塑料成型工艺模具设计教程-图文

第1章概述模具是制造技术的核心。掌握模具，就意味着掌握技术，从而把握了降低生产成本、获得竞争优势的命门。1.1模具及模具的发展概况1、模具(基本概念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。（die

mold

mould）2、特点1）模具----是一种工具；2）模具与塑件-----“一模一样”；3）订货合同-----单件生产4）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，是其他加工制造方法所不能比拟的。3、模具的地位和作用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日本工业界认为：模具是促进社会繁荣的动力国外将模具比喻为“金钥匙”、“进入富裕社会的原动力”。模具工业是我国国民经济的基础产业，是技术密集的高技术行业。模具是制造过程中的重要工艺装备。模具设计与制造专业人才是制造业紧缺人才。1.2现代模具分类（1）冲压模具冲裁模、级进模、复合模、精冲模、拉深模、弯曲模、成型模、切断模、其它冲压模（2）塑料模热塑性塑料注射模、热固性塑料注射模、热固性塑料压塑模、挤塑模、真空吸塑模、其它塑料模（3）锻造模热锻模、冷锻模、金属挤压模、切边模、其它锻造模（4）铸造模压力铸造模、低压铸造模、石蜡铸造模、翻砂金属模（5）粉末冶金模非金属粉末冶金模、金属粉末冶金模（6）橡胶模橡胶注射成型模、橡胶压胶成型模、橡胶挤胶成型模、橡胶浇注成型模、橡胶封装成型模其它橡胶模（7）拉丝模:热拉丝模、冷拉丝模（8）无机材料成型模玻璃成型模、陶瓷成型模、水泥成型模、其它无机材料成型模（9）其它模具:食品成型模具、包装材料模具、复合材料模具、合成纤维模具、其它类未包括的模具1.3塑料成型第2章塑料2.1塑料的成分及其配制1、塑料的定义及组成定义：塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。组成：聚合物合成树脂（40~100%）+辅助材料：增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。辅助材料作用：改善材料使用性能与加工性能，节约树脂材料（贵）。2、塑料的特性1、密度小。密度为约为0.83～2.2g/cm3，但大多数为1.0～1.4g/cm3，密度最小塑料0.83g/cm3（聚4-甲基丁烯-1）泡沫塑料0.189g/cm3。2、比强度和比刚度高：单位质量计算的强度称为比强度，是金属材料强度的1/10，玻璃钢强度更高3、化学稳定性好4、电气绝缘、绝热、隔声性能优良5、耐磨和自润滑性能好6、粘结性能好7、成型加工性能好，比金属易8、多种防护性能（防水、防潮、防透气、防震、防辐射等）9、不足：强度，刚度不如金属，不耐热。1000C以下热膨胀系数大，易蠕变，易老化。1、树脂塑料主要成份是树脂﹐树脂有天然树脂和合成树脂两种。1、定义：指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。2、分类天然树脂：是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂：是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。如聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂等。树脂均属于高分子化合物，称为高聚物。3、合成树脂制备方法：聚合反应、缩聚反应2、塑料的成份（1）树脂﹕主要作用是将塑料的其它成份加以粘合﹐并决定塑料的类型(热塑性或热固性和主要性能﹐如机械﹑物理﹑电﹑化学性能等。树脂在塑料中的比例一般为40~65%。（2）填充剂﹕又称填料﹐通常对聚合物呈惰性作用：改善塑料的成型性能，减少树脂的含量及提高塑料性能。正确地选择填充剂﹐可以改善塑料的性能和扩大它的使用范围。（3）增塑剂﹕有些树脂的可塑性很小﹐柔软性也很差﹐为了降低树脂的熔融粘度和熔融温度﹐改善其成型加工性能﹐改进塑料的柔韧性﹐弹性以及其它各种必要的性能﹐通常加入能入树脂相容的不易挥发的高沸点的有机化合物。这类物质称增塑剂。增塑剂常是一种高沸点液纳或熔点固体的酯类化合物。（4）着色剂﹕又称色料﹐主要是起美观和装饰作用﹐包括涂料两部分。（5）稳定剂﹕凡能阴缓塑料变质的物质称稳定剂﹐分光稳定剂﹑热稳定剂﹑抗氧化剂。（6）润滑剂﹕改善塑料熔体的流动性﹐减少或避免对设备或模具的磨擦和粘附﹐以及改进塑件的表面光洁度。1、粉料和粒料2、溶液3、分散体(一

塑料的制造塑料的基础原料，最初是以农副产品为主，从本世纪20年代起转向以煤和煤焦油产品为主，从50年代起逐渐转向以石油和天然气为主。塑料工业包括三个生产系统：塑料原料(树脂或半成品及助剂的生产，塑料制品的生产，塑料成型机械(包括模具的制造。

(二

树脂的合成方法1．缩聚反应：单体分子间脱掉水或其它简单分子键合成聚合物的化学反应。可分为均缩聚反应和共缩聚反应。(1

均缩聚反应：带有两个官能团的一种单体进行的缩聚反应。(2

共缩聚反应：

两种或两种以上的双官能团单体进行的缩聚反应。2．加聚反应：由不饱和或环状单体分子加成聚合生成聚合物的一种化学反应。反应中没有水或其它低分子副产物的释出，而且所生成的聚合物元素成分与原用单体的成分相同。按参加反应的单体种类和聚合物本身的构型，可分为均聚合反应、共聚合反应和定向聚合反应。塑料巳被广泛用于农业、工业、建筑、包装、国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域。农业方面：大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、鱼网、养殖浮漂等。工业方面：电气和电于工业广泛使用塑料制作绝缘材料和封装材料；在机械工业中用塑料制成传动齿轮、轴承、轴瓦及许多零部件代替金属制品；在化学工业中用塑料作管道、各种容器及其它防腐材料；在建筑工业中作门窗、楼梯扶手、地板砖、天花板、隔热隔音板、壁纸、落水管件及坑管、装饰板和卫生洁具等。在国防工业和尖端技术中，无论是常规武器、飞机、舰艇，还是火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船和原子能工业等，塑料都是不可缺少的材料。在人们的日常生活中，塑料的应用更广泛，如市场上销售的塑料凉鞋、拖鞋、雨衣、手提包、儿童玩具、牙刷、肥皂盒、热水瓶壳等等。目前在各种家用电器，如电视机、收录机、电风扇、洗衣机、电冰箱等方面也获得了广泛的应用。塑料作为一种新型包装材料，在包装领域中已获得广泛应用，例如各种中空容器、注塑容器(周转箱、集装箱、桶等，包装薄膜，编织袋、瓦楞箱、泡沫塑料、捆扎绳和打包带等。早在19世纪以前，人们就已经利用沥青、松香、琥珀、虫胶等天然树脂。1868年将天然纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制成了世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞，从此开始了人类使用塑料的历史。1909年出现了第一种用人工合成的塑料-酚醛塑料。1920年又一种人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料诞生了。这两种塑料当时为推动电气工业和仪器制造工业的发展起了积极作用。到20世纪20、30年代，相继出现了醇酸树脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯类、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。从40年代至今，随着科学技术和工业的发展，石油资源的广泛开发利用，塑料工业获得迅速发展。品种上又出现了聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺等等。2.2塑料的分类热塑性塑料和热固性塑料1.热塑性塑料这类塑料的合成树都是线型或支链型高聚物﹐因而受热变软﹐甚至成为可流动的稳定粘稠液体﹐在此状态时具有可塑性﹐可塑制成一定形状的塑件﹐冷却后保持既得的形状﹐如再加热又可变软成另一种形状﹐如此可以进行反复多次。这一过程中只有物理变化﹐而无化学变化﹐其变化是可逆的。（反复多次成型）塑料种类﹕a.聚氯乙烯(PVC———产量大，有毒不能用作食品包装。b.聚苯乙烯(PS———最早的工业化塑料品种之一。c.聚乙烯(PE

