第三章塑料成型工艺及成型制品结构工艺性

塑料成型工艺与模具设计第三章塑料成型工艺及成型制品结构工艺性第一节注射成型原理及工艺一、注射成型原理及分类

注射成型——又称注塑成型(InjectionMolding)，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。2/1/20232塑料成型工艺与模具设计一、注射成型原理及分类颗粒、粉状塑料注射机料筒加热熔融充模冷却固化塑件2/1/20233塑料成型工艺与模具设计一、注射成型原理及分类2/1/20234塑料成型工艺与模具设计一、注射成型原理及分类注射成型特点：成型周期短，生产效率高，易于实现全自动化生产。能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。对成型各种塑料的适应性强，到目前为止，几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）及一些热固性塑料均可用此方法成型。注射成型的设备价格及模具制造费用较高，对于单件及小批量的塑料件生产不宜采用此法。2/1/20235塑料成型工艺与模具设计一、注射成型原理及分类注射成型分类普通注射成型：主要针对要求较低的热塑性塑料和一些热固性塑料制品成型。精密注射成型：可以成型要求较高的塑料制品。特种注射成型：共注射成型、结构发泡注射成型等等。2/1/20236塑料成型工艺与模具设计二、注射成型设备（一）注射成型机的分类、应用注射机的主要作用：加热熔融塑料，达粘流态。在一定压力和速度下将塑料注入型腔。注射结束，进行保压与补缩。开模与合模动作。顶出塑件。2/1/20237塑料成型工艺与模具设计注射机的分类按照注射机的注射方向和模具的开合方向分类：2/1/20238塑料成型工艺与模具设计典型卧式注射机2/1/20239塑料成型工艺与模具设计卧式注射机特点优点：重心低，稳定，加料、操作及维修均很方便，塑件推出后可自行脱落，便于实现自动化生产。缺点：模具安装较麻烦，嵌件放入模具有倾斜和脱落的可能，机床占地面积较大。是当前广泛应用的一种。2/1/202310塑料成型工艺与模具设计立式注射机特点优点：注射系统与合模系统轴线垂直于地面的注射机。这类注射机占地面积较小，模具装卸方便，动模侧安放嵌件便利。缺点：重心高、不稳定，加料较困难推出的塑件要人工取出，不易实现自动化生产。注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g。2/1/202311塑料成型工艺与模具设计角式注射机特点注射系统与合模系统轴线相互垂直布置的注射机。常见的角式注射机是沿水平方向合模，沿垂直方向注射。这类注射机结构简单，可利用开模时丝杠转动对有螺纹的塑件实现自动脱卸。注射系统一般为柱塞结构，采用齿轮齿条传动或液压传动。缺点：机械传动，无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击和振动较大。2/1/202312塑料成型工艺与模具设计二、注射成型设备按照注射装置分类：柱塞式注射机和螺杆式注射机柱塞式注射机：以加热料筒、分流梭和柱塞实现成型物料的塑化及注射。2/1/202313塑料成型工艺与模具设计柱塞式注射机存在的缺点：①塑化不均：塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。②最大注射量受限：最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程。③注射压力损失大：很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。④注射速度不均：从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。⑤易产生层流现象且料筒难于清洗2/1/202314塑料成型工艺与模具设计螺杆式注射机：以同一螺杆实现成型物料的塑化和注射。虽然它的压力损失较大，但成型物料的混炼塑化均匀，没有材料滞流，构造简单，是当前应用广泛的机型。

2/1/202315塑料成型工艺与模具设计螺杆式注射机原理图：2/1/202316塑料成型工艺与模具设计螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较：

螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。2/1/202317塑料成型工艺与模具设计螺杆式注射机的优点：可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。塑化能力强，成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化。由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型。加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解。2/1/202318塑料成型工艺与模具设计螺杆预塑化型注射机：是双料筒形式，螺杆料筒进行塑化，柱塞料筒进行注射。它能使塑化均匀，计量注射准确，适合于精密成型。但其结构复杂，材料滞流大。2/1/202319塑料成型工艺与模具设计（二）注射机的组成注射机构：主要作用是使固态的成型物料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将熔融物料注入到闭合的模具型腔中。注射机构包括加料器、料筒、螺杆（或柱塞与分流梭）及喷嘴等部件。锁模机构：锁模机构的作用有三点：第一是锁紧模具；第二是实现模具的开合动作；第三是开模时顶出模内制品。液压传动和电器控制系统：液压传动和电器控制系统是保证注射成型过程按照预定的工艺要求（压力、速度、时间、温度）和动作程序能准确进行而设置的。

