學(xué)習(xí)情境3 01壓縮模成型工藝教案

1、塑料模設(shè)計(jì)與制造教 案院（系）： 航空制造系 教研室： 模具技術(shù)教研室 專業(yè)名稱： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)年學(xué)期： 3-1 班 級(jí)： 10833、10834 2011-1-25課 程名 稱塑料模具設(shè)計(jì)與制造總計(jì)： 260 學(xué)時(shí)課 程類 別專業(yè)必修課學(xué)分13講課： 80 學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)： 6 學(xué)時(shí)實(shí)訓(xùn)： 4W 學(xué)時(shí)CAD ： 2W 學(xué)時(shí)任 課教 師職稱授 課對(duì) 象專業(yè)班級(jí)： 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè) 共2個(gè)班基要本參教考材資和料主教材：塑料模設(shè)計(jì)與制造 主編：李學(xué)鋒 參考資料：模具設(shè)計(jì)大典 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 模具工業(yè)期刊教和學(xué)要目求的1.了解塑料的工藝特性；2.塑件設(shè)計(jì)方面：進(jìn)行一般的塑件工藝設(shè)計(jì)；3.模具設(shè)計(jì)

2、方面：掌握不同成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法；4.模具制造方面：了解模具的制造特點(diǎn)，具備編制模具零件加工工藝規(guī)程的能力；5.了解先進(jìn)的塑料模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)1教學(xué)內(nèi)容選擇2教學(xué)載體選擇3教學(xué)方法的設(shè)計(jì)與實(shí)施4工學(xué)結(jié)合的學(xué)習(xí)工作情境環(huán)境的營(yíng)造注：課程類別：公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、集中實(shí)踐環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)課、公共選修課課程內(nèi)容設(shè)計(jì)方案序號(hào)學(xué)習(xí)情境名稱教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分?jǐn)?shù)1學(xué)習(xí)情境1 課程概論一、模具發(fā)展歷史二、塑料與塑件工藝性三、塑料模具設(shè)計(jì)與制造概述10H42學(xué)習(xí)情境2 注射模設(shè)計(jì)與制造（9個(gè)二級(jí)學(xué)習(xí)情境）學(xué)習(xí)情境2-1 注射模設(shè)計(jì)與制造導(dǎo)論一、認(rèn)識(shí)、理解塑料注射模具基

3、本結(jié)構(gòu)二、注射機(jī)基本原理、用途、參數(shù)三、塑料注射成型工藝四、注射機(jī)與模具關(guān)系校核6H學(xué)習(xí)情境2-2兩板式注射模設(shè)計(jì)與制造學(xué)習(xí)單元2-2-1 兩板式注射模設(shè)計(jì)一、注射成型工藝規(guī)程編制二、注射模具設(shè)計(jì)三、模具零件加工工藝規(guī)程編制四、模具裝配方案確定20H10學(xué)習(xí)單元2-2-2 兩板式注射模CAD一、塑料CAD概述二、簡(jiǎn)單塑料注射模三維設(shè)計(jì)三、卡盒塑料注射模具三維設(shè)計(jì)1W10學(xué)習(xí)單元2-2-3 兩板式注射模制造一、卡盒塑料注射模具零件加工工藝規(guī)程編制二、模具零件加工三、裝配、試模2W20學(xué)習(xí)情境2-3 三板式注射模設(shè)計(jì)與制造一、注射成型工藝設(shè)二、計(jì)注射模具的設(shè)計(jì)三、注射模具的制造四、注射模具的裝配8

4、H學(xué)習(xí)情境2-4側(cè)抽芯注射模設(shè)計(jì)與制造學(xué)習(xí)單元2-4-1 側(cè)抽芯注射模設(shè)計(jì)一、卡盒注射成型工藝設(shè)計(jì)二、卡盒注射模具的設(shè)計(jì)三、卡盒注射模具的制造四、卡盒注射模具的裝配4H2學(xué)習(xí)單元2-4-2 側(cè)抽芯注射模CAD帶側(cè)孔卡盒塑料注射模具三維設(shè)計(jì)1W10學(xué)習(xí)單元2-4-3 側(cè)抽芯注射模制造一、模具零件工藝規(guī)程編制二、注射模具零件制造三、注射模具裝配與試模2W20學(xué)習(xí)情境2-5 哈夫模設(shè)計(jì)與制造一、注射成型工藝設(shè)計(jì)二、注射模具的設(shè)計(jì)三、注射模具的制造（編制加工工藝）四、注射模具的裝配（設(shè)計(jì)裝配方案）4H1學(xué)習(xí)情境2-6 斜頂注射模設(shè)計(jì)與制造一、塑料模塑工藝編制二、斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)三、斜頂側(cè)抽芯注射模

