塑料成型工藝與模具設(shè)計緒論

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)容第一頁，共五十五頁。1文庫專用第一章緒論第一節(jié)塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性第二節(jié)塑料模具的分類第三節(jié)學(xué)習(xí)本課程應(yīng)達(dá)到的目的第二頁，共五十五頁。2文庫專用第二章塑料成型基礎(chǔ)第一節(jié)聚合物的分子結(jié)構(gòu)與熱力學(xué)性能第二節(jié)聚合物流變方程與分析第三節(jié)聚合物在成型過程中的流動狀態(tài)第四節(jié)聚合物在成型過程中的物理和化學(xué)變化第五節(jié)塑料的組成及工藝特性第六節(jié)常用塑料第三頁，共五十五頁。3文庫專用第三章塑料成型工藝與塑料

成型制件的工藝性第一節(jié)塑料成型原理與型工藝特性第二節(jié)塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性第四頁，共五十五頁。4文庫專用第四章注射成型模具結(jié)構(gòu)及注射機第一節(jié)注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成注射模具的分類注射模具的結(jié)構(gòu)組成（一）成型零部件（二）合模導(dǎo)向機構(gòu)（三）澆注系統(tǒng)（四）側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)（五）推出機構(gòu)（六）加熱冷卻系統(tǒng)（七）排氣系統(tǒng)（八）支承零部件第五頁，共五十五頁。5文庫專用第二節(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)計注意事項分流道的位置推出機構(gòu)的設(shè)計拉料桿的設(shè)計復(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)計注意事項第一次分型距離的確定S=S/+3~5mm材料特性的選擇導(dǎo)柱的長度的確定L>S+H+8~10mm分型彈簧的設(shè)計第六頁，共五十五頁。6文庫專用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)計注意事項斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的定位楔緊裝置基本形式四、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第七頁，共五十五頁。7文庫專用第三節(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)/m12、由注射機的最大注射量確定型腔數(shù)量n<(Km1-m2)/m13、由注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量n<(F-pA2)/pA1（二）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nA1+A2<A（四）注射壓力的校核(nA1+A2)p<F（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、角式注射機第八頁，共五十五頁。8文庫專用第五章注射模設(shè)計第一節(jié)塑料制件在模具中的位置型腔數(shù)量的確定方法型腔的布局第九頁，共五十五頁。9文庫專用第五章注射模設(shè)計二、分型面的設(shè)計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)向抽芯的影響第十頁，共五十五頁。10文庫專用第二節(jié)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計一普通流道澆注系統(tǒng)的組成及作用澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)的作用二、普通流道澆注系統(tǒng)的設(shè)計基本原則：1、了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動性能2、采用盡量短的流程以減少熱量和壓力損失3、澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)有利于良好的排氣4、防止型芯變形和嵌件位移5、便于修整澆口以保證塑件的外觀質(zhì)量6、澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時考慮7、流動距離比和流動面積比的較核第十一頁，共五十五頁。