塑料成型工艺第三章-注射成型

2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

塑料制件的设计是在满足使用要求的前提下，根据选用塑料的类型及其成型加工特点，确定相应而合理的成型工艺，并根据该成型工艺的特性而设计出相适应的塑料结构件。

第一页，共217页。2023年4月2日由于塑料有其特殊的物理机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点吗，避免或补偿其缺点，在满足使用要求的前提下，塑料形状应尽可能做到简化模具结构，符合成型工艺特点。对于模具设计者来说，在考虑塑件的结构及有关使用要求时，还必须与成型该塑件的成型模具的相应结构结合起来考虑，既要使塑料制件能按使用要求加工出来，保证制件的质量，而又要使模具结构合理、经济。第二页，共217页。§3.1塑料成型制件的结构工艺性在塑件结构工艺性设计中，应考虑以下几方面的因素：（1）塑料的各项性能特点（2）在保证各项使用性能的前提下塑件的结构形状应力求简单，且有利于冲模流动、排气、补缩和高效冷却硬化（热塑性塑件）或快速受热固化（热固性塑件）（3）模具的总体结构应易于制造特别是抽芯和脱模机构第三页，共217页。2023年4月2日塑件结构工艺性设计的主要内容包括以下几方面：

一、塑料制件的选材

二、塑料制件的尺寸和精度

三、塑料制件的表面质量

四、塑料制件的结构设计表面粗糙度表观质量形状、壁厚、斜度、加强筋、支撑面、圆角、孔。螺纹、齿轮、嵌件、铰链、标记、符号和文字等第四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性一、塑料制件的选材塑料制品的选材应考虑如下几个方面，以判断其是否能够满足使用要求。1）塑料的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲击性能以及对应力的敏感性。第五页，共217页。2023年4月2日2）塑料的物理性能，如对环境温度变化的适应性、光学特性、绝热或电气绝缘的程度、精加工和外观的完满程度等。3）塑料的化学性能，如对接触物（水、溶剂、油、药品）耐性、卫生程度以及使用上的安全性等。第六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性4）必要的精度，如收缩率的大小以及各方向收缩率的差异。5）成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性热敏性等。

对于塑料材料的这些要求往往是通过塑料的特性表进行选择和比较的。第七页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性第八页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性1、塑件的尺寸二、塑料制件的尺寸和精度

塑件的总体尺寸主要取决于塑料品种的流动性。在一定的设备和工艺条件下，流动性好的塑料可以成型较大尺寸的塑件；反之，成型的塑件尺寸较小。第九页，共217页。2023年4月2日第十页，共217页。2023年4月2日

塑件的外形尺寸还受成型设备的限制。从能源、模具制造成本和成型工艺条件出发，只要能满足塑件的使用要求，应将塑件设计的尽量紧凑，尺寸小巧一些。第十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性——是指所获得的塑件尺寸与产品尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。2、塑件的尺寸精度

影响塑件精度的因素较为复杂，塑件尺寸误差的产生式多种因素综合影响的结果，因此，在一般情况下塑件要达到金属制件那样的精度是非常困难的。第十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性2、塑件的尺寸精度从模具设计和制造得角度看，影响塑件尺寸精度的因素主要有以下几方面：（1）模具的制造精度（2）模具的磨损程度（3）塑料收缩率的波动（4）模具安装配合误差第十三页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性2、塑件的尺寸精度

此外，成型时工艺条件的变化、成型后的实效变化、塑件的飞边等都会影响塑件的精度。因此。要合理地确定塑件精度。

一般来讲，为了降低模具的加工难度和模具制造成本，在满足使用条件的前提下尽可能选用低的精度等级。

目前，我国已颁布了工程塑料模塑塑件尺寸公差的国家标准。第十四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性表3－1工程塑料模塑塑料尺寸公差（GB/T14486--1993）第十五页，共217页。2023年4月2日第十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

模塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分为7个等级，

MT1级精度最高（一般不采用），

MT7级精度最低。每一级又分为A、B两部分，其中A表示为不受模具活动部分影响尺寸的公差，B表示为受模具活动部分影响尺寸的公差（例如，由于受水平分型面溢边厚薄的影响，压缩件高度方向的尺寸。第十七页，共217页。2023年4月2日

表中，其具体的上、下偏差可根据制品的配合性质进行选择。

通常：

孔类尺寸的公差取正（+）值；

轴类尺寸的公差取负（-）值；

中心距尺寸公差取表中数值之半并冠以±号。第十八页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

塑件尺寸精度还与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的不同，塑件的公差等级又可分为高精度、一般精度、未注公差三种。如表3-2。此表反映了在实践总结和讨论分析的基础上，不同塑料在同样工艺难度下所能达到不同精度等级标准。第十九页，共217页。2023年4月2日表3-2塑件公差等级的选用第二十页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性三、塑料制件的表面质量塑件的表面质量包括表面粗糙度和表面质量。

塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔的表面粗糙度有关。一般模具型腔的表面粗糙度要比塑件低一个等级，即光洁度高一个等级。

注塑件：Ra0.2～1.6μm

模腔表壁：Ra0.1～0.8μm（塑件Ra的1/2)第二十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

塑件的表观质量指的是塑件成型后的表观缺陷状态，如常见的缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、阴纹、翘曲与收缩、尺寸不稳定等。三、塑料制件的表面质量

它是由于塑件成型工艺条件、塑件成型原材料的选择、模具总体设计等多种因素造成的。第二十二页，共217页。2023年4月2日

塑件为了获得光滑美观的表面，常常要求粗糙度低，为此模具型腔表面需要研磨抛光和打磨。因此，粗糙度过低会使得模具制造工艺复杂、周期长、成本高。第二十三页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性三、塑料制件的表面质量

对于透明制品还要求型腔和型芯粗糙度相同。对于不透明的塑料制品，模具型芯的成型表面并不影响制品的外观，仅仅影响制品的脱模性能，所以在不影响使用要求的前提下，型芯的表面粗糙度的级别可比型腔的表面粗糙度高1~2级。第二十四页，共217页。2023年4月2日

