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，
9 y) I1 J' u& |  e. S9 M1 z) K& a& E; a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。
组成：聚合物合成树脂（40 ~ 100%）
. ?* y5 U$ h6 @. M" `3 \' Y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。
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）
〈二〉塑料的分类：
300余品种，常用的是40余种
; S2 e; Q; d! @2 g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
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
& }0 S- D: O. d, N% Y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
) Q3 H' q' t* V, S, X! L( T; ~+ v2、 热固性塑料：
: |9 ?4 V9 M& k# A. @, S具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆.
* |) o' I8 W7 w7 P1 g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%
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
6 P2 a' V. \6 y0 u, t特种塑料：隙氧树脂
& @" q; ]* H( h) O" j0 r# [5 w) ?% Q〈三〉塑料的性能
" u7 ^9 E% v, p  ~$ `* f1、 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
2 E/ Y# O  c  @1 L( Y3、 化学稳定性好
4、 电气绝缘性能优良
& ^* M, T8 `0 E( ~1 a5 g# z5 V5、 绝热性好
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。
5 p7 W2 n# J* N, [热塑性塑料成型加工性能：
〈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。
〈二〉 塑料物态：
1、 玻璃态：一般的塑料状态 TG 高于室温。
9 n. C3 m2 a5 w. r- J2、 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。
, Y6 s" Y( J: X1 [〈三〉 流动性：
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。
& ]0 D* I* n* f0 _8 ]8 k# O$ b6 A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。
% K9 e5 y, g: @1 p〈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。
- s- ~# k  K" h  M5 `" \! Z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。
" i6 Y* f  c" f) R. i; _大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体。
〈五〉 结晶性：冷凝时能否结晶。
* b1 I( _* g0 e3 h9 n+ n) V无定型塑料与结晶型塑料。
; n' i' K/ f2 [6 s+ C2 Y; _4 x. p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。
6 h  F9 \1 o1 m2 ^* h〈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。
& f0 s4 n# j; s! O- t3 Z# y* b〈九〉 热性能及冷却速度。
〈十〉 分子定向（取向）。
〈十一〉收缩性。
〈十二〉毒性，刺激性，腐蚀性。
热塑料制品设计原则
' N+ g) t2 H  y0 s一、 尺寸，精度及表面精粗糙度
〈一〉尺寸
9 {. N. }1 Y9 q" N5 p# U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
! O* n7 k: n  q. I. S2 g6 c影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和工艺条件等。
〈三〉表面粗糙度
/ x. P0 N6 A  \6 Y  o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
5 w; F% @' v7 u. `' h6 Q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。
2 a5 c6 j1 p* k7 X% p% D$ ^二、 脱模斜度
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`。
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。
+ b7 k% a4 S/ k8 M三、 壁厚
- t: |; E- l" |$ y" ~2 |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- `. p: [5 e( ^6 f0 O3 X壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难
% _0 ^' ~8 C5 Z, T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。
7 A' x* I, p/ X8 y0 ~' q四、加强筋
+ `! ?6 r+ {  z' [) Z设计原则：
% _8 h% y. G  s7 _3 N2 X〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直。
) z* Y' U7 T: e" V- B) t2 {〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。
. N# y. x2 s6 S* m! m4 r〈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 r# d1 L; w% F7 K) t) I六、圆角
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 x4 N, G; u+ M) ?' V3 }七、孔（槽）
塑件的孔三种成型加工方法：
" C& Q9 e0 x+ J- Y' m3 O（1）模型直接模塑出来。
; t! A9 \# D: k/ |  O  W2 g（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。
5 D. R( ~" y- y* K2、 肓孔的深度：h 〈 （3—5）d
, i) _1 N" f- D! s2 `& O  O8 N! O/ I8 \d〈 1.5时， h 〈 3d
8 |9 e2 f0 k) g4 ]' j3、 异形孔（槽）设计
5 D$ T3 E) F9 K" C3 S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。
. }+ q% l1 ^* K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。
# ]7 h+ E! Z3 \* _八、螺纹
1 X/ z7 ?5 Y; T# n+ e/ t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
6 G8 R9 Z% D! o- _0 E9 {; I5 H金属螺纹嵌件来成型。
# D" o2 G9 u# V0 g九、嵌件
: ?4 T. q7 A3 [7 ]1 n* O9 y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。
; f4 D0 w1 X0 ~  V2 z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
# Y7 E0 w2 T. a) Y& 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。
3、 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。
( t0 r( Z& {3 A注射成型概述
一、 注射成型原理与过程：
7 y' X  ?5 v$ t6 G0 L; u2 ^' v是热塑性塑料成型的一种主要加工方法
1、 合模，加料，加热，塑化，挤压
+ x. ]% n9 c7 D- H! f- w- \2、 注射，保压，冷却，固化，定型
$ Q; R2 I6 E/ S; \1 ]3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
二、 注射成型设备
. U3 I3 c3 Y$ r3 Z% R2 N〈一〉注射成型机的分类：
9 s' E- d4 @, h0 }$ S, P9 ]〈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
* M1 I3 P0 W" T7 P9 s& x〈3〉 按能力：小型（〈50cm注射量，中型（50~1000cm^）大型〉1000cm^
/ Q/ a7 C4 ]) J+ ~9 m5 f〈4〉 按塑化分：有塑化装置，有塑化装置
4 j/ n7 h- Q  l% g, l! x% z〈5〉 按操作：手动，半回动，自动
5 F' C' u/ z1 B/ P, c2 D# ^3 V〈6〉 按绕动：机械绕动，液压绕动，机械液压绕动
' `5 m9 b) i8 G; B6 H: Y〈二〉 注射成型的结构组成
0 Q: M9 F5 a4 j6 ^1、 注射紧绕：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。
. ~1 e+ J' w( E/ {2 J3 t2、 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。
+ x3 {+ e. t  g〈三〉 注射机的型号，规格，基本参数
6 L5 x# x) T7 G9 W2 E1、 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
; N+ P2 }! O1 z. a2 f5 s) N( E) n

注射成型模具基本结构及分类
( i+ F( H# k: {" I  Y5 ~% T一、 基本结构,根据部分起作用不同分类:
〈一〉 浇注系统
( a* O3 O$ E% P2 s( o2 I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。
: a; S' [: k: b1 V1 N〈二〉 成型零件
2 G( A, v9 F& W6 v6 Z, b* _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
* z1 L6 r" F; t3 i/ r6 N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 。
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
8 O/ Y8 x0 h6 P& J/ n. Q3 v
! c+ K% u  O, \2 Y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
9 g" p" J' B5 T, ~! _% @2 y定模部分与动模部分闭合则可形成型腔与浇注系统
0 U' A4 A% v& U' z9 Y& R$ n* ]二、 模具的分类
8 E4 N2 M4 t* T( E9 @  I& y〈一〉 按注射机类型分：
立式注射机，卧式注射机，直角式注射机上用的模具
〈二〉 按注射模具的总体结构特征分：
, U+ G$ u* R* O5 N! o( }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）
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）
/ _) _1 ?( ^. |: \4、 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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