塑料成型工藝與模具設計

塑料成型工藝與模具設計

主講：林劍明課程情況總體簡介授課學時：60學時課程性質(zhì)：模具設計與制造專業(yè)的一門主干專業(yè)技術課，是一門實踐性、綜合性很強的課程。

模具設計與制造專業(yè)核心課程之一單元1塑料模具的認識單元2注射模具的設計單元3擠出模具的設計單元4其它塑料模具的設計課程目錄：這些產(chǎn)品是什么材料制做的？你是否擁有這種材料的產(chǎn)品？舉出2-3個例子。

引言上一頁下一頁

引言什么是塑料？塑料的成份？塑料的品種？塑料的使用性能？塑料成型加工時呈現(xiàn)的性能？如何編制模塑成型工藝？

本門課程研究的內(nèi)容之一：塑料-塑件-塑料模塑成型工藝上一頁下一頁

引言

蜂窩煤

餅模

月餅上一頁下一頁

引言

塑件---塑料模具上一頁下一頁

引言本門課程研究的內(nèi)容之二：塑料模具設計月餅（材料---面粉）工具---餅模蜂窩煤（材料---煤）工具--蜂窩煤模具

塑件（材料---塑料）工具--塑料模具認識模具--了解模具--掌握模具技術--應用模具技術上一頁下一頁

引言本門課程研究的內(nèi)容之三：融入塑料模具制造應用已學知識—研究并掌握塑料模具零件加工特點上一頁下一頁產(chǎn)品開發(fā)一般過程：

由產(chǎn)品設計→模具設計與制造→制品生產(chǎn)→產(chǎn)品的過程。通常是由設計→產(chǎn)品的過程。

由產(chǎn)品→設計稱為逆向（反求）工程。上一頁下一頁塑料模具設計及制造塑料模具制造塑料產(chǎn)品設計塑料模具設計塑料產(chǎn)品相互影響相互關聯(lián)模塑成型工藝設計

工藝是模具設計的依據(jù)制造是模具設計的保證塑料產(chǎn)品生產(chǎn)流程：上一頁下一頁本課程程的學學習目目的與與要求求：1.了解塑料及及其主主要性性能；；2.認識模塑成成型工工藝方方法、、塑料料模具具典型型結(jié)構(gòu)構(gòu)、塑塑料模模具加加工方方法與與手段段；；3.掌握常用塑塑料成成型性性能、、塑料料成型型工藝藝編制制，塑塑料模模具設設計方方法和和塑料料模具具制造造工藝藝設計計方法法；；4.具備進行中中等復復雜塑塑料件件的模模塑工工藝編編制、、塑料料模設設計、、塑料料模具具制造造工藝藝編制制的能能力;5.了了解先先進的的塑料料模具具設計計與制制造技技術。。模具設設計與與制造造專業(yè)業(yè)主干干專業(yè)業(yè)課程程之一一上一頁頁下一頁頁單元1塑塑料料模具具的認認識（（緒論論））學習目目的與與要求求：1．了了解塑塑料成成型工工業(yè)生生產(chǎn)及及其重重要性性；2．了了解塑塑料成成型技技術的的發(fā)展展情況況；3．了了解常常用的的塑料料成型型方法法及塑塑料模模具的的分類類；4．明確確學習目目的及要要求.上一頁下一頁單元1塑塑料料模具的的認識1.1塑塑料成成型在工工業(yè)中的的重要性性一、塑料料及塑料料工業(yè)的的發(fā)展1、塑料料——以以樹脂為為主的高高分子化化合物。。分為工業(yè)化合合成樹脂脂50多多種，塑塑料500多種種。常用塑料料：聚乙乙烯（PP）、、聚丙烯烯（PE）、聚聚苯乙烯烯（PS）等。。上一頁下一頁特殊塑料通用塑料工程塑料2、塑料料的特點點：質(zhì)輕、耐耐蝕、絕絕緣、易易成型、、成本低低；但易老化化、使用用溫度100℃℃左右、、力學性性能低。。3、塑料料的應用用日用、建建筑、工工業(yè)等。。例汽車工業(yè)業(yè)4、塑料料的發(fā)展展⑴60－70年代，，人工合合成高分分子增長長14％％/年、、金屬的的為4％％/年；；⑵目前前，塑料料體積約約為鋼的的4倍；；⑶[美美]塑料料工業(yè)是是全美第第四大工工業(yè)；⑷我國國塑料產(chǎn)產(chǎn)量僅次次于美國國，2008年年超過3千萬噸噸。（5）2009年我國國塑料產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)產(chǎn)值突破破1萬億億元（10992.8億元））（6）2011年我國國塑料產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)產(chǎn)值1.6萬億億元（16070.77億元元）上一頁下一頁二、塑料料成型在在工業(yè)生生產(chǎn)中的的重要性性1、塑料料工業(yè)的的生產(chǎn)過過程塑料產(chǎn)品品生產(chǎn)要要素：原原材料（（塑料））、加工工設備、、成型模模具上一頁下一頁合成＋助劑成型樹脂的生產(chǎn)塑料的生產(chǎn)塑件的生產(chǎn)原料樹脂塑料塑料制品2、塑料料成型的的重要性性⑴[美美]“模模具工業(yè)業(yè)是美工工業(yè)基石石”⑵[日日]“模模具是促促進社會會繁榮的的動力””⑶我國國“模具具是工業(yè)業(yè)之母””（1989年，，國務院院把模具具制造列列為機械械工業(yè)技技術改造造序列第第一位。。目前，，我國模具總銷銷售額中中塑料模模具占比比最大，，約占45%。廣東模具具行業(yè)中中，塑料料模具約約占55％。廣廣東模具具在家電塑料料模具中一直領領先全國國平均水水平10年左右右）（4）2009年我國國模具工工業(yè)銷售售額約980億億元,比比2008年略略有增長長。(5)2010年模具具產(chǎn)值近近1000億元元人民幣幣。（6）2011年全國國模具總總產(chǎn)值增增速44％；2011年中國國大陸模模具產(chǎn)值值躋身世世界第一一。上一頁下一頁1.2塑塑料成成型技術術發(fā)展概概況1、理論論方面的的進展(各種流變變行為的的研究)注射成型型較完善善，擠出出成型有有待進一一步探討討。2、成型型方法的的革新共擠、共共注、熱熱流道技技術、氣氣輔成型型技術等等。3、成型型技術的的發(fā)展精密化（尺寸公公差0.01～～0.001mm）、、微型化（（0.05g））、超大型化化(170kg)。上一頁下一頁4、模具具技術的的進步1）加工工技術方方面：如電加工工、數(shù)控控加工等等，三坐坐標測量量機2）模具具新材料料應用：如新型淬淬火、回回火鋼，，預硬鋼鋼等3）開發(fā)模具具的拋光光技術、、設備與與材料4）模具具的標準化與專業(yè)化化生產(chǎn)：：如美、日日標準化化達70％，我我國僅30％。5）CAD/CAM/CAE技術應用6)高速掃描描及數(shù)字字化系統(tǒng)統(tǒng)－－逆向工程程（[英]雷尼紹紹公司模模具掃描描系統(tǒng)））上一頁下一頁塑料成型型方法及及其模具具壓注模注射模壓縮模吹塑模發(fā)泡模搪塑模真空成型型模壓棍（模模）擠出模熱壓印模模彩印?！钏芰狭夏＞叻址诸悾?.3塑塑料模模具的分分類(工工藝方法法)上一頁下一頁☆成型工藝分類類：1）熔融成型型——把塑料加熱至至熔點以上（（使之處于熔熔融態(tài)），對對其進行成型型加工的一種種方法。2）固相成型型——塑料處在熔融融溫度以下（（至少低于熔熔點10-20℃），，塑料尚處于于軟化狀態(tài)時時進行的一種種成型方法。。壓注成型注射成型擠出成型壓縮成型吹塑成型真空及壓縮空空氣成型氣輔成型上一頁下一頁國內(nèi)外塑料模模具技術比較較表項目國外國內(nèi)注塑模型腔精度0.005～0.01mm0.02～0.05mm型腔表面粗糙度Ra0.01～0.05μmRa0.20μm非淬火鋼模具壽命10～60萬次10～30萬次淬火鋼模具壽命160～300萬次50～100萬次熱流道模具使用率80%以上總體不足10%標準化程度70～80%小于30%中型塑料模生產(chǎn)周期

