注塑模设计复习资料

1、注塑模12班复习资料Chap 1绪论1塑料组成：树脂和助剂按不同比例配制，可获得不同性能的塑料。树脂（40%65%）：天然树脂和合成树脂，决定塑料最基本的物理化学性质。高分子内部结构决定了最基本的物理化学性质，而外部结构决定加工性能和物理机械性能。助剂：填充剂、增塑剂、着色剂、稳定剂、润滑剂等。（1）填充剂又称填料，通常对聚合物呈惰性。一般为粉末状物质，如石墨、云母、石棉纤维及玻璃纤维等，其用量可达塑料的20%50%。作用：改善塑料的成型性能、减小塑料中的聚合物用量以及提高塑料的某些性能。（2）增塑剂：为了改善聚合物熔体在注塑成型过程中的流动性，常常需要在聚合物中添加一些能与聚合物相溶并且不易

2、挥发的有机化合物，这些化合物统称为增塑剂。增塑剂加入聚合物后，其分子可插入到大分子链之间，并因此而削弱聚合物大分子之间的作用力， 从而导致聚合物的粘流温度和玻璃化温度下降，粘度也随之减小，故流动性可以提高。增塑剂加入聚合物后，还能提高塑料的伸长率、抗冲击性能以及耐寒性能，但其硬度、强度和弹性模量却有所下降。（3）稳定剂为了防止或抑制不正常的降解和交联，需要在聚合物中添加一些能够稳定其化学性质的物质，这些物质称为稳定剂。根据发挥作用的不同可分为热稳定剂、抗氧化剂和光稳定剂。生产中，稳定剂的添加量一般大于2%，也有少数情况下高达5%。热稳定剂：金属皂类 ; 抗氧化剂：酚类、胺类等有机物 ; 光稳定

3、剂：炭黑等;（4）润滑剂：为了改善塑料在注塑成型过程中的流动性能，并减少或避免塑料熔体对设备及模具的粘附和摩擦，常常需要在聚合物中添加一些必要的物质，这些物质统称为润滑剂。它还能使塑料表面保持光洁。（5）增强剂是填充剂中的一个类型，多用于热固性塑料，可以提高塑料制品的物理性能和力学强度。(6)交联剂：亦称硬化剂，添加在聚合物中能促使聚合物进行交联反应或加快交联反应速度，一般多用在热固性塑料中。可以促使制品加速硬化。(7)着色剂：添加在聚合物中可使塑料着色的物质统称为着色剂。它们可以分为无机颜料、有机颜料和染料三种类型。着色剂用量一般为0。01%0。02%,一味提高用量并不能加重色泽和鲜艳程度。

4、2塑料成型的工艺特性聚合物的物理状态：玻璃态、高弹态和粘流态聚合物的物理化学变化：结晶、取向、交联和降解3聚合物的物理状态： 聚合物在不同条件下表现出的分子热运动特征，和温度密切相关。无定型聚合物存在三种物理状态，结晶型聚合物通常不存在高弹态，热固性塑料通常不存在粘流态甚至高弹态。 其中Tb-脆化温度 Tg-玻璃化温度 Tf-粘流温度 Tm-熔点或结晶温度 Td-热分解温度小结：大部分聚合物的成型加工是在粘流状态中实现的。1) Tg的主要决定因素是高分子链本身的刚性和柔性。因此加入增塑剂Tg下降，反之引起交联、结晶、取向的因素Tg升高。同样对Tf和Tm也有相同影响。2）Tm和Tg存在一定的关系

5、：TmTg=1.52 不对称聚合物取1.5 ;对称聚合物取23）注塑时，料筒的第三段温度要设定在Tm或Tf 以上，然后以降低15°25°的温度梯度依次设定第二段和第一段料筒温度。4）注塑时，应严格控制热分解温度。5）不同状态下塑料具有不同的加工工艺性4聚合物的物理化学变化：1) 取向：塑料中的聚合物大分子、细而长的纤维状 填料分子在成型过程中由于受到应力作用而产生分子整齐、平行排列的现象，这种现象称之为分子取向。 如图2-122) 分子定向作用：有定向分子存在将对制品的力学性能、收缩与变形产生重要影响。影响分子定向的因素： a定向方向：在流动取向下，分子方向沿着料流方向平行

