塑料制品及其成型模具设计

塑料制品及其成型模具设计机械工程与自动化学院蔡玉俊0.1模具的地位与作用模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视。模具是工业生产之母（中国人）模具工业是金属加工业中之王；（德国人）模具工业是美国工业的基石；（美国人）模具是促进社会繁荣富裕的动力（日本人）当今，“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人所接收。使用模具生产零件，具有生产率高、质量好、成本低和节约能源与原材料等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向[1,2]。第0章绪论0.2模具的种类与塑料模具

模具的类型通常是按照加工对象和工艺的不同进行分类，从行业角度的区分来看主要有（1）塑料模具（2）橡胶模具（3）金属冷冲模具（4）金属冷挤压模具和热挤压模具（5）金属拉拔模具（6）粉末冶金模具（7）金属压铸模具（8）金属精密铸造模具（9）玻璃模具（10）玻璃钢模具等等。

四大工业材料：钢铁、木材、水泥、塑料（第四）第0章绪论0.2模具的种类与塑料模具吹塑模

冷冲模连续模

第0章绪论0.2模具的种类与塑料模具

塑料模第0章绪论0.2模具的种类与塑料模具

塑料模第0章绪论0.2模具的种类与塑料模具

塑料模具结构第0章绪论0.2模具的种类与塑料模具

塑料模具结构第0章绪论0.3模具及其先进制造技术为了适应用户对模具制造的短工期、高精度、低成本的迫切要求，模具企业必须首先用计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助工程CAE、逆向工程RE、数字化管理、数字化生产流程来改造自己。第0章绪论0.3.1模具计算机辅助设计CAD典型的数字化设计效果图(作品)第0章绪论0.3.2模具CAE分析塑料浇口位置的确定第0章绪论0.3.3模具计算机辅助制造CAM动态加工演示图片、录像第0章绪论0.3.4模具逆向工程RE逆向（反求）工程实例第0章绪论0.4模具专业人员的就业情况第0章绪论0.5学习本课程的目的、要求和方法学习本课程的目的掌握塑料、塑料制品、塑料成型工艺和塑料成型模具的基础知识、基础理论和基本设计方法；能正确设计中等复杂程度的塑料模具和常见的塑料制品；对塑料制品成型过程中出现的常见缺陷，能进行正确的分析判断并解决之。第0章绪论0.5学习本课程的目的、要求和方法要求理论联系实际。在学习好相关的基础理论知识和基本设计方法的同时，还必须具备实际动手能力即掌握上机操作，生产塑料制品的基本技能和用计算机设计塑料制品和塑料模具的技能。第0章绪论0.5学习本课程的目的、要求和方法学习方法上课认真听讲，实训时踏踏实实练习。对所见制品或模具要与所学内容联系起来。注意收集有关资料和样品，尤其是有特点、有代表性的样品、图文、数据、影像等，建立并时时丰富自己的资料库，定时进行归纳分类和整理。第0章绪论第1章塑料成型技术的基本知识

－1.1塑料的基础知识塑料的定义塑料是以高分子合成树脂为主要原料加上旨在改善和提高其性能的各种添加剂制成的合成材料。塑料的组成塑料由合成树脂、各种添加剂如填充剂（填料）、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂和固化剂等共同组成。第1章塑料成型技术的基本知识

－1.1塑料的基础知识树脂决定着塑料的性质和在类别，是塑料中最主要的原料。填充剂有增量作用以减少合成树脂的比例，利于降低成本，同时还有改善性能的作用。增塑剂可改善塑料的成型性能，降低刚性和脆性即增加塑性、流动性和韧性。稳定剂可以抑止和防止降解，它可分为三种即1）热稳定剂—防止受热而降解；2）光稳定剂—防止因受光而降解3）抗氧化剂—防止发生氧化而加速降解4）着色剂—主要起装饰美化作用但同时还可提高塑料的光和热的稳定性和耐候性。第1章塑料成型技术的基本知识

－1.1塑料的基础知识塑料的分类1.按合成树脂的分子结构分类

1）热塑性塑料是由可以多次加热加压，反复成型，具有一定的可塑性的合成树脂的各种添加剂、着色剂制成的塑料。在反复加热加压的多次成型过程中，只有物理变化而无化学变化；其变化过程是可逆的；其分子结构是线型或支链型（图1.1－邹P40.1）的二维结构聚合物。

2）热固性塑料与前者相比主要不同处是：不但合成树脂有所不同，而且在添加剂中还加入了固化剂。因此在加热成型过程中，当温度达到使固化剂产生化学变化的温度时，其分子结构从线型结构或支链型结构变为网状的交联体形（图1.1－邹P40.1）三维结构而固化，再加热也不再变化。整个成型过程中既有物理变化也有化学变化，其过程是不可逆的。第1章塑料成型技术的基本知识

