塑料模具复习要求07-08-2

1、塑料成型模具期末复习要点一、工艺性知识、掌握热塑性塑料和的热固性塑料工艺性能（收缩性、流动性、结晶性）；热固性塑料：在热或其它条件下能固化成不熔、不溶性物料的一类塑料；热塑性塑料：在特定的温度范围内能反复加热熔融和冷却硬化的一类塑料；收缩性：塑件从模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收缩，这种性能称为收缩性。影响热塑性塑料成型收缩的主要因素： (1)热收缩：塑料因加热或冷却进行膨胀或收缩，塑料的线膨胀系数大于钢，塑件冷却收缩比模具大，脱模后的塑件尺寸小于型腔相应尺寸。(2)弹性恢复：熔料在成型压力下压缩，脱模后压力消失，产生弹性恢复而使塑件体积膨胀。 (3) 收缩的方向性：顺着充模流动方向的垂直流

2、向的。(4) 塑件结构：塑件的壁厚影响：随壁厚增厚而增大，壁厚的增加，收缩率增大。收缩是否自由的影响：非自由收缩自由收缩，形状复杂的塑件其收缩率小。 带有金属嵌件的塑件收缩：计算收缩量时其塑件尺寸应扣除嵌件尺寸（即塑件外形尺寸减去嵌件外形尺寸）。(5) 浇口形式、尺寸及其分布：直接浇口或大截面浇口时收缩小，但方向性明显；浇口厚度过小，浇口先硬化，成型压力作用减小，收缩变大；反之塑件致密，收缩小；距浇口近位收缩大；流动距离越长收缩越大；浇口位置和数量不同， (6) 成型工艺条件：模具温度高，熔料冷却慢，密度高，收缩大。模温分布：直接影响到塑件各部分收缩量的大小及方向性。注射压力高，脱模后弹性回弹

3、大，收缩减小。保压时间：保压时间长则收缩小，但方向性明显。结晶收缩 结晶塑料成型冷却过段中结晶，引起体积收缩，内应力强，塑件内残余应力大，分子取向增大结晶度越高，体积收缩越大流动性：一定的温度及压力作用下，充满模具型腔的能力；影响流动性的主要因素（1）温度 料温高则 塑料流动性增大。（2）压力 注射压力增大则熔融塑料受剪切作用大，其流动性也随之增大。（3）模具结构 ：凡促使熔料降低温度，增加流动阻力的因素，都会使流动性降低。结晶性：塑料的结晶：塑料由熔融状态到冷凝时，分子由于无秩序状态变成具有三维长程有序的晶体结构的过程。结晶形塑料是不透明和半透明的； 结晶形塑料在模具设计及选择注射机时应注意

4、以下几点； （1）料温上升到成型温度所需的热量多，要选用塑化能力大的设备 （2）冷凝时放出热量大，模具要充分冷却。 （3）塑件成型后收缩大，易发生缩孔、气孔。 （4）塑件壁薄，冷却快，结晶度低，收缩小、塑件壁厚，冷却慢，结晶度高，收缩大， 物理性能好。因此，对结晶形塑料应按塑料要来控制模温。 （5）塑料各向异性明显，内应力大，脱模后塑件易发生变形扭曲（6）塑料结晶熔点范围窄，易发生未熔粉末注人模具或堵塞进料口、塑料制件设计 塑件的精度和表面粗糙度尺寸精度：工程塑料模塑件尺寸公差国家标准（GB/T 144861993）；影响模塑件尺寸精度的因素分析模具因素：模具类型、浇口数量与位置、多型腔模与单

5、型腔模、模具制造的精度等；工艺因素：塑件成型操作条件（温度、压力、时间）、纤维状填料、成型工艺条件、成型收缩率的波动； 磨损 等因素会造成模具尺寸不断变化； 活动配合间隙的变化、脱模斜度都会影响塑料制件的精度。小尺寸的制品，制造误差是主因；而大尺寸的制品，收缩率波动则是主要因素。塑件精度的确定原则：在满足使用要求前提下尽可能选用低精度等级。7个精度等级，建议选取其中的三个等级，高精度等级，一般精度等级，未注公差尺寸的低精度等级。 表面粗糙度和光亮度： 塑料件的形状和结构设计斜度设计：斜度方向选取：对于轴保证大端斜度向小的方向取；对于孔保证小端斜度向大的方向取斜度值选取：满足公差要求：有公差要求

