塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)(第二版)課件匯總?cè)珪娮咏贪竿暾嬲n件最全幻燈片(最新)

1、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) （第二版）第一章 塑料及其成型基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 塑料和塑料制品第二節(jié) 塑料的成型第三節(jié) 塑料制品工藝性分析圖101 塑料成型加工三要素 要生產(chǎn)外形美觀、性能可靠、尺寸合格的塑料制品，離不開原材料的合理選擇，離不開合理的成型方法及正確的成型工藝，離不開塑料制品結(jié)構(gòu)的合理確定，離不開成型模具的合理設(shè)計(jì)和精良制作。通常，我們將塑料原材料、塑料成型設(shè)備、塑料成型模具稱為塑料成型加工的三要素，如圖101所示。第一節(jié) 塑料和塑料制品 從1907年第一種合成樹脂酚醛塑料面世以來(lái)，世界塑料工業(yè)得到了飛速發(fā)展，塑料與鋼鐵、木材、水泥一起構(gòu)成了現(xiàn)代工業(yè)四大基礎(chǔ)材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地

2、位。塑料制品已經(jīng)滲透到人類生活的眾多領(lǐng)域，并逐漸取代我們熟知的傳統(tǒng)材料。a）三通 b）手機(jī)殼 c）電吹風(fēng)外殼 d）購(gòu)物車塑料件 塑料制品示例一、塑料及其特性1塑料的成分 塑料是以高聚物為主要成分，并在加工為成品的某階段可流動(dòng)成型的材料。 塑料是以樹脂為基礎(chǔ)原材料（含量一般在40100），并輔以添加劑而制成的有機(jī)合成材料。 塑料常以其中的樹脂來(lái)命名。（1）樹脂 樹脂是一種相對(duì)分子量不確定但通常較高，呈現(xiàn)固態(tài)、半固態(tài)、假固態(tài)，有時(shí)也可以是液態(tài)的有機(jī)物質(zhì)。樹脂具有軟化或熔融范圍，在外力作用下有流動(dòng)傾向，這也是塑料成型的基礎(chǔ)。樹脂天然樹脂：天然樹脂包括樹木分泌出的脂物、熱帶 昆蟲分泌物中的提取物或石油

3、中的提取 物。合成樹脂：合成樹脂則為采用人工方法制得，又稱 聚合物，例如聚乙烯、尼龍、環(huán)氧樹脂 等。a） b） c） d） e） f）樹脂a） 老樹樹脂b） 蟲膠c） 石油樹脂d） 聚乙烯 e）尼龍 f） 環(huán)氧樹脂 （2）添加劑 添加劑是為改善塑料的成型工藝性能、改善塑料制品的使用性能或降低塑料制品的成本而加入的一些物質(zhì)。添加劑包括填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑等，其相關(guān)內(nèi)容見下表。 需要指出的是，有些樹脂可以直接作為塑料使用，如聚乙烯、聚苯乙烯、尼龍等，但多數(shù)樹脂必須在其中加入一些添加劑，方能作為塑料使用，如酚醛樹脂、氨基樹脂、聚氯乙烯等。所以，在塑料中，樹脂雖然起著決定性的作用，但添加劑的

4、作用也不能忽視。（2）添加劑2塑料的分類 （1）熱塑性塑料 所謂熱塑性塑料，是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化熔融，冷卻后硬化定型的塑料，它是可重復(fù)成型的塑料。 常用的熱塑性塑料有聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA俗稱尼龍）、聚苯醚（PPE）、聚砜（PSU）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA俗稱有機(jī)玻璃）等。 結(jié)晶型塑料一般比較耐熱，不透明或半透明，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，而無(wú)定形塑料則與之相反。不過(guò)也有例外，例如聚4甲基戊烯1為結(jié)晶型塑料，卻有高透明性，而ABS為無(wú)定形塑料，卻是半透明的。熱塑性塑料結(jié)

5、晶型塑料無(wú)定形塑料分子鏈排列整齊、穩(wěn)定、緊密分子鏈雜亂無(wú)章 常用的結(jié)晶型塑料有聚乙烯、聚酰胺等，常用的無(wú)定形塑料有聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS等。a）聚乙烯多用桶b） 聚苯乙烯塑料尺c）ABS風(fēng)機(jī)葉片熱塑性塑料制品示例 （2）熱固性塑料 所謂熱固性塑料，是指加熱到一定溫度時(shí)能軟化熔融，可塑制成型，并硬化定型的塑料，這類塑料在成型過(guò)程中，既有物理變化又有化學(xué)變化，成型后再次加熱時(shí)不會(huì)再度軟化熔融。 常用的熱固性有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂（EP）、有機(jī)硅塑料、硅酮塑料、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯（PDAP）等。 由于上述特性，加工中的邊角料和廢品不可回收再生利用。a）酚醛塑料腳輪b）有機(jī)硅塑料按鍵c）

6、 環(huán)氧樹脂板材熱固性塑料制品示例 根據(jù)塑料的性能和用途，在實(shí)際使用中，還可將其分為通用塑料、工程塑料和增強(qiáng)塑料，有關(guān)內(nèi)容見下表。類別相關(guān)說(shuō)明通用塑料主要是指產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料六大品種。它們占塑料總產(chǎn)量的一大半以上工程塑料常指力學(xué)強(qiáng)度高、剛性好、可代替金屬用作工程材料的塑料。例如ABS、聚碳酸脂等，常用工程塑料的應(yīng)用見教材附錄一增強(qiáng)塑料是指加入玻璃纖維填料或其他纖維作為增強(qiáng)材料，以樹脂為黏結(jié)劑的塑料，熱固性塑料的增強(qiáng)塑料又稱為玻璃鋼塑料按性能和用途分類 （1）塑料的使用性能 塑料的使用性能是指塑料制品在實(shí)際使用中需要的性能

7、，主要包括物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能、熱性能、電性能等，這些性能可以通過(guò)一定的指標(biāo)來(lái)衡量。使用性能衡量指標(biāo)物理性能密度、表觀密度、透濕性、吸水性、透明性、透光性等化學(xué)性能耐化學(xué)性、耐老化性、耐候性、光穩(wěn)定性、抗霉性等機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、耐蠕變性、摩擦因數(shù)及磨耗、硬度等熱性能線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、玻璃化溫度、耐熱性、熱變形溫度、熱穩(wěn)定性、熱分解溫度、耐燃性、比熱容等電性能介電常數(shù)、介電強(qiáng)度、耐電弧性等塑料使用性能指標(biāo)3塑料的使用性能及塑料選用 （2）塑料的選用 通?？梢詮囊韵路矫婵紤]： 制品要求的使用性能、原料的可加工性、制品的成本和原料的來(lái)源。

8、 需要指出的是，塑料的選用是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作。 首先，有些樹脂在性能上十分接近，究竟選擇哪種更為適合，需多方考慮，反復(fù)權(quán)衡； 其次，資料上提供的塑料性能數(shù)據(jù)，往往在特定條件下測(cè)定，這些條件可能與實(shí)際工作狀態(tài)存在較大差異； 另外，嚴(yán)格意義上說(shuō)，塑料材料的選用，不僅要選定塑料基體聚合物（樹脂）種類，還要確定塑料的具體牌號(hào)、添加劑種類與用量等，例如，根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而可以適用各種不同的需要（超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱性等）。4塑料的初步鑒別 作為一般塑料的初步鑒別，可采用外觀識(shí)別法和燃燒觀察法進(jìn)行。燃燒觀察法外觀識(shí)別法（1）外觀識(shí)別法方法