11文庫專用第二節(jié)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計主流道的設(shè)計1、主流道的尺寸2、主流道襯套的形式3、主流道襯套的固定分流道的設(shè)計1、分流道的形狀及尺寸2、圓形3、梯形4、U形5、半圓形6、矩形尺寸的確定：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第十二頁，共五十五頁。12文庫專用澆口的設(shè)計澆口的形式：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）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）護耳澆口澆口形式與塑料品種的相互適應(yīng)性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)置澆口澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量第十三頁，共五十五頁。13文庫專用澆注系統(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值計算第十四頁，共五十五頁。14文庫專用冷料穴的設(shè)計作用：容納冷料及脫模的作用位置：1）主流道的對面2）分流道的延伸端尺寸：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1~1.5倍。形式：1）Z字形冷料穴2）倒錐形冷料穴3）環(huán)形槽形冷料穴4）球形冷料穴5）菌形冷料穴6）分流錐形冷料穴第十五頁，共五十五頁。15文庫專用排溢系統(tǒng)的設(shè)計作用：排除型腔中的氣體方式：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）強制排氣第十六頁，共五十五頁。16文庫專用熱流道澆注系統(tǒng)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5—33、342、閥式澆口熱流道5—35第十七頁，共五十五頁。17文庫專用第三節(jié)成型零件的設(shè)計一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（一）凹模1整體式凹模（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)（三）螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計第十八頁，共五十五頁。18文庫專用二、成型零件的工作尺寸計算模具影響塑件尺寸精度的主要因素：1、塑件收縮率的影響δS2、模具成型零件的制造公差δZ3、模具成型零件的磨損δC4、模具安裝配合的誤差δaδ=δZ+δC+δS+δj+δa第十九頁，共五十五頁。19文庫專用型腔和型芯工作尺寸的計算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3、螺紋型芯和螺紋型環(huán)螺距尺寸4、牙尖角第二十頁，共五十五頁。20文庫專用三、型腔側(cè)壁和底板厚度的計算模具型腔側(cè)壁厚度：以最大壓應(yīng)力為準(zhǔn)模具型腔側(cè)壁強度計算條件：不超過材料的許用應(yīng)力三方面的條件：1、材料成型過程中不發(fā)生溢料2、保證塑件的尺寸精度3、保證塑件順利脫模第二十一頁，共五十五頁。21文庫專用第四節(jié)合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計一、導(dǎo)向機構(gòu)的作用1、定位作用2、導(dǎo)向作用3、承受一定的側(cè)向力二、導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)三、錐面定位機構(gòu)適用于大型、深腔、薄壁塑件，角度為5~20度，配合高度為15毫米。第二十二頁，共五十五頁。22文庫專用第五節(jié)推出機構(gòu)設(shè)計一、推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成（一）、推出機構(gòu)的組成（二）、推出機構(gòu)的分類（三）、推出機構(gòu)的設(shè)計原則推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計在動模一側(cè)保證塑件不因推出而變形損壞機構(gòu)簡單、動作可靠良好的塑件外觀合模時正確復(fù)位二、脫模力的計算三、簡單推出機構(gòu)第二十三頁，共五十五頁。