塑料成型工艺与模具设计 2

塑料成型工艺与模具设计第一章绪论第一节塑料成型在工业生产中的重要性第二节塑料模具的分类第三节学习本课程应达到的目的第二章塑料成型基础第一节聚合物的分子结构与热力学性能第二节聚合物流变方程与分析第三节聚合物在成型过程中的流动状态第四节聚合物在成型过程中的物理和化学变化第五节塑料的组成及工艺特性第六节常用塑料第三章塑料成型工艺与塑料

成型制件的工艺性第一节塑料成型原理与型工艺特性第二节塑料制件的结构工艺性第四章注射成型模具结构及注射机第一节注射模具的分类及结构组成注射模具的分类注射模具的结构组成（一）成型零部件（二）合模导向机构（三）浇注系统（四）侧向分型与抽芯机构（五）推出机构（六）加热冷却系统（七）排气系统（八）支承零部件第二节注射模具的典型结构一、单分型面注射模具（1）工作原理（2）设计注意事项分流道的位置推出机构的设计拉料杆的设计复位机构的设计二、双分型面注射模具（1）工作原理（2）设计注意事项第一次分型距离的确定S=S/+3~5mm材料特性的选择导柱的长度的确定L>S+H+8~10mm分型弹簧的设计第四章注射成型模具结构及注射机三、斜导柱侧向分型与抽芯注射模具（1）工作原理（2）设计注意事项斜导柱侧向分型与抽芯机构的定位楔紧装置基本形式四、斜滑块侧向分型与抽芯注射模具五、带有活动镶件的注射模六、定模带有推出装置的注射模七、角式注射机用注射模第三节注射模与注射机的关系一、注射机有关工艺参数的校核（一）型腔数量的校核1、由注射机料筒的塑化速率确定型腔数量n<(KMt/3600-m2)/m12、由注射机的最大注射量确定型腔数量n<(Km1-m2)/m13、由注射机的额定锁模力确定型腔数量n<(F-pA2)/pA1（二）注射量的校核nm1+m2<80%m（三）塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核nA1+A2<A（四）注射压力的校核(nA1+A2)p<F（五）模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核1、喷嘴尺寸2、定位圈尺寸3、模具厚度4、安装螺孔尺寸（六）开模行程的校核1、注射机最大开模行程与模厚无关的校核2、注射机最大开模行程与模厚有关的校核（七）顶出装置的校核1、中心顶出杆机械顶出2、两侧双顶出杆机械顶出3、中心顶出杆液压顶出与两侧双顶出杆机械顶出联合作用二、国产注射机的主要技术规格1、卧式注射机2、立式注射机3、角式注射机第五章注射模设计第一节塑料制件在模具中的位置型腔数量的确定方法型腔的布局第五章注射模设计二、分型面的设计分型面的形式平直分型面倾斜分型面的阶梯分型面的曲面分型面的瓣合分型面的分型面的选择原则分型面应选择在塑件外形轮廓最大处确定有利的留模方式保证塑件的精度要求满足塑件的外观要求便于模具的加工对成型面积的影响对排气效果的影响对侧向抽芯的影响第二节节浇注注系统统与排排溢系系统的的设计计一普通通流道道浇注注系统统的组组成及及作用用浇注系系统的的组成成浇注系系统的的作用用二、普普通流流道浇浇注系系统的的设计计基本原原则：：1、了了解塑塑料的的成型型性能能和塑塑料熔熔体的的流动动性能能2、采采用尽尽量短短的流流程以以减少少热量量和压压力损损失3、浇浇注系系统设设计应应有利利于良良好的的排气气4、防防止型型芯变变形和和嵌件件位移移5、便便于修修整浇浇口以以保证证塑件件的外外观质质量6、浇浇注系系统应应结合合型腔腔布局局同时时考虑虑7、流流动距距离比比和流流动面面积比比的较较核第二节节浇注注系统统与排排溢系系统的的设计计主流道道的设设计1、主主流道道的尺尺寸2、主主流道道衬套套的形形式3、主主流道道衬套套的固固定分流道道的设设计1、分分流道道的形形状及及尺寸寸2、圆圆形3、梯梯形4、U形5、半半圆形形6、矩矩形尺寸的的确定定：1、分分流道道的长长度2、分分流道道的表表面粗粗糙度