有些制品的表面要求有Ra0.8～0.2μm的表面粗糙度（镜面），而模具在使用中由于型腔表面磨损而变得粗糙时，应随时给以抛光复原，以保持其原有的镜面。应该指出的是，光洁如镜的制品表面很易划伤，制品与模具表面还易形成真空吸附面使脱模困难。并且在成型过程中产生的疵点、丝痕和波纹会在制品的光洁表面上暴露无遗。第二十五页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

因此常常利用化学腐蚀的方法在模具型腔表面形成诸如凹槽纹、皮革纹、桔皮纹、木纹等装饰花纹，对塑料制品进行表面装饰。制品表面经装饰后可以隐蔽制品表面在成型过程中产生的缺陷，使外形美观，并且由于型腔表面细小的凹纹，在制品表面与型腔表面之间能容纳少许的空气，不致形成真空吸附而造成脱模困难。第二十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性四、塑料制件的结构设计

塑料制件的形状，首先是保证制件的使用结构要求，并结合人们的审美观点而设计出来的几何形状，因而，随着设计者的构思方案不同，同一用途的制件，其形状也会不同，对此我们不做深入讨论。我们所着重论述的是有关制件设计的工艺性与经济性，即我们设计的塑件内外表面形状要设计的易于模塑成型。1）形状第二十七页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

有些塑件的结构上有侧孔或凹槽，模具设计中就必须设置活动块或复杂的侧向抽芯机构，否则塑件就无法脱模。而采用侧抽芯或瓣合式模具不但提高了模具制造成本降低了生产效率，而且还会在分型面上留下毛边，增加后加工的困难。

通常，只要适当改变这种情况，使模具结构大大简化，制造方便也有利于提高生产率。为此塑件要尽量的避免侧凹陷部分。

第二十八页，共217页。2023年4月2日第二十九页，共217页。2023年4月2日第三十页，共217页。2023年4月2日第三十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性表3-3

改变塑件形状以利于成型的几个例子第三十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

热塑性塑料中软而有弹性者，如PE、PP、POM等制品，当塑件的侧凹较浅并允许有圆角时则可以用整体式模具，采用强制脱出塑件，如图所示，这时塑件在脱模温度下应具有足够的弹性。

使用强制脱出类型的制件在瓶盖生产中应用很广泛，但是多数情况下塑件侧凹不能强制脱出。第三十三页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性图3-1

可强制脱模的侧向凸、凹形状强制脱出的浅侧凹，尺寸应满足：第三十四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性第三十五页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性2）斜度

熔融的塑料在模具型腔中成型以后，便逐渐冷却，从而使塑件紧紧包裹住模腔中的型芯或其他凸起部分，甚至粘附住型腔表面，使开模取件时发生困难，致使塑件表面擦伤、拉毛。为了使塑件脱模方便，设计塑件时必须考虑与脱模（及抽芯）方向平行的内、外表面都应设置一定的脱模斜度。第三十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性图3-2

脱模斜度脱模斜度取向：外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得，内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得。第三十七页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

斜度过小，脱模脱模苦难，易造成表面划伤或破裂；

斜度过大则影响其尺寸精度。脱模斜度还没有比较精确的计算公式，目前依靠经验数据，下表给出了一些塑料的常用的脱模斜度值。

塑件斜度大小与塑料的收缩率、结构形状、壁厚、成型工艺条件等有关，一般脱模斜度0.5°~1.5°第三十八页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性表3-4常用塑料的脱模斜度由表可见，对性质较脆、较硬的塑料，脱模斜度要求大一些。第三十九页，共217页。2023年4月2日（2）在塑料收缩率大的情况下应选用较大的脱模斜度。热塑性塑料的收缩率一般较热固性大，故脱模斜度也应大一些；在选择具体的脱模斜度时，应注意如下原则：（3）当塑件壁厚较厚时，因成型时塑件的收缩率大，故也应选用较大的脱模斜度；（1）在满足塑件尺寸公差要求的前提下，脱模斜度可取得大一些，这样有利于脱模；第四十页，共217页。2023年4月2日（4）塑件结构比较复杂，脱模阻力比较大时，应选用较大的脱模斜度；（5）对型芯较长或有较深型腔的塑件，脱模斜度取偏小值；（6）一般情况下，塑件外表面的脱模斜度值可比内表面的小些；（7）当塑件高度小于2mm时，可以不设脱模斜度。在选择具体的脱模斜度时，应注意如下原则：第四十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性四、塑料制件的结构设计3)壁厚

塑件的壁厚设计主要是根据使用要求（强度、刚度）和制件机构特点（形状、大小）而定，同时由于模塑成型工艺学的要求而使塑件壁厚受到一定限制。第四十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性3)壁厚

壁厚过薄，则强度、刚性差。可能在脱模机构的冲击力和装配时的紧固力的作用下，产生变形甚至断裂；另外在成型时塑料塑料流动阻力大，尤其是大型复杂件造成成型困难；

壁厚对塑件质量影响很大：第四十三页，共217页。2023年4月2日

壁厚过厚不仅浪费原料，而且对对热塑性塑料来说，增加了冷却时间，使成型周期长，生产率降低，还容易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷；

对于热固性塑料，同样会使成型时间增加，并容易造成固化不完全或表面焦化等质量问题。

各种塑料壁厚常用值可查以下各表。第四十四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性表3-5

热固性塑料壁厚推荐值(单位：mm)第四十五页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性表3-6热塑性塑料制件的最小壁厚及常用壁厚推荐值(单位：mm)第四十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性同一个塑件的壁厚应尽可能均匀一致，否则会因冷却固化速度不同产生内应力，引起塑件变形或开裂。如图所示，其中a图是错误的设计，制件壁厚过大或壁厚不均匀，b图为改进后的设计。图3-3

壁厚不均的改善第四十七页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性图3-4

塑件底厚不改善第四十八页，共217页。2023年4月2日图3-5

塑料圆柱部分壁厚改善第四十九页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性4)加强肋及其他增强防变形结构塑件是由许多壁面组成的，当它的平面较大时，由于增加它的壁厚在工艺上受到限制，为了满足使用上对强度、刚度的要求，就要设置加强肋。加强肋的作用：提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲，降低流动的阻力。第五十页，共217页。2023年4月2日图3-6

加强肋实例采用加强肋改善塑件的壁厚与刚度第五十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性b≤δh≤3δα＝2°～5°R≥0.25δ加强肋之间的中心距应大于塑件壁厚的三倍。图3-7

