《模具设计基础》教案本.doc

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GUANGDONG INNOVATIVE TECHNOLOGY COLLEGE 教 案 课程名称：塑料成型工艺与模具设计 教师姓名： 曾向彬 系 别： 机电工程系 二一三 年至 二一四 年第 二 学期 课程概况课程名称:塑料成型与模具设计总学时：64周学时：4教学起始周： 1周 14 周、16周 18 周授课班级及时间：13计辅2班 周三7、8节 周四3、4节教材概况（主编、出版社、版次等）：塑料成型工艺与模具设计编著：陈艳辉、陈婵娟天津大学出版社2011年7月第1版教辅概况：1、塑料成型工艺与模具设计 刘彦国 主编2、模具设计基础 陈剑鹤 吴云飞 主编3、塑料成型工艺与模具设计 屈华昌 主编精选word范本！课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第一单元 绪论三、教学目的要求：能力目标：了解本课程的学习目的及学习方法知识目标：1、模具基本概念 2、模具分类 3、模具设计与制造相关知识四、教学重点难点：重点：1、模具基本概念 2、模具类3、模具设计与制造相关知识难点：1、模具分类方法 2、模具设计与制造相关知识解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：一、模具基本概念模具是用来生产有一定形状和尺寸要求的产品的重要基础工艺装备。 模具工业是整个制造业的基础，在经济发展的过程中，扮演着一个举足轻重的角色。 如汽车、家电、音响、摄影照相器材、塑胶、光学镜片、玩具及日常用品等，乃至新兴产业如资讯产品、通讯器材、航太工业及国防工业等均与模具息息相关，可以说模具是“一切制造之母”。 二、按照成形件材料的不同分类1、金属模具1）冲压模具2）压铸模具 3）锻压模具 4）铸造用金属模具 5）粉末冶金模具 2、非金尾模具1）塑料模具2）橡胶模具 3）玻璃模具 4）陶瓷模具三、模具设计与制造的相关知识（CAD/CAM技术）1、数控加工2、电火花、线切割加工四、广东制造业的特点及人才需求家电工业的主要生产基地（TCL、科龙、康佳、格力、美的、创维等）；日本三大汽车巨头相继落户广州（本田、丰田、日产）；电子信息产业排名全国第一，是主要的出口地（华为、中兴）；外资企业全国最多，企业的规模较大；模具企业大小6000余家；毗邻港澳，经济活跃，国外高新技术的转移、推广应用走在全国最前列；五、课程整体设计的思路模具设计基础作为专业的核心课程，课程的设计充分体现以项目为载体的原则，以真实的工作任务或产品为载体设计教学内容与教学过程,了解模具的常见机构及其加工工艺。六 课程的任务与学习目标： 1、能应用流变基础理论，分析塑料成型工艺条件，达到能编制出合理、可行的塑料成型工艺规程的能力2、能应用尝过的设计知识通过查阅和使用有关设计手册和参考资料，设计中等复杂程度的模具，为设计、制造复杂塑料模打下基础3、熟悉注射成型模具常见机构的原理及作用，了解其设计及计算方法，并能根据模具的结构特点编写其加工工艺 4、具备跟踪专业技术发展方向，探求和更新知识的自学能力教学后记：本节课主要是介绍了模具在生活、生产中实际应用的实例，让学生理解模具基本概念和分类，初步掌握模具设计与制造相关知识；并对模具应用有一定的感性认识。课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第二单元 塑料成型工艺三、教学目的要求：能力目标： 1、塑料件的工艺结构； 2、常见的塑料产品的缺陷及改良方法；知识目标： 1.熟悉塑料产品的工艺结构 ； 2.了解塑料制品的工艺性与模具的关系。四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入某企业要生产大批量的天线支座，要求支座具有足够的强度，外表面美观、性能可靠，要求设计一套成型该塑件的模具，可用那种塑胶材料？项目相关知识点一 塑料及塑料制品1、塑料及其分类（1）塑料的概念塑料是指以高分子合成树脂为主要成分，在一定的温度、压力等条件下具有可塑性和流动性，可利用模具成型的一类有机合成材料。2、塑料的分类（1）按组成成分分简单组分塑料：仅加入少量着色剂、润滑剂等，如聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA)。复杂组分塑料：为改变塑料的性能，加入若干添加剂，如填料、增塑剂、稳定剂、固化剂等。