注射模具设计与制造导论

1、成都航空职业技术学院成都航空职业技术学院模具设计与制造专业主干专业课程模具设计与制造专业主干专业课程注射模具设计与制造学习情境一学习情境一 ：塑料模具设计与制造概述：塑料模具设计与制造概述 v教学目标：v1.了解专业与将来面对的职业岗位群、塑料零件成型方法与塑料模类型、了解塑料模具设计与制造的程序；v2.具备认识塑料与分析塑料特性的能力；具备分析塑件工艺性的能力；v3.掌握塑料模具设计与制造的基本概念；v4.具备收集资料，分析归纳、表达沟通、团队协作能力。v教学单元：v单元一：模具的昨天、今天和明天v单元二：塑料与塑件工艺性v单元三：塑料模具设计与制造概述v学习型工作任务：v1.完成小论文：2

2、周时间（课内外）（单元一）v2.塑件工艺性分析报告（分析一组塑件成型工艺性，单元二）引引 言言v这些产品是什么材料制做的？你是否拥有塑料材料的产品？举出2-3个例子。引引 言言模具是什么模具是什么引引 言言v月 饼饼 模v蜂窝煤蜂窝煤模具引引 言言塑料原料塑料制品引引 言言塑料模具塑料模具塑料制品塑料制品塑料原料塑料原料生产塑料制品的工具引引 言言l重点基本概念重点基本概念 模具模具是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。 塑料模具塑料模具是指利用其本身特定密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸的立体形状制品的工具引引 言言v模具的特点模具的特点 模具是一种工具； 模具与塑件“一

3、模一样” 订货合同单件生产 模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）1.1.我国模具历史我国模具历史1）古代：F千古之谜之一：三星堆青铜制造工艺F“石范”庵山遗址最重要的发现之一我国古代模具技术已达我国古代模具技术已达到较为先进的水平到较为先进的水平一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）1.1.我国模具历史我国模具历史2）现代l1955年第一个专业模具厂天津电讯模具厂诞生。 l中国经济高速发展为模具工业发展提供了巨大动力。

4、l近10年来，中国模具工业增长速度保持在15%以上；生产厂2万余家，从业人员50多万人，年产值达450亿元以上，总产量已位居世界第三。一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）v 2.2.世界模具技术发展世界模具技术发展 1）工业革命及世界大战推动了模具技术发展铜或铜合金板锣、铙、钹等乐器、罐类器具、手工剪切、铲、冲头、手锤、砧座冲压机械-冲床、普通加工技术各类钢板简单-复杂注射机等-数控技术-电加工、各种塑料、简单-复杂手工业手工业机械化机械化自动化自动化信息化信息化大型、精密、复杂、长寿命模具、CAN、CAM、CAE技术、零件精密、大型、个性化、复杂化一、

5、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）v 2.2.世界模具技术发展世界模具技术发展 2）模具行业已成为各个国家的支撑产业 在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，有60%80%的零部件，都要依靠模具成型。 国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石油化工、建筑等，都要求模具工业的发展与它相适应。一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）v 2.2.世界模具技术发展世界模具技术发展 模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。美国工业界认为：模具是美国工业的基石工业的基石日本工业界认为：模具是促进社会繁荣的

6、动力促进社会繁荣的动力国外将模具比喻为“金钥匙金钥匙”、“进入富裕社会的原动力进入富裕社会的原动力”。国际模协主席R. Sander认为：模具是金属加工的帝王 一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）v 3.3.模具的应用及发展模具的应用及发展1）模具的广泛应用塑料模具塑料模具其它行业家电行业汽车摩托车行业电子通讯电子通讯行业行业建筑行业建筑行业一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）v 3.3.模具的应用及发展模具的应用及发展1）模具的广泛应用保险杠注射模保险杠注射模轮毂压铸模轮毂压铸模轮胎橡胶模轮胎橡胶模密封圈挤出模密

7、封圈挤出模大型覆盖件模大型覆盖件模反光镜玻璃模反光镜玻璃模绝缘陶瓷模绝缘陶瓷模一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）v 3.模具的应用及发展 2）模具的发展 针对低档模具供过于求，大型、精密、复杂的模具供不应求的情况，高档模具的比重将增加，行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。 从应用趋势方面分析，受用户要求模具的生产周期缩短影响，快速经济模具的开发将被重视，模具标准件的应用将日渐广泛，且采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。 未来重点发展的产品包括：汽车覆盖件模具、精密冲压模具、大型塑料模具、精密

