塑料成型工艺与模具设计项目二任务一课件

2024年6月16日项目二项目二 注射成型模具设计注射成型模具设计 任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机任务二任务二 选择分型面并设计浇注系统选择分型面并设计浇注系统任务三任务三 成型零件结构设计成型零件结构设计任务四任务四 合模导向机构与推出机构设计合模导向机构与推出机构设计任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用任务六任务六 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计2023年年8月月9日项目二日项目二 注射成型模具设计注射成型模具设计 任务一任务一 确定模具确定模具2024年6月16日任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机 任务书表表2-12-1阀盖注射成型模具设计任务阀盖注射成型模具设计任务2023年年8月月9日任务一日任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机 任务书表任务书表2024年6月16日掌握注射成型模具的典型结构、组成及工作原理。掌握注射成型模具的典型结构、组成及工作原理。熟悉注射模具与注射机的关系，能初步选用注射机。熟悉注射模具与注射机的关系，能初步选用注射机。具有识读典型注射成型模具的能力。具有识读典型注射成型模具的能力。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日掌握注射成型模具的典型结构、组成及工作原理日掌握注射成型模具的典型结构、组成及工作原理2024年6月16日 塑料注射成型是塑件生产高效方法之一，而模具是实现注射成型加工的重要工艺装备。模具结构是否合理，对塑件成型质量起着关键性作用，因此，正确选择模具结构是我们要解决的问题之一。完成塑件注射成型除了模具外，还需有塑料注射机，注射机是用来安装模具，加热塑料材料，提供注射压力，成型塑件的重要设备，注射机种类繁多，如何选择注射机及注射机主要参数与模具相适应是本任务需解决的又一问题。本任务以表2-1所示塑料阀盖为载体，完成塑料阀盖注射成型模具结构的选择，并初选注射机的主要参数。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日日 塑料注射成型是塑件生产高效方法之一，而塑料注射成型是塑件生产高效方法之一，而2024年6月16日1.1.注射模具注射模具类型及典型型及典型结构构（1 1）注射模具的基本）注射模具的基本组成成n成型零部件：成型塑件形状，如图2-1中件2、7。n浇注系统：熔融塑料注人模具型腔的通道，件6。n合模、导向机构：保证动模和定模合模准确，件8、9。n侧向分型与抽芯机构：成型塑件侧凹或侧孔，件13、14、14、17。n推出机构：件13、14、15、16、17、18、19。n加热冷却系统：件3。n排气系统：排出型腔中的气体。n支承零部件：安装、固定、支承成型零部件。n模具零部件分为成型零部件和结构零部件，成型零部件直接形成塑件形状，其余为结构零部件。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日日1.注射模具类型及典型结构任务目标任务分析注射模具类型及典型结构任务目标任务分析2024年6月16日n（2）注射模具的）注射模具的类型型n 按生产的塑料材料分：可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模。n 按注射机类型分：可分为立式注射机用注射模、卧式注射机用注射模、角式注射机用注射模。n 按浇注系统形式分：可分为普通流道注射模和热流道注射模。n 按模具结构特征分：可分为单分型面注射模、双分型面注射模、斜导柱（或弯销、斜滑块、齿轮齿条）侧向分型与抽芯注射模、带有活动镶件的注射模、推出机构设在定模一侧的注射模和自动卸螺纹注射模等。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日（日（2）注射模具的类型任务目标任务分析相关知）注射模具的类型任务目标任务分析相关知2024年6月16日（3 3）注射模的典型）注射模的典型结构构 单分型面注射模 单分型面注射模也称二板式注射模，它是注射模中最简单的一种结构形式。这种模具只有一个分型面，其典型结构如图2-1所示。单分型面注射模具根据需要，既可以设计成单型腔注射模，也可以设计成多型腔注射模，应用十分广泛。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日（日（3）注射模的典型结构）注射模的典型结构 单分型面注射单分型面注射2024年6月16日图2-1 单分型面注射模具的结构1一动模板 2一定模板 3一冷却水道 4一定模座板 5一定位圈 6一浇口套 7一凸模 8一导柱 9一导套 10一动模座板 11一支撑板 12一支撑柱 13一推板 14一推杆固定板 15一拉料杆 16一推板导柱 17一推板导套 18一推杆 19一复位杆 20一垫块任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机动画演示2023年年8月月9日图日图2-1 单分型面注射模具的结构任务目标单分型面注射模具的结构任务目标2024年6月16日双分型面注射模 n双分型面注射模具有两个分型面，如图2-2所示。