模具設(shè)計基礎(chǔ)s

1、模具設(shè)計基礎(chǔ)1第一章塑料的基本知識 塑料材料及其應(yīng)用塑料的可加工性塑料的主要成型方法2第一節(jié)塑料材料及其應(yīng)用塑料是一種可塑成型的材料，它是以高分子聚合物為主要成分的混合物，在加熱、加壓等條件下有可塑性，在常溫下為柔韌的固體。高分子聚合物，是指由許許多多結(jié)構(gòu)相同的普通分子組成的大分子。3一、塑料的組成（1）塑料是由合成樹脂、填加劑組成，在一定條件下可塑成形，并在常溫下保持形狀不變的材料。合成樹脂是構(gòu)成塑料的主要成分，來源于煤、石油、琥珀、蟲膠、松香等。4一、塑料的組成（2）填加劑是指穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、固化劑和著色劑、發(fā)泡劑等。填充劑在塑料中占4070%，它的作用是使塑料獲得不同的性能，減少

2、樹脂用量，以降低成本。常用填充劑為云母、石棉和一些纖維狀填充劑。5二、塑料的分類按成型性能分類熱塑性塑料（受熱可熔塑料）：在常溫下是硬的固體，加熱后會變軟，冷卻后還會變硬。熱固性塑料（受熱不可熔塑料）：在加熱時，它的化學結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，加熱時間越長，這種變化越深，最后變成為很硬的物體（硬化）。按用途分類：通用塑料、工程塑料。按制造方法分類聚合反應(yīng)：將低分子單體化合成高分子化合物。縮聚反應(yīng)：將相同或不同的低分子單體化合成高分子化合物，同時有低分子物質(zhì)析出。6三、塑料的特性質(zhì)量輕：塑料的密度比金屬小，但機械強度高。比強度高：單位抗拉強度相當于、甚至超過金屬。耐化學腐蝕能力強：耐腐蝕性強。絕緣性好：

3、對電、熱、聲有良好的絕緣性。摩擦性能好光學性能好加工性好：可多次加工性、成型容易。耐熱性和導熱性差：耐熱性在50200度范圍內(nèi)。7第二節(jié)塑料的可加工性一、塑料的加工適應(yīng)性溫度對于塑料的加工有著重要的影響，溫度不同塑料所處的狀態(tài)將不同，故其所表現(xiàn)出的加工適應(yīng)性也不同。塑料在一定的狀態(tài)下可具有可擠壓性、可模塑性、可延性、可紡性、可機加工性等。8二、塑料的可擠壓性塑料的可擠壓性是只塑料在受到擠壓作用時獲得的形狀和保持這種形狀的能力。9第三節(jié)塑件成型的主要方法注射成型：生產(chǎn)效率高，塑件尺寸精度高；可以成型形狀復雜的零件；容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。擠出成型：通常是制造連續(xù)型材的塑件。中空吹塑成型壓縮成型：可以

4、壓制大面積的塑件；利用多槽可以大批量生產(chǎn)；但制件不能復雜、精度較低。壓注成型：模具損耗小，壁薄、精度高；但塑件機械強度稍差。其他方法成型：如固相成型。10第二章 塑料注射成形模 第一節(jié) 概述第二節(jié) 注射模結(jié)構(gòu)及分類第三節(jié) 模具與注射機的關(guān)系第四節(jié) 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計11第一節(jié)概述（熱塑性塑料注射成形）一、熱塑性塑料成形工藝特性吸濕性：具有吸濕性和粘附水分傾向的塑料，在加熱時將會有氣體揮發(fā)，使塑件產(chǎn)生氣泡，影響塑件強度和美觀。流變性：塑料的粘度隨壓力的升高而降低。流動性：在一定壓力和溫度下，塑料在流道及型腔內(nèi)流動并充滿型腔的性能。結(jié)晶性：高分子聚合物由無次序的雜亂狀態(tài)變?yōu)橛写涡虻恼?guī)模型，此塑料為結(jié)晶

5、性塑料。12一、熱塑性塑料成形工藝特性相溶性：兩種以上的塑料，分子結(jié)構(gòu)相似，在熔融狀態(tài)下具有相互混溶的性質(zhì)，并可提高其綜合性能。熱敏性：塑料過熱時將分解變色，具有對溫度敏感的性質(zhì)。毒性、刺激性、腐蝕性塑料狀態(tài)與溫度的關(guān)系：隨加熱溫度上升，塑料將呈現(xiàn)玻璃態(tài)、高彈態(tài)、可塑態(tài)、直至降解（塑料變稀，易從模具分型面處流出）。13二、熱塑性塑料狀態(tài)與溫度的關(guān)系塑料受熱時有三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。14二、熱塑性塑料狀態(tài)與溫度的關(guān)系在恒定壓力下，熱塑性塑料的溫度與變形的關(guān)系如下玻璃狀態(tài)（A）：在此狀態(tài)可用機械加工的方法加工塑件。高彈塑性狀態(tài)（B）：對塑件施加不大的壓力就可以得到較大的變形，在此階段可以真空