加强肋尺寸第五十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

设计加强肋时，应注意以下问题：

1）设计加强肋时，应使中间肋低于外壁0.5mm以上，这样能使支承面易于平直。图3-8

加强肋与之承面a）不合理b）合理第五十三页，共217页。2023年4月2日

2）加强肋厚度小于壁厚不合理合理第五十四页，共217页。

3）在设置加强肋时，应避免或减小塑料的局部聚积，否则会产生缩孔、气泡。在设计时可将实心部位改为空心结构。a）不合理b）合理图3-9

加强肋的布排应注意塑料局部聚积§3.1塑料成型制件的结构工艺性第五十五页，共217页。2023年4月2日在塑料设计中，十字结构是最好的。因为它能应付不同的负荷排列变化。正确设计的可承受预期应力的十字结构，可以确保在整个制品上的应力均匀分布。在十字交叉处形成的节点，代表材料的积聚。可以将节点中心挖空，以防止产生问题。第五十六页，共217页。2023年4月2日不要在交叉处和组件相交的地方形成材料的积聚。第五十七页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

4）非平板状塑件肋条排列应交错排列，这样才能防止收缩不均匀，变形较小。a）不合理b）合理图3-10

加强肋的排列方向第五十八页，共217页。2023年4月2日

5）平板状塑件加强肋方向与料流方向平行，避免干扰熔体流动而影响成型质量。第五十九页，共217页。2023年4月2日6）空心薄壁容器可通过适当改变其结构或形状达到提高强度、刚度和防止变形的目的。图3-11

容器底与盖的加强

薄壳状的塑件可制成球面或拱曲面，这样可以有效地增加刚性和减少变形。其他增强防变形结构第六十页，共217页。2023年4月2日图3-12

容器边缘的加强第六十一页，共217页。2023年4月2日容器侧壁的加强第六十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性5)支承面

以塑件的整个底面做支承面是不合理的。因为即使模具型腔表面很平直（当支承面尺寸比较大时，做到这一点是很困难的），但由于塑件冷却收缩变形仍会使底面不平。通常用底部边框或者用底脚（三点或四点）来代替整个底面做支承面。第六十三页，共217页。2023年4月2日图3-13

支承面的改进a）不合理b）凸缘支撑c）凸台支撑§3.1塑料成型制件的结构工艺性第六十四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性6)圆角

塑件除了使用上要求采用尖角之外，其余所有转角处都应采用圆弧，因制件尖角处易产生应力集中，在受力或受冲击、振动时容易破裂，甚至在脱模顶出过程中由于模塑产生的内应力而开裂，特别是制件的内圆角。一般，即使采用R=0.5mm的圆角就能使塑件的强度大为增加。第六十五页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性a）不合理b）合理图3-14

塑件的圆角第六十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

下图表示塑件的内圆角和壁厚遇应力集中系数之间的关系。可见R/t<0.3时，应力集中系数急剧增加，而当R/t>0.8时，再增大圆角应力集中系数下降很小，因而没有必要。因此，将R/t控制在1/4~3/4的范围内较为合理，一般R不小于0.5mm。图3-15R/δ与应力集中系数的关系第六十七页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性因此，常用内圆角的尺寸为R=0.5t，这样塑件转角处的壁厚增加了，故最好的办法是将交接处的外角也做成圆角，使应力集中进一步减小，又使壁厚均匀。下图所示为塑件常用的圆角半径。第六十八页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性设置圆角还有利于塑料的流动充模和塑件顶出，并且塑件在外形上也比较美观。塑件转折处设计成圆角，其对应的模具型腔部位也要设计成圆角，这样能使模具结构强度增加，并且有利于加工制造和热处理，减少变形开裂，延长模具寿命。

塑件有些部位如分型面型腔与型芯结合处就不宜采用圆角，以防止成型时溢料或毛刺过大，甚至卡住型芯妨碍塑件脱模。第六十九页，共217页。2023年4月2日圆角的作用：圆角可避免应力集中，提高制件强度圆角有利于充模和脱模圆角有利于模具制造，提高模具强度总结：圆角的确定：内圆角半径应为壁厚的一半外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍一般圆角半径不应小于0.5mm壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上第七十页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性7)孔的设计

塑件的孔有通孔和不通孔（盲孔）两种。其形状有圆孔、异形孔、螺纹孔及特殊形状的孔。这些孔应尽能设置在不易削弱塑件强度的地方，并力求便于成型和避免在制造模具时产生复杂性。在孔之间和空与壁之间应留有足够的距离。第七十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性表3-7热固性塑料孔间距和孔与边缘最小距离(单位：mm)备注：1.热塑性塑料按热固性塑料的75%取值2.增强材料宜取上限3.两孔径不一致，则以小孔查表第七十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

为此，在设计孔的位置尺寸时，应使孔与孔的边距大于孔径，对固定孔和其它受力孔的周围可设置凸缘来增强。图3-17孔的增强第七十三页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

成型通孔用的型芯一般有以下三种安装方法：图3-18通孔的成型方法1.通孔第七十四页，共217页。§3.1塑料成型制件的结构工艺性第七十五页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性第七十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性第七十七页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性2.不通孔

不通孔在成型时型芯只能用一端固定，刚度和稳定性较差，在料流的压力冲击下，容易弯曲变形甚至折断。因此，不通孔的深度应浅于通孔。注射成型时，不通孔的深度通常不超过孔径的4倍。第七十八页，共217页。2023年4月2日

直径过小（如<1.5mm）或深度太大的孔，最好用成型后在经机械加工的方法来获得。如果能在模塑时在钻孔位置压出定位浅孔，则可给后加工带来很大的方便。第七十九页，共217页。2023年4月2日3.固定孔设计第八十页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性4.特殊孔

对于斜孔或复杂的特殊孔，可采用组合的型芯来成型。图

特殊孔型芯的组合形式第八十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性第八十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性第八十三页，共217页。2023年4月2日总结塑件的孔三种成型加工方法：直接模塑出来模塑成盲孔在钻孔通塑件成型后再钻孔设计原则：孔设在不易削弱塑件强度的地方孔与孔之间，孔与边壁之间应留有足够的距离第八十四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性塑件上的螺纹可以模塑成型，也可以切削成型，在经常装拆和受力较大的地方应该采用金属的螺纹嵌件。8)螺纹的设计成型螺纹的方法有以下几种：1.采用螺纹型芯或螺纹型环在成型之后从制件上拧下来；2、外螺纹采用瓣合模成型，这时工效高，但精度差，还可能带有不易除尽的飞边；第八十五页，共217页。2023年4月2日3、要求不高的内螺纹（如瓶盖螺纹）用软塑料成型时，可强制脱模，不必从螺纹型芯上拧下来，这时螺牙断面最好设计得浅一些，且呈圆形或梯形断面。