A-A为第一分型面，分型后浇注系统凝料由此脱出；B-B为第二分型面，分型后塑件由此脱出。与单分型面注射模具比较，双分型面注射模具在定模部分增加了一块可以局部移动的定模型腔板，所以也叫三板式（动模板、定模型腔板、定模板）注射模具。双分型面注射模常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注射模具，开模时，定模型腔板在定模的导柱上与定模板作定距离分离，以便在这两模板之间取出浇注系统凝料。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日日双分型面注射模双分型面注射模 任务目标任务分析相关知识任务目标任务分析相关知识2024年6月16日图2-2 双分型面注射模1支架 2支承板 3型芯固定板 4推件板 5导柱 6限位销 7弹簧 8定距拉板 9推板 10推杆固定板 11推杆 12导柱 13导套14定模型腔板15定模座板16导套17浇口套18型芯 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机动画演示2023年年8月月9日图日图2-2 双分型面注射模任务目标任务分析双分型面注射模任务目标任务分析2024年6月16日其它形式双分型面注射模n两次分型的结构形式除了上述介绍的弹簧定距拉板式外，还有许多形式，如拉杆定距式、导柱定距式和拉钩式等。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日日其它形式双分型面注射模任务目标任务分析相其它形式双分型面注射模任务目标任务分析相2024年6月16日图2-3 弹簧分型拉杆定距式双分型面注射模1支架 2推板 3推杆固定板 4支承板 5型芯固定板 6推件板 7限位拉杆8弹簧 9定模型腔板 10定模板 11型芯 12浇口套 13推杆14导柱15导套16导套 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机动画演示2023年年8月月9日图日图2-3 弹簧分型拉杆定距式双分型面注射弹簧分型拉杆定距式双分型面注射2024年6月16日图2-4 导柱定距式双分型面注射模1支架 2推板 3推杆固定板 4推杆 5支承板 6型芯固定板 7定距螺钉 8定距导柱 9推件板 10定模型腔板 11浇口套12型芯 13导柱 14顶销 15定模板 16弹簧 17压块任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日图日图2-4 导柱定距式双分型面注射模任务目导柱定距式双分型面注射模任务目2024年6月16日图2-5 摆钩分型螺钉定距双分型面注射模1一导套2一挡块 3一拉钩 4一转轴 5一压块 6一弹簧 7一推件板 8导套 9一定模型腔板10一定模板 11一支承板 12一型芯 13一推杆 14一限位螺钉 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日图日图2-5 摆钩分型螺钉定距双分型面注射模摆钩分型螺钉定距双分型面注射模2024年6月16日2.模具与注射机的关系模具与注射机的关系（1）注射机的分类n注射机是生产热塑性塑料制件的主要设备，近年来在成型热固性塑件中也得到应用。按其外形注射机可分为立式、卧式和角式三种，应用较多的是卧式注射机，如图2-6所示。n常用的卧式注射机型号有：XSZY30、XSZY60、XSZY125等，其中XS塑料成型机，z注射机，y螺杆式，30是注射机的公称注射量（cm3或g）。部分国产注射机的主要参数见附表A。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日日2.模具与注射机的关系任务目标任务分析相关模具与注射机的关系任务目标任务分析相关2024年6月16日图2-6 卧式注射机外形结构图1一合模装置2一注射装置3一液压和电器控制装置4一机架任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日图日图2-6 卧式注射机外形结构图任务目标任卧式注射机外形结构图任务目标任2024年6月16日n（2）注射机的选用与校核n注射机的选用n注射机的选用包括两方面的内容：一是根据塑料的品种、塑件的结构、成形方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择，确定注射机的类型；二是根据以往的经验和注射模的大小，预选注射机的型号。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日（日（2）注射机的选用与校核任务目标任务分析相）注射机的选用与校核任务目标任务分析相2024年6月16日注射机工艺参数的校核n最大注射量的校核n所谓公称注射量，是指在对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大行程时，所能达到的注射量，即n （2-2）n式中：nn型腔数量；nm单个塑件所用的塑料量，cm3或g；nm1浇注系统凝料所用的塑料量（塑件注射量的20%60%计算），cm3或g；nK注射机最大注射量的利用系数，一般取08；nMp注射机的公称注射量，cm3或g。