6、成形、吹塑成形。可塑性狀態(tài)（C）：塑料的成型溫度大都超過流動溫度，塑件可以用注塑、擠出的方法成型。15三、熱塑性塑料的收縮特性塑件從熱模中取出并冷卻至室溫，其尺寸與模具型腔尺寸發(fā)生變化的特性稱為成型收縮。成型收縮率用下式表達：S-成型收縮率（%）；A-常溫時的模具型腔尺寸（MM）；B-常溫時塑件尺寸（MM）16影響塑件收縮率的因素(1)塑件的品種：結(jié)晶性塑件的收縮率大，收縮變動范圍也大；加入玻璃纖維填料后收縮率減小。塑件形狀：形狀復雜的塑件收縮率減小。塑件流動的方向：沿流動方向的收縮率比垂直于流動方向的收縮率大。17影響塑件收縮率的因素(2)注射壓力：壓力大，收縮率小。模具溫度：溫度高，收縮率

7、大。收縮率還與模具澆口的位置、模具冷卻水道的分布、脫模時間等有關(guān)。18四、熱塑性塑料注射的成型條件（1）溫度：注射成型過程中要控制溫度，包括料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度等，模具溫度一般由冷卻系統(tǒng)來控制。壓力：包括塑化壓力和注射壓力，塑化壓力又稱背壓。19四、熱塑性塑料注射的成型條件（2）時間：完成一次注射成型過程所需要的總時間，稱為成型周期。包括：充模時間、保壓時間、冷卻時間、開模時間、脫模時間。一般充模時間為35秒，保壓時間為20120秒，冷卻時間為30120秒。20五、熱塑性塑料注射模成型原理熱塑性塑料注塑成形分為三個階段（以螺桿式注塑機為例）：1、注塑階段2、保壓階段3、預(yù)塑階段211、

8、注塑階段模具已安裝在注射機上，鎖模液壓缸已鎖緊模具，料筒內(nèi)的塑料已被加熱到熔融狀態(tài)時，注射液壓缸中的活塞推動料筒內(nèi)的螺桿，將熔融狀態(tài)的塑料通過噴嘴及模內(nèi)澆道、澆口高速注入型腔。222、保壓階段塑料充滿型腔后需保持一段時間的注射壓力，使型腔內(nèi)有足夠的壓力，以對塑件收縮進行補料，使塑件密實，同時使塑件在模內(nèi)冷卻定型。233、預(yù)塑階段（1）卸去注射壓力后，螺桿轉(zhuǎn)動，此時料斗中的顆粒塑料通過計量裝置落入料筒，并隨著螺桿的轉(zhuǎn)動向前輸送，在這一過程中，物料被逐步壓實，物料中的氣體由加料口排出。在料筒外加熱和螺桿剪切熱的作用下，物料實現(xiàn)物理狀態(tài)的變化，最后呈粘流態(tài)，并建立一定的壓力。243、預(yù)塑階段（2）當

9、螺桿頭部的熔料壓力達到能克服注塑油缸活塞退回時的阻力（背壓）時，螺桿開始后退并進行計量，與此同時螺桿前端的熔料逐漸達到注射量，使計量裝置撞擊限位開關(guān)螺桿停止轉(zhuǎn)動和后退，預(yù)塑完畢。與此同時動模打開，塑件被推出。25六、熱塑性塑料成形工藝參數(shù)（1）料筒溫度：略高于塑料軟化點；注射壓力：根據(jù)塑料性能、制件大小、壁厚和流道長短來確定；成形時間：根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率來確定。26六、熱塑性塑料成形工藝參數(shù)（2）輔助工藝參數(shù)原料干燥緩沖墊：注射完畢須保留1030mm的剩料使制件冷縮時能不斷進入模腔。模具溫度：根據(jù)制件和塑料的品種而定，保證加工順利成形、質(zhì)量好。27第二節(jié) 注射模結(jié)構(gòu)及分類一、注射模的典型結(jié)構(gòu)

10、單分型面注射模具28一、注射模的典型結(jié)構(gòu)雙分型面注射模具29一、注射模的典型結(jié)構(gòu)帶有活動鑲件的注射模具30一、注射模的典型結(jié)構(gòu)橫向分型抽芯注射模具31一、注射模的典型結(jié)構(gòu)自動卸螺紋注射模具32一、注射模的典型結(jié)構(gòu)定模設(shè)頂出裝置的注射模具33一、注射模的典型結(jié)構(gòu)無流道注射模具：包括熱流道模具或絕熱流道模具34二、注塑模各組成部分及其功用1、成型零件定模型腔：成形塑件的外形動模型腔：成形零件的內(nèi)形2、澆注系統(tǒng)：由注射機噴嘴經(jīng)過主流道、分流道、澆口和冷料穴到型腔之間的進料通口。3、推出機構(gòu)：是由推出塑件所需的全部結(jié)構(gòu)零件組成的。4、側(cè)抽芯機構(gòu)：是由抽出塑件的側(cè)凹所需的全部結(jié)構(gòu)零件組成。35二、注塑模

11、各組成部分及其功用5、導向件：保證動模和定模和模準確。6、冷卻系統(tǒng)：為了保持一定的模具溫度，在模具內(nèi)開放循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以不斷將塑件傳給模具的熱量帶出模外。7、定位圈：為確保注射機噴嘴與模具澆口套對中，定位圈凸出在定模座板外，其直徑與注射機定位孔采用動配合進行裝配。36二、注塑模各組成部分及其功用8、模架模板：包括定模座板、定模板、動模板、支承板、墊塊、動模座板導向系統(tǒng)：由導柱、導套組成推板：包括推板固定板和復位桿9、限位釘：對推出機構(gòu)起支承和調(diào)整作用10、支承柱；在動模支承板和動模座板之間起支承作用。37第三節(jié)模具與注射機的關(guān)系注塑量與塑件質(zhì)量的關(guān)系塑化量與型腔數(shù)的關(guān)系合模力及注塑面積和型腔數(shù)