度3、分流道道在分型面面上的布置置形式浇口的设计计浇口的形式式：限制式式浇口，非非限制式浇浇口1、常用浇浇口的形式式（1）直接接浇口（2）侧浇浇口（3）扇形形浇口（4）平缝缝浇口（5）环形形浇口（6）盘形形浇口（7）轮辐辐浇口（8）爪形形浇口（9）点浇浇口（10）潜潜伏浇口（11）护护耳浇口浇口形式与与塑料品种种的相互适适应性浇口位置的的选择原则则1、尽量缩缩短流动距距离2、浇口应应开设在塑塑件壁厚最最后处3、必须尽尽量减少或或避免熔接接痕迹4、应有利利于型腔气气体的排除除5、考虑分分子的定向向作用6、避免产产生蠕射和和喷射7、不能在在承受弯曲曲和冲击载载荷的部位位设置浇口口浇口位置的的选择应注注意塑件的的外观质量量浇注系统的的平衡1、型腔的的布局与分分流道的平平衡2、平衡式式与非平衡衡式浇口平衡的的计算思路路（1）相同同塑件多型型腔成型的的BGV值值计算（2）不相相同塑件多多型腔成型型的BGV值计算冷料穴的设设计作用：容纳纳冷料及脱脱模的作用用位置：1））主流道的的对面2）分流道道的延伸端端尺寸：主流流道的对面面冷料穴直直径与主流流道的直径径相同，长长度为直径径的1~1.5倍。。形式：1）Z字形形冷料穴2）倒锥形形冷料穴3）环形槽槽形冷料穴穴4）球形冷冷料穴5）菌形冷冷料穴6）分流锥锥形冷料穴穴排溢系统的的设计作用：排除除型腔中的的气体方式：1）利用配配合间隙排排气2）分型面面上开设排排气槽排气气3）用排气气塞排气4）强制排排气热流道浇注注系统定义：在注注射成型过过程中，浇浇注系统中中的塑料一一直保持熔熔融状态，，并不冷却却和固化。。一、对塑料料品种的要要求：1、热稳定定性好2、对压力力敏感3、固化温温度和热变变形温度高高4、比热容容小二、绝热流流道1、井式喷喷嘴（绝热热主流道））2、多型腔腔绝热流道道（绝热分分流道）：：点浇口口形式与直直接浇口形形式三、加热流流道1、延伸喷喷嘴2、半绝热热流道3、多型腔腔热流道4、外加热热流道四、内加热热流道1、二级喷喷嘴5—33、342、阀式浇浇口热流道道5—35第三节成型型零件的设设计一、成型零零件的结构构设计（一）凹模模1整体式式凹模（二）凸模模和型芯1、凸模的的结构：整整体式，组组合式2、小型芯芯的结构（三）螺纹纹型芯和螺螺纹型环的的结构设计计二、成型零零件的工作作尺寸计算算模具影响塑件尺尺寸精度的的主要因素素：1、塑件收收缩率的影影响δS2、模具成成型零件的的制造公差差δZ3、模具成成型零件的的磨损δC4、模具安安装配合的的误差δaδ=δZ+δC+δδS+δj+δa型腔和型芯芯工作尺寸寸的计算1、螺纹型型环工作尺尺寸的计算算1、螺纹型型环大径2、螺纹型型环中径3、螺纹型型环小径2、螺纹型型芯工作尺尺寸的计算算1、螺纹型型芯大径2、螺纹型型芯中径3、螺纹型型芯小径3、螺纹型型芯和螺纹纹型环螺距距尺寸4、牙尖角角三、型腔侧侧壁和底板板厚度的计计算模具型腔侧侧壁厚度：：以最大压压应力为准准模具型腔侧侧壁强度计计算条件：：不超过材材料的许用用应力三方面的条条件：1、材料成成型过程中中不发生溢溢料2、保证塑塑件的尺寸寸精度3、保证塑塑件顺利脱脱模第四节合模模导向机构构设计一、导向机机构的作用用1、定位作作用2、导向作作用3、承受一一定的侧向向力二、导柱导导向机构三、锥面定定位机构适用于大型型、深腔、、薄壁塑件件，角度为为5~20度，配合合高度为15毫米。。