－1.1塑料的基础知识2.根据塑料的用途分类1）通用塑料即普通的易于成型、产量大，用途广而又廉价累的塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料2）工程塑料即可成型工程结构件一类的塑料。较之前者有强度高、尺寸稳定，在高温下变形小，能保持良好的性能如ABS、尼龙、聚甲醛等。3）特种塑料即有特种功能的塑料。如耐高低温、高冲击、具有高强度的塑料；具有导电、或超导功能的塑料等到。第1章塑料成型技术的基本知识

－1.2塑料的使用性能塑料及其制品的优点（1）质轻：最轻的塑料泡沫0.01～0.05

普通塑料的相对密度0.9～2.3

飞机火箭之类要求减轻重量的制品中—特殊重要作用（2）有优良的电绝缘性能（3）有良好的耐腐蚀性能（4）减震消音作用强（5）隔热保暖性能好（6）力学强度范围宽－－根据使用要求可柔、可韧、可刚（7）优异的透光性和防护性，常用作玻璃替代品第1章塑料成型技术的基本知识

－1.2塑料的使用性能塑料的缺点（1）耐热性差，高温下强度迅速下降。（2）有的塑料燃烧时，释放出刺激性、腐蚀性等有害气体。（3）导热性差，膨胀系数大，高温下易变形。（4）在日光、大气、高温作用下产生老化。（5）有的塑料制品，机械强度较低。第1章塑料成型技术的基本知识

－1.3常用塑料的成型性能常用热塑性塑料的成型性能1）流动性：塑料熔体在一定温度和压力下流动的距离或注满型腔的能力影响塑料流动性的因素：（1）温度（2）压力（3）模具结构2）收缩性：收缩的大小，以制品收缩尺寸的单位长度百分比来表示，称为收缩率。第1章塑料成型技术的基本知识

－1.3常用塑料的成型性能实际收缩率（公式）大型、精密模具成型件尺寸计算收缩率（公式）普通中、小型模具成型件尺寸3）相容性（共混性）4）吸湿性5）热敏性即某些热稳定性差的塑料，遇高温或高温中时间较长时发生降解，变色等现象。6）结晶性第1章塑料成型技术的基本知识

－1.3常用塑料的成型性能热固性塑料的成型工艺特性1）流动性：2）收缩性3）比容和压缩率4）固化速度5）水分和挥发物含量过高流动性过大，易产生溢边和内应力，使制品收缩加大而加剧变形且制品中易产生气泡使强度降低并产生水纹，光泽不好。但含水分少，又会大大降低其流动性，成型时不易充满型腔，成型困难，此时必须加大成型压力，从而加剧模具磨损，降低模具寿命。第1章塑料成型技术的基本知识

－1.4注射成型原理与成型工艺工程图1.2(邹P21图0.2)第1章塑料成型技术的基本知识

－1.4注射成型原理与成型工艺工程每一个塑料制品必须经过的循环过程：合模注射成型保压之后预塑冷却之中定型开模取出制品四个工序。注射成型工艺过程循环示意图如图1.3所示。（图1.3）(邹P22图0.3)第1章塑料成型技术的基本知识

－1.4注射成型原理与成型工艺工程两板式模具工作流程第1章塑料成型技术的基本知识

－1.4注射成型原理与成型工艺工程第1章塑料成型技术的基本知识

－1.4注射成型原理与成型工艺工程第1章塑料成型技术的基本知识

－1.4注射成型原理与成型工艺工程

相关录像？？（有吗？）§4.1注射模的结构组成与类型

一、注射模的结构组成注射模动模定模§4.1注射模的结构组成与类型

一、注射模的结构组成一、注射模的结构组成根据各零件所起作用细分型腔浇注系统导向机构推出机构冷却与加热装置排气系统支承与紧固零件分型与抽芯机构§4.1注射模的结构组成与类型§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型特种模具普通模具二板一开式结构模具三板二开式结构模具一模单腔一模多腔一模单腔一模多腔滑动型芯模具（斜导柱侧抽芯）瓣合式模具（HALF——哈夫模）螺纹模具滑动型芯与哈夫模块相结合模具其它模具§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型单分型面注射模双分型面注射模带活动镶件注射模侧向分型抽芯注射模自动卸螺纹注射模定模推出机构注射模热流道注射模§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型1.单分型面注射模§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型2.双分型面注射模也称三板式注射模，中间增加了一个可移动的流道板。§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型单分型面注射模§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型3.带活动镶件注射模模具上设有活动的型芯、螺纹型芯或HALF块。§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型3.带活动镶件注射模§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型4.侧向分型抽芯注射模成型带侧孔或侧凹的塑件§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型4.侧向分型抽芯注射模§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型5.自动卸螺纹注射模成型带有内螺纹或外螺纹的塑件，为了能自动卸螺纹在模具内设有能转动的螺纹型芯或螺纹型环。§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型5.自动卸螺纹注射模§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型6.定模推出机构注射模由于塑件结构特殊需求在定模设推出机构。§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型6.定模推出机构注射模§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型7.热流道注射模成型后只有塑件冷却而浇注系统不冷却，只取出塑件，浇注系统仍留在模具上。§4.1注射模的结构组成与类型

