制品与模具设计课程总结
第二章塑料制件设计
一、热塑性塑料的工艺性能(重点前两个性质)
1.收缩性
塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为收缩性。
2.流动性
塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。
熔体流动速率 (MFR)，也指熔融指数（MI，melt index），是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下，树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内（一般10min）内流出的熔料克数，单位为g/10min。
分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的塑料流动性就好。
3.结晶性
一般结晶性塑料为不透明或半透明，无定形料为透明（如有机玻璃等）。
例外：聚(4)甲基戊烯为结晶型塑料却有高透明性，ABS为无定形塑料但却并不透明。
4.热敏性及水敏性
热敏性：对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易出现变色、降解、分解的倾向。这种性能称为热敏性。
水敏性：有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性。
5.吸湿性
吸湿性：塑料对水分的亲疏程度
6.应力开裂及熔体破裂
应力开裂：是指有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象，被称为应力开裂。
熔体破裂：是指当一定熔融指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时当流速超过某一数值时，熔体表面即发生横向裂纹，这种现象被称为熔体破裂。
7.相容性(共混性)
8.塑料状态与加工性
二、热固性塑料的工艺性能
1.收缩性 同上
2.流动性
以拉西格流动性（以毫米计）来表示，数值大则流动性好。
3.比容和压缩率
比容：每一克塑料所占有的体积（以cm3/g计）
压缩率：塑粉与塑件两者体积或比容之比值（其值恒大于1）
4.固化特性
在热固性塑料的成型过程中，树脂发生交联反应，分子结构由线型变为体型，塑料由既可熔又可溶变为既不熔又不溶的状态，在成型工艺中把这一过程称为固化（熟化）。
5.水分及挥发物含量
来源：(1)塑料生产过程中遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收。(2)是成型过程中化学反应的副产物。
产生的影响： 流动、收缩、气泡、腐蚀、气味等
处理方法：预热干燥，开排气槽，加排气工步
6.热固性塑料受热时的物理状态
加热时很快由固态变成粘流态，这种状态存在的时间很短；
化学作用使分子结构由线性变为网状，分子停止运动，塑料硬化成坚硬的固体。
三、塑件工艺性设计
塑件的工艺性：是塑件对成型加工的适应性。
塑件工艺性设计包括：塑料材料选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件结构。
塑件工艺性设计的特点：应当满足使用性能和成形工艺的要求，力求做到结构合理、造型美观、便于制造。
1.塑件的尺寸影响因素
①塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）
②设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）
2.塑件的精度影响因素
①模具的制造精度、磨损程度和安装误差
②塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化
③塑件成型后的时效变化
四、塑件的形状与结构设计
1.表面形状
①塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型
②应易于模塑，避免侧向分型抽芯
③塑件的形状设计还应有利于提高强度和刚度。如薄壳制件可设计成球面和拱形曲面。
2.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α，在模具上称为脱模斜度。
脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30′～1°30′。
脱模斜度方向：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。