5、具制造四、斜頂側(cè)抽芯注射模具裝配4H1學(xué)習(xí)情境2-7 熱流道注射模設(shè)計(jì)與制造一、熱流道的工作原理、分類、結(jié)構(gòu)組成、應(yīng)用條件及優(yōu)、缺點(diǎn)二、熱流道注射模具的設(shè)計(jì)（熱流道系統(tǒng)的零件組成及對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算要點(diǎn)）三、熱流道注射模具的制造四、熱流道注射模裝配2H1學(xué)習(xí)情境2-8 精密注射模設(shè)計(jì)與制造一、手機(jī)注射模具的成型工藝設(shè)計(jì)二、手機(jī)注射模具設(shè)計(jì)三、手機(jī)注射模具制造四、手機(jī)注射模具裝配4H2學(xué)習(xí)情境2-9 其他注射成型工藝及模具熱固性塑料注射成型及模具、氣體輔助注射成型工藝2H13學(xué)習(xí)情境3 壓縮模設(shè)計(jì)與制造一、壓縮成型工藝二、壓縮模具設(shè)計(jì)三、壓縮模具裝配過(guò)程6H44學(xué)習(xí)情境4 壓注模設(shè)計(jì)與制造一、壓注

6、成型工藝二、壓注模具設(shè)計(jì)三、壓注模具裝配過(guò)程4H5學(xué)習(xí)情境5 擠出模設(shè)計(jì)與制造一、擠出成型工藝二、擠出機(jī)頭分類、特點(diǎn)三、管材擠出模具設(shè)計(jì)四、管材擠出機(jī)頭零件加工工藝規(guī)程2H合計(jì)5個(gè)學(xué)習(xí)情境260 H100分2010- 2011 學(xué)年第1學(xué)期3 壓縮模設(shè)計(jì)與制造課 題：壓縮模設(shè)計(jì)與制造 課號(hào)：教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)本情境的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備壓縮成型工藝分析與壓縮模具設(shè)計(jì)的能力。重點(diǎn)與難點(diǎn)1. 壓縮成型工藝；2. 壓機(jī)的選擇；3. 壓縮模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4. 壓縮模成型零部件設(shè)計(jì)與制造。教學(xué)方法設(shè)計(jì)：講授法、引導(dǎo)文法、現(xiàn)場(chǎng)（示范）教學(xué)法、案例教學(xué)法等教學(xué)資源：多媒體、課件、投影儀、黑板、動(dòng)畫(huà)、塑料模具模型學(xué)習(xí)任務(wù)

7、與學(xué)習(xí)成果：框架塑件模具設(shè)計(jì)：繪制總裝圖、模具裝配圖及零件圖課時(shí)分配：課堂教學(xué)環(huán)節(jié)課堂組織課前復(fù)習(xí)講解新課鞏固新課布置作業(yè)時(shí)間分配（分）授課班次：課程執(zhí)行情況：一級(jí)學(xué)習(xí)情境3 壓縮成型工藝與模具設(shè)計(jì)單元一 壓縮成型工藝項(xiàng)目任務(wù)：1對(duì)制件進(jìn)行工藝性分析；2. 確定相關(guān)工藝參數(shù)。任務(wù)要求：大批量生產(chǎn)，材料：酚醛塑料，一模兩件學(xué)習(xí)成果： 該塑件結(jié)構(gòu)合理，可以采用壓縮成型方法，設(shè)備選型號(hào)為45的液壓機(jī)。壓縮成型工藝分析制件材料使用性能工藝參數(shù)確定設(shè)備的選用模塑方法的選擇塑件的結(jié)構(gòu)工藝性壓縮成型工藝過(guò)程：教學(xué)過(guò)程：項(xiàng)目學(xué)生工作內(nèi)容教學(xué)組織資訊明確設(shè)計(jì)任務(wù)，分析設(shè)計(jì)要求，查詢相關(guān)資料，準(zhǔn)備相關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)

