塑料成型模具設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)總結(jié)

塑料成型模具設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)總結(jié)塑料成型模具設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)總結(jié)

【概論】◆塑料的概念

塑料：是以高分子聚合物為主要成分，并在加工為制品的某階段可流淌成型的材料。組成：以合成樹脂為主要成分，依據(jù)不同需要添加不同添加劑所組成的混合物。

高分子聚合物：指由很多小分子單體通過聚合或縮聚反響形成的長鏈大分子。

◆合成樹脂

是人們仿照自然樹脂的成分并克制了產(chǎn)量低、性能不抱負(fù)的缺點(diǎn)，用化學(xué)方法人工制取的各種樹脂。合成樹脂打算了塑料的根本性能。

合成樹脂在塑料中的作用：

⑴在塑料制件中，為均一的連續(xù)相，將各種添加劑粘結(jié)成一個(gè)整體，使其具有肯定的物理力學(xué)性能。⑵與添加劑相互作用，打算塑料的主要工藝性能。

◆塑料的分類

按制造方法：聚合樹脂、縮聚樹脂。按成型性能：熱塑性塑料、熱固性塑料。熱塑性塑料：受熱后軟化或熔融，此時(shí)可成型加工，冷卻后固化，再加熱仍可軟化。

分子構(gòu)造呈鏈狀或樹枝狀，稱為線性聚合物。這些分子相互纏繞但并不連結(jié)在一起，受熱后具有可塑性。（無定型、結(jié)晶形塑料）

常用注射、擠出或吹塑等成型方法。熱固性塑料：開頭受熱時(shí)也可以軟化或熔融，但一旦固化成型就不再軟化。此時(shí)，即使加熱到接近分解的溫度也無法軟化，且也不會(huì)溶解在溶劑中。

加熱開頭時(shí)呈現(xiàn)鏈狀或樹枝狀構(gòu)造，受熱后漸漸結(jié)合成網(wǎng)狀(稱為交聯(lián)反響)，成為既不熔化又不熔解的物質(zhì)，稱為體型聚合物。分子的鏈與鏈間產(chǎn)生化合反響，再次加熱時(shí)不能軟化。

常用壓縮或壓注，局部可用注射成型?！羲芰系男阅?/p>

質(zhì)量輕；比強(qiáng)度高；耐化學(xué)腐蝕力量強(qiáng)；絕緣性能好；光學(xué)性能好；加工性能好、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

◆不同溫度下塑料的狀態(tài)

玻璃態(tài)→高彈態(tài)→黏流態(tài)→分解（低溫）（高溫）

【塑料成型理論根底】◆流體在管道內(nèi)流淌時(shí)的流淌狀態(tài)

層流：流體的質(zhì)點(diǎn)沿著平行于流道軸線的方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，與邊壁等距離的液層以同一速度向前移動(dòng)，不存在任何宏觀的層間質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，全部質(zhì)點(diǎn)的流線均相互平行。

湍流（紊流）：流體的質(zhì)點(diǎn)除向前運(yùn)動(dòng)外，還在主流淌的橫向上作不規(guī)章的任意運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的流線呈紊亂狀態(tài)。

雷諾數(shù)條件：=/>

（非）牛頓流體：流體以切變方式流淌，切應(yīng)力與剪切速率間呈（非）線性關(guān)系。

牛頓流體的流變方程：

===◆冪律流淌規(guī)律

注射成型中，大多數(shù)聚合物熔體都是非牛頓流體，且近似聽從冪律流淌規(guī)律，即

==剪切稀化”效應(yīng)源于聚合物的大分子構(gòu)造合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開和它的變形力量。熔體進(jìn)展假塑性流淌時(shí)，增啟模具便可從模腔中脫出具有肯定外形和尺寸大剪切速率，就增大了熔體內(nèi)的切應(yīng)力，于是的塑料制件。大分子鏈從其聚合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造中解纏、伸長和滑◆預(yù)熱嵌件移的運(yùn)動(dòng)加劇，鏈段的位移(高彈變形)相對(duì)減小，緣由：有嵌件的塑料制件，由于金屬與塑分子間的靜電引力也將漸漸減弱，熔體內(nèi)自由料兩者的收縮率不同，嵌件四周的塑料簡單出空間增加，黏稠性減小，整個(gè)體系趨于稀化，現(xiàn)收縮應(yīng)力和裂紋。若成型前對(duì)嵌件預(yù)熱，可從而在宏觀上呈現(xiàn)出表觀黏度減小的力學(xué)性質(zhì)。減小它在成型時(shí)與塑料熔體的溫差，避開或抑