8、塑料模具、大型薄壁精密复杂压铸模和镁合金压铸模具、子午线橡胶轮胎模具、新型快速经济模具、多功能复合模具、模具标准件等。一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）v 3.模具的应用及发展 2）模具的发展 随着车辆和电机等产品向轻量化方向发展，压铸模的数量、寿命和复杂程度要求将更高；随着以塑料代钢、以塑代木的发展和产品零件的精度和复杂程度的不断提高，塑料模的比例、精度和复杂度也将随着相应提高。 除了CAD、CAM、CAE之外，CAPP、PDM、PLM、MES、ERP及电子商务和网络等技术将逐渐在模具企业得到较为广泛的应用。 公共信息服务平台将会得到更快发展，其各项

9、服务功能和对广大中小企业生产力的提升作用也将更加显现。一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）一、模具的发展历史（昨天、今天、明天）v 3.模具的应用及发展3）模具的分类二、模具设计与制造专业定位与培养的目标二、模具设计与制造专业定位与培养的目标 学完以后可以干什么？二、模具设计与制造专业定位与培养的目标二、模具设计与制造专业定位与培养的目标 v 1.就业面向与职业规格序号序号就业面向的职业岗位就业面向的职业岗位技能证书技能证书/ /职业资格证书职业资格证书备注备注1*模具设计员从事模具设计CAD/CAM软件水平应用证书选考2*模具工艺员从事模具制造工艺编制3生产计划调度员从事模具生产管理与计划

10、调度4*数控机床操作工从事模具加工中数控设备的操作与编程数控铣（加工中心）/电加工中级及以上职业资格证书必考其一5*模具装配调试工从事模具装配调试操作工作工具钳工中级及以上职业资格证书6项目经理从事模具项目管理7*产品成形工艺员从事产品成形工艺编制和品质管理注：*第一岗位、核心岗位 技术定位：精密模具设计与制造二、模具设计与制造专业定位与培养的目标二、模具设计与制造专业定位与培养的目标 v 2.培养目标和规格 诚信、敬业、科学、严谨，安全质量与环保意识强，具有良好的职业道德素质。 具有一定的人文社会科学知识，掌握必备的工程技术基本知识、模具专业知识及相关知识，具有良好的文化素质。 掌握科学锻炼

11、身体的基本技能，达到国家规定的大学生体育锻炼标准，身心健康，具有良好的身心素质。 通过英语相应水平考试，具备一定的英语交流能力。 通过计算机相应水平考试，具备一定的计算机应用能力。 通过数控铣（加工中心）/电加工/钳工等工种的中级及以上职业资格水平考试，具备一定的实践动手能力。 具备中等偏复杂塑料模具设计与制造的工作能力。 具有团队协作精神和一定的模具生产组织能力； 具备编制计划和编写技术总结报告的能力。 了解本专业范围内新技术应用与发展，具备自学能力，有一定创新意识。二、模具设计与制造专业定位与培养的目标二、模具设计与制造专业定位与培养的目标 v 3.目前就业去向立足四川，辐射全国（遍及立足

12、四川，辐射全国（遍及2323个省区）个省区） 三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品1.塑料制品成型工程内容v 塑料制品生产系统： 成型加工机械加工修饰装配v 模塑成型三要素： 工具、设备、材料塑料原料塑料原料塑料成塑料成型工程型工程塑料制品塑料制品成型模具成型模具成型设备成型设备成型工艺成型工艺三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料制品生产系统三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料工业的生产过程原原料料树树脂脂塑塑料料的的制制造造助助剂剂塑塑料料塑塑料料制制品品单单体体的的制制造造树树脂脂的的制制造造成成型型加加工工树脂的

13、生产树脂的生产塑料的生产塑料的生产塑件的生产塑件的生产三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 2.塑料材料及其应用 塑料塑料广泛应用于各个领域，包括机械机械、电子电子、通讯通讯、建筑建筑、化工化工、交通运输交通运输、航空航天航空航天、国防军事国防军事、计算机技术计算机技术、农业农业、轻工轻工和日日常用品常用品等。日常用品日常用品工工 业业汽汽 车车家家 电电建建 筑筑三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 以下产品的材料均为塑料材料，想一想，它们都是用什么方法成型的呢？三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 3.塑料成型法塑料成型方法

14、塑料成型方法及其模具及其模具压缩模压缩模压注模压注模注射模注射模压棍（模）压棍（模）热压印模热压印模发泡模发泡模吹塑模吹塑模挤出模挤出模真空成型模真空成型模 彩印模彩印模搪塑模搪塑模三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料成型法及其成型模具：压缩成型压缩成型压缩成型压机压缩成型压机压缩模具压缩模具 成型制品成型制品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料成型法及其成型模具：压注成型压注成型压注成型压机压注成型压机压注原理压注原理 成型制品成型制品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料成型法及其成型模具：注射成型注射成型注