3.塑件的壁厚
壁厚过小——强度及刚度不足，塑料流动困难
壁厚过大——原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷
4.塑件的加强筋
作用：它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。
5.圆角
在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。
圆角的作用：
①圆角可避免应力集中，提高制件强度
②圆角可有利于充模和脱模
③圆角有利于模具制造，提高模具强度
6.塑件的支承面
7.塑件的凸台与角撑
8.塑件上的孔(槽)
9.塑件上的螺纹
10.塑件上的花纹、文字及符号
11.嵌件
第三章注射模具设计
一、注射模具典型结构组成
型腔、浇注系统、导向机构、推出机构、冷却与加热装置、排气系统、支承与紧固零件、分型与抽芯机构
二、总体特征分类
(1)单分型面注射模具
(2)双分型面注射模具
(3)带有活动镶件的注射模具
(4)横向分型抽芯注射模具
(5)自动卸螺纹注射模具
(6)定模设顶出装置的注射模具
(7)多层注射模具
(8)无流道注射模具
三、浇注系统设计
浇注系统设计原则：
1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题)
①尽量减少停滞现象
②尽量避免出现熔接痕
③尽量避免过度保压和保压不足
④尽量减少流向杂乱
2.尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度
3.尽可能做到同步填充
浇注系统组成：主流道、分流道、浇口、冷料井
浇注系统作用：使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。
主流道
主流道的作用：是连接注射机喷嘴和模具的桥梁，是熔料进入型腔最先经过的部位。
设计要点：截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r；主流道的截面尺寸直接影响塑料的流动速度和填充时间；主浇道穿过两块模板时应呈阶梯状，或采用浇口套。
分流道
分流道的作用：使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快地充满型腔。
类型：圆形截面、矩形截面、梯形截面、U形截面、六角形截面
设计要点：
①制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。
②成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一些。
③流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。
④使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合。
⑤保证熔体迅速而均匀地充满型腔
⑥分流道的尺寸尽可能短，容积尽可能小
⑦要便于加工及刀具的选择
⑧每一节流道要比下一节流道大10～20％（D＝d×10～20％）
浇口
浇口：连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。
浇口的作用：
①熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。
②注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。
③狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便。
类型：
非限制浇口（又称直接浇口）
按特征分
限制浇口（是指在型腔与分流道之间设置长度为0.5-2mm截面突然缩小的阻尼孔形式的浇口）
按形状分：点浇口、扇形浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐式浇口、薄片式浇口
按特殊性分：潜伏式浇口、护耳式浇口
按所在位置可分：中心浇口和侧浇口等。
设计要点
(1)避免引起熔体破裂现象，防止浇口处产生喷射现象而在充填过程中产生波纹状痕迹。
克服上述缺陷的办法通常有两种：一是加大浇口尺寸，以降低流速。二是采用冲击型浇口，即将浇口设置在正对型腔壁或粗大型芯的方位，使高速料流直接冲击在型腔或型芯壁上，从而改变方向，降低流速，平稳地填充型腔。
(2)有利于型腔内气体的排出
(3)浇口的位置要有利于熔体的流动和补缩。