（2）按受热特性分热塑性塑料：在特定的温度范围内能反复加热软化熔融、冷却硬化定型的塑料。如聚乙烯（PE）、如聚氯乙烯（PVC）。热固性塑料：初次受热到一定温度时能软化熔融、可塑制成型，但不能反复加热成型的塑料。如酚醛树脂（PF)、脲醛（PF)。（3）按塑料的分子结构分线型或支链型结构：热塑性塑料网型结构：热固性塑料3、常见热塑性塑料是指在特定 的温度范围内能反复加热熔融、冷却硬化定型的塑料，主要有以下几大类：1）、聚乙烯（PE)2）、聚丙烯（PP)3）、聚苯乙烯（PVC)4）、有机玻璃（PMMA)5）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)6）、尼龙（PA)7）、聚甲醛（POM）8)、聚碳酸酯（PC)4、常见热固性塑料是指在初次 受热到一定温度时能软化熔融，可塑制成型，继续加热或加入固化剂 后即硬化定型的塑料，这类塑料主要可以分为以下四类：1、酚醛塑料( PF )2、环氧树脂( EP ) 3、氨基塑料4、有机硅塑料二、塑料的成型工艺性能（1）收缩性（2）流动性（3）结晶性（4）吸湿性（5）热敏性项目实施此天线支座，要求支座具有足够的强度，外表美观、性能可靠，应用在弱电环境下，其他要求不高，在批量生产情况下，选择低成本的、性能满足要求的ABS材料，用注塑成型方式注塑模工艺条件: 干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度：210280C；建议温度：245C。模 具温度：2570C。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力： 5001000bar。注射速度：中高速度课外小常识教学后记：本节课主要是学习塑料的有关知识，为注射工艺的分析及材料选择做基础，课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第三单元 塑件的工艺性三、教学目的要求：能力目标： 知识目标： 四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入某企业招聘设计员，在面试题中有这样一道题目，要求指出这样设计会出现怎么样的不良状况，如何改良？项目相关知识点一、塑件的形状1）改变塑件形状以利塑件成型的典型实例2）可强制脱模的侧向凹、凸3）球面或拱形曲面二、塑件的壁厚塑料制品壁厚大小对塑件质量有很大的影响壁厚过小：强度和刚度不足，塑料流动困难壁厚过大：原料浪费，冷却时间长，易产生气泡、缩孔等缺陷热固性塑料的小型塑件，壁厚取0.62.5mm,大型塑件取3.28mm，布基酚醛塑料等流动性差者取较大值，但一般不要大于10mm。脆性塑料如矿物填充的酚醛塑料件壁厚应不小于3.2mm。 热塑性塑料易于成型钵壁塑件，最小壁厚能达到0.25mm,但一般不宜小于0.60.9mm,常取2 4mm。三、塑件的脱模斜度脱模斜度：为了便于塑件脱模,防止脱模时擦伤塑件,必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度,在模具上称为脱模斜度,如图所示. 脱模斜度的取法:外形 以大端 为基准,斜度由缩小方向 取得;内形 以小端为基准,斜度由扩大方向 取得.四、塑件的加强肋在不增加壁厚的情况下，增加塑件的强度和刚度，避免塑件变形翘曲，或者由于收缩不均匀产生的缩孔、气泡、凹陷等现象，有的加强筋还能改善成型时熔体的流动状况。加强肋的尺寸如图所示（T为塑件的壁厚）。五、塑件的支承面及凸台通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以底脚或边框为支承面。 凸台-是用来增强孔或装配附件、或为塑件提供支撑的截锥台或支撑块。 设计凸台时，除应考虑前面所述的一般问题外，在可能情况下，凸台应当位于边角部位，其几何尺寸应小，高度不应超过其直径的两倍，并具有足够的脱模斜度。六、塑件的圆角塑件除了使用上要求采用尖角之外,其余所有转角处尽可能采用圆角过渡. 因为带有尖角的塑件,往往会在尖角处产生应力集中,在受力或受冲击振动时发生破裂,甚至在脱模过程中由于成型内应力而开裂,特别是塑件的内角处,理想的内圆角半径 应为壁厚的1/3以上.七、塑件上的孔的设计塑件上的孔有通孔、盲孔、形状复杂的孔、 螺纹孔，对这些孔的设计有以下要求：（1）孔的形状宜简单，复杂形状的孔，模具制造较困难。