12、的關(guān)系注塑機模座行程和模具閉合高度的關(guān)系拉桿、頂出機構(gòu)與注塑模的關(guān)系38第四節(jié) 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計成型部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計分型面的位置和排氣系統(tǒng)的設(shè)計成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計：動模型腔、定模型腔的結(jié)構(gòu)和尺寸的確定。導向機構(gòu)的設(shè)計推出機構(gòu)的設(shè)計側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計模具冷卻裝置設(shè)計39第四節(jié) 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計澆注系統(tǒng)的設(shè)計普通流道澆注系統(tǒng)的組成主流道分流道澆口冷料穴：對著主流道的孔槽。作用是儲存前鋒冷料。40第四節(jié)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計澆注系統(tǒng)的設(shè)計主流道的設(shè)計因要與噴嘴反復摩擦碰撞，故設(shè)計成可以更換的澆口套。冷料穴和拉料桿的設(shè)計分流道的設(shè)計澆口的設(shè)計41第五節(jié) 熱固性塑料注射模設(shè)計 一、概述熱固性塑料在耐熱性、抗熱變形等方面有突出

13、的優(yōu)點。在成形過程中，熱固性塑料既有物理變化，又有化學變化。熱固性塑料可以用壓制法和注塑法等方法成形。42二、注射成形原理熱固性塑料注射機與熱塑性塑料注射機結(jié)構(gòu)基本相似，其主要區(qū)別是：加熱料筒由熱水加熱（熱塑性塑料由電阻加熱），水溫由電熱器自動控制，料筒內(nèi)的預(yù)塑溫度控制在90110C之間。注射機的螺桿是特制的，壓縮比較小，要求注射壓力較高。模具不需冷卻水道，而要設(shè)放置加熱棒的通孔以加熱模具。模溫約控制在165205 C之間（酚醛樹脂），具體溫度由材料確定。模具與注射機間要有隔熱墊，以防模具向注射機傳熱。43三、熱固性塑料注射成型工藝過程加熱與預(yù)塑：把塑料加入料筒中用熱水加熱，用螺桿攪勻，使其達

14、到臨界塑性，一般預(yù)塑溫度控制在45110C。在塑料由螺桿向前推進時，隨著螺桿背壓的提高，塑料的溫度亦提高。塑料通過注射機噴嘴噴出時，由于劇烈的摩擦，料溫可達110130 C。閉模與注射：模具閉和后，熔融態(tài)塑料由注射機噴出，迅速充滿整個型腔，此時模具溫度保持在165205 C，在此溫度下塑料開始固化。44三、熱固性塑料注射成型工藝過程 保壓與固化：保壓的目的是為了防止受壓塑料從模具主流道倒流，影響制品質(zhì)量。在此階段，塑料在加熱和保壓的充分作用下固化成形。排氣：由于固化過程中有氣體排出，所以合模過程中必須有排氣動作，常用輕微的開啟模具來實現(xiàn)，或由氣槽溢出。45四、模具結(jié)構(gòu)特點（1）澆注系統(tǒng)：由于塑

15、料在料筒中沒有加熱到足夠的溫度，因此希望主流道斷面積小些，以增大塑料的傳熱面積和摩擦熱。排氣槽：型腔內(nèi)有氣體和化學揮發(fā)物，而熱固性塑料流動性好，極易將模縫堵死，故利用配合間隙排氣往往不能滿足要求，需開設(shè)排氣槽。模具的加熱：注射過程中，注射機的溫度低，模具需加熱，模具加熱是十分重要的環(huán)節(jié)，它對制品的成型質(zhì)量影響很大，必須嚴格控制模具成型表面溫度差不能大于5度。46四、模具結(jié)構(gòu)特點（2）塑料的流動性和模具結(jié)構(gòu)：由于熱固性塑料熔化溫度比固化溫度要低，在成型條件下，塑料的流動性好，能流入細小的縫隙成為毛邊，這一特性必須要考慮到，所以要求分型面接觸面積要小。避免采用鑲拼件。避免采用脫模板而采用頂出桿脫件

16、。47四、模具結(jié)構(gòu)特點（3）其他注意事項由于模具是在加熱和有腐蝕的條件下工作，加上熱固性塑料毛邊硬度大，對模具的磨損大，因此要采用合適的模具材料。凡與塑料接觸的表面，要求表面粗糙度為Ra0.1左右，要求拋光、鍍鉻，再拋光，鍍鉻層厚度0.01 0.015mm。模具往注射機上安裝時，應(yīng)加隔熱墊，以防模具熱量過多散失。48第三章 塑料壓塑成形模第一節(jié) 概述第二節(jié) 壓模與壓機的關(guān)系第三節(jié) 模具結(jié)構(gòu)第四節(jié) 壓模成型零件設(shè)計49第一節(jié)概述壓塑是將原料（粉狀、粒狀、片狀、纖維狀等形狀）直接加入型腔和加料室，然后以一定的速度將模具閉合，塑料在加熱和加壓的狀態(tài)下熔融流動，并充滿型腔后固化。當達到最佳性能時，開模