23文庫專用四、推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位導(dǎo)向零件復(fù)位零件復(fù)位桿復(fù)位彈簧復(fù)位五、動定模雙向推出機構(gòu)六、順序推出機構(gòu)（一）、彈簧分型順序推出機構(gòu)（二）、擺鉤分型螺釘定距順序推出機構(gòu)（三）滑塊分型導(dǎo)柱定距順序推出機構(gòu)第二十四頁，共五十五頁。24文庫專用七、二級推出機構(gòu)（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)（二）雙推板二級推出機構(gòu)八字?jǐn)[桿式二級推出機構(gòu)斜楔拉鉤式二級推出機構(gòu)第二十五頁，共五十五頁。25文庫專用九、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)計簡介第二十六頁，共五十五頁。26文庫專用第六章壓縮模設(shè)計第一節(jié)壓縮模結(jié)構(gòu)及分類壓縮模的結(jié)構(gòu)壓縮模的分類第二節(jié)壓縮模與壓機的關(guān)系一、壓機有關(guān)工藝參數(shù)的校核成型總壓力的校核開模力脫模力的校核壓縮模合模高度和開模行程的校核壓機有關(guān)工作臺面尺寸的校核模具推出結(jié)構(gòu)與壓機的關(guān)系國產(chǎn)壓機的主要技術(shù)規(guī)范第三節(jié)、壓縮模主要成型零部件設(shè)計塑件在模具內(nèi)主要加壓方向的選擇凸模與加料室的配合形式第二十七頁，共五十五頁。27文庫專用加料腔尺寸的計算計算步驟：（一）、計算塑件的體積V1（二）、計算塑件所需原材料的體積V=(1+K)*kV1體積計算法重量計算法（三）、計算加料腔的高度H第二十八頁，共五十五頁。28文庫專用導(dǎo)向機構(gòu)脫模機構(gòu)脫模機構(gòu)與壓機的連接方式不連接，連接固定式壓縮模脫模機構(gòu)半固定式壓縮模脫模機構(gòu)移動式壓縮模脫模機構(gòu)撞擊架脫模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)第第二十九頁，共五十五頁。29文庫專用八、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機構(gòu)點澆口澆注系統(tǒng)的脫模潛伏澆口澆注系統(tǒng)的脫模第三十頁，共五十五頁。30文庫專用第七章壓注模設(shè)計傳遞模澆注系統(tǒng)、加料腔特點：1、效率高2、質(zhì)量好3、適于成型帶有細(xì)小嵌件、較深的孔、及較復(fù)雜的塑件第三十一頁，共五十五頁。31文庫專用第七章壓注模設(shè)計壓注模的分類移動式、固定式壓注模的結(jié)構(gòu)組成成型零部件加料裝置澆注系統(tǒng)加熱系統(tǒng)第三十二頁，共五十五頁。32文庫專用第二節(jié)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、加料腔尺寸計算塑件的體積v塑料的體積Vs=(1+k1)kv壓縮比加料腔的截面積2A=1.4m從傳熱方面考慮A=0.7mA=A3+2A4從鎖模方面考慮A=(1.1~1.25)A1加料腔的高度H=Vs/A1+8~15(mm)A1=A腔+A澆第三十三頁，共五十五頁。33文庫專用第三節(jié)澆注系統(tǒng)與排氣槽設(shè)計主流道分流道澆口澆口位置的選擇排氣槽第三十四頁，共五十五頁。34文庫專用第八章擠出模設(shè)計二、成型模具的結(jié)構(gòu)組成口模和芯棒過濾網(wǎng)和過濾板分流器和分流器支架機頭體溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)螺釘定徑套第三十五頁，共五十五頁。35文庫專用擠出成型機頭的設(shè)計原則正確選擇機頭的形式改變料流的運動狀態(tài)，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲毫C頭內(nèi)的流道應(yīng)呈光滑的流線型機頭內(nèi)應(yīng)有分餾裝置和適當(dāng)?shù)膲嚎s區(qū)機頭成型區(qū)內(nèi)應(yīng)有正確的截面形狀機頭內(nèi)最好設(shè)有適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置應(yīng)有足夠的壓縮比機頭結(jié)構(gòu)緊湊、利于操作合理選擇材料第三十六頁，共五十五頁。36文庫專用擠出成型模具與擠出機機頭與擠出機的關(guān)系國產(chǎn)擠出機的技術(shù)參數(shù)機頭與擠出機的聯(lián)結(jié)第三十七頁，共五十五頁。