塑件上的螺纹孔，也可以用先成型螺纹底孔（光孔），再用攻螺纹的方法来制成。第八十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性螺纹设计的注意事项：由于塑料螺纹的强度仅为金属螺纹强度的1/10～1/5，所以塑件上螺纹应选用较大的牙型尺寸:

外径≥4mm；内径≥2mm；螺距≥0.7mm；

精度一般低于3级。

细牙螺纹尽量不采用直接成型，而是采用金属螺纹嵌件，否则将影响其使用程度。第八十七页，共217页。2023年4月2日表3-8

塑件螺纹选用范围

第八十八页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性2)塑件螺纹与金属螺纹的配合长度不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5倍(或7～8牙)，否则会因干涉造成附加内应力，使螺纹连接强度降低。3)因为一般塑料比金属的强度和刚度差，为了防止螺纹最外圈崩裂或变形，其始端和末端均不应突然开始和结束，而应有过渡部分l，一般大于0.2mm。第八十九页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性图3-20

塑件螺纹的正误形状内螺纹始端有一台阶孔，孔深0.2～0.8mm，并且螺纹牙应渐渐凸起。第九十页，共217页。2023年4月2日图3-20

塑件螺纹的正误形状外螺纹其始端也应下降0.2mm以上，末端不宜延长到与垂直底面相接处，以避免从根部发生断裂。螺纹始端和末端均不应突然开始和结束，而应有过渡部分l。第九十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性表3-9

塑件螺纹头尾端的过渡长度(单位：mm)第九十二页，共217页。2023年4月2日4)在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹的旋向相同，螺距相等，以简化脱模，如图a所示。当螺距不等或旋转方向不同时，就采用两段型芯或型环组合在一起，成型后分段拧下，如图b所示。两段同轴螺纹的设计第九十三页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性9)齿轮设计

由于塑料齿轮具有重量轻、弹性模量小、在同样制造精度下比钢和铸铁齿轮传动噪声小等特点，因此近年来在机械电子工业中得到越来越广泛的应用，目前主要用于精度和强度要求不太高的传动机构中。

常用于塑料齿轮的塑料有PA、PC、POM、PSU等。第九十四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

为了使塑料齿轮适应注射成型工艺，保证轮辐、辐板和轮毂有相应的厚度，对齿轮的各部分尺寸有一定的要求。t—轮缘宽度；h—齿高；H1—辐板厚度；H—齿宽厚度；H2—轮毂厚度；D—轴孔直径；Dt—轮毂外径。t≥3h；H1≤

H；H2(D)≥H;D≥1.5~3D。第九十五页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

应尽量避免截面尺寸的突然变化或出现尖角，尽可能加大各表面相接或转折处的圆角及过渡圆弧的半径。轴与孔应尽可能不采用过盈配合，而采用销钉或半月形孔配合的形式。

图3-22塑料齿轮的固定形式第九十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

对于薄壁齿轮，壁厚不均会引起齿轮歪斜，采用无轮缘无轮毂的结构可以很好的改善这种情况。

第九十七页，共217页。2023年4月2日

在辐板上有a）所示的大孔时，因孔在成型冷却时很少向中心收缩，会使齿轮歪斜，对此可采用b）图所示的辐板结构。图3-23

塑料齿轮辐板结构第九十八页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性10)嵌件和自攻螺钉设计1.嵌件的用途及形式目的：为了增加塑料制件整体或局部的强度、硬度、耐磨性、导磁导电性，或者为了增加塑件的尺寸和形状的稳定性、提高精度，或者为了降低塑料消耗以及满足其它多种要求。第九十九页，共217页。2023年4月2日材料：多数是有色或黑色金属，也有非金属，例如玻璃、木材甚至可以用预先成型的塑件其中金属嵌件用得最为普遍。缺陷：增加塑件的成本，使模具结构复杂，而且向模具中安装嵌件会降低塑件的生产效率，难以实现自动化。第一百页，共217页。§3.1塑料成型制件的结构工艺性图3-24

常见嵌件形式圆筒形嵌件以带螺纹孔的嵌件为最常见，它主要用于经常拆卸或受力较大的场合或导电部位的螺纹连接圆柱形嵌件如光杆、丝杆，用于导电或受力较大的场合第一百零一页，共217页。2023年4月2日2023年4月2日片状嵌件常用作塑料制品内的导体和焊片细杆状贯穿嵌体常用于汽车方向盘塑料制品中，加入金属细杆可以提高方向盘的强度和硬度图3-24

常见嵌件形式第一百零二页，共217页。2023年4月2日2

嵌件的设计(1)嵌件与塑件应牢固连接图3-25嵌件在塑件内的固定嵌件表面必须设计成适当的起伏形状。菱形滚花是最常用的一种形式，如图3-25a所示。直纹滚花嵌件(图3-25b)。边缘翻边固定，如图3-25c所示。切口、孔眼或局部折弯来固定，如图3-25d所示。砸扁其中一段或折弯等办法来固定，如图3-25e所示。第一百零三页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性(2)嵌件应在模具内有可靠定位和配合

模具内嵌件在成型过程中受到高压熔体流动的冲击，可能发生位移或变形，同时塑料还可能挤入嵌件上预备留的孔或螺纹线中，影响嵌件使用，因此嵌件必须可靠定位第一百零四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性图3-26外螺纹嵌件在模内的固定形式利用嵌件上的光杆部分与模具配合间隙配合利用凸肩与模具配合，增加了塑件的稳定性，还可以阻止塑料流入螺纹第一百零五页，共217页。2023年4月2日凸肩圆环可在成型时被压紧在模具上形成密封环，阻止塑料流入螺纹图3-26外螺纹嵌件在模内的固定形式第一百零六页，共217页。2023年4月2日嵌件直接插在模具内的光杆上凸出的台阶与模具上的孔配合增加了定位的稳定性和密封性图3-27

