塑料成型工藝與模具設(shè)計緒論

1、塑料成型工藝與模具設(shè)計塑料成型工藝與模具設(shè)計沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機械系模具教研室 教學(xué)內(nèi)容1第一章緒論第一章緒論l第一節(jié)塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性l第二節(jié)塑料模具的分類 l第三節(jié)學(xué)習(xí)本課程應(yīng)達到的目的 2第二章塑料成型基礎(chǔ)第二章塑料成型基礎(chǔ) l第一節(jié)聚合物的分子結(jié)構(gòu)與熱力學(xué)性能l第二節(jié)聚合物流變方程與分析l 第三節(jié)聚合物在成型過程中的流動狀態(tài) l第四節(jié)聚合物在成型過程中的物理和化學(xué)變化 l第五節(jié)塑料的組成及工藝特性l 第六節(jié)常用塑料3第三章塑料成型工藝與塑料第三章塑料成型工藝與塑料成型制件的工藝性成型制件的工藝性l第一節(jié)塑料成型原理與型工藝特性 l 第二節(jié)塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性4第四章注射

2、成型模具結(jié)構(gòu)及注射機第四章注射成型模具結(jié)構(gòu)及注射機l第一節(jié)注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成 l注射模具的分類l注射模具的結(jié)構(gòu)組成l（一）成型零部件l（二）合模導(dǎo)向機構(gòu)l（三）澆注系統(tǒng)l（四）側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)l（五）推出機構(gòu)l（六）加熱冷卻系統(tǒng)l（七）排氣系統(tǒng)l（八）支承零部件5第二節(jié)注射模具的典型結(jié)構(gòu)第二節(jié)注射模具的典型結(jié)構(gòu) 一、單分型面注射模具（1）工作原理（2）設(shè)計注意事項l分流道的位置l推出機構(gòu)的設(shè)計l拉料桿的設(shè)計l復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計二、雙分型面注射模具（1）工作原理（2）設(shè)計注意事項l第一次分型距離的確定 S=S/+35mml材料特性的選擇l導(dǎo)柱的長度的確定 LS+H+810mml分型彈簧的設(shè)計

3、6第四章注射成型模具結(jié)構(gòu)及注射機第四章注射成型模具結(jié)構(gòu)及注射機三、斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模具（1）工作原理（2）設(shè)計注意事項l斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的定位l楔緊裝置l基本形式四、斜滑塊側(cè)向分型與抽芯注射模具五、帶有活動鑲件的注射模六、定模帶有推出裝置的注射模七、角式注射機用注射模7第三節(jié)注射模與注射機的關(guān)系第三節(jié)注射模與注射機的關(guān)系一、注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核（一）型腔數(shù)量的校核1、由注射機料筒的塑化速率確定型腔數(shù)量 n(KMt/3600-m2)/m1 2、由注射機的最大注射量確定型腔數(shù)量 n(K m1 -m2)/m13、由注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 n(F-pA2 )/ pA1（二）

4、注射量的校核 nm1+ m2 80%m（三）塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 n A1 + A2 A（四）注射壓力的校核 (n A1 + A2 )pF（五）模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核1、噴嘴尺寸2、定位圈尺寸3、模具厚度4、安裝螺孔尺寸（六）開模行程的校核 1、注射機最大開模行程與模厚無關(guān)的校核 2、注射機最大開模行程與模厚有關(guān)的校核（七）頂出裝置的校核 1、中心頂出桿機械頂出 2、兩側(cè)雙頂出桿機械頂出 3、中心頂出桿液壓頂出與兩側(cè)雙頂出桿機械頂出聯(lián)合作用二、國產(chǎn)注射機的主要技術(shù)規(guī)格1、臥式注射機2、立式注射機3、角式注射機8第五章注射模設(shè)計第五章注射模設(shè)計l第一節(jié)塑料制件在

