塑料成型工艺及模具设计2

塑料成型工艺及模具设计CAI课件吉林大学珠海学院机电系材料加工专业的专业限选课目录：

第一章：绪论第二章：塑料制件的设计第三章：塑料注射成型模具第四章：塑料压制成型模具第五章：热固性塑料压铸及注射成型模具第六章：塑料中空成型、真空成型、压缩空气成型模具第七章：热塑性塑料挤出成型机头第八章：模具型腔加工新工艺、试模及维修课时：48教材：《塑料成型模具》成都科技大学等合编教材成绩评定期末考核成绩占60%（开卷考试）实验成绩占总成绩的20%（实验课4学时）(注射模具结构拆装、注射成型工艺模拟)备注：没有实验成绩不能参加本课程考核实验时间、地点：第4~10周实训楼114分组进行平时成绩（出勤、作业）占总成绩的20%备注：缺勤超过3次取消考试资格考试时间：最后一次课要求1．掌握注射成型模具的特点和注射成型的基本原理，了解各个部件的组成、作用和设计要点。了解常用注射成型机的工作原理与常见参量选择方法，并初步掌握注射模具设计方面的知识。

2.使学生在塑料制件设计方面受到一定的训炼，掌握必要的设计手段；培养解决专业设计和实验研究的能力。3.注重培养学生的思维能力，采用理论与实践相结合，理论讲述与典型塑料件及注射模具结构设计相结合的方法进行教学，培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生完成本门课程的学习任务之后，能够自觉地对实践中存在的问题进行反思并提出解决办法。塑料概论塑料——以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂、稳定剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子有机材料。树脂——指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。塑料——树脂+添加剂一、塑料的定义塑料概论

——在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料，其分子结构最终为体型结构。（变化过程不可逆）1．按塑料的物理化学性能分：——指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其分子结构是线型或支链型结构。(变化过程可逆)热塑性塑料热固性塑料二、塑料的分类塑料概论2．按塑料的用途分：二、塑料的分类——一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等）应用于特殊要求的塑料。——一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。——一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。特种塑料工程塑料通用塑料第一章绪论一、塑料成型模具及其在塑料成型加工工业中的地位

模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具，例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具及成型陶瓷、玻璃等制品使用的各种模具。饼模手机壳模具第一章绪论现代模具分类：

第一章章绪绪论论成型塑塑料制制品的的模具具叫做做塑料模模具。第一章章绪绪论论对塑料料模具具的全全面要要求是是:①尺寸寸精度度、外外观、、物理理性能能等各各方面面均能能满足足使用用要求求的优优质制制品。。②高效效率、、自动动化、、操作作简便便。③结构构合理理、制制造容容易、、成本本低廉廉。④尽量量减少少开模模、合合模和和取制制件过过程中中的手手工劳劳动。。为此此常采采用自自动开开合模模及自自动顶顶出机机构。。⑤合理的的加工工工艺艺、高高效的的设备备、先先进的的模具具。第一章绪绪论二、塑料成成型模具发发展趋势近年来，塑塑料成型加加工机械和和成型模具具增长十分分迅速，高高效率、自自动化、大大型、微型型、精密、、长寿命的的模具在整整个模具产产量中所占占的比重越越来越大。。(1)加深理论研研究随着对塑料料成型加工工原理的研研究越来越越深入，模模具设计已已由经验设设计阶段逐逐步向理论论计算设计计方面发展展。这些理理论为塑料料模具的计计算机辅助助设计和辅辅助工程奠奠定了基础础。(2)高效率、自自动化如多层多型型腔注射模模结构、各各种自动脱脱出产品和和流道凝料料的脱模机机构、自动动分型抽芯芯机构、热热流道浇注注系统注射射模具以及及高效冷却却结构。高高效自动化化的模具与与高速自动动化的成型型设备相配配合对提高高生产效率率、提高产产品质量，，降低生产产成本起了了很大作用用。第一章绪绪论(3)大型、超小小型及高精精度随着塑料应应用领域日日益扩大，，在建筑、、机械、汽汽车、仪器器、家用电电器等采用用了许多大大型、精密密和高寿命命的塑料制制品，如汽汽车壳体、、洗衣机桶桶、传动齿齿轮、轴承承等。大型型模具设计计要求作详详细准确的的理论计算算，由于模模具自重大大，物料流流程长，型型腔易变形形，因此在在结构设计计上需作更更为周密的的考虑。高高精度模具具要求配合合精度和运运动精度都都很高，耐耐磨损，模模温控制精精确，在高高压下成型型，收缩变变形小。(4)革新模具制制造工艺塑料模具制制造中最困困难的部分分是型腔，，特别是异异形复杂型型腔的加工工，若采用用各种坐标标机床、仿仿形机床、、光控机床床、数控机机床等来代代替传统的的机械加工工方法，这这样不仅缩缩短制模周周期、提高高模具精度度，而且还还降低了劳劳动强度和和生产成本本。采用精密铸铸造、冷挤挤压、电加加工等新工工艺技术给给模具型腔腔加工带来来了巨大方方便。第一章绪绪论(5)模具计算机机辅助设计计(CAD)、辅助工程程(CAE)CAD软件件的主要功功能是几何何造型技术术，它将制制品图形立立体地精确确地显示在在屏幕上，，完成制件件设计的绘绘图工作，，对制品或或模具进行行力学分析析。CAE软件件中流动软软件可以模模拟熔体在在模内的流流动过程，，冷却分析析软件可模模拟熔体的的凝固过程程和在模内内的温度变变化，预测测可能出现现的问题，，如制品缺缺陷、翘曲曲、变形、、内应力等等，使计算算结果优化化。(6)标准化模具标准化化包括塑料料注射模零零件标准、、塑料注射射模零件技技术条件、、塑料注射射模模架标标准、塑料料注塑模技技术条件等等，其中零零件标准包包括导柱、、导套、推推杆、模板板等。模具具标准化为为塑料模具具设计和制制造都带来来极大的方方便，由于于标准件可可以直接购购买，因此此模具设计计制造者只只需精心设设计和加工工型腔，这这样使塑料料模具设计计和制造周周期大为缩缩短，成本本降低，质质量得到保保证。目前前发达国家家标准化程程度达到30%以上上，我国标标准化程度度不高，还还需大力推推广，充实实完善。第一章绪绪论三、塑料成成型模具的的分类不同的塑料料成型方法法使用着原原理和结构构特点各不不同的塑料料成型模具具。将塑料料成型模具具分为以下下几类：塑料成型方方法及其模模具压注模注射模压缩模吹塑模发泡模搪塑模真空成型模模压棍（模））挤出模热压印模彩印模第一章绪绪论——把塑料加热热至熔点以以上（使之之处于熔融融态），对对其进行成成型加工的的一种方法法。——塑料处在熔熔融温度以以下（至少少低于熔点点10-20℃）），塑料尚尚处于软化化状态时进进行的一种种成型方法法。压注成型注射成型挤出成型压缩成型吹塑成型真空及压缩缩空气成型型气辅成型固相成型熔融成型

