塑料成型工艺及模具设计叶久新王群版

1、塑料成型工艺及模具设计叶久新王群版第一-三章1、塑料成型方法：压注成型有浇注系统挤出成型有浇注系统2空吹塑模具、热成型模具3、不同温度时聚合物呈现的三种状态：低温态温度较低时呈玻璃态（固体态），在外力的作用下，有一定的变形，但变形可逆，即外力消失后，其变形也随之消失。高弹态是橡胶态的弹性体。其变形能力显著增加，但变形仍可逆。 保留。4、聚合物单体经过聚合反应生成的高分子聚合物5、塑料是以合成树脂为主要成分，加入适量的添加剂而组成的混合物。优点：密度小、质量轻；比强度、比刚度高；电气性能好；光学性能好；化学稳定性高；减摩、耐磨及减振、隔音性能好；多种防护性能合成树脂的分子及结构分类：热固性塑料热

2、塑性塑料6、添加剂包括填充剂（增量作用又有改性效果）、稳定剂、润滑剂、着色剂和固化剂等。7、交联聚合物由线型结构转变为体型结构的反.8、降解聚合物分子可能由于受到热和应力的作用或微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧的作用而导致其相对分子质量降低的现象.9、塑化加入的塑料在料筒中进行加热由固体颗粒转化成粘流态并且具有良好的可塑性过程.10、流动性塑料熔体在一定的温度、压力作用下填充模具型腔的能力热塑性塑料检测：熔融流动指数测定法、螺旋线长度试验法影响塑料流动性的因素有以下三个： 温度料温高，则流动性大。压力注射压力增大，则熔体收剪切作用越大，流动性也越大。模具结构浇注系统的形式，尺寸，布置，冷却系统

3、的设计，溶料的流动阻力等因素流动性较好的塑料有：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纤维等不透明）AS、有机玻璃、聚甲醛等截状分流道较大11通用塑料聚乙烯（PE）呈乳白色。聚氯乙烯（PVC）线型无定型，是世界上产量最大的品种之一， 价格便宜、应用广泛。聚苯乙烯（PS）仅次于聚氯乙烯和聚苯乙烯的第三大品种。应用于仪表外壳、指示灯罩聚丙烯（PP）线型结晶，排名第四用于：板（片）材、管材、法兰、接头、自行车零件工程塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）抗冲击需调湿聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）透光性塑料俗称有机玻璃。 聚碳酸酯（PC）聚酰胺（PA）线型结晶,俗称尼龙。齿轮、电气架日用品需调湿聚甲醛（PO

4、M）线型结晶氟塑料是含有氟元素的塑料的总称，主要包括：聚四氟乙烯（PTFE）聚三氟氯乙烯（PCT-CE）、聚氯乙烯（PVF）和聚偏乙烯（PVDF）12、塑件后处理：退火处理（减少内应力）和调湿处理（聚酰胺)13、注射成型的工艺条件：温度、压力、时间。 温度：料筒的温度（前高后低）和喷嘴的温度。 塑化压力是指采用螺杆式注射时，螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。塑化压力又称为背压。背压大小可以通过液压系统中的溢流阀来调整。注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。时间完成一次性注射模塑过程所需要的时间称为成型时间。成型时间直接影响到生产效率和设备利用率，在保证产品质量的前提下，尽量

5、缩短成型周期中个阶段的时间。14、牵引速度挤出成型主要是生产连续型材，所以必须设置牵引装置。牵引速度与15、塑件的尺寸精度影响塑件精度（公差）的因素主要有：A、模具加工制造误差及磨损、变形，尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损;B、不同种类塑件收缩率的波动； C、成型工艺条件的变化；D、塑件的形状、飞边厚度波动；E、脱模斜度和成型后塑件尺寸变化等。16、塑件结构设计1.壁厚设计的基本原则均匀壁厚。即：充模冷却收缩均匀，形状性好，尺寸精度高，生产率高。原因：塑件中的壁厚一般应尽可能一致，否则会因固化或冷却速度不同而引起收缩不均匀，从而在塑件内部产生内应力，导致塑件产生翘曲、缩孔、甚至开