（2）孔与孔之间，孔与壁之间均应有足够的距离（见表八、塑件上的花纹、文字及符号塑件上的花纹（如凸、凹纹、皮革纹等）有的是使用上的需要，有的则是为了装饰，设计的花纹应该易于成型和脱模，便于模具制造，为此纹向应与脱模方向一致。九、 嵌件和螺纹的设计 十、螺纹的设计十一、塑件上的齿轮及螺纹项目实施过程 教学后记：课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第四单元 塑件注塑工艺及设备三、教学目的要求：能力目标： 1.具有合理选择成形设备的能力；2.会初步判定所选成形设备与模具的适应性。 知识目标： 1、了解注射机的分类，工作原理及技术参数；2、掌握注射模具与成型设备的关系；四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入采用ABS注塑的上铰盖的最大外形尺寸为165mm*59mm,水口的大概面积为70mm*5mm，模具设计时采用一模两腔，请初步选择合适的注射成型设备项目相关知识点一、塑料注射机每副模具都只能安装在与其相适应的 注塑机上进行生产，因此设计模具时，应 详细地了解注塑机的技术规范，以及注射模与设备相关部分。二、塑料注射机的类型1、按用途分1）热塑性塑料通用注射机2）专用注射机2、按外形分1）卧式注射机2）立式注射机3）直角式注射机三.塑料注射机的结构组成1.塑料注射机的喷嘴2.塑料注射机的定模固定板2.塑料注射机的定模固定板3.塑料注射机的动模固定板4.塑料注射机的顶出杆四.塑料注射机的注塑过程加料塑化注射保压冷却脱模五、塑料注射机的规格及其与模具的关系1.最大注射量注射机最大注射量是指注射机螺杆或柱塞以最大注射行程注射时，一次所能达到的塑料注射量规定用加工聚苯乙烯（密度1.041.06g/cm3）时，注射机一次所能注出的公称容积（cm3）表示。XS-ZY-500：表示最大注射量为500cm3 的注射机XS：塑料成型机 Z：注射机 Y：螺杆式2、注射压力选取时可参考部分塑料的注射压力见表P注受浇注系统、型腔内阻力、模具温度等因素影响P注太大：毛边大、脱模困难、塑件表面质量差、内应力大P注太小：不能顺利充满型腔、无法成型3.锁模力所谓最大注射面积即模具分型面上允许的制件最大投影面积，作用在该面积上的型腔总压力应小于注射机所允许的锁模力，不然会因锁模不等而溢料。4、注射机的规格型号（1）最大注塑量表示： XS-ZY-500：表示最大注射量为500cm3 的注射机（2）锁模力表示（吨位）（3）用理论注射量/合模力表示注射机的规格： 卧式注射机： SZ-300/1400 立式注射机： SZL-15/30 热固性塑料注射机：SZG-500/15005.定位环尺寸6.模板尺寸和拉杆间距7.最大和最小模具厚度（容模厚度）8.开模行程（S）必须保证模具开启后能顺利取出塑件。两板模：SH1+H2+(5 10)mm三板模： SH1+H2+H3+(5 10)mm项目实施过程教学后记：课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题：第五单元 其他塑料成型工艺认识 三、教学目的要求：能力目标： 1.熟悉注射模具设计的内容及步骤；2.了解塑料制品的工艺性与模具的关系。知识目标： 1、塑料件的工艺结构； 2、塑料注射成型工艺；四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目相关知识点其他塑料成型工艺与设备一 .压缩成型工艺与设备二.压注成型工艺与设备三.挤出成型工艺与设备1.型材挤出成型2.薄膜挤出吹塑成型四.吹塑成型工艺与设备 五.发泡成型工艺与设备六.压延成型工艺与设备七.真空及压缩空气成型工艺与设备1、吸塑2，压缩空气成型教学后记：课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第六单元 塑料注射模具的分类和典型结构三、教学目的要求：能力目标：能够读懂典型注塑模具知识目标： 1、掌握典型的注塑成型模具的基本结构、组成和特点2、熟悉模具零部件的功能 3、掌握典型注塑成型模具的工作原理四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入指出模具的基本结构、组成及特点？项目相关知识点一、注射模具的分类及组成1）按其所用注射机的类型分2）按注射注射模的总体结构特征3）按浇注系统结构形式分4）按塑料件质分5）按成型技术分2、注射模具的组成1）成型零件决定塑件内外表面几何形状和尺寸的零件。