(4)防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件。
(5)减少熔接痕和增加熔接强度。
(6)流动比不够时，考虑多个浇口。
四、分型面
分型面：模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。
分型面的形状：平面、斜面、阶梯面、曲面
选择原则：
1.有利于脱模
①在开模时塑件应可能留于下模或动模内
②应有利于侧面分型和抽芯
③应合理安排塑件在型腔中的方位
2.有利于保证塑件质量
3.有利于简化模具结构
4.有利于模具成型零件的加工
五、凹、凸模的设计
凹模
凹模：成型塑件外表面的零件。又称阴模
凹模的结构形式：整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶嵌式凹模、大面积相拼凹模
凸模
型芯（凸模）：又叫阳模，成型塑件的内表面。
型芯：成型塑件中较大的主要内型的成型零件
成型杆：成型塑件上较小孔的成型零件
六、成型零件尺寸的计算
塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度；而成型零件的尺寸和公差必须以塑件的尺寸和精度及塑料的收缩率为依据。
影响塑件尺寸公差的因素：
1.成型零件的制造误差δz
2.成型零件的磨损δc
3.塑件的成型收缩δs
4.模具的安装配合误差δj
5.水平飞边的波动δf
七、导向与推出机构
推出机构
推出部件：推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板、推杆垫板、限位钉
推出机构的组成 推出导向部件：推杆导柱、推杆导套
复位部件：复位杆
作用：把塑件及浇注系统从从型腔中或型芯上脱出来的机构。
推出机构的类型：
按驱动方式分：
手动推出机构 推出动作平稳，对塑件无撞击，但劳动强度大，效率低，多设在不设顶出装置的定模一边
机动推出机构 利用注射机的开模动作推出塑件。生产中广泛采用。
液压推出机构 在注射机上设专用推出液压油缸。
气动推出机构
按模具结构分：
简单推出机构 二级推出机构 双推出机构 带螺纹塑件的推出机构 浇注系统自动切断推出机构
侧抽芯机构
斜导柱分型抽芯机构的结构与组成：
干涉现象
干涉现象：滑块与推杆同在合模过程中复位，若滑块先复位而推杆后复位，则有可能发生侧型芯撞击推杆的现象。
不发生干涉的临界条件：hc=Sc·cotα= Sc/tanα
不发生干涉的条件：hc>Sc·ctanα
避免的干涉现象发生的方法
1.Sc<0
2.推出距离<hc
3.hc>Sc·ctanα= Sc/tanα
4.采用先行复位机构
定距分型拉紧机构
定距分型与拉紧机构，也称顺序分型机构：保证模具各分型面按一定顺序打开的机构。
分为：弹簧螺钉式定距拉紧机构、摆钩式定距分型拉紧机构、滑块式定距分型拉紧机构、导柱式定距分型拉紧机构、其它定距分型拉紧机构
八、冷却系统
冷却水道的基本形式：
沟道式冷却 直接在模具或模板上钻孔或铣槽，通入冷水冷却，这种冷却方式用得最多。
管道式冷却 模具或模板上钻孔或铣槽，在孔或槽内嵌入铜管。
导热杆式冷却 在型芯内插入金属杆导热，一般适用细长型芯的冷却。
直通式冷却通道
多级式冷却通道
圆周式冷却通道
螺旋式冷却通道
循环式冷却通道
喷流式冷却通道
喷流式循环冷却通道
设计原则
(1)冷却水孔相对位置尺寸
(2)模具结构允许，冷却孔尽量大、多，使冷却更均匀。
(3)冷却孔要避开塑件的熔接痕部位。
(4)水孔排列与型腔形状吻合
(5)定模与动模要分别冷却，保证冷却平衡。
(6)浇口附近与壁厚处加强冷却
(7)冷却通道应密封且不应通过镶块接缝，以免漏水。
(8)进出水温差不宜过大
第四章挤出机头设计
1.挤出机头的结构：管材、定径管、口模、芯棒、调节螺钉、分流器、分流器支架、机头体、过滤板、电加热圈
2.挤出机头的作用：机头是挤出塑料制件成型的主要部件，它使来自挤出机的熔融塑料由螺旋运动变为直线运动，并进一步塑化，产生必要的成型压力，保证塑件密实，从而获得截面形状一致的连续型材。
3.典型挤出机头的类型（管材机头）
①直通式挤管机头
②直角式挤管机头
③旁侧式挤管机头
第五章
一、压缩成型的特点
压缩模塑的缺点：
(1)塑化作用不强，成型过程中无物料补充，须对原料进行予塑化，计量要求准确、压缩比要小
(2)间歇操作，生产效率低，难以连续化、自动化
(3)生产周期长
(4)成型产品的形状、尺寸等受到一定的限制
压缩模塑存在的原因(优点)：
1、热塑性塑料
(1)投影面积大的制品
(2)大分子定向（制品翘曲）
(3)流动性特别差的塑料原料的成型