6、裂等缺陷。满足塑件在装配、运输、使用的强度要求成型过程中的塑料流动性有足够的脱模力，避免脱模时损坏塑件的脱模斜度（30-130）便于脱模，防止强塑件大A、当塑件有特殊要求或精度要求过高时，应选用较小的斜度B、较高、较大尺寸的塑件，应选用较小的斜度C、收缩率较大的塑件应取较大的脱模斜度。D、塑件形状复杂的、不易脱模的，应取较大的脱模斜度。E、塑件上的凸起或加强筋单边应有 4-5的斜度。F、增强塑件宜取大值G、当塑件壁厚较大时，因成型时塑件收缩量大，故也应选择较大的脱模斜度。H、脱模斜度的取向原则是：内孔以小端为基准，符合图样要求，斜度由扩大方向取得；外形以大端为基准，符合图样要求，斜度由缩小方向

7、取得。免塑件翘曲变形支撑面保证稳定性圆角减少应力集中，保证熔体的流动性好孔孔间距保证塑件的强度17、嵌件的用途塑件中镶入嵌件的目的：A、增强塑件的局部强度、硬度、耐磨性、导电性、延长塑件的寿命； B、增加塑件的形状和尺寸的稳定性，提高精度；设计原则：线线膨胀系数同塑料线膨胀系数相近，防止嵌件周围塑料开裂嵌件的边缘加工成圆角，避免应力集中；形状要对称，保证冷却收缩率部分采取双向定向，既不转动又不轴向窜动18、齿轮设计 1.相同结构的齿轮使用相同的塑料 2.轴削边减少应力集中3.齿轮的内孔与轴采用过渡配合19、20、塑件结构设计遵循的原则在设计塑件时，应考虑原材料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。

8、模具抽芯和推出机构简单。（421、22、塑件的标志符号塑件上公差原则最佳选择设计是凹坑凸形孔的公差采用单向正偏差，即下偏差为 0；轴的公差采用单向负偏差，即上偏差为 0；中心距及其他位置尺寸公差采用双向等值偏差。23、第四章24、完整的注射成型工艺过程成型前的准备、注射成型过程、塑件的后处理三部分。加料塑化注射保压（对于提高塑件的密度、降低收缩和克服塑件表面缺陷）、冷却（时间最长）脱模六个步骤。26、注射模塑工艺的“三要素”温度压力时间27、分型面选择的一般原则：A、（首要）符合塑件脱模要求，分型面选在塑件脱模方向最大的投影边缘部位B、分型线不影响塑件的外观C、确保塑件留在动模一侧，利于推出且

9、推杆痕迹不显露于外观面D、确保塑件质量模E、满足塑件锁紧要求投影面积小的方向作为侧向分型面；分型线为曲面时，加斜面锁紧F、合理安排浇注系统，尤其是浇口位置G、便于模具加工制造H、考虑排气效果（分型面与塑料熔体的料流末端所在的型腔内壁表面相重合）25、注射成型28、浇注系统指塑料熔体从注射喷嘴出后到达型腔之前在模具内流经的通道。由主流道、分流道、浇口、冷料穴（井）组成。浇注系统总体设计原则 1）3）浇注系统设计应有利于良好的排气5）2）采用尽量短的流程，以减4）6）布局同时考虑7）流动距离比和流动面积比的校核。29、主流道主流道与浇口之间的通道，起分流和转向的连接喷射机喷嘴与分流道的一段通道卧式