6、的尺寸斜度值可在制件的公差范围之内，也可在公差范围之外设计时需注明。考虑塑件脱模力、使用要求、脱模阻力，塑件留模、塑件成型质量等因素；表22-1所列。塑件留模：让塑件留在阴模内或留在阳模上而有意将该边斜度减小或将对边斜度放大。、注塑模普通浇注系统设计浇注系统设计典型浇注系统结构：由主流道、分流道、浇口、冷斜井几部分组成浇注系统设计内容：流道布置、充型距离计算、充型时间计算、各段流道的横截面计算、浇口数量、位置、形式优化。各段流道的阻力损失计算。各段流道的剪切速率应控制在经验值内。塑料熔体在浇注系统和型腔内的流动分析浇注系统设计要求：保证顺利充型、排气、不产生喷射。保证压力的传递，压实塑料熔体和

7、材料。正确地补料： 流道的断面形状：圆形、矩形、 梯形、U字形窄缝形流道断面。塑料熔体的流动特性：非牛顿流体（幂律流体、假粘性流体），不服从牛顿流体公式的流体。粘度的变化：随压力升高，粘度增大；熔体温度变化会粘度变化。降低表观粘度的挫施：有的用提高剪切速率来降低表观粘度较为有效，有的则只有用升温的办法来降低表观粘度。注射模浇注系统设计流动特性选择：经验值：主流道 分流道 点浇道，其它浇口过低充模速率会使熔体流动性变差。过高的剪切速率，在型腔内会出现湍流或涡流；会产生熔体喷射并且破碎，将成型废次的塑料件。熔体在模内流动应是雷诺数很低的层流。浇注系统设计方法（一般性复习）计算横截面由 计算横截面

8、由经验公式计算横截面：I 主流道小端直径：注塑机喷孔直径0.5lmm 常取；主流道大端直径：经验公式 式中 V 流经主流道的熔体体积，cm3 K 因熔体材料而异的常数II分流道断面尺寸：按经验计算 d: 分流道的直径， mg：流经的塑料熔体重量，g L: 分流道的长度，III浇口断面积：浇口断面39%分流道断面积；浇口长度约0.52.5mm；IV由剪切速率经验值校核横截面计算的合理性主流道横截面校核 分流道横截面校核 点浇道横截面校核：圆形 矩形各段流道的阻力损失计算工程计算法： 充型时间计算充型时间=1/3流经主流道时间+2/3点浇口的时间流经主流道时间=流经主流道的塑料体积÷主流

9、道的体积流量流经点浇口的时间=流经点浇口的塑料体积÷点浇口的体积流量主流道和冷料井的设计：主流道和主流道衬套结构、冷料井类型和结构（一般性复习）分流道系统设计多腔模中型腔和分流道的布置（有平衡式和非平衡式两类）设计原则：尽量保证各型腔同时充满并均衡地补料。各型腔之间有足够空间排冷却水道，螺钉等，有足够截面积承受注塑压力。尽量缩短流道长度、降低浇注系统在料重量。型腔和浇注系统投影面积的重心，一般在模板的中心上。平衡式的布置：分流道和浇口设计要求：分流道和浇口其长度、形状、断面尺寸（误差应在1以内）都是对应相等应用：适用于生产高精度的制品，对于性能和精度要求特别高的塑件最好采用平衡式布置

