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，
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%）
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。
( r2 a, O: U- Y* o! l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）
6 e/ V+ S# Y) h# U. V. J〈二〉塑料的分类：
' M5 W5 K2 O0 ^' l# ^* _300余品种，常用的是40余种
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
3 M- V9 u4 D9 _( X" k! w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
6 Q0 p9 U0 Z5 B  F4 T6 _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
1 _( S' J( y3 z6 {3 j+ u3 A2、 热固性塑料：
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%
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
; }& t$ ]6 d- B3 F$ D9 z* _/ P. `/ c特种塑料：隙氧树脂
7 Y) ~* t4 j* l1 k$ |- L& h〈三〉塑料的性能
. J* x6 @7 K6 G% o! I1 M* K. J; Y1、 质量轻，密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm
7 j1 k: S" g* O* {. |2、 比强度高：是金属材料强度的1/10 。 玻璃钢强度更高
, g1 q4 I7 d) [3 Z! ]: }* ]3、 化学稳定性好
4、 电气绝缘性能优良
5、 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。
- M) S  a( Z5 t5 M% E热塑性塑料成型加工性能：
% b1 j$ r4 z: E" k〈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。
) t0 Y* d2 ]8 z; j1 Y/ E7 i〈二〉 塑料物态：
$ f9 q+ B2 v. P0 z) T1、 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。
& K9 Z# W* y. I5 ]8 `, U3、 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：
2 }* ]% y* I  O/ ?; i1 v" x( H* ]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。
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 `9 w! G4 [8 k8 q大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体。
) _) {0 x$ ?( k) d〈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
* z: y+ b9 Y8 n: U; N( j〈六〉 热敏性与水敏性。
* k: n, K" b4 V〈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。
3 _/ \; U. q4 ]  g〈八〉 应力开裂及熔体破裂。
〈九〉 热性能及冷却速度。
〈十〉 分子定向（取向）。
0 A) c$ I4 [" J/ Y" _! n4 ~〈十一〉收缩性。
〈十二〉毒性，刺激性，腐蚀性。
热塑料制品设计原则
1 h. k' Z7 H9 G& c' l* G一、 尺寸，精度及表面精粗糙度
〈一〉尺寸
% [  G8 w% }# V' W, ]8 F1 z6 c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。
- l, B. D. n% E6 P! F; d〈二〉精度
2 Q, y2 d4 Q' D7 J6 U1 f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
/ ~/ x3 y* `8 I& M2 Y1 ~) u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。
# J7 [6 A  d- A6 g1 M/ M6 {9 _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`。
7 E. M! k3 a5 R8 }- s. H$ C! ^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。
三、 壁厚
0 m! f4 L8 D! V( H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
# _1 j+ ]$ a5 H9 H9 a壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难
) a0 ?# g7 i# O, @4 a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。
9 |, _9 u4 n/ m. }% h四、加强筋
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。
6 k! o2 c) _& T+ @2 N〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。
2 q+ [6 V8 K/ h3 V4 |五、支承面
2 n- R+ G& A6 O. C, j! i; [( c! X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。
六、圆角
% ?8 r5 U) R! B5 Z6 m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。
七、孔（槽）
. y# j0 A( Z" R) J塑件的孔三种成型加工方法：
（1）模型直接模塑出来。
（2）模塑成盲孔再钻孔通。
  b# b6 Q1 T5 I( c6 J" `' q（3）塑件成型后再钻孔。先模塑出浅孔好。
) b: @  [8 w; K1、 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
d〈 1.5时， h 〈 3d
3、 异形孔（槽）设计
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。
5 j4 a  `! t% p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
6 B' @  ~2 ]* h: g+ E  f1 Y+ F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
3 X; v" j/ C% A& `' w; ^& z3 j金属螺纹嵌件来成型。
& ~8 W6 f5 o9 D& L九、嵌件
' a% y4 Y( O. u% f7 L. j/ z* c* ~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。
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
2、 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。
注射成型概述
一、 注射成型原理与过程：
& s5 w9 M; ~0 f是热塑性塑料成型的一种主要加工方法
6 q5 {. k% J4 D  b% I1、 合模，加料，加热，塑化，挤压
# b9 K8 B4 V1 b% ]2、 注射，保压，冷却，固化，定型
0 h8 R. o* ^& J% C0 O1 l2 `3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
/ {5 y1 C2 E$ P. g二、 注射成型设备
/ `. x* t0 `' t5 l! H/ z4 o4 F〈一〉注射成型机的分类：
) B" p' ^6 j. s% d) \5 ?& ^2 j〈1〉 按用途：热塑性塑料注射成型机，热固性塑料注射成型机
8 }) K  j5 Q- w, n. }, y9 w0 u! v〈2〉 按外形：立式，卧式，角式
/ {  c/ G( U! R* o# x6 m! N〈3〉 按能力：小型（〈50cm注射量，中型（50~1000cm^）大型〉1000cm^
1 U' e, c3 l1 y9 @〈4〉 按塑化分：有塑化装置，有塑化装置
6 [; z6 }1 [: D! X* q% y〈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
* w; \& J  g9 k) v! ]〈二〉 注射成型的结构组成
: g; b; h) X: {2 Y, b1、 注射紧绕：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。
7 C9 m$ `& p7 z( Z( {/ W6 `2、 锁模紧绕：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。
, @$ V4 O" o; x& N5 z: x4 A3、 传动操作控制紧绕。
1 c7 U7 L5 @6 T: H) q& h* N〈三〉 注射机的型号，规格，基本参数
7 \) C+ L$ Z9 e. v$ ?. F1、 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.
9 J6 h" K. p! R2、 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。
& \" h: Q; l! A: s4 y〈四〉 注射成型机的工作过程

( a& ~4 w! X# P3 C
, K+ `3 _' T$ Z/ O注射成型模具基本结构及分类
一、 基本结构,根据部分起作用不同分类:
1 t) }9 |2 q7 r1 |( p〈一〉 浇注系统
+ I$ a, o8 H& v7 n: P: l9 J" [1 k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。
〈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。
* J; T2 R' |) M- s# Z; f# F〈三〉 结构零件
; ]8 r; y# A/ b2 H/ i0 V! l; 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。
2 h! a# S1 ?" K5 A  u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
, H" `! k! c) I' b冷却加热系统

" @8 Y8 k# y/ N2 [! P根据其运动特点均可分为两大部分：
' [3 G; e& X/ x8 a/ T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
1 V& z' f  o% ]" A$ y5 F6 }9 ^二、 模具的分类
( g& U6 X* H5 F" ^6 @2 ?〈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
' n$ D( d6 w5 e- D8 F) J4 V1 K〈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）
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）
$ ?/ ~! ]2 }$ u( G) r: z/ H4、 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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