10、立式注射机主流道垂直分型面主流道为锥形设计原则：主流道与喷嘴的对接处设计成半球形2-4主流道大端呈圆角主流道浇口套与定位圈设计成整体式（浇口套与定模座板与定位圈H9/f9）主流道的长度短；防止压力损失，影响熔体的顺利充型浇口套内壁粗糙度值位Rao.8m冷料穴（井）主流道与分流道末端存放两次注射间隔产生的冷料和料 便于脱模的功能。作用增加熔接强度30、分流道主流道与浇口之间的通道起转向、分流作用实际生产中常采用梯形截面分流道，该分流道容易加工，且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大。分流道截面形状梯形（理想）U型腔和分流道的排列有平衡式和非平衡式两种设计原则：塑料流经分流到是压力和温度损失要小分流

11、道固化时间稍后与制品的，有利于压力的传递及保压利于塑料均匀而快速的进入各个型腔分流道的长度要短，容积要小便于加工及刀具选择31、浇口分流道与型腔之间的一段细短通道，作用使从分道过来的塑料熔体快速进入并充满型腔，浇口部分熔体能迅速的凝固而封闭浇口防止型腔内熔体的倒流。类型有：直接浇口、中心浇口（扇形、环形、爪形）、点浇口、潜伏式浇口、护耳形浇口等，其中点浇口是能够自行切断熔体。浇口的特点，浇口可分为限制性非限制性适用厚壁、高粘度成型深塑件缺点：只用于单腔，有内应力，易变形、气泡、开裂等现象中心浇口优点：进料点对称，充型均匀，能消除拼缝线且排气顺利扇形、环形、爪形、轮辐式/三板式（才能将浇注系统的

12、凝料拉出来）缺点：压力损失大；模具必须采用三板式结构，结构复杂，成型周期长。对于投影面积大或者容易变形的塑件，应采用多点浇口，以减小翘曲变形。侧浇口的优点：典型的矩形侧浇口，改变浇口的宽度 b 和厚度 可以调整成型时间。侧浇口可以根据塑件的形状特征选择浇口位置，浇口 设在分型面加工容易，修整方便；除去浇口方凝料便，浇口痕迹小，因此， 侧浇口广泛地应用于小型塑件，适用于两板式多型腔模具。缺点：塑件容易形成熔接痕、缩孔、气泡等缺陷，注射压力损失较大（选用的注射力采取较大），壳形塑件容易排气不良。5)潜伏式浇口的优点：潜具有点浇口的各种特点；可以采用较为简单的两板式一次开模；塑件和流道分别设置推出机

13、构；开模分型或推出时浇口即被自动切断易实现自动化，；浇口位置选择范围更广；缺点：分型或推出时必须具有较大的力来切断浇口，拉出倾向凝料。对于强韧性塑料或脆性塑料，潜伏式浇口是不合适的。32、33、排气系统间隙排气、分型面排气;排气塞（槽）排气；强制排气排气是塑件成型的需要，引气是塑件脱模的需要。34、注射模中各零部件按作用可分为成型零部件和结构零部件（装配定位安装）两大类35、成型零部件（结构设计）：构成型腔的零部件成为成型零件凹模、凸模、型芯、螺纹型芯和型环，已经各种成型环和成型镶块等36、凹模结构设计整体式整体嵌入式（加工效率高，装拆方便，可以保证各个型腔形状、尺寸一致）组合式镶嵌式37、凸

14、模（主型芯）结构设计整体式（便于加工）组合式38、螺纹型芯和型环结构设计1）必须考虑塑料收缩率 2）表面粗糙度值要小时拉毛塑料螺纹固定螺母的螺纹型芯不必放收缩率，按普通螺纹制造即可。39、40、固定板一般采用碳素结构钢制造脱模（推出）机构脱出塑件的机构设计原则：塑件滞留于动模，动模侧必有拉料杆保证塑件不变形损坏力求良好的塑件外观推杆机构应动作可靠合模时应使推杆机构正确复位类型 P144-P1154A、推杆脱模机构推出部件、推板、推杆固定板、导向部件和复位部件等组成。优点：最常用、简单形式具有制造简单、更换方便、推出效果好适用于脱模阻力小塑件缺点：顶出面积一般较小，容易引起应力集中而顶坏塑件，不