8、及標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。1講授法引導(dǎo)行動(dòng)的知識(shí)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)壓縮件進(jìn)行成型工藝設(shè)計(jì)，并提出修改意見(jiàn)。布置任務(wù)，提出設(shè)計(jì)要求，安排學(xué)生分組，分配任務(wù)，進(jìn)行資料準(zhǔn)備，為學(xué)生講解相關(guān)知識(shí)，為學(xué)生提供咨詢服務(wù)。決策計(jì)劃根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，確定塑件工藝流程，確定壓縮成型設(shè)備，制定工作任務(wù)，及各階段的檢驗(yàn)手段及方法。2學(xué)中做指導(dǎo)性的方法，教授解釋行動(dòng)的知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生的工作過(guò)程，幫助學(xué)生分析塑件結(jié)構(gòu)是否合理，確定正確的工藝及設(shè)備的選用。實(shí)施進(jìn)行工藝參數(shù)的確定及設(shè)備的選取與校核。3項(xiàng)目教學(xué)法，教師指導(dǎo)，學(xué)生自主，在做中學(xué)中反思行動(dòng)的知識(shí)。對(duì)學(xué)生在實(shí)施中容易出錯(cuò)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。檢查評(píng)價(jià)對(duì)完成的最終圖紙進(jìn)行小組評(píng)價(jià)和老師評(píng)價(jià)

9、。組織學(xué)生進(jìn)行小組制件相互評(píng)價(jià)，形成評(píng)價(jià)意見(jiàn)及最終評(píng)價(jià)結(jié)果，并對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。教學(xué)資源：知識(shí)點(diǎn)教育屬性專業(yè)技術(shù)屬性媒體屬性名稱格式名稱格式名稱格式壓縮成型工藝過(guò)程壓縮成型工藝分析案例word壓縮成型工藝參數(shù)word壓縮模結(jié)構(gòu)及分類模具結(jié)構(gòu)案例word模具典型結(jié)構(gòu)圖片壓機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)校核壓機(jī)選用案例word 成型零件結(jié)構(gòu)圖片板書(shū)設(shè)計(jì)：四、設(shè)備選用1計(jì)算塑件水平投影面積2初步確定延伸加料室水平投影面積3壓力機(jī)公稱壓力的選擇由于材料的壓縮性能優(yōu)良，且批量不是很高，故采用壓縮成型更經(jīng)濟(jì)三、工藝參數(shù)確定一、塑件工藝性分析1酚醛塑料可塑性好，收縮及收縮方向性大，硬化速度慢2塑件最小壁厚為6mm，精

10、度等級(jí)在5級(jí)以下，表面無(wú)特殊要求，因而容易壓制成型二、模塑方法選擇教學(xué)內(nèi)容教學(xué)組織與教學(xué)方法以案例為載體介紹壓縮模工藝設(shè)計(jì)過(guò)程。§ 零件名稱：框架塑件§ 設(shè)計(jì)要求 生產(chǎn)批量：大批量單分型面、一模一腔、材料用酚醛塑料任務(wù)：編制該塑件的模塑工藝，包括對(duì)塑件進(jìn)行工藝性分析及模塑方法的選擇、模塑工藝參數(shù)的確定和模塑設(shè)備的選擇等。 引導(dǎo)性教學(xué)壓縮成型基本概念1 定義：壓縮成型又稱為壓制成型。它是將塑料原料直接放在經(jīng)過(guò)加熱的模具型腔內(nèi)，模具閉合，在熱和壓力的作用下，塑料熔融軟化、充滿型腔，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（交聯(lián)反應(yīng)）而固化成型，獲得塑件的一種成型方式。2 特點(diǎn)：與注射成型相比，它沒(méi)有澆注

11、系統(tǒng)，壓縮成型所使用的模具和設(shè)備都比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程容易控制，適合成型大件制品，成型后的制品變形小。不足之處是壓縮成型生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且產(chǎn)品常有溢料飛邊出現(xiàn)，影響制品外觀質(zhì)量，清理飛邊費(fèi)力費(fèi)時(shí)。壓縮成型不易成型厚度較薄、形狀復(fù)雜的制品，模具使用壽命較短。3 應(yīng)用：壓縮成型所用的塑料樹(shù)脂主要有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯塑料和聚酰亞氨等。 單元一 壓縮成型工藝設(shè)計(jì)理論知識(shí)：一、 壓縮成型工藝過(guò)程n 前期準(zhǔn)備o 預(yù)熱：排除材料中的水分和其他揮發(fā)物，一方面提高了料溫，可縮短生產(chǎn)周期；另一方面可以防止因潮濕或揮發(fā)物的存在，使壓制品內(nèi)出現(xiàn)困氣缺陷。o 預(yù)壓：將粉料