2/1/202320塑料成型工艺与模具设计2/1/202321塑料成型工艺与模具设计2/1/202322塑料成型工艺与模具设计习题1.螺杆式注射机与柱塞式注射机相比具有哪些优点？2.简述注射成型工艺过程？2/1/202323塑料成型工艺与模具设计（三）注射机基本参数及与注射模的关系1.最大注射量校核

所需一次注射量：完成一次注射所需从料筒中注射出的塑料熔体量，等于单个塑件质量×型腔个数＋浇注系统消耗质量。

0.2mmax≤nm＋m1≤0.8mmax

mmax：注射机额定最大注射量

n：型腔个数

m1：

浇注系统所需塑料质量2/1/202324塑料成型工艺与模具设计2.注射压力的校核注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力

p公≥p注

p注——塑料成型时所需的注射压力，一般在40～130MPa；

p公——注射机公称注射压力。2/1/202325塑料成型工艺与模具设计胀模力的产生：2/1/202326塑料成型工艺与模具设计3.锁模力的校核

当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面涨开的力，这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注射机的锁模力F，才能保证注射时不发生溢料现象，即：

FZ——熔融塑料在分型面上的涨开力(N)；

A——单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2)；

A1——浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）；

p——塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），其大小一般是注射压力的80%。2/1/202327塑料成型工艺与模具设计4.安装部分尺寸校核（1）喷嘴尺寸浇口套球面R和喷嘴前端球面半径R0喷嘴孔径d0和浇口套小端孔径d正确关系为：

d=d0+(0.5～1)mmR=R0+(1～2)mm2/1/202328塑料成型工艺与模具设计4.安装部分尺寸校核（2）定位孔尺寸h:小型模具取（8～10)mm

大型模具取(10～15)mm2/1/202329塑料成型工艺与模具设计4.安装部分尺寸校核（3）模具厚度Hmax≥Hm≥Hmin2/1/202330塑料成型工艺与模具设计4.安装部分尺寸校核（4）安装螺孔尺寸模具质量较轻用压板固定模具质量较重的用螺钉固定2/1/202331塑料成型工艺与模具设计4.安装部分尺寸校核（5）拉杆间距

模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距，以保证模具能安装到注射机工作台面上。2/1/202332塑料成型工艺与模具设计5.开模行程和顶出机构的校核（1）注射机最大开模行程（S）与模具厚度（Hm）无关2/1/202333塑料成型工艺与模具设计5.开模行程和顶出机构的校核单分型面模具：S≥H1+H2+(5～10)mm双分型面模具：S≥H1+H2+a+(5～10)mm2/1/202334塑料成型工艺与模具设计5.开模行程和顶出机构的校核（2）注射机最大开模行程（S）与模具厚度（Hm）有关2/1/202335塑料成型工艺与模具设计5.开模行程和顶出机构的校核单分型面模具：S0≥Hm+[H1+H2+(5～10)mm]双分型面模具：S0≥Hm+[H1+H2+a+(5～10)mm]2/1/202336塑料成型工艺与模具设计5.开模行程和顶出机构的校核侧面分型抽芯机构的最大开模程（S）当H4＞H1+H2时:S=H4+（5～10）mm当H4＜H1+H2时:S=H1+H2+（5～10）mm2/1/202337塑料成型工艺与模具设计6.顶出装置的校核顶出装置分类：中心顶杆机械顶出两侧双顶杆机械顶出中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出中心顶杆液压顶出与其它辅助油缸联合作用2/1/202338塑料成型工艺与模具设计三、热塑性塑料注射成型工艺（一）注射成型工艺过程1.成型前准备原料检验原料染色原料干燥质量体积流动性水分及挥发物含量收缩率烘箱干燥红外线干燥热板干燥高频干燥2/1/202339塑料成型工艺与模具设计（一）注射成型工艺过程2.注射工艺过程原料检验预处理合模注射装入料斗保压脱模装入嵌件清理料筒清理模具涂脱模剂嵌件清理、预热塑化塑件后处理冷却2/1/202340塑料成型工艺与模具设计（一）注射成型工艺过程（1）加料（2）塑化加入的塑料在料筒中进行加热，由固体颗粒转换成粘流态并且具有良好的可塑性的过程。

