塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出社第章緒論

普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材

楊永順主編塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)1本課程教材

《高分子物理》：何曼君主編《高分子材料成型加工原理》：王貴恒主編《塑料成型模具》：2推薦參考教材

通過學(xué)習(xí)本課程，應(yīng)達(dá)到以下要求：1.了解當(dāng)前塑料工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；2.了解聚合物的物理性能、流動(dòng)特性及成型過程中的物理、化學(xué)變化；3.熟悉常用塑料的成型工藝特性，注射成型的基本原理、工藝特點(diǎn)；正確分析成型工藝對(duì)模具的要求；4.重點(diǎn)掌握注射成型模具的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及模具零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法。5.熟悉注射模具設(shè)計(jì)程序，具有獨(dú)立設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度注射模的能力。3本課程的教學(xué)目的

主要內(nèi)容：1.緒論（第1章）2.塑料成型理論基礎(chǔ)（第2、3章）3.注射成型工藝（第4、5章）4.注射成型模具（第6—14章）5.擠出成型工藝與模具設(shè)計(jì)（第18章）6.其他章節(jié)有興趣的可以自學(xué)4本課程的教學(xué)綱要

高分子材料的定義：高分子材料是以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。它是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，通常分子量大于10000，如橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料。高分子是生命存在的形式，所有的生命體都可以看作是高分子的集合體。5補(bǔ)充：高分子材料

高分子材料的來源與發(fā)展：高分子材料按來源分為天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和進(jìn)化的基礎(chǔ)。如用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。6補(bǔ)充：高分子材料

19世紀(jì)30年代末期，進(jìn)入天然高分子化學(xué)改性階段，出現(xiàn)半合成高分子材料。1870年，美國(guó)人Hyatt用硝化纖維素和樟腦制得的賽璐珞塑料，是有劃時(shí)代意義的一種人造高分子材料。1907年，出現(xiàn)合成高分子酚醛樹脂，真正標(biāo)志著人類應(yīng)用化學(xué)合成方法有目的的合成高分子材料的開始。7補(bǔ)充：高分子材料

高分子材料的分類：按來源分類:天然、半合成、合成高分子；按應(yīng)用分類：橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等；按高分子主鏈結(jié)構(gòu)分類：碳鏈高分子、雜鏈高分子等；其他分類：結(jié)晶高聚物，非晶高聚物等。8補(bǔ)充：高分子材料

高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域：目前高分子材料已廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)、電子行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、信息行業(yè)、汽車行業(yè)、航空航天、海洋開發(fā)、日常用品等。并且逐漸在農(nóng)業(yè)種子開發(fā)技術(shù)、智能隱身技術(shù)等先進(jìn)尖端技術(shù)中得到重視與應(yīng)用。9補(bǔ)充：高分子材料第一章緒論1.2塑料成型技術(shù)的發(fā)展1.4學(xué)習(xí)本課程的目的及方法1.3塑料成型模具及發(fā)展趨勢(shì)1.1塑料與塑料制品101.1塑料與塑料制品111.1.1塑料的概念塑料是以高聚物（樹脂）為主要組分，在其制造或加工過程中的某一階段能流動(dòng)成型或聚合成型，并在常溫下保持形狀不變的固體材料。塑料成型制品是以塑料為原料經(jīng)成型加工而獲得的制品，又稱塑料制品或塑件。121.1.2塑料的特點(diǎn)（1）密度小其密度大多在1.0～1.4g/cm3之間，約為鋼鐵材料密度的1/6。（2）比強(qiáng)度高在承擔(dān)相同載荷條件下，所需零件的重量小。（3）耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)對(duì)酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)均有良好的耐腐蝕能力。（4）絕緣性能好，介電損耗低可以與陶瓷和橡膠媲美，許多電器用的插頭、插座、開關(guān)、手柄等，都是用塑料制成的。131.1.2塑料的特點(diǎn)（5）隔熱隔音性能好廣泛用作絕熱保溫材料以及隔音吸音材料。（6）減摩耐磨性能好大多數(shù)塑料都具有良好的減摩和耐磨性能，可以在水、油或帶有腐蝕性的液體中工作，也可以在半干摩擦或者完全干摩擦的條件下工作。141.1.2塑料的特點(diǎn)（7）抗振減振性能好聚合物大分子的柔韌性和彈性使塑料具有良好的減振性能，因而使塑料成為現(xiàn)代工業(yè)中抗振減振性能極好的材料，不僅可以用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械，還可以用作汽車中的一些結(jié)構(gòu)零件等。（8）光學(xué)性能好不加填充劑的非結(jié)晶塑料大都可以制成透光性良好的制品，折光率較高，并且具有很好的光澤。15（9）多種防護(hù)性能塑料除具有良好的耐腐蝕性、絕緣性、防振性外，還具有防水、防潮、防輻射等多種防護(hù)性能，廣泛用作食品、化工、航天、原子能工業(yè)的包裝材料和防護(hù)材料。（10）一般塑料的剛性差如尼龍的彈性模量?jī)H為鋼鐵的1/100。1.1.2塑料的特點(diǎn)16（11）塑料的使用溫度范圍窄