15、射成型机注射成型机注射原理注射原理 成型制品成型制品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料成型法及其成型模具：挤出成型挤出成型挤出原理挤出原理 挤出设备挤出设备成型制品成型制品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料成型法及其成型模具：中空吹塑中空吹塑吹塑成型压机吹塑成型压机吹塑原理吹塑原理 成型制品成型制品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料成型法及其成型模具：真空及压缩空气成型真空及压缩空气成型三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 塑料成型法及其成型模具：滚塑成型滚塑成型成型产品成型产品三、

16、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 其它塑料成型法：薄膜吹塑成型薄膜吹塑成型成型产品成型产品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 其它塑料成型法：熔融纺丝成型熔融纺丝成型成型产品成型产品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 其它塑料成型法：压延成型压延成型成型产品成型产品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 其它塑料成型法：气辅成型气辅成型v 模具配置气针装置，由气体产生器（惰性气体）向气针装置供气，以实现气辅。气辅模具气辅模具 成型产品成型产品三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v 4.

17、塑料成型法分类?按塑件的结构不同: 线状成型法线状成型法人造纤维 板状成型法板状成型法薄板材料或片状材料（胶片、塑料薄膜） 立体状成型法立体状成型法（模塑成型法）把塑料模塑成为几何形状、尺寸精度、物理性能等符合使用要求的制品。塑料模具塑料模具三、塑料、塑料模具、塑料制品三、塑料、塑料模具、塑料制品v4.塑料成型法分类?按成型过程中物理状态不同 熔融成型熔融成型 把塑料加热至熔点以上（使之处于熔融态），对其进行成型加工的一种方法。如如：压缩成型、压注成型、压缩成型、压注成型、注射成型、挤出成型注射成型、挤出成型 固相成型固相成型 塑料处在熔融温度以下（至少低于熔点10-20 ），塑料尚处于软化状

18、态时进行的一种成型方法。如如：吹塑成型、真空及压缩空气成型吹塑成型、真空及压缩空气成型四塑料模具设计与制造岗位任务与职业能力四塑料模具设计与制造岗位任务与职业能力?模具设计与制造专业的毕业生面对的主要岗位：塑料模具设计员塑料模具设计员 模具制造车间工艺员模具制造车间工艺员 模具装配调试操模具装配调试操作工作工 模具加工中数控设备的操作工模具加工中数控设备的操作工 模具生产管理与计模具生产管理与计划调度员划调度员本教材以塑料模具设计员模具设计员、模具制造车间工艺员模具制造车间工艺员的工作任务为主线，组织教材内容，突出培养这两个工作岗位的职业能力。四塑料模具设计与制造岗位任务与职业能力四塑料模具设

19、计与制造岗位任务与职业能力v 塑料模具设计与制造工作流程接受任务模具的装配并调试更改设计模具按批量交付模具制造模具认可并生产编制塑件成型工艺四塑料模具设计与制造岗位任务与职业能力四塑料模具设计与制造岗位任务与职业能力v 塑料模具设计员的工作任务与工作流程 工作任务工作任务工作流程工作流程四塑料模具设计与制造岗位任务与职业能力四塑料模具设计与制造岗位任务与职业能力v 塑料模具加工工艺员的工作任务与工作流程工作任务工作任务工作流程工作流程单元一单元一 ：模具的昨天、今天和明天：模具的昨天、今天和明天v 思考与练习思考与练习v 1.什么是塑料模具？v 2.上网查一查，塑料制品可以用在什么地方？还有哪

20、些常用的成型方法？注射模设计与制造任务一注射模设计与制造任务一v 工作任务工作任务：撰写科技论文v 方向方向：塑料材料、塑料的应用、塑料成型新工艺、塑料模具工业发展现状、塑料模具设计新技术、塑料模具制造新技术、塑料模具发展趋势v 组织形式组织形式：小组工作v 工作学习方式工作学习方式：收集资料、分析研究、归纳提炼、撰写提纲、制作PPTv 成绩评定成绩评定：论文内容、写作格式、PPT及讲述情况v 成绩评定方式成绩评定方式：小组互评50、教师评价注射模设计与制造任务二注射模设计与制造任务二v 零件名称：卡盒v 设计要求： 生产批量：小批量注射模设计与制造任务二注射模设计与制造任务二v 分组要求：

21、全班学生分为四组（12人13人13人13人） 每组设置： 组长、设计员、工艺员、计划调度员、质检员、安全员各一名 个人职责： 组长： 设计员：模具整套图纸 工艺员：模具零件加工工艺 计划调度员：加工进度计划、管理 质检员：检验模具零件质量、保管检验工具、填写质检报告单 安全员：机床维护、卫生、安全注射模设计与制造任务二注射模设计与制造任务二v 成绩评定：项目项目所占分值所占分值设计图纸成型工艺模具零件质量塑件质量设计说明答辩情况（ppt表达效果、表述能力）团队协作、沟通、理解能力纪律情况补充材料补充材料v 小组学习在发展认识中的作用小组学习在发展认识中的作用v 不同的学生有不同的知识面，有不同