10、的分流道。非平衡式布置的分流道：设计特点：分流道长度各不相同,通过改变各段流道断面尺寸的办法来达到进料平衡，使从主流道到各个浇口的压力降相等。应用：对要求不高的塑件各个型腔均衡地进料，均衡地补料来说是经济可行的；浇口 设 计分类：直接浇口（又称主流道型浇口，中心浇口）；小浇口（限制性浇口） 形状和尺寸：圆形截面浇口：常见有针点浇口、潜伏式浇口、主流道形浇口；矩形截面浇口：有侧浇口、轮辐式浇口；狭缝式浇口：有扇形浇口、薄膜式浇口等。浇口选用及优点：压力差增加物料通过时的流速，降低非牛顿塑料熔体的表观粘度。对切速率有较大敏感性的塑料，采用小浇口。摩擦热增加流动性： 小浇口冻结快，可以控制并缩短补料

11、时间。降低了模塑周期。在多浇口工艺中容易平衡各型腔的进料速度： 便于制件修整。大浇口优点及应用： 成型大型塑件：避免产生过大的流动阻力，采用大浇口，缩短充模时间。 对于厚壁和特厚制品；。 对于接近牛顿型的高粘度的塑料熔体应用大浇口。热敏性塑料：宜用大浇口。点浇口应用：对剪切速率敏感的熔体；不适合高粘度和对剪切速率不敏感的塑料熔体；不适合厚壁塑件成型；要求采用较高的注射压力。直接浇口应用：属大浇口、用于壳形件常见浇口形式：边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、 轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏式浇口、 护耳浇口、直浇口、注塑模无流道浇注系统设计绝热流道注塑模具及适用的塑料材料；热流道注塑模具适

12、用的塑料材料； 加工温度的范围宽，熔体粘度随温度变化小的塑料。 对压力敏感，不加压力时不流延（在主塑成型中，由于料筒内树脂过热，熔融粘度下降，树脂从喷嘴口垂直流出的现象），但施以很小压力即容易流动的塑料熔体。热变形温度较高。制品在高温下也能快速固化，井能快速脱出的塑料件。物料导热率较高 比热容较低等要求。二、模具结构性知识、注塑模具结构、类型注塑模具典型结构 成型零部件、浇注系统、导向系统、动定模合模导向、推出脱模装置导向、 分型抽芯机构 、推出机构、排气系统、模温调节系统注塑模具分类（结构特点用途）（一般性复习）单分型面注塑模具、双分型面、带有活动镶件的注塑模具、横向分型抽芯注塑模具、自动卸

13、螺纹注塑模具、多层注塑模具、无流道注塑模具（热流道和绝热流道模）注塑机有关工艺参数的校核（一般性复习）型腔数计算：满足交货期、注塑机最大注塑质量、塑化能力、锁模力和模板尺寸；模具与注塑机装模部位相关尺寸的校核；校核主要项目：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安装尺寸等喷嘴尺寸：注塑机喷嘴头的球面半径与模具主流道始端的球面半径，一般前者用小于后者（0.52）。主流道中心线与注塑机喷嘴的中心线同轴：模具最大、最小厚度限制：模具总厚度应在最大厚度与最小厚度之间。模具外形尺寸限制：模具能顺利移人注塑机拉杆之间为度。模具安装尺寸：动定模底板尺寸应与注塑机装模螺钉孔的位置尺寸相

14、适应。开模行程和塑件推出距离的校核：取出制件所需要的开模距离S注塑机的最大开模距离Sk。、注塑模成型零部件设计型腔分型面位置和形状的设计原则塑件在型腔中放置方位的确定：减少分型面数量确定，避免侧向分型和侧向抽芯，塑件外形最大轮廓处分型面形状的决定：分型面形状的决定有利于模具的加工、模具结构简化；分型面位置的选择：保证塑件的尺寸精度和表面质量，方便脱模，制件留在动模边，考虑侧向抽芯距离和模具结构复杂性，排气。成型零件的结构设计凹模（阴模）的结构设计：整体式、整体嵌人式、局部镶嵌式、大面积镶嵌组合式和四壁拼合式五种。型芯和成型杆的结构设计（一般性复习）整体式；组合式：防止转动、型芯的连接与定位螺纹