9、說(shuō)明摸敲 聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等塑料，具有不同程度的可彎性，手觸有硬蠟樣滑膩感，敲擊時(shí)有軟性角質(zhì)類聲音。與此相比，聚苯乙烯、ABS、聚碳酸、有機(jī)玻璃等，無(wú)延展性，手觸有剛性感、敲擊時(shí)聲音清脆投水 聚乙烯、聚丙烯浮于水，其他絕大多數(shù)塑料沉于水。聚酰胺在水中接近懸浮狀觀色 高壓聚乙烯未染色前呈乳白色，半透明，較軟，柔而韌，稍能伸長(zhǎng)；低壓聚乙烯未染色前也呈乳白色，但不透明，質(zhì)地較硬，不易延伸；聚丙烯未染色前呈白色，半透明，但比高壓聚乙烯更透明、更輕、更硬；聚酰胺未染色前呈微黃 在未染色前，聚苯乙烯是透明的，改性聚苯乙烯呈乳白色，而ABS呈淺象牙色彎折 聚苯乙烯為脆性，改性聚苯乙烯和ABS為韌性。在

10、彎折試樣時(shí)，聚苯乙烯易脆裂，而后兩者很難折斷，且裂口發(fā)白，并有特殊氣味外觀識(shí)別法包括摸敲、投水、觀色、彎折等，具體說(shuō)明見下表。常用塑料外觀識(shí)別法說(shuō)明（2）燃燒觀察法 所有熱固性塑料，受熱或燃燒時(shí)都沒(méi)有發(fā)軟熔融過(guò)程，只會(huì)變脆和焦化（燃焦）。聚苯乙烯及其他所有熱塑性塑料，受熱或燃燒時(shí)都必先經(jīng)歷發(fā)軟熔融過(guò)程，但不同種類塑料有著不同的燃燒現(xiàn)象。常用熱塑性塑料的燃燒現(xiàn)象見下表。塑料種類燃燒現(xiàn)象聚乙烯 容易燃燒，離火源后仍能繼續(xù)燃燒。燃燒時(shí)，火焰上端呈黃色，下端呈藍(lán)色。由于燃燒比較完全，黑煙甚少。靠近火焰處，塑料有熔融滴落現(xiàn)象，類似于靠近火焰部分的融蠟的流淌，熔融物亦很少被顏色熏染?；鹧嫦绾?，有較明顯的

11、石蠟燃燒氣味聚丙烯 燃燒現(xiàn)象與聚乙烯大體相同，可能有少量黑煙?；鹧嫦绾?，聞到的是略像煤油的氣味，這是與聚乙烯特別不同的地方常用熱塑性塑料的燃燒現(xiàn)象塑料種類燃燒現(xiàn)象聚酰胺 不像聚乙烯或聚丙烯那樣容易起燃，燃燒較為緩慢，移走火源后，如果環(huán)境溫度不太高，或有金屬附件將熱帶走，維持燃燒的時(shí)間不很長(zhǎng)，稍后便自行熄滅?；鹧骖伾彩浅噬宵S下藍(lán)。在靠近火焰處，表面既熔融滴落，又會(huì)起泡。熄滅后有類似燒焦羊毛或指甲的氣味聚苯乙烯、改性聚苯乙烯和ABS 均容易燃燒，在取走火源后，仍會(huì)繼續(xù)燃燒。由于燃燒極不完全，火焰呈黃色，并伴有濃密黑煙和炭束，隨煙氣飛逸，彌漫四周。不過(guò)聚苯乙烯的炭束稍少一些。燃燒時(shí)，近火焰的塑料

12、表面軟化而不易發(fā)生滴落。聚苯乙烯和改性聚苯乙烯表面會(huì)起泡，ABS塑料不起泡而呈焦化狀態(tài)。這幾種塑料在火焰熄滅時(shí)發(fā)出的氣味差別很大，聚苯乙烯具有同苯乙烯單體相同的氣味，ABS有一種非常獨(dú)特的臭味，用已知的ABS塑料樣品比較容易做出判斷聚碳酸 燃燒現(xiàn)象接近聚苯乙烯，但燃燒速度緩慢，離火后會(huì)慢熄，熄滅后發(fā)出的是花果臭原色有機(jī)玻璃與聚苯乙烯 從外觀上較難識(shí)別，都有較好的透光性。即使染上顏色，其透色效果、光澤度、硬度等幾乎都一樣。燃燒時(shí)，則情況大為不同。前者沒(méi)有炭束飛逸而后者有。特別是有機(jī)玻璃，燃燒時(shí)火焰呈淺藍(lán)色、頂端呈白色，燃燒后發(fā)出強(qiáng)烈的花果臭和腐爛的蔬菜臭味聚氯乙烯 較之上述各種塑料難燃，離開火源

13、后容易自熄，燃燒時(shí)火焰上方呈黃色，底部呈綠色，有時(shí)還噴濺黃色或綠色小焰，冒出白煙，發(fā)出辛辣刺鼻的氣味，熔體一邊燃燒一邊軟化，可以拉扯出絲常用熱塑性塑料的燃燒現(xiàn)象續(xù)表二、塑料制品1塑件制品的分類 （1）塑件 塑件是一種最常見的塑料制品，它具有特定的使用功能和結(jié)構(gòu)形狀,成型后一般無(wú)須加工或只需作少量的加工就能投入使用。塑件示例 （2）塑料型材 塑料型材是指按一定的截面形狀和尺寸規(guī)格成型加工后供應(yīng)市場(chǎng)的塑料制品，用戶在使用時(shí)一般還需要作切割或其他加工。常用的塑料型材有實(shí)心型材、管類型材、異性截面型材和共擠復(fù)合型材。塑料型材示例 主要包括：塑料絲、塑料繩、塑料網(wǎng)；塑料纖維及其紡織物；塑料薄膜及其制品（

14、如塑料袋、膠粘帶）；玻璃鋼（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）制品。其他塑料制品示例（3）其他塑料制品2塑件制品的特點(diǎn)及生產(chǎn)（1）塑料制品的特點(diǎn)領(lǐng)域說(shuō)明農(nóng)業(yè)薄膜、管道、片板、繩索和編織袋等，農(nóng)田水利工程，農(nóng)舍建設(shè)等交通運(yùn)輸門把手、方向盤、儀表板等電氣工業(yè)電線、電纜、開關(guān)、插頭、插座絕緣體、家用電器、計(jì)算機(jī)鍵盤套件、顯示器外殼、各種通訊設(shè)備等通信產(chǎn)品電話機(jī)、手機(jī)、傳真機(jī)等外殼日常生活用品塑料桶、塑料盆、熱水器外殼、塑料袋、航空杯、尼龍繩等醫(yī)療人工血管、輸液器、輸血袋、注射器、插管、檢驗(yàn)用品、手術(shù)室用品等塑料制品的應(yīng)用舉例 塑料（制品）在眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用的根本原因在于塑料具有優(yōu)異的性能，主要表現(xiàn)在：低密度，

15、一般在（0.92.3）103kg/m3，約為鋁的1/2，鋼的1/3；高化學(xué)穩(wěn)定性，例如，某些塑料的耐腐性優(yōu)異；一般塑料都具有良好的絕緣性，有些塑料具有優(yōu)良的光、電、聲、磁特性；大部分塑料的摩擦因數(shù)低，有些塑料有很好的自潤(rùn)滑性；來(lái)源豐富,可以使用高效率的工藝方法進(jìn)行成型加工。 塑料雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)和廣泛用途，但并非十全十美，有些缺陷至今未能克服，如老化（在陽(yáng)光、壓力等作用下，經(jīng)一定時(shí)間后會(huì)“變老”、變色、變脆易碎）、不耐高溫等。所以，塑料還不能從根本上替代金屬材料。（2）塑料制品的生產(chǎn) 塑料制品的生產(chǎn)又稱為塑料加工，它是一個(gè)復(fù)雜而繁重的過(guò)程，其完整工序要經(jīng)歷的過(guò)程如下圖所示，其中，塑料成型至關(guān)重

16、要，根據(jù)塑料制品的類型可選擇不同的成型方法，例如注射成型、壓塑成型、壓注成型、擠出成型等。塑料制品的完整生產(chǎn)過(guò)程第二節(jié) 塑料的成型 塑料成型在塑料制品生產(chǎn)乃至塑料工業(yè)中占有重要的地位。塑料成型的工藝種類很多，利用模具通過(guò)加壓、加熱使塑料成型的方法稱為模塑成型，其中，以如圖121所示的注射成型最為典型。圖121 塑料模塑成型示意 模塑成型具有生產(chǎn)過(guò)程易于實(shí)行機(jī)械化、自動(dòng)化，設(shè)備操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本較低，所加工的塑料制品高度一致等特點(diǎn)。一、成型方法和成型模具方法應(yīng)用場(chǎng)合注射成型 主要用來(lái)成型熱塑性塑料制品，從日常生活用品到各類復(fù)雜的機(jī)械、電器、交通工具等零件，幾乎涵蓋所有的熱塑性塑料制品。另

