塑料模设计教程 1

johnson-xu

塑料的基本概念:
〈一〉、塑料的定义及组成，
4 e+ {" f9 N* P( B: k; z塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有 塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。
* B5 \3 e& y; r' ^  J2 @! _# V1 k组成：聚合物合成树脂（40 ~ 100%）
辅助材料：增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。
9 X2 J# e7 U  w辅助材料作用：改善材料的使用性能与加工性能，节约树脂材料（贵）
& Y9 T- Q$ d5 j7 D: k- `' H〈二〉塑料的分类：
0 D9 I+ E3 ^/ _% }4 c; D300余品种，常用的是40余种
/ N# t1 S  T* {4 k1 n2 f名称是以所使有的合成树脂作为名称来称呼：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、氧树脂,俗称：电木（酚醛树脂）,有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂）,玻璃钢（热固性树脂用玻璃纤维增强）;英文名称：尼龙（聚酰胺）PA 聚乙烯 PE
) k( b) V0 Q5 t0 o; m% [+ j4 s  G: R/ Z! H分类：热固性塑料与热塑性塑料（按塑料的分子结构）
1、 热塑性塑料
具有线型分子链成支架型结构加热变软，泠却固化不可逆的
2、 热固性塑料：
$ G* H- T. b# M具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆.
通用塑料：指产量大，用途广。价格低廉的一类塑料。如：聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，醛酚塑料，氨基塑料占塑料产量的60%
" B1 I3 P4 }1 S. k工程塑料：指机械性能高，可替代金属而作工程材料的一类，尼龙，聚磷酸脂，聚甲醛，ABS
特种塑料：隙氧树脂
〈三〉塑料的性能
- V5 g/ o2 L- S: m9 V' r1、 质量轻，密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm
2、 比强度高：是金属材料强度的1/10 。 玻璃钢强度更高
- e! T( p* w% v2 w  \3、 化学稳定性好
# }9 v: v: ^% Q- @1 V2 P4、 电气绝缘性能优良
" n2 e# y. c# w: R  g/ o! j! i. r5、 绝热性好
* q1 x+ V  u  o4 T) Z( P3 ~6、 易成型加工性，比金属易
7、 不足：强度，刚度不如金属，不耐热。 100C以下热膨胀系数大，易蠕变，易老化。
热塑性塑料成型加工性能：
8 F$ m1 d+ a0 N/ w; @〈一〉 吸湿性：吸水的（ABS.尼龙，有机中玻璃）懦水的（聚乙烯）含水量大，易起泡，需干燥。
! \: m0 k- o% m, B5 h0 |〈二〉 塑料物态：
$ G: @* q& {0 q1、 玻璃态：一般的塑料状态 TG 高于室温。
2、 高弹态：温度商于 TG ，高聚物变得像橡胶那样柔软，有弹性。
3、 粘流态：沾流化温度以上，高聚物相继出现塑料流动性与粘性液体流动区移，塑料成型加工就在材料的粘流态进引。
〈三〉 流动性：
9 P/ O+ c& `. y3 y, g$ H, U塑料在一定温度压力作用下，能够充分满模具型腔各部分的性能，称作流动性。
流动性差，注射成型时需较大的压力；流动性太好，容易发生流涎及造成制件溢边。
〈四〉 流变性：高聚物在外加作用下产生流动性与变形的性质叫流变性。
9 H7 j% }: q7 a- Y" _) n7 z8 F牛顿型流体与非牛顿型流体。
牛顿流体 ：主要取决于（流变形为）剪切应力，剪切速率和绝对粘度，低分子化合物的液体或溶液流体属于牛顿流体。
1 E2 N" ~1 R( ~大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体。
: @' A; Z5 a6 k* V3 S3 q〈五〉 结晶性：冷凝时能否结晶。
无定型塑料与结晶型塑料。
结晶型：尼龙，聚丙烯，聚乙烯，无定型塑料：ABS
〈六〉 热敏性与水敏性。
〈七〉 相熔性：熔融状态下，两种塑料能否相熔到一起，不能则会分层，脱皮。
〈八〉 应力开裂及熔体破裂。
〈九〉 热性能及冷却速度。
; ^# D2 b. O( c2 x; F〈十〉 分子定向（取向）。
〈十一〉收缩性。
〈十二〉毒性，刺激性，腐蚀性。
/ V, M% O2 r# V5 ]7 W热塑料制品设计原则
一、 尺寸，精度及表面精粗糙度
〈一〉尺寸
尺寸主要满足使用要求及安装要求，同时要考虑模具的加工制造，设备的性能，还要考虑塑料的流动性。
〈二〉精度
影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和工艺条件等。
# }7 {& ^0 U' ]" z# p' j. S7 b〈三〉表面粗糙度
9 B8 j+ [: n+ ^# c由模具表面的粗糙度决定，故一般模具表面粗糙比制品要低一级，模具表面要进引研磨抛光，透过制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度要一致 Ra 〈 0.2 um
塑件圈上无公差要求的仍由尺寸，一般采用标准中的8 级，对孔类尺寸可以标正公差，而轴类各件尺寸可以标负出差。中心距尺寸可以棕正负公差，配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。
二、 脱模斜度