17、取出塑件。壓塑成型可以成型大型塑件，并且塑件收縮率小，變形小，各向性能比較均勻50第二節(jié)壓模與壓機的關(guān)系壓塑模具所選擇的壓力機，多為液壓機和螺旋壓力機。設(shè)計模具時，必須熟悉壓力機的主要技術(shù)參數(shù)，使之與壓鑄模具相匹配。壓力機最大壓力的校核。開模力的計算。壓縮模高度和脫模距的校核。模具座板有關(guān)尺寸與工作臺面的校核。壓力機頂出機構(gòu)的校核。51第三節(jié) 模具結(jié)構(gòu)典型的壓塑模的結(jié)構(gòu)：上模與壓力機相連，下模固定在工作臺上，上、下模閉合成型腔。見圖7-10（p156)52一、壓塑模的結(jié)構(gòu)特點（1）型腔：由上凸模4、下凸模8、凹模4構(gòu)成，加料時凹模與加料室一道起加料作用。加料室：指凹模上腔截面尺寸擴大部分，因為

18、塑料的原料與塑件的體積之比懸殊大，所以型腔之上設(shè)有加料室。導向機構(gòu)：由導柱6、導套9組成，對上下模對中。53一、壓塑模的結(jié)構(gòu)特點（2）側(cè)向分型抽芯機構(gòu)：有側(cè)孔或側(cè)凹時用，如圖18。脫模機構(gòu)：由固定板17 、推桿11、推板15、拉桿16組成。加熱系統(tǒng)：常見的加熱方式有電加熱、汽加熱等，圖中上模固定板5對上模加熱，支承板10對下凸模和凹模加熱。54二、壓塑模與注射模的區(qū)別壓塑模沒有澆注系統(tǒng)，而是直接向模腔加入未塑化的塑料，所以模具結(jié)構(gòu)簡單。因為壓塑模受到高溫和高壓作用，所以模具對材料的要求高。壓塑模不宜采用細長型芯和細薄嵌件。55四、壓塑模設(shè)計制品在模具內(nèi)壓力方向的確定有利于壓力傳遞便于加料便于安

19、裝和固定嵌件便于制品脫模長型芯位于加壓方向保證重要尺寸精度便于塑料流動56第四章 其它塑料模 第一節(jié) 中空成型模第二節(jié) 真空成型模第三節(jié) 壓縮空氣成型模57第一節(jié) 吹塑成型模吹塑成型是把熔融狀態(tài)的塑料型坯置于模具內(nèi)，然后閉合模具，塑料型坯借壓縮空氣吹脹、冷卻而得到一定形狀的中空制品的一種加工方法。吹塑成型根據(jù)加工方法的不同，分為五種形式，下面我們分別加以介紹：581、擠出吹塑中空成型擠出吹塑成型：我國中空成型件的主要方法，熔融坯是用擠出機擠出的。成型過程擠出型坯將型坯引入對開的模具閉合模具向型腔內(nèi)吹入壓縮空氣，使其膨脹附著模壁成型保壓、冷卻、定型、最后放氣，塑件脫模。59擠出吹塑中空成型602

20、、注射吹塑中空成型注射吹塑中空成型：用注射機在注射模中制成型坯，然后將熱型坯移入中空吹塑模具中進行中空吹塑成型。優(yōu)點：是壁厚均勻無飛邊，不需后加工，由于注射型坯有底，因此底部沒有拼合縫，強度高，生產(chǎn)效率高。缺點：設(shè)備與模具造價昂貴，多由于小型塑件的大批量生產(chǎn)。61注射吹塑中空成型623、注射延伸吹塑中空成型這種方法與注射吹塑比較增加了將有底的型坯延伸這一工序，成型過程如下：A、把熔融塑料注入模具，急劇冷卻，成型出透明的有底型坯。63成型過程B、將有底型坯的螺紋部隨轉(zhuǎn)盤移到加熱位置，用電阻絲將內(nèi)外加熱。64成型過程C、將加熱的有底型坯，移至延伸吹塑位置，延伸兩倍，吹塑成型。65成型過程D、將成型

21、后的零件移至下一個位置，將螺紋部的半模打開，取出塑件。66注射延伸吹塑設(shè)備 這種成型設(shè)備實際上是一臺注射機，模具有四個工位，每個工位相差90，圖中所示為第一工位注射有底型坯和第三工位延伸吹塑。67注射延伸吹塑設(shè)備685、片材吹塑中空成型 將壓延或擠出的成型片材再加熱，使之軟化，放入型腔閉模后在片材之間吹入壓縮空氣，成型出中空制件。69二、吹塑模塑件的設(shè)計根據(jù)中空制件的特點，確定制件的吹脹比：塑件最大直徑與型坯直徑之比延伸比：型坯的長度與塑件的長度之比螺紋塑件上的圓角塑件的支承面塑件的外表面70第二節(jié) 真空成型模真空成型是把熱塑性塑料板、片固定在模具上，用輻射加熱器進行加熱，加熱到軟化溫度，用真