2、热固性塑料
(1)注射等成型工艺会产生大量的浇注系统废料（流道赘物），对于热固性塑料而言，是不可再利用的
(2)注射制品的收缩率一般较大，而压制制品的收缩率一般很小S压制< S传递< S注射
(3)压制可以生产“布基”增强的制品
(4)压制成型的设备投入等费用较低
二、压缩成型的工艺过程
1.嵌件的安放
(1)放好，避免损害制品和模具
(2)放好，避免损害你自己
2.加料
根据不同情况，使用不同的加料方式
3.闭模
快——慢
原则：避免在合模的过程中形成瞬时高压，以保护嵌件、模具，并有利于排气
4.排气
作用：缩短固化时间（空气传热不好），提高制品的性能和表观质
操作：压实后（达到预定压力时），松开，再加压，再松开……
5.固化
(1)热塑性：熔融、融合、冷却，使制品获得相当强度，不至于在脱模时变形
(2)热固性：固化（交联反应）
6.脱模
一般使用脱模架或脱模板，压力要小，否则会损坏制品和模具
7.清模
必须使用铜刀、铜棍等
三、压缩模的类型、特点和适用范围
1.溢式压缩模
适用范围：小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。
2.不溢式压缩模
适用范围：压制形状复杂，薄壁及深形塑件。
3.半溢式压缩模
适用范围：流动性较好的塑料和形状较复杂的带小嵌件的塑件。
4.压缩模类型选用原则
塑件批量大——固定式模具
批量中等——固定式或半固定式模具
小批量或试生产——移动式模具
水平分型面模具结构简单，操作方便，优先选用。
流动性差的塑料，塑件形状复杂——不溢式模具
塑件高度尺寸要求高，带有小型嵌件——半溢式模具
形状简单，大而扁平的盘形塑件——溢式压缩模
四、施压方向的选择原则
1.施压方向：凸模作用方向，也就是模具的轴线方向。
2.选择原则：①有利于压力传递；②便于加料；③便于安装和固定嵌件；④保证凸模的强度；⑤便于塑料流动；⑥应有利于抽拔长型侧型芯；⑦保证重要尺寸的精度。
第二篇：模具设计大赛总结
20xx年郑州职业技术学院数控车工
技能大赛总结
为推进学院素质教育和教学改革发展的需要，进一步提高我院机械类专业学生的专业技术水平，我材料工程系承办开展了一次数控车工技能大赛。在以前课程教学的基础上，着重培训学生的数控编程实践能力和在实践中发现问题、解决问题的能力。
王院长对本次设计大赛中存在的不足之处进行总结，以备今后此项比赛能更好的开展下去，提升专业建设和发展，并主持颁发获奖证书。白主任发言，提出要求和期望。
本次大赛在院各级领导的支持和系领导的指导下，本着公平公正的原则，通过专家裁判组的紧张评审，现已圆满结束。现就本次大赛总结如下：
一、 本次大赛组织规范
在比赛之前就以教研室为单位制定了本次大赛的参赛方案和评分标准，组织教研室老师制定了本次大赛的竞赛题目，参赛选手独立完成，比赛现场按照技能大赛题目进行数控加工，同时组织教研室老师按照评分标准进行统一评分，以确定本次大赛选手的成绩和名次，总之本次大赛才计划、安排到实施都很规范。
二、 本次大赛动员工作到位
在比赛前召开了动员大会，向学生介绍了本次大赛的目的、意义、重要性以及比赛方式和内容，很多学生对本次比赛产生了浓厚的兴趣，都报名参赛，到图书馆借阅相关书籍积极做好准备，很多参赛选手主动申请到数控实训中心进行练习，并且还有其他系的学生也报名参加了本次比赛。
三、本次大赛公平、公正
比赛现场确定三位老师作为比赛监考老师，确保每个参赛选手都是独立完成比赛，同时实践比赛结束后，组织教研室老师进行了统一评分以确定本次大赛选手的成绩和名次，因此大赛完全符合比赛的公平、公正原则。
四、 本次大赛学生成绩较好
由于提前告知了学生比赛的形式和内容，学生进行了充分的准备，因此本次比赛学生成绩较好，大部分同学都能很好地完成参赛题目。
本次模具设计大赛的比赛成绩为：
一等奖：李平、孔维高、张明星
二等奖：谢松斋、李鹏威、冯晖、赵冠华、孙贺
三等奖：谷文、杨海波、李翠杰、常祥子、李乾坤、张留辉、邱湛领、张乐、胡艳艳、张科阳
大赛组委会为获奖选手颁发获奖证书和奖品，颁奖仪式在校小礼堂举行。获奖选手进行了热情洋溢的发言，都感觉通过这次大赛，自身对于数控编程知识的掌握更牢固的同时，更提高了各自的实践动手能力和解决实际问题的能力，与将来就业更接近了一步，明确了自己的目标和方向，也锻炼了同学们之间的协作意识。
通过此项目竞赛，引导高职院校关注现代模具行业技术发展趋势与技术应用方向，促进模具设计与制造专业开展基于模具生产工作过程导向的教学改革，加快模具设计与制造高技能人才的培养。
总之，本次大赛进行顺利，并获得圆满成功，收到了预期的实践教学效果。
郑州职业技术学院 材料工程系
20xx年x月x日