d.聚炳烯(PPe.尼龙(PA

f.聚甲醛(POMg.聚碳酸脂(PC———可用于食品包装﹐镜片。h.ABS塑料

i.聚砚(PSUj.聚苯醚(PPO

k.氟塑料l.聚酯树脂

n.有机玻璃（PMMA）2.热固性塑料这类塑料的合成树脂是体型高聚物﹐因而在加热之初﹐因分子呈线型构具有可熔性和可塑性﹐可塑制成一定形状的塑件﹐当继续加热时﹐分子呈现风状结构﹐当温度达到一定程度后﹐树脂变成不溶和不熔的体型结构﹐使形状固定下来﹐不再变化。如有加热也不软化﹐不再具有可。在一定变化过程中﹐既有物理变化﹐又有化学变化﹐因此﹐变化过程中不可逆的。（一次成型）种类﹕A.酚酸塑料

PFB.氨基塑料C.环氧树脂

EPD.酚醛塑料（PF）又称电木﹐用于电气开关﹐热固性材料。1、通用塑料指产量大、用途广、价格低的塑料。（酚醛塑料、氨基塑料、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙稀等六大品种塑料）2、工程塑料一般指能承受一定外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。机械性能、耐磨、耐腐蚀、尺寸稳定性均较高。3、特种（增强）塑料一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。在塑料中加入玻璃纤维等填料作为增强材料，以进一步改善塑料的机电性能，这种新型复合材料称为增强塑料。增强塑料具有优良的机械性能，比强度和比刚度高。模压塑料：

供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。层压塑料：

指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料。注射、挤出和吹塑塑料：

-般指能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。浇铸塑料：

能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。反应注射模塑料：

一般指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。模塑粉：

又称塑料粉，主要由热固性树脂（如酚醛）和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。增强塑料：

加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。泡沫塑料：

整体内含有无数微孔的塑料。薄膜：

一般指厚度在0.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。2.3塑料的性能1、塑料的物理性能密度、表观密度、透气性、透湿性、吸水性、透明性、透光率。2、塑料的化学性能耐化学性、耐候性、耐老化性、光稳定性、抗霉性等。3、塑料的机械性能抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、断裂伸长率、冲击韧度、抗疲劳强度、耐蠕变性、摩擦系数及磨耗、硬度等。4、塑料的热性能线膨胀系数、导热系数、玻璃化温度、耐热性、热变形温度、熔体指数、热稳定性、热分解温度、耐热性等。5、塑料的电性能表面电阻率、体积电阻率、介电常数、介电强度、耐电弧性、介电损耗等。热塑性塑料品种极多，即使同一品种也由于树脂分子及附加物配比不同而使其使用及工艺特性也有所不同。另外，为了改变原有品种的特性，常用共聚、交链等各种化学聚合方法在原有的树脂结构中导入一定百分比量的异种单体或高分子相等树脂，以改变原有树脂的结构成为具有新的使用及工艺特性的改性品种。例如，ABS即为在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为改性共聚物，也可称为改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯优越的使用，工艺特性。由于热塑性塑料品种多、性能复杂，即使同一类的塑料也有仅供注射用或挤出用之分，故本章节主要介绍各种注射用的热塑性塑料。（一）收缩性1、定义塑件自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。收缩性的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。由于成型模具与塑料的线膨胀系数不同，收缩率分为实际收缩率和计算收缩率两种。Q实=（a-b）/b×100％

