塑料蓋透明教學(xué)模具的研制

劉良瑞

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

1 問題的提出

《塑料模具設(shè)計(jì)》是我校模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的核心課程，主要培養(yǎng)學(xué)生塑料成型工藝的編制和塑料模具的設(shè)計(jì)能力[1].專業(yè)老師講解塑料模具結(jié)構(gòu)時(shí)，主要是運(yùn)用電子掛圖、Flash動(dòng)畫演示等手段，介紹各種塑料模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理，讓學(xué)生增長(zhǎng)了不少感性認(rèn)識(shí).但是，學(xué)生還是很難想象各種模具結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)興趣不濃，教學(xué)效果不理想.學(xué)生對(duì)直觀、生動(dòng)的東西比較感興趣，如果在教學(xué)中使用透明的教學(xué)模具，學(xué)生能很清楚地看到模具的結(jié)構(gòu)以及各模具零件在模具內(nèi)的相應(yīng)位置關(guān)系，再通過老師拆分教學(xué)模具的每個(gè)零部件并逐一講解其功能及形狀特征，然后演示模具零部件的裝配，這樣，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，容易讓學(xué)生在大腦中對(duì)模具的結(jié)構(gòu)、各零部件產(chǎn)生清晰的形象，達(dá)到感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)的完美結(jié)合，從而提高課堂教學(xué)效果[2]134，[3]66-68.為此，我校模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)老師對(duì)《塑料模具設(shè)計(jì)》課程的注射模具教具進(jìn)行了探索，研制了塑料蓋透明教學(xué)模具.

2 塑料蓋透明教學(xué)模具設(shè)計(jì)

2.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

塑料蓋透明教學(xué)模具結(jié)構(gòu)，如圖1所示.該模具由如下幾部分組成：

圖1 塑料蓋透明模具1——定模座板：2、7、12、13、17、19；24——螺釘；3——塑件；4——澆口套；5——定模板；6——拉料桿；8——導(dǎo)柱；9——導(dǎo)套；10——凹模；11——凸模；14——墊塊；15——推桿固定板；16——推板；18——?jiǎng)幽Ｗ澹?0——彈簧；21——?jiǎng)幽０澹?2——推桿；23——推件板；25——冷卻水道

成型零部件.由凸模11、凹模10組成，直接成型塑件.

澆注系統(tǒng).由主流道、分流道、澆口等組成.主流道設(shè)在澆口套4上，分流道、澆口設(shè)在模具的分型面上，開模后塑件連同流道凝料一起留在動(dòng)模一側(cè).

導(dǎo)向機(jī)構(gòu).由導(dǎo)柱8、導(dǎo)套9組成，確保合模時(shí)動(dòng)模和定模準(zhǔn)確對(duì)合，以保證塑件的形狀和尺寸精度，避免模具中其他零件發(fā)生碰撞和干涉.

推出機(jī)構(gòu).由推板16、推桿固定板15、推桿22、推件板23、拉料桿6、彈簧20組成.開模時(shí)，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料從模具中推出；合模時(shí)，在彈簧的作用下復(fù)位.

冷卻系統(tǒng).在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水道25，外部用橡皮軟管連接，以縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率.

排氣系統(tǒng).利用分型面、凸模與推件板等的配合間隙，將型腔內(nèi)的原有空氣和注射成型過程中塑料本身?yè)]發(fā)出來(lái)的氣體排出模具外.

支承零部件.由定位圈(圖中未畫出)、定模座板1、定模板5、動(dòng)模座板18、動(dòng)模板21、墊塊14、各螺釘組成，用來(lái)安裝固定或支承上述的各部分機(jī)構(gòu).

2.2 模具工作原理

合模時(shí)，在導(dǎo)柱8和導(dǎo)套9的導(dǎo)向和定位作用下，注射機(jī)開合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模向定模方向移動(dòng)，使模具閉合，并提供足夠的鎖模力.模具閉合后，在注射液壓缸的作用下，塑料熔體通過注射機(jī)噴嘴經(jīng)模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入由凸模11、凹模10構(gòu)成的型腔，待熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補(bǔ)縮和冷卻定型后開模，注射機(jī)開合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模向后移動(dòng)，模具從動(dòng)模和定模分型面分開，塑件3包在凸模11上隨動(dòng)模后退，同時(shí)，拉料桿6從澆口套4內(nèi)拉出主流道凝料.當(dāng)動(dòng)模移動(dòng)一定距離后，注射機(jī)頂桿與模具推板16接觸，注射機(jī)頂桿推動(dòng)模具推出機(jī)構(gòu)，使推桿22和拉料桿6分別頂出塑件和澆注系統(tǒng)凝料，塑件和凝料一起從模具中落下，完成一次注射過程.合模時(shí)，彈簧20使推出機(jī)構(gòu)首先復(fù)位，準(zhǔn)備下一次注射.

2.3 教學(xué)模具的特點(diǎn)

其一，模具的部分標(biāo)準(zhǔn)件如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、拉料桿、推桿、螺釘、彈簧用鋼材制作；凸模、澆口套用優(yōu)質(zhì)鋁合金制作；其他的模具零件均采用有機(jī)玻璃制作.其中，凹模、推件板用彩色耐高溫有機(jī)玻璃制作，透明率90%以上.均按照真實(shí)模具的加工工藝方法進(jìn)行制作.

其二，模具晶瑩剔透、具有極高的透明度.不同的模具零件有不同的色彩，內(nèi)部形成豐富的層次感，一眼能看清所有結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置關(guān)系，能吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣.

其三，模具的重量約為相應(yīng)真模具的七分之一.老師在上課時(shí)，可以很方便地帶進(jìn)教室，能輕松地打開定模、動(dòng)模，拆卸方便，干凈、衛(wèi)生，對(duì)照實(shí)物講解，使學(xué)生既看到模具零件的形狀、零件間的裝配關(guān)系，又可看到模具的運(yùn)動(dòng)，做到教與學(xué)同步、理論與實(shí)踐結(jié)合.

其四，模具設(shè)計(jì)的尺寸與生產(chǎn)用模具尺寸一致，能安裝在注射機(jī)上進(jìn)行與生產(chǎn)模具同等的高溫成型，可耐180～350℃高溫，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品與真實(shí)模具生產(chǎn)的產(chǎn)品完全一樣.在注塑時(shí)，能看到模具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察到塑料熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)、產(chǎn)品成型的全過程，實(shí)現(xiàn)了可視化注塑成型.

3 結(jié)語(yǔ)

該透明教學(xué)模具有可視性和實(shí)用性兩大功能.作為教具使用，其可視性讓老師在教學(xué)過程中能很輕松地將難以用語(yǔ)言表達(dá)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)講得淋漓盡致，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果；作為模具使用，可注塑成型產(chǎn)品，創(chuàng)造些經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)今后教具的開發(fā)有一定的借鑒作用.

參考文獻(xiàn)：

[1] 何冰強(qiáng).塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社，2011.

[2] 劉丹丹，楊 雄.多媒體與先進(jìn)教具在教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2008(33).

[3] 郭紅云，謝力志.透明教學(xué)模具在模具教學(xué)中的運(yùn)用[J].模具制造，2007(1).