第五节推出出机构设计计一、推出机机构的结构构组成（一）、推推出机构的的组成（二）、推推出机构的的分类（三）、推推出机构的的设计原则则推出机构应应尽量设计计在动模一一侧保证塑件不不因推出而而变形损坏坏机构简单、、动作可靠靠良好的塑件件外观合模时正确确复位二、脱模力力的计算三、简单推推出机构四、推出机机构的导向向与复位导向零件复位零件复位杆复位位弹簧复位五、动定模模双向推出出机构六、顺序推推出机构（一）、弹弹簧分型顺顺序推出机机构（二）、摆摆钩分型螺螺钉定距顺顺序推出机机构（三）滑块块分型导柱柱定距顺序序推出机构构七、二级推推出机构（一）、单单推板二级级推出机构构弹簧式二级级推出机构构拉钩式二级级推出机构构斜楔滑块式式二级推出出机构摆块拉杆式式二级推出出机构U形限制架架式二级推推出机构（二）双推推板二级推推出机构八字摆杆式式二级推出出机构斜楔拉钩式二二级推出机构构九、带螺纹塑塑件的脱模机机构强制脱模手动脱模机动脱模利用开合模动动作使螺纹型型芯脱模与复复位直角式注射模模的自动脱螺螺纹机构第六节侧向分分型与抽芯机机构设计第七节温度调调节系统第八节热固性性塑料注射成成型工艺及模模具设计简介介第六章压缩缩模设计第一节压缩模模结构及分类类压缩模的结构构压缩模的分类类第二节压缩模模与压机的关关系一、压机有关关工艺参数的的校核成型总压力的的校核开模力脱模力力的校核压缩模合模高高度和开模行行程的校核压机有关工作作台面尺寸的的校核模具推出结构构与压机的关关系国产压机的主主要技术规范范第三节、压缩缩模主要成型型零部件设计计塑件在模具内内主要加压方方向的选择凸模与加料室室的配合形式式加料腔尺寸的的计算计算步骤：（一）、计算算塑件的体积积V1（二）、计算算塑件所需原原材料的体积积V=(1+K)*kV1体积计算法重量计算法（三）、计算算加料腔的高高度H导向机构脱模机构脱模机构与压压机的连接方方式不连接，连接接固定式压缩模模脱模机构半固定式压缩缩模脱模机构构移动式压缩模模脱模机构撞击架脱模卸模架卸模单分型面卸模模架卸模双分型面卸模模架卸模垂直分型面卸卸模架卸模压缩模的手柄柄压缩模侧向分分型抽芯机构构机动侧向分型型抽芯机构手动模外侧向向分型抽芯机机构第八、浇注系统统凝料的脱模模机构点浇口浇注系系统的脱模潜伏浇口浇注注系统的脱模模第七章压注模模设计传递模浇注系系统、加料腔腔特点：1、效率高2、质量好3、适于成型型带有细小嵌嵌件、较深的的孔、及较复复杂的塑件第七章压注模模设计压注模的分类类移动式、固定定式压注模的结构构组成成型零部件加料装置浇注系统加热系统第二节压压注模零部件件设计1、加料腔的的结构2、压柱的结结构3、加料腔与与压柱的配合合4、加料腔尺尺寸计算塑件的体积v塑料的体积Vs=(1+k1)kv压缩缩比加料腔的截面面积2A=1.4m从传热方面考考虑A=0.7mA=A3+2A4从锁模方面考考虑A=(1.1~1.25)A1加料腔的高度度H=Vs/A1+8~15(mm)A1=A腔腔+A浇第三节浇浇注系统与与排气槽设计计主流道分流道浇口浇口位置的选选择排气槽第八章挤挤出模设计二、成型模具具的结构组成成口模和芯棒过滤网和过滤滤板分流器和分流流器支架机头体温度调节系统统调节螺钉定径套挤出成型机头头的设计原则则正确选择机头头的形式改变料流的运运动状态，产产生适当的压压力机头内的流道道应呈光滑的的流线型机头内应有分分馏装置和适适当的压缩区区机头成型区内内应有正确的的截面形状机头内最好设设有适当的调调节装置应有足够的压压缩比机头结构紧凑凑、利于操作作合理选择材料料挤出成型模具具与挤出机机头与挤出机机的关系国产挤出机的的技术参数机头与挤出机机的联结第二节管管材挤出出成型机头常用结构直通式挤管机机头直角式挤管机机头旁侧式挤管机机头微孔流道式挤挤管机头机头内主要零零件的尺寸及及其工艺参数数定径套的设计计外径定径内压法定径真空吸附法定定径内径定径第三节棒棒材挤挤出成型机头头机头结构及设设计要点1、机头结构构2、棒机头设设计要点流道的设计应应具有阻流阀阀的作用棒材的定型区区要比管材的的定型区大一一些进口处的扩张张角为30~60左右，，收缩部分的的长度约为50~100mm机头出口处为为喇叭型、喇喇叭扩张角为为45主要的工作零零件应进行调调质处理。定径套的设计计定径套的长度度设计定径套的内径径设计第四节吹吹塑薄膜机机头成型方式：平平挤上吹方法法、平挤下吹吹方法、平挤挤平吹方法。。