17、外，某些熱固性塑料也可采用此法成型壓塑成型 熱固性塑料通常采用的成型方法。典型制品有樹脂鏡片、汽車方向盤、儀表殼、電器開關(guān)和插座等壓注成型 熱固性塑料通常采用的成型方法。主要用于封裝電器元件等擠出成型 適用于所有的熱塑性塑料及部分熱固性塑料（如酚醛塑料、脲醛塑料等）管材、棒材、板材、薄膜及電線電纜的加工成型吹塑成型 常用于生產(chǎn)熱塑性塑料制成的容器類中空制品（如塑料飲料瓶、塑料水桶等）氣壓成型 熱塑性塑料桶、瓶、罐、盒類制品采用的成型方法發(fā)泡成型 常用于制作隔熱材料、保溫材料、隔音材料、防振材料、緩沖材料等的發(fā)泡塑料的成型方法塑料制品主要成型方法及應(yīng)用場(chǎng)合1成型方法（1）注射成型 注射成型是熱塑

18、性塑料產(chǎn)品最為普遍的一種成型方法，它是在加壓條件下，將塑料物料由注射機(jī)加熱料筒經(jīng)過(guò)模具澆注系統(tǒng)，注入閉合模具模腔的模塑方法。 注射成型也稱注塑成型，它是在金屬壓鑄法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種成型方法，由于它與醫(yī)用注射器工作原理基本相似，因而得名。由于注射成型具有對(duì)塑料的適應(yīng)性比較強(qiáng)、可以連續(xù)地、經(jīng)濟(jì)地大批量生產(chǎn)終端形狀塑料制品、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，因而在整個(gè)塑料制品生產(chǎn)行業(yè)占有非常重要的地位，大約有三分之一的塑料制品是利用注射工藝制成的。注射成型示意及注射成型產(chǎn)品示例a） 注射成型示意b）注射成型產(chǎn)品示例 （2）壓縮成型 壓縮成型是指塑料物料在模具模腔中，通過(guò)加壓且通常需要加熱的成型方法。壓縮成

19、型又稱壓制成型、壓塑成型或模壓成型，它是較早采用的塑料成型方法，其使用設(shè)備為壓力機(jī)。壓縮成型示意及壓縮成型產(chǎn)品示例a）壓縮成型示意b）壓縮成型產(chǎn)品示例 壓注成型是指使塑料物料經(jīng)過(guò)加熱室進(jìn)入熱模具的閉合模腔而成型的模塑方法。壓注成型又稱傳遞成型或擠塑成型，它是在壓縮成型基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的塑料成型方法，其設(shè)備同樣是壓力機(jī)。 壓縮成型主要用于熱固性塑料制品的生產(chǎn)。由于能生產(chǎn)比較精密的帶細(xì)薄嵌件的制品，因此，廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電器、燈具等行業(yè)。（3）壓注成型壓注成型示意及壓注成型產(chǎn)品示例b）壓注成型產(chǎn)品示例 a）壓注成型示 擠出成型是將固態(tài)塑料在一定溫度和一定壓力下熔融、塑化，利用擠出機(jī)的螺桿旋轉(zhuǎn)（或柱塞

20、）加壓，使其通過(guò)特定形狀的口模成為截面與口模形狀相仿的連續(xù)型材的方法。 擠出成型是塑料型材的主要成型方法，軸向任何處斷面形狀和尺寸一樣的制品，均可采用擠出方法成型。(4）擠出成型擠出成型示意及擠出成型產(chǎn)品示例b）擠出成型產(chǎn)品示例a）擠出成型示意2.成型模具 依據(jù)實(shí)物形狀和結(jié)構(gòu)按等比例制成的，可以用壓制或澆灌等方法使塑料物料成為一定形狀的模具，稱為塑料成型模具，簡(jiǎn)稱塑料模。它是構(gòu)成塑料制品（模制品）成型空間所有零部件的組合體。塑料成型模具 塑料成型模具是塑料成型加工三個(gè)必備物質(zhì)條件之一，是塑料成型的關(guān)鍵工藝裝備。根據(jù)塑料制品成型方法不同，通常將塑料成型模具分為：壓縮成型模具（簡(jiǎn)稱壓縮模）注射成型

21、模具（簡(jiǎn)稱注射模，也稱注塑模）壓注成型模具（簡(jiǎn)稱壓注模）擠出成型模具氣壓成型模具發(fā)泡塑料成型模具等(1)注射模具 注射模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具，也是賦予塑料制品完整結(jié)構(gòu)和精確尺寸的工具。注射模具主要用來(lái)成型熱塑性塑料制品，當(dāng)然，某些熱固性塑料制品也可采用注射模具來(lái)成型。注塑模具示例a） 實(shí)物圖b）3D模型c）結(jié)構(gòu) 壓縮模具主要用于熱固性塑料制品的成型，有時(shí)也用于熱塑性塑料制品的成型，而壓注模具則主要用于熱固性塑料制品的成型。壓縮模具和壓注模具結(jié)構(gòu)示意圖b）壓注模具a）壓縮模具(2)壓縮模具和壓注模具二、成型設(shè)備 成型設(shè)備是塑料成型加工的又一個(gè)必備物質(zhì)條件，它隨成型工藝的不同而不同。用于塑料

22、成型的主要設(shè)備包括：應(yīng)用最多、用于注射成型工藝的注射機(jī)（也稱注塑機(jī)），用于壓縮成型工藝和壓注成型工藝的壓力機(jī)，用于擠出成型的擠出機(jī)。主要的塑料成型設(shè)備a）注射機(jī)b）壓力機(jī)c）擠出機(jī)1注射機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及作用 在生產(chǎn)實(shí)際中，注射機(jī)有多種類型，盡管它們外形不同，但基本上都是由塑化注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等部分組成，下圖所示為臥式注射機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖和實(shí)物圖。臥式注射機(jī)（螺桿式）a） 結(jié)構(gòu)示意圖 b） 實(shí)物圖1后模板 2合模系統(tǒng) 3頂桿 4動(dòng)模板 5導(dǎo)柱 6前模板 7噴嘴 8機(jī)筒 9螺桿 10料斗（1）塑化注射系統(tǒng)（2）合模系統(tǒng)（3）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)（4）電氣控制系統(tǒng)注射機(jī)的結(jié)構(gòu)組成（1

23、）塑化注射系統(tǒng) 塑化注射系統(tǒng)的主要作用是使塑料物料均勻地塑化成熔融狀態(tài)的熔體，并以一定的注射壓力和注射速度，把一定量的塑料熔體注入成型模具的模腔中。 在塑化裝置中，螺桿是關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)塑化物料并將其注進(jìn)模具腔體；機(jī)筒是重要部件，它與螺桿共同完成對(duì)物料的輸送、塑化和注射；而噴嘴則是機(jī)筒與模具之間的連接橋梁，是注射時(shí)熔體高速注入模具的通道。塑化注射系統(tǒng)的組成（2）合模系統(tǒng) 合模系統(tǒng)（也稱鎖模系統(tǒng)）的作用是保證成型模具靈活、準(zhǔn)確、迅速、可靠和安全地啟閉。模板主要用于安裝成型模具、導(dǎo)柱、合模機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)等；導(dǎo)柱用于連接前模板、后模板，并保證動(dòng)模板平行移動(dòng)。 由于注入模具腔體的塑料熔體具有很高的壓力，