内螺纹嵌件在模内的固定形式§3.1塑料成型制件的结构工艺性第一百零七页，共217页。2023年4月2日模具上凸出圆环与嵌件凸台配合嵌件内部台阶与模具上的插入杆配合图3-27

内螺纹嵌件在模内的固定形式第一百零八页，共217页。§3.1塑料成型制件的结构工艺性(3)细长或片状嵌件的防变形措施

在注射成型时，塑料熔体的压力会使嵌件发生位移或变形，所以嵌件高度不宜超过其定位部分直径的两倍。当嵌件过长或细杆状时，应在模具内设支柱以避免嵌件弯曲，但会在塑件上留下工艺孔图3-28

细长嵌件在模内的支撑固定第一百零九页，共217页。2023年4月2日对于薄片状嵌件，可在塑料流动方向上打孔以减小嵌件的受力图3-28

细长嵌件在模内的支撑固定第一百一十页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性(4)嵌件的周围有足够的塑料层厚

由于金属嵌件与塑料制品的收缩量不同，因此会使嵌件周围产生很大的内应力而造成制品开裂。但金属嵌件四周的塑料厚度越大，则制品开裂的可能性就越小。第一百一十一页，共217页。2023年4月2日表3-10金属周围塑料层厚度(单位：mm)第一百一十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性(5)嵌件的形状

尽可能采用圆形或对称形状，这样可以保证收缩均匀。金属嵌件嵌入部分的周边应用倒角，以减小周围塑料冷却时产生的应力集中。

成型带嵌件的塑料制品会降低生产效率，使生产不易实现自动化，因此在设计塑料制品时能避免用的嵌件就应尽可能不用。第一百一十三页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性3自攻螺钉孔

塑件上各种螺纹连接的结构要求是大量采用嵌件的重要原因，目前对塑件上装拆次数不多的螺纹通常采用自攻螺钉孔的形式，即用光孔代替内螺纹嵌件，从而大大提高了模塑效率。第一百一十四页，共217页。§3.1塑料成型制件的结构工艺性自攻螺钉孔有两种形式：切割螺纹螺钉孔适用于硬度、刚性较大的材料（如PS、ABS等)和承受载荷、震动较小的场合。这种螺钉孔的侧面开有沟槽，呈锋利的切削刀状，螺钉旋入一面切削出螺纹槽，孔的深度要比螺钉长，以便储存切削。孔径=螺钉的中径。第一百一十五页，共217页。2023年4月2日2023年4月2日旋压螺纹螺钉孔适用于弹性较好的材料（如PS、PP等）和装拆次数要求较多的场合，由于旋压螺纹螺钉在旋入时会产生很大的侧向压应力，故应用于弹性模量大的塑料（PS、ABS、PC等）时，应避免可能发生的应力开裂。孔径等于螺钉中径的80%；旋入最小深度≥螺钉外径的2倍第一百一十六页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

自攻螺钉孔一般设计成圆管状，为承受旋压产生的应力和变形，设计时应注意：D≈3d；H=2d；孔深≥螺钉旋入长度表3-11

自攻螺钉底孔支座典型尺寸第一百一十七页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性11)铰链

利用某些塑料（如PP）的分子高度取向特征，可将带盖容器的盖子和容器通过铰链结构直接成型为一个整体，这样既省去了装配工序，又可避免金属铰链的生锈。第一百一十八页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性铰链设计要点如下：1)铰链部分厚度应减薄，一般为0.2～0.4mm，且其厚度必须均匀一致，壁厚的在减薄处应以圆弧过渡。第一百一十九页，共217页。2023年4月2日

2)铰链部分的长度不宜过长，否则折弯线不在一处，会影响闭合效果。

3)在成型过程中，熔体流向必须垂直于铰链轴线方向，以使大分子沿流动方向取向，脱模后应立即折弯数次。平行旋转轴方向，铰链处会出现缺料、冷接等流动缺陷。使伸长，并提高拉伸强度。第一百二十页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性12）、标记、符号、文字

塑件上的标记（文字或符号、图案等）有凸形、凹形、凸凹形三种，如下图所示。图3-30

塑料制件上的标记符号第一百二十一页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性优点：模腔表面即为凹形，制模时比较方便，可用机械或手工将标志雕刻或电加工成型缺点：塑件上凸形标记容易碰坏第一百二十二页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性优点：塑件上凹形标记不容易碰坏缺点：模腔表面即为凸形，制模时必须将标记周围的金属切掉，而且标记周围的平面难以抛光，制造困难，而且也很不经济。第一百二十三页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

凹坑里的凸形标记在塑件使用时，不易因碰撞而损坏；做成标记镶块装入模具，镶块上的标记为凹形，容易加工，更换方便；

通常为了避免在塑件上留下镶嵌的痕迹，而将镶块周围的结合线作为边框第一百二十四页，共217页。2023年4月2日§3.1塑料成型制件的结构工艺性

塑件上标记的凸出高度不小于0.2mm，线条宽度一般不小于0.3mm，通常以0.8mm为宜。两条线的间距不小于0.4mm，边框可比字高出0.3mm以上，标记的脱模斜度可大于10°。第一百二十五页，共217页。2023年4月2日

支承面

凳脚筋

凳面

圆角第一百二十六页，共217页。2023年4月2日内容简介：

注射成型是将塑料加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料通过机简前端的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内，经过冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程，可生产结构复杂的制品，其成型制品占目前全部塑料制品的20～30％，是塑料成型加工中重要方法之一。§3.2塑料注射成型工艺过程及控制因素第一百二十七页，共217页。2023年4月2日注射成型产品示例第一百二十八页，共217页。一、注射成型原理注射成型是将粒状或粉状塑料从注射成型机的料斗送入机筒内加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料被压缩并向前移动，通过机筒前端的喷嘴，以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间的冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程。

第一百二十九页，共217页。2023年4月2日第一百三十页，共217页。2023年4月2日塑料熔体通过螺旋槽输送，形成螺杆背压，使螺杆停止并向后，一次注射量储料§3.2塑料注射成型工艺过程及控制因素第一百三十一页，共217页。2023年4月2日注射活塞带动螺杆以一定的压力和速度将积存于加热料筒端的熔体经过喷嘴射入模具中，并保压，冷却固化§3.2塑料注射成型工艺过程及控制因素第一百三十二页，共217页。2023年4月2日§3.2塑料注射成型工艺过程及控制因素第一百三十三页，共217页。2023年4月2日注射成型的原料