5、模具中的位置l型腔數(shù)量的確定方法l型腔的布局9第五章注射模設(shè)計第五章注射模設(shè)計l二、分型面的設(shè)計l分型面的形式平直分型面傾斜分型面的階梯分型面的曲面分型面的瓣合分型面的l分型面的選擇原則分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓最大處確定有利的留模方式保證塑件的精度要求滿足塑件的外觀要求便于模具的加工對成型面積的影響對排氣效果的影響對側(cè)向抽芯的影響10第二節(jié)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計第二節(jié)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計l一普通流道澆注系統(tǒng)的組成及作用l澆注系統(tǒng)的組成l澆注系統(tǒng)的作用l二、普通流道澆注系統(tǒng)的設(shè)計l基本原則：l1、了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動性能l2、采用盡量短的流程以減少熱量和壓力損失l3、澆注系

6、統(tǒng)設(shè)計應(yīng)有利于良好的排氣l4、防止型芯變形和嵌件位移l5、便于修整澆口以保證塑件的外觀質(zhì)量l6、澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時考慮l7、流動距離比和流動面積比的較核11第二節(jié)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計第二節(jié)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計 一主流道的設(shè)計一1、主流道的尺寸二2、主流道襯套的形式三3、主流道襯套的固定二分流道的設(shè)計一1、分流道的形狀及尺寸二2、圓形三3、梯形四4、U形五5、半圓形六6、矩形 三尺寸的確定：1、分流道的長度2、分流道的表面粗糙度3、分流道在分型面上的布置形式12澆口的設(shè)計澆口的設(shè)計一澆口的形式：限制式澆口，非限制式澆口1、常用澆口的形式（1）直接澆口（2）側(cè)澆口（3）扇形澆口（4

7、）平縫澆口（5）環(huán)形澆口（6）盤形澆口（7）輪輻澆口（8）爪形澆口（9）點澆口（10）潛伏澆口（11）護耳澆口一澆口形式與塑料品種的相互適應(yīng)性二澆口位置的選擇原則1、盡量縮短流動距離2、澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最后處3、必須盡量減少或避免熔接痕跡4、應(yīng)有利于型腔氣體的排除5、考慮分子的定向作用6、避免產(chǎn)生蠕射和噴射7、不能在承受彎曲和沖擊載荷的部位設(shè)置澆口二澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量 13澆注系統(tǒng)的平衡澆注系統(tǒng)的平衡1、型腔的布局與分流道的平衡 2、平衡式與非平衡式澆口平衡的計算思路（1）相同塑件多型腔成型的BGV值計算（2）不相同塑件多型腔成型的BGV值計算14冷料穴的設(shè)計冷料穴的設(shè)計l

8、作用：容納冷料及脫模的作用l位置：1）主流道的對面 2）分流道的延伸端l尺寸：主流道的對面冷料穴直徑與主流道的直徑相同，長度為直徑的11.5倍。l 形式： 1）Z字形冷料穴l 2）倒錐形冷料穴l 3）環(huán)形槽形冷料穴l 4）球形冷料穴l 5）菌形冷料穴l 6）分流錐形冷料穴 15排溢系統(tǒng)的設(shè)計排溢系統(tǒng)的設(shè)計l作用：排除型腔中的氣體l方式： l 1）利用配合間隙排氣2）分型面上開設(shè)排氣槽排氣3）用排氣塞排氣4）強制排氣16熱流道澆注系統(tǒng)熱流道澆注系統(tǒng)l定義：在注射成型過程中，澆注系統(tǒng)中的塑料一直保持熔融狀態(tài)，并不冷卻和固化。一、對塑料品種的要求：1、熱穩(wěn)定性好2、對壓力敏感3、固化溫度和熱變形溫度

9、高4、比熱容小二、絕熱流道1、井式噴嘴（絕熱主流道）2、多型腔絕熱流道（絕熱分流道）： 點澆口形式與直接澆口形式三、加熱流道1、延伸噴嘴2、半絕熱流道3、多型腔熱流道 4、外加熱流道 四、內(nèi)加熱流道1、二級噴嘴533、342、閥式澆口熱流道53517 第三節(jié)成型零件的設(shè)計第三節(jié)成型零件的設(shè)計l一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計l（一）凹模1整體式凹模l（二）凸模和型芯1、凸模的結(jié)構(gòu)：整體式，組合式2、小型芯的結(jié)構(gòu)l（三）螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計18二、成型零件的工作尺寸計算模具二、成型零件的工作尺寸計算模具l影響塑件尺寸精度的主要因素：l1、塑件收縮率的影響Sl2、模具成型零件的制造公差Z3、模具成型