24、為防止塑料熔體外溢，保證模具腔體嚴(yán)密閉合，要求合模系統(tǒng)能夠產(chǎn)生足夠的合模力（鎖模力）。合模系統(tǒng)的組成（3）液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 作為動(dòng)力系統(tǒng)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，其作用是保證注射機(jī)能夠按照預(yù)定的工藝過(guò)程要求（如壓力、速度、溫度、時(shí)間等）和動(dòng)作順序準(zhǔn)確、有效地工作。（4）電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的作用是與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，完成注射機(jī)的各項(xiàng)預(yù)定動(dòng)作。2注射機(jī)工作循環(huán)過(guò)程 注射機(jī)的工作，是按照預(yù)定的塑料制品成型工藝要求，通過(guò)安裝于注射機(jī)動(dòng)模板和前模板（也稱固定模板）間的注射模，按部就班地進(jìn)行的。臥式注射機(jī)（螺桿式）過(guò)程具體說(shuō)明加料將粒狀或粉狀塑料原料加入到注射機(jī)料斗中，并由柱塞或螺桿帶入料筒加熱塑化加入的塑

25、料在料筒中經(jīng)過(guò)加熱、壓實(shí)和混料等過(guò)程，由松散的原料轉(zhuǎn)變成熔融狀態(tài)，并具有良好的可塑性注塑機(jī)按塑料在料筒內(nèi)的塑化方式分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)充模塑化好的熔體被柱塞或螺桿推擠至料筒前端，經(jīng)過(guò)噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿模具模腔保壓補(bǔ)縮模具中的熔體冷卻收縮，柱塞或螺桿迫使料筒中的熔料不斷補(bǔ)充到模具中，以補(bǔ)充因收縮而出現(xiàn)的空隙，保持模具模腔內(nèi)的熔體壓力卸壓當(dāng)模具澆口處的熔體凍結(jié)后，系統(tǒng)卸壓保壓后，柱塞或螺桿后退，模腔中壓力解除，這時(shí)模腔中熔料的壓力將高于澆口前端的壓力，若澆口尚未凍結(jié)，型腔中的熔料就會(huì)通過(guò)澆口流向澆注系統(tǒng)，這一過(guò)程稱為倒流。若保壓結(jié)束時(shí)，澆口已經(jīng)凍結(jié)，就不會(huì)存在倒流現(xiàn)象注射裝置后

26、退為下一次注射做準(zhǔn)備脫模塑料制品冷卻定型后，鎖模機(jī)構(gòu)開模，從模具中取出塑料制品注射機(jī)的工作循環(huán)過(guò)程說(shuō)明3注射機(jī)的分類 根據(jù)需要，注射機(jī)有多種分類方法。通常，按外形特征可將它們分為立式注射機(jī)、臥式注射機(jī)和角式注射機(jī)三種。常用類型注射機(jī)的特點(diǎn)見下表。a）立式注塑機(jī) b）臥式注塑機(jī) c）角式注射機(jī) 立式注射機(jī)、臥式注射機(jī)和角式注射機(jī)常用類型注塑機(jī)的特點(diǎn)注射機(jī)類型特點(diǎn)說(shuō)明外形特征立式 立式注射機(jī)的注射系統(tǒng)與合模系統(tǒng)的軸線一致并垂直于地面，注射系統(tǒng)多為柱塞式結(jié)構(gòu)，注射量一般小于60cm3。立式注速機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積較小，模具裝卸方便，動(dòng)模一側(cè)安放嵌件便利；其缺點(diǎn)是機(jī)器重心高、不穩(wěn)定，加料比較困難，推出的

27、塑料制品需要用人工或其他方法取出，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)臥式 臥式注射機(jī)是使用最廣泛的注射機(jī)，注射系統(tǒng)與合模系統(tǒng)的軸線都呈水平布置，注射系統(tǒng)有柱塞式和螺桿式兩種結(jié)構(gòu)之分，注射量為60cm3及以上的均為螺桿式。臥式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)器重心低，比較穩(wěn)定，操作、維修方便，塑料制品推出后可利用其自重自動(dòng)落下，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)大、中、小型模具都適用；其主要缺點(diǎn)是模具安裝比較困難角式 角式注射機(jī)的注射系統(tǒng)與合模系統(tǒng)的軸線相互垂直，常見的角式注射機(jī)是沿水平方向合模，沿垂直方向注射，其注射系統(tǒng)一般為柱塞式結(jié)構(gòu)，采用齒輪齒條傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)，注射量較小，一般小于45cm3。角式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)介于臥、立式注射機(jī)之間，

28、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可利用開模時(shí)的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)有螺紋的塑件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫卸；其缺點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)無(wú)法準(zhǔn)確可靠地注射和保持壓力及鎖模力，模具受沖擊和振動(dòng)較大注射機(jī)類型特點(diǎn)說(shuō)明塑化方式柱塞式 注射柱塞直徑為20100mm的金屬圓桿，當(dāng)其后退時(shí)，物料自料斗定量地落入機(jī)筒內(nèi)，柱塞前進(jìn)，原料通過(guò)機(jī)筒與分流梳的腔內(nèi)，將塑料分成薄片，均勻加熱，并在剪切作用下塑料進(jìn)一步混合和塑化，并完成注射。多為立式注射機(jī)，注射量小于3060g，不易成型流動(dòng)性差、熱敏性強(qiáng)的塑料。柱塞式注塑機(jī)由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在注射成型中存在著塑化不均、注射壓力損失大等問(wèn)題螺桿式 螺桿在機(jī)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將料斗內(nèi)的塑料卷入，逐漸壓實(shí)、排氣和塑化，將塑料熔體推向機(jī)

29、筒的前端，存積在機(jī)筒頂部和噴嘴之間，螺桿本身受熔體的壓力而緩慢后退。當(dāng)積存的熔體達(dá)到預(yù)定的注射量時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，在液壓缸的推動(dòng)下，將熔體注入模具。臥式壓力機(jī)多為螺桿式常用類型注塑機(jī)的特點(diǎn)續(xù)表4注射機(jī)的選用（1）注射機(jī)型號(hào)及主要技術(shù)規(guī)范 注射機(jī)型號(hào)主要有三種標(biāo)準(zhǔn)表示方法：注射量表示、合模力表示、注射量與合模力同時(shí)表示，它們是注射機(jī)工作能力的表示。 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。注射機(jī)型號(hào)中的字母S表示塑料機(jī)械，Z表示注射機(jī)，X表示成型，Y表示螺桿式（無(wú)Y表示柱塞式）。 其具體過(guò)程分為如下三個(gè)階段： 第一階段，根據(jù)塑料的品種、塑料制品的結(jié)構(gòu)、成型方法、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝，選擇注射機(jī)

30、類型。 第二階段，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和注射模具大小，初步選擇注射機(jī)型號(hào)。 第三階段，進(jìn)行注射機(jī)參數(shù)校核，以滿足生產(chǎn)的要求；注射機(jī)參數(shù)校核通常包括五方面：最大注射量校核、注射壓力校核、鎖模力校核、安裝部分尺寸校核、開模行程和頂出機(jī)構(gòu)校核。 （2）注射機(jī)選用與參數(shù)校核 注射機(jī)選用涉及兩方面內(nèi)容：第一，確定注射機(jī)型號(hào)，使注射機(jī)規(guī)格參數(shù)滿足塑料、塑料制品、注射模具及注射工藝等要求；第二，調(diào)整注射機(jī)技術(shù)參數(shù)，直至滿足所需要求。 注射機(jī)參數(shù)的校核要求校核參數(shù)校核要求最大注射量 塑料制品連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的質(zhì)量一般不應(yīng)大于注射機(jī)的公稱注射量的80%注射壓力 注射機(jī)的公稱壓力要大于塑料制品成型的壓力鎖模力 高壓

31、塑料熔體充滿模腔時(shí)產(chǎn)生的推力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象安裝部分尺寸 模具的設(shè)計(jì)應(yīng)校對(duì)噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模具厚度、最小模具厚度及模板上的螺孔尺寸開模行程和頂出機(jī)構(gòu) 塑料制品從注射模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑料制品無(wú)法從模具中取出 例：某材料為ABS的底座零件，如圖所示，擬采用注射工藝成型（一模兩件），其注射機(jī)選用過(guò)程及相關(guān)內(nèi)容說(shuō)明見下表。底座零件過(guò)程內(nèi)容及說(shuō)明注射量估算為確定注射機(jī)型號(hào)，需要計(jì)算塑料制品用料。經(jīng)采用UG軟件建模分析，并將澆注系統(tǒng)流道凝料的質(zhì)量按塑料制品0.6倍估算，注射量大約為90cm3注射機(jī)初選根據(jù)注射量大小，結(jié)合企業(yè)