12、(或伴有填充物)預(yù)壓成大小、形狀一致的片狀或條狀的坯料。目的是使加料準(zhǔn)確、縮短在壓縮成型過(guò)程中的加熱和固化時(shí)間，提高生產(chǎn)率。n 壓縮成型安放嵌件加料、合模、排氣、固化、脫模、清理等。n 后期處理使塑料完全硬化、消除內(nèi)應(yīng)力、去濕，提高制品的電學(xué)性能。二、 壓縮成型的工藝參數(shù)n 壓縮成型壓力：指壓縮時(shí)壓力機(jī)通過(guò)凸模對(duì)塑料熔體在充滿型腔和固化時(shí)在分型面單位投影面積上施加的壓力，簡(jiǎn)稱成型壓力。o 施壓目的：促使物料流動(dòng)充模，提高塑件的密度和內(nèi)在質(zhì)量，克服塑料樹(shù)脂在成型過(guò)程中的漲模力，使模具閉合，保證塑件具有穩(wěn)定的尺寸、形狀，減少飛邊，防止變形。o 成型壓力的設(shè)定：其大小與塑料種類、塑件結(jié)構(gòu)以及模具溫度

13、等因素有關(guān)，一般情況下，塑料的流動(dòng)性愈小，塑件愈厚以及形狀愈復(fù)雜，塑料固化速度和壓縮比愈大，所需的成型壓力亦愈大。n 壓縮成型溫度：指壓縮成型時(shí)所需的模具溫度。壓縮成型溫度的高低影響模內(nèi)塑料熔體的充模是否順利，也影響成型時(shí)的硬化速度，進(jìn)而影響塑件質(zhì)量。n 保壓時(shí)間：指在熱力作用下，熱固性塑料熔融體充滿型腔，到交聯(lián)固化完畢，在型腔中停留的時(shí)間。保壓時(shí)間過(guò)短，將導(dǎo)致塑料固化不完全，會(huì)降低制品的力學(xué)、耐熱性能和電性能，脫模后出現(xiàn)翹曲變形。保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅降低生產(chǎn)率，而且使塑料交聯(lián)過(guò)度，致使物料收縮過(guò)大，塑料樹(shù)脂與填料之間產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致制品破裂。通常在生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)制品的壁厚來(lái)確定制品保持時(shí)

14、間的長(zhǎng)短。一般情況下將保持時(shí)間控制在30 s到幾分鐘不等。三、壓縮模結(jié)構(gòu)及分類1. 壓縮模的結(jié)構(gòu)典型的壓縮模結(jié)構(gòu)如圖所示，可分為裝于壓機(jī)上、下工作臺(tái)的上模和下模兩大部分。 1-上模座板；2-螺釘；3-上凸模；4-加料室（凹模）；5,11-加熱板；6-導(dǎo)柱；7-加熱孔；8-型芯；9-下凸模；10-導(dǎo)套；12-推桿；13-支撐釘；14-墊塊；15-下模座板；16-推板；17-連接桿；18-推桿固定板；19-側(cè)型芯；20-型芯固定板；21-承壓塊根據(jù)壓縮模各部分所起的作用，可將其結(jié)構(gòu)分為以下幾大部分：o 成型零部件o 加料室 o 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及支承零部件o 脫模機(jī)構(gòu)o 側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)部件o 溫度

15、調(diào)節(jié)系統(tǒng)2壓縮模的分類n 按壓縮模與壓力機(jī)的固定方式分類o 移動(dòng)式壓縮模1上推板；2上推桿；3上凸模；4上凸模固定板；5下凸模固定板；6下凸模；7凹模；8下推桿；9下推板o 固定式壓縮模1推板；2推桿；3墊塊；4支撐板；5側(cè)螺紋型芯；6側(cè)螺紋板；7螺釘；8凹模； 9凸模；10凸模固定板；11上模座板；12導(dǎo)柱；13承壓板；14螺紋型芯；15導(dǎo)套；16型芯；17尾軸；18下模座板o 半固定式壓縮模n 按模具加料室形式分類o 溢式壓縮模o 不溢式壓縮模（封閉式壓縮模）o 半溢式壓縮模溢式壓縮模 不溢式壓縮模 半溢式壓縮模 四、壓機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核1成型總壓力的校核：成型總壓力是指塑料壓縮成型時(shí)所