塑料经塑化要达到的要求：塑料熔体在进入型腔之前要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使塑化料各处的温度尽量均匀一致，还要使热分解物的含量达到最小值。2/1/202341塑料成型工艺与模具设计（一）注射成型工艺过程（3）注射注射过程中型腔内压力的变化：充模：t＝t1保压：t1～t2倒流：t2～t3浇口冻结后的冷却：t3～t4脱模2/1/202342塑料成型工艺与模具设计（一）注射成型工艺过程3.制品的后处理放在一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却。将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100～120℃)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。退火：调湿：

退火的温度：高于使用温度10～20℃，低于相变温度10～20℃。2/1/202343塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数注射成型工艺参数有：温度、压力、时间1.温度料筒温度、喷嘴温度：影响塑料的塑化和流动模具温度：影响塑料的流动和冷却2/1/202344塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数（1）料筒温度（料温）：

Tf（Tm）～Td温度分布：由料斗一侧至喷嘴一侧逐步升高。料温对制件质量影响：注射温度强度、密度温度过低：不利于塑化，熔融后粘度较大，流动成型困难，成型后制件容易出现熔接痕、表面无光泽和缺料。温度过高：易引起降解。总的选择原则：在不发生降解前提下，适当升高料温。2/1/202345塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数注意要点：螺杆式注射机料温可比柱塞式注射机料温低。薄壁形状复杂制件可适当取较高温度。判断料温是否合适，采取对空注射，料温合适料流状态应是：连续、光滑、色泽均匀。（2）喷嘴温度喷嘴温度一般略低于料筒的最高温度，以防止直通式喷嘴发生“流涎现象”。2/1/202346塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数（3）模具温度

模具温度指和制件接触的型腔表壁温度，直接影响熔体充模流动行为，制件的冷却速度和成型后的制件性能。模具温度越高，熔体流动性能越好，能增强塑件密度，提高塑件结晶度，减小所需充模压力，提高制件表面质量。但冷却时间、收缩率、脱模后的翘曲变形会增大。2/1/202347塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数选择和控制原则模具必须低于塑料热变形温度（避免脱模被顶穿或发生较大翘曲变形）对高粘度塑料为保证流动充模性能，选择高模温，对粘度小的塑料选较低模温，提高生产率厚壁件不宜采用较低模温（避免应力和气泡）2/1/202348塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数2.压力（1）塑化压力又称“背压”，是指注射机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。增加背压能增加塑化时的剪切作用，摩擦热量增多，提高熔体温度并使温度均匀，但会降低塑化的速度，增大背压的同时应相应提高螺杆转速。2/1/202349塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数（2）注射压力

作用：用以克服熔体从料筒流向型腔的流动阻力、提供充模速度以及对熔料进行压实等。

影响：与注射速度密切相关，对塑料熔体的流动和充模起决定作用。如果注射压力选择过小，成型过程中压力损失过大可致模腔压力不足，不能充满。如果注射压力过大，可能出现涨模、溢料等现象。2/1/202350塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数注射压力对料流的影响：注射压力过小，充模速度慢，甚至可使型腔难于充满。注射压力很大浇口又较小时，出现喷射流动，容易在制件表面出现银丝。注射压力对塑件质量影响：压力取向程度、料流长度、密度、强度收缩率2/1/202351塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数注射压力选择原则粘流温度高和粘度大的塑料，宜用较大注射压力。尺寸大，形状复杂的，薄壁制件，流动阻力大，需要较大的注射压力。熔体温度较低时，适当增加注射压力。2/1/202352塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数3.时间注射成型周期注射时间流动充模时间保压时间闭模冷却时间其它操作时间：包括开模、脱模、合模……总冷却时间成型周期：完成一次注射成型过程所需的时间流动充模时间：柱塞或螺杆前进时间保压时间：柱塞或螺杆停留在前进位置的时间2/1/202353塑料成型工艺与模具设计（二）注射成型工艺参数

闭模冷却时间：是指注射结束到开启模具这一阶段所经历的时间。其长短受熔体温度、模具温度、脱模温度、制件厚度影响。

不能过短：应保证制件在脱模时具有一定刚度，不因温度过高发生翘曲和变形。

不能过长：制件在模内冷却时间过长会造成制件收缩量大而抱紧模具，致使脱模困难。2/1/202354塑料成型工艺与模具设计四、热固性塑料注射成型工艺热固性塑料注射成型是在近些年来发展起来的，其注射成型工艺过程与热塑性塑料注射成型工艺相仿，主要差异表现在熔体注入模具后的固化成型阶段，热塑性塑料固化是一个从高温液相到低温固相转变的物理过程，而热固性塑料固化却是必须依赖于高温下的交联化学反应。2/1/202355塑料成型工艺与模具设计四、热固性塑料注射成型工艺（一）温度1.料温：料温需严格控制，既要保持良好的流动性保证注射充型又不能接近硬化温度临界值有利用硬化定型。