(2-1Q计=（c-b）/b×100％

(2-2式中：Q实—实际收缩率（%）；Q计—计算收缩率（%）；a—模具或塑件在成型温度时单向尺寸（毫米）；b—塑件在室温下单向尺寸（毫米）；c—模具在室温下单向尺寸（毫米）。实际收缩率为表示塑件实际所发生的收缩，因其值与计算收缩相差很小，所以模具设计时以Q计为设计参数来计算型腔及型芯尺寸。2、影响因素影响热塑性塑料成形收缩的因素如下：1．塑料品种。热塑性塑料成形过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强，冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显，另外成形后的收缩、退火或调湿处理后收缩一般也都比热固性塑料大。2．塑件结构。成形时融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外，有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小，方向性影响较大。3．模具结构。进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成形时间。直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。4．成型工艺条件。模具温度高，融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。注射压力高，融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性回跳大，故收缩也可适量的减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此在成形时调整模温、压力、注射速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。3、收缩性对模具设计的影响模具设计时按经验确定塑件各部位的收缩率，再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收缩率时，一般用如下方法设计模具：（1）对塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后修正的余地。（2）试模确定浇注系统形式、尺寸及成形条件。（3）要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况（测量时必须在脱模后24小时以后）。（4）按实际收缩情况修正模具。（5）再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。（二）塑料状态与加工性1、玻璃态（坚硬的固体）：变形可逆，不宜进行大变形量的加工。成型方法：可进行车、铣、刨、钻等切削加工。2、高弹态（橡皮状弹性体）：变形能力增大，变形仍具有可逆性。成型方法：真空成型、压延成型、中空成型、冲压、锻压等3、粘流态（粘性液体）：变形不可逆。成型方法：注射、吹塑、挤出等（三）流动性1．定义及性能指标塑料在一定温度、压力下充填模具型腔的能力，称为塑料的流动性。熔融指数：将被测塑料装入加热料筒中并进行加热，在一定的温度和压力下，测定塑料熔体在10min内从料孔挤出的质量，单位g，则该值称为熔融指数，简写为MI。熔融指数越大，流动性越好。2．影响因素（1）温度。料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异，聚苯乙烯（尤其耐冲击型及MI值较高的）、聚丙烯尼龙、有机玻璃、改性聚苯乙烯（例ABS·AS）、聚碳酸酯、醋酸纤维等塑料的流动性随温度变化较大。对聚乙烯、聚甲醛、则温度增减对其流动性影响较小。所以前者在成形时宜调节温度来控制流动性。（2）压力。注射压力增大则融料受剪切作用大，流动性也增大，特别是聚乙烯、聚甲醛较为敏感，所以成形时宜调节注射压力来控制流动性。（3）模具结构。浇注系统的形式，尺寸，布置，冷却系统设计，融料流动阻力（如型面光洁度，料道截面厚度，型腔形状，排气系统）等因素都直接影响到融料在型腔内的实际流动性，凡促使融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。2、常用塑料流动性流动性好尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素流动性中等改性聚苯乙烯、ABS、AS、有机玻璃、聚甲醛、氯化聚醚等流动性差聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料模具设计时应根据所用塑料的流动性，选用合理的结构。成形时则也可控制料温，模温及注射压力、注射速度等因素来适当地调节填充情况以满足成形需要。（四）相容性定义：相容性（又称为共混性）是指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相互分离现象的能力。若两种塑料不相容，则混熔后塑件会出现分层、脱皮等表面缺陷。相容性与分子结构有一定关系，分子结构相似者较易相容，结构不同时较难相容。（五）吸湿性1、定义吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。按吸湿或粘附水分能力的大小，可将塑料塑料分为吸湿性和不吸湿性塑料两大类。2、吸湿性塑料的缺陷料中含水量必须控制在允许范围内，不然在高温、高压下水分变成气体或发生水解作用，使树脂起泡、流动性下降、外观及机电性能不良。所以吸湿性塑料必须按要求采用适当的加热方法及规范进行预热，在使用时还需用红外线照射以防止再吸湿。3、常用塑料吸湿性吸湿性塑料聚酰胺、ABS、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜等不吸湿性塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟塑料等（五）结晶性热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶形塑料与非结晶形（又称无定形）塑料两大类。所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般结晶性料为不透明或半透明（如聚甲醛等），无定形料为透明（如有机玻璃等）。但也有例外情况，如聚4-甲基戍烯-1为结晶性塑料却有高透明性，ABS为非结晶形塑料但却并不透明。在模具设计及选择注射机时应注意对结晶料有下列要求：（1）料温上升到成形温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。（2）冷凝时放出热量大，要充分冷却。（3）熔态与固态的比重差大，成形收缩大，易发生缩孔、气孔。（4）冷却快结晶度低，收缩小，透明度高。结晶度与塑件壁厚有关，壁厚冷却慢结晶度高，收缩大，物性好。所以结晶性料应按要求必须控制模温。（5）各向异性显著，内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向，处于能量不平衡状态，易发生变形，翘曲。（6）结晶熔点范围窄，易发生未熔粉末注入模具或堵塞进料口。（六）热敏性及水敏性1．热敏性塑料系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、降聚，分解的倾向，具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物，特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或毒性。因此，模具设计、选择注射机及成形时都应注意，应选用螺杆式注射机，浇注系统截面宜大，模具和料筒应镀铬，不得有死角滞料，必须严格控制成形温度、塑料中加入稳定剂，减弱热敏性能。2．有的塑料（如聚碳酸酯）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，对此必须预先加热干燥。（七）应力开裂及熔融破裂1．有的塑料对应力敏感，成形时易产生内应力并质脆易裂，塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂现象。为此，除了在原料内加入附加剂提高抗裂性外，对原料应注意干燥，合理的选择成形条件，以减少内应力和增加抗裂性。并应选择合理的塑件形状，不宜设置嵌件等尽量减少应力集中。模具设计时应增大脱模斜度，选用合理的进料口及顶出机构，成形时应适当的调节料温、模温、注射压力及冷却时间，尽量避免塑件过于冷脆时脱模，成形后塑件还宜进行后处理提高抗裂性，消除内应力并禁止与溶剂接触。2．当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时其流速超过某值后，熔体表面发生明显横向裂纹称为熔融破裂，有损塑件外观及物性。故在选用熔融指数高的聚合物等，应增大喷嘴、浇道、进料口截面，减少注射速度，提高料温。（八）热性能及冷却速度1．各种塑料有不同比热、热传导率、热变形温度等热性能。比热高的塑化时需要热量大，应选用塑化能力大的注射机。热变形温度高的冷却时间可短，脱模早，但脱模后要防止冷却变形。热传导率低的冷却速度慢（如离子聚合物等冷却速度极慢）必须充分冷却，要加强模具冷却效果。热浇道模具适用于比热低，热传导率高的塑料。比热大、热传导率低，热变形温度低、冷却速度慢的塑料则不利于高速成形，必须用适当的注射机及加强模具冷却。2．各种塑料按其品种特性及塑件形状，要求必须保持适当的冷却速度。所以模具必须按成形要求设置加热和冷却系统，以保持一定模温。当料温使模温升高时应予冷却，以防止塑件脱模后变形，缩短成形周期，降低结晶度。当塑料余热不足以使模具保持一定温度时，则模具应设有加热系统，使模具保持在一定温度，以控制冷却速度，保证流动性，改善填充条件或用以控制塑件使其缓慢冷却，防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。对流动性好，成形面积大、料温不匀的则按塑件成形情况有时需加热或冷却交替使用或局部加热与冷却并用。为此模具应设有相应的冷却或加热系统。热固性塑料的工艺性能常用热固性塑料有酚醛、氨基（三聚氰胺、脲醛）聚酯、聚邻苯二甲酸二丙烯酯等。主要用于压塑、挤塑、注射成形。硅酮、环氧树脂等塑料，目前主要作为低压挤塑封装电子元件及浇注成形等用。（一）收缩率收缩率的计算方法与热塑性塑料相同。热固性塑料收缩的产生原因有：1、热收缩：热胀冷缩，热收缩与模具的温度成正比，是成型收缩中主要的收缩因素之一。2、化学结构变化：热固性塑料在成型过程中进行了交联反应，分子由线形结构变为网状结构，由于分子链间距的缩小，结构变得紧密，故产生了体积收缩。3、弹性恢复：塑件从模具中取出后，作用在塑件上的压力消失，由于弹性恢复，会造成塑件体积的负收缩（膨胀）。4、塑性变形：塑件脱模时，成型压力迅速降低，但模壁紧压在塑件的周围，使其产生塑性变形。发生变形部分的收缩率比没有发生变形部分的收缩率大。5、塑料种类6、塑料制品结构7、成型工艺（二）流动性1、定义塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。这是模具设计时必须考虑的一个重要工艺参数。热固性塑料的流动性通常以拉西格流动值表示。拉西格流动值：将一定质量的欲测塑料预压成圆锭，将圆锭放入压模中，在一定的温度和压力下，测定它从模孔中挤出的长度（粗糙部分不计在内），此即为拉西格流动值，以mm表示。2、流动等级每一品种的塑料流动性可分为四个不同的等级。

拉西格值适用成型对象成型方法第一级100～130mm无嵌件、形状简单的一般厚度塑件压缩第二级131～150mm中等复杂程度塑件压缩第三级151～180mm结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件压缩或压注第四级>200mm

