塑料模具基礎(chǔ)課程講義(21)

1、塑料模具基礎(chǔ)課程講義第一章塑料一、塑料的分子結(jié)構(gòu)：塑料主要成份是樹脂，樹脂有天然樹脂和合成樹脂兩種。二、塑料的成份：樹脂：主要作用是將塑料的其它成份加以粘合，并決定塑料的類型(熱塑性或熱固性和主要性能，如機械、物理、電、化學(xué)性能等。樹脂在塑料中的比例一般為4065%。填充劑：又稱填料，正確地選擇填充劑，可以改善塑料的性能和擴大它的使用范圍。增塑劑：有些樹脂的可塑性很小，柔軟性也很差，為了降低樹脂的熔融粘度和熔融溫度，改善其成型加工性能，改進塑料的柔韌性，彈性以及其它各種必要的性能，通常加入能入樹脂相容的不易揮發(fā)的高沸點的有機化合物。這類物質(zhì)稱增塑劑。增塑常是一種高沸點液納或熔點固體的酯類化合物

2、。著色劑：又稱色料，主要是起美觀和裝飾作用，包括涂料兩部分。穩(wěn)定劑：凡能陰緩塑料變質(zhì)的物質(zhì)稱穩(wěn)定劑，分光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑潤滑劑：改善塑料熔體的流動性，減少或避免對設(shè)備或模具的磨擦和粘附，以及改進塑件的表面光潔度。三、塑料的工藝特性：塑料在常溫下是玻璃態(tài)，若加熱則變成高彈態(tài)，進而變成粘流態(tài)，從而具有優(yōu)良的可塑性，可以用許多高生產(chǎn)率的成型方法來制造產(chǎn)品，這樣就能節(jié)省原料、節(jié)省工時，簡化工藝過程，且對人工技朮要求低，易組織大批量生產(chǎn)。收縮率或稱縮水率。設(shè)計前一定先問供貨商的縮水率，模具設(shè)計時采用計算收縮率=常溫模具尺寸-常溫塑件尺寸比容和壓縮率。流動性。是塑料成形中一個很重要的因素，流動性好

3、的易長毛邊，設(shè)計時配合的間隙，氣槽的深度等要根據(jù)不同材料的流動性設(shè)計尺寸。吸濕性。熱能性及揮發(fā)物含量。吸水的塑料有的在塑料成型后直接放于水中讓它吸飽水后再進行使用，有的塑料吸濕性特別大，比例有1:100。結(jié)晶性。應(yīng)力開裂及熔體液裂。定型速度。四、塑料種類:熱塑性塑料：這類塑料的合成樹都是線型或支鏈型高聚物，因而受熱變軟，甚至成為可流動的穩(wěn)定粘稠液體，在此狀態(tài)時具有可塑性，可塑制成一定形狀的塑件，冷卻后保持既得的形狀，如再加熱又可變軟成另一種形狀，如此可以進行反復(fù)多次。這一過程中只有物理變化，而無化學(xué)變化，其變化是可逆的。產(chǎn)量大，有毒不能用作食品包裝。聚苯乙烯（PS是最早的工業(yè)化塑料品種之一聚乙

4、烯（PEd.聚炳烯（PPe.尼龍（PAf.聚甲醛（POM聚碳酸脂（PC可用于食品包裝，鏡片。ABS塑料聚硯（PSUj.聚苯醚（PPOK.氟塑料l.聚酯樹脂N.有機玻璃注射壓力(Pa注射速度線型時間指壓螺桿轉(zhuǎn)速注射行程噴嘴接力加熱功率噴嘴溫度料筒溫度噴嘴球半徑噴嘴孔直徑螺桿直徑螺桿有效長度螺桿長徑比螺桿的壓縮比五、合模裝置部分技朮參數(shù)：鎖模力(合模力，是指注射機的合模機構(gòu)對模具所能施加的夾緊力(KN。合模速度(m/s動模轉(zhuǎn)動最高速度。開模力(KN為取出制品，模具開啟最大力。開模速度(M/S開模時，動模移動速度。頂出力(KN頂出裝置的最大推力。模溫控制參數(shù)(C，模具要求恒定的溫度值。合模裝置的基本

