塑料制品及其成型模具設(shè)計(jì)

塑料制品及其成型模具設(shè)計(jì)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院蔡玉俊0.1模具的地位與作用模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視。模具是工業(yè)生產(chǎn)之母（中國(guó)人）模具工業(yè)是金屬加工業(yè)中之王；（德國(guó)人）模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石；（美國(guó)人）模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力（日本人）當(dāng)今，“模具就是產(chǎn)品質(zhì)量”，“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念，已被越來(lái)越多的人所接收。使用模具生產(chǎn)零件，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、成本低和節(jié)約能源與原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向[1,2]。第0章緒論0.2模具的種類與塑料模具

模具的類型通常是按照加工對(duì)象和工藝的不同進(jìn)行分類，從行業(yè)角度的區(qū)分來(lái)看主要有（1）塑料模具（2）橡膠模具（3）金屬冷沖模具（4）金屬冷擠壓模具和熱擠壓模具（5）金屬拉拔模具（6）粉末冶金模具（7）金屬壓鑄模具（8）金屬精密鑄造模具（9）玻璃模具（10）玻璃鋼模具等等。

四大工業(yè)材料：鋼鐵、木材、水泥、塑料（第四）第0章緒論0.2模具的種類與塑料模具吹塑模

冷沖模連續(xù)模

第0章緒論0.2模具的種類與塑料模具

塑料模第0章緒論0.2模具的種類與塑料模具

塑料模第0章緒論0.2模具的種類與塑料模具

塑料模具結(jié)構(gòu)第0章緒論0.2模具的種類與塑料模具

塑料模具結(jié)構(gòu)第0章緒論0.3模具及其先進(jìn)制造技術(shù)為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的短工期、高精度、低成本的迫切要求，模具企業(yè)必須首先用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、計(jì)算機(jī)輔助工程CAE、逆向工程RE、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程來(lái)改造自己。第0章緒論0.3.1模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD典型的數(shù)字化設(shè)計(jì)效果圖(作品)第0章緒論0.3.2模具CAE分析塑料澆口位置的確定第0章緒論0.3.3模具計(jì)算機(jī)輔助制造CAM動(dòng)態(tài)加工演示圖片、錄像第0章緒論0.3.4模具逆向工程RE逆向（反求）工程實(shí)例第0章緒論0.4模具專業(yè)人員的就業(yè)情況第0章緒論0.5學(xué)習(xí)本課程的目的、要求和方法學(xué)習(xí)本課程的目的掌握塑料、塑料制品、塑料成型工藝和塑料成型模具的基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論和基本設(shè)計(jì)方法；能正確設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的塑料模具和常見(jiàn)的塑料制品；對(duì)塑料制品成型過(guò)程中出現(xiàn)的常見(jiàn)缺陷，能進(jìn)行正確的分析判斷并解決之。第0章緒論0.5學(xué)習(xí)本課程的目的、要求和方法要求理論聯(lián)系實(shí)際。在學(xué)習(xí)好相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本設(shè)計(jì)方法的同時(shí)，還必須具備實(shí)際動(dòng)手能力即掌握上機(jī)操作，生產(chǎn)塑料制品的基本技能和用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)塑料制品和塑料模具的技能。第0章緒論0.5學(xué)習(xí)本課程的目的、要求和方法學(xué)習(xí)方法上課認(rèn)真聽(tīng)講，實(shí)訓(xùn)時(shí)踏踏實(shí)實(shí)練習(xí)。對(duì)所見(jiàn)制品或模具要與所學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)。注意收集有關(guān)資料和樣品，尤其是有特點(diǎn)、有代表性的樣品、圖文、數(shù)據(jù)、影像等，建立并時(shí)時(shí)豐富自己的資料庫(kù)，定時(shí)進(jìn)行歸納分類和整理。第0章緒論第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.1塑料的基礎(chǔ)知識(shí)塑料的定義塑料是以高分子合成樹(shù)脂為主要原料加上旨在改善和提高其性能的各種添加劑制成的合成材料。塑料的組成塑料由合成樹(shù)脂、各種添加劑如填充劑（填料）、增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑和固化劑等共同組成。第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.1塑料的基礎(chǔ)知識(shí)樹(shù)脂決定著塑料的性質(zhì)和在類別，是塑料中最主要的原料。填充劑有增量作用以減少合成樹(shù)脂的比例，利于降低成本，同時(shí)還有改善性能的作用。增塑劑可改善塑料的成型性能，降低剛性和脆性即增加塑性、流動(dòng)性和韌性。穩(wěn)定劑可以抑止和防止降解，它可分為三種即1）熱穩(wěn)定劑—防止受熱而降解；2）光穩(wěn)定劑—防止因受光而降解3）抗氧化劑—防止發(fā)生氧化而加速降解4）著色劑—主要起裝飾美化作用但同時(shí)還可提高塑料的光和熱的穩(wěn)定性和耐候性。第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.1塑料的基礎(chǔ)知識(shí)塑料的分類1.按合成樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)分類