15、型芯和螺纹型环结构设计（一般性复习）排气方式及排气槽的设计：利用分型面或配合间隙排气、开设专用排气槽、用多孔烧结金属块排气、负压及真空排气。型腔成型尺寸计算塑件精度及其影响因素尺寸最大总误差： 式中塑件成型总误差 塑件收缩率波动引起塑件尺寸变化值 成型零件制造误差 型胶使用过程中允许的最大磨损量 设计模具时由于收缩率选择不准所造成的误差可动或固定成型零件配合间隙或安装误差造成的尺寸变化值按平均收缩率计算成型尺寸型腔径向尺寸计算型芯径向尺寸计算型腔深度尺寸计算型芯高度尺寸的计算型芯间或成型孔间中心距尺寸计算塑料模具的力学设计（一般性复习）锁模的接触压应力的核核计算注塑压力作用下强度、刚度计算注塑

16、压力作用下型腔壁厚的计算；组合式、整体式圆形型腔侧壁和底板厚度的计算；组合式、整体式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算；型芯支撑板厚度计算、合模导向和定位机构导柱导向机构设计。导向机构主要作用：导向、定位和承受注塑时产生侧压力三个作用。导柱导向的典型结构（一般性复习）导向孔及导套的典型结构（一般性复习）导柱与导套的配合（一般性复习）导柱位置的布置：（a）两根不等径导柱对称布置；（b）三根等径导柱不对称布置；（c）四根等径导柱不对称布置；（d）四根不等径对称布置。锥面定位机构设计（一般性复习）锥面定位特点：配合间隙为零，可提高定位精度。锥面定位机构：圆锥形定位件、型腔周围设锥形面、塑件脱模机构设计脱模

17、机构的典型结构推杆推出脱模机构（典型结构）由七个零件组成：推出零件；推杆固定板、推板接；推板导柱4和导套3；复位杆；拉料杆；限位钉。对脱模机构的要求结构优化、运行可靠、零件制造方便，配换容易不影响塑件外观，不造成塑件变形破坏塑件留在动模上定模上设脱模装置：若实在不易处理时也可让塑件留在定模内，在定模上设脱模装置。脱模机构的分类（一般性复习）按动力来源分类：人力操作、机械推出、液压推出、气压推出：按机构的结构特点分类：脱模机构可分为简单脱模机构、双脱模机构，顺序脱模机构、二级脱模机构、浇注系统脱模机构以及带螺纹塑件的脱模机等。本章将按模具结构特点详细脱模力的计算（一般性复习）圆锥形型芯脱模力计算

18、矩形台锥形型芯脱模力计算简单脱模机构（推杆结构特点、应用）推杆脱模机构推管脱模机构推件板脱模机构活动镶件或凹模推出的脱模机构（一般性复习）气压脱模机构（一般性复习）多种脱模方式联合脱模机构（一般性复习）定模脱模机构（一般性复习）双脱模机构（一般性复习）二级脱模机构（弹簧两级、凸轮推杆式、拉钩推杆式、模块滑块式）（一般性复习）浇注系统凝料脱出（潜伏式浇口、三板式模具、）（一般性复习）螺纹塑件脱模机构（非旋转脱出、旋转式脱出）（一般性复习）、侧向分型与抽芯机构：斜销（直、弯）分型抽芯机构的结构组成、每个部件的作用如何； 斜销：驱动滑快往复直线运动，斜角一般为150一200最大不得超过250，斜销头部结构：可做成半球形、台锥形，台锥头部的斜角斜销的倾斜角。滑块： 成型零件结构导滑槽：对滑快起导向作用滑块定位装置：固定滑块位置，保证合模时斜销能顺利进人滑块斜孔楔紧块：承受注型高压力产生的侧向推力，保证滑块的准确定位。用途：脱出方向与开模方向不相同的侧孔或侧凹一般都需要进行侧向抽芯或侧向分型。侧向分型结构：将凹模作成两瓣或多瓣，利用侧向分型完成各瓣与塑件之间分离，脱出侧凹。侧向抽芯结构：有侧孔的塑件，根据侧孔的数量和方位，设置侧向抽芯机构抽出侧型芯。三、注塑温度调节系统注塑温度调节系统设计模具调温的设计原则冷却效率对生产效率的影响及提高