温度选择：料筒后段低于料筒前段低于喷嘴2.模具温度：直接影响成型质量的好坏和生产效率的高低。模温过低，硬化时间长；模温过高，硬化速度过快难于排出低分子挥发气体，导致塑件出现组织疏松、气泡和颜色发暗等缺陷。2/1/202356塑料成型工艺与模具设计四、热固性塑料注射成型工艺（二）压力1.注射压力与注射速度由于填料多粘性大，因此应选择较大注射压力和注射速度。2.保压力和保压时间热固性塑料硬化速度较快，且模具大多采用点浇口，浇口冻结迅速，所以保压力可略低于注射压力，保压时间比热塑性塑料注射略短些。3.背压和螺杆转速宜选择小背压和低螺杆转速，防止早期硬化。2/1/202357塑料成型工艺与模具设计四、热固性塑料注射成型工艺（三）成型周期时间长短主要取决于硬化定型时间，其时间可用该种塑料硬化速度（s/mm）×塑料制件壁厚（mm）。2/1/202358塑料成型工艺与模具设计四、热固性塑料注射成型工艺（四）其它成型工艺条件1.物料在机筒中存留时间及其注射量

mi

＝（0.7~0.8）×mz

ts—物料在料筒中停留时间

mz——料筒中容纳物料总量

mi——注射机每次注射量

T—成型周期2/1/202359塑料成型工艺与模具设计四、热固性塑料注射成型工艺2.排气由于热固性塑料注射会有大量反应气体挥发，需要在模具中设置排气系统或在注射过程中卸压开模放气。2/1/202360塑料成型工艺与模具设计五、其它塑料注射成型工艺方法（一）BMC注射成型

将不饱和聚酯、苯乙烯树脂、矿物填料、着色剂和10～30％（质量百分比）的玻璃纤维增强材料等组成的块状塑料（命名为BMC，属增强热固性塑料）通过液压活塞压入塑化料筒内，在螺杆旋转作用下进行输送和塑化，并注射成型。制品具有很高的电阻值、耐热性、优良的机械性能及较小的收缩率。可用来生产厚截面的制品、各种壳体和小零件等，在电子工业和家电方面应用广泛。

2/1/202361塑料成型工艺与模具设计五、其它塑料注射成型工艺方法

当型腔中注射了部分塑料熔体后，紧接着通过喷嘴、流道将压缩空气（通常为）注入熔体中形成气体夹心制品。这类制品在汽车、建材及日用工业中的应用前景十分广阔。

（二）气体辅助注射成型2/1/202362塑料成型工艺与模具设计五、其它塑料注射成型工艺方法（三）共注射成型1.双色注射成型2.双层注射成型2/1/202363塑料成型工艺与模具设计五、其它塑料注射成型工艺方法（四）结构发泡注射成型

结构发泡塑料塑件：在塑料中加入发泡剂，发泡倍数为1～2倍，采用特殊要求的注射机、模具和成型工艺所成型的塑件。

结构发泡塑料塑件特点：表面平整无凹陷和翘曲，无内应力；具有一定的刚度和强度、成型加工简便；质量小，比一般塑料的质量减少15～50％；表面粗糙、颜色不鲜艳。

应用：广泛用于家具、汽车、电器部件、建材、仪表外壳、工艺品框架、乐器和包装箱等方面。2/1/202364塑料成型工艺与模具设计五、其它塑料注射成型工艺方法结构发泡注射成型工艺方法：1.高压法：一次将模具注满，模具开模一小段，使芯层发泡。2.低压法：塑料以高压、高速注入整个型腔容积的75～80％，靠塑料在型腔内发泡而充满型腔。2/1/202365塑料成型工艺与模具设计课后作业1.何为注射成型，简述注射成型工艺过程？2.注射成型过程中工艺参数有哪些，各参数应如何选择？3.注射成型所用注射机如何选择？2/1/202366塑料成型工艺与模具设计第二节压缩成型与传递成型原理及工艺一、压缩成型原理