◆相對(duì)分子質(zhì)量分布制嵌件四周的塑料發(fā)生收縮應(yīng)力和裂紋。聚合物內(nèi)大分子之間相對(duì)分子量的差異叫◆倒流做相對(duì)分質(zhì)子量分布。差異越大分布越寬。指柱塞或螺桿在機(jī)筒中向后倒退時(shí)(即撤

除保壓力以后)，模腔內(nèi)熔體朝著澆口和流道進(jìn)

【塑料制件的設(shè)計(jì)原則】行的反向流淌。整個(gè)倒流過程將從注射壓力撤

出開頭，至澆口處熔體凍結(jié)（簡稱澆口凍結(jié)）◆影響尺寸精度的因素

時(shí)為止。①模具制造精度及其使用后的磨損；

◆制件的后處理②成型工藝條件變化，塑料收縮率波動(dòng)；

成型過程中塑料熔體在溫度和壓力作用下③塑件的外形、脫模斜度及成型后塑件尺

的變形流淌行為特別簡單，再加上流淌前塑化寸變化；

不均及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)常常消失④飛邊厚度的波動(dòng)等。

不勻稱的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生◆影響外表質(zhì)量的因素

外表質(zhì)量包括：外表粗糙度和表觀質(zhì)量。相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，除引起脫模后影響外表粗糙度的因素主要是模具型腔的外表時(shí)效變形外，還使制件的力學(xué)性能、光學(xué)性能粗糙度；影響表觀質(zhì)量的因素有：成型工藝條及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)峻時(shí)還會(huì)開裂。為了解決

這些問題，可對(duì)制件進(jìn)展一些適當(dāng)?shù)暮筇幚?。件、原材料、模具總體設(shè)計(jì)等。

后處理方法：退火和調(diào)濕。

◆孔的設(shè)計(jì)退火的作用：調(diào)整結(jié)晶形塑料的結(jié)晶度大通孔、盲孔、異形孔(外形簡單的孔)小，或加速二次結(jié)晶和后結(jié)晶的過程；對(duì)制品塑件主要依據(jù)使用要求進(jìn)展設(shè)計(jì)，要想進(jìn)展解取向，降低制件硬度和提高韌度。獲得優(yōu)質(zhì)的塑件，必需具有良好的工藝性，這

◆注射成型工藝條件的選擇與掌握樣才能使成型工藝得以順當(dāng)進(jìn)展，且獲得最正確

注射成型三大工藝條件：溫度料溫、經(jīng)濟(jì)效果。

模具溫度；壓力注射壓力、保壓力和背壓力；時(shí)間。

【注射成型工藝】注射壓力：指螺桿(或柱塞)軸向移動(dòng)時(shí)，其

◆塑料的成型收縮率頭部對(duì)塑料熔體施加的壓力。注射壓力的作用：

聚料、壓實(shí)。

背壓力(塑化壓力)：指螺桿在預(yù)塑成型物料實(shí)=×100%

時(shí)，其前端匯合的熔體對(duì)它所產(chǎn)生的反壓力，

成型溫度時(shí)制件尺寸；常溫時(shí)尺寸簡稱背壓。背壓對(duì)注射成型的影響主要表達(dá)在

螺桿對(duì)物料的塑化效果及塑化力量方面，故有◆注射機(jī)分類

立式注射機(jī)；臥式注射機(jī)；直角式注射機(jī)時(shí)也叫做塑化壓力。增大背壓的優(yōu)點(diǎn)：可驅(qū)除

物料中的空氣；提高熔體密實(shí)程度；增大熔體

◆注射機(jī)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)內(nèi)的壓力；螺桿后退速度減小；塑化時(shí)的剪切注射機(jī)的規(guī)格：作用加強(qiáng)；摩擦熱量增多；熔體溫度上升；塑國際上趨于用注射容量／鎖模力來表示注化效果提高；射機(jī)的主要特征。這里所指的注射容量是指注成型周期：注射時(shí)間、閉模冷卻時(shí)間、其射壓力為100MPa時(shí)的理論注射容量。他操作時(shí)間。