压缩、压注或注射3、影响因素塑料品种、模具结构、成型条件（三）比容及压缩率比容为每一克塑料所占有的体积（以厘米3/克计）。压缩率为塑粉与塑件两者体积或比容之比值（其值恒大于1）。它们都可被用来确定压模装料室的大小。其数值大即要求装料室体积要大，同时又说明塑粉内充气多，排气困难，成形周期长，生产率低。比容小则反之，而且有利于压锭，压制。但比容值也常因塑料的粒度大小及颗粒不均匀度而有误差。（四）硬化速度1、定义：硬化是指塑料成型时完成交联反应的过程。硬化速度通常以塑料试样硬化每1mm厚度所需的秒数来表示，此值越小，硬化速度越快。2、影响因素：塑料品种、塑件形状、壁厚、成型温度及是否预热、预压硬化速度慢，使成型周期变长，生产率降低；硬化速度快，则不能成型复杂的塑件。（五）水分及挥发物含量塑料中水分及挥发物，一方面来自塑料本身，另一方面来自压缩或压注过程中化学反应的副产物。各种塑料中含有不同程度的水分、挥发物含量，过多时流动性增大、易溢料、保持时间长、收缩增大，易发生波纹、翘曲等弊病，影响塑件机电性能。但当塑料过于干燥时也会导致流动性不良成形困难，所以不同塑料应按要求进行预热干燥，对吸湿性强的料，尤其在潮湿季节即使对预热后的料也应防止再吸湿。由于各种塑料中含有不同成分的水分及挥发物，同时在缩合反应时要发生缩合水分，这些成分都需在成形时变成气体排出模外，有的气体对模具有腐蚀作用，对人体也有刺激作用。为此在模具设计时应对各种塑料此类特性有所了解，并采取相应措施，如预热、模具镀铬，开排气槽或成形时设排气工序。2.4常用塑料的性能及应用热塑性塑料产量比较：聚乙烯PE>聚氯乙烯PVC>聚苯乙烯PS>聚丙稀PP1、聚氯乙烯（PVC）（1）典型应用范围：供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。（2）注塑模工艺条件：干燥处理：通常不需要干燥处理。熔化温度：185~205℃模具温度：20~50℃注射压力：可大到1500bar保压压力：可大到1000bar注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。流道和浇口：所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。（3）化学和物理特性:刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。PVC材料是一种非结晶性材料。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分子量的PVC材料更难于加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。PVC的收缩率相当低，一般为0.2~0.6%。2、PS聚苯乙烯（1）典型应用范围：产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。（2）注塑模工艺条件：干燥处理：除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80℃、2~3小时。熔化温度：180~280℃。对于阻燃型材料其上限为250℃。模具温度：40~50℃。注射压力：200~600bar。注射速度：建议使用快速的注射速度。流道和浇口：可以使用所有常规类型的浇口。（3）化学和物理特性：大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。典型的收缩率在0.4~0.7%之间。3、聚乙烯（PE）产量在塑料工业中占首位。按合成时压力不同，聚乙烯合成方法可分为高压、中压和低压三种。1、PE-HD高密度聚乙烯（1）典型应用范围：电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。（2）注塑模工艺条件：干燥：如果存储恰当则无须干燥。熔化温度：220~260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。模具温度：50~95℃。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（这里“d”是冷却腔道的直径）。注射压力：700~1050bar。注射速度：建议使用高速注射。流道和浇口：流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具。（3）化学和物理特性：PE-HD的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强度，高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。PE-HD比PE-LD有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。对于密度为0.91~0.925g/cm3，我们称之为第一类型PE-HD；对于密度为0.926~0.94g/cm3，称之为第二类型PE-HD；对于密度为0.94~0.965g/cm3，称之为第三类型PE-HD。该材料的流动特性很好，MFR为0.1到28之间。分子量越高，PH-LD的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。PE-LD是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间。PE-HD很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。PE-HD当温度高于60℃时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比PE-LD还要好一些。2、PE-LD低密度聚乙烯（1）典型应用范围：碗，箱柜，管道联接器（2）注塑模工艺条件：干燥：一般不需要熔化温度：180~280℃模具温度：20~40℃，为了实现冷却均匀以及较为经济的去热，建议冷却腔道直径至少为8mm，并且从冷却腔道到模具表面的距离不要超过冷却腔道直径的1.5倍。注射压力：最大可到1500bar。保压压力：最大可到750bar。注射速度：建议使用快速注射速度。流道和浇口：可以使用各种类型的流道和浇口。PE-LD特别适合于使用热流道模具。（3）化学和物理特性：商业用的PE-LD材料的密度为0.91~0.94g/cm3。PE-LD对气体和水蒸汽具有渗透性。PE-LD的热膨胀系数很高不适合于加工长期使用的制品。如果PE-LD的密度在0.91~0.925g/cm3之间，那么其收缩率在2%~5%之间；如果密度在0.926~0.94g/cm3之间，那么其收缩率在1.5%~4%之间。当前实际的收缩率还要取决于注塑工艺参数。PE-LD在室温下可以抵抗多种溶剂，但是芳香烃和氯化烃溶剂可使其膨胀。同PE-HD类似，PE-LD容易发生环境应力开裂现象。4、PP聚丙烯

（1）典型应用范围：汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。（2）注塑模工艺条件:干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220~275℃，注意不要超过275℃。模具温度：40~80℃，建议使用50℃。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。（3）化学和物理特性:PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。1、酚醛塑料2、氨基塑料3、环氧树脂塑胶名称特

性用

途PF机械强度大，绝缘性，耐燃烧性，耐水性，耐酸性，耐油性，安定良好。暗色不耐点，易变色，染色性有限。各种电器零件，机械零件，无声齿轮，刹车来令，接著剂，食哭，容器，安全帽，涂料，烹调器握柄，烟斗，麻将牌等。UP无色，着色自由，与PF性质类似而稍劣，耐水性和耐候性比PF稍差电气零件，配电器具，电话筒，汽车零件，合板接著剂，涂料，按钮，容器，麻将牌，时针盘，筷子，衣扣，MF与UP同性质，耐水性佳，表面硬度大，耐燃性，无色，易着色配电盘，机械零件，汽车零件，丽光板，涂料，接著剂，容器，食器，纸，布的树脂加工塑胶名称特性用

途电

气机

械建

筑日用品其

他PVC强度，电气绝缘性，耐药品性，加可塑剂会软化，耐热性不是很好电线被覆，电线管，绝缘材料，胶带车用座垫，化学工埸配管，汽车零件水管，塑胶，地板，屋顶，材料，隔热材手提袋，皮带，塑胶鞋，桌巾，透明瓶子，电话机玩具，农业用薄膜，涂料，药碇包装PVDC比PVC耐药品性大，耐热性，薄膜的透气性少

车用座垫防虫网，家具表层皮涂膜防湿纸，帐篷，唱片，发泡体，软水管，食品包装渔网，发泡体，耐药性成型品PVAC无色透明，接著性好，耐光性佳，耐热差，吸水性大，大部分之溶剂皆可溶

皮带涂料，地板，安全玻璃工作服，袜子，塑胶手套PVAL的原料，口香糖的原料，接著剂PVA无色透明弹性体，耐热。绝缘，软化点高电线被覆安全硝子的中间膜安全玻璃涂料合成纤维，接著剂，塑胶皮简化PVA土壤改良剂PMMA无色透明,光学性佳,强韧,绝缘性佳,加工性好,耐候性良好照明器具零件，透明板防风玻璃，车尾灯广告灯，灯座，广告招牌钮扣及其他装饰品眼镜，假牙，光学零件，医疗用品PS无色透明，易于染色，绝缘性佳，耐水，耐药品，不耐冲击收音机外壳，电视机，电视柜，绝缘物车尾灯，冷冻库壁百叶窗，隔热材，招牌，隔音材，天花板，壁材杯子，容器，各种箱子，牙刷，梳子，原子笔玩具，婴儿车，软垫用品PA强韧，自己油滑且耐磨，吸震性强，耐热，耐寒，耐药品，尺寸安定性差电线被覆，电气零件齿轮，轴承，座垫，凸轮户外车棚，尼龙皮（农业用）梳子，包装材料，刷子，家用品，袜子，绳子渔网，衣材用品，医疗器具PE比水轻,柔软，不耐热，耐药品，耐水性，电气绝缘性，接蓍印刷差电波机器零件，电线被覆档泥板，塑胶热片可挠性水管包装材料，食器，容器药瓶，水桶，塑胶袋玩具，杂货PTFE高低温电气绝缘性，耐药品性，强度很大，耐热佳，耐磨性，安定性佳高级绝缘材料，绝缘管，电线，电气零件塑胶垫片，轴承，输送带耐紫外线之建筑用具