一個月左右

2～4個月上一頁下一頁1.4學學習的目的及及要求掌握常見模具具的結(jié)構(gòu)、設設計方法；能設計中等復復雜的塑料模模具。平時成績40%：過程連續(xù)作業(yè)業(yè)各環(huán)節(jié)質(zhì)量量（20%））、課堂表現(xiàn)現(xiàn)、測驗和實實驗（20%）期末考試60%上一頁下一頁作業(yè)：調(diào)查超市的塑塑料制品種類類，說出5～～10個產(chǎn)品品的名稱、所所用塑料名稱稱、成型方法法。上一頁壓縮模具動畫壓縮成型壓機壓縮成型產(chǎn)品品壓縮成型附圖1壓注成型壓機壓注原理

壓注成型產(chǎn)品壓注成型附圖2注射機（視頻）注射原理

注射成型產(chǎn)品品附圖3注射模注射成型擠出成型產(chǎn)品品擠出機頭擠出成型過程程（動畫）附圖4擠出成型吹塑成型壓機吹塑原理（視頻）

吹塑成型吹塑成型產(chǎn)品附圖5真空成型模具具（動畫）真空成型附圖6真空成型產(chǎn)品品氣輔成型氣輔成型塑件件模具配置氣針針裝置，由氣氣體產(chǎn)生器（（惰性氣體））向氣針裝置置供氣，以實實現(xiàn)氣輔成型。氣針裝置氣輔模具附圖7塑料成型理論的進展模具加工工藝藝過程仿真軟軟件有UG、、CATIYA、PRO/E等。流道優(yōu)化設計計分析模具冷卻系統(tǒng)統(tǒng)設計分析氣氣輔—氣體穿穿透分析溫度分析溫度分析模具冷卻系統(tǒng)統(tǒng)設計分析氣輔—氣體穿穿透分析附圖a先進塑料成型型工藝技術和和先進塑料模模:無流道凝料的的注射成型、熱固性塑料注注射成型、低發(fā)泡注射成成型、排氣注注射成型、流動注射成型型、動力熔融融注射成型、、氣體輔助注射射成型、水輔成型以以及多品種塑料的共注射射成型、鑄塑塑成型、塑料料粉末燒結(jié)成成型、滾塑成成型（旋轉(zhuǎn)模模塑）雙色、雙模注射成型等。。附圖b高精度塑件便攜產(chǎn)品MP3等SD記憶卡背光板繼電器接插件等附圖c大型塑件應用領域：建建筑、機械、、汽車、儀器器、家電中的的大型塑件Ford汽車傳動機構(gòu)蓋（礦物增強PA）