; [, d) P; _+ K- v' x1 a8 A由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象，使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强行取出会导至塑件表面擦分，拉毛，为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，一般1°——1°30`。
& s+ s( H' `% {' K! ^' G" Z一般型芯斜度要比型腔大，型芯长度及型腔深度越大，则斜度不减小。
& m2 I+ Q0 A7 n' {三、 壁厚
" j8 b& h+ k# }$ f/ d根据塑件使用要求（强度，刚度）和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定
( H' T& j8 c! r) U! y! i4 V壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难
4 y. W1 @3 m* k) b' w) C壁厚太大，增加冷却时间，降低生产率，产生气泡，缩孔等 。
要求壁厚尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力，引起塑件的变形及开裂。
% `" s% _5 s( e+ {, x2 b7 g# p四、加强筋
. C! T- n) a! v! U+ D3 k设计原则：
〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直。
〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。
7 d; E7 w: F& L2 _% p+ g〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。
五、支承面
塑件一般不以整个平面作为支承面，而取而代之以边框，底脚作支承面。
9 l+ l. C$ Z( z$ ^- Q0 F; t六、圆角
1 ?+ H  D+ _; e3 ]要求塑件防有转角处都要以圆角（圆弧）过渡，因尖角容易应力集中。
塑件有圆角，有利于塑料的流动充模及塑件的顶出，塑件的外观好，有利于模具的强度及寿命。
5 ?  V- Y6 p6 V+ g6 g* m. r& z七、孔（槽）
; Y9 q) q0 @) ?% Y; a. Z- q# A& f塑件的孔三种成型加工方法：
（1）模型直接模塑出来。
% B8 N! {2 E' n* c& J. Z（2）模塑成盲孔再钻孔通。
（3）塑件成型后再钻孔。先模塑出浅孔好。
1、 模塑通孔要求孔径比（长度与孔径比）要小些，当孔径〈1.5MM，由于模芯易弯曲折断，不适于模塑 模塑型芯的三种方式。
2、 肓孔的深度：h 〈 （3—5）d
1 C; }! K+ G8 D) {, B) yd〈 1.5时， h 〈 3d
, K6 ^4 O& ?. ~% r; D; F3、 异形孔（槽）设计
* }9 n  q2 s) ]2 w塑件如有侧孔或凹槽，则需要活动块或抽芯机构"平行射成原则"确定塑件侧孔（槽）是否适合于脱模。
热塑性塑料中软而有弹性的，如聚乙烯，聚丙烯，聚甲醛导制品，内孔与外像浅的可强制脱模。
八、螺纹
塑件中的螺纹可用模塑成型出来，或切削方法获得通常折装或受力大的，要采用
: O$ P* P5 w+ ]2 M0 C金属螺纹嵌件来成型。
1 B3 e% j2 G* k# Z9 [3 t- p2 k九、嵌件
  G3 [6 x: h9 V$ F为了增加塑料制品整体或某一部位的强度与刚度，满足使用的要求，常在塑件体内设置金属嵌件。
' n4 B6 Z& ]9 i由于装潢或某些特殊需要，塑料制品的表面常有文字图案。
1、 标志
& |* _0 S9 a  E8 R. R9 T# I2、 凹凸纹：如把手，旋钮，手轮制品的固边，以增加摩擦力，凹凸纹要做成直纹，以便于脱模。
; m1 r/ z; H4 i3、 花纹：凹凸纹，皮革纹，桔皮纹，纹浪纹，点格纹，菱形纹。
加工花纹方法：电火花加工，照像化学磨蚀，雕刻冷挤压。
注射成型概述
一、 注射成型原理与过程：
  m7 f* u) ^6 Y5 `; G是热塑性塑料成型的一种主要加工方法
' k/ f& \4 H* w" R9 B- H( s& q1、 合模，加料，加热，塑化，挤压
2、 注射，保压，冷却，固化，定型
8 [5 [8 H, ~3 q4 u* V3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
二、 注射成型设备
+ j" @9 C7 a$ f; H2 t〈一〉注射成型机的分类：
〈1〉 按用途：热塑性塑料注射成型机，热固性塑料注射成型机
〈2〉 按外形：立式，卧式，角式
; O1 j" K* P5 O3 l〈3〉 按能力：小型（〈50cm注射量，中型（50~1000cm^）大型〉1000cm^
6 g$ M! z& u) v  B, ~〈4〉 按塑化分：有塑化装置，有塑化装置
〈5〉 按操作：手动，半回动，自动
〈6〉 按绕动：机械绕动，液压绕动，机械液压绕动
6 X+ Q4 U3 l9 z( D% |6 q- e4 f3 O〈二〉 注射成型的结构组成
( B4 G) @4 R* ?& O6 ^: ^6 P1 c. B1、 注射紧绕：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。
  `; F0 n/ N# z! i" w2、 锁模紧绕：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。
3、 传动操作控制紧绕。
〈三〉 注射机的型号，规格，基本参数
4 u( d! L  `. x* m1 p1 w1、 一般以注射量表示注射机的容量，Xs - ZY ,25表示：一次最大注射量为 1- 25CM^的倒式螺杆注射成型机.
2、 基本参数：公称注射量，合模压力，注射压力，注射速度，注射功率，塑化能力，合模与开模速率，机器盾隙次数，最大成型面积，模板尺寸，模板间距离，模板过程。
〈四〉 注射成型机的工作过程
# w- U2 v/ h9 j! k