22、的认知方式，有不同的见解。小组成员可分享信息、方法、结果。各个小组汇集研究成果可以既全面又深入。v 小组工作在任务完成中的作用小组工作在任务完成中的作用v 学生有不同的知识、技能、经验特长，基础知识好的做文字、理论；爱交往的在企业调研、市场调查中胜出；爱玩游戏者上网搜集资料。大家都有事做、都有用武之地。任务完成时，大家都学会组装电脑，都能够制作动画，都有了与企业联系的经验，这就是相互启发、相互学习的结果。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.1 塑料概论一、树脂和塑料1塑料概念：v塑料塑料是以高分子合成树脂树脂为基本原料，加入一定量的添加添加剂剂而组成，在一定的温度压力下具有

23、可塑性和流动性，可被模塑成具有一定结构形状且在常温下保持其形状不变的材料。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v2、树脂的概念v 天然树脂天然树脂：某些植物体中分泌出来的一种胶状物。v 合成树脂合成树脂（人工方法仿造天然树脂的成分做成的树脂）就是由一种或几种简单化合物通过聚合反应而生成的一种高分子化合物，也叫高聚物，具有很高的分子量，那些简单的化合物也叫单体。 v 比较比较：二者均是高分子化合物（高聚物），但合成树脂耐油，使用性能较天然树脂好；合成树脂的分子量要高于天然树脂单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v高分子不是原子任意排列成的，而是某个结构单元有规则重

24、复排列而成的，这种结构单元叫链节。如聚乙烯。v nCHnCH2 2=CH=CH2 2 CH CH2 2CHCH2 2n n v 乙烯乙烯 聚乙烯聚乙烯v聚乙烯的链节为： CH2CH2 聚合度聚合度塑料塑料=树脂树脂 塑料塑料=聚合物聚合物单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v3、高聚物分子结构的特点v 长链分子v 分子长链具有柔性v 高分子链间一旦有交联结构存在时将不溶不熔v 高聚物存在晶态和非晶态两种v 具有取向性单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v4、树脂的合成方法（加聚反应和缩聚反应）v 加聚反应方法v 反应特点：v 反应前后分子数相同v 由单体变成聚合

25、物是化学键作用v 反应中分子没有附属产物产生v 加聚反应可得的是线形高聚物单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 缩聚反应v 反应特点：v 反应前后分子个数不同v 由单体变为聚合物是由官能团的作用v 反应中分子有附属产物产生v 缩聚反应即可得线型高聚物也可能得网型或体型高聚物单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v二、塑料的成份v 1.树脂：重要的必不可少成分，赋予塑料的可塑性和流动性；决定塑料类型和基本性能。v 作用：粘接其他成分材料塑料塑料简单塑料（树脂+颜料）复杂塑料（树脂+填料+颜料）单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 2.填充剂（填料

26、）v 重要的、非必需的成分v （1）填充剂在塑料中的作用：减少树脂用量，降低塑料成本；改善塑料某些性能，扩大塑料的应用范围。v （2）填充剂按其化学性能可分为 v 有机填料布、绸v 无机填料玻纤、云母、石棉等v （3）按形状可分为v 粉状、纤维状、层状（片状）单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 3.增塑剂v 加入能与树脂相溶的不易挥发的高沸点有机化合物，这类物质称为增塑剂v 作用：提高塑性、流动性和柔软性，改善脆性，改善塑料的工艺性能和使用性能。v 常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物，主要有甲酸脂类、磷酸酯类和氯化石蜡等。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺

27、性v 4.稳定剂v 凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。 v 热稳定剂：抑制或防止树脂在加工或使用过程中受热而降解。v 光稳定剂：阻止树脂在光的作用下引起降解，从而使塑料变色，力学性能下降等。v 抗氧化剂：延缓或抑制塑料氧化速度。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 5.润滑剂 ：防止粘附，易于脱模。v 6.着色剂 起装饰美观、保护作用。v 着色剂包括两大类：v 颜料：不够鲜艳，耐光耐热，不易腿色。v 染料：色着鲜艳，颜色齐全，着色能力大而透明；缺点：不耐光、不耐热，化学稳定性差。v 在塑料工业中着色剂多采用颜料v 无机颜料、有机颜料、染 料。并非每种塑料都要加入全部的添加剂，