除极少数几种热塑性塑料（如氟塑料）外，几乎所有的热塑性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某些热固性塑料，如酚醛塑料等。注射成型的周期注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。第一百三十四页，共217页。2023年4月2日§3.2塑料注射成型工艺过程及控制因素注射成型的产品

注射成型课生产各种形状、尺寸、精度满足各种要求的制品。注射成型制品的重量从一克到几十公斤不等，视需要而定。第一百三十五页，共217页。2023年4月2日注射成型的特点因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型制品占目前全部塑料制品的20～30％。注射成型是一种比较先进的成型工艺，目前正继续向着高速化和自动化方向发展。生产周期短、生产效率高；能成型形状复杂、尺寸精确或带嵌件的制品；成型塑料品种多；易于实现自动化。第一百三十六页，共217页。注射成型设备2.注射机的分类按外形可分为：卧式、立式和角式注射机。按塑化方式分为：柱塞式注射机和螺杆式注射机。最大注射量在60克以下第一百三十七页，共217页。2023年4月2日螺杆式注射机第一百三十八页，共217页。2023年4月2日第一百三十九页，共217页。2023年4月2日螺杆作用：对塑料进行输送、压实、塑化和施压

第一百四十页，共217页。2023年4月2日螺杆头部结构要注意防止出现熔融塑料积存、回流现象。一般η大的塑料，用锥行尖头；η小的塑料，必须装止逆环以防回流。第一百四十一页，共217页。2023年4月2日柱塞式注射机第一百四十二页，共217页。2023年4月2日第一百四十三页，共217页。2023年4月2日第一百四十四页，共217页。2023年4月2日喷嘴

作用：保持较高注射压力和速度，使物料进一步塑化．类型：直通式、自锁式、杠杆针阀式等。物料粘度大，热稳性差，用大口径直通式；粘度小，用自锁式和杠杆针阀式。第一百四十五页，共217页。2023年4月2日自锁式喷嘴第一百四十六页，共217页。2023年4月2日第一百四十七页，共217页。2023年4月2日第一百四十八页，共217页。2023年4月2日①塑化不均：塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。②最大注射量受限：最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程。③注射压力损失大：很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。④注射速度不均：从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。⑤易产生层流现象且料筒难于清洗柱塞式注射机存在的缺点：第一百四十九页，共217页。2023年4月2日以同一螺杆实现成型物料的塑化和注射。虽然它的力损失较大，但成型物料的混炼塑化均匀，没有材料滞流，构造简单，是当前应用广泛的机型。

螺杆式注射机第一百五十页，共217页。2023年4月2日螺杆式注射机的优点：借助螺杆的旋转运动，材料內部也发热，均匀塑化，塑化能力大。可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化。由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型。加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解。第一百五十一页，共217页。2023年4月2日螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较：螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。第一百五十二页，共217页。2023年4月2日二、塑料注射成型工艺过程成型前准备注射过程成型后处理第一百五十三页，共217页。2023年4月2日二、塑料注射成型工艺过程1.成型前准备原料检验造粒染色料筒清洗原料干燥质量体积流动性水分及挥发物含量收缩率热风干燥沸腾干燥红外线干燥气流干燥原料预处理嵌件预热脱模剂真空干燥预换料清洗剂硅油硬脂酸锌液体石蜡第一百五十四页，共217页。2023年4月2日第一百五十五页，共217页。2023年4月2日第一百五十六页，共217页。2023年4月2日2.注射成型过程原料检验预处理合模充模加料保压脱模装入嵌件清理料筒清理模具涂脱模剂嵌件清理、预热加热塑化塑件后处理冷却退火，调湿第一百五十七页，共217页。2023年4月2日a)锁模，模具合上并锁紧b)注射，熔融状态的塑料射入模具c)保压，塑料完全充满模具

d)冷却，塑料塑化并计量e)开模，模具打开，顶出塑件图3-32

动作原理第一百五十八页，共217页。(1)加料注射成型时需定量加料，塑料塑化均匀，获得良好的塑件。加料过多，受热的时间过长容易引起塑料的热降解，同时注射机功率损耗增多；加料过少，料筒内缺少传压介质，型腔中塑料熔体压力降低，难于补压，容易引起塑件出现收缩、凹陷、孔洞甚至缺料等缺陷。第一百五十九页，共217页。2023年4月2日(2)加热塑化

加入的塑料在料筒中进行加热，由固体颗粒转换成粘流态并且具有良好的可塑性的过程。塑化进行得好坏直接关系到塑件的产量和质量。

塑料经塑化要达到的要求：塑料熔体在进入型腔之前要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使塑化料各处的温度尽量均匀一致，还要使热分解物的含量达到最小值。第一百六十页，共217页。2023年4月2日决定塑料塑化质量的主要因素是塑料的性能、受热状况和塑化装置的结构。通过料筒对塑料加热，使聚合物分子松弛，出现由固体向液体转变；而剪切作用则以机械力的方式强化了混合和塑化过程，使塑料熔体的温度分布、物料组成和分子形态都发生改变，并更趋于均匀；同时螺杆的剪切作用能在塑料中产生更多的摩擦热，促进了塑料的塑化，因而螺杆式注射机对塑料的塑化比柱塞式注射机要好得多。第一百六十一页，共217页。2023年4月2日

在柱塞式注射机内，靠近料筒壁的塑料温升较快，而料筒中心的塑料温升较慢，直到流至分流锥附近，温度才迅速上升，塑料各点的温差才逐渐减少，但最终料温仍低于料筒温度。图3-33

塑料在料筒内从加料口到喷嘴的升温曲线1—螺杆式注射机(剪切作用强烈时2—螺杆式注射机(剪切作用较平缓)3—柱塞式注射机(靠近料筒的物料)4—柱塞式注射机(中心部分物料)第一百六十二页，共217页。2023年4月2日(3)注射充模与冷却定型