長(zhǎng)時(shí)間工作的使用溫度上限一般在100℃以下，即使被稱為耐高溫塑料的聚酰亞胺和聚四氟乙烯等，能夠連續(xù)工作的最高溫度也不超過250℃；塑料在低溫下性脆易開裂。（12）塑料易燃燒，在光和熱的作用下性能容易變差，發(fā)生老化現(xiàn)象。（13）冷卻后成型收縮率大使得制品的精度不易控制，塑料制品的使用范圍也受到一定限制。1.1.2塑料的特點(diǎn)171.2塑料成型技術(shù)的發(fā)展181.2.1塑料制品成型方法分類塑料制品生產(chǎn)主要包括成型、機(jī)械加工、修飾和裝配四個(gè)生產(chǎn)過程。成型是將各種形態(tài)的塑料制成所需形狀的制品或型坯的過程。塑料制品成型后，可以直接使用或與其他件裝配組合后使用，亦可通過機(jī)械加工、修飾加工等后處理工藝提高其使用性能和品質(zhì)。19如圖1-1塑料制品的生產(chǎn)過程201.2.1塑料制品成型方法分類1.2.2

塑料成型技術(shù)的發(fā)展（1）塑特料成型理衰論的深入襪研究加深對(duì)塑自料成型過喚程中所發(fā)安生的物理戴、化學(xué)變此化和力學(xué)零行為的認(rèn)售識(shí)，借以蠻改進(jìn)生產(chǎn)還技術(shù)、方澆法和設(shè)備胸。有關(guān)擠鏡出成型紡的流動(dòng)懷理論和件數(shù)學(xué)模舒型已經(jīng)四基本建詳立，并既且在生恨產(chǎn)中得頓到應(yīng)用怎。有關(guān)注射與成型的流則動(dòng)理論和遼數(shù)學(xué)模型甲尚在探討狀，注射成暗型的塑料余熔體在一顛維和二維啞簡(jiǎn)單模腔糧中的流動(dòng)顏理論和數(shù)部學(xué)模型已乞經(jīng)解決。今后的哲工作是括如何將煩理論和念生產(chǎn)實(shí)影際相結(jié)斗合，并役進(jìn)一步倚加強(qiáng)對(duì)岔塑料熔鞠體在三峰維模腔鑒中流動(dòng)非行為的番研究。21（2）塑料加搜熱塑化丹技術(shù)研蛾究目前，扣電阻加語熱與螺導(dǎo)桿塑化正依然是桶塑料熔才融塑化域最主要娘的方式赴，但近源幾年已埋有新的牲塑料熔急融塑化鑼技術(shù)出撿現(xiàn)。電磁動(dòng)態(tài)晃塑化理論貴與技術(shù)已腥問世，電被磁感應(yīng)加卷熱技術(shù)也稼正為越來道越多的擠輪出、注射鹿加工與設(shè)壁備制造企聞業(yè)所接受篇。1.2.2

塑料成型技術(shù)的發(fā)展

22已出現(xiàn)霧多種新掌的熔融塑呼化技術(shù)，如：超創(chuàng)聲波熔融避塑化、多旨螺桿擠出吊技術(shù)等。特別是超廢切變塑化焦擠出技術(shù)塵，采用基轎于正應(yīng)力圾作用的輸毀運(yùn)機(jī)理，丸由泵來實(shí)綱現(xiàn)其物料書的輸送，拴期間物料等完全在正客應(yīng)力的作蹦用下被研踢磨、壓實(shí)倚、排氣和幸塑化。完費(fèi)全拋棄了口傳統(tǒng)螺桿該擠出機(jī)基鎮(zhèn)于剪切和防摩擦的運(yùn)己輸和塑化規(guī)機(jī)理，擠家出特性硬辣，且物料喉在擠出機(jī)濱中的停留柿?xí)r間更均會(huì)一，減小觀了物料的定熱歷程差辰異。1.2.2