22、空泵把板材和模具之間的空氣抽掉，借大氣壓力，使板材覆蓋在模具上而成型。冷卻后塑件收縮，借助壓縮空氣使塑件從模具中脫出。71一、真空成型的方法陰模真空成型陽模真空成型陰陽模先后抽真空成型吹泡真空成型柱塞推下真空成型帶有氣體緩沖裝置的真空成型721、陰模真空成型A、把板材固定在模腔上方，固定部分要加密封圈，把加熱器移到板上。B、軟化后移開加熱器，把型腔的空氣抽走，塑料板就覆蓋在陰模上。C、冷卻后取出塑件。732、陽模真空成型A、把板材固定在陽模上方，把加熱器移到板上。B、軟化后移開加熱器并移向陽模。C、把空氣抽空，塑料板覆蓋在陽模上。冷卻后取出塑件。743、陰陽模先后抽真空成型A、把板材緊固在陰模

23、上加熱。B、軟化后移開加熱器并向陽模吹入少量壓縮空氣陰模微抽真空。C、把空氣抽空，塑料板覆蓋在陽模上。冷卻后取出塑件。75陰陽模先后抽真空成型764、吹泡真空成型A、把塑料板緊固在陰模上，軟化后移開加熱器。B、通過陰模型腔將塑料板吹鼓后將凸模頂起，停止吹氣。C、將凸模抽真空，塑料板附著在凸模外表面上。77吹泡真空成型785、柱塞推下真空成型A、把塑料板緊固在陰模上并加熱，軟化后移開加熱器。B、用柱塞將塑料板推下，這時陰模型腔的空氣被壓縮，軟化的塑料板由于柱塞的推力和型腔內(nèi)空氣的運動而延伸。C、將陰模抽真空，塑料板附著在陰模型腔上而成型。79柱塞推下真空成型806、帶有氣體緩沖裝置的真空成型A、

24、把塑料板加熱后和框架一起輕輕地壓向陰模上。B、然后向陰模吹入壓縮空氣，把加熱的塑料板吹鼓，多余的氣體從板材與陰模的縫隙中逸出，同時從板材的上面通過柱塞的孔吹出加熱的空氣。C、這時板材處于兩個空氣緩沖層中。D、柱塞逐漸下降。E、最后停止吹壓縮空氣，在陰模型腔建立真空度，使熱塑料板附著在陰模內(nèi)表面上，真空度形成的同時，柱塞升起。81氣體緩沖裝置的真空成型82二、真空成型塑件設(shè)計塑件的幾何形狀和尺寸精度塑件的深度和寬度之比圓角斜度加強筋83三、模具設(shè)計抽氣孔的大小和位置型腔尺寸型腔光潔度邊緣密封結(jié)構(gòu)加熱冷卻裝置84第三節(jié) 壓縮空氣成型模借助壓縮空氣的壓力，將加熱后的塑料板壓入型腔而成型的方法。壓縮空

25、氣成型有很多地方與真空成型相同，如塑件幾何形狀和尺寸精度、塑件的引伸比、圓角、斜度和加強筋等。85一、壓縮空氣成型方法A、開模狀態(tài)；B、閉模加熱，從型腔內(nèi)通入微壓縮空氣，使塑料板直接接觸加熱板而加熱；C、塑料板加熱后，停止型腔內(nèi)的微壓空氣，由模具上方通入每平方厘米8公斤的預(yù)熱空氣，使塑料板貼在型腔內(nèi)表面上；D、塑件在型腔內(nèi)冷卻定型后，加熱板下降一小段距離，切除余料；E、借助壓縮空氣取出塑件。86壓縮空氣成型過程87二、模具設(shè)計要點壓縮空氣成型模具與真空成型模具型腔基本相同，所不同的是真空成型模具上的抽氣孔在壓縮空氣成型中作為排氣孔用，對排氣的要求是快速將型腔內(nèi)的空氣排出。另外模具邊緣有型刃。8

26、8第四節(jié) 擠出成型模具概念 塑料擠出成型是用加熱的方法使塑料成為流動狀態(tài)，然后載一定壓力作用下使它通過塑模，經(jīng)過定型后制得連續(xù)的型材。擠出成型可加工管材、薄膜、棒材、板材、電纜敷層、單絲和異性截面型材。89擠出成型機頭典型結(jié)構(gòu)分析機頭是擠出成型模具的主要部件，它有如下四種作用：使物料由螺旋運動變?yōu)橹本€運動。產(chǎn)生必要的成型壓力，保證制品密實。使物料通過機頭得到進一步塑化。通過機頭成型所需要的斷面形狀。90機頭的結(jié)構(gòu)91機頭的組成（1）口膜：成型制品的外表面。芯棒：成型制品的內(nèi)表面分流器：塑料通過分流器變成薄環(huán)狀，便于進一步加熱和塑化。分流器支架：主要用來支撐分流器和芯棒，同時也使料流分束以加熱和

27、塑化。92機頭的組成（2）多孔板（過濾板、柵板）：將塑料由螺旋運動變?yōu)橹本€運動，同時還能將未塑化的塑料或雜質(zhì)進入機頭。93機頭的組成（3）調(diào)節(jié)螺釘：調(diào)節(jié)口模與芯棒之間的間隙，保證制品壁厚均勻。機頭體：組裝各零件及與擠出機連接。定徑套：使制品通過定徑套獲得良好的表面粗糙度，正確的尺寸和幾何形狀。堵塞：防止壓縮空氣漏氣，保證管內(nèi)有一定的壓力。94擠出成型分類（1）按機頭用途分類擠管機頭吹管機頭擠板機頭95擠出成型分類（2）按制品出品方向分類直向機頭：機頭內(nèi)料流方向與擠出機螺桿軸方向一致，如硬管機頭。橫向機頭：機頭內(nèi)料流方向與擠出機螺桿軸方向成某一角度，如電纜機頭。96擠出成型分類（3）按機頭內(nèi)壓力