耐药品之成形品CA透明，可挠性，加工性良好，着色易收音机壳，电话器汽车方向盘，电扇叶片涂料照相软片，录音带，文具难燃烧物，眼镜框PP最轻的塑胶，机械强度比PE高，电气绝缘性佳，耐水，耐药品电气绝缘材料，电气制品之被覆机器包装薄皮

洗脸盆，容器，食器，高韧性高温塑胶袋，塑胶绳软片，水管，各种成形品POM强韧，耐久力大，耐热，耐药品，类似尼龙，耐磨耗且类似PC，耐冲击高级绝缘材料金属代用品，齿轮，弹性凸轮窗帘滑动器，各种手把容器类各种耐冲击成形品，玩具PC高低温之机械性佳，特别耐冲击，低温安定性好，耐候性佳，透明性佳计算机零件，电气零件精密机械零件，螺帽，齿轮，轴承等涂料家庭用品，软片，果汁机，吹风机，奶瓶接着剂，安全帽ABS乳白色半透明，耐冲击性比PS好，流动性佳，化学电镀密着性佳，耐热性佳电气零件，收音机外壳机械之机构体，金属化用品，汽车仪表板陈列柜，管类文具容器，吸尘器零件安全帽，电池箱中

文

名

称简

称全

名羧甲（基）纤维素CMCCarboxymethlcellulose酪素CSCasein醋酸纤维素CACelluloseacetate醋酸-丁酸纤维素CABCelluloseacetate-butyrate硝酸纤维素CNCellulosenitrate丙酸纤维素CP

Cellulosepropionate氯化聚氯乙烯CPVCChlorinatedpoly(vinylchloride甲酚-甲醛CFCresol-formaldehyde环氧化物，环氧树脂EPEpoxy,epoxide乙基纤维素ECEthylcellulose三聚氰胺MFMelamine-formaldehyde全氟乙烯-丙烯共聚物FEPPerfluoro(ethylene-propylenecopolymer酚甲醛（电木），酚树脂PFPhenol-formaldehyde聚丙烯酸PAAPoly(acrylicacid聚丙烯腈PANPolyacrylonitrile聚醯胺（耐隆）PAPolyamide(Nylon聚丁二烯-丙烯酸PBANPolybutadiene-acrylonitrile聚丁二烯-苯乙烯PBSPolybutadiene-styrenep聚碳酸酯PCPolycarbonatep聚粼苯二甲酸乙烯酯PETorPETPPolyetyleneterephthalatep聚共丁烯PIBPolyisobutylenep聚甲基丙烯酸甲脂（亚克力）PMMAPoly(methylmethacrylatep饱和聚酯PBTorPBTPPolybutyleneterephthalatep聚-a-氯丙烯酸甲酯PMCAPoly(methyla-chlorocarylatep聚-氯三氟乙烯（铁夫龙）PCTFEPolymonochlorotrifluoroethylenep聚氧化甲烯，聚缩醛（塑胶网）POMPolyoxymethylene,polyacetalp聚丙烯PPPolypropylenep聚氧化苯PPOPolyproryleneoxidep聚苯乙烯PSPolystyrenep聚四氟乙烯（氟素树脂）PTFEPolytetrafluoroethylenep聚胺基甲酸乙酯（尿烷）PUorPURPolyurethanep聚醋酸乙烯酯PVACorEVAPoly(vinylacetatep聚乙烯醇PVAorPVALPoly(vinylalcoholp聚乙烯醇缩丁醛PVBPoly(vinylbutyralp聚氯乙烯PVCPoly(vinylchloridep聚氯乙烯-醋酸乙烯酯PVCAPoly(vinylchloride-acetatep聚偏二氯乙烯PVDCPoly(vinylidenechloridep聚氟乙烯PVFPoly(vinylfluoridep聚乙烯醇缩甲醛PVFMPloy(vinylformalp矽酮塑胶SPorSISiliconePlasticsp苯乙烯-丙烯腈SANorASStyrene-acrylonitrilep苯乙烯-丁二烯SBStyrene-butadienep苯乙烯橡胶塑胶SRPStyrene-rubberplasticsp尿素甲醛（尿素）UFUrea-formaldehydep不饱和聚酯（达克龙）UPUnsaturatedpolyesterp聚砜树脂PSFPolysulfone2.5塑料的鉴别方法一、溶解性试验热固性塑料不溶于有机溶剂，热塑性塑料除一些特殊高分子化合物外，都能溶解于不同的有机溶剂中。二、密度试验测出体积、称出重量，计算出密度，据密度判断三、热分解试验根据热分解后产生的气体与石蕊试纸反应，根据反应结果判断。四、燃烧试验各种塑料具有不同的燃烧难易程度、离火后的自熄性、火焰状态和塑料变化状态、气味等方法种类燃烧的难易火焰拿掉是否继续燃烧火焰之颜色燃烧后的状态气味成形品的特征PF慢慢燃烧熄灭黄色膨胀罅裂颜色变深碳酸臭味；酚味黑色或褐色UF难熄灭黄色，尾端青绿。膨胀罅裂颜色白化尿素味，甲醛味无色或淡黄色的透明体MF难熄灭淡黄色膨胀罅裂颜色白化尿素味，甲醛味，胺味表面很硬，颜色大多美丽或透明UP易不熄灭黄色黑烟微膨胀罅裂苯乙烯气味成形品大多以玻璃纤维补强PMMA易不熄灭黄色，尾端青绿软化压克力气味和玻璃一样的声音，可弯曲，大多为透明成形品PS易不熄灭橙黄色黑烟软化苯乙烯敲击时有金属性的声音，大多为透明成型品PA慢慢燃烧熄灭上端黄色熔融落下特殊味有弹性，不透明，耐磨PVC难熄灭黄色，下端绿软化氯气味软质者类是像胶，可调整各种硬度，透明或不透明PP易不熄灭黄色（蓝色火焰）快速完全烧掉特殊味（柴油味）乳白色，透明或不透明，表面光泽良好PE易不熄灭上端黄色下端青色熔融落下石油气味、石烛气味淡乳白色，大多为半透明或不透明之烛状固体ABS易不熄灭黄色黑烟熔融落下橡胶味，竦味不透明稍具烛质PSF易熄灭略白色火焰微膨胀罅裂硫磺味硬且声脆PC稍难熄灭黄色黑烟软化特殊味淡黄色，透明或不透明，耐冲击POM易不熄灭尖端黄色下端蓝色边滴边燃福尔马林的气味乳白色不透明，强韧CN极易不熄灭黄色完全迅速燃烧特殊味透明或不透明CA易不熄灭暗黄色黑烟边滴边燃特殊味透明或不透明五、熔融特性试验根据塑料的熔融温度判定六、元素检定试验用化学方法测定除碳、氢以外存在于塑料中的氮、硫、氯、氟、磷等元素。七、其他特殊鉴别试验第3章塑料的模塑工艺3.1注射模塑工艺1、何谓注塑成型所谓注塑成型（InjectionMolding）是指，将已加热融化的材料喷射注入到模具内，经由冷却与固化後，得到成形品的方法。适用于量产与形状复杂产品等成形加工领域。射出成形工程是以下列六大顺序执行：合模→射出→保压→冷却→开模→取出产品。重复执行这种作业流程，就可连续生产制品。