1）熱塑性塑料是由可以多次加熱加壓，反復(fù)成型，具有一定的可塑性的合成樹(shù)脂的各種添加劑、著色劑制成的塑料。在反復(fù)加熱加壓的多次成型過(guò)程中，只有物理變化而無(wú)化學(xué)變化；其變化過(guò)程是可逆的；其分子結(jié)構(gòu)是線型或支鏈型（圖1.1－鄒P40.1）的二維結(jié)構(gòu)聚合物。

2）熱固性塑料與前者相比主要不同處是：不但合成樹(shù)脂有所不同，而且在添加劑中還加入了固化劑。因此在加熱成型過(guò)程中，當(dāng)溫度達(dá)到使固化劑產(chǎn)生化學(xué)變化的溫度時(shí)，其分子結(jié)構(gòu)從線型結(jié)構(gòu)或支鏈型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀的交聯(lián)體形（圖1.1－鄒P40.1）三維結(jié)構(gòu)而固化，再加熱也不再變化。整個(gè)成型過(guò)程中既有物理變化也有化學(xué)變化，其過(guò)程是不可逆的。第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.1塑料的基礎(chǔ)知識(shí)2.根據(jù)塑料的用途分類1）通用塑料即普通的易于成型、產(chǎn)量大，用途廣而又廉價(jià)累的塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料2）工程塑料即可成型工程結(jié)構(gòu)件一類的塑料。較之前者有強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定，在高溫下變形小，能保持良好的性能如ABS、尼龍、聚甲醛等。3）特種塑料即有特種功能的塑料。如耐高低溫、高沖擊、具有高強(qiáng)度的塑料；具有導(dǎo)電、或超導(dǎo)功能的塑料等到。第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.2塑料的使用性能塑料及其制品的優(yōu)點(diǎn)（1）質(zhì)輕：最輕的塑料泡沫0.01～0.05

普通塑料的相對(duì)密度0.9～2.3

飛機(jī)火箭之類要求減輕重量的制品中—特殊重要作用（2）有優(yōu)良的電絕緣性能（3）有良好的耐腐蝕性能（4）減震消音作用強(qiáng)（5）隔熱保暖性能好（6）力學(xué)強(qiáng)度范圍寬－－根據(jù)使用要求可柔、可韌、可剛（7）優(yōu)異的透光性和防護(hù)性，常用作玻璃替代品第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.2塑料的使用性能塑料的缺點(diǎn)（1）耐熱性差，高溫下強(qiáng)度迅速下降。（2）有的塑料燃燒時(shí)，釋放出刺激性、腐蝕性等有害氣體。（3）導(dǎo)熱性差，膨脹系數(shù)大，高溫下易變形。（4）在日光、大氣、高溫作用下產(chǎn)生老化。（5）有的塑料制品，機(jī)械強(qiáng)度較低。第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.3常用塑料的成型性能常用熱塑性塑料的成型性能1）流動(dòng)性：塑料熔體在一定溫度和壓力下流動(dòng)的距離或注滿型腔的能力影響塑料流動(dòng)性的因素：（1）溫度（2）壓力（3）模具結(jié)構(gòu)2）收縮性：收縮的大小，以制品收縮尺寸的單位長(zhǎng)度百分比來(lái)表示，稱為收縮率。第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.3常用塑料的成型性能實(shí)際收縮率（公式）大型、精密模具成型件尺寸計(jì)算收縮率（公式）普通中、小型模具成型件尺寸3）相容性（共混性）4）吸濕性5）熱敏性即某些熱穩(wěn)定性差的塑料，遇高溫或高溫中時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)發(fā)生降解，變色等現(xiàn)象。6）結(jié)晶性第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.3常用塑料的成型性能熱固性塑料的成型工藝特性1）流動(dòng)性：2）收縮性3）比容和壓縮率4）固化速度5）水分和揮發(fā)物含量過(guò)高流動(dòng)性過(guò)大，易產(chǎn)生溢邊和內(nèi)應(yīng)力，使制品收縮加大而加劇變形且制品中易產(chǎn)生氣泡使強(qiáng)度降低并產(chǎn)生水紋，光澤不好。但含水分少，又會(huì)大大降低其流動(dòng)性，成型時(shí)不易充滿型腔，成型困難，此時(shí)必須加大成型壓力，從而加劇模具磨損，降低模具壽命。第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.4注射成型原理與成型工藝工程圖1.2(鄒P21圖0.2)第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.4注射成型原理與成型工藝工程每一個(gè)塑料制品必須經(jīng)過(guò)的循環(huán)過(guò)程：合模注射成型保壓之后預(yù)塑冷卻之中定型開(kāi)模取出制品四個(gè)工序。注射成型工藝過(guò)程循環(huán)示意圖如圖1.3所示。（圖1.3）(鄒P22圖0.3)第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.4注射成型原理與成型工藝工程兩板式模具工作流程第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.4注射成型原理與成型工藝工程第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.4注射成型原理與成型工藝工程第1章塑料成型技術(shù)的基本知識(shí)