型腔（凹模）：成型塑件外表面的零件型芯（凹模）：成型塑件内表面的零件 2）浇注系统定义：指将塑料熔体由注塑机喷嘴引向模具型腔的通道。组成：主流道、分流道、浇口及冷料穴。3）导向机构作用：保证动、定模合模或模具中其它零部件之间的移动的准确导向。主要零件：导柱与导套。 4）侧向分型与抽芯机构5）推出机构定义：指在开模过程中，将塑件及浇注系统推出的装置。组成：推杆、推杆固定板、推杆垫板等。6）温度调节系统冷却系统：一般通入冷却水对模具进行冷却。加热系统：1)介质有热水、热油、蒸汽 2)采用其他加热元件7）排气系统8）支承部件二、典型注射模具结构1、单分型面注射模2、双分型面注射模教学后记：本节课主要是介绍了模具在生活、生产中实际应用的实例，让学生理解模具基本概念和分类，初步掌握模具设计与制造相关知识；并对模具应用有一定的感性认识。课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第七单元 模具的知识与选用三、教学目的要求：能力目标：1、能够读懂典型注塑成型模具2、具有合理选择模架的能力知识目标： 1、掌握模架的结构组成及名称2、掌握模架的分类，各类标准模架的运用范围3、模架的规格表示方法及选用四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入如图所示一套生产用模具，那他是什么类型的模具？其规格如何表示?项目相关知识点一、定义：模架也称为模胚,是由模板、导柱和导套等零件组成的型腔未加工的组合体。作用：保证了凸凹模在开合模时能正确对准，起连接、固定、导向的作用。 二、组成1、定 模 部 分1）上固定板(面板、顶板）半固定侧的母模板或模仁固定在此板上, 然后将此板固定在成形机的模型固定盘上, 装置方法钻孔式,或直接用螺丝锁付，该板厚度不小于20mm.2）母模板（A板、定模板、型腔板）也称固定侧模板,一般用来放置或固定模具的母模仁,该模板厚度及大小视模仁大小,产品大小和高度来决定,计算方法为:母模框深度x2mm和母模框深度x2-10mm之2、动 模 部 分1）、公模板（B板、动模板、型芯板） 也称动模板,模具的主体可分为可动侧和固定侧两部份,成形完毕后,开模時,成形品一般須附在可动侧以利于模具的顶出机构頂出成形品,模板厚度确定视压力和成形品的投影面积而定,其计算方法为: 公模框深度x2mm和公模框深度x2+10mm之间 2）、间隔块（C板、方铁、垫铁、凳脚）是为确保成形的顶出距离,放在承板(公模板)与下固定板之间的垫块,高度为頂出板厚度+頂出距离+行程挡块的高度.3）、下固定板（底板）固定于成形机,其厚度依模具大小而定,一般大于20mm以上 3、导 向 部 分1）、顶针顶板（面针板、顶针板，上顶出板） 2 )、顶针底板（底针板、顶针垫板、下顶出板）3）辅助导向部分1、导柱(GPA) 2、回位销(RPN) 3、辅助导柱(EGP) 4、连 接 固 定 部 分三、模架四、模架的分类（1）大水口模架（二板模） Side Gate System（2）细水口模架（三板模） Pin Point Gate System（3）简易细水口模架（三板模） Three Plate Type System项目实施过程教学后记：本节课主要是介绍了模具在生活、生产中实际应用的实例，让学生理解模具基本概念和分类，初步掌握模具设计与制造相关知识；并对模具应用有一定的感性认识。课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第八单元 塑料件在模具中的成型位置三、教学目的要求：能力目标：具有合理选择分型面的能力；知识目标：如何选择分型面四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入为灯罩模具选择合理的分型面？ 项目相关知识点5.2 塑料模分型面选择一、分型面为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件，将模具适当分成可分离的接触表面项目实施过程 形状：有平面、斜面、阶梯面、和曲面。二、分型面选择的一般原则 分型面的选择是模具设计首先解决的一个问题，选择好坏影响质量、模具的使用和制造，决定模具结构形式。对于某一塑件以下原则可能矛盾，不能全符合原则，应满足主要要求。分型面选定，模具结构大致定了。1、分型面应选择在塑料件的最大截面处否则无法脱模和加工型腔。2、塑件在型腔中的方位选择为避免侧向分型和侧向抽芯，以免模具结构复杂。 