压缩成型又称为压制成型、压塑成型、模压成型等。它的基本原理是将粉状或松散状的固态成型物料直接加入到模具中，通过加热、加压方法使它们逐渐软化熔融，然后根据模腔形状进行流动成型，最终经过固化转变为塑料制件。粉粒状、纤维状的料置于成型温度的型腔中合模加压成型固化2/1/202367塑料成型工艺与模具设计一、压缩成型原理与注射成型比较压缩成型特点

优点：是可以使用普通压力机进行生产；压缩模没有浇注系统，结构比较简单；塑件内取向组织少，取向程度低性能比较均匀；成型收缩率小等。

缺点：是成型周期长、劳动强度大、生产环境差、生产操作多用手工而不易实现自动化；高度方向的尺寸精度不易控制；模具易磨损，因此使用寿命较短。

应用：主要用于热固性塑料塑件的生产。2/1/202368塑料成型工艺与模具设计二、压缩成型设备1.模压设备作用2.模压设备的种类按传动方式分机械式压机：螺旋式压力机液压机：水压机和油压机提供所需的压力开模顶件合模某些情况下也传递压缩过程中所需的热量2/1/202369塑料成型工艺与模具设计二、压缩成型设备液压机按机身结构分框架式用于中小型压机立柱式用于大中型压机2.模压设备的种类2/1/202370塑料成型工艺与模具设计二、压缩成型设备2.模压设备的种类液压机按加压形式分上压式：工作液压缸位于上端，下部是固定工作台下压式：工作液压缸位于下端，操作不便，很少使用为了保证压缩模塑的正常进行，应选用适当的压机，并校核模具与压机的关系。2/1/202371塑料成型工艺与模具设计二、压缩成型设备液压机选择参数：1.成型总压力FM—模具成型所需的成型总压力（N）；

Fp—液压机的公称压力（N）；K—修正系数，一般取0.75～0.90。2/1/202372塑料成型工艺与模具设计二、压缩成型设备2.脱模力的计算

Fd－液压机的顶出力（N）；Ft－塑件从模具中脱出所需的力（N）。Ac—塑件侧面积之和（m2）；

pj——塑件与金属的结合力（MPa）。

2/1/202373塑料成型工艺与模具设计二、压缩成型设备3.开模行程校核1)2)2/1/202374塑料成型工艺与模具设计二、压缩成型设备4.液压机工作台有关尺寸模具设计应符合液压机上下工作台T形槽安装尺寸。5.液压机顶出机构的形式模具设计顶出结构与液压机顶出形式及尺寸相符合。2/1/202375塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺模压前的准备压缩成型过程模压后处理预热和干燥预压嵌件的安放加料合模排气保压与固化脱模模具清理整形去应力修饰抛光特殊处理压缩模塑工作循环图(一）压缩成型工艺过程2/1/202376塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺为方便操作和提高塑件的质量，先用预压模将粉状、纤维状的塑料粉在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。1.模压前的准备⑴预压①预压方法：②采用预压锭料的优点：加料快而准确。降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少，不仅传热快且气泡少。2/1/202377塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺生产过程复杂，实际生产中一般不进行预压。1.模压前的准备②采用预压锭料的优点：避免加料过程粉尘飞扬，改善劳动条件。可提高预热温度，缩短预热和固化时间。锭料与塑件形状类似，便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。2/1/202378塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺1.模压前的准备③对压塑粉的要求：④预压条件：颗粒最好大小相间。压缩率（塑料／锭料）宜为3.0左右。含有润滑剂。压力：压力范围40～200MPa。温度：室温或50～90℃预压。原则：锭料的密度达到塑件最大密度的80%。2/1/202379塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺1.模压前的准备⑵预热和干燥塑料成型前加热的目的：干燥预热塑料成型前加热的方法：高频加热红外线预热烘箱预热热板预热为压缩模提供热塑料去除水分和挥发物2/1/202380塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺作为塑件中导电部分或使塑件与其它零件相连接的零件。1.模压前的准备⑶嵌件的安放嵌件的安放要求位置正确、平稳嵌件——