用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的塑料熔体注入模具开始，而后充满型腔，熔体在控制条件下凝固冷却定型，直到制品从模腔中脱出时为止的过程。图3-34柱塞式与螺杆式两种注射机内注射效率的比较第一百六十三页，共217页。2023年4月2日

不管是何种形式的注射机，塑料熔体进入模腔内的流动情况均可分为充模阶段、保压补缩阶段、倒流阶段和浇口冻结后的冷却四个阶段。在连续的四个阶段中，塑料熔体的温度将不断下降，而压力的变化则如图3-29所示。图3-35

模塑周期中塑料压力变化图充模：t＝t1保压：t1～t2倒流：t2～t3

浇口冻结后的冷却：t3～t4脱模第一百六十四页，共217页。2023年4月2日时间t0时塑料熔体开始开始注入模腔，使模具内压力迅速上升，至时间t1时，型腔被充满，模具型腔内压力达最大值。1)充模阶段(t0～t1)模塑最大压力浇口冻结时的压力3-5s脱模时残余压力第一百六十五页，共217页。2023年4月2日在t1-t2时间内塑料仍为熔体，柱塞或螺杆需保持对塑样的压力，使模腔中的塑料得到压实和成型，并缓慢地向模腔中补压入少量塑料以补充塑料冷却时的体积收缩。主要作用:a.压实塑料（提高密度、强度）b.使塑料紧密贴模，制品尺寸精确c.热料补缩d.防止熔体倒流（模内压力高于外部压力时）

2)保压补缩阶段(t1～t2)20-120s第一百六十六页，共217页。2023年4月2日这一阶段是从柱塞或螺杆后退时开始至浇口处熔料冻结时为止(时间从t2到t3)。

柱塞或螺杆从t2开始逐渐后移，过程中并向料筒前端，输送新料（预塑）。由于料筒喷嘴和浇口处压力下降，而模腔内压力较高，尚未冻结的塑料熔体被模具内压返退推向浇口和喷嘴，出现倒流现象。3)倒流阶段(t2～t3)第一百六十七页，共217页。2023年4月2日3)倒流阶段(t2～t3)Ⅰ.压力变化：由p0降至p1Ⅱ.物料由模腔向外流动Ⅲ.该阶段的分子取向程度小（倒流波及的范围很小）Ⅳ.倒流使制品产生缩孔、凹陷、收缩、尺寸不稳定。Ⅴ.减小倒流的主要措施：A

对薄壁制品，采用小浇口（点浇口）；B

延长保压时间（保证在保压时间内使浇口冻结）。第一百六十八页，共217页。2023年4月2日这一阶段是从浇口处塑料完全冻结起到塑件脱模取出时为止。t3-t4时间内，型腔中料温继续下降，至凝结硬化的温度时，浇口冻结倒流停止。4)浇口冻结后的冷却(t3～t4)30-120s第一百六十九页，共217页。2023年4月2日3.塑件的后处理(1)退火处理目的：改善制品的性能，提高尺寸稳定性。由塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶、取向和冷却不均匀，或由于金属嵌件的影响或由于塑件的二次加工不当等原因，塑件内部不可避免地存在一些内应力，从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂，因此应该设法消除这些内应力。第一百七十页，共217页。2023年4月2日

方法：把塑件放在一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，然后缓慢冷却至室温。

退火的温度：高于使用温度10～20℃，低于相变温度10～20℃。温度不宜过高，否则塑件会产生翘曲变形；温度也不宜过低，否则达不到后处理的目的。第一百七十一页，共217页。2023年4月2日退火的实质：1)使强迫冻结的分子链得到松弛，凝固的大分子链段转向无规位置。2)提高结晶度，稳定结晶结构。

第一百七十二页，共217页。2023年4月2日退火时间决定于塑料品种、加热介质的稳度、塑件的形状和壁厚、塑件精度要求等因素。下表为常用热塑性塑料的热处理条件。第一百七十三页，共217页。2023年4月2日(2)调湿处理

目的是使塑件颜色、性能以及尺寸保持稳定，防止塑件使用中尺寸变化，制品尽快达到吸湿平衡。经过调湿处理，还可以改善塑件的韧度，使冲击韧度和抗拉强度有所提高。

将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100～120℃)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。第一百七十四页，共217页。2023年4月2日

调湿处理的时间取决于塑料的品种、塑件形状、厚度及结晶度。并不是所有塑件都要进行后处理，通常只是对带有金属嵌件，使用温度范围变化较大、尺寸精度要求较高、壁厚大和内应力又不易自行消除的塑件才进行必要的后处理。第一百七十五页，共217页。2023年4月2日§3.3注射成型工艺参数温度压力时间（成型周期）第一百七十六页，共217页。2023年4月2日一、温度料筒温度、喷嘴温度：影响塑料的塑化和流动性模具温度：影响塑料的充满成型和冷却固化第一百七十七页，共217页。1、料筒温度（料温）：（1）与塑料成型特性相关Tf

（Tm）~TdTf–黏流态温度Tm-熔点Td-热分解温度热敏性塑料应严格控制料温，比Tf稍高即可；如有填料或增强材料时材料时，料温一般应提高（填料一般会使物料流动性低）。第一百七十八页，共217页。2023年4月2日温度过低：不利于塑化，熔融后粘度较大，流动成型困难，成型后制件容易出现熔接痕、表面无光泽和缺料。温度过高：易引起降解。总的选择原则：在不发生降解前提下，适当升高料温。第一百七十九页，共217页。2023年4月2日（2）与注射机的类型相关螺杆式注射机料温可比柱塞式注射机料温低10~20℃；原因：柱塞式传热、混合和塑化效果差，流动压力损失大。第一百八十页，共217页。2023年4月2日（3）与塑件及模具结构相关薄壁长流程制品应适当提高料筒温度；厚壁短流程制品应适当降低料筒温度；形状复杂、流程曲折多带嵌件制品料筒温度应高。第一百八十一页，共217页。2023年4月2日前高后低：由料斗一侧至喷嘴一侧逐步升高。料筒温度分布水分含量高的塑料，后段温度可适当提高。原因：有利于水分排出，否则制品易出现银纹、气泡、斑纹等缺陷。喷嘴温度比后端料斗温度高5~10℃；

