塑料成型工艺与模具设计绪论

塑料成型工艺与模具设计沈阳理工大学应用技术学院机械系模具教研室

教学内容1文库专用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2文库专用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3文库专用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4文库专用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5文库专用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6文库专用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7文库专用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8文库专用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9文库专用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10文库专用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11文库专专用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、分分流道道在分分型面面上的的布置置形式式12文库专专用浇口的的设计计浇口的的形式式：限限制式式浇口口，非非限制制式浇浇口1、常常用浇浇口的的形式式（1））直接接浇口口（2））侧浇浇口（3））扇形形浇口口（4））平缝缝浇口口（5））环形形浇口口（6））盘形形浇口口（7））轮辐辐浇口口（8））爪形形浇口口（9））点浇浇口（10）潜潜伏浇浇口（11）护护耳浇浇口浇口形形式与与塑料料品种种的相相互适适应性性浇口位位置的的选择择原则则1、尽尽量缩缩短流流动距距离2、浇浇口应应开设设在塑塑件壁壁厚最最后处处3、必必须尽尽量减减少或或避免免熔接接痕迹迹4、应应有利利于型型腔气气体的的排除除5、考考虑分分子的的定向向作用用6、避避免产产生蠕蠕射和和喷射射7、不不能在在承受受弯曲曲和冲冲击载载荷的的部位位设置置浇口口浇口位位置的的选择择应注注意塑塑件的的外观观质量量13文库专专用浇注系系统的的平衡衡1、型型腔的的布局局与分分流道道的平平衡2、平平衡式式与非非平衡衡式浇口平平衡的的计算算思路路（1））相同同塑件件多型型腔成成型的的BGV值值计算算（2））不相相同塑塑件多多型腔腔成型型的BGV值计计算14文库专专用冷料穴穴的设设计作用：：容纳纳冷料料及脱脱模的的作用用位置：：1））主流流道的的对面面2）分分流道道的延延伸端端尺寸：：主流流道的的对面面冷料料穴直直径与与主流流道的的直径径相同同，长长度为为直径径的1~1.5倍。。形式：：1）Z字形形冷料料穴2）倒倒锥形形冷料料穴3）环环形槽槽形冷冷料穴穴4）球球形冷冷料穴穴5）菌菌形冷冷料穴穴6）分分流锥锥形冷冷料穴穴15文库专专用排溢系系统的的设计计作用：：排除除型腔腔中的的气体体方式：：1）利利用配配合间间隙排排气2）分分型面面上开开设排排气槽槽排气气3）用用排气气塞排排气4）强强制排排气16文库专专用热流道道浇注注系统统定义：：在注注射成成型过过程中中，浇浇注系系统中中的塑塑料一一直保保持熔熔融状状态，，并不不冷却却和固固化。。一、对塑料品品种的要求：：1、热稳定性性好2、对压力敏敏感3、固化温度度和热变形温温度高4、比热容小小二、绝热流道道1、井式喷嘴嘴（绝热主流流道）2、多型腔绝绝热流道（绝绝热分流道））：点浇口口形式与直接接浇口形式三、加热流道道1、延伸喷嘴嘴2、半绝热流流道3、多型腔热热流道4、外加热流流道四、内加热流流道1、二级喷嘴嘴5—33、、342、阀式浇口口热流道5——3517文库专用第三节成型零零件的设计一、成型零件件的结构设计计（一）凹模1整体式凹模模（二）凸模和和型芯1、凸模的结结构：整体式式，组合式2、小型芯的的结构（三）螺纹型型芯和螺纹型型环的结构设设计18文库专用二、成型零件件的工作尺寸寸计算模具影响塑件尺寸寸精度的主要要因素：1、塑件收缩缩率的影响δδS2、模具成型型零件的制造造公差δZ3、模具成型型零件的磨损损δC4、模具安装装配合的误差差δaδ=δZ+δδC+δS+δj+δa19文库专用型腔和型芯工工作尺寸的计计算1、螺纹型环环工作尺寸的的计算1、螺纹型环环大径2、螺纹型环环中径3、螺纹型环环小径2、螺纹型芯芯工作尺寸的的计算1、螺纹型芯芯大径2、螺纹型芯芯中径3、螺纹型芯芯小径3、螺纹型芯芯和螺纹型环环螺距尺寸4、牙尖角20文库专用三、型腔侧壁壁和底板厚度度的计算模具型腔侧壁壁厚度：以最最大压应力为为准模具型腔侧壁壁强度计算条条件：不超过过材料的许用用应力三方面的条件件：1、材料成型型过程中不发发生溢料2、保证塑件件的尺寸精度度3、保证塑件件顺利脱模21文库专用第四节合模导导向机构设计计一、导向机构构的作用1、定位作用用2、导向作用用3、承受一定定的侧向力二、导柱导向向机构三、锥面定位位机构适用于大型、、深腔、薄壁壁塑件，角度度为5~20度，配合高高度为15毫毫米。