37文庫專用第二節(jié)管材擠出成型機頭常用結(jié)構(gòu)直通式擠管機頭直角式擠管機頭旁側(cè)式擠管機頭微孔流道式擠管機頭機頭內(nèi)主要零件的尺寸及其工藝參數(shù)定徑套的設(shè)計外徑定徑內(nèi)壓法定徑真空吸附法定徑內(nèi)徑定徑第三十八頁，共五十五頁。38文庫專用第三節(jié)棒材擠出成型機頭機頭結(jié)構(gòu)及設(shè)計要點1、機頭結(jié)構(gòu)2、棒機頭設(shè)計要點流道的設(shè)計應(yīng)具有阻流閥的作用棒材的定型區(qū)要比管材的定型區(qū)大一些進(jìn)口處的擴張角為30~60左右，收縮部分的長度約為50~100mm機頭出口處為喇叭型、喇叭擴張角為45主要的工作零件應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。定徑套的設(shè)計定徑套的長度設(shè)計定徑套的內(nèi)徑設(shè)計第三十九頁，共五十五頁。39文庫專用第四節(jié)吹塑薄膜機頭成型方式：平擠上吹方法、平擠下吹方法、平擠平吹方法。機頭的形式：1、芯棒式機頭中心進(jìn)料式機頭（十字形機頭）螺旋式機頭旋轉(zhuǎn)式機頭多層復(fù)合式機頭吹塑薄膜機頭的特點機頭設(shè)計要點：1、口模與芯棒的單邊間隙2、口模定型段長度3、緩沖槽尺寸4、芯棒擴張角與分流線斜角第四十頁，共五十五頁。40文庫專用第五節(jié)板材、片材擠出成型機頭支管式機頭（一）、一端供料的直支管型機頭（二）、中間供料的直支管型機頭（三）、中間供料的彎支管型機頭（四）、帶有阻流棒的雙支管型機頭魚尾式機頭螺桿式機頭第四十一頁，共五十五頁。41文庫專用第六節(jié)異型材擠出成型機頭板式機頭流線式機頭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(jìn)行一定修正機頭結(jié)構(gòu)參數(shù)機頭口模的尺寸第四十二頁，共五十五頁。42文庫專用第七節(jié)電線電纜擠出成型機頭擠壓式包覆式機頭套管式包覆式機頭第四十三頁，共五十五頁。43文庫專用第九章氣動成型工藝與模具設(shè)計第一節(jié)、中空吹塑成型工藝與模具設(shè)計中空吹塑成型模具的分類、特點及成型工藝擠出吹塑成型注射吹塑成型注射拉伸吹塑成型多層吹塑片材吹塑成型第四十四頁，共五十五頁。44文庫專用第一節(jié)、中空吹塑成型工藝與模具設(shè)計吹塑成型的工藝參數(shù)型胚溫度模具溫度中空塑件的設(shè)計（一）、吹脹比：塑件的最大直徑與型胚直徑之比。2~4（二）、延伸比（三）、羅紋（四）、圓角（五）、塑件的支撐面（六）、脫模斜度和分型面中空吹塑設(shè)備（一）、擠出裝置（二）、注射裝置（三）、機頭（四）、模具設(shè)計第四十五頁，共五十五頁。45文庫專用第二節(jié)、真空成型工藝與模具設(shè)計真空成型的特點及成型工藝（一）、凹模真空成型（二）、凸模真空成型（三）、凸、凹模先后抽真空成型（四）、吹泡真空成型（五）、柱塞推下真空成型（六）帶有氣體緩沖裝置的真空成型第四十六頁，共五十五頁。46文庫專用塑件設(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第四十七頁，共五十五頁。47文庫專用模具設(shè)計（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（二）、模具材料非金屬材料金屬材料第四十八頁，共五十五頁。48文庫專用第三節(jié)壓縮空氣成型工藝與模具設(shè)計壓縮空氣成型特點及成型工藝壓縮空氣成型模具（一）、壓縮空氣成型模具結(jié)構(gòu)（二）、模具設(shè)計要點第四十九頁，共五十五頁。49文庫專用第十章其他成型工藝與模具設(shè)計第一節(jié)共注射成型定義：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。應(yīng)用：雙色（國內(nèi)）八色（國外）雙色注射成型特點：1、兩個注射系統(tǒng)兩副模具共用一個合模系統(tǒng)2注射系統(tǒng)共用一個噴嘴雙層注射原理：兩個注射系統(tǒng)交叉分配的噴嘴特點：外部為新料內(nèi)部為舊料或其他改性材料第五十頁，共五十五頁。50文庫專用泡沫塑料成型工藝與模具設(shè)計泡沫塑料的定義：材料：熱固性塑料，熱塑性塑料聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、聚氨基甲酸脂等成型方法：注射發(fā)泡成型擠出發(fā)泡成型壓制成型產(chǎn)品：軟質(zhì)泡沫塑料硬質(zhì)泡沫塑料半硬質(zhì)泡沫塑料應(yīng)用：建筑業(yè)家電包裝業(yè)制冷業(yè)第五十一頁