常用嵌件有轴套、螺钉、螺母、接线柱等等大嵌件在模具装上压机后要先预热2/1/202381塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺2.模压过程⑴加料①加料的关键是加料量②定量的方法：③合理堆放塑料，粉料或粒料的堆放要做到中间高四周低，便于气体排放。容量法：方便但不很准重量法：准确、麻烦计件法：预压锭料，计数放入2/1/202382塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺2.模压过程⑵合模②凸模触及塑料之后：减慢合模速度（利于排气）①凸模触及塑料之前：尽量加快合模速度（缩短周期，避免塑料过早固化）加料后即可合模，合模时间一般从几秒到几十秒不等。合模过程分为两个部分：2/1/202383塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺合模后加压至一定压力，立即卸压，凸模稍微抬起，连续１～３次。2.模压过程⑶排气排除水分和挥发物变成的气体及化学反应的副产物，以免影响塑件性能与表面质量。流动性好的塑料采用迟压法，即从凸模与塑料接触到压模完全闭合的过程中停顿15～30s。塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免移位或损坏。方法：目的：2/1/202384塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺在成型压力与温度下保持一定的时间，使交联反应进行到要求的程度。从压模闭合加压至卸压取出塑件所用的时间。2.模压过程⑷保压与固化欠熟过熟不足过度保压时间长短受塑料类型、预热情况、塑件形状及压缩程度的影响。保压时间：固化阶段的要求：固化程度2/1/202385塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺2.模压过程⑸脱模复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模塑件脱模方法：模外手动推出推出机构机自动推出2/1/202386塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺3.模压后处理用铜铲或压缩空气清理，以免损模具外观⑴模具清理⑵整形去应力在整形模中冷却脱模后放入一定温度的油池或烘箱中缓慢冷却，或者进行退火处理大型、厚壁件对薄壁易变形件2/1/202387塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺3.模压后处理⑶修饰抛光⑷特殊处理二次加工：防潮、美观(电镀、喷涂)去飞边、毛刺、表面抛光2/1/202388塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺检查塑料质量预压、预热、干燥称料清洗嵌件，嵌件预热清理压模涂脱模剂放嵌件加料合模加热加压排气加热卸压固化保温保压开模卸压脱模塑件整形去应力处理塑件送至下一工序压缩模塑工作循环2/1/202389塑料成型工艺与模具设计三、压缩成型工艺液压机在压缩成型工艺过程中的作用：2/1/202390塑料成型工艺与模具设计（二）压缩成型工艺参数模压压力（成型压力）模压温度（成型温度）模压时间要生产出高质量塑件，除了合理的模具结构，还要正确选择工艺参数。2/1/202391塑料成型工艺与模具设计（二）压缩成型工艺参数1.成型压力——指压缩塑件时凸模对塑料熔体和固化时在分型面单位投影面积上的压力（单位MPa）成型压力施加成型压力的目的：使模具闭合，防止飞边克服塑料在成型过程中产生的各种涨模力使粘流态物质在一定压力下固化使塑料充满型腔2/1/202392塑料成型工艺与模具设计（二）压缩成型工艺参数1.成型压力A——凸模与塑料接触部分在分型面上的投影面积（mm）计算公式：p

=式中p

——成型压力（MPa）pb——压力机工作液压缸压力（MPa）D——压力机主缸活塞直径（m）成型压力与塑料种类、塑件结构、模具温度等因素有关。2/1/202393塑料成型工艺与模具设计（二）压缩成型工艺参数2.成型温度

——指压缩时所需的模具温度，对塑件质量、模压时间影响很大成型温度热固性塑料的模内温度高于模具温度硬化速度慢、周期长，硬化不足；塑件表面无光；物理、力学性能差模具温度太高树脂、有机物分解；塑件外层先硬化高成型周期短，生产率提高过低2/1/202394塑料成型工艺与模具设计（二）压缩成型工艺参数3.模压时间

——指塑料在闭合模具中固化变硬所需的时间。与塑料品种、含水量、塑件形状尺寸、成型温度、压缩模具结构、预压预热、成型压力等因素有关。模压时间塑件性能反而下降模压时间短硬化不足，外观及力学性能差，易变形过长在保证塑件质量的前提下，应力求缩短模压时间。2/1/202395塑料成型工艺与模具设计四、传递成型原理及工艺1.传递成型原理及特点在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法，又称压注成型、挤胶成型。模具闭合热固性塑料放入加料室受热熔融塑料在压力下经浇注系统充满型腔固化成型开模取件2/1/202396塑料成型工艺与模具设计四、传递成型原理及工艺1.加料前模具处于闭合状态。4.模具结构相对复杂，制造成本较高，成型压力较大，操作复杂，耗料比压缩模多。2.塑件飞边很薄，尺寸准确，性能均匀，质量较高。3.可以成型深孔、形状复杂、带有精细或易碎嵌件的塑件。5.气体难排除，一定要在模具上开设排气槽。与压缩成型相比其特点：2/1/202397塑料成型工艺与模具设计四、传递成型原理及工艺2.传递成型工艺过程或压塑粉预压锭料合模挤塑固化开模脱模制品预热加压加热保压保温卸压清模与压缩成型区别是：传递：合模——加料压缩：加料——合模2/1/202398塑料成型工艺与模具设计四、传递成型原理及工艺3.传递成型工艺参数