－1.4注射成型原理與成型工藝工程

相關(guān)錄像？？（有嗎？）§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

一、注射模的結(jié)構(gòu)組成注射模動(dòng)模定?！?.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

一、注射模的結(jié)構(gòu)組成一、注射模的結(jié)構(gòu)組成根據(jù)各零件所起作用細(xì)分型腔澆注系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)冷卻與加熱裝置排氣系統(tǒng)支承與緊固零件分型與抽芯機(jī)構(gòu)§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型特種模具普通模具二板一開(kāi)式結(jié)構(gòu)模具三板二開(kāi)式結(jié)構(gòu)模具一模單腔一模多腔一模單腔一模多腔滑動(dòng)型芯模具（斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯）瓣合式模具（HALF——哈夫模）螺紋模具滑動(dòng)型芯與哈夫模塊相結(jié)合模具其它模具§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型單分型面注射模雙分型面注射模帶活動(dòng)鑲件注射模側(cè)向分型抽芯注射模自動(dòng)卸螺紋注射模定模推出機(jī)構(gòu)注射模熱流道注射模§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型1.單分型面注射模§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型2.雙分型面注射模也稱三板式注射模，中間增加了一個(gè)可移動(dòng)的流道板?！?.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型單分型面注射模§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型3.帶活動(dòng)鑲件注射模模具上設(shè)有活動(dòng)的型芯、螺紋型芯或HALF塊。§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型3.帶活動(dòng)鑲件注射模§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型4.側(cè)向分型抽芯注射模成型帶側(cè)孔或側(cè)凹的塑件§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型4.側(cè)向分型抽芯注射?！?.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型5.自動(dòng)卸螺紋注射模成型帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件，為了能自動(dòng)卸螺紋在模具內(nèi)設(shè)有能轉(zhuǎn)動(dòng)的螺紋型芯或螺紋型環(huán)?！?.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型5.自動(dòng)卸螺紋注射?！?.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型6.定模推出機(jī)構(gòu)注射模由于塑件結(jié)構(gòu)特殊需求在定模設(shè)推出機(jī)構(gòu)?！?.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型6.定模推出機(jī)構(gòu)注射?！?.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型7.熱流道注射模成型后只有塑件冷卻而澆注系統(tǒng)不冷卻，只取出塑件，澆注系統(tǒng)仍留在模具上。§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

二、注射模的類型7.熱流道注射模§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型

三、典型結(jié)構(gòu)的組成與組合側(cè)面分型模板結(jié)構(gòu)二板式三板式成型零件流道、澆口推出機(jī)構(gòu)整體式、鑲拼式單型腔、多型腔直接澆口側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口熱流道推管、推桿、推板氣壓推出滑動(dòng)型芯哈夫?；顒?dòng)鑲件旋轉(zhuǎn)脫模強(qiáng)制脫模注射模典型結(jié)構(gòu)組成分類注射模具的基本種類

標(biāo)準(zhǔn)模具推板模具滑塊模具示意圖主要部件鎖板模SS頂出系統(tǒng)型腔主流道鎖板模DS鎖板模SS頂出板型腔主流道鎖模板DS頂出系統(tǒng)斜導(dǎo)柱型腔滑塊主流道特性最簡(jiǎn)單模具兩半模一個(gè)分型面一個(gè)開(kāi)模方向脫模靠重力，頂出桿或頂管。結(jié)構(gòu)類似於標(biāo)準(zhǔn)模具、但由推板頂出。結(jié)構(gòu)類似於標(biāo)準(zhǔn)模具但增設(shè)了斜導(dǎo)柱和滑塊，以增加側(cè)向運(yùn)動(dòng)。塑件可成型不帶側(cè)凹凸的所有塑件可成型不帶外側(cè)凹凸的杯狀塑件可成型帶側(cè)凹凸及外螺紋的塑件注射模具的基本種類