5、尺寸。第三章塑件一、塑件的基本內(nèi)容立體空間內(nèi)容，幾何結(jié)構(gòu)，尺寸及精度。塑件表面的內(nèi)容、標記、符號、文字、表面圖案、圖形、粗糙度。靜態(tài)、動態(tài)性能，機械、物理、化學(xué)等性能。環(huán)境、人機項目。塑料的選擇。成本、價格。幾何結(jié)構(gòu)及尺寸精度1.結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)的設(shè)計。1-1.形狀：塑件的形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型原則。1-2.脫模斜度：因為塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會使塑件緊緊包住模具型芯和型腔中的凸起部分主要包模仁），為了便于取出塑件，防止脫模時撞傷或擦傷塑件，設(shè)計塑件時，其內(nèi)外表面沿脫模方向均應(yīng)具有足夠的脫模斜度。在設(shè)計時，應(yīng)注意以下幾個方面：壓縮成型較大的塑件時，要求內(nèi)表面的脫模斜度大于外表面的脫

6、模斜度。常用脫模斜度值為11.5，也可小到0.5。對于高度不大的塑件，可不取脫模斜度。1-3.壁厚：塑件的壁厚與使用要求及工藝要求有關(guān)。在塑模成型上，壁厚過小，熔融塑料在模具型腔中的流動陰力較大。壁厚過大，會造成用料過多，增加成本，且會給成型工藝帶來困難。在塑件上還會產(chǎn)生氣泡，縮孔、凹痕、翹曲等，影響產(chǎn)品外觀。在成型工藝上還要求塑件各部位的壁厚盡可能均勻。1-4.加強筋：它是塑件中經(jīng)常會用到的增加塑件強度的辦法，其優(yōu)點：八、件中件中使塑件壁厚均勻，即節(jié)約了材料，又提高了強度，還可避免塑外觀缺陷。增加塑件的剛性。沿料流方向的加強筋還能降低塑料的充模陰力。加強筋的設(shè)計要求：為了增強塑件的強度及剛性

7、，加強筋應(yīng)設(shè)計得矮一些，多一些為好。加強筋之間的中心距應(yīng)大于兩倍的壁厚。對于薄壁塑件，也可將其設(shè)計成球面或拱曲面形狀。1-5.支承面：以塑件的整個底面作為支承面是不合理的。通常利用的是邊框支承或底腳支承。1-6.圓角：塑件上除了使用上要求必須采用尖角之外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)采用圓弧過渡，因為尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響塑件強度。采用圓角的優(yōu)點主要有兩方面：避免應(yīng)力集中，提高了塑件強度及美觀。模具在淬火和使用時不致因應(yīng)力集中而開裂。1-7.孔：塑件上的孔是用模具的型芯來成型的，在設(shè)計上應(yīng)注意以下幾點：孔應(yīng)設(shè)置在不易削弱塑件強度的地方。在孔之間及孔與邊緣之間均應(yīng)有足夠的距離(一般應(yīng)大于孔徑對于盲孔，

8、在擠塑或注射成型時，其孔深不得大于孔徑的4倍。1-8.合頁的設(shè)計：合頁的設(shè)計主要有以下幾點：對于塑件本身壁厚小的中間薄膜處應(yīng)相薄，壁厚大的，薄膜處應(yīng)厚一些，但不得超過0.5mm。合頁部分的厚度應(yīng)均勻一致。成型時，塑料必須從塑件本身的邊通過中間薄膜流向另一邊，脫模后立即折曲幾次。1-9.止轉(zhuǎn)凸凹：塑件上設(shè)計的止轉(zhuǎn)凸凹一般是為了便用握持和塑件成型后易于擰出，在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意：凸凹紋方向與脫模方向一致性及模具便于加工性。1-10.螺紋：塑件上的螺紋可以模塑時直接成型，也可在模塑后機械加工成型。模塑的螺紋其外螺紋直徑不宜小于4mm內(nèi)螺紋直徑不宜小于2mm精度不高于3級。為防止塑件上螺孔的最外圍螺紋崩裂

9、或變形，應(yīng)使孔始端有一深度0.20.8mm的臺階孔，螺紋末端也不宜延伸到與底面相接。1-11.齒輪：a.齒輪各部分的尺寸有如下的規(guī)定：a-1.輪緣寬度最小為齒高的3倍。a-2.輻板的厚度應(yīng)等于或小于輪緣厚度。a-3.輪殼厚度應(yīng)等于或大于輪緣厚度。a-4.輪殼外徑最小應(yīng)為軸孔徑的1.53倍。a-5.輪殼長度應(yīng)相當(dāng)于軸徑。b.在設(shè)計齒輪時，還應(yīng)注意：b-1.盡量避免截面的突然變化。b-2.盡可能加大圓角及圓弧過渡的半徑。b-3.軸與孔盡可能不采用過盈配合，可采用過渡配合。1-12.嵌件：嵌件的用途：a.增加塑件局部的強度、硬度、耐磨性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性。b.增塑件的尺寸和形狀的穩(wěn)定性，提高精度。降低