10、零件的磨損C4、模具安裝配合的誤差al=Z+C+S+j+a 19型腔和型芯工作尺寸的計算型腔和型芯工作尺寸的計算l 1、螺紋型環(huán)工作尺寸的計算1、螺紋型環(huán)大徑2、螺紋型環(huán)中徑3、螺紋型環(huán)小徑l 2、螺紋型芯工作尺寸的計算1、螺紋型芯大徑2、螺紋型芯中徑3、螺紋型芯小徑l 3、螺紋型芯和螺紋型環(huán)螺距尺寸l 4、牙尖角20三、型腔側(cè)壁和底板厚度的計算三、型腔側(cè)壁和底板厚度的計算l模具型腔側(cè)壁厚度：以最大壓應(yīng)力為準l 模具型腔側(cè)壁強度計算條件：不超過材料的許用應(yīng)力l三方面的條件：l1、材料成型過程中不發(fā)生溢料l 2、保證塑件的尺寸精度l 3、保證塑件順利脫模21第四節(jié)合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計第四節(jié)合模導(dǎo)向機

11、構(gòu)設(shè)計 l一、導(dǎo)向機構(gòu)的作用l 1、定位作用l 2、導(dǎo)向作用l 3、承受一定的側(cè)向力l二、導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)l三、錐面定位機構(gòu)l適用于大型、深腔、薄壁塑件，角度為520度，配合高度為15毫米。22 第五節(jié)推出機構(gòu)設(shè)計第五節(jié)推出機構(gòu)設(shè)計 l一、推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成l（一）、推出機構(gòu)的組成l（二）、推出機構(gòu)的分類l（三）、推出機構(gòu)的設(shè)計原則l推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計在動模一側(cè)l保證塑件不因推出而變形損壞l機構(gòu)簡單、動作可靠l良好的塑件外觀l合模時正確復(fù)位l二、脫模力的計算l三、簡單推出機構(gòu)23l四、推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位l導(dǎo)向零件l復(fù)位零件復(fù)位桿復(fù)位彈簧復(fù)位l五、動定模雙向推出機構(gòu)l六、順序推出機構(gòu)l（一）、彈簧

12、分型順序推出機構(gòu)l（二）、擺鉤分型螺釘定距順序推出機構(gòu)l（三）滑塊分型導(dǎo)柱定距順序推出機構(gòu) 24七、二級推出機構(gòu)七、二級推出機構(gòu)l（一）、單推板二級推出機構(gòu)彈簧式二級推出機構(gòu)拉鉤式二級推出機構(gòu)斜楔滑塊式二級推出機構(gòu)擺塊拉桿式二級推出機構(gòu)U形限制架式二級推出機構(gòu)l（二）雙推板二級推出機構(gòu)l八字擺桿式二級推出機構(gòu)l斜楔拉鉤式二級推出機構(gòu)25九、帶螺紋塑件的脫模機構(gòu)九、帶螺紋塑件的脫模機構(gòu)強制脫模手動脫模機動脫模利用開合模動作使螺紋型芯脫模與復(fù)位直角式注射模的自動脫螺紋機構(gòu)第六節(jié)側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計第七節(jié)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)第八節(jié)熱固性塑料注射成型工藝及模具設(shè)計簡介26第六章第六章 壓縮模設(shè)計壓縮模設(shè)計l

13、第一節(jié)壓縮模結(jié)構(gòu)及分類l壓縮模的結(jié)構(gòu)l壓縮模的分類l第二節(jié)壓縮模與壓機的關(guān)系l一、壓機有關(guān)工藝參數(shù)的校核l成型總壓力的校核l開模力脫模力的校核l壓縮模合模高度和開模行程的校核l壓機有關(guān)工作臺面尺寸的校核l模具推出結(jié)構(gòu)與壓機的關(guān)系 國產(chǎn)壓機的主要技術(shù)規(guī)范l第三節(jié)、壓縮模主要成型零部件設(shè)計l塑件在模具內(nèi)主要加壓方向的選擇l凸模與加料室的配合形式 27加料腔尺寸的計算加料腔尺寸的計算l計算步驟：l（一）、計算塑件的體積V1l（二）、計算塑件所需原材料的體積 V=(1+K)*kV1l體積計算法l重量計算法 （三）、計算加料腔的高度H28l導(dǎo)向機構(gòu)l脫模機構(gòu)脫模機構(gòu)與壓機的連接方式l不連接，連接固定式壓