瓣合型腔模具帶退螺紋裝置的模具三板式模具結(jié)構(gòu)示意圖主要元部件頂出系統(tǒng)模套相拼型腔型腔主流道頂出系統(tǒng)導(dǎo)向螺紋齒輪型芯型腔頂出系統(tǒng)頂出桿型腔主流道用分流道特性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)模具相近，但這種結(jié)構(gòu)帶有成型帶外側(cè)凸凹或有外螺紋的塑件的哈夫塊。螺紋成型型芯靠機(jī)械啟動(dòng)、旋轉(zhuǎn)退出。兩個(gè)分型面，中間板由鎖鏈或推板拉桿啟動(dòng)，兩級(jí)分型。塑件用來(lái)成型帶側(cè)凸凹或有螺紋的橢圓或?qū)捫退芗?。成型?nèi)帶螺紋或外螺紋的塑件。塑件與分流道自動(dòng)分離。§4.1注射模的結(jié)構(gòu)組成與類型思考與練習(xí)：注射模結(jié)構(gòu)一般由哪幾部分組成？各組成部分的主要作用是什么？自信和希望是青年的特權(quán)。

——大仲馬1.一般側(cè)向抽芯距離是多少？2.斜銷角度α與楔緊塊角度α′的關(guān)系？3.斜滑塊抽芯分型和斜導(dǎo)柱分型抽芯的區(qū)別是什么？圖a圖b問(wèn)題：目的與要求1.掌握注射機(jī)最大注射量和鎖模力的校核方法。2.掌握模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸和開(kāi)模行程的校核。重點(diǎn)和難點(diǎn)：注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核§4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核注射機(jī)類型螺桿式柱塞式注射機(jī)技術(shù)參數(shù):注塑裝置參數(shù)、合模部件參數(shù)、整機(jī)性能參數(shù)一、最大注射量校核§4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核

注射機(jī)每次實(shí)際的注射量應(yīng)在最大注射量的80%以內(nèi)注射量以容積表示:V≤0.8V機(jī)

V塑料≥K壓V

其中:V——塑件的總體積(塑件+澆注系統(tǒng))V機(jī)——注射機(jī)的最大注射量(cm3)V塑料——成型塑件所需塑料的體積

K壓——壓縮比(表5-5)注射量以重量表示:G≤0.8G機(jī)

G=p′V

其中:G——塑件的總重量(塑件+澆注系統(tǒng))G機(jī)——注射機(jī)的最大注射量(g)p′——料筒溫度和壓力下塑料的密度(g/cm3)二、注射壓力的校核校驗(yàn)注射機(jī)的額定注射壓力能否滿足塑件成型時(shí)所需的壓力P公≥P注其中:P注——塑料成型時(shí)所需的注射壓力(查表5-6)P公——注射機(jī)公稱注射壓力P注受澆注系統(tǒng)、型腔內(nèi)阻力、模具溫度等因素影響P注太大：毛邊大、脫模困難、塑件表面質(zhì)量差、內(nèi)應(yīng)力大P注太小：不能順利充滿型腔、無(wú)法成型三、鎖模力的校核鎖模力指的是鎖模裝置對(duì)模具施加的最大加緊力F鎖≥q·A分其中：

F鎖——注射機(jī)的額定鎖模力(N)A分——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積(mm2)q——型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（表5-7）(MPa)§4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核四、裝模部分有關(guān)尺寸的校核噴嘴尺寸定位孔尺寸拉桿間距模具閉合厚度安裝螺孔尺寸§4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核

四、裝模部分有關(guān)尺寸的校核1噴嘴尺寸澆口套球面R和噴嘴前端球面半徑R0噴嘴孔徑d0和澆口套小端孔徑d正確關(guān)系為：

d=d0+(0.5～1)mmR=R0+(1～2)mm§4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核

四、裝模部分有關(guān)尺寸的校核2定位孔尺寸h:小型模具取8～10)mm

大型模具取(10～15)mm§4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核

四、裝模部分有關(guān)尺寸的校核3.拉桿間距模具的外形尺寸應(yīng)小于注射機(jī)的拉桿間距，以保證模具能安裝到注射機(jī)工作臺(tái)面上?！?.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核

四、裝模部分有關(guān)尺寸的校核4.模具閉合厚度Hmax≥Hm≥Hmin§4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核

四、裝模部分有關(guān)尺寸的校核5.安裝螺孔尺寸模具重量