6、 排列。料流方向又取决于料流进入型腔的位置即浇口位置，故在型腔一定时影响分子定向方向的因素是浇口位置。 b定向程度：分子定向程度与塑料的类别和塑料制品的壁厚大小有关。此外，分子定向程度还与注射工艺条件及模具的浇口设计关系密切，现将其各项影响及相互关系归纳列于表12中。5热塑性塑料的工艺特性 收缩性： 影响塑件成型收缩的因素主要有：塑料品种、塑件结构、模具结构、成型工艺条件 由于影响塑料收缩率变化的因素很多，而且相当复杂，所以收缩率是在一定范围内变化的。6热塑性塑料的工艺特性流动性影响流动性的主要因素有：塑料的性质、温度、压力、模具结构7热塑性塑料的工艺特性吸湿性吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。

7、1) 吸湿性塑料：PMMA，PA, PC, PSF, ABS等2) 不吸湿性塑料：PS, PE, PP, PVC, POM和氟塑料等。危害性：吸湿性塑料在注塑成型过程中比较容易发生水降解，成型后塑件上出现气泡、银丝与斑纹等缺陷。解决办法：预热。8聚合物的流动规律：管壁管中心轴静止面活动面牛顿粘度剪切速率牛顿流动定律：在一定温度下，当切应力t作用于两个相距为dr的液体平行层面并以相对速度dv移动时，则剪应力t与剪切速率(dv/dr)存在相应的直线关系牛顿流体。Chap 2注塑成型原理及工艺9 注射过程是热塑性塑料从塑料转变为塑件的最主要阶段。它包括加料、加热塑化、合模、加压注射充模、保压、冷却定

8、型、开模、脱模等工序。(1)塑化-塑料在料筒内经加热达到熔融流动状态并具有良好可塑性的过程。要求是：物料经过塑化后，成为连续的均化熔体，即组分均匀、密度均匀、黏度均匀和温度分布均匀。塑化效果：物料转变成熔体之后的均化程度。塑化能力：注射机在单位时间内能够塑化的物料质量或体积。两者均与物料受热方式和注射机结构有关。柱塞式注射机与螺杆式注射机受热方式不同,塑化效果不同,塑化能力也不同。注射压力：在流动充模阶段受熔体温度和熔体流速的影响。（2）加压注射冲模：可细分为流动冲模、保压补缩、倒流三个阶段。10制件的后处理：主要指退火和调湿处理.（1）退火处理使塑件在定温的加热液体介质(如热水,甘油,液体石

9、蜡)或热空气循环烘箱中静置一段时间,然后缓慢冷却的过程.目的：减少由于塑件料筒内塑化不均匀或在型腔内冷却速度不一致而形成的内应力.一般退火温度控制在塑件使用温度以上1020°C和低于塑料热变形温度1020°C间.（2）调湿处理将刚脱模的塑件放在沸水或醋酸钾溶液中进行处理，以隔绝空气，防止塑件氧化而变色，同时，加快达到吸湿平衡的方法。11注射成型工艺条件是决定塑件成型质量的主要因素包括三大参数：温度 ：料温和模温料温：指塑化物料的温度(塑化温度)和从喷嘴注射出的熔体温度(注射温度).料温主要取决于机筒和喷嘴两部分的温度.取值应适中.模具温度：指和制件接触的模腔表壁温度.塑料品