注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：包括注射、合模、

綜合性能等三個(gè)方面，如公稱注射量、螺桿直【注射模概述】徑及有效長度、注射行程、注射壓力、注射速

◆注射模的構(gòu)造組成度、塑化力量、合模力、開模力、開模合模速

注射模：動(dòng)模局部、定模局部度、開模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、

空循環(huán)時(shí)間、機(jī)器的功率、體積和質(zhì)量等。

◆注射成型原理及其工藝過程

塑化：成型物料在注射成型機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、壓實(shí)以及混合等作用后，由松散的粉狀或粒狀固體轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化熔體的過程。生產(chǎn)前的預(yù)備工作加料：粒料或粉料熔融塑化物料注射機(jī)注射模閉合注射、充模、保壓=流淌方程；=1（流變）n為非牛頓指數(shù)，與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，反映聚合物熔體偏離牛頓性質(zhì)的程度。

黏性液體（聽從冪律流淌規(guī)律的非牛頓流體）的三種類型：⑴n1時(shí)，膨脹性液體；⑶n=1，但只有切應(yīng)力到達(dá)或超過肯定值后才能流淌時(shí)，稱為賓哈液體。

◆“剪切稀化”效應(yīng)

液體的表觀黏度隨剪切速率變化，呈冪律函數(shù)規(guī)律減小的現(xiàn)象。

清模注射模開啟冷卻定型1-定位圈；2-主流道襯套；3-定模座板；4-定模板；5-動(dòng)模板；6-動(dòng)模墊圈；7-動(dòng)模底座；8-推出固定板；9-推板；10-拉料桿；11-推桿；12-導(dǎo)柱；13-型芯；14-凹模；15-冷卻水通道。

成型部件

組成：型芯和凹模。構(gòu)造：襄拼、整體。作用：型芯形成制品的內(nèi)外表外形，凹模形成制品的外外表外形。合模后型芯和凹模便構(gòu)成了模具的型腔

澆注系統(tǒng)

作用：將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的一組進(jìn)料通道。

制品脫模及卸料制品后處理根本原理：

利用塑料的可擠壓性和可模塑性，將松散的粒料或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為黏流態(tài)熔體，在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉

組成：主流道（將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔）、分流道（主流道與澆口之間的通道）、澆口（澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵局部，調(diào)整掌握料流速度、補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等）、冷料穴。

導(dǎo)向部件

作用：①確保動(dòng)模與定模合模時(shí)能精確對(duì)中；②避開制品推出過程中推板發(fā)生歪斜現(xiàn)象；③支撐移動(dòng)部件重量。

組成：導(dǎo)柱；導(dǎo)套；動(dòng)模定模內(nèi)、外錐面。推出機(jī)構(gòu)

作用：開模過程中，將塑件及其在流道內(nèi)的凝料推出或拉出。

調(diào)溫系統(tǒng)、排氣槽、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)模架

定位環(huán)的作用：保證模具主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線重合。

雙分型面注射模具（三板模）

注射模具從兩個(gè)不同的分型面分別取出流道凝料和塑件。與兩板式的單分型面注射模具相比，雙分型面注射模具在動(dòng)模板與定模板之間增加了一塊可以移動(dòng)的中間板(又名澆口板)，故又稱三板式模具。

◆無流道凝料注射模具

兩種：加熱流道和絕熱流道模具

原理：通過采納對(duì)流道加熱或絕熱的方法來保持從注射機(jī)噴嘴到澆口處之間的塑料保持熔融狀態(tài)，每次注射成型后流道內(nèi)均沒有塑料凝料。

優(yōu)點(diǎn)：提高了生產(chǎn)率，節(jié)省塑料，保證注射壓力在流道中的傳遞，利于改善制件的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。