二、注射模的类型7.热流道注射模§4.1注射模的结构组成与类型

三、典型结构的组成与组合侧面分型模板结构二板式三板式成型零件流道、浇口推出机构整体式、镶拼式单型腔、多型腔直接浇口侧浇口、点浇口、潜伏式浇口热流道推管、推杆、推板气压推出滑动型芯哈夫模活动镶件旋转脱模强制脱模注射模典型结构组成分类注射模具的基本種類

标准模具推板模具滑块模具示意图主要部件鎖板模SS頂出系統型腔主流道鎖板模DS鎖板模SS頂出板型腔主流道鎖模板DS頂出系統斜導柱型腔滑塊主流道特性最簡單模具兩半模一個分型面一個開模方向脫模靠重力，頂出桿或頂管。結構類似於標準模具、但由推板頂出。結構類似於標準模具但增設了斜導柱和滑塊，以增加側向運動。塑件可成型不帶側凹凸的所有塑件可成型不帶外側凹凸的杯狀塑件可成型帶側凹凸及外螺紋的塑件注射模具的基本種類

瓣合型腔模具帶退螺紋裝置的模具三板式模具結構示意圖主要元部件頂出系統模套相拼型腔型腔主流道頂出系統導向螺紋齒輪型芯型腔頂出系統頂出桿型腔主流道用分流道特性設計結構與標準模具相近，但這種結構帶有成型帶外側凸凹或有外螺紋的塑件的哈夫塊。螺紋成型型芯靠機械啟動、旋轉退出。兩個分型面，中間板由鎖鏈或推板拉桿啟動，兩級分型。塑件用來成型帶側凸凹或有螺紋的橢圓或寬型塑件。成型內帶螺紋或外螺紋的塑件。塑件與分流道自動分離。§4.1注射模的结构组成与类型思考与练习：注射模结构一般由哪几部分组成？各组成部分的主要作用是什么？自信和希望是青年的特权。

——大仲马1.一般侧向抽芯距离是多少？2.斜销角度α与楔紧块角度α′的关系？3.斜滑块抽芯分型和斜导柱分型抽芯的区别是什么？图a图b问题：目的与要求1.掌握注射机最大注射量和锁模力的校核方法。2.掌握模具与注射机安装部分相关尺寸和开模行程的校核。重点和难点：注射机有关工艺参数的校核§4.2注射机有关工艺参数的校核注射机类型螺杆式柱塞式注射机技术参数:注塑装置参数、合模部件参数、整机性能参数一、最大注射量校核§4.2注射机有关工艺参数的校核

注射机每次实际的注射量应在最大注射量的80%以内注射量以容积表示:V≤0.8V机

V塑料≥K压V

其中:V——塑件的总体积(塑件+浇注系统)V机——注射机的最大注射量(cm3)V塑料——成型塑件所需塑料的体积

K压——压缩比(表5-5)注射量以重量表示:G≤0.8G机

G=p′V

其中:G——塑件的总重量(塑件+浇注系统)G机——注射机的最大注射量(g)p′——料筒温度和压力下塑料的密度(g/cm3)二、注射压力的校核校验注射机的额定注射压力能否满足塑件成型时所需的压力P公≥P注其中:P注——塑料成型时所需的注射压力(查表5-6)P公——注射机公称注射压力P注受浇注系统、型腔内阻力、模具温度等因素影响P注太大：毛边大、脱模困难、塑件表面质量差、内应力大P注太小：不能顺利充满型腔、无法成型三、锁模力的校核锁模力指的是锁模装置对模具施加的最大加紧力F锁≥q·A分其中：

F锁——注射机的额定锁模力(N)A分——塑件及浇注系统在分型面上的总投影面积(mm2)q——型腔内塑料熔体的平均压力（表5-7）(MPa)§4.2注射机有关工艺参数的校核四、装模部分有关尺寸的校核喷嘴尺寸定位孔尺寸拉杆间距模具闭合厚度安装螺孔尺寸§4.2注射机有关工艺参数的校核

四、装模部分有关尺寸的校核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)mm§4.2注射机有关工艺参数的校核

四、装模部分有关尺寸的校核2定位孔尺寸h:小型模具取8～10)mm

大型模具取(10～15)mm§4.2注射机有关工艺参数的校核

四、装模部分有关尺寸的校核3.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。§4.2注射机有关工艺参数的校核

四、装模部分有关尺寸的校核4.模具闭合厚度Hmax≥Hm≥Hmin§4.2注射机有关工艺参数的校核

四、装模部分有关尺寸的校核5.安装螺孔尺寸模具重量