15、适于脱模斜度小和顶出阻力大的管形或箱形塑件B、推管脱模机构对于圆环形（齿轮）、薄壁圆筒形塑件或局部为圆筒形的塑件，可用此机构。优点：推顶平稳可靠，整个周边推顶塑件，塑件受力均匀，无变形、无推出痕迹，同轴度高缺点：对于薄壁深筒型塑件和软性塑料塑件，因其易变形，不易单独采用推管推出，应同时采用其他推出元件C、脱模板（推件板:使塑件不易变形）脱模机构深腔薄壁的容器、大圆筒形塑料以及不允许有推杆痕迹的塑件都可采用此机构。顶出痕迹，结构简单，无需设置复位装置缺点：对于非圆形的塑件，其配合部分加工困难，并因增加推件板而使模具重量有所增加，对于大型深腔容器，尤其是采用软质塑料时，要在推件板附近设置引气装置，

16、防止在脱模过程中形成真D、推块脱模机构平板状带凸模的塑件,圆筒形塑件41、42、型芯成型塑件内表面的凸状零件。型腔/模膛（凹模）成型塑件外表面的零件（即凹模型腔）是用来填充塑料熔体以成型制品的空间43、复位形式复位杆复位、弹簧复位44、干涉现象合模过程中滑块的复位先于推杆的复位致使滑块上的侧型芯与推杆相碰撞，造成模具损坏。避免侧型芯与推杆不发生干涉的条件hctanSc 措施:1.谁退干线与活动型芯复位 2.推杆的推出不超过活动型芯的最低面3.避免推杆与型芯的水平投影重合45、倾斜角越大时，抽拔力就越小，抽芯距就越大作用：带走高温塑料熔体所放出的热量；将模具温度控制在设定的范围内2）冷却水孔应尽

17、量多，模模具内温度梯度越小，冷却越均匀6）冷却系统水道应尽量避免与其他机构发生干涉现象8）461）5）7）塑件越3）浇口处加强冷却不均匀的冷却会使制品表面光泽不一，出模后产生热变形。47、侧抽芯机构当塑件上具有与开模方向不一致的孔或侧塑有凹凸形状时，除极少数情况可以强行脱模外，一般必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可活动的结构，在塑件脱模前，先将其脱出。完成侧向活动型芯的抽出和复位的这种机构叫做侧向抽心机构。48、侧向分型抽芯机构驱动方式分类手动、机动、液压（气动）、联合作用塑件内外表面的形状设计在满足使用性能的前提下，应尽量使其有利于成型，尽量不采用侧向抽芯机构49、机动式分型抽芯机构特点抽芯力

18、大灵活方便、生产率高、容易实现自动化、无需另外添置设备根据传动零件分类斜导柱抽芯、斜滑块抽芯、弯销抽芯、斜导槽抽芯、楔块抽芯、齿轮齿条抽芯、斜槽抽芯、弹簧抽芯50、齿轮齿条侧抽芯较长抽芯距，较大抽芯力51、斜滑块抽芯当塑件侧面的孔或凹槽较浅，抽芯距不大，但成型面积较大，需要抽芯力较大52、导向定位机构导柱导向（间隙配合H7/h6）和锥面定位两种类型作用导向（维持动定模正确合模，引导动模正确合模）定位支撑承受注射时侧压力53、斜导柱和滑块特点结构简单、制造方便、安全可靠斜导柱与其他固定的模板之间为过渡配合斜导柱工作端的端部设计成锥台形，则工作端部锥台的斜角小于斜导柱的斜角安装位置：1.斜导柱在定