Ｔ传递﹤Ｔ压缩，塑料在压力和温度的作用下，因为流经浇口时的料少，加热快而均匀，化学反应也均匀，所以塑料进入型腔时已临近树脂固化的最后温度。①

模具温度比压缩成型低15～30℃，一般在130～190℃。加料室和下模温度低于中框的温度。②

成型压力经浇注系统压力有消耗，p传递＝(2～3)p压缩，要保证塑料10～30s内充满型腔。③

保压时间2/1/202399塑料成型工艺与模具设计四、传递成型原理及工艺4.成型设备5.传递成型对塑料的要求1.未达到硬化温度前塑料应有较大流动性2.达到硬化温度后应具有较快的硬化速度如：酚醛、三聚氰胺甲醛、环氧树脂等普通液压机专用液压机（双压式液压机）2/1/2023100塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺一、挤出成型原理将熔融的塑料自模具内以挤压的方式往外推出，而得到与模口相同几何形状的流体，冷却固化后，得到所要的零件。2/1/2023101塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺挤出成型原理：应用：生产管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线与电缆护套等2/1/2023102塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺二、挤出成型设备——挤出机2/1/2023103塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺控制系统挤出机组挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身

机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置辅机：挤出机：2/1/2023104塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺三、挤出成型工艺塑化成型定型1.原料的准备干燥、去杂质处理2.挤出成型挤出机预热——加入塑料——熔融塑化——由机头挤出成型3.塑件的定型与冷却管材的定径方法：定径套、定径环、定径板2/1/2023105塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺3.塑件的定型与冷却2/1/2023106塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺4.塑件的牵引、卷取和切割不同的塑件，牵引速度不同。牵引速度略大于挤出速度在冷却得同时，连续均匀地将塑件引出。2/1/2023107塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺挤出成型工艺参数：温度压力挤出速度牵引速度2/1/2023108塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺1.温度2.压力合理控制螺杆转速，保证温控系统的精度，以减小压力波动。口模的温度比机头温度可稍低一些，但要保证塑料有良好的流动性。机头的温度控制在塑料热分解温度以下加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可高一些。2/1/2023109塑料成型工艺与模具设计第三节挤出成型原理及工艺

——牵引速度与挤出速度的比值，其值等于或大于1。3.挤出速度4.牵引速度单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好的物料量或塑件长度。它表示挤出能力的高低。牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。牵引比2/1/2023110塑料成型工艺与模具设计课后习题1.何为压缩成型，简述压缩成型工艺过程?2.何为传递成型，简述传递成型工艺过程?3.何为挤出成型，简述挤出成型工艺过程?4.如何选用压缩成型模具用液压机?5.压缩成型工艺参数有哪些，各参数应如何选择?2/1/2023111塑料成型工艺与模具设计第四节塑料成型制品结构工艺性塑件结构设计遵循的原则：应考虑原材料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出机构简单。在保证塑件使用性能、物理性能与力学性能、电气性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等的前提下，力求结构简单，壁厚均匀，使用方便。当设计的塑件外观要求较高时，应先通过造型，而后逐步绘制图样。2/1/2023112塑料成型工艺与模具设计一、塑料制品的尺寸精度和表面质量（一）塑件尺寸的大小塑件的尺寸

——指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响：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）2/1/2023113塑料成型工艺与模具设计一、塑料制品的尺寸精度和表面质量（二）影响尺寸精度的因素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:塑件成型后的时效变化塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化模具的制造精度、磨损程度和安装误差2/1/2023114塑料成型工艺与模具设计一、塑料制品的尺寸精度和表面质量从模具设计和制造的角度看，影响塑料制品尺寸精度的因素主要有以下五个方面：（1）模具成型零部件的制造误差；（2）模具成型零件的表面磨损；（3）由塑料收缩率波动所引起的塑料制品的尺寸误差；（4）模具活动成型部件的配合间隙变化引起的误差；（5）模具成型部件的安装误差。