3、分型面应便于塑件的脱模 尽量采用一个与开模方向垂直分型面，避免侧向分型和侧向抽芯。 开模时尽可能留在动模部分。4、分型面的选择应有利于侧向分型与抽芯 侧型芯设在动模。 将抽芯或分型距离较大的放在开模的方向上，而将抽芯距离较小的放在侧向。 将投影面积大的分型面设在垂直于合模方向上，将投影面积小的分型面作为侧向分型。5、分型面的选择应保证塑件的精度有同轴度要求，应设在同一模板内。6、分型面的选择应不影响塑件外观产生飞边容易修整的部位。7、分型面的选择应有利于防止溢料垂直于合模方向的分型面上的投影面积接近于注射机的最大注射面积时，就会产生溢料。8、分型面的选择应有利于排气尽可能与熔体流动的末端重合9、分型面的选择应尽量使成型零件便于加工应尽量使成型零件便于加工，保证成型零件的强度，避免成型零件出现薄壁及锐角。10、减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异若外观无严格要求，较高的且脱模斜度要求小的塑件，可将分型面选在中间。项目实施过程分型面的选择： 该塑件为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。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及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。 其一，选塑件小端底平面作为分型面，如图1。选择这种方案，侧面抽芯机构设在定模部分，模具结构需用瓣合式，这样在塑件表面会留有熔接痕，同时增加了模具结构的复杂程度。 其二，选塑件大端底平面作为分型面，如图2。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教学后记：本节课主要是介绍了模具在生活、生产中实际应用的实例，让学生理解模具基本概念和分类，初步掌握模具设计与制造相关知识；并对模具应用有一定的感性认识。课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第十单元 成型零件的结构设计1三、教学目的要求：能力目标：凹模及凸模的结构形式；知识目标： 1、凹模及凸模的结构形式；2、小型芯四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入项目相关知识点一、型腔的结构设计 整体式型腔：适合于形状简单的小型塑料件。 特点：结构简单，牢固可靠，具有较高的强度和刚度，不易变 形，成型的塑件质量较好。组合式型腔：用于形状复杂塑件特点：改善了加工性，减少了热处理变形，节约了贵重材料，但结构复杂，装配调整麻烦，塑件表面有镶拼痕迹，型腔牢固性差。设计时主要应考虑以下要求： 便于加工、装配和维修。 尽量把复杂的内形加工变为外形加工，降低了型腔整体的加工难度。配合面配合长度不宜过长，易损件应单独成块，便于更换。拼块形状尽量简单，达到较高配合精度。镶件用高碳钢或高碳合金钢淬火。淬火后变形较小，可用专用磨床研磨复杂形状和曲面。 防止热处理碎裂，防止尖角，拼块应无锐角，允许情况下，拼块尽量成直角或钝角（90）有利于排气系统和冷却系统的通道的设计和加工。保证组合结构的强度、刚度，避免出现薄壁和锐角。尽量防止产生横向飞边。 尽量避免在塑件上留下镶嵌缝痕迹，影响塑件外观。镶拼接缝必须配合紧密。 镶拼存在间隙，受塑料冲挤会产生飞边，拼缝线方向应与脱模方 向一致。转角和曲面处不能设置拼缝。 各组合件之间定位可靠、固定牢固。 当分别在动模和定模上应保证同心。镶拼件的形状和尺寸精度应有利于型腔总体精度，并确保动模和 定模的对中性，还应避免误差积累。镶块数量不宜太多，否则精度不易保证，装配困难，拼缝过多。2、组合式型腔的组合形 整体嵌入式：小件多腔，型腔本身是整体，可采用优质钢材。 特点：型腔形状及尺寸一致性好，镶件外形多为旋转体，更换方便，但模具体积较大，适用小批量。防转、凹模从上表面嵌入固定板。 局部嵌入式： 特点：型腔某一部分形状特殊或某一部分磨损需更换，采用 局部镶嵌。 底部大面积镶拼式： 特点：型腔底部形状较复杂或尺寸较大。侧壁镶拼式： 特点：用于中小型塑件。用模套紧箍的侧壁镶拼式： 特点：用于大型件，将镶拼部分压入模框中。二 型芯的结构设计 型芯 型芯是指注射模中成型塑件有较大内表面的凸状 零件，又称主型芯 整体式型芯： 用于形状简单的小型型芯。 组合式型芯： 用于形状复杂大型型芯，便于加工。