螺杆式注射机料筒前端温度可低于中段温度。原因：剪切摩擦有利于塑化；可以防止塑料的过热分解。第一百八十二页，共217页。2023年4月2日刚性添加剂：如增强剂，填充剂，流动性变小，料筒温度可偏高韧性添加剂：如增塑剂，软化剂，润滑作用，料筒温度可偏低（4）与塑件中的添加剂相关第一百八十三页，共217页。2023年4月2日料温对成型加工过程、材料的成型性质、成型条件以及制品物理机械等性能影响密切。第一百八十四页，共217页。2.喷嘴温度

喷嘴温度一般略低于料筒的最高温度：摩擦生热可使温度升高。判断料温是否合适，采取对空注射，料温合适料流状态应是：连续、光滑、色泽均匀。过低：会造成喷嘴堵塞，而增大流动阻力，乃至会使喷嘴处冷料带入型腔，影响制品质量。过高：产生流涎、溢料、分解。第一百八十五页，共217页。2023年4月2日3.模具温度模具温度决定了熔体的充型能力、塑件的冷却速度和成型后塑件的内外质量等。

模具温度一般是由通入定温的冷却或加热介质来控制；对模温控制要求不严时，可以空气冷却而不用通入任何介质；在个别情况下，还有采用电阻丝和电阻加热棒对模具加热来保持模具的定温。模具温度是指和塑件接触的模具型腔表壁温度。第一百八十六页，共217页。2023年4月2日1.塑料流动性；2.充模压力；3.注射机生产率；4.制品内应力；5.制品光洁度；6.制品冷却时间；7.制品密度或结晶度；8.模塑收缩率；9.制品挠曲度。模温对成型性能影响：第一百八十七页，共217页。2023年4月2日模具温度确定原则：模具必须低于塑料热变形温度（避免脱模被顶穿或发生较大翘曲变形）；在保证顺利充模的前提下，采用较低的温度，缩短冷却时间，提高生产率第一百八十八页，共217页。2023年4月2日对高粘度塑料（PC，PPO，PSU）为保证流动充模性能，选择高模温，对粘度小的塑料（PS，PP）选较低模温，提高生产率厚壁件不宜采用较低模温（避免应力和气泡）模具温度确定原则：第一百八十九页，共217页。2023年4月2日二、压力1、塑化压力采用螺杆式注射机时，在塑料熔融、塑化过程中，熔料不断移向料筒前端（计量室内），且越来越多，逐渐形成一个压力，推动螺杆向后退。为了阻止螺杆后退过快确保熔料均匀压实，需要给螺杆提供一个反方向的压力。这个反方向阻止螺杆后退的压力称为塑化压力（也称背压）。塑化压力大小由液压系统中的溢流阀来调整。第一百九十页，共217页。1、塑化压力塑化压力大小影响塑料的塑化过程，塑化效果和塑化能力，在其他条件相同的情况下，增加塑化压力，会提高熔体温度及温度的均匀性，有利于色料的均匀混合，有利于排除熔体中的气体。但塑化压力增大，会降低塑化速率，延长成型周期，严重时会导致塑料发生降解。一般在保证塑件质量的前提下，塑化压力越低越好，一般为6MPa，通常很少超过20MPa。第一百九十一页，共217页。2023年4月2日塑化压力的选择：

热敏性塑料（PVC，POM），塑化压力高，热分解，引起变色熔体黏度高的塑料（PC，PS），塑化压力高，容易引起螺杆超载运转熔体黏度低的塑料（PA），塑化压力高，造成”流涎”稳定性好，熔体黏度适中（PE，PP)可以适当提高背压第一百九十二页，共217页。2023年4月2日作用：用以克服熔体从料筒流向型腔的流动阻力、提供充模速度以及对熔料进行压实等。2.注射压力

影响：与注射速度密切相关，对塑料熔体的流动和充模起决定作用。柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40～130MPa。第一百九十三页，共217页。2023年4月2日如果注射压力选择过小，成型过程中压力损失过大可致模腔压力不足，不能充满；如果注射压力过大，可能出现涨模，溢料等现象。2.注射压力第一百九十四页，共217页。2023年4月2日注射压力对料流的影响：注射压力过小，充模速度慢，甚至可使型腔难于充满。注射压力很大浇口又较小时，出现喷射流动，容易在制件表面出现银丝。压力注射压力对塑件质量影响：取向程度、料流长度、密度、强度收缩率第一百九十五页，共217页。2023年4月2日注射压力选择原则：粘流温度高和粘度大的塑料，宜用较大注射压力；尺寸大，形状复杂的，薄壁制件，流动阻力大，需要较大的注射压力；熔体温度较低时，适当增加注射压力。第一百九十六页，共217页。2023年4月2日3.保压压力

在注射成型的保压补缩阶段，对模腔内的塑料熔体进行压实以及向模腔内进行补料流动所需要的注射压力。

保压压力一般小于等于注射压力。第一百九十七页，共217页。2023年4月2日

一是补充靠近浇口位置的料量，并在浇口冷凝封闭以前制止模腔中尚未完全硬化的塑料在残余压力作用下向浇口料源方向倒流。二是可防止制品的收缩，减少真空泡。三是可减少制品因受过大的注射压力而产生黏模爆裂或弯曲。保压压力的作用第一百九十八页，共217页。2023年4月2日对结构和性能的影响

提高保压压力：压实补缩作用大，尺寸稳定性好，收缩率小，取向度高，结晶度增大，强度高，断裂伸长率增加。保压压力太高：脱模困难，内应力增大，制品变形、翘曲并开裂，产生冷料亮斑。降低保压压力：压实补缩作用小，出现缩孔、凹陷，收缩率增大，取向度下降，强度下降，尺寸稳定性差。第一百九十九页，共217页。2023年4月2日保压压力的选择：

形状复杂和薄壁的制件，因采用的注射压力往往比较大，故保压压力可稍低于注射压力。对于厚壁制件，保压压力的选择比较复杂。保压压力大，易加强大分子取向，制件各向异性明显。应根据制件使用要求灵活选择保压压力。（保压压力与注射压力相等时，制件收缩率，批量产品中的尺寸波动，制件内应力）第二百页，共217页。2023年4月2日

一般保压压力是塑料充模时最高压力的50％～60％，即比注射压力大约低600～800kPa。保压时间一般约取20～120s，与料温、模温、制品壁厚以及模具的浇口大小有