14、縮模脫模機構(gòu)半固定式壓縮模脫模機構(gòu)移動式壓縮模脫模機構(gòu)l撞擊架脫模l卸模架卸模單分型面卸模架卸模雙分型面卸模架卸模垂直分型面卸模架卸模壓縮模的手柄l壓縮模側(cè)向分型抽芯機構(gòu)機動側(cè)向分型抽芯機構(gòu)手動模外側(cè)向分型抽芯機構(gòu)l第 29八、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機構(gòu)八、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機構(gòu)l點澆口澆注系統(tǒng)的脫模l潛伏澆口澆注系統(tǒng)的脫模30第七章壓注模設(shè)計第七章壓注模設(shè)計 l傳遞模澆注系統(tǒng)、加料腔l特點：l1、效率高l2、質(zhì)量好l3、適于成型帶有細小嵌件、較深的孔、及較復(fù)雜的塑件31第七章壓注模設(shè)計第七章壓注模設(shè)計l壓注模的分類l移動式、固定式l壓注模的結(jié)構(gòu)組成成型零部件加料裝置澆注系統(tǒng)加熱系統(tǒng)32第二節(jié)第二

15、節(jié) 壓注模零部件設(shè)計壓注模零部件設(shè)計1、加料腔的結(jié)構(gòu)2、壓柱的結(jié)構(gòu)3、加料腔與壓柱的配合4、加料腔尺寸計算l塑件的體積vl塑料的體積Vs=(1+k1)kv 壓縮比l加料腔的截面積2A=1.4m l從傳熱方面考慮 A=0.7m A=A3+2A4 l從鎖模方面考慮 A=(1.11.25)A1加料腔的高度 H=Vs/A1 +815 (mm)A1= A腔+A澆 33第三節(jié)第三節(jié) 澆注系統(tǒng)與排氣槽設(shè)計澆注系統(tǒng)與排氣槽設(shè)計 l主流道l分流道l澆口l澆口位置的選擇l排氣槽 34第八章第八章 擠出模設(shè)計擠出模設(shè)計l二、成型模具的結(jié)構(gòu)組成l口模和芯棒l過濾網(wǎng)和過濾板l分流器和分流器支架l機頭體l溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)l調(diào)

16、節(jié)螺釘l定徑套35擠出成型機頭的設(shè)計原則擠出成型機頭的設(shè)計原則l正確選擇機頭的形式l改變料流的運動狀態(tài)，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲毫機頭內(nèi)的流道應(yīng)呈光滑的流線型l機頭內(nèi)應(yīng)有分餾裝置和適當(dāng)?shù)膲嚎s區(qū)l機頭成型區(qū)內(nèi)應(yīng)有正確的截面形狀l機頭內(nèi)最好設(shè)有適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置l應(yīng)有足夠的壓縮比l機頭結(jié)構(gòu)緊湊、利于操作l合理選擇材料36擠出成型模具與擠出機擠出成型模具與擠出機l機頭與擠出機的關(guān)系l國產(chǎn)擠出機的技術(shù)參數(shù)l機頭與擠出機的聯(lián)結(jié)37第二節(jié)第二節(jié) 管材擠出成型機頭管材擠出成型機頭l常用結(jié)構(gòu)l直通式擠管機頭l直角式擠管機頭l旁側(cè)式擠管機頭l微孔流道式擠管機頭l機頭內(nèi)主要零件的尺寸及其工藝參數(shù)l定徑套的設(shè)計外徑定徑l內(nèi)壓法定