28、根据塑料品种和需求有选择性的加入某些添加剂。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 三、塑料的分类v 1.按树脂的分子结构和树脂的热性能分类v 热塑性塑料热塑性塑料：只发生物理变化，可反复加工使用，其本身分子结构不发生变化。（可逆）v 热固性塑料热固性塑料：发生物理变化和化学变化，一经加工其本身分子结构发生变化定型，不能再加工，呈不溶不熔性。（不可逆）单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 2.按塑料的性能及用途分v （1）工程塑料工程塑料v 适用于制造机械零件与结构件的塑料，一般具有力学强度高（尤其抗冲击强度）、受热软化温度高、尺寸稳定性好等性能。v （2）通

29、用塑料通用塑料v 指产量大、用途广、价格低的一类塑料。v （3）特殊塑料特殊塑料v 这是一类具有某些特殊性能（导电、导磁、导热）的塑料。 单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 四、塑料受热时的物理状态v 热塑性塑料：v 玻璃态：v 高弹态v 粘流态v 热固性塑料v 物理状态不明显v 加热很快由固态变成粘流态v 粘流态存在时间很短，分子结构由线性变为网状停止运动，塑料变成坚硬的固体。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 五、 塑料的特性与用途（附录B 自学，提问）v 塑料的改性方法有塑料的改性方法有v 增强改性、填充改性、共聚改性、低发泡改性、电镀改性v 塑料

30、的性能塑料的性能v 1.使用性能体现塑料的使用价值，包括物理性能、化学性能、机械性能、热物理性能、电性能等。v 2.工艺性能体现塑料的成型性能，包括收缩性、流动性、比容和压缩率等。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 课后作业课后作业v 预习：塑料的工艺性能v 思考：v 塑料是树脂？v 塑料的成分有哪些，各自作用如何？v 塑料按受热性质分为几种？v 热塑性塑料和热固性塑料的主要区别？v 合成树脂与天然树脂的区别？单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 六、热固性塑料的工艺性能v 1.1.收缩性收缩性v 定义：塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原

31、来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为收缩性。v 影响收缩的基本因素v 塑料种类、热胀冷缩（热收缩）、化学反应（结构变化引起的收缩）弹性恢复 、塑性变形、后收缩、后处理收缩v 收缩方向性v 塑件成型其分子按一定方向排列，使塑件呈现各向异性，沿料流方向（即平行方向）则收缩大、强度高，与料流垂直方向则收缩小、强度低。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 收缩率计算v 塑件的成型收缩值可用以下收缩率公式来表示：v c-b a-bv S实 = S计= v b cv 式中：S实实际收缩率（%）；v S计计算收缩率（%）；v a塑件在成型温度时的单向尺寸（mm）；v b塑件在室温下的单向

32、尺寸（mm）；v c塑模在室温下的单向尺寸（mm）。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 收缩率的影响因素v 塑件特征方面 v 塑模结构方面 v 成型工艺方面 v 成型条件v 凡有利于提高成型压力，增大塑料充模流动性，使塑件密实的模具结构，均能减少制件的收缩率。例如用压缩或压注成型的塑件比注射成型的塑件收缩率小。v 凡能使塑件密实，成型前使低分子挥发物溢出的工艺因素都能使制件收缩率减小，例如成型前对酚醛塑料的预热、加压等。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 2.2.流动性流动性v 定义：塑料在一定的温度与压力作用下充满型腔的能力，称为塑料的流动性。v 热固

33、性塑料的流动性方法表示：以拉西格流动性来表示，其测定原理如下图。 单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 每一种热固性塑料的流动性可分为三个不同等级：v 拉西格流动值为100-130mm，适用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑件；v 拉西格流动值为131-150mm，用于压制中等复杂程度的塑件；v 拉西格流动值为151-180mm，可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件或用于压注成型。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 影响流动性的因素：v 塑料、模具、成型工艺 v 流动性对成型的影响：v 流动性过大溢料过多，填充不密实，塑件组织疏松，树脂与填料

34、混合不均，易粘模，脱模和清理困难及早硬化等缺陷。v 流动性过小则填充不足，不易成型，成型压力增大。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 3.3.比容与压缩率比容与压缩率（压缩比）v 比容是单位质（重）量塑料所占的体积， v 压缩率是塑料的体积与塑件体积之比，其值恒大于1。v 4.4.水分及挥发物含量水分及挥发物含量v 来源：一是塑料生产过程遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收的；二是成型过程中化学反应的副产物。v 产生的影响（流动、收缩、气泡、腐蚀、气味等）v 处理方法（预热干燥，开排气槽，加排气工步）v 5.5.固化特性固化特性v 在热固性塑料的成型过程中，树脂发生交联反