16、需的壓力，它與塑件的幾何形狀、水平投影面積、成型工藝等因素有關(guān)，成型總壓力必須滿足下式：成型塑件所需的總壓力：2開(kāi)模力的校核壓力機(jī)的壓力是保證壓縮開(kāi)模的動(dòng)力，壓縮模所需要的開(kāi)模力可按下式計(jì)算：式中：K壓力系數(shù)，當(dāng)塑件形狀簡(jiǎn)單配合環(huán)不高時(shí)，K取0.1，配合環(huán)較高時(shí)，K取0.15，當(dāng)塑件形狀復(fù)雜，配合環(huán)又高時(shí)，K取0.2。若要保證壓縮?？煽块_(kāi)模，必須使開(kāi)模力小于壓力機(jī)液壓缸的回程力。3脫模力的校核使塑件從模具內(nèi)脫出所需要的力叫脫模力。脫模力可按下式計(jì)算： 要保證可靠脫模，必須使脫模力小于壓力機(jī)的頂出力。4模具閉合高度的校核為了使模具正常工作，必須使模具的閉合高度和開(kāi)模行程與壓力機(jī)上下工作臺(tái)之間的最

17、大和最小開(kāi)距以及壓力機(jī)的工作行程相適應(yīng)，即：，其中 5壓機(jī)工作臺(tái)有關(guān)尺寸的校核壓縮模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)壓機(jī)工作臺(tái)面規(guī)格和結(jié)構(gòu)來(lái)確定模具的相應(yīng)尺寸。模具的寬度尺寸應(yīng)小于壓機(jī)立柱(四柱式壓機(jī))或框架(框架式壓機(jī))之間的凈距離，使壓縮模能順利裝在壓機(jī)的工作臺(tái)上，模具的最大外形尺寸不應(yīng)超過(guò)壓機(jī)工作臺(tái)面尺寸。 同時(shí)還要注意上下工作臺(tái)面上的T形槽的位置。6壓機(jī)頂出機(jī)構(gòu)的校核固定式壓縮模一般均利用壓機(jī)工作臺(tái)面下的頂出機(jī)構(gòu)(機(jī)械式或液壓式)驅(qū)動(dòng)模具脫模機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，因此壓機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)與模具的脫模機(jī)構(gòu)兩者的尺寸應(yīng)相適應(yīng)，即模具所需的脫模行程必須小于壓機(jī)頂出機(jī)構(gòu)的最大工作行程。模具需用的脫模行程一般應(yīng)保證塑件脫模時(shí)高出

18、凹模型腔1015mm，以便將塑件取出，即頂出距離必須滿足： 案例分析：一、塑件工藝性分析1. 原材料分析根據(jù)項(xiàng)目要求，該制件選用的是酚醛塑料，其可塑性好，力學(xué)性能與電絕緣性能良好，收縮及收縮方向性大，硬化速度慢。相關(guān)參數(shù)如下：-3/g；-；3；收縮率：Q=0.6%-1%2. 塑件結(jié)構(gòu)、尺寸精度、表面要求塑件最小壁厚為6mm，精度等級(jí)在5級(jí)以下，表面無(wú)特殊要求，因而易壓制成型。二、模塑方法選擇酚醛塑料即可用壓縮成型也可用注射成型，材料的壓縮性能優(yōu)良，且批量不是很高，故采用壓縮成型更經(jīng)濟(jì)。壓縮模塑流程：預(yù)熱，壓制，無(wú)需后處理三、模塑工藝參數(shù)確定查閱資料可得模塑工藝參數(shù)：預(yù)熱溫度：130150；預(yù)熱

19、時(shí)間：min 成型壓力：30a； 成型溫度：160170； 保壓時(shí)間：（min/mm）四、模塑設(shè)備選擇液壓機(jī)壓力的選擇（1）計(jì)算塑件水平投影面積。 經(jīng)計(jì)算得（2）初步確定延伸加料室水平投影面積。根據(jù)塑件尺寸和加料型腔的結(jié)構(gòu)要求初步選定加料型腔的水平投影面積（澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注射模具設(shè)計(jì)中已詳細(xì)介紹，這里就不再累述。）（3）壓力機(jī)公稱壓力的選擇。式中 P單位成型壓力，取P=12MPa； n型腔個(gè)數(shù)，取n=1； K修正系數(shù)，取K=0.85。代入上式，得 根據(jù)查表，選型號(hào)為45的液壓機(jī)。45型液壓機(jī)的主要參數(shù)為：公稱壓力：450KN；封閉高度：650mm；滑塊最大行程：250mm。 由封閉高度和滑塊最大行程兩參數(shù)可知壓縮模的最小閉合高度需400mm,。由于該壓縮模壓制的塑件較小，模具閉合高不大，實(shí)際操作時(shí)可通過(guò)加墊