《模具设计基础》教案本.docx
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《模具设计基础》教案本
GUANGDONGINNOVATIVETECHNOLOGYCOLLEGE
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
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80~90C下最少干燥2小时。
材料温度应保证小于0.1%。
熔化温度:
210~280C;建议温度:
245C。
模具温度:
25…70C。
(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:
500~1000bar。
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0.6~2.5mm,大型塑件取3.2~8mm,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0.6~0.9mm,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
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- 模具设计基础 模具设计 基础 教案