32、現(xiàn)有設(shè)備情況，初步選擇XSZY125型注射機(jī)查得該型號(hào)注射機(jī)的主要參數(shù)如下：公稱注射量125cm3注射壓力120MPa鎖模力900kN最大成型面積320 cm3模具最大厚度300mm模具最小厚度 200mm拉桿空間260mm290mm過(guò)程內(nèi)容及說(shuō)明參數(shù)校核最大注射量注射機(jī)的公稱注射量為125cm3，其80為100cm3，超過(guò)預(yù)估的注射量90cm3，滿足要求注射壓力一般來(lái)說(shuō)，塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力為2040MPa，而所選注射機(jī)的公稱注塑壓力為120MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)塑料制品成型所需的實(shí)際注射壓力鎖模力經(jīng)采用UG軟件建模分析，該塑料制品和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積約為4800mm2，故高壓塑料

33、熔體充模時(shí)產(chǎn)生的最大推力為480040192000N192kN，大大低于所選注射機(jī)的公稱鎖模力900kN注：未進(jìn)行安裝部分尺寸、開模行程和頂出機(jī)構(gòu)參數(shù)校核注射機(jī)選用示例續(xù)表 例：某材料為ABS的底座零件，如圖所示，擬采用注射工藝成型（一模兩件），其注射機(jī)選用過(guò)程及相關(guān)內(nèi)容說(shuō)明見下表。底座零件5注射機(jī)的操作方式 注射成型是一個(gè)按照預(yù)定順序，進(jìn)行周期性動(dòng)作的過(guò)程。根據(jù)需要，注射機(jī)通常有4種操作方式：調(diào)整、手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)。 （1）調(diào)整 調(diào)整也稱點(diǎn)動(dòng)，是為裝卸注射模具、螺桿或檢修注射機(jī)而設(shè)置的。在調(diào)整方式下，注射機(jī)的所有動(dòng)作，都必須在按住相應(yīng)按鈕開關(guān)的情況下，慢速進(jìn)行。放開按鈕，動(dòng)作停止。 （2

34、）手動(dòng) 手動(dòng)方式是為試模或開始階段試生產(chǎn)而設(shè)置的操作方式。手動(dòng)操作時(shí)，按動(dòng)相應(yīng)的按鈕便進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作并進(jìn)行到底。當(dāng)然，在自動(dòng)生產(chǎn)有困難的情況下，也可采用手動(dòng)操作方式。 （3）半自動(dòng) 半自動(dòng)操作是指，將注射機(jī)安全門關(guān)閉之后，注射成型工藝過(guò)程中的各個(gè)動(dòng)作按照一定的順序自動(dòng)進(jìn)行，直至取出塑料制件為止。半自動(dòng)操作可減輕操作人員的體力勞動(dòng)、避免操作錯(cuò)誤造成事故。 （4）全自動(dòng) 全自動(dòng)操作是指，注射機(jī)的全部操作過(guò)程都由自動(dòng)控制裝置控制，操作過(guò)程自動(dòng)往復(fù)進(jìn)行，直至取出塑料制件為止。全自動(dòng)操作方式可大大提高生產(chǎn)效率，它是注射機(jī)最好的操作方式。三、成型技術(shù)發(fā)展方向 1理論研究不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)計(jì)算日趨成熟 隨著對(duì)塑

35、料成型加工原理研究的深入，作為成型加工裝備的模具其設(shè)計(jì)已經(jīng)由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)逐步向理論設(shè)計(jì)發(fā)展。 2高效率、自動(dòng)化模具結(jié)構(gòu)的發(fā)展和采用 大力發(fā)展和采用各種高效率、自動(dòng)化模具結(jié)構(gòu)，例如：多層多型腔注射模具結(jié)構(gòu)，能自脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機(jī)構(gòu)，自動(dòng)分型抽芯機(jī)構(gòu)，熱流道澆注系統(tǒng)及產(chǎn)品的高效冷卻結(jié)構(gòu)。三、成型技術(shù)發(fā)展方向 3塑料制品向著大型方向發(fā)展 隨著塑料應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，在建筑、機(jī)械、汽車、儀器、家用電器上采用了許多大型塑料制品，例如汽車殼體、保險(xiǎn)杠、洗衣機(jī)桶和大型周轉(zhuǎn)箱等。同時(shí)，新型的塑料成型設(shè)備亦不斷涌現(xiàn)，如適用一次注射量達(dá)96KG的大型注射機(jī)等。 4模具CAD/CAM/CAE的廣泛應(yīng)用 模具設(shè)計(jì)人

36、員和組織模具產(chǎn)品制造的工藝設(shè)計(jì)人員，在CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的輔助下，根據(jù)模具的設(shè)計(jì)和制造程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造；并可以在模具加工前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高模具質(zhì)量和降低成本等。三、成型技術(shù)發(fā)展方向 5模具的標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn) 模具的標(biāo)準(zhǔn)化將給模具設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)極大的方便，使模具設(shè)計(jì)制造者集中精力精心設(shè)計(jì)和加工型芯、型腔，從而大大縮短模具的設(shè)計(jì)制造周期，降低成本并保證質(zhì)量。 6高壽命和簡(jiǎn)易制模工藝的研究 研究和推廣易削鋼、預(yù)硬鋼、耐蝕鋼以及模具表面強(qiáng)化新技術(shù)，使塑料模具的精度和壽命大大提高。同時(shí)為了適應(yīng)及時(shí)更新產(chǎn)品花色品種，降低成本及小批量生產(chǎn)的需

37、要，開展了意簡(jiǎn)易制模工藝的研究，所用材料包括木材、陶瓷、石膏、塑料等非金屬，也有鑄鋼、銅合金、鋁合金、鋅合金和易熔合金，制模方法有澆鑄、噴涂和交聯(lián)固化等。三、成型技術(shù)發(fā)展方向 7特殊成型工藝、模具及設(shè)備的采用 對(duì)于一些特殊塑料制品，采用了各種特殊成型工藝、模具及設(shè)備。如低發(fā)泡制品注射成型、雙色注射成型、大型塑料零件的熱壓成型法、流動(dòng)性差難以成型塑料的鍛造成型法等。 第三節(jié) 塑料制品工藝性分析在人們的生產(chǎn)、生活中存在著大量的塑料制品，要想把塑料加工成滿足我們所需要的塑料制品，除了要考慮選用合適的塑料原材料，還要考慮塑料制品的工藝性，良好的塑料制品工藝性是獲得合格塑料制品的基礎(chǔ)，也是成型工藝順利進(jìn)

38、行的基本保證。塑料制品示例 塑料制品的工藝性，是指所設(shè)計(jì)塑料制品的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度和表面質(zhì)量要求等，對(duì)采用的成型工藝和模具結(jié)構(gòu)的適應(yīng)程度。它反映了塑料制品加工成型的難易程度，如果塑料制品的形狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸適中、精度要求低、表面質(zhì)量要求不高，則成型就比較容易，所需的工藝條件就比較寬松，模具結(jié)構(gòu)將相對(duì)簡(jiǎn)單，就可認(rèn)為塑料制品的工藝性較好；反之，則可認(rèn)為塑料制品的工藝性較差。一、塑料制品工藝性及設(shè)計(jì)原則1塑料制品工藝性2塑料制品設(shè)計(jì)原則原則內(nèi)容1 在保證塑料制品的使用性能、物理化學(xué)性能、電性能和耐熱性能的前提下，盡量選用價(jià)格低廉和成型性好的塑料，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻和成型方便2 在設(shè)計(jì)塑