35、应，分子结构由线型变为体型，塑料由既可熔又可溶变为既不熔又不溶的状态，在成型工艺中把这一过程称为固化（熟化）。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 七、热塑性塑料的工艺性能v 1.1.收缩性收缩性v 影响热塑性塑料收缩率的因素与热固性塑料的基本相同。v 2.2.粘度与流动性粘度与流动性v 粘度：是指塑料熔体内部抵抗流动的阻力。v 影响粘度的因素：高聚物本身的分子结构、相对分子量；相对分子量分布与塑料的组成和工艺条件。 v 分类：流动性好、流动性中等、流动性差。v 塑料熔体的粘度大，流动性差；粘度小，流动性好。v 塑料流动性测定：塑料流动性的好坏采用统一的方法来测定。对热塑性塑

36、料常用的方法有熔融指数测定法测量。熔融指数越大，流动性越好。熔融指数的单位为g/10min，通常以MI代表。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 熔体指数测定单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 影响流动性的因素v 温度 压力 模具结构 v 凡促使熔料温度降低，流动阻力增加的，流动性就会降低。v 3.3.热敏性和水敏性热敏性和水敏性v 热敏性：是指某些塑料对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时料温增高易发生变色、降解、分解的倾向。v 措施：加热稳定剂；选择合适设备，控制成型温度、成型周期、及时清除分解产物，以防设备、塑模受腐蚀。v

37、水敏性：是指有的塑料（如聚碳酸脂）即使含有少量水分但在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性，对此可采取预先加热干燥处理等措施。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 4.4.吸湿性吸湿性v 指对水分的亲疏程度，据此塑料可分两种类型：v 具有吸湿性材料：聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚砜等；v 吸湿性极小的材料：聚乙烯，聚丙烯等。v 5.5.结晶性结晶性v 在塑料成型加工中，根据塑料冷凝时是否具有结晶特性，可将塑料分为结晶型塑料结晶型塑料和非结晶型塑料非结晶型塑料两种。v 结晶型塑料是不透明的或半透明的 v 如果熔体温度和模具温度高，熔体冷却速度慢，塑件的结晶度大；结

38、晶度大的塑料密度大，强度、硬度高，刚度、耐磨性好，耐化学性和电性能好；v 熔体冷却速度快，则制品的结晶度小。结晶度小的塑料，柔软性、透明性较好，伸长率和冲击韧度较大。 v 非结晶型塑料是透明的 单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 6.6.应力开裂及熔体破裂应力开裂及熔体破裂v 应力开裂: 是指有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象。v 熔体破裂: 是指当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时当流速超过某一数值时，熔体表面即发生横向裂纹，这种现象被称为熔体破裂。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑

39、件的工艺性v 课后作业课后作业v 预习预习：塑件的工艺性v 思考题思考题v 1.塑料按性能及用途分可分为？v 2.塑料的性能包括使用性能和工艺性能，各自体现什麽？v 3.热固性塑料的工艺性能有哪些？热塑性塑料的工艺性能有哪些？v 4.热塑性塑料在玻璃态、高弹态和粘流态各适宜于哪些加工？单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v主要内容： 1.掌握塑件的尺寸精度和表面粗糙度； 2.掌握塑件的结构设计（脱模斜度、加强筋、圆角设计、支承面及凸台）。v重点难点： 会分析产品的工艺性能单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.3 塑件的工艺性 塑件的工艺性塑件的工艺性 塑件对成

40、型加工的适应性 塑件工艺性设计包括工艺性设计包括:塑料材料选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件结构 塑件工艺性设计的特点工艺性设计的特点：满足使用性能和成形工艺的要求，力求做到结构合理、造型美观、便于制造。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性一、塑料材料的选择(分析) 塑料的选材包括：选定塑料基体聚合物（树脂）种类、塑料具体牌号、添加剂种类与用量等 塑料原料选择方法： 使用环境(不同的温度、湿度及介质条件、不同的受力类型选择不同的塑料) 使用对象（根据国别、地区、民族和使用者的不同选材） 按用途进行分类 （按应用领域 、功能 ）二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度1.塑件的尺寸 塑件的

41、尺寸 指塑件的总体尺寸 塑件的尺寸受下面两个因素影响：塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.塑件的精度 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。 影响塑件尺寸精度的因素:模具的制造精度、磨损程度和安装误差塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化塑件成型后的时效变化单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.塑件的精度 尺寸精度的确定：模塑件公差代号为MT（附录E）MT1级精度最高（一般不采用）MT7级精度最低 会根据教材表25（常用材料模塑件公

42、差等级和选用）选择塑件公差等级单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.塑件的精度 A项：不受模具活动部分影响的尺寸公差值 B项：受模具活动部分影响的尺寸公差值单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.塑件的精度 尺寸精度的确定：对于塑件上孔的公差可采用基准孔，可取表中数值冠以（）号。对于塑件上轴的公差可采用基准轴，可取表中数值冠以（）号。一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性3.塑件的表面质量 一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高 12级表面质量表面质量表面粗糙度、光亮程度表