28、大小分類低壓機頭：料流壓力為3.93Pa。中壓機頭：料流壓力為3.93Pa9.8MPa。高壓機頭：料流壓力為9.8MPa以上。97設(shè)計原則流道成流線型：不能急劇擴大和縮小。足夠的壓縮比：保證成型件密實。正確的斷面形狀：成型斷面與制品形狀有差異。結(jié)構(gòu)緊湊選材合理98第五章 塑料制件的設(shè)計 塑料制件的設(shè)計視塑料成型方法的不同而有所差異，這里主要介紹壓制、注射、壓注成型塑件的設(shè)計。99塑件設(shè)計時必須考慮的因素塑件的物理機械性能，如強度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對應(yīng)力的敏感性。塑料的成型工藝，如流動性。塑料的形狀應(yīng)有利于充模流動、排氣、補縮，適應(yīng)塑件高效固化。塑件在成型收縮后的情況和各向收縮率的差

29、異。模具的總體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出塑件的復雜程度。模具零件的形狀及其制造工藝。100第一節(jié)制件的尺寸、精度及表面粗糙度一、尺寸和精度尺寸塑料的流動性影響制件的尺寸設(shè)計，在注射成型中流動性差的塑料和壁薄的塑料制件的尺寸不宜過大。壓制成型的塑件的尺寸要受壓機最大壓力和壓機臺面最大尺寸的限制。注射成型制件要受注射機的注射量、鎖模力和模板尺寸的限制。101精度模具制造精度塑料的收縮率波動磨損制件時工藝條件的變化飛邊厚度變化脫模斜度等都會影響制件精度尺寸及相應(yīng)精度可以按手冊選取102二、制件表面粗糙度塑料制品的表面粗糙度，除了在成型工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點外，主要是由模具型腔表面粗糙度決定的。

30、一般模具型腔表面粗糙度要比塑料制品高一級。由于型腔表面磨損而降低了粗糙度，應(yīng)隨時給予拋光復原。制件的光亮程度與塑料品種有關(guān)。103第二節(jié) 制件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 主要討論塑件的形狀、斜度、壁厚、加強筋、支承面、圓角、孔螺紋及嵌件等的設(shè)計。104一、形狀塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)設(shè)計得易于模塑，盡可能不采用復雜的模具結(jié)構(gòu)，為此，塑件要盡量地避免旁側(cè)凹陷部分。側(cè)抽芯或可折式陰模與陽模不但提高了模具制造成本，降低了生產(chǎn)效率，而且還會在分型面上留下毛邊，增加后加工的困難。通常，只要適當改變塑件得結(jié)構(gòu)，即能改變這種情況，使模具結(jié)構(gòu)大大簡化。105帶側(cè)孔容器改為側(cè)凹A圖要采用側(cè)抽芯或瓣合陰陽模106噴頭長孔改變側(cè)凹。A

31、圖要采用側(cè)抽芯或瓣合陰陽模107內(nèi)側(cè)凹改進A圖要采用側(cè)抽芯或瓣合陰陽模108二、斜度在制件的內(nèi)、外表面，沿脫模方向應(yīng)設(shè)計足夠的脫模斜度，否則會發(fā)生脫模困難，或頂出時拉壞塑件。制件脫模斜度一般為11.5，當使用上由特殊要求時，斜度可采用外表5，內(nèi)表面1020。塑件上的加強筋單邊應(yīng)有45 的斜度。109三、壁厚塑料件的壁厚對塑料件的質(zhì)量影響很大。壁厚過小成型時流動阻力大，大型復雜件就很難充滿型腔。塑料件的最小壁厚應(yīng)滿足以下幾個方面的要求：具有足夠的剛度合強度。脫模時能經(jīng)受脫模機構(gòu)的沖擊合震動。裝配時能承受緊固力。110三、壁厚塑料制件規(guī)定有最小壁厚：熱塑性塑料小型件壁厚一般取2.51.6mm，大型

32、件取3.28mm。布基酚醛塑料等流動性差的塑料取大值，但一般不大于10mm。脆性塑料如礦粉填充的酚醛塑料件壁厚不小于3.2mm。熱塑性塑料最小壁厚能達到0.25mm，但一般不宜小于0.60.9mm，常選24mm。111三、壁厚制品的最小壁厚與塑料的流動性有關(guān)，各種熱塑性塑料壁厚推薦值見表11-4、11-5。制品的壁厚太大，塑料在模具中的冷卻時間越長，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越長；制品的壁厚太薄，剛性差，不耐壓，在脫模、裝配、使用過程中已發(fā)生損傷及變形；另外，壁厚太薄，模腔中流道狹窄，流動阻力加大，造成填充不滿，成型困難。112三、壁厚（4） 同一件塑料零件壁厚應(yīng)盡可能一致，否則會因冷卻或固化速度不一致產(chǎn)