缺點(diǎn)：模具本錢高，澆注系統(tǒng)和控溫系統(tǒng)要求高，對(duì)制件外形和塑料有肯定的限制。

◆噴嘴尺寸

注射機(jī)噴嘴頭部的球面半徑R1應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R2吻合，以免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。一般R1應(yīng)比R2小1～2mm，否則主流道內(nèi)的塑料凝料將無法脫出。R1>R2屬不正確的協(xié)作。

◆標(biāo)準(zhǔn)模架

注射模具構(gòu)造的相像性，使模具零件和模架的標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。

優(yōu)點(diǎn)：簡潔便利、買來即用、不必庫存；能使模具本錢下降；簡化了模具的設(shè)計(jì)和制造；縮短了模具生產(chǎn)周期，促進(jìn)了塑件的更新?lián)Q代；模具的精度和動(dòng)作牢靠性得到保證；提高了模具中易損零件的互換性，便于模具的修理。

缺點(diǎn)：模板尺寸的局限性，在標(biāo)準(zhǔn)模架中模板的長、寬、高都只是在肯定的范圍內(nèi)，一些特別的塑件，可能無標(biāo)準(zhǔn)模架可選；由于在標(biāo)準(zhǔn)模架中導(dǎo)柱、緊固螺釘及復(fù)位桿的位已確定，有時(shí)可能會(huì)阻礙冷卻管道的開設(shè)；由于動(dòng)模兩墊塊之間的跨距無法調(diào)整，在模具設(shè)計(jì)中往往需要增加支撐柱來減小模板的變形。

半圓形、矩形等。

◆澆口設(shè)計(jì)

澆口：連接流道與型腔之間的細(xì)短通道。作用：調(diào)整掌握料流速度、補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等。

澆口的類型：直接澆口、矩形側(cè)澆口、扇形澆口、膜狀澆口、輪輻澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、埋伏澆口、護(hù)耳澆口

點(diǎn)澆口位敏捷，澆口四周變形小。多型腔時(shí)采納點(diǎn)澆口簡單平衡澆注系統(tǒng)，對(duì)投影面積大的塑件或易變形的塑件效果好。對(duì)于成型流淌性不好的熱塑性塑料不宜采納點(diǎn)澆口。

澆口對(duì)塑件成型質(zhì)量影響：澆口設(shè)計(jì)不合理睬使塑件產(chǎn)生缺陷，如縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質(zhì)脆、分解和翹曲等。

影響澆口設(shè)計(jì)的因素：塑料性能、塑件外形、截面尺寸、模具構(gòu)造及注射工藝參數(shù)等。

澆口設(shè)計(jì)的要求：快速充模；適時(shí)冷卻封閉；澆口面積要小；長度要短；便于塑件與澆口凝料分別；不留明顯的澆口痕跡；保證塑件外觀質(zhì)量。

澆口設(shè)計(jì)的原則：1．澆口尺寸及位選擇應(yīng)避開熔體裂開而產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)(蛇形流)；2．有利于流淌、排氣和補(bǔ)料；3．使流程最短，料流變向最少，并防止型芯變形；4．有利于削減熔接痕和增加熔接強(qiáng)度；5．考慮定位作用對(duì)塑件性能的影響；6.應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的部位；7.流淌比校核

◆流淌比校核

最大流淌距離比（流淌比）：指熔體在型腔內(nèi)流淌的最大長度與相應(yīng)的型腔厚度之比。

影響因素：熔體的性質(zhì)、溫度和注射壓力。流淌比計(jì)算公式：

i=ii=1n

與定模面分開，然后再使瓣合模面分開。

◆分型面選擇原則

(1)便于塑件脫模和簡化模具構(gòu)造，盡可能使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模，便于利用注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)中的頂出裝帶動(dòng)塑件脫模機(jī)構(gòu)工作。(2)盡可能選擇在不影響外觀的部位，并使其產(chǎn)生的溢料邊易于消退或修整。(3)保證塑件尺寸精度。(4)有利于排氣。(5)便于模具零件的加工。(6)考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格。