10、塑料的消耗及滿足其它多種要求。嵌件表面形式：菱形滾花、直紋滾花、六邊形、切口、打孔、折彎、壓偏等。嵌件的設(shè)計要求：3-1.為了防塑件應(yīng)力開裂，嵌件周圍的塑料層應(yīng)有足夠的厚度，同時嵌件本身結(jié)構(gòu)不應(yīng)帶有尖角。3-2.單側(cè)帶有嵌件的塑件，因兩側(cè)收縮不均勻，造成很大的內(nèi)應(yīng)力，會使塑件產(chǎn)生彎曲或斷裂。3-3.為了防止嵌件受到塑料流動壓力產(chǎn)生位移或變形，嵌件應(yīng)牢固固定在模具內(nèi)3-4.嵌件設(shè)計應(yīng)盡量用不通孔或不通螺孔。3-5.為了避免鼓脹，套筒嵌件不應(yīng)設(shè)置在塑件的表面或邊緣附近。3-6.為了提高嵌件裝在模具里的穩(wěn)定性，在條件許可時，嵌件上應(yīng)有凸緣，并便其凹入或凸起1.52mm。3-7.當(dāng)嵌件自由伸出長度超過

11、嵌件支承的直徑2倍時，垂直于壓塑方向的嵌件應(yīng)有支承柱。3-8.當(dāng)嵌件為螺桿時，光桿部分與模具的配合部分應(yīng)具有IT9級精度的間隙配合。3-9.為了使嵌件與塑件牢固地連接在一起，嵌件的表面應(yīng)具有止動的部分，以防嵌件移動。塑料模具的基本結(jié)構(gòu)塑料模具依總體功能結(jié)構(gòu)可分為：成型系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，頂出系統(tǒng)等。一.澆注系統(tǒng)：定義：模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其由主流道、分流道、澆口及泠料穴組成。相關(guān)的一些中英文對照CAV.NO第幾號模窩RUNNER澆道GATE澆口CAVITY型腔(一.主流道：定義：主流道是指從注射機噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。設(shè)計上的

12、注意事項：1).主流道的端面形狀通常為圓形。2).為便于脫模，主流道一般制作都帶有斜度，但如果主流道同時穿過多塊板子時，一定要注意每一塊塊子上孔的斜度及孔的大小。3).主流道大小的設(shè)計要根據(jù)塑料材料的流動特性來定4).主流道在設(shè)計上大多采用圓錐形.制作時要注意：小端直徑D2=D1+0.51m)m小端球半徑R2=R1+澆口套因為主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計成可拆卸更換的襯套，簡稱澆注套或澆口套.側(cè)向澆口：內(nèi)側(cè)澆口普通側(cè)澆口.點澆口：潛伏式澆口.澆口位置的選擇1）澆口選擇有阻擋物最近的距離2）澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動。3）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚

13、處。4）澆口位置的選擇應(yīng)使塑料流程最短，料流變向最少。5）澆口位置選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。6）澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕增加熔接牢度。7）澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將型腔，型蕊，嵌件擠壓變形。四）.冷料穴結(jié)構(gòu)：冷料穴是用來儲臧注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的，防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔，冷料穴又稱冷料井。拉料形式：1）鉤形工形）拉料桿2）球形拉料桿圓錐形拉料桿拉料穴：A.帶頂桿；B.不帶頂桿一般凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計一、首先復(fù)習(xí)一下上節(jié)課所講的內(nèi)容：1.分模面的確定從分模面與開模的方向來看，有平行于開模方向，垂直于開模方向，與開模方向成斜角2.分模線：分模線不要影

14、響產(chǎn)品外觀，盡量選擇在產(chǎn)品棱邊上。產(chǎn)品的外表面是由母模制作，產(chǎn)品的內(nèi)表面是由公模仁成型制成。cavity數(shù)量的確定：3-1.是根據(jù)所用注射機的最大注射量確定型腔數(shù)量。(切記算出之?dāng)?shù)值不能四舍五入,只能取小。3-2.根據(jù)注射機的最大鎖模力確定型腔數(shù)量。3-3.根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)量。3-4.根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)。備注：注射機的規(guī)格主要是用機器噸位或鎖模力，另一種是用注射量確定。二、一般母模的設(shè)計：凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件。其結(jié)構(gòu)特點：隨產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而變化。鑲拼的組合方式的優(yōu)點：對于形狀復(fù)雜的型腔，若采用整體式結(jié)構(gòu)，比較難加工。所以采用組合式的凹模結(jié)構(gòu)。同時可以使母模邊緣的材料