机头的形式：：1、芯棒式式机头中心进料式机机头（十字形形机头）螺旋式机头旋转式机头多层复合式机机头吹塑薄膜机头头的特点机头设计要点点：1、口模与芯芯棒的单边间间隙2、口模定型型段长度3、缓冲槽尺尺寸4、芯棒扩张张角与分流线线斜角第五节板板材、片材材挤出成型机机头支管式机头（一）、一端端供料的直支支管型机头（二）、中间间供料的直支支管型机头（三）、中间间供料的弯支支管型机头（四）、带有有阻流棒的双双支管型机头头鱼尾式机头螺杆式机头第六节异异型材挤出出成型机头板式机头流线式机头异型材挤出成成型机头的设设计要点必须对口模成成型区的截面面形状进行一一定修正机头结构参数数机头口模的尺尺寸第七节电电线电缆挤出出成型机头挤压式包覆式式机头套管管式式包包覆覆式式机机头头第九九章章气气动动成成型型工工艺艺与与模模具具设设计计第一一节节、、中中空空吹吹塑塑成成型型工工艺艺与与模模具具设设计计中空空吹吹塑塑成成型型模模具具的的分分类类、、特特点点及及成成型型工工艺艺挤出出吹吹塑塑成成型型注射射吹吹塑塑成成型型注射射拉拉伸伸吹吹塑塑成成型型多层层吹吹塑塑片材材吹吹塑塑成成型型第一一节节、、中中空空吹吹塑塑成成型型工工艺艺与与模模具具设设计计吹塑塑成成型型的的工工艺艺参参数数型胚胚温温度度模具具温温度度中空空塑塑件件的的设设计计（一一））、、吹吹胀胀比比：：塑塑件件的的最最大大直直径径与与型型胚胚直直径径之之比比。。2~4（二二））、、延延伸伸比比（三三））、、罗罗纹纹（四四））、、圆圆角角（五五））、、塑塑件件的的支支撑撑面面（六六））、、脱脱模模斜斜度度和和分分型型面面中空空吹吹塑塑设设备备（一一））、、挤挤出出装装置置（二二））、、注注射射装装置置（三三））、、机机头头（四四））、、模模具具设设计计第二二节节、、真真空空成成型型工工艺艺与与模模具具设设计计真空空成成型型的的特特点点及及成成型型工工艺艺（一一））、、凹凹模模真真空空成成型型（二二））、、凸凸模模真真空空成成型型（三三））、、凸凸、、凹凹模模先先后后抽抽真真空空成成型型（四四））、、吹吹泡泡真真空空成成型型（五五））、、柱柱塞塞推推下下真真空空成成型型（六六））带带有有气气体体缓缓冲冲装装置置的的真真空空成成型型塑件件设设计计塑件件的的几几何何形形状状和和尺尺寸寸精精度度塑件件深深度度与与宽宽度度之之比比圆角角斜度度加强强筋筋模具具设设计计（一一））、、模模具具的的结结构构设设计计抽气气孔孔的的设设计计型腔腔尺尺寸寸型腔腔表表面面粗粗糙糙度度边缘缘密密封封结结构构加热热、、冷冷却却装装置置（二二））、、模模具具材材料料非金金属属材材料料金属属材材料料第三三节节压压缩缩空空气气成成型型工工艺艺与与模模具具设设计计压缩缩空空气气成成型型特特点点及及成成型型工工艺艺压缩缩空空气气成成型型模模具具（一一））、、压压缩缩空空气气成成型型模模具具结结构构（二二））、、模模具具设设计计要要点点第十十章章其其他他成成型型工工艺艺与与模模具具设设计计第一一节节共共注注射射成成型型定义义：：使使用用两两个个或或两两个个以以上上注注射射系系统统的的注注射射机机，，将将不不同同品品种种或或不不同同色色泽泽的的塑塑料料同同时时或或先先后后注注射射入入模模具具内内的的成成型型方方法法。。应用用：：双双色色（（国国内内））八色色（（国国外外））双色色注注射射成成型型特点点：：1、、两两个个注注射射系系统统两两副副模模具具共共用用一一个个合合模模系系统统2注注射射系系统统共共用用一一个个喷喷嘴嘴双层层注注射射原理理：：两两个个注注射射系系统统交交叉叉分分配配的的喷喷嘴嘴特点点：：外外部部为为新新料料内部部为为旧旧料料或或其其他他改改性性材材料料泡沫沫塑塑料料成成型型工工艺艺与与模模具具设设计计泡沫沫塑塑料料的的定定义义：：材料料：：热热固固性性塑塑料料，，热热塑塑性性塑塑料料聚苯苯乙乙烯烯、、聚聚氯氯乙乙烯烯、、聚聚乙乙烯烯、、脲脲甲甲醛醛、、聚聚氨氨基基甲甲酸酸脂脂等等成型型方方法法：：注注射射发发泡泡成成型型挤出出发发泡泡成成型型压制制成成型