39、料制品結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮模具結(jié)構(gòu)，使模具零件易于制造，模具抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單3 設(shè)計(jì)塑料制品應(yīng)考慮原料的成型工藝性，塑料制品形狀應(yīng)有利于分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻4 當(dāng)設(shè)計(jì)的塑料制品外觀要求較高時(shí)，可先通過(guò)造型，而后逐步繪制圖樣 塑料制品的設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)其使用要求進(jìn)行的，在滿足使用要求的前提下，應(yīng)確保成型工藝穩(wěn)定，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低。因此通常遵循的設(shè)計(jì)原則見下表。塑件制品設(shè)計(jì)原則 塑件制品工藝性分析涉及的內(nèi)容主要包括：塑料制品原材料分析、塑料制品的尺寸和精度分析、塑料制品的表面質(zhì)量分析、塑料制品的幾何形狀及結(jié)構(gòu)分析、塑料制品的特殊結(jié)構(gòu)（例如文字、螺紋、齒輪、嵌件）分析等。 1.塑料制品原材料分

40、析 塑料制品原材料分析，是從使用性能和成型性能角度對(duì)塑料制品所選塑料原材料進(jìn)行分析。二、塑料制品工藝性分析 例如，某儀表外殼件（如圖所示），需大批量生產(chǎn)，材料為ABS，擬采用注射成型，其原材料分析如下：該塑料制品的材料為ABS，屬于熱塑性塑料。就使用性能而言，該材料剛性好，耐水、耐熱性強(qiáng)，其介電性能與溫度和頻率無(wú)關(guān)，為理想的絕緣材料；就成型性能而言，該材料吸水性小，熔體的流動(dòng)性較好，成型容易，但收縮率大。另外，該材料成型時(shí)易產(chǎn)生縮孔、凹陷、變形等缺陷。成型溫度低時(shí)，方向性明顯，凝固速度較低，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，在成型時(shí)應(yīng)注意控制好成型溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，冷卻速度不宜過(guò)快。2塑料制品的尺寸

41、和精度 塑料制品的尺寸是指塑料制品的總體尺寸，而不是結(jié)構(gòu)尺寸（如壁厚、孔徑等）。塑料制品尺寸的大小由其結(jié)構(gòu)及使用要求決定。（1）塑料制品的尺寸主要因素有關(guān)說(shuō)明塑料流動(dòng)性 在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的塑件，對(duì)于薄壁塑料制品或流動(dòng)性差的塑料（如玻璃纖維增強(qiáng)塑料）進(jìn)行注射成型和壓注成型時(shí)，塑料制品尺寸不宜過(guò)大，否則，熔體不能充滿模腔或可能形成熔接痕，從而影響塑料制品外觀和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，為保證塑料制品成型良好，還應(yīng)考慮成型工藝和塑料制品壁厚，如提高成型溫度、增加成型壓力及塑料制品壁厚等成型設(shè)備工作能力 注射成型的塑料制品尺寸受到注射機(jī)的注射量、鎖模力和模板尺寸的限制；壓

42、塑和壓注成型的塑件尺寸還會(huì)受到壓力機(jī)最大壓力和壓力機(jī)工作臺(tái)面最大尺寸的限制影響塑件成型加工尺寸的主要因素（2）塑料制品的尺寸精度 塑料制品的尺寸精度是指所獲得的塑料制品的尺寸與產(chǎn)品圖樣中尺寸的符合程度，即所獲塑料制品尺寸的準(zhǔn)確度。 塑料制品在成型過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生尺寸誤差，其原因可概括為三個(gè)方面：材料、成型工藝和模具狀態(tài)，具體影響因素見下表。原因具體因素材料 模塑材料的非均一性成型工藝 1.操作工藝條件發(fā)生變化 2.成型設(shè)備的控制精度誤差模具狀態(tài) 1.模具尺寸的制造公差 2.模具的磨損 3.模具可動(dòng)零件間的配合位置誤差 4.模具的溫度波動(dòng) 5.模具在成型壓力下發(fā)生的彈性變形影響塑料制品尺寸

43、精度的因素 考慮到上述影響塑料制品尺寸精度的因素，并根據(jù)大量的實(shí)際測(cè)量結(jié)果，我國(guó)確定并頒布了塑料模塑件的尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為塑料模塑件尺寸公差（GB/T 144862008），該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)模塑件尺寸公差的代號(hào)、等級(jí)及數(shù)值（見教材附錄一），公差等級(jí)的選用，標(biāo)注公差的尺寸、未注公差的尺寸等進(jìn)行了基本規(guī)定。 根據(jù)基本規(guī)定，模塑件尺寸公差的代號(hào)為MT，公差等級(jí)分為7級(jí)，MT1級(jí)精度最高，且一般不采用，MT7級(jí)精度最低；標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定公差，基本尺寸的上、下偏差可根據(jù)實(shí)際需要分配。 3塑料制品的表面質(zhì)量分析 塑料制品的表面質(zhì)量要求涵蓋塑料制品的表面結(jié)構(gòu)、光亮程度，色彩均勻性，表面缺陷（例如縮孔、凹陷等），

44、推桿痕跡，對(duì)拼縫、熔接痕、毛刺等。塑料制品外觀要求越高，表面結(jié)構(gòu)值應(yīng)越低。塑料制品表面結(jié)構(gòu)Ra值一般為0.81.6m。 塑料制品表面結(jié)構(gòu)主要取決于模具型腔表面結(jié)構(gòu)。一般要求模具成型零件表面結(jié)構(gòu)值比塑件要求高12級(jí)。其次，成型工藝也影響塑料制品的表面結(jié)構(gòu)。例如，成型溫度過(guò)高，塑料制品成型后易起泡，甚至出現(xiàn)凹痕。另外，原料中雜質(zhì)的存在，也會(huì)使表面質(zhì)量變差。4塑料制品的幾何形狀及結(jié)構(gòu) 塑料制品的幾何形狀及結(jié)構(gòu)與成型方法、模具分型面的選擇、塑料制品是否能順利成型和出模等有直接關(guān)系，所以，在設(shè)計(jì)塑料制品時(shí)應(yīng)認(rèn)真考慮。（1）幾何形狀 在滿足使用功能的前提下，塑料制品上應(yīng)盡可能避免出現(xiàn)影響和阻礙脫模的表面，

45、如側(cè)孔或側(cè)凹等。為便于塑料制品的成型和脫模，必要時(shí)，可以考慮改變其幾何選擇形狀，相關(guān)典型示例見下表。原設(shè)計(jì)更改后原設(shè)計(jì)更改后圖示說(shuō)明將左圖側(cè)孔容器改為右圖側(cè)凹容器，則不需要采用側(cè)抽芯或瓣合分型的模具 應(yīng)避免塑料制品表面橫向凹臺(tái)，以便于脫模圖示說(shuō)明塑料制品外側(cè)凹，必須采用瓣合凹模，使塑料模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塑件表面有接縫 塑料制品內(nèi)側(cè)凹，抽芯困難改變塑件形狀以利于成型的典型示例原設(shè)計(jì)更改后原設(shè)計(jì)更改后圖示說(shuō)明改變塑料制品形狀避免側(cè)孔抽側(cè)型芯 將橫向側(cè)孔改成垂直向孔，可免去側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)圖示 說(shuō)明將滾花改成直紋，便于脫模 續(xù)表改變塑件形狀以利于成型的典型示例 對(duì)于具有較淺的內(nèi)外側(cè)凹槽或凸臺(tái)（并帶有圓角）的

46、塑料制品，可利用塑料在脫模溫度下具有足夠彈性的特性強(qiáng)行脫模，如圖所示，而不必采用組合型芯的方式。強(qiáng)行脫模示意 具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等塑料制品，5的內(nèi)凹或外凸均可采用強(qiáng)行脫模方式，其結(jié)構(gòu)尺寸示意如圖所示。 可強(qiáng)行脫模的結(jié)構(gòu)尺寸示意 （2）制品結(jié)構(gòu) 塑料制品結(jié)構(gòu)包括脫模斜度、壁厚、加強(qiáng)肋、支承面、圓角和孔等。 1）脫模斜度 是指使塑料制品順利脫模、防止擦傷其表面而允許的斜度量。塑料制品上與脫模方向平行的表面一般應(yīng)設(shè)計(jì)有合理的脫模斜度，如圖中所示的“” 。塑件的脫模斜度 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)塑料模塑件尺寸公差GB/T144862008對(duì)脫模斜度規(guī)定如下： 脫模斜度一般不包括在模塑件公差范圍之內(nèi)，

