（3）在塑料模具的报废阶段，要考虑对模具的非破坏性拆解、低排放式物理清洗；（4）要进行塑料模具的失效分析及剩余寿命演变规律的探索；（5）要完成塑料模具失效部位的具有高结合强度和良好力学性能的表面覆层的设计，以及在修复后模具尺寸超差部位的机械加工及质量控制等。

在塑料模具设计阶段应考虑再制造性。型腔用于成型塑料制品外表面，其结构分为整体式、局部镶嵌式、大面积或四壁拼合的组合式。如图所示为整体式型腔结构。整体式型腔由整块材料加工而成，使用中刚性好，一般不会产生变形，生产的塑料制品表面质量好，无拼接线。但整体式型腔结构加工困难、热处理不便、特别是维修困难，因此只适用于形状简单的中小型模具。

斜面对合导向结构。使用导柱、导套导向，虽然对中性好，但毕竟由于导柱和导套之间有配合间隙，导向精度相对难以达到极高的标准，因此有采用直接在模板上开设出定位斜面或者采用斜面定位镶块，并在定位斜面上镶嵌上耐磨的淬火镶块。这样就能提高使用寿命，不需要经常拆卸更换，且便于调节精度。

4.参考文献

[1] 肖文军，等.我国塑料模具钢发展前景及应用状况[J].南方金属，2006，（149）：2

[2] 江健.浅析注塑模具的发展[J].广西轻工业，2011，（3）：1～2