组合的原则与型腔一样。 整体组合结构： 特点：为了节约贵重钢材、便于加工和热处理。 镶拼式组合结构： 对于形状复杂的型芯，为了便于加工，可采用镶拼式组合结构 小型芯 成型塑件上较小孔或槽的零件，也是用来成型塑件内表面的零件。 孔的成型方法 通孔的成型方法： 通孔常有三种方式。 项目实施过程教学后记：本节课主要是介绍了模具在生活、生产中实际应用的实例，让学生理解模具基本概念和分类，初步掌握模具设计与制造相关知识；并对模具应用有一定的感性认识。课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第十单元 成型零件的结构设计2三、教学目的要求：能力目标：能计算成型零件工作尺寸；知识目标： 1、凹模及凸模的结构形式；2、小型芯；3、成型零件工作尺寸的计算；4、型腔强度及刚度对模具成型的影响四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入计算其成型零件尺寸项目相关知识点成型零件的工作尺寸计算 工作尺寸：成型零件上直接成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸、型腔的深度或型芯的高度尺寸、中心距尺寸等。一、国标计算法影响塑件尺寸公差的因素 影响塑件尺寸公差的因素很多，而且相当复杂，主要因素有： 成型零件的制造误差： z/3/4 组合式成型零件的制造公差应根据尺寸链加以 确定。 成型零件的磨损量： 主要磨损因素：脱模磨损（而与脱模方向相平行的表面应考虑磨损）、料流的冲刷、腐蚀性气体的锈蚀、模具的打磨抛光。 批量小取小值或不考虑磨损量：含矿物填料或玻璃纤维增强塑料取较大值；摩擦系数小的热塑性塑料取小值；模具耐磨性好，表面镀铬或氮化取小值。 成型零件磨损对小件影响大，对大件影响小。 对于中小型塑件，c=/6；大型塑件则取/6以下。成型收缩率的偏差和波动 s =（Smax-Smin）Ls/ 3 ：Ls越大越影响。模具安装配合的误差：i水平飞边厚度的波动：f塑件的最大误差= z + c + s + i + f主要影响因素：z 、c、s结论：大件，s影响很大，稳定工艺条件，选收缩率波动小的塑料小件，z和c影响大，提高成型零件的制造精度和减少磨损量影响因素较多，不容易达到高精度，因此多取精度低些 成型零件工作尺寸标注方法 按平均缩率，在设计计算之前，必须对它们的标注形式及其偏差分布做一些必要的规定： 塑件上的外形尺寸采用基轴制，单向负偏差，基本尺寸为最大值；与塑件外形尺寸相应的型腔类尺寸采用单向正偏差，基本尺寸为最小值。 塑件上的内形尺寸采用基孔制，单向正偏差，基本尺寸为最小值；与塑件内形尺寸相应的型芯类尺寸采用单向负偏差，基本尺寸为最大值。 塑件和模具上的中心距尺寸均采用对称分布双向等值正、负偏差，它们的基本尺寸均为平均值。 型腔和型芯工作尺寸计算 S max、 S min为塑料最大、最小收缩率 平均值Scp=（S max + S min）/2 型腔和型芯径向尺寸 型腔径向尺寸 LM ( Ls Ls Scp - ) +z 型芯径向尺寸 LM ( Ls Ls Scp ) z 型腔深度和型芯高度尺寸 型腔深度尺寸 HM （Hs Hs Scp ）+z 型芯高度尺寸 HM ( Hs Hs Scp ）z 型腔和型芯脱模斜度的确定 一般在保证塑件精度要求的前提下，型腔和型芯在脱模方向的脱模斜度尽量取大些，以便于脱模；型腔的斜度可比型芯取小些，以便于脱模。4、有脱模斜度时径向尺寸确定1）当脱模斜度不包括在塑件公差范围内时： 塑件上外形以大端为准，斜度取向小端；模具型腔以大端为准，斜度取向小端。 只检验大端尺寸：LM=Ls+LsScp(3/4)+z塑件上的孔以小端为准，斜度取向大端；模具型芯以小端为准，斜度取向大端。 只检验小端尺寸：lM=ls+lsScp +(3/4)-z2）当脱模斜度包括在塑件公差范围内时：型腔小端尺寸： LM=Ls+LsScp(3/4)+z 型腔大端尺寸： LM大=LM(1/41/2)+z 型芯大端尺寸： lM=ls+lsScp+(3/4)-z 型芯小端尺寸： lM小=lM(1/41/2)-z3）说明 基本尺寸及公差值均取两位，如 。 对于收缩率很小薄壁塑件时，可以不必考虑收缩。 着重控制配合尺寸，其余尺寸简化计算。 