43、面粗糙度、光亮程度色彩均匀性色彩均匀性表面缺陷：缩孔、凹陷表面缺陷：缩孔、凹陷推杆痕迹推杆痕迹对拼缝、熔接痕、毛刺等对拼缝、熔接痕、毛刺等单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性二、塑件的几何形状 1.表面形状 塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性1.表面形状 图示塑件的形状是否有利于成型？在允许条件下怎样改进？单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.脱模斜度 为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。 脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，

44、一般取30130。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.脱模斜度 脱模斜度取法外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.脱模斜度 脱模斜度表示方法：单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.脱模斜度 脱模斜度设计要点：塑件精度高，采用较小脱模斜度尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度增强塑料采用较大的脱模斜度收缩率大，斜度加大单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性2.脱模斜度 含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度 从留模方位考虑:留在型芯，内表

45、面脱模斜度外表面留在型腔，外表面脱模斜度内表面3.塑件的壁厚壁厚过小壁厚过大强度及刚度不足，塑料流动困难原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性3.塑件的壁厚 塑件壁厚设计原则：满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚能承受推出机构等的冲击和振动制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚满足成型时熔体充模所需的壁厚厚薄适中 均匀壁厚单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性3.塑件的壁厚单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性厚薄适中 均匀壁厚3.塑件的壁厚 塑件相邻的壁厚相差较大时应平缓过渡单元二

46、：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性3.塑件的壁厚改善壁厚典型实例单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性3.塑件的壁厚改善壁厚练习单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性4.塑件的加强筋加强筋的作用 提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。加强筋设计 基本厚度等于0.5倍壁厚、高度小于等于3倍壁厚、圆角大于等于0.250.4的壁厚、拔模角大于等于0.5度、间距大于2倍的壁厚单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性4.塑件的加强筋加强筋设计要点 加强筋的布置应尽量减少塑料的局部集中，以免产生缩孔和气泡。平板类零件加强筋方向与料流方向平行加强筋厚

47、度小于壁厚单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性加强筋设计要点5.圆角 在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角或者用圆弧过渡。加强筋与支承面间留有间隙单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性5.圆角圆角的作用 圆角可避免应力集中，提高制件强度 圆角可有利于充模和脱模 圆角有利于模具制造，提高模具强度单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性5.圆角圆角的确定 内壁圆角半径应为壁厚的一半 外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍 一般圆角半径不应小于0.5mm 壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径 理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上单元二

48、：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性6.塑件的支承面 通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以底脚或边框为支承面。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性6.塑件的支承面 支承面结构形式单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性7.塑件的凸台与角撑 凸台是用来增强孔或装配附件、或为塑件提供支撑的截锥台或支撑块。 凸台设计要点： 凸台一般应位于边角部位 其几何尺寸应小 其高度不应超过直径的两倍单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性7.塑件的凸台与角撑凸台设计实例凸台设计实例单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性7.塑件的凸台与角撑 角

49、撑塑件上边角或凸台的支撑部分 T制品壁厚 DT C2T A0.8T B2A单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性8.塑件上的孔（槽）塑件的孔三种成型加工方法 直接模塑出来 模塑成盲孔再钻孔通 塑件成型后再钻孔常见孔的设计要求 模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性8.塑件上的孔（槽）常见孔的设计要求 当通孔孔径1.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于模塑成型。 肓孔的深度：h（35）d d1.5mm时， h3d 紧固用的孔和其它受力的孔，应设凸台予以加强。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性8.塑件上的孔（槽

50、）异形孔设计实例单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性9.塑件上的螺纹 塑件中的螺纹可用模塑方法或切削方法成型 经常拆装或受力大的螺纹要采用金属螺纹嵌件abc模塑螺纹起止端应设计为圆柱结构，以提高该处螺纹强度并使得模具结构简单。单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性10.塑件上的花纹、符号及文字 花纹 符号 凸字、凹字、凹坑凸字单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性11.嵌件 在塑件内压入其它的零件形成不可拆卸的连接，此压入零件称为嵌件。 嵌件可以是金属、玻璃、木材或已成形的塑件。 嵌件的作用 提高塑件力学性能和磨损寿命 提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度

51、 起导电、导磁作用 起紧固、连接作用单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性11.嵌件常见嵌件的形式螺纹嵌件固定螺纹嵌件固定单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性v 思考练习 1.塑件的工艺性设计包括哪些方面? 2.塑件的脱模斜度怎么取? 3.塑件上圆角的作用? 4.塑件上孔的成型方法? 5.嵌件设计的注意事项?单元二：塑料与塑件的工艺性单元二：塑料与塑件的工艺性单元三单元三 ：塑料模具设计与制造概述：塑料模具设计与制造概述v 一、塑料模的分类和基本结构一、塑料模的分类和基本结构v 1.1.按成型材料分按成型材料分 热固性塑料模 热塑性塑料模v 2.2.按成型工艺分按