15、的性能低于母模的材料，避免了整體式凹模采用一樣的材料不經(jīng)濟，因為凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)可以通過間隙利于排氣，減少母模熱變形。對于母模中易磨損的部位采用鑲拼式，可以方便模具的維修，避免整體的母模報廢。鑲拼的組合方式的缺點：組合式凹模的剛性不及整體式的易在塑件表面留下痕跡，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。(鑲拼式的結(jié)構(gòu)可以平衡變形量。1.整體式凹模完全整體式母模：它是由整塊材料制作而成，這種結(jié)構(gòu)比較簡單，不易變形產(chǎn)品的質(zhì)量好，如果產(chǎn)品塑件比較復(fù)雜，采用一般的加工方法制造母模型腔就較困難。所以完全整體式的適合簡單的塑件。整體嵌入式母模塊：它屬于一種完全整體式凹模的演變，即將完全整體式凹模變?yōu)檎w式凹模塊直接嵌入到固定板中

16、，或先嵌在?？蛑心？蛟谇兜焦潭ò逯械男问健９潭ò寤蚰？驂|板2.完全整體式凹模塊+局部鑲拼嵌入，是在守全整體式凹模塊或整體嵌入式凹模塊的易損壞的部位及難加工的部位成型部分設(shè)計一、分模面的確定為了將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或若干個主要部分，這些可以分離的接觸表面，通稱為分模面。分模面的表示方法：1.模具分開時，分模面兩邊的模板都作移動；2.模具分開時，其中一方模板不動，另一方模板作移動分模面的數(shù)目有：單分模面、雙分模面、多分模面分模面的形狀有：平面、斜面、階梯面、曲面分模面與開模方向關(guān)系有：平行于開模方向、垂直于開模方向、與開模方向成一斜角選擇

17、分模面考慮原則：塑件質(zhì)量考慮，確保塑件尺寸精度同軸度要求的部份應(yīng)在公模內(nèi)成型，若放在公母模內(nèi)成型，會因合模不準確而難于保證同軸度選擇分模面時，應(yīng)考慮減小因為脫模斜度造成塑件大小端尺寸差異，若模窩設(shè)在公模，會因脫模斜度造成塑件大小端尺寸差異太大，當(dāng)塑件不允許有較大的脫模斜度時，采用這種結(jié)構(gòu)使脫模困難，若塑件外觀無嚴格要求，可將分模選在塑件中部，它可采用較小的脫模斜度有利于脫模確保塑件表面要求：分模面盡可能選擇在不影響塑件外觀的部位以及塑件外觀的要求注射機技術(shù)規(guī)格考慮：A.鎖模力考慮：盡可能減少塑件在分模面上的投影面積。當(dāng)塑件在分型面上的投影面積接近接近于注射機的最大注射面積時，有產(chǎn)生溢料的可能，

18、模具的分模面尺寸在保證不溢料的情況下，應(yīng)盡可能減少分模面接觸面積，以增加分模面的接觸壓力，防止溢料，并簡化分模面的加工B.模板間距考慮：分模面的確定要保證公母模開模行程最短模具結(jié)構(gòu)考慮盡量簡化脫模部件與母為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模時盡可能留在公模，只要使塑件與公模的結(jié)合力大于塑件與母模的結(jié)合力即可，盡可能使塑難看模之間有一定的結(jié)合力，而不要把塑件與模具的結(jié)合力都放在公模當(dāng)塑件的外形簡單，但內(nèi)形有較多的孔或復(fù)雜孔時，塑件成型后必然留在模仁上，此時模窩可設(shè)在母模上，開模后可用推板頂出塑件，若模窩設(shè)在公模上，使脫模困難當(dāng)帶有金屬嵌件時，因為嵌件不會收縮包緊模仁，所以模窩應(yīng)設(shè)在公模，否則開模后塑件留在母模，使脫模困難若塑件的模仁對稱分布時，應(yīng)迫使塑件留在公模上，采用頂管脫模若塑件有側(cè)孔時，應(yīng)盡可能將模仁設(shè)在公模部份，避免母模抽芯，否則造成脫模困難側(cè)抽芯機械考慮應(yīng)盡量避免側(cè)抽芯機構(gòu)，若無法避免側(cè)抽芯，應(yīng)使抽芯