22文库专用第五节推出机机构设计一、推出机构构的结构组成成（一）、推出出机构的组成成（二）、推出出机构的分类类（三）、推出出机构的设计计原则推出机构应尽尽量设计在动动模一侧保证塑件不因因推出而变形形损坏机构简单、动动作可靠良好的塑件外外观合模时正确复复位二、脱模力的的计算三、简单推出出机构23文库专用四、推出机构构的导向与复复位导向零件复位零件复位杆复位弹簧复位五、动定模双双向推出机构构六、顺序推出出机构（一）、弹簧簧分型顺序推推出机构（二）、摆钩钩分型螺钉定定距顺序推出出机构（三）滑块分分型导柱定距距顺序推出机机构24文库专用七、二级推出出机构（一）、单推推板二级推出出机构弹簧式二级推推出机构拉钩式二级推推出机构斜楔滑块式二二级推出机构构摆块拉杆式二二级推出机构构U形限制架式式二级推出机机构（二）双推板板二级推出机机构八字摆杆式二二级推出机构构斜楔拉钩式二二级推出机构构25文库专用九、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26文库专用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27文库专用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H28文库专用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29文库专用八、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30文库专用第七章压注注模设计传递模浇注注系统、加加料腔特点：1、效率高高2、质量好好3、适于成成型带有细细小嵌件、、较深的孔孔、及较复复杂的塑件件31文库专用第七章压注注模设计压注模的分分类移动式、固固定式压注模的结结构组成成型零部件件加料装置浇注系统加热系统32文库专用第二节压压注模零零部件设计计1、加料腔腔的结构2、压柱的的结构3、加料腔腔与压柱的的配合4、加料腔腔尺寸计算算塑件的体积积v塑料的体积积Vs=(1+k1)kv压压缩缩比加料料腔腔的的截截面面积积2A=1.4m从传传热热方方面面考考虑虑A=0.7mA=A3+2A4从锁锁模模方方面面考考虑虑A=(1.1~1.25)A1加料料腔腔的的高高度度H=Vs/A1+8~15(mm)A1=A腔腔+A浇浇33文库库专专用用第三三节节浇浇注注系系统统与与排排气气槽槽设设计计主流流道道分流流道道浇口口浇口口位位置置的的选选择择排气气槽槽34文库库专专用用第八八章章挤挤出出模模设设计计二、、成成型型模模具具的的结结构构组组成成口模模和和芯芯棒棒过滤滤网网和和过过滤滤板板分流流器器和和分分流流器器支支架架机头头体体温度度调调节节系系统统调节节螺螺钉钉定径径套套35文库库专专用用挤出出成成型型机机头头的的设设计计原原则则正确确选选择择机机头头的的形形式式改变变料料流流的的运运动动状状态态，，产产生生适适当当的的压压力力机头内的的流道应应呈光滑滑的流线线型机头内应应有分馏馏装置和和适当的的压缩区区机头成型型区内应应有正确确的截面面形状机头内最最好设有有适当的的调节装装置应有足够够的压缩缩比机头结构构紧凑、、利于操操作合理选择择材料36文库专用用挤出成型型模具与与挤出机机机头与挤挤出机的的关系国产挤出出机的技技术参数数机头与挤挤出机的的联结37文库专用用第二节管管材挤挤出成型型机头常用结构构直通式挤挤管机头头直角式挤挤管机头头旁侧式挤挤管机头头微孔流道道式挤管管机头机头内主主要零件件的尺寸寸及其工工艺参数数定径套的的设计外径定径径内压法定定径真空吸附附法定径径内径定径径38文库专用用第三节棒棒材材挤出成成型机头头机头结构构及设计计要点1、机头头结构2、棒机机头设计计要点流道的设设计应具具有阻流流阀的作作用棒材的定定型区要要比管材材的定型型区大一一些进口处的的扩张角角为30~60左右，，收缩部部分的长长度约为为50~100mm机头出口口处为喇喇叭型、、喇叭扩扩张角为为45主要的工工作零件件应进行行调质处处理。定径套的的设计定径套的的长度设设计定径套的的内径设设计39文库专用用第四节吹吹塑薄膜膜机头成型方式式：平挤挤上吹方方法、平平挤下吹吹方法、、平挤平平吹方法法。机头的形形式：1、芯棒棒式机头头中心进料料式机头头（十字字形机头头）螺旋式机机头旋转式机机头多层复合合式机头头吹塑薄膜膜机头的的特点机头设计计要点：：1、口模模与芯棒棒的单边边间隙2、口模模定型段段长度3、缓冲冲槽尺寸寸4、芯棒棒扩张角角与分流流线斜角角40文库专用用第五节板板材、片片材挤出出成型机机头支管式机机头（一）、、一端供供料的直直支管型型机头（二）、、中间供供料的直直支管型型机头（三）、、中间供供料的弯弯支管型型机头（四四））、、带带有有阻阻流流棒棒的的双双支支管管型型机机头头鱼尾尾式式机机头头螺杆杆式式机机头头41文库库专专用用第六六节节异异型型材材挤挤出出成成型型机机头头板式式机机头头流线线式式机机头头异型型材材挤挤出出成成型型机机头头的的设设计计要要点点必须须对对口口模模成成型型区区的的截截面面形形状状进进行行一一定定修修正正机头头结结构构参参数数机头头口口模模的的尺尺寸寸42文库库专专用用第七七节节电电线线电电缆缆挤挤出出成成型型机机头头挤压压式式包包覆覆式式机机头头套管管式式包包覆覆式式机机头头43文库库专专用用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44文库库专专用用第一一节节、、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45文库库专专用用第二二节节、、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）带有气气体缓冲装置置的真空成型型46文库专用塑件设计塑件的几何形形状和尺寸精精度塑件深度与宽宽度之比圆角斜度加强筋47文库专用模具设计（一）、模具具的结构设计计抽气孔的设计计型腔尺寸型腔表面粗糙糙度边缘密封结构构加热、冷却装装置（二）、模具具材料非金属材料金属材料48文库专用第三节压压缩空气成成型工艺与模模具设计压缩空气成型型特点及成型型工艺压缩空气成型型模具（一）、压缩缩空气成型模模具结构（二）、模具具设计要点49文库专用第十章其其他成型工艺艺与模具设计计第一节共注射射成型定