10、种不同,注射成型过程中需用的模具温度也不相同。方法：一是把模具温度取得尽可能低,以加快冷却速度缩短冷却时间;二是使模温保持在比热变形温度稍低的状态下,以压力：注射压力、保压力、背压力注射压力与注射速度对塑料熔体的流动和充模具有决定性的作用.注射压力：螺杆轴向移动时，其头部对塑料熔体施加的压力。注射压力要选择适中，过大会导致涨模、溢料、机器过载；过小会导致冲模不足。注射速度：有两种表示方法：一是注射时塑料熔体的体积流量qv；二是用螺杆(或柱塞)的轴向位移速度vi表示。注射速度与注射压力相辅相成，在其它工艺条件和塑料品种一定时，注射压力越大，注射速度越快；注射速度应选择合理。 时间(成型周期)：注

11、射时间1530s（冲模时间和保压时间）、冷却时间30120s、其它操作时间保压力：在注射成型的保压补缩阶段，为了对模腔内的塑料熔体进行压实以及为了维持向模腔内进行补料流动所需要的注射压力。保压时间：保压力持续的时间长短。12螺杆转速：螺杆塑化成型物料时的旋转速度。它是影响注射机塑化能力、塑化效果和注射成型的重要参数，且还与背压密切相关。螺杆转速增大，注射机对各种塑料的塑化能力均随着提高，但曳流也随着增大，故螺杆转速达到一定数值后，综合塑化效果下降。背压和螺杆转速增大，均能使熔体温度提高，这是两者加强物料内剪切作用的必然结果。Chap3塑料制件的设计13在设计塑件时必须考虑以下几方面的因素： (

12、1) 塑料的物理机械性能。塑料性能特点 (2) 塑料的成型工艺性。模具性能特点 (3) 塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化(热塑性塑料制品)或快速受热固化(热固性塑料制品)。 (4) 塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异。 (5) 模具的总体结构特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度 (6) 模具零件的形状及其制造工艺。14塑件的尺寸：塑件的整体尺寸。影响塑料尺寸精度的优势：设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）和塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）影响塑件的尺寸精度：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

13、、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、对小尺寸制品：影响制品尺寸精度的主要因素是模具的制造精度；对大尺寸制品：影响制品尺寸精度的主要因素是塑料的成型收缩率。15塑料制件的改进带侧孔容器改变侧凹塑料轴承壁厚改善： 塑料件底厚改善: 塑件底厚改善16壁厚问题：壁厚过小会导致强度及刚度不足，塑料流动困难。壁厚过大会导致原料浪费，冷却时间长，内部易产生气泡、外部易产生凹陷等缺陷。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无法避免壁厚不

14、均时，可做成倾斜状使壁厚逐渐过渡总之，要求厚薄适中，均匀壁厚。17加强筋的作用：不增加壁厚的情况下，增加制品强度，防止和避免制品变形翅曲；降低塑件的充模阻力。a) 易产生缩孔和凹痕，且易发生翘曲。(b) 为采用加强筋改善壁厚。大型平面上纵横布置的加强筋能增加塑件的刚性，沿着塑料流向的加强筋，还能降低塑料的充模阻力。图2-0-16 为采用加强筋防止翘曲。18加强筋的典型形状、尺寸：厚度小于塑件壁厚，若加强筋设计得过厚，则在其对应的壁上产生凹陷。壁厚为t，加强筋高度L=(1 3)t，筋条宽A=(1/42/3)t，筋根过渡圆角R= (1/81/4)t，收缩角=2° 5°，筋端部圆

15、角 r=（1/8 1/4)t，当t2 mm，取A=t。加强筋必须有足够的斜度，筋的底部应呈圆弧过渡。加强筋以设计得矮一些多一些为好。加强筋之间中心距应大于塑件厚度.。19圆角塑件除了使用上要求采用尖角之处外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角或圆弧过渡。圆角的作用：圆角可避免应力集中，提高制件强度。制件尖角处易产生应力集中，在受力或受冲击振动，甚至在脱模时由于内应力发生破裂，特别是制件的内圆角。一般采用R0.5mm的圆角就可使强度大大提高 从图中可以看出理想的内圆角半径应有壁厚的1/4以上。Chap.4注射模具的基本结构与分类20按总体结构分为：（1）单分型面注射模（2）双分型面注射模（3）带活