2.注塑成型机常用注射机：柱塞式注射机、螺杆式注射机注射机作用：加热熔融塑料；对粘流的塑料施加高压，注射成型注塑成型机可区分为合模装置与注射装置。合模装置是开闭模具以执行脱模（eject）作业，而且也有如图所示的肘杆方式，以及利用油压缸直接开闭模具的直压方式。注射装置是将树脂予以加热融化後再射入模具内。此时，要旋转螺杆，并如图所示让投入到料斗的树脂停留在螺杆前端（称之为计量），经过相当于所需树脂量的行程储藏後再进行射出。当树脂在模具内流动时，则控制螺杆的移动速度（射出速度），并在填充树脂後用压力（保压力）进行控制。当达到一定的螺杆位置或一定射出压力时，则从速度控制切换成压力控制。3.模具所谓模具（Mold）是指，为了将材料树脂做成某种形状，而用来承接射出注入树脂的金属制模型。虽然没有图示记载，但实际上有几个空孔，并用温水、油、加热器等进行温度管理。已溶解的材料是从浇口进入模具内，再经由流道与流道口填充到模槽内。接下来则经由冷却工程与开模成型机脱模杆上的模具脱模板，推顶出成形品。4.成形品成形品是由流入融化树脂的浇口、导入模槽的流道与产品部份所构成。由于一次的成形作业只能作出一个产品，因此效率不高。若能利用流道连结数个模槽，就可同时成形数个产品。此时，当各模槽的流道长度不同时，就无法同时填充树脂，而且大部分的模槽尺寸、外观、物性皆不同，因此通常都会将流道设计成相同长度。工艺过程的确定是注射工艺规程制定的中心环节，包括成型前的准备、注射过程、制品的后处理1、注射成型前的准备（1）原料的检验和预处理在成型前应对原料进行外观和工艺性能检验，检验内容包括：色泽、粒度、均匀性、流动性（熔体指数、粘度）、热稳定性、收缩性、水分含量等。对于吸水性强的塑料，在成型前必须进行干燥处理。（2）嵌件的预热预热温度以不损坏嵌件表面所镀的锌层或铬层为限，一般为110～1300C，对于表面无镀层的铝合金或铜嵌件，预热温度可达1500C。（3）料筒的清洗（4）脱模剂的选用常用脱模剂有三种：硬脂酸锌（除聚酰胺外）、液体石蜡（针对聚酰胺较好）；硅油（需配制甲苯溶液，涂抹于模腔表面，加热干燥）2、注射过程完整注射过程包括：加料®塑化®注射®保压®冷却®脱模。（1）塑料的塑化（2）熔体充满型腔与冷却定型1）充模阶段：从注射机的螺杆或柱塞快速推进，将塑料熔体注入型腔，直到型腔被熔体完全充满为止。（0～t1）2）压实阶段：指熔体充满型腔时起至螺杆或柱塞开始退回的一段时间。（t1～t2）3）倒流阶段：从螺杆或柱塞开始后退（t2）至浇口处熔体冻结时（t3）为止。4）冻结后的冷却阶段：从浇口处的塑料完全冻结到塑料制品脱模取出为止。（t3～t4）3、塑料制品的后处理根据塑料特性和使用要求，塑料制品可进行退火处理和调湿处理。退火处理：消除塑件的内应力，稳定尺寸。调湿处理：主要针对聚酰胺塑料，将刚脱模的塑件放在热水中处理，不仅隔绝空气、防止氧化、消除内应力，且可以达到吸湿平衡、稳定尺寸。调湿处理温度一般为100～1200C。注射模塑最主要的工艺条件是温度、压力和时间。1、温度注射成型中需要控制的温度主要有料筒温度、喷嘴温度、模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和塑料充满型腔；后一种主要影响充满型腔和冷却固化。（1）料筒的温度影响因素有：1）塑料的粘流温度或熔点2）聚合物的相对分子质量及相对分子质量分布3）注射机的类型4）塑料制品及模具结构特点（2）喷嘴温度通常比料筒温度低，防止熔体在直通式喷嘴上发生“流涎”现象。（2）模具温度应低于塑料的玻璃化温度或热变形温度，以保证塑料熔体凝固定型和脱模。2、压力注射模塑过程中要控制的压力有塑化压力和注射压力。（1）塑化压力所谓塑化压力是指：采用螺杆式注射机式，螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。又称为背压。（2）注射压力注射压力：至柱塞或螺杆顶部对塑料所施加的压力。其作用是克服熔体从料筒流向型腔的流动阻力；使熔体具有一定的充满型腔的速率；对熔体仅此女冠压实。注射压力大小取决于塑料品种、注射机类型、模具结构、塑料制品的壁厚和流程及其他工艺条件，尤其是浇注系统的结构和尺寸。3、时间（成型周期）完成一次注射模塑过程所需的时间成为成型周期，或称模塑周期。4、常用塑料的注射成型工艺条件1、热固性塑料的注射模塑2、共注射模塑3、无流道注射模塑4、流动注射模塑3.2压缩模塑、传递模塑工艺1、成型方法压缩模塑又称为模压成型或压制先讲粉状、粒状、碎屑状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具加料腔中，然后合模加压，使其成型并固化，从而获得制品。2、适用材料主要用于热固性材料的成型，也可用于热塑性材料的成型3、成型过程压缩模塑由预压、预热和模压三个过程组成：（1）预压：为改善制品质量和提高模塑效率等，将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作。（2）预热：为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等，把模塑料在成型前先行加热的操作。（3）模压：在模具内加入所需量的塑料，闭模、排气，在模塑温度和压力下保持一段时间，然后脱模清模的操作。4、设备压缩模塑用的主要设备是压机和塑模。压机用得最多的是自给式液压机，吨位从几十吨至几百吨不等。有下压式压机和上压式压机。用于压缩模塑的模具称为压制模具，分为三类；溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。5、优缺点压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产，其缺点是生产周期长，效率低。1、预压2、预热和干燥加热的目的：①去除水分和挥发物（干燥）；②为压缩模塑提供热塑料（预热）预热和干燥的方法：①热板预热②烘箱预热③红外线预热④高频预热。压缩模塑工程为：加料®闭模®排气®固化®脱模®模具清理1、嵌件的安放2、加料3、闭模4、排气5、固化6、脱模7、模具清理工艺条件主要是：成型温度、成型压力、模压时间1、成型压力成型压力是指模压时压力机对塑件单位投影面积上的压力。它的作用是迫使塑料充满型腔和让粘流态的塑料在压力作用下固化。压力公式：

p＝F机×1000/A

式中：p—成型压力；F—压力机公称压力；A—凸模与塑料接触部分投影面积。2、成型温度3、模压时间4、常用热固性塑料压缩模塑工艺条件1、成型方法传递模塑又称挤塑。先将塑料加入模具加料腔中，使其受热成为粘流状态，在柱塞压力作用下，粘流态的塑料经过浇注系统，进入并充满闭合的型腔，塑料在型腔内继续受热受压，经过一定时间的固化后，开模取出塑料制品。传递模塑是热固性塑料的一种成型方式，模塑时先将模塑料在加热室加热软化，然后压入巳被加热的模腔内固化成型。传递模塑按设备不同有工种形式：①