4）中心距工作尺寸计算 LM ( Ls Ls Scp ) 5）型芯（或成型孔）中心到成型面距离尺寸计算 安装在凹模内的型芯中心与凹模侧壁距离尺寸的计算 安装在凸模上的型芯（或孔)）中心与凸模边缘距离尺寸计算 6）螺纹型芯和螺纹型环工作尺寸计算 螺纹连接：三个假设为前提的 螺纹成型尺寸计算项目实施过程查表得塑料收缩率为：Smax=0.01 Smin=0.006故：Scp=0.008分析塑件的最高精度为MT3模具制造精度取：IT9(比塑件精度高三个等级)1.型腔尺寸计算外形直径：D=40-0.34 查表得z0.062 DM=D+DScp-(3/4)+z =40+400.008-(3/4)0.34+0.062 凸台宽度：B=10-0.20 查表得z0.043 BM=10+100.008-(3/4)0.20+0.043 凸台半径：R1=5-0.10 查表得z 0.03 R1M=5+50.008-(3/4) 0.10+0.03 外形高度：H1=24-0.28 查表得z0.052 H1M=24+240.008-(2/3)0.28+0.052 2.型芯尺寸计算内孔直径：d1=34+0.34 查表得z0.062d1M=d1+d1Scp+(3/4)-z =34+340.008+0.750.34-0.062 =34.5-0.062 内孔直径：d2=3.5+0.16 查表得z0.03d2M=3.5+3.50.008+0.750.16-0.03 =3.65-0.03 扩孔直径：d3=6.5+0.2 查表得z0.036d3M=6.5+6.50.008+0.750.20-0.036 =6.7-0.036 内孔深度：h1=19+0.28 查表得z0.052h1M=19+190.008+0.670.28-0.052 =19.34-0.052 扩孔深度：h2=3.5+0.16 查表得z0.03h2M=3.5+3.50.008+0.670.16-0.062 =3.65-0.033.中心距尺寸计算孔距：C1=160.2 查表得z0.043C1M=C1+C1Scp z/2 =16+160.008 0.021 凸台高度：C2=40.1 查表得z0.03C2M=4+40.008 0.015 起伏凸边高度：C3=30.1 查表得z0.03C3M=3+30.008 0.015 非配合圆角：R2=2 查表得z0.025R2M=2+20.008 0.012起伏凸边位置角：=45 (自由公差) 取z/4=30 M=4515 4.校核如孔距C1:（Smax Smin）Ls+ z（0.010.006）16+0.043=0.1070.4教学后记：本节课主要是介绍了模具在生活、生产中实际应用的实例，让学生理解模具基本概念和分类，初步掌握模具设计与制造相关知识；并对模具应用有一定的感性认识。课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第十二单元 成型零件的结构设计3三、教学目的要求：能力目标：能够计算成型零件的尺寸；知识目标： 1、成型零件工作尺寸的计算；2、型腔强度及刚度对模具成型的影响四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入案例背景资料：材料：ABS成型腔数：1X2产品大小：167X59X19项目相关知识点一型腔和底板的强度及刚度计算 强度及刚度 塑料模具型腔壁厚及底板的计算是模具设计中经 常遇到的重要问题，尤其对大型模具更为突出，目前许多单位凭经验确定，但经常因估计不准造成模具报废或浪费材料，为此建立科学的确定方法实为重要，目前国内外对模具的计算提出了许多公式或图表，但总的可以分两类，一是以刚度为观点作计算的，二是以强度为观点作计算的。在实际中既不允许强度不足而破坏，也不许因刚度不够而变形。 在生产中发现模具对刚度及强度并非同进要求兼顾，有的因刚度不足发生变形过大而破坏，有的在总变形量不大就发生了强度破坏，且发现一般大尺寸型腔则易发生强度不足而破坏。强度不足发生破坏，刚度不足出现过大弹性变形，产生溢料和影响尺寸及成型精度，脱模困难等。经分析： 大模具刚度合格，则强度合格，小模具强度合格，则刚度合格。因为在生产中，只要成型条件（温度、压力、时间、材料等）相同，则不论模具大小，一般对型腔壁厚和底板厚度的最大弹性变形量都控制在同一规定的尺寸范围内（一般0.0250.05mm） 在材料力学，大尺寸允许变形量大；而小尺寸允许变形量小，但在模具里不同e许1e许2,因此对大尺寸型腔如允许产生0.05mmm变形值时，变形值已经很大，内应力超过许用应力而破坏，所以大模具刚度合格，则强度合格，小模具强度合格，则刚度合格。