17、徑l真空吸附法定徑l內(nèi)徑定徑 38第三節(jié)第三節(jié) 棒材擠出成型機頭棒材擠出成型機頭l機頭結(jié)構(gòu)及設(shè)計要點1、機頭結(jié)構(gòu)2、棒機頭設(shè)計要點l流道的設(shè)計應(yīng)具有阻流閥的作用l棒材的定型區(qū)要比管材的定型區(qū)大一些l進口處的擴張角為3060左右，收縮部分的長度約為50100mml機頭出口處為喇叭型、喇叭擴張角為45l主要的工作零件應(yīng)進行調(diào)質(zhì)處理。l定徑套的設(shè)計l定徑套的長度設(shè)計l定徑套的內(nèi)徑設(shè)計 39第四節(jié)第四節(jié) 吹塑薄膜機頭吹塑薄膜機頭 l成型方式：平擠上吹方法、平擠下吹方法、平擠平吹方法。l機頭的形式：1、芯棒式機頭l中心進料式機頭（十字形機頭）l螺旋式機頭l旋轉(zhuǎn)式機頭l多層復(fù)合式機頭l吹塑薄膜機頭的特點l

18、機頭設(shè)計要點：l1、口模與芯棒的單邊間隙l2、口模定型段長度l3、緩沖槽尺寸l4、芯棒擴張角與分流線斜角40第五節(jié)第五節(jié) 板材、片材擠出成型機頭板材、片材擠出成型機頭l支管式機頭l（一）、一端供料的直支管型機頭l（二）、中間供料的直支管型機頭l（三）、中間供料的彎支管型機頭l（四）、帶有阻流棒的雙支管型機頭l魚尾式機頭l螺桿式機頭41第六節(jié)第六節(jié) 異型材擠出成型機頭異型材擠出成型機頭 l板式機頭l流線式機頭l異型材擠出成型機頭的設(shè)計要點必須對口模成型區(qū)的截面形狀進行一定修正機頭結(jié)構(gòu)參數(shù)機頭口模的尺寸42第七節(jié)第七節(jié) 電線電纜擠出成型機頭電線電纜擠出成型機頭l擠壓式包覆式機頭l套管式包覆式機頭4

19、3第九章第九章 氣動成型工藝與模具設(shè)計氣動成型工藝與模具設(shè)計l第一節(jié)、中空吹塑成型工藝與模具設(shè)計l中空吹塑成型模具的分類、特點及成型工藝l擠出吹塑成型l注射吹塑成型l注射拉伸吹塑成型l多層吹塑l片材吹塑成型44第一節(jié)、中空吹塑成型工藝與模具設(shè)計第一節(jié)、中空吹塑成型工藝與模具設(shè)計l吹塑成型的工藝參數(shù)l型胚溫度l模具溫度l中空塑件的設(shè)計l（一）、吹脹比：塑件的最大直徑與型胚直徑之比。24l（二）、延伸比l（三）、羅紋l（四）、圓角l（五）、塑件的支撐面l（六）、脫模斜度和分型面l中空吹塑設(shè)備l（一）、擠出裝置l（二）、注射裝置l（三）、機頭l（四）、模具設(shè)計45第二節(jié)、真空成型工藝與模具設(shè)計第二節(jié)

20、、真空成型工藝與模具設(shè)計l真空成型的特點及成型工藝l（一）、凹模真空成型l（二）、凸模真空成型l（三）、凸、凹模先后抽真空成型l（四）、吹泡真空成型l（五）、柱塞推下真空成型l（六）帶有氣體緩沖裝置的真空成型 46塑件設(shè)計塑件設(shè)計塑件的幾何形狀和尺寸精度塑件深度與寬度之比圓角斜度加強筋47模具設(shè)計模具設(shè)計 l（一）、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計抽氣孔的設(shè)計型腔尺寸型腔表面粗糙度邊緣密封結(jié)構(gòu)加熱、冷卻裝置l（二）、模具材料非金屬材料金屬材料48第三節(jié)第三節(jié) 壓縮空氣成型工藝與模具設(shè)計壓縮空氣成型工藝與模具設(shè)計l壓縮空氣成型特點及成型工藝l壓縮空氣成型模具l（一）、壓縮空氣成型模具結(jié)構(gòu)l（二）、模具設(shè)計要點49第十章第十章 其他成型工藝與模具設(shè)計其他成型工藝與模具設(shè)計l第一節(jié)共注射成型l定義：使用兩個或兩個以上注射系統(tǒng)的注射機，將不同品種或不同色澤的塑料同時或先后注射入模具內(nèi)的成型方法。l應(yīng)用：雙色（國內(nèi)）l八色（國外）雙色注射成型l特點