塑料成型技術(shù)的發(fā)展

231.3塑料成型模具及發(fā)展趨勢(shì)24模具成逼型因其生產(chǎn)效率殖高、產(chǎn)品黨質(zhì)量好、志材料消耗練少、生產(chǎn)芝成本低而獲得廣曠泛應(yīng)用。利用模局具制造帆的零件貍數(shù)量，吃在飛機(jī)翻、汽車柜、摩托鬧車、拖惰拉機(jī)、渴電機(jī)、說電器、泳儀器儀銹表等機(jī)可電產(chǎn)品掀中占8原0%以呢上；在電腦、令電視機(jī)、芹攝像機(jī)、問照相機(jī)、才錄像機(jī)等休電子產(chǎn)品胞中占85依%以上；在電冰狀箱、洗舊衣機(jī)、壞空調(diào)、趁電風(fēng)扇唇、自行圖車、手交表等輕翠工業(yè)產(chǎn)叼品中占軟90%景以上；在子彈崇、槍支象等兵器倉產(chǎn)品中還占95榨%以上銹。1.3.1塑料模具在塑料成型中的重要性251.3.1塑料模具在塑料成型中的重要性模具是琴最重要物的工業(yè)史生產(chǎn)手瞎段和工斧藝發(fā)展計(jì)方向，蒸模具生揀產(chǎn)的工漏藝水平五及科技言含量的疼高低，月在很大脫程度上皆決定著偽產(chǎn)品的掩質(zhì)量、呆效益、呀新產(chǎn)品繁的開發(fā)閃能力，玻已成為衡量一個(gè)掩國(guó)家科技票與產(chǎn)品制袖造水平的貨重要標(biāo)志，決定壇著一個(gè)臉國(guó)家制乳造業(yè)的讓國(guó)際競(jìng)衡爭(zhēng)力。26美國(guó)工業(yè)西界認(rèn)為“模具工業(yè)肅是美國(guó)工餃業(yè)的基石章”；日本稱模糞具工業(yè)為“進(jìn)入反富裕社抵會(huì)的原峽動(dòng)力”駛；德國(guó)給咽模具工澡業(yè)冠以“金屬加史工業(yè)中的務(wù)帝王”稱因號(hào)；歐盟國(guó)家模稱“模具脹就是黃卷金”；新加坡把訓(xùn)模具工業(yè)肚作為“磁力工嘴業(yè)”；中國(guó)則鬧稱“模具是仰印鈔機(jī)”屑。271.3.1塑料模具在塑料成型中的重要性28塑料成型涼模具是成假型塑料制沿品的主要杜工藝裝備卷之一。利田用模具使勢(shì)塑料獲得箏一定的形貨狀和所需持性能，對(duì)挨達(dá)到塑料療加工工藝鋸要求、使歷用要求和要造型設(shè)計(jì)像要求起著鉗重要作用涉。在塑料加睜工行業(yè)中吃約有95殿%的產(chǎn)品具靠模具生訴產(chǎn)，產(chǎn)品曲的更新也礎(chǔ)都是以工繁藝的改進(jìn)喊和模具的走更新為前訪提的。1.3.1塑料模具在塑料成型中的重要性1.3.2我國(guó)塑料模具水平大型塑撐料模具此：重量渾已達(dá)5宴0t以阻上；精密塑挺料模具堅(jiān)：精度銷已達(dá)到野3μm搞，并已刊能生產(chǎn)貢精度為范0.5吃μm的艷小模數(shù)犧齒輪模圍具及高風(fēng)光學(xué)要嚷求的車隙燈模具賓等；多腔塑料草模：已能槳生產(chǎn)78誤00腔的雄塑封模；高速擠出張模：擠出遷速度已達(dá)旦4m/m追in以上熟；可以生萄產(chǎn)主型釀材雙腔庭共擠、則雙色共車擠、硬鋤軟共擠璃、后共帶擠、再際生料共吹擠和低躬發(fā)泡鋼響塑共擠淘等模具晌。29在生產(chǎn)柴手段上禍，模具圖企業(yè)設(shè)定備數(shù)控釋化已有寬較大程替度提高擦，CA縱D/C營(yíng)AE/件CAM促技術(shù)的逗應(yīng)用面哪甚為擴(kuò)餃大，高吉速加工繡及RP閣/RT乳等先進(jìn)意技術(shù)的諸采用已尖越來越擱多。模具標(biāo)刪準(zhǔn)件使趁用覆蓋錘率及模濟(jì)具商品越化率都枝已有較雀大幅度攀的提高篇。熱流道帳模具的棋比例也勺有較大斬提高。1.3.2我國(guó)塑料模具水平301.3.3

塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)（1）發(fā)眠展模具新厲結(jié)構(gòu)、新控材料和新癢工藝重點(diǎn)開發(fā)搏精密、復(fù)絨雜、大型絹、微型、堅(jiān)高效、長(zhǎng)蕩壽命模具鵝，以滿足庫塑料制品救精密化、疑微型化和富大型化的械要求；發(fā)展多腔久、多層、獵多工位模鄙具及多功貸能模具、池組合模具鎖，長(zhǎng)壽命昆模具。在模具仆型腔加餡工中廣尤泛應(yīng)用傭高精度蘇、高效偏率、自精動(dòng)化機(jī)葵床，如狡仿形、地?cái)?shù)控、骨電加工菊機(jī)床和資三坐標(biāo)諒測(cè)量?jī)x絲式等精密猶測(cè)量設(shè)輸備。31（2）加套強(qiáng)計(jì)算機(jī)補(bǔ)在模具設(shè)券計(jì)制造中寫的應(yīng)用塑料流禽變學(xué)、直幾何造璃型技術(shù)傳、數(shù)控俊加工以藏及計(jì)算床機(jī)技術(shù)推突飛猛腔進(jìn)，為細(xì)塑料模癢具CA猶D/C宮AE/膠CAM媽系統(tǒng)的哲開發(fā)創(chuàng)腿造了條遷件。目前國(guó)內(nèi)竹外已陸續(xù)陸推出一些耕相應(yīng)的軟就件系統(tǒng)并晉在生產(chǎn)中凝獲得應(yīng)用既，其內(nèi)容伸涉及注射宅產(chǎn)品造型妖、模具設(shè)科計(jì)、繪圖鑼到數(shù)控加松工數(shù)據(jù)的嚇生成，并睬預(yù)測(cè)成型邀工藝及模和具結(jié)構(gòu)等抄相關(guān)參數(shù)鼓的正確性隊(duì)。模具CA叨D/CA斑E/CA火M/PD伸M正向集腦成化、3菠D化、智莖能化、網(wǎng)澆絡(luò)化和信陣息化方向血發(fā)展。1.3.3

塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)32（3）加熔速模具零加件標(biāo)準(zhǔn)化敘和專業(yè)化模具標(biāo)準(zhǔn)麥件是模具屆的重要組蔑成部分，環(huán)是模具制躺造的基礎(chǔ)用。對(duì)縮短模菊具設(shè)計(jì)制股造周期、景降低模具檔生產(chǎn)成本奮、提高模物具質(zhì)量都絕具有十分炭重要的技們術(shù)經(jīng)濟(jì)意障義。模具標(biāo)坡準(zhǔn)件的爛專業(yè)化雞生產(chǎn)和翅商品化矛供應(yīng)，得極大地直促進(jìn)了億模具工漆業(yè)的發(fā)乳展。1.3.3塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)331.4學(xué)習(xí)本課程的目的及方法341.4.1

課程的目的（1）介樓紹常用塑博料的成型誓工藝特性持、注射成引型工藝；（2）重譯點(diǎn)介紹注畫射成型模菌具的工作奧原理、基捏本結(jié)構(gòu)及矩各組成宿部分的作汪用與設(shè)計(jì)途方法；（3）跟職蹤本學(xué)科艙的發(fā)展，異簡(jiǎn)要介紹稍先進(jìn)的注塔射成型工格藝和塑料伐的其他成展型工藝。35目的：1.4.2本課程的學(xué)習(xí)方法本課程是飛一門綜合領(lǐng)應(yīng)用基礎(chǔ)劇知識(shí)和專早業(yè)知識(shí)的嗓課程，與有機(jī)化峽學(xué)、機(jī)速械制圖方、公差摩配合、曬金屬材萌料及熱專處理、務(wù)模具制照造工藝渣學(xué)、塑撇料原料令、塑料稻成型設(shè)氣備等課程池關(guān)系緊歌密，學(xué)兇習(xí)時(shí)應(yīng)武及時(shí)復(fù)龍習(xí)相關(guān)罷課程的級(jí)知識(shí)。本課程劍也是一浪門實(shí)踐柔性很強(qiáng)候的課程很，除了寧應(yīng)重視六相關(guān)工