◆成型零部件工作尺寸

指成型零部件上直接打算塑件外形的有關(guān)尺寸。主要包括：型腔和型芯的①徑向尺寸(含長、寬尺寸)，②高度尺寸，③中心距尺寸。

◆入體原則

①對(duì)包涵面(型腔和塑件內(nèi)外表)尺寸采納單向正偏差標(biāo)注，根本尺寸為最小。

+塑件內(nèi)徑為：+0，型腔尺寸：0。例如：+0.05塑件內(nèi)徑：100+0.020.03→99.970

②對(duì)被包涵面(型芯和塑件外外表)尺寸采納單向負(fù)偏差標(biāo)注，根本尺寸為最大。

0塑件形狀尺寸為：0，型芯尺寸為：

0例：塑件內(nèi)徑：100+0.020.03→100.020.05③對(duì)中心距尺寸采納雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注

塑件間中心距為：Cs±Δ/2，型芯間的中心距為：Cm±δz/2。例如100+0.020.03→100±0.025◆平均值法計(jì)算

中、小型塑件型腔徑向尺寸：3+

=+40

中、小型塑件型芯、凸模徑向尺寸:

30+4

=+流淌比；流淌路徑各段長度（mm）；流淌路徑各段的型腔厚度（mm）；流淌

中、小型塑件型腔深度尺寸：

路徑的總段數(shù)。

2+◆澆注系統(tǒng)的平衡=+若各個(gè)型腔不是同時(shí)布滿，則最先布滿的30型腔內(nèi)的熔體就會(huì)停頓流淌，澆口處的熔體便中、小型塑件型芯、凸模高度尺寸：開頭冷凝，此時(shí)型腔內(nèi)的注射壓力并不高，只

20有當(dāng)全部的型腔全部布滿后，注射壓力才會(huì)急

=++劇上升，若此時(shí)最先布滿的型腔澆口已經(jīng)封閉，3該型腔內(nèi)的塑件就無法進(jìn)展壓實(shí)和保壓，因而

中心距尺寸：

也就得不到尺寸正確和物理性能良好的塑件，

所以必需對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)展平衡，即在一樣的溫

=+±度和壓力下使全部的型腔在同一時(shí)刻被布滿。2◆平衡式澆注系統(tǒng)

特點(diǎn)：從分流道到澆口及型腔，其外形、

【導(dǎo)向、脫模、側(cè)分型抽芯、調(diào)溫】長寬尺寸、圓角、模壁的冷卻條件等都完全相

◆導(dǎo)向機(jī)構(gòu)同，熔體能以一樣的成型壓力和溫度同時(shí)布滿

作用：定位和定向，保證動(dòng)模和定模兩大全部的型腔，從而獲得尺寸一樣、物理性能良

局部或模內(nèi)其他零部件之間的精確對(duì)合。好的塑件。

導(dǎo)柱導(dǎo)向原理：缺點(diǎn)：與非平衡澆注系統(tǒng)相比，模板尺寸【注射模澆注系統(tǒng)】原理：利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的協(xié)作來保要大一些，增加了塑料在流道中的消耗量和模

◆澆注系統(tǒng)證模具的對(duì)合精度。具的本錢。指注射模中從主流道的始端到型腔之間的構(gòu)造形式：導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面、銷等定位。熔體進(jìn)料通道。設(shè)計(jì)的根本要求：導(dǎo)向準(zhǔn)確，定位精確，【注射模成型零部件設(shè)計(jì)】分類：一般流道澆注系統(tǒng)、無流道~并具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。

◆型腔數(shù)目確實(shí)定◆冷料穴設(shè)計(jì)◆側(cè)分型、抽芯按注射機(jī)的最大注射量確定、按注塑機(jī)的作用：貯存因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及作用：對(duì)塑件與開模方向不全都的分型進(jìn)

熔體流淌的前鋒冷料，防止熔體冷料進(jìn)入型腔。額定鎖模力確定、按制品的精度要求確定、按行側(cè)向分型與抽芯，使塑件順當(dāng)脫出。

位置：主流道的末端，當(dāng)分流道較長時(shí)，經(jīng)濟(jì)性確定抽芯機(jī)構(gòu)分類：（按動(dòng)力源分）手動(dòng)、氣動(dòng)、在分流道的末端有時(shí)也設(shè)冷