47、脫模斜度的大小應(yīng)在圖樣上單獨(dú)標(biāo)出，并且應(yīng)標(biāo)明基本尺寸所在位置。有脫模斜度的模塑件的基本尺寸的標(biāo)注方法如圖所示。如果要求脫模斜度包括在該尺寸的公差范圍內(nèi)，應(yīng)加以特別說(shuō)明。 方法一 方法二 有脫模斜度的模塑件基本尺寸標(biāo)注 脫模斜度的大小，取決于塑料的收縮率、塑件的形狀、塑件脫模方向長(zhǎng)度、塑件壁厚、塑件的部位等。由于目前尚無(wú)精確的計(jì)算公式，主要憑經(jīng)驗(yàn)或查表，常用塑料的脫模斜度推薦值見下表。材料脫模斜度聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯301ABS、尼龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚40130硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃502熱固性塑料201注：本表所列脫模斜度適用于開模后塑料制品留在型芯上的情

48、形常用塑料脫模斜度推薦值 2）壁厚 塑料制品也必須有一定的厚度（壁厚），塑料制品的壁厚不僅要滿足塑料制品的使用要求，還要保證塑料制品的順利成型，并考慮生產(chǎn)效率。 設(shè)計(jì)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量使各部分壁厚均勻，避免太薄，否則，會(huì)引起收縮不均勻使塑料制品變形或產(chǎn)生氣泡、凹陷等成型質(zhì)量問(wèn)題。壁厚一般取值在16mm范圍內(nèi)，最常用的數(shù)值為23mm，大型塑料制品的壁厚則可達(dá)8mm。 3）加強(qiáng)肋 加強(qiáng)肋是指在塑料制品某個(gè)需要增加強(qiáng)度或剛度的部位設(shè)置的工藝?yán)呋蚪畎?，如圖所示，加強(qiáng)肋的采用，不但可以減小或避免塑料制品的變形，有時(shí)還可以改善成型時(shí)塑料熔體的流動(dòng)狀況，避免氣泡、縮孔、凹痕、翹曲等缺陷的產(chǎn)生。帶有加強(qiáng)肋的塑

49、料制品 加強(qiáng)肋通常與塑件本體垂直相貫，其尺寸（如圖所示）不宜過(guò)大，以矮一些、多一些為佳。具體來(lái)講，加強(qiáng)肋厚度尺寸不應(yīng)大于塑料制品壁厚的1/2，這是因?yàn)榧訌?qiáng)肋厚度與塑料制品壁厚相等時(shí)，加強(qiáng)肋的根圓面積將增加50，從而導(dǎo)致底部產(chǎn)生凹陷現(xiàn)象，只有當(dāng)加強(qiáng)肋厚度不大于塑件壁厚的1/2時(shí)，才不致產(chǎn)生凹陷；加強(qiáng)肋高度不宜過(guò)高（常取小于壁厚的3倍），以免肋部受損。 加強(qiáng)肋推薦尺寸序號(hào)不合理合理說(shuō)明1 過(guò)厚處應(yīng)減薄并設(shè)置加強(qiáng)肋，以保持原有強(qiáng)度2 過(guò)高的塑料制品應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)肋，以減薄塑料制品壁厚3 平板狀塑料制品，加強(qiáng)肋應(yīng)與塑料流動(dòng)方向平行，以免造成充模阻力過(guò)大和降低塑料制品韌性4 非平板狀塑料制品，加強(qiáng)肋應(yīng)交錯(cuò)排

50、列，以免塑料制品產(chǎn)生翹曲變形5 加強(qiáng)肋之間的中心距應(yīng)大于制品壁厚的兩倍 加強(qiáng)肋應(yīng)設(shè)計(jì)得矮一些，與支承面的間隙應(yīng)大于0.5mm加強(qiáng)肋設(shè)計(jì)的典型參考示例 當(dāng)塑料制品需要有一個(gè)表面作為支承面（基準(zhǔn)面）時(shí)，以整個(gè)底平面作為支承面是不合理的，因?yàn)樗芰现破返纳栽S翹曲或變形就會(huì)造成底面不平。為此，通常采用底腳（三點(diǎn)或四點(diǎn)）或凸起的邊框來(lái)代替整個(gè)支承面。a）平面支承c） 底腳支承 b）凸起的邊框支承塑料制品的支承面 4）支承面 5）圓角 設(shè)計(jì)塑料制品時(shí)，轉(zhuǎn)角連接處應(yīng)盡可能采用圓角過(guò)渡。這樣可避免塑料制品應(yīng)力集中引起的變形或裂紋，提高強(qiáng)度，改善熔體在模腔中的流動(dòng)，有利于充模（尤其對(duì)增強(qiáng)塑料），有利于改善塑料制品

51、外觀和便于脫模。此外，有了圓角，模具在淬火或使用時(shí)不致因應(yīng)力集中而開裂。 理想的圓角半徑應(yīng)為壁厚的1/3以上，通常圓角半徑應(yīng)不小于0.5mm。 當(dāng)然，對(duì)于塑料制品的某些部位，如分型面處、型芯與型腔配合處以及使用上有特殊要求的或不便于作圓角的部位，必須以尖角過(guò)渡。 塑料制品上孔的使用非常廣泛，例如，緊固連接用孔、定位用孔、安裝傳動(dòng)件用孔等，如圖所示。帶有孔的塑料制品示例 6）孔 原則上講，這些孔都通過(guò)模具的型芯來(lái)成型，采用拼合的型芯，還可以成型塑料制品上的斜孔或復(fù)雜異型孔，如圖所示。但是，為避免增加模具的制造難度，孔的形狀設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單（如盡量采用圓柱孔），尺寸（如孔徑和孔深）盡量合適，同時(shí)孔的

52、位置應(yīng)盡可能開設(shè)在強(qiáng)度大或厚壁部位，孔與孔之間、孔與壁之間應(yīng)有足夠的距離。斜孔、異型孔成型示意 6）孔材料孔的最小直徑d（mm）材料孔的最小直徑d（mm）聚酰胺0.20聚乙烯0.20軟聚氯乙烯0.20聚甲基丙烯酸甲酯0.25聚甲醛0.30聚苯醚0.30硬聚氯乙烯0.25改性聚苯乙烯0.30聚碳酸酯0.35聚砜0.35成型方式孔深通孔盲孔壓塑橫孔2.5d1.5d豎孔5d2.5d注射或擠塑10d45d注：d為孔徑（mm） 采用纖維狀塑料時(shí)，取表中數(shù)值的75%熱塑性塑料制品孔的極限尺寸孔徑與孔深的關(guān)系孔徑d1.51.533661010181830孔間距或孔邊距b11.51.5223344557注：表

53、中數(shù)值適用于熱固性塑料，熱塑性塑料按表中數(shù)值的75%確定。增強(qiáng)塑料宜取大值。兩孔徑不一致時(shí)，以大孔孔徑查表?？组g距、孔邊距與孔徑的關(guān)系 mm合理不合理說(shuō)明 孔間距或孔邊距小于規(guī)定值時(shí)的改進(jìn)設(shè)計(jì) 固定用螺釘孔，如果不需要露出螺釘頭時(shí)，應(yīng)使用圓柱頭螺釘、孔做成沉頭孔，而不用錐孔 對(duì)穿孔應(yīng)注意設(shè)計(jì)成能設(shè)置型芯的結(jié)構(gòu) 緊固用孔或其他受力的孔，應(yīng)設(shè)計(jì)出凸邊或凸臺(tái)予以加強(qiáng)設(shè)計(jì)孔時(shí)的注意事項(xiàng) 5塑料制品的特殊結(jié)構(gòu)（1）花紋、標(biāo)記與文字 塑料制品上所設(shè)計(jì)的花紋，無(wú)論是使用上的需要，還是為了裝飾，應(yīng)易于成型和脫模，便于模具的制造；而塑料制品件上的標(biāo)記和文字則可采用三種類型，它們各自的特點(diǎn)下表。類型圖例特點(diǎn)凸形