活板式；②

罐式；③

柱塞式。2、传递模塑对塑料的要求在未达到固化温度前，塑料应具有较大的流动性，达到固化温度后，又须具有较快的固化速率。能符合这种要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和环氧树脂等。3、优缺点传递模塑具有以下优点：①

制品废边少，可减少后加工量；②

能模塑带有精细或易碎嵌件和穿孔的制品，并且能保持嵌件和孔眼位置的正确；③

制品性能均匀，尺寸准确，质量高；④

模具的磨损较小。缺点是：⑤

模具的制造成本较压缩模高；⑥

塑料损耗大；⑦

纤维增强塑料因纤维定向而产生各向异性；⑧

围绕在嵌件四周的塑料，有时会因熔按不牢而使制品的强度降低。3.3挤出工艺1、定义挤出成型也称挤出模塑、挤压模塑或挤塑，它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。2、成型过程固态塑料的塑化®成型®定型3、成型方法挤出法主要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料。挤出的制品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外，还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。挤出成型机由挤出装置、传动机构和加热、冷却系统等主要部分组成。挤出机有螺杆式(单螺杆和多螺杆和柱塞式两种类型。前者的挤出工艺是连续式，后者是间歇式。单螺杆挤出机的基本结构主要包括传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等部分。挤出机辅助设备有物料前处理设备(如物料输送与干燥、挤出物处理设备(定型、冷却、牵引、切料或辊卷和生产条件控制设备等三大类。3.4其它模塑工艺简介1、中空吹塑借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为中空制品，或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法。该方法主要用于各种包装容器和管式膜的制造。凡是熔体指数为0.04

~

1.12的都是比较优良的中空吹塑材料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等，其中以聚乙烯应用得最多。2．

层压成型用或不用粘结剂，借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。层压成型常用层压机操作，这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石棉布等，树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。3．

冷压模塑冷压模塑又叫冷压烧结成型，和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑。脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化。该法多用于聚四氟乙烯的成型，也用于某些耐高温塑料(如聚酰亚胺等。一般工艺过程为制坯-烧结-冷却三个步骤。4．

低压成型使用成型压力等于或低于1.4兆帕的摸压或层压方法。低压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固性的，如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。低压成型包括袋压法、喷射法。(1

袋压成型：借助弹性袋(或其它弹性隔膜接受流体压力而使介于刚性模和弹性袋之间的增强塑料均匀受压而成为制件的一种方法。按造成流体压力的方法不同，一般可分为加压袋成型、真空袋压成型和热压釜成型等。(2

喷射成型：成型增强塑料制品时，用喷枪将短切纤维和树脂等同时喷在模具上积层并固化为制品的方法。5．挤拉成型挤拉成型是热固性纤维增强塑料的成型方法之一。用于生产断面形状固定不变，长度不受限制的型材。成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维经加热模拉出，然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有单向高强度连续增强塑料型材。通常用于挤拉成型的树脂有不饱和聚酯、环氧和有机硅三种。其中不饱和聚酯树脂用得最多。挤拉成型机通常由纤维排布装置、树脂槽、预成型装置、口模及加热装置、牵引装置和切割设备等组成6．浇铸在不加压或稍加压的情况下，将液态单体、树脂或其混合物注入模内并使其成为固态制品的方法。浇铸法分为静态浇铸、嵌铸、离心浇铸、搪塑、旋转铸塑、滚塑和流延铸塑等。7．手糊成型手糊成型又称手工裱糊成型、接触成型，是制造增强塑料制品的方法之一。该法是在涂好脱模剂的模具上，用手工一边铺设增强材料一边涂刷树脂直到所需厚度为止，然后通过固化和脱模而取得制品。手糊成型中采用的合成树脂主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂。增强材料有玻璃布、无捻粗纱方格布、玻璃毡等。8．纤维缠绕成型在控制张力和预定线型的条件下，以浸有树脂胶液的连续丝缠绕到芯模或模具上来成型增强塑料制品。这种方法只适于制造圆柱形和球形等回转体。常用的树脂有酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。玻璃纤维是缠绕成型常用的增强材料，它有两种：有捻纤维和无捻纤维。9．压延将已经塑化的接近粘流温度的聚合物材料通过一系列相向旋转着的水平辊筒间隙，使物料承受挤压和延展作用，成为具有一定厚度、宽度与表面光洁的薄片状制品，主要用于生产片材、薄膜、人造革和其它涂层制品等压延成型所采用的原材料主要是聚氯乙烯、纤维素、改性聚苯乙烯等。压延设备包括压延机和其它辅机。压延机通常以辊筒数目及其排列方式分类。根据辊筒数目不同，压延机有双辊、三辊、四辊、五辊、甚至六辊，以三辊或四辊压延机用得最多。10．涂覆为了防腐、绝缘、装饰等目的，以液体或粉末形式在织物、纸张、金属箔或板等物体表面上涂盖塑料薄层(例如．0.3毫米以下的方法。涂覆法最常用的塑料一般是热塑性塑料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯等。涂覆工艺有热熔敷、流化喷涂、火焰喷涂、静电喷涂和等离子喷涂。11．发泡成型发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。按照泡孔结构可将泡沫塑料分为两类，若绝大多数气孔是互相连通的，则称为开孔泡沫塑料；如果绝大多数气孔是互相分隔的，则称为闭孔泡沫塑料。开孔或闭孔的泡沫结构是由制造方法所决定的。(1

化学发泡。由特意加入的化学发泡剂，受热分解或原料组分间发生化学反应而产生的气体，使塑料熔体充满泡孔。化学发泡剂在加热时释放出的气体有二氧化碳、氮气、氨气等。化学发泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生产。(2

物理发泡。物理发泡是在塑料中溶入气体或液体，而后使其膨胀或气化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较多。(3

机械发泡。借机械搅拌方法使气体混入液体混合料中，然后经定型过程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛树脂，其它如聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等也适用。12．二次加工成型后的塑料制品或型材，按需要进行的再加工，例如机械加工、连接、修饰等。下表列出了塑料二次加工的方法。机械加工：锯、剪、冲、车、刨、刮、铣、钻、磨、抛光、喷砂、揉面、螺纹加工等激光加工：裁断、打孔、刻花等连

接：焊接

热风、加热工具、激光、旋转摩擦、振动摩擦、高频、超声、感应等

粘结：溶剂、溶液、热熔等机械：螺钉、弹簧夹、弹簧插销、铆接、铰链等

表面装饰：涂料涂饰、溶剂增亮、涂覆、印刷、彩绘、烫印、真空镀膜、喷镀、电镀等

3.5塑料制品的工艺性塑件的工艺性:是塑件对成型加工的适应性塑件工艺性设计包括：塑料材料选择、尺寸及精度和表面质量、塑件结构塑件工艺性设计的特点：应当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。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：1、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2、使用对象（根据国别、地区、民族和具体使用者的不同选材）3、按用途进行分类（按应用领域、功能）1、塑件的尺寸塑件的尺寸：指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响：1、塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）；2、设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）2、塑件的精度（1）定义塑件尺寸精度：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。（2）影响精度因素1、模具的制造精度、磨损程度和安装误差；2、塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化；3、塑件成型后的时效变化（3）尺寸精度的确定