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日日注射机工艺参数的校核任务目标任务分析相关注射机工艺参数的校核任务目标任务分析相关2024年6月16日n最大注射压力的校核n注射时螺杆施于熔融塑料单上面积上的压力称为注射压力，即n （2-3）n式中：nP公注射机的最大注射压力（MPa）；nP注成型塑件所需实际注射压力（MPa）。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日最大注射压力的校核任务目标任务分析相关知识日最大注射压力的校核任务目标任务分析相关知识2024年6月16日n锁模力的校核n注射机的合模装置对模具所施加的最大夹紧力称为锁模力（合模力）。n （2-4）n式中：nFp注射机的公称锁模力，N；np塑料熔体对型腔的成型压力，MPa；一般取注射压力的80；nA单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2；nA1浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2。n型腔压力大小见表2-2。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日锁模力的校核任务目标任务分析相关知识任务实日锁模力的校核任务目标任务分析相关知识任务实2024年6月16日n型腔数量的确定和校核 n按注射机的额定塑化量进行校核，即n （2-5）n式中：nM注射机的额定塑化量（gh或cm3/h）；nT成型周期（s）。n按注射机的额定锁模力进行校核，即n （2-6）任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日型腔数量的确定和校核日型腔数量的确定和校核 任务目标任务分析相关任务目标任务分析相关2024年6月16日安装尺寸的校核n模具闭合高度校核n如图2-7所示，每台注射机都有一个允许安装模具高度范围。模具闭合高度应在这一范围内，即n （2-7）n式中：nH模具闭合高度；nHmax注射机允许安装的最大模具高度；nHmin注射机允许安装的最小模具高度。n如果选用的注射机，出现的情况，可加垫板。增大模具闭合高度。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日日安装尺寸的校核任务目标任务分析相关知识任安装尺寸的校核任务目标任务分析相关知识任2024年6月16日图2-7注射机动、定模固定板的间距任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日图日图2-7注射机动、定模固定板的间距任务目标注射机动、定模固定板的间距任务目标2024年6月16日n喷嘴尺寸与定位圈尺寸的校核n模具需和注射机对接，模具主流道始端凹下的球面半径应与注射机喷嘴头球面半径相适应。定位环与注射机固定模板上的定位孔呈间隙配合H9/f9。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日喷嘴尺寸与定位圈尺寸的校核任务目标任务分析日喷嘴尺寸与定位圈尺寸的校核任务目标任务分析2024年6月16日n模板上螺纹孔位及模具固定方法n在设计模具时，模板上安装用孔的大小及孔距必须与注射机螺纹安装孔相适应。n模具在注射机上的安装固定方法有两种，一是螺钉直接固定，二是压板间接固定。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日模板上螺纹孔位及模具固定方法任务目标任务分日模板上螺纹孔位及模具固定方法任务目标任务分2024年6月16日n模具外形尺寸与注塑机拉杆间距n安装时，注射模外形尺寸应小于注射机拉杆间的距离；模具的长宽应小于移动模板和固定模板长宽尺寸，并留有安装压板位置。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日模具外形尺寸与注塑机拉杆间距任务目标任务分日模具外形尺寸与注塑机拉杆间距任务目标任务分2024年6月16日n开模行程的校核n所谓开模行程是指模具开启过程中动模固定板的移动距离。它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日开模行程的校核任务目标任务分析相关知识任务日开模行程的校核任务目标任务分析相关知识任务2024年6月16日单分型面注射模的开模行程，如图2-8所示，即 式中：S注射机的开模行程，mm；H1塑件被顶出距离，mm；H2塑件高度，mm。（2-8）图2-8单分型面注射模的开模行程 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日单分型面注射模的开模行程，如图日单分型面注射模的开模行程，如图2-8所示，所示，2024年6月16日双分型面注射模开模行程，如图2-9所示，即式中 H3第一分型面开模距离。