5 U( O3 X1 m/ k  O注射成型模具基本结构及分类
6 T9 f* ~  z: S: k9 k一、 基本结构,根据部分起作用不同分类:
〈一〉 浇注系统
将塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，其由主流道，分流道，内浇口，冷料穴等结构组成，由零件的浇注套，拉料杆等组成。
4 Y7 t. p9 L4 n( [. f4 ?: G& w# {5 _〈二〉 成型零件
是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，由型芯（成型塑件内部形状），型腔（成型塑料外部形状），成型杆，镶块等构成。
〈三〉 结构零件
构成零件结构的各种零件，在模具中起安装，导向，机构动作及调温等作用。
导向零件：导柱，导套 。
/ `& j/ I. d6 t9 M1 H装配零件：定位隙，定模底板，定模板，动模板，动模垫板，模脚
冷却加热系统

, ~0 M# f, Z2 i; t  C7 Y1 _$ k  ^根据其运动特点均可分为两大部分：
定模部分：一部份留于模具机座的定模板上，
动模部分：随注射机动模板运动的部分
定模部分与动模部分闭合则可形成型腔与浇注系统
7 L, z6 z( l7 u二、 模具的分类
6 P6 M: @8 v& y- S2 B〈一〉 按注射机类型分：
( S" E/ \" h' O立式注射机，卧式注射机，直角式注射机上用的模具
/ s2 o. v& ]7 v9 H〈二〉 按注射模具的总体结构特征分：
1、 单分型面模 分流道位于分型面上，需切除流道凝料。（模拟动画）
! F8 o! ]* z: C6 G1 v" _2、 点浇口脱出模具（三板式模具）（模拟动画）
3、 带横向轴芯的分型模具（模拟动画）
) w! N2 k/ v  ^$ }) g4、 自动卸螺纹注射成型模具

James789

楼主资料不错，先作个记号，谢谢分享！

梧桐羽

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kw59a2

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