33、生附加應(yīng)力。熱塑性塑料會在壁厚處產(chǎn)生縮孔，熱固性塑料發(fā)生翹曲。113四、加強筋與其他防止變形的結(jié)構(gòu)設(shè)計加強筋的作用是增加制品的強度和避免制品變形和翹曲。單用增加壁厚的辦法來增加制品的強度，常常是不合理的，易產(chǎn)生縮孔或凹痕。114加強筋結(jié)構(gòu)設(shè)計采用加強筋改善塑件強度115加強筋結(jié)構(gòu)設(shè)計容器底部加強筋的布置，應(yīng)盡量減少塑料局部集中，否則會產(chǎn)生縮孔和氣泡。116加強筋結(jié)構(gòu)設(shè)計容器和蓋的增強。除了加強筋外，薄殼狀的制件可作成球形或拱形面，這樣可以有效的增加剛性和減少變形。117加強筋結(jié)構(gòu)設(shè)計薄壁容器邊緣增加剛性的方法118加強筋結(jié)構(gòu)設(shè)計矩形薄壁容器采用軟塑料，側(cè)壁容易產(chǎn)生內(nèi)凹，如果把制件事先設(shè)計成外凸

34、，變形后正好平直，但這是很困難的。如不影響使用，可把制件直接設(shè)計成外凸弧形。119五、支承面以塑件底面作支承面是不合理的，因為塑件稍翹曲或變形就會使底面不平。常以凸出的底角或凸邊來作支承。120五、支承面當塑件底部有加強筋時，應(yīng)使加強筋與支承面相差0.5毫米的高度。121六、圓角（1）塑件除了使用上要求采用尖角外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)采用圓角過渡。一般采用R0.5mm的圓角就能使塑件的強度大為增強。塑件設(shè)計成圓角，使模具型腔對應(yīng)部分亦成圓角，增加了模具的堅固性。塑件的外圓對應(yīng)這著型腔的內(nèi)圓角，使模具在淬火或使用時不致應(yīng)應(yīng)力集中而開裂。122七、孔的設(shè)計塑件上常見的孔有通孔、盲孔等，這些孔均應(yīng)設(shè)計

35、在不易削弱塑件強度的地方。123八、螺紋設(shè)計為了防止螺紋最外圈崩裂或變形，應(yīng)使陰螺紋始端一臺階，孔深0.20.8mm,并且螺紋牙漸漸凸起。如圖：124八、螺紋設(shè)計陽螺紋其始端也應(yīng)下降0.2mm以上，末端不宜延長到與垂直底面相接觸，否則易使脆性塑件發(fā)生斷裂。125第三節(jié) 嵌件設(shè)計采用塑料嵌件的原因為了增加塑料制件局部的強度、硬度、耐磨性、導磁導電性；為了增件塑件的尺寸和形狀的穩(wěn)定性、提高精度；為了降低塑料消耗以及滿足其它多種要求。塑料制件常采用形狀、各種材料的嵌件。多數(shù)嵌件采用有色金屬制成，也有玻璃、木材、或已成型的塑料等非金屬材料嵌件。126幾種常見的金屬嵌件127第四節(jié) 標記、符號及文字（1

36、）塑料制件上的文字或符號可以作成三中形式：凸字、凹字、凹坑凸字，如圖128第六章 快速原型制造技術(shù)129第七章 金屬冷沖壓模具第一節(jié) 沖裁模第二節(jié) 彎曲模第三節(jié) 拉深模第四節(jié) 成形模130沖壓工序冷沖壓是在常溫下，用壓力機通過模具對金屬毛坯加壓，使其產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件?？梢苑殖煞蛛x工序和成形工序兩大類。131第一節(jié) 沖裁模所謂沖裁，就是利用沖模將板料（以封閉的輪廓）與坯料分離的一種沖壓方法。沖裁主要指：沖孔、落料和切口132沖模分類：按工序組合分可分為單工序摸、復合模、級進模.按變形特點分可分為沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模。133沖裁模設(shè)計沖孔：所沖的孔為要得到

37、的形狀和尺寸，即帶孔部分為制件，沖落部分為廢料。落料：所沖外形輪廓為要求的形狀和尺寸，即沖落的外形輪廓為制件，剩余部分為廢料。1341.沖裁機理 沖裁變形過程：在模具間隙合理時，沖裁可主要分為三個階段，如圖。彈性變形階段（OA）：凸模剛接觸板料，剪切力很小板料上翹，這時如果凸模后退，變形恢復。135沖裁變形過程塑性變形階段（AC）：凸模開始壓入板料，板料產(chǎn)生塑性變形并產(chǎn)生微裂紋。這時如果凸模后退，板料變形不會恢復。該階段剪切力達最大值。斷裂分離階段（CE）：凸模繼續(xù)下壓，微裂紋擴展，當上下裂紋重合時，板料斷裂，剪切過程結(jié)束。這個階段剪切力急劇下降。1362.沖裁件斷面特征表面塌角（圓角帶）剪切

38、面（光亮帶）斷裂帶毛刺137 指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值。 3.沖裁間隙Z138合理間隙的選擇原則當對制件精度和斷面均有較高的要求時，應(yīng)考慮選擇較小的沖裁間隙，以滿足沖裁件的精度要求和較為光潔、平直的斷面。當沖裁件對斷面及精度均無較高要求時，在間隙允許的條件下，可選用偏大的間隙，以提高模具的壽命，減小沖裁力。在通常情況下取中間值。1394.沖裁件質(zhì)量分析影響沖裁件尺寸精度的因素：模具制造精度沖裁模間隙：間隙小，精度高。沖裁件的相對厚度t/D：相對厚度大，精度高。板料的力學特性沖裁件的形狀：簡單，精度高。影響毛刺大小的因素： 刃口的鋒利程度，凸凹模間隙的合理與否及