（2-9）任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机图2-9双分型面注射模的开模行程 2023年年8月月9日双分型面注射模开模行程，如图日双分型面注射模开模行程，如图2-9所示，即所示，即2024年6月16日注射机开模行程与模具厚度，如图2-7所示，即 式中 SK注射机动模固定板和定模固定板的 最大间距，mm；（2-10）任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日注射机开模行程与模具厚度，如图日注射机开模行程与模具厚度，如图2-7所示，所示，2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习1 1拟定塑料阀盖成型工艺方案拟定塑料阀盖成型工艺方案n由任务书知该塑件材料为PVC，产量为5万件。n聚氯乙烯是世界上产量仅次于聚乙烯的通用塑料品种。其原料来源丰富，产量大且价廉，性能优良，应用广泛。n可用注射、挤出、压延和吹塑等多种成型方法。可用注射、挤出、压延和吹塑等多种成型方法。n极易分解，成型温度范围小，应严格控制料温，极易分解，成型温度范围小，应严格控制料温，易采用带预塑化装置螺杆式注射机，低温高压注射，易采用带预塑化装置螺杆式注射机，低温高压注射，模具型腔表面应镀铬。模具型腔表面应镀铬。n流动性差，成型时需加入润滑剂和热稳定剂。流动性差，成型时需加入润滑剂和热稳定剂。n模具浇注系统应短粗，浇口截面积要大，防止死模具浇注系统应短粗，浇口截面积要大，防止死角滞料。角滞料。n模具应有冷却装置。模具应有冷却装置。n综上分析，塑料阀盖采用注射成型加工。综上分析，塑料阀盖采用注射成型加工。任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2.2.塑料阀盖的尺寸精度与结构分析塑料阀盖的尺寸精度与结构分析（1）塑料阀盖的尺寸、精度和表面质量 由表2-1设计任务书可知塑料阀盖外形尺寸为：7525mm，外轮廓为碗状，底部为锥体，与阀体连接处有外螺纹，无侧抽。其中22、23、27、29为重要尺寸，尺寸精度取3级，其他尺寸精度取5级。其主要尺寸公差列表，如表2-3所示。2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机 该塑件表面质量要求：表面应光滑、不能有熔接痕、银丝、气泡、内应力、划痕、油污等缺陷。故主要表面粗糙度，取Ra=0.4m，没有特殊要求的地方，表面粗糙度可取Ra=1.6m。2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机（2）塑件的结构工艺分析 从塑件的壁厚上来看，中间体局部最大处为3.5mm，外部均匀为1.5mm，总体壁厚较均匀，有利于零件成型。为塑件顺利脱模，可在塑件内部及外部增设12的拔模斜度。该塑件结构简单，无特殊结构和精度要求。2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机3.3.初选注射机初选注射机 塑料阀盖如表2-1所示，属中批量生产，为提高生产率，拟采用一模四腔的双分型面模具结构。（1）计算塑料阀盖体积和重量 利用Pro/E软件三维造型获得塑料阀盖的体积为PVC塑料密度为1.40g/cm，故单件质量为塑料阀盖采用注射成型加工，模具结构为一模四件，塑件和浇注系统凝料的总体积根据式（2-2）计算2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机（2）初选注射机 根据注射量分析，考虑到塑料的品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册，初选XSZY-250型塑料注射机。注射机的主要技术参数如表2-4所示。2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机4.4.确定模具结构确定模具结构 根据塑件使用要求和工艺要求，初步确定采用双分型面模具，模具结构如图2-135所示 查塑料模设计手册和表1-24初步确定注射成型工艺参数，填入表2-5。2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习 本任务学习了模具结构组成及分类知识，了解了典型单分型面和双分型面模具的工作原理，了解了模具与注射机的关系。最后应用所学知识完成了塑料阀盖模具结构的选择，注射机的初选。任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习看懂如图2-10所示注射成型模具，回答以下问题。（1）写出该模具组成零件的名称。（2）该模具有几个分型面？属于几板模？（3）简述该模具的工作原理。任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思2024年6月16日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机图2-10 塑料盖模具结构图2023年年8月月9日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思