52、成型工艺分 压缩模：加压、加热、直接在型腔内放料 压注模：柱塞、加料腔、浇注系统 注射模：料筒内塑料、螺杆或柱塞作用、浇注系统、型腔v 3.3.按模具装卸方式分按模具装卸方式分 移动式模具：适用于小批量的中小型件，形状复杂，嵌件多，加料困难的情况。 固定式模具：适用于各种批量的大中小型塑件，但不能成型嵌件太多的塑件。v 4.4.按分型面特征分按分型面特征分v 分型面：分型面：是分开模具取出塑件的面 水平分型面模具：水平分型面模具：分型面与压机工作台面平行，与合模方向垂直 垂直分型面模具：垂直分型面模具：分型面与压机工作台面垂直，与合模方向平行 水平、垂直分型面模具：水平、垂直分型面模具：（多分

53、型面模具）单元三单元三 ：塑料模具设计与制造概述：塑料模具设计与制造概述合模方向v 二、塑料模具的基本结构二、塑料模具的基本结构v 1.1.模具基本结构模具基本结构动模：动模：安装在注射机移动工作台面上的那一 半模具，可随注射机做开合运动。定模：定模：安装在注射机固定工作台面上的那一 半模具。上模：上模：安装压机上工作台面上的那一半模具。下模：下模：安装压机下工作台面上的那一半模具。注射模压缩模单元三单元三 ：塑料模具设计与制造概述：塑料模具设计与制造概述动模定模上模下模v 二、塑料模具的基本结构二、塑料模具的基本结构v 2.2.注射模结构及动作原理注射模结构及动作原理单元三单元三 ：塑料模具

54、设计与制造概述：塑料模具设计与制造概述v 二、塑料模具的基本结构二、塑料模具的基本结构v 3.3.压缩模结构及原理压缩模结构及原理单元三单元三 ：塑料模具设计与制造概述：塑料模具设计与制造概述v 二、塑料模具的基本结构二、塑料模具的基本结构v 3.3.压注模结构及原理压注模结构及原理单元三单元三 ：塑料模具设计与制造概述：塑料模具设计与制造概述塑料模设计及制造实例分析塑料模设计及制造实例分析v二、模具零件常用加工方法二、模具零件常用加工方法 1.成型零件的工作型面的形状 外工作型面外工作型面：型芯和凸模 内工作型面内工作型面：型腔和型孔 2.模具制造的一般程序塑料模设计及制造实例分析塑料模设计

55、及制造实例分析 3.常用加工方法 车削加工 加工范围加工范围：内外圆柱（锥）面、回转体曲面、环槽、端面、螺纹、钻孔、扩孔、铰孔、滚花 原理原理：工件旋转，刀具进给移动 在模具零件加工中的应用在模具零件加工中的应用： 回转体类零件（导柱导套、浇口套、回转体型芯型腔） 型腔及型芯的螺纹加工 可达精度及表面粗糙度值可达精度及表面粗糙度值： IT7IT6 Ra1.60.8m塑料模设计及制造实例分析塑料模设计及制造实例分析 3.常用加工方法 铣削加工 加工范围加工范围：平面、斜面、沟槽、台阶、成型面，用于粗、精加工及型腔的成型加工 在模具零件加工中的应用在模具零件加工中的应用： 板类零件，如定模板、动模

56、板、安装镶块的方槽、滑块的导滑槽、各种孔的止口等的精加工 斜孔、直孔的加工，如导柱、斜导柱孔 成型面加工，不规则型面、复杂空间曲面 雕刻加工，如成型零件表面的字、花纹、图案 可达精度及表面粗糙度值可达精度及表面粗糙度值： IT7IT6 Ra3.21.6m塑料模设计及制造实例分析塑料模设计及制造实例分析 3.常用加工方法 钻削加工 加工范围加工范围：加工孔及对已有的孔进行扩孔、铰孔、锪孔、及螺纹的二次加工，用于精度要求不高的孔加工 在模具零件加工中的应用在模具零件加工中的应用： 孔的预加工（导柱导套孔、型腔孔、线切割穿丝孔）、成型加工（推杆过孔、水道孔） 、拉杆孔 铰孔，如推杆孔、浇口套和点浇口的加工（精度可达IT6IT7，表面粗糙度可达Ra1.60.8m） 可达精度及表面粗糙度可达精度及表面粗糙度： IT13IT10 Ra12.53.2塑料模设计及制造实例分析塑料模设计及制造实例分析 3.常用加工方法 镗削加工 加工范围加工范围：孔的粗、半精加工及精加工，车外圆、端面，铣平面、大直径孔、内成型面、孔距精度要求高的孔系加工 在模