39、均勻程度。140影響沖裁件斷面質(zhì)量的因素：影響沖裁件斷面質(zhì)量的主要因素是凸凹模間隙141間隙對剪切裂紋與斷面質(zhì)量的影響）間隙過小 ）間隙合理 ）間隙過大 1425.沖裁模的常用結(jié)構(gòu) 單工序模單工序模只是完成一種工序如落料、沖孔等的沖模。單工序?？梢跃哂卸鄠€凸模，但只完成相同的工序類型。A)敞開式?jīng)_模：適合形狀簡單、工件精度不高、材料偏（大于1毫米）的制件。143B)導板式?jīng)_模在沖裁過程中，導板與凸模始終保持良好的配合，一般兩者保持間隙配合。導板除具有導向作用外，還具有卸料作用。導向性好，精度高、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。144C)導柱式?jīng)_裁模（模架導向沖裁模）模架的主要作用是對凸凹模進行導向，其次是對

40、各零部件組合裝配，構(gòu)成整體，使模具精度、壽命提高，安裝簡便生產(chǎn)周期縮短。145復合模復合模是利用復合式的凸凹模，一次完成兩個以上工序的模具。復合模中必須有一個以上的凸凹模。146 級進模 （連續(xù)模）級進模是在壓力機的一次行程中，完成多個工序的模具。147148模具結(jié)構(gòu)請指出下圖是什么型式的模具，并指出標號所示的零件的名稱和作用。149第二節(jié) 彎曲模把平板毛坯、管材、型材彎曲成一定角度、形成一定形狀的零件的沖壓工序叫彎曲。如圖所示。150一、彎曲變形過程分析 1、彎曲變形過程1512、彎曲變形的特點彎曲變形主要在彎曲件的圓角部分。變形區(qū)內(nèi)，板料外側(cè)受拉，內(nèi)側(cè)受壓，中間有一應(yīng)變中性層。彎曲變形區(qū)板

41、厚變薄。152二、彎曲件的工藝性1、最小彎曲半徑最小彎曲半徑:彎曲時最外層金屬不發(fā)生破壞時，彎曲件內(nèi)側(cè)半徑稱為最小彎曲半徑。153影響最小彎曲半徑的因素材料的性能：塑性好，最小彎曲半徑小。下料的方向和折彎的方向。毛坯邊緣的狀況：毛刺、裂紋、加工硬化。材料熱處理狀態(tài)：退火材料，塑性好。板料寬度：窄板彎曲，材料可自由流動，最小彎曲半徑小。1542、彎曲件的形狀彎曲件的圓角半徑不宜小于最小彎曲半徑。彎曲件邊長不能過?。篽r+2t。彎曲件的形狀力求對稱，避免彎曲過程發(fā)生竄動。彎曲件中孔的位置：孔應(yīng)處于彎曲變形區(qū)外。t=t;t=2mm, l=2t.155三、彎曲件的質(zhì)量 1、彎曲件的裂紋產(chǎn)生裂紋的原因：

42、材料:板料塑性差；折彎方向：彎曲線與板料軋紋方向不符合要求。相對彎曲半徑：過小。毛坯斷面質(zhì)量：不好或有毛刺的一面在彎曲件的外側(cè)。間隙：彎曲間隙太小。潤滑：潤滑不良等156防止裂紋的措施：用剪切面和表面質(zhì)量都比較好的毛坯。采用合理模具間隙，改善潤滑條件。制件盡量采用大彎曲半徑，否則實行多次彎曲。塑性差或加工硬化嚴重的毛坯應(yīng)先退火。脆材或厚板可用加熱彎曲。毛坯有毛刺的一面應(yīng)置于變形區(qū)的內(nèi)側(cè)1572、彎曲件的滑移 滑移原因制件結(jié)構(gòu)不對稱、兩邊彎曲角不同；凹模兩邊半徑不等、間隙不同、潤滑情況不同。1583、彎曲件的回彈回彈：彎曲卸載后，彎曲件會產(chǎn)生彈性恢復，稱為彎曲件的回彈。影響回彈的因素材料的力學性能：變形抗力大相對彎曲半徑 r/t： r/t越小，純彈性變形所占比例小，回彈小。彎曲方法：自由彎曲回彈大，校正彎曲回彈小。模具間隙：間隙大，回彈大。彎曲件的形狀：u形比v形回彈小。159四、彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、簡單彎曲模A、V形彎曲模1601、簡單彎曲模B、U形彎曲模 C、Z形彎曲模1611、簡單彎曲模 D、圓形件彎曲模 E、鉸鏈彎曲模1622、復合彎曲模1633、級進彎曲模164第三節(jié) 拉深模拉深也叫拉延，分為普通拉深和變薄拉深。拉深是利用模具使沖裁后得到的平面毛坯變成開口空心件的沖壓工藝方法。拉深件的類型：旋轉(zhuǎn)體類件：如搪瓷杯、車燈罩等。盒形類件：