强度和刚度条件： 强度条件： （型腔中应力不超过型腔材料许用应力） （与材料力学相同）刚度条件：ee许（型腔弹性变形量不超过允许变形量） （与材料力学不同） 要防止溢料：主要对组合式或镶拼式来讲同一种塑料，大小模具溢边值是相同的。 应保证塑件精度：中小型塑件公差为0.130.25 mm e许/50.0250.05 mm由、条件都得满足，取小的值。要有利于脱模：生产中一般不考虑上、下压住，变形只能向两边，因此不存在脱不出来 型腔和底板的强度及刚度计算计算法支承板可以查表也可以计算求得。 3.型腔侧壁的最大允许变形量从中小型塑件的尺寸精度考虑：/5从不产生溢料飞边考虑：型腔配合处的最大间隙Zmax塑料的溢料值保证塑件的顺利脱模： St（收缩量）型腔力学计算的特征和性质：大型腔以刚度为主计算，小型腔以强度为主计算圆形凹模直径：D6786mm时以强度计算为主矩形凹模长边：L108136mm时以强度计算为主当分界值不明确时按两种方法计算型腔壁厚值，取其大者。项目实施过程经险计算法1、确定模仁的尺寸的公式：2、确定模仁的尺寸 4、确定模架的尺寸，并调入 教学后记：本节课主要是介绍了模具在生活、生产中实际应用的实例，让学生理解模具基本概念和分类，初步掌握模具设计与制造相关知识；并对模具应用有一定的感性认识。课 时 授 课 计 划一、授课具体时间： 二、授课课题： 第十三单元 浇注系统设计（一）三、教学目的要求：能力目标：能完成一般模具浇注系统的设计；知识目标： 1、浇注系统的作用；2、浇注系统设计的基本原则；3、普通浇注系统的组成及各部分作用；四、教学重点难点：重点： 难点： 解决方案：以案例讲解为主，结合实物以及理论的分析，并通过课堂互动的形式来讲解模具的相关知识五、教学方法、用具：教学方法：1、前言：10分钟； 2、教师讲解：60分钟； 3、思考讨论：15分钟；4、布置下次课预习内容：5分钟； （可根据实际方法增减）通过例题讲授，作品观察，操作练习等解决难点。教学条件用具：多媒体教室、设计相关软件、电子课件、模具零件六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：项目导入项目相关知识点一、浇注系统结构组成1、浇注系统的定义 浇注系统：指塑料熔体从注射机喷嘴进入模具开始到型腔为止，所流经的通道。2、浇注系统的作用 传递塑料，排出型腔内气体，传递压力。将熔体平稳地引入型腔，使之充满型腔内各个角落，在熔体填充和凝固过程中，能充分地将压力传递到行腔的各个部位，获得组织致密、外形清晰、尺寸稳定的塑件。 3、浇注系统的分类1)普通浇注系统 2）热流道浇注系统 4、普通浇注系统的组成 主流道：熔料最先流过的通道。从注塑机喷嘴与模具接触起，到分流道为止的这一段流道。作用是负责将塑料熔体输往分流道 分浇道：过渡通道。介于主流道和浇口之间的一段流道，它开设在分型面上。作用是将主流道送来的塑料分配后，输往各个浇口浇口：连接分流道与型腔之间的一段细短通道。加速熔体，封闭型腔，便于塑件分离。冷料穴：储藏冷料，避免阻塞通道。一般在主流道的末端设置，以装纳冷却头。 项目实施过程二、浇注系统设计的基本原则 塑料熔体流动状态层流和紊流。 必须了解塑料的工艺特性 排气良好防止型芯和塑件变形 减少熔体流程及塑料耗量流程长，熔接痕，强度差。 修整方便，并保证塑件的外观质量 要求热量及压力损失最小流程应尽量小，浇注系统减少弯折，降低表面粗糙度。减小塑料用量和模具尺寸。压力损失： 流道及型腔愈长，则损失越大；流道断面尺寸愈小，则损失越大；塑料粘度越大，则损失越大。 要结合型腔布局此外，浇注系统设计的位置应尽量与模具的轴线对称。浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小且容积尽量少这样减小所需锁模力，又减少塑料耗量，缩短成型周期。 避免形成强度不良的熔接缝 应防止将大小相差悬殊的塑料制品放在同一付模具内 当工件数量少时，可将几个不同形状零件放在一个模具中，省材料。在试件时有很多件不同放在一模内试制，若壁厚相差悬殊放在一块，则可加大进入厚制件的流道（多流些）。 三、普通浇注系统设计（1）、主流道设计 一般将主流道设在模具的中心位置，模腔内的塑料就以模具的中心进行对称平衡布局。卧、立式注塑机使用模具的主流道垂直于水平分型面，而角式注塑机用模具的主流道平行并位于水平分型面上。主流道的端面形状多为圆形。一般都不将主流道直接开在定模板上，而是将其单独设在一个衬套中，然后将衬套镶入模板内，此衬套称为浇口套。主流道轴线一般位于模具中心线上，与喷嘴轴线重合。断面形状为圆形，直径不能过小或