54、模具制造方便，文字可用刻字機(jī)刻制，圖案可用手工雕或電加工 使用過(guò)程中，凸字容易損壞凹形 模具用一般的機(jī)械加工難以滿足要求，需要采用電火花、電鑄或冷擠壓成型 凹入的標(biāo)記、文字等可涂印各種裝飾顏色，以增添美觀感凹坑凸形 在凹框內(nèi)設(shè)置凸起的標(biāo)記、文字等，它可把凹框制成鑲塊嵌入模具內(nèi)，這樣既易于加工，在使用時(shí)標(biāo)記、文字等又不易被磨損破壞，最為常用（2）螺紋、嵌件與齒輪螺紋、嵌件、齒輪的應(yīng)用 出于需要，有些塑料制品上需要有螺紋結(jié)構(gòu)，有些塑料制品內(nèi)需壓入金屬零件或非金屬形成不可拆卸的連接（此壓入零件稱為嵌件），甚至在機(jī)械、電子、儀表等工業(yè)部門還廣泛應(yīng)用著塑料齒輪。 當(dāng)在塑料制品上直接成型螺紋時(shí)，需要利用型

55、環(huán)或型芯，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，具有較好的質(zhì)量，但螺紋精度一般不高（低于IT8），必要時(shí)，可考慮采用帶螺紋的金屬嵌件來(lái)替代，或采用機(jī)械加工方法來(lái)形成（如車削或攻螺紋）。 螺紋成型 塑料制品中的金屬嵌件，能起到提高塑料制品局部機(jī)械強(qiáng)度及耐磨性，保證電氣性能、尺寸穩(wěn)定性和制造精度的作用。不過(guò)，嵌件的采用一般會(huì)增加塑料制品的成本，使模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并降低塑料制品的生產(chǎn)效率。另外，設(shè)計(jì)帶有金屬嵌件的塑料制品時(shí)還有一些問(wèn)題必須加以注意，具體事項(xiàng)見下表。 注意事項(xiàng)說(shuō)明包裹金屬嵌件的外周塑料厚度，必須保證一定的壁厚金屬嵌件外裹塑料參考厚度如下： 嵌件的截面形狀以圓形為宜，以便收縮均勻 如為非圓形，其相貫面上

56、不得有銳角，宜用R不小于的圓弧過(guò)渡。設(shè)計(jì)帶有金屬嵌件的塑料制品時(shí)的注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)說(shuō)明 圓柱形或套管形截面的金屬嵌件，必須考慮防止脫出及旋轉(zhuǎn)措施推薦形狀及尺寸如下：HD h0.3H h10.3H d0.75D Hmax2D 對(duì)于板或片狀嵌件、圓或扁線形嵌件的固定方法片狀嵌件的固定，以孔或缺口、或彎頭嵌于塑件內(nèi)續(xù)表設(shè)計(jì)帶有金屬嵌件的塑料制品時(shí)的注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)說(shuō)明 對(duì)于板或片狀嵌件、圓或扁線形嵌件的固定方法小直徑圓柱體以外周滾花固定于塑件內(nèi)，以防轉(zhuǎn)及防脫出圓線或扁線以壓扁部分嵌入塑件內(nèi)，防止旋轉(zhuǎn)或脫出細(xì)長(zhǎng)嵌件，在其中部應(yīng)加支撐（型芯），嵌件脫出后，該處留有孔續(xù)表設(shè)計(jì)帶有金屬嵌件的塑料制品時(shí)的注意

57、事項(xiàng) 塑料齒輪常用材料有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜等。為了使塑料齒輪適應(yīng)注射成型工藝，齒輪的輪緣、輪輻和輪轂應(yīng)滿足一定的尺寸要求。 齒輪圖樣齒輪尺寸滿足要求輪緣寬度（t）3倍齒高（h）輪輻厚度（H1）輪緣厚度輪轂厚度（H2）輪緣厚度（H）或H2=軸孔直徑（D）輪轂外徑（D1）（13）倍軸孔直徑（D）塑料齒輪各部分尺寸一般應(yīng)滿足的要求第二章 注射成型工藝與模具設(shè)計(jì)第一節(jié) 注射成型工藝第二節(jié) 注射模具結(jié)構(gòu)第三節(jié) 模架標(biāo)準(zhǔn)及模架選用第四節(jié) 模具零件及標(biāo)準(zhǔn)零件第五節(jié) 成型零件設(shè)計(jì)第二章 注射成型工藝與模具設(shè)計(jì)第六節(jié) 澆注系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七節(jié) 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第八節(jié) 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第九節(jié) 溫度調(diào)節(jié)

58、系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十節(jié) 注射模設(shè)計(jì) 在塑料成型生產(chǎn)中，塑料原料、塑料成型設(shè)備和成型模具是三個(gè)必不可少的物質(zhì)條件，但要形成一定的塑料制品生產(chǎn)能力，還必須依賴一定的技術(shù)方法將這三者聯(lián)系起來(lái)，這種方法就是塑料成型工藝。由于塑料種類很多，其成型工藝（方法）也很多，所用成型模具也不盡相同，其中，注射成型在塑料制品成型中占有很大比例，塑料成型模具產(chǎn)量中半數(shù)以上是注射成型模具a）注射成型示意 b）注射成型模具示例注射成型示意及注射成型模具示例第一節(jié) 注射成型工藝 一、考慮因素和常用塑料的成型特性 采用注射成型工藝，必須充分考慮影響塑料制品成型工藝的因素，主要包括：塑料形態(tài)、收縮性、流動(dòng)性、吸水性、結(jié)晶性、熱敏性、應(yīng)

59、力開裂及熔體破裂等。1考慮因素（1）塑料形態(tài) 隨著成型溫度的變化，熱塑性塑料將呈現(xiàn)如圖所示的不同形態(tài)，它們分別是玻璃態(tài)（堅(jiān)硬固體）、高彈態(tài)（橡皮狀彈性體）和黏流態(tài)（黏性流體）。塑料形態(tài) 處于不同形態(tài)的塑料，適宜于采用不同的成型方法。當(dāng)成型溫度在黏流溫度 或結(jié)晶溫度以上時(shí)，塑料將成為黏性流體，這時(shí)可以對(duì)其進(jìn)行注射、吹塑、擠出等成型加工。所以，對(duì)于注射成型來(lái)說(shuō)，成型溫度的選擇必須確保塑料呈黏性流體狀態(tài)。（2）收縮性 塑料制品從模具中取出冷卻后，一般都會(huì)出現(xiàn)尺寸收縮，這種特性稱為塑料的成型收縮性，簡(jiǎn)稱收縮性。 收縮性的大小可用（模塑）收縮率來(lái)表示，根據(jù)塑料術(shù)語(yǔ)及其定義（GB/T 20352008）規(guī)

60、定，它是在（232）時(shí)，型腔尺寸與模塑件相應(yīng)尺寸（在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下放置24h后）之差同型腔尺寸的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。 影響收縮率的因素很多，如塑料品種、成型特征、成型條件及模具結(jié)構(gòu)等，有關(guān)內(nèi)容見下表。基本因素相關(guān)說(shuō)明塑料品種 不同種類的塑料的收縮率；同一種塑料，由于塑料的型號(hào)不同，收縮率也會(huì)發(fā)生變化成型特征 收縮率與所成型塑品的形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，是否有嵌件等都有很大的關(guān)系成型條件 成型工藝條件也會(huì)影響塑件的收縮率，成型溫度過(guò)高，塑件的收縮率增大；成型壓力增大，塑件的收縮率減小模具結(jié)構(gòu) 需要考慮模具設(shè)計(jì)影響塑料收縮率的因素 需要指出的是，塑料制品的收縮往往具有方向性，且受添加劑分布均勻性的影