19、模、滑块在动模（有干涉可能）2.斜导柱在动模、滑块在定模3.斜导柱和滑块同在定模上 4.斜导柱和滑块同在动模上54、楔紧块在塑件注射过程中，侧型芯在抽芯方向受到熔体较大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而一般斜导柱为细长杆，受力后容易变形。因此必须设置楔紧块，以压紧滑块。楔紧块角度=斜导柱角度+231222楔紧块作用A、使滑块、活动型芯不致产生位移；B、保护斜导柱和保证滑块在成型时位置精度。C、楔紧块的楔角必须大于斜导柱的斜角，一般楔角度为斜导柱斜角+（2-3）55、注射成型的特点非金属的塑料制件对成型各种塑料的适用性强生产效率高，易于实现全自动化生产等一系列有点量较小的塑件的生产。56、

20、液压抽芯或气压抽芯机构优点抽芯力大，抽芯距长，侧型芯或侧型腔的移动不受开模时间或推出时间的限制，抽芯动作比较平稳缺点成本高57、口模是成型管材外部表面轮廓的机头零件，口模内径决定塑料管材外径。581-2凸模粗糙度值要求比凹模59、大尺寸的模具型腔在设计时，一般以刚度设计为准；小尺村的模具型腔，设计时以强度设计为基准第五-六章60、压缩成型原理加料合模加压脱模（用于酚醛、氨基塑料）61、压缩成型特点 1.塑料直接加入型腔内 2.模具结构简单（无浇注、加加料腔）3.料耗少5.压力损失小的塑件,质量高62、压注成型原理加料、加热加压、固化脱模（用于封装半导体）63、压注成型特点 1.成型腔已完全闭合

21、3.2.模具结构复杂（有浇注、加料腔4.6.7. 8.塑件受限制多，不易获得高精度、精细5.可成型结构复杂的塑件 6.模具磨损小64、压缩模具按加料室形式分类：A、溢压式压缩模特点：无加料腔（型腔）；凸凹模无配合部分，固多余的料极易溢出；加料时一般按体积加料，加料有限；型腔高度即制品高度优点：结构简单，造价低廉，凸凹模间无摩擦。缺点：无延伸加料腔，装料容积有限，不适用于高压缩率的材料。溢式压缩模模具凸模和凹模的配合完全靠导柱定位，没有其他配合面， 因此，成型壁厚均匀性要求不高。B、半溢压式压缩模特点加料室断面尺寸大于型腔尺寸，因此型腔顶面有挤压面。该压膜易保证塑件高度尺寸精度，脱模时可避免擦伤

22、塑件。开有适度的溢料间隙，能将多余物料溢出。常采用体积加料法，能同时保证制品有较好的密实程度和物理力学性能。优点：适用于流动性较好的塑料，适用于形状复杂的塑件和具有较大压缩比的塑料。制品精度、物理力学性能、致密度均较好。缺点：不适合与压制布质或长纤维做填料的塑料。C、不溢式压缩模；特点：加料室断面与型腔顶部断面相同，无挤压面，有配合面；很少，塑件成型压力大，密实性好，力学强度高。或深型塑件，压制有布质、长纤维塑料制品。缺点：第一，加料量直接影响着塑件的高度尺寸，每模加料量都必须准确称量，否则，塑件高度尺寸不易保证。第二，凸模一会擦伤塑件凹模内表面。65、压缩模是先加料后合模，压注模是先合模后加料。66、拉伸比-口模和芯棒在定型区的环隙截面积与挤出管材截面积之比值。67、压缩比-机头和多孔板相接处最大料流截面积，与口模和芯棒在成型区的环形间隙面积之比第七章68、挤出成型的工艺过程原材料的准备塑化成型定径塑件的牵引、卷曲、切割生产管材、棒材、板材、片材、线材原理加入塑料，不断接受外加热和剪切摩擦热，熔融成粘流态，在挤压系统作用，经过过滤（栅板）通过挤出模具（机头）及辅助装置，获得塑件。特点