16、动镶件的注射模 （4）带有侧向抽芯的注射模（5）自动脱螺纹的注射模(6) 热流道凝料注射模 21安装部分相关尺寸的校核：（1）模板规格与拉杆间距关系；（2）定位圈与注射机固定板的关系（3）注射机的喷嘴与模具的浇口套关系 ；（4）模具总厚度与注射机模板闭合厚度关系22开模行程与模具厚度无关23脱出机构的校核：（1）中心推出杆机械推出；（2）两侧双推杆机械脱出；（3）中心推杆液压推出与两侧双推杆机械推出联合作用；（4）中心推出杆液压推出与其他开模辅助油缸联合作用；24分型面的形式 平直分型面 互垂直分型面 倾斜分型面 阶梯分型面 曲面分型面 平直分型面25分型面的选择原则(1)符合塑件脱模的基本要

17、求，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位;(2) 分型线不影响塑件外观; (3) 确保塑件留在动模一侧;(4)确保塑件质量;(5) 分型面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹;(6) 满足模具的锁紧要求;(7) 合理安排浇注系统，特别是浇口位置;(8)有利于模具加工。26分型面选择实例分析 原则：应尽量减少塑件在分型面上的投影面积（左图优于右图）27多型腔排列一般原则（1）从注射工艺角度需考虑以下几点：1)流动长度 2)流道废料 3)浇口位置 4)进料平衡：按平衡式排位按大塑件靠近主流道，小塑件远离主流道的方式排位 5)型腔压力平衡 28型腔数目的确定：（按选用注塑机的主要参数）根据注塑机的

18、公称注塑量确定根据塑化能力确定按锁模力确定29浇注系统的组成：主流道、分流道、浇口和冷料井四部分组成。30浇口的设计原则 （1）避免引起熔体破裂现象 （2）有利于塑料熔体补缩 2）(3)有利于熔体流动(4)有利于型腔内气体的排出（右图） (5)减少塑件熔接痕增加熔接强度 (6)防止料流将型芯或嵌件挤压变形(7)高分子取向对塑件性能的影响(8)保证流动比在允许范围内 31成型零件工作尺寸计算（1）塑件的公差制品外轮廓尺寸公差取负值；制品内腔尺寸公差取正值；制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算。若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。成型零件尺寸计算方法：P85凹模径向尺寸（

19、图a） 凹模深度尺寸 (图b) 型芯径向尺寸 (图c) 型芯高度尺寸 (图d) 中心距尺寸 (图e) a b c d e32推杆推出机构P94分为推杆推出机构、推板推出机构、推管推出机构、推块推出机构。推杆推出机构：（1）推杆位置设置：推杆应设置在脱模阻力较大的地方、推杆应均匀分布、推杆应设在塑件强度刚度较大处。（2）推杆的形状（3）推杆的固定形式p9533多元联合脱模机构：二次脱模机构（4）滑块式：通过斜导柱和滑块实现二次脱模 运动原理：利用6号零件斜导柱的导向作用使7号零件滑块产生向下的移动实现二次脱模。合模时，斜导柱6固定在动模支撑板上，右端插入滑块和推出版组合的斜孔内。塑件与开设在1号零件型芯内的推杆2 接触，开模时，塑件从定模型腔中脱出，第一次顶出时，推出版组合顶出，在顶杠的作用下，推件板3向右顶出，塑件在推件板3的作用下与型芯分离，此时，滑块7在斜导柱6的作用下向下移动发，推杆下端沿滑块7斜面向右运动，与推件板3产生顶出距离差，即滑块的高度，将塑件从推件板3中推出，实现二次脱模。34注射模具侧向抽芯机构设计1斜导柱侧向分型与抽芯机构抽芯距和抽芯力