模塑件公差代号为MT，MT1级精度最高（一般不采用）

MT7级精度最低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。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1～2级一、表面形状塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型二、脱模斜度1、定义为了便于塑件脱模，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α，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，一般取30′～1°30′。2、脱模斜度方向3、脱模斜度表示方法：4、脱模斜度设计要点：（1）、塑件精度高，采用较小脱模斜度（2）、尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度（3）、塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度（4）、增强塑料采用较大的脱模斜度（5）、收缩率大，斜度加大（6）、含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度（7）、从留模方位考虑:

留在型芯，内表面脱模斜度﹤外表面

留在型腔，外表面脱模斜度﹤内表面三、塑件的壁厚壁厚过小——强度及刚度不足，塑料流动困难壁厚过大——原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷塑件壁厚设计原则：（1）满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚（2）能承受推出机构等的冲击和振动（3）制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度（4）保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚（5）满足成型时熔体充模所需的壁厚改善壁厚典型实例：四、塑件的加强筋1、加强筋的作用：它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。2、加强筋设计要点：加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防外力作用时，产生应力集中而被破坏。五、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。1、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2、圆角的确定：六、塑件的支承面七、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八、塑件上的孔（槽）1、塑件上的孔三种成型加工方法：a、直接模塑出来；b、模塑成盲孔再钻孔通；c、塑件成型后再钻孔2、常见孔的设计要求：a、模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些；b、当通孔孔径﹤1.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于模塑成型；c、肓孔的深度：h﹤（3～5）d；d﹤1.5mm时，h﹤3d；d、紧固用的孔和其它受力的孔，应设凸台予以加强。九、塑件上的螺纹塑件中的螺纹可用模塑方法成型出来，或切削方法获得。经常拆装或受力大的螺纹，要采用金属螺纹嵌件来成型。十、塑件上的花纹、文字及符号1、凸字；2、凹字；3、凹坑凸字十一、嵌件1、定义：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。2、嵌件的作用：a、提高塑件力学性能和磨损寿命；b、提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度；c、起导电、导磁作用；d、起紧固、连接作用。3.6塑料模塑工艺规程的编制工艺规程编制一、定义模塑工艺规程是塑件生产的纲领性文件、它指导着塑件的生产准备及生产全过程。工艺规程的内容：技术管理和经济管理1、技术管理方面包括:⑴塑件的分析⑵塑件的成型方法及工艺流程的确定⑶塑料模具类型和结构形式的确定⑷成型工艺条件的确定⑸设备和工具的选择⑹工序质量标准和检验项目及方法的确定⑺技术安全措施的制定⑻工艺文件的制定2、经济管理方面包括:⑴生产规模的确定⑵生产方式的确定⑶工艺路线的确定⑷成本的核算二、产品设计时的质量控制1.产品的结构、尺寸及公差和技术标准必须符合模塑工艺性要求，正确的塑件结构、合理的公差和技术标准能使塑件成型容易、质量高、成本低。2.在满足塑件使用要求的前提下尽量不要对塑件的尺寸精度和表面质量提出过高要求。3.产品设计要考虑尽量简化模具结构，降低模具制造难度。三、材料选定时的质量控制1.材料的使用性能要达到制品性能的要求2.材料的工艺性能要满足成型工艺的要求3.原材料纯度要高4.原材料的物料形态要满足成型需要保证产品质量四、成型工艺编制时的质量控制1．生产工序顺序的确定(预处理、成型、制品后处理、加工、机加、修饰和装配2．工艺条件的选定及控制对产品质量的影响例如:工艺参数三要素对产品质量的影响⑴温度：①料筒温度

②喷嘴温度

③模具温度⑵压力：①注射压力

②保压压力③背压

④锁模力⑶速度或时间：①闭模锁模时间

②注射时间

③充模速度

剪切速率

④保压时间

⑤冷却时间

⑥螺杆转速

⑦开模速度

⑧顶出速度五、工艺规程编制中的几个主要技术问题1.塑件的工艺性分析2.塑件的成型方法及工艺流程的确定3.成型工艺条件的确定4.设备型号和主要参数的确定5.质量标准和检验项目与测试手段的确定6.模塑工艺规程文件的编制一、塑件的工艺性分析1．塑件的原材料分析塑料品种聚碳酸酯（PC），属于热塑性塑料。结构特点线型结构非结晶型材料，透明。使用温度小于130℃，耐寒性好，脆化温度为-100℃。化学稳定性有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等。性能特点透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水量不得超过0.2%），且吸水后会降解。力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差。成型特点1、熔融温度高（超过330℃才严重分解），但熔体粘度大；2、流动性差（溢边值为0.06mm）；3、流动性对温度变化敏感，冷却速度快；4、成型收缩率小；5、易产生应力集中。结论1．熔融温度高且熔体粘度大，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在70～120℃为宜，模具应用耐磨钢，并淬火；2．水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象；3．易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取2℃。2．塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm）：塑件外形尺寸：φ690-0.86、φ700-0.86、φ1270-1.28、

φ1290-1.28、φ1700-1.6、R50-0.24、φ1370-1.28﹑30-0.2、

80-0.28﹑1330-1.28内形尺寸：φ630+0.74、φ640+0.74、φ1140+1.14、φ1210+1.28、R20+0.2、600+0.74、320+0.56、300+0.50、80+0.28、φ1230+1.28、

φ1310+1.28、φ1640+1.6孔尺寸：φ100+0.32﹑φ120+0.32、φ1370+1.28﹑φ1640+1.6﹑

φ4.50+0.24﹑φ2.0+0.2、φ50+0.24孔心距尺寸：34±0.28﹑φ96±0.50﹑φ150±0.273．塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4μm。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。4．塑件的结构工艺性分析（1）从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。（2）塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如φ12、4-φ10、4-φ4.5、4-φ5它们均符合最小孔径要求。（3）在塑件内壁有4个高2.2、长11的内凸台，因此成型后塑件不易取出，需要考虑侧抽芯装置。结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制1、计算塑件的体积和重量计算塑件的重量是为了选择注射机及确定模具型腔数。（1）计算塑件的体积：V=200172.30mm3（过程略）（2）计算塑件的重量：根据有关手册查得ρ=1.2Kg·dm3所以，塑件的重量为：W=ρV=200172.30×1.2×10-3=240.20g根据塑件形状及尺寸，采用一模一腔的模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机：XS—ZY—250。2、塑件模塑成型工艺参数的确定查附录H得出工艺参数如下表，试模时可根据实际情况作适当调整。聚碳酸脂预热和干燥温度t/℃110～120成型

时间注射时间20～90时间τ/h8～12保压时间0～5料筒温度t/℃后段210～240冷却时间20～90中段230～280总周期40～190前段240～285螺杆转速n/(r·min-128喷嘴温度t/℃240～250后处理方法红外线灯模具温度t/℃90～110温度t/℃鼓风烘箱100～110注射压力p/MPa80～130时间τ/h8～123、填写模塑成型工艺卡灯座模塑工艺卡如下表车间

塑料注射成型工艺卡片资料编号

共

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页零件名称灯座材料牌号：PC

设备型号XS-ZY-500装配图号

材料定额

每模件数1件零件图号

单件重量：240.20g

工装号

（零件图）材料