按成型过程程中物理状状态不同分分:第一章绪绪论1．压缩成成型模具压缩成型模模具简称压压模。将塑塑料原料直直接加在敞敞开的模具具型腔内，，再将模具具闭合，塑塑料在热和和压力作用用下成为流流动状态并并充满型腔腔，然后由由于化学或或物理变化化使塑料硬硬化定型，，这种成型型方法叫压压缩成型，，这种成型型方法所用用的模具叫叫压缩成型型模具。压缩模具多用用于成型热固固性塑料，也也可成型热塑塑性塑料的。。第一章绪绪论压缩成型压机机压缩原理压缩成型制品品第一章绪绪论2．压注成型型模具压注成型模具具又称传递成成型模具。将将塑料原料加加入预热的加加料室，然后后向压柱施加加压力，塑料料在高温高压压下熔融并通通过模具的浇浇注系统，进进入型腔，逐逐渐硬化成型型，这种塑科科成型方法叫叫压注成型，，这种成型方方法所用的模模具叫压注模模具。压注模具多用用于热固性塑塑料的成型。。第一章绪绪论压注成型压机机压注原理压注成型产品品第一一章章绪绪论论3．．注射射成成型型模模具具塑料料先先加加在在注注射射机机的的加加热热料料筒筒内内，，塑塑料料受受热热熔熔融融，，在在注注射射机机的的螺螺杆杆或或活活塞塞推推动动下下，，经经喷喷嘴嘴和和模模具具的的浇浇注注系系统统进进入入模模具具型型腔腔，，塑塑料料在在模模具具型型腔腔内内硬硬化化定定型型，，这这就就是是注注射射成成型型的的简简单单过过程程。。注注射射成成型型所所用用的的模模具具叫叫注注射射模模具具。。注射模具主要要用于热塑性性塑料制品的的成型，但近近年来也越来来越多地用于于热固性塑料料成型。注射射成型在塑料料制件成型中中占有很大比比重，世界塑塑料成型模具具产量中约半半数以上是注注射模具。第一章绪绪论注射成型压机机注射原理注射成型产品品第一章绪绪论4．挤出成型模具具挤出成型模具具又称机头。。使处于粘流流状态的塑料料在高温高压压下通过具有有特定断面形形状的口模，，然后在较低低温度下定型型，以生产具具有所需断面面形状的连续续型材的成型型方法叫挤出出成型。用于于塑料挤出成成型的模具叫叫挤出成型模模具。挤塑塑成成型型原原理理第一一章章绪绪论论挤出出成成型型产产品品挤出出机机头头挤出出成成型型过过程程第一一章章绪绪论论5．．中空空制制品品吹吹塑塑成成型型模模具具将挤挤出出或或注注射射出出来来的的尚尚处处于于塑塑化化状状态态的的管管状状坯坯料料，，趁趁热热放放到到模模具具成成型型腔腔内内，，立立即即在在管管状状坯坯料料的的中中心心通通以以压压缩缩空空气气，，管管坯坯膨膨胀胀而而紧紧贴贴于于模模具具型型腔腔壁壁上上，，冷冷硬硬后后即即得得一一中中空空制制品品。。此此种种制制品品成成型型方方法法所所用用的的模模具具叫叫中中空空制制品品吹吹塑塑模模具具。。第一章绪绪论吹塑成型压机机吹塑原理吹塑成型产品品第一章绪绪论6．真空或压缩空空气成型模具具真空或压缩空空气成型模具具为一单独的的阴模或阳模模。将预先制制成的塑料片片周边紧压在在模具周边上上，使加热软软化，然后再再在紧靠模具具的一面抽真真空，或在其其反面充以压压缩空气，使使塑料片紧贴贴到模具上，，冷却定型即即得制品。此此种成型方法法，模具受力力较小，要求求不高，甚至至可用非金愿愿材料制作。。第一章绪绪论真空成型模具具真空成型产品品第一章绪绪论7．气辅成型模具具先在模具型腔腔内注入部分分或全部熔融融的树脂，利利用气体推动动熔体完成充充模过程或填填补因树脂收收缩后留下的的空隙，在塑塑件固化后再再将气体排出出，再脱出中中空塑件。成型过程大致致分为：树脂脂注射、延时时、气体注射射、气体保压压并冷却、排排气、脱模几几个阶段。第一章绪绪论气辅成型塑件件模具配置气针针装置，由气气体产生器（