累积误差：2/1/2023115塑料成型工艺与模具设计一、塑料制品的尺寸精度和表面质量（三）尺寸精度和公差的确定选用参照：SJ/T10628-1995，共分8级孔类尺寸的公差取正值，轴类尺寸的公差取负值，中心距尺寸公差取表中数值之半并冠以±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。2/1/2023116塑料成型工艺与模具设计（四）表面粗糙度的确定表面质量表面粗糙度、光亮程度色彩均匀性表面缺陷：缩孔、凹陷推杆痕迹对拼缝、熔接痕、毛刺等一般模具表面粗糙度数值要比塑件的要求低

1～2级，需要抛光处理。2/1/2023117塑料成型工艺与模具设计（四）表面粗糙度的确定光洁如镜的制品表面很易划伤，制品与模具表面还易形成真空吸附而使脱模困难。并且，在成型过程中产生的疵点、丝痕和波纹会在制品的光洁表面上暴露无遗。因此常常利用化学腐蚀的方法在模具型腔表面形成诸如凹槽纹、皮革纹、桔皮纹、木纹等装饰花纹，对塑料制件进行表面装饰。制品表面经装饰后可以隐蔽制品表面在成型过程中产生的缺陷，使外形美观，并且由于型腔表面细小的凹纹，在制品表面与型腔表面直接能容纳少许的空气，不致形成真空吸附而造成脱模困难。

2/1/2023118塑料成型工艺与模具设计二、注射、压缩、传递成型制品的几何形状（一）塑料制件的选材（1）塑料的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲击性能及对应力的敏感性。

（2）塑料的物理性能，如对使用环境温度变化的适用性、光学特性、绝热和电气绝缘的程度、精加工和外观的圆满程度等。

（3）塑料的化学性能，如对接触物（水、溶剂、油、药品）的耐性、卫生程度以及使用上的安全性等。

（4）必要的精度，如收缩率的大小及各向收缩率的差异。

（5）成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性、热敏性等。

2/1/2023119塑料成型工艺与模具设计（二）成型工艺对制品几何形状的要求1.塑料制品的内外形状应尽可能有利于成型，尽量避免侧向凸凹简化模具结构。2/1/2023120塑料成型工艺与模具设计（二）成型工艺对制品几何形状的要求2/1/2023121塑料成型工艺与模具设计（二）成型工艺对制品几何形状的要求2/1/2023122塑料成型工艺与模具设计（二）成型工艺对制品几何形状的要求2/1/2023123塑料成型工艺与模具设计（二）成型工艺对制品几何形状的要求2.脱模斜度为了使制品易于从模具内脱出，设计时必须保证制品的内外壁具有足够的斜度，以确保塑件脱模，该斜度叫脱模斜度。

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′。2/1/2023124塑料成型工艺与模具设计脱模斜度标注方法：脱模斜度方向内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得2/1/2023125塑料成型工艺与模具设计标注方法：2/1/2023126塑料成型工艺与模具设计脱模斜度设计要点：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，选用较大斜度收缩率大，斜度加大增强塑料采用较大的脱模斜度2/1/2023127塑料成型工艺与模具设计3.制品厚度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，易产生缺陷塑件壁厚设计原则：满足成型时熔体充模所需的壁厚保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度能承受推出机构等的冲击和振动满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚2/1/2023128塑料成型工艺与模具设计3.制品厚度改善塑件厚度典型实例：2/1/2023129塑料成型工艺与模具设计3.制品厚度2/1/2023130塑料成型工艺与模具设计3.制品厚度2/1/2023131塑料成型工艺与模具设计4.加强肋及其它防变形结构

加强肋的主要作用是增加塑件强度和避免塑件变形翘曲。

加强肋必须有足够斜度，肋的底部应呈圆弧过渡。加强肋以设计得矮一些、多一些为好。2/1/2023132塑料成型工艺与模具设计加强肋设计的典型实例：2/1/2023133塑料成型工艺与模具设计2/1/2023134塑料成型工艺与模具设计2/1/2023135塑料成型工艺与模具设计容器底与盖的加强：容器边缘的加强：2/1/2023136塑料成型工艺与模具设计5.支承面及凸台以塑件的整个底面作为支承面是不合理的，因为塑件稍许翘曲或变形就会使底面不平。通常采用的是底脚（三点或四点）支承或边框支承

2/1/2023137塑料成型工艺与模具设计凸台是用来增强孔或装配附件底凸出部分的。设计凸台时，除应考虑前面所述的一般问题外，在可能情况下，凸台应当位于边角部位，其几何尺寸应小，高度不应超过其直径的两倍，并应