塑料盖透明教学模具的研制

刘良瑞

(黄冈职业技术学院，湖北 黄冈 438002)

1 问题的提出

《塑料模具设计》是我校模具设计与制造专业的核心课程，主要培养学生塑料成型工艺的编制和塑料模具的设计能力[1].专业老师讲解塑料模具结构时，主要是运用电子挂图、Flash动画演示等手段，介绍各种塑料模具的结构特点与工作原理，让学生增长了不少感性认识.但是，学生还是很难想象各种模具结构的空间结构，学习兴趣不浓，教学效果不理想.学生对直观、生动的东西比较感兴趣，如果在教学中使用透明的教学模具，学生能很清楚地看到模具的结构以及各模具零件在模具内的相应位置关系，再通过老师拆分教学模具的每个零部件并逐一讲解其功能及形状特征，然后演示模具零部件的装配，这样，能激发学生学习兴趣，调动学习积极性，容易让学生在大脑中对模具的结构、各零部件产生清晰的形象，达到感性认识与理性认识的完美结合，从而提高课堂教学效果[2]134，[3]66-68.为此，我校模具设计与制造专业老师对《塑料模具设计》课程的注射模具教具进行了探索，研制了塑料盖透明教学模具.

2 塑料盖透明教学模具设计

2.1 模具结构设计

塑料盖透明教学模具结构，如图1所示.该模具由如下几部分组成：

图1 塑料盖透明模具1——定模座板：2、7、12、13、17、19；24——螺钉；3——塑件；4——浇口套；5——定模板；6——拉料杆；8——导柱；9——导套；10——凹模；11——凸模；14——垫块；15——推杆固定板；16——推板；18——动模座板；20——弹簧；21——动模板；22——推杆；23——推件板；25——冷却水道

成型零部件.由凸模11、凹模10组成，直接成型塑件.

浇注系统.由主流道、分流道、浇口等组成.主流道设在浇口套4上，分流道、浇口设在模具的分型面上，开模后塑件连同流道凝料一起留在动模一侧.

导向机构.由导柱8、导套9组成，确保合模时动模和定模准确对合，以保证塑件的形状和尺寸精度，避免模具中其他零件发生碰撞和干涉.

推出机构.由推板16、推杆固定板15、推杆22、推件板23、拉料杆6、弹簧20组成.开模时，将塑件和浇注系统凝料从模具中推出；合模时，在弹簧的作用下复位.

冷却系统.在模具内开设冷却水道25，外部用橡皮软管连接，以缩短成型周期，提高生产效率.

排气系统.利用分型面、凸模与推件板等的配合间隙，将型腔内的原有空气和注射成型过程中塑料本身挥发出来的气体排出模具外.

支承零部件.由定位圈(图中未画出)、定模座板1、定模板5、动模座板18、动模板21、垫块14、各螺钉组成，用来安装固定或支承上述的各部分机构.

2.2 模具工作原理

合模时，在导柱8和导套9的导向和定位作用下，注射机开合模系统带动动模向定模方向移动，使模具闭合，并提供足够的锁模力.模具闭合后，在注射液压缸的作用下，塑料熔体通过注射机喷嘴经模具浇注系统进入由凸模11、凹模10构成的型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模，注射机开合模系统带动动模向后移动，模具从动模和定模分型面分开，塑件3包在凸模11上随动模后退，同时，拉料杆6从浇口套4内拉出主流道凝料.当动模移动一定距离后，注射机顶杆与模具推板16接触，注射机顶杆推动模具推出机构，使推杆22和拉料杆6分别顶出塑件和浇注系统凝料，塑件和凝料一起从模具中落下，完成一次注射过程.合模时，弹簧20使推出机构首先复位，准备下一次注射.

2.3 教学模具的特点

其一，模具的部分标准件如导柱、导套、拉料杆、推杆、螺钉、弹簧用钢材制作；凸模、浇口套用优质铝合金制作；其他的模具零件均采用有机玻璃制作.其中，凹模、推件板用彩色耐高温有机玻璃制作，透明率90%以上.均按照真实模具的加工工艺方法进行制作.

其二，模具晶莹剔透、具有极高的透明度.不同的模具零件有不同的色彩，内部形成丰富的层次感，一眼能看清所有结构的相应位置关系，能吸引学生注意力，激发学习的兴趣.

其三，模具的重量约为相应真模具的七分之一.老师在上课时，可以很方便地带进教室，能轻松地打开定模、动模，拆卸方便，干净、卫生，对照实物讲解，使学生既看到模具零件的形状、零件间的装配关系，又可看到模具的运动，做到教与学同步、理论与实践结合.

其四，模具设计的尺寸与生产用模具尺寸一致，能安装在注射机上进行与生产模具同等的高温成型，可耐180～350℃高温，生产出来的产品与真实模具生产的产品完全一样.在注塑时，能看到模具的相对运动，观察到塑料熔体在型腔内流动、产品成型的全过程，实现了可视化注塑成型.

3 结语

该透明教学模具有可视性和实用性两大功能.作为教具使用，其可视性让老师在教学过程中能很轻松地将难以用语言表达的复杂结构讲得淋漓尽致，达到事半功倍的教学效果；作为模具使用，可注塑成型产品，创造些经济效益，对模具设计与制造专业今后教具的开发有一定的借鉴作用.

参考文献：

[1] 何冰强.塑料成型工艺与模具设计[M].上海:上海交通大学出版社，2011.

[2] 刘丹丹，杨 雄.多媒体与先进教具在教学中的应用[J].科技资讯，2008(33).

[3] 郭红云，谢力志.透明教学模具在模具教学中的运用[J].模具制造，2007(1).