塑料模设计教程 1

johnson-xu

塑料的基本概念:
! y3 D5 C0 i$ l3 l3 u# S0 s〈一〉、塑料的定义及组成，
- e" {, f9 M7 d: b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。
9 C/ ]% t: @7 y' y5 I# n$ ~# Q组成：聚合物合成树脂（40 ~ 100%）
% ]0 T1 Q% C% o1 Y+ u( P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）
5 {* R) f. Z: S, c$ j〈二〉塑料的分类：
3 j: e9 f7 O* B% ?; J: _5 T" _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
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
! K* u- O/ k  V* d; d5 n; u- E2、 热固性塑料：
具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆.
& z3 l9 \) c( v9 Z9 I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%
5 t3 S) L; Q" Q1 L$ k/ u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
9 ^1 {0 `' r1 e9 d" i6 g特种塑料：隙氧树脂
〈三〉塑料的性能
; i8 Z3 D+ b1 j2 G1、 质量轻，密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm
& P% f% |: S6 H/ z  m1 |0 `" L$ ?, Z" Y2、 比强度高：是金属材料强度的1/10 。 玻璃钢强度更高
; l! ]% {& t7 E5 E3、 化学稳定性好
4、 电气绝缘性能优良
! e% ^% K# D# l0 z% T5、 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。
热塑性塑料成型加工性能：
* f* O; Q8 d7 T. R+ ^& J! 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。
& z9 n' j, \+ s9 \( J2 [! ]1 m5 |〈二〉 塑料物态：
- p0 h* D8 e3 g* l( r1、 玻璃态：一般的塑料状态 TG 高于室温。
6 g, V+ F$ x6 x- M, N2 I0 d2、 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：
, ?: p5 @: S# ]7 \( n' S! G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。
, a- Z; l: |% W8 c2 }% I% A0 j〈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。
8 W) a2 L' ^& u7 H4 a- s牛顿型流体与非牛顿型流体。
$ |/ z( O, u- c; W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。
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。
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
: s* P7 Z1 Y  O! \2 G3 S3 ~5 s〈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。
. L; D6 t$ o8 ^" n# M; W〈九〉 热性能及冷却速度。
〈十〉 分子定向（取向）。
( E2 l# u9 l# {& b) I: R& i〈十一〉收缩性。
〈十二〉毒性，刺激性，腐蚀性。
热塑料制品设计原则
. _# B% E/ Z0 Y6 X- d  s& H+ ~# \4 A一、 尺寸，精度及表面精粗糙度
〈一〉尺寸
8 j5 B5 w8 P3 U# Z# H3 O/ B$ A& S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。
, R2 Z* U+ }  z2 d+ N0 k〈二〉精度
# x/ m' I: G8 z% a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
9 U- n' _0 R$ R4 H# b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
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`。
0 K( b; B6 ]6 ^% G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
5 C3 t( i4 D3 y7 b7 r+ z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
7 m. C2 h8 k5 v( G2 f壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难
; U: y9 r4 U0 M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。
( R& _5 f# i4 Y: m; M3 g四、加强筋
设计原则：
2 B9 u7 x7 i7 A+ T. |〈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。
〈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。
4 x* X) s1 P; k" o& S  x$ S  w六、圆角
$ x1 e( n$ o/ I) \  R- V8 v6 Y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。
6 E/ u! V; P3 c! {6 E" C七、孔（槽）
: Q6 I; p3 w7 S* L塑件的孔三种成型加工方法：
( J  ]; c/ g. `+ I（1）模型直接模塑出来。
（2）模塑成盲孔再钻孔通。
' e  c" _% H0 F7 `; U8 G（3）塑件成型后再钻孔。先模塑出浅孔好。
# T4 H$ \( o# @5 {9 J1、 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。
4 \- L4 L$ q' Z! B' X9 e0 `2 a$ \, E2、 肓孔的深度：h 〈 （3—5）d
& r* ]! I" x& F: b& c: |d〈 1.5时， h 〈 3d
3、 异形孔（槽）设计
. [1 \& I( Z+ G* `! T: N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
金属螺纹嵌件来成型。
九、嵌件
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。
2 e/ z9 v7 q# D: V: N1、 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。
5 L3 @2 C  [1 M7 T3、 花纹：凹凸纹，皮革纹，桔皮纹，纹浪纹，点格纹，菱形纹。
  Z- ?& I2 p0 v! P8 w+ u3 Y( X加工花纹方法：电火花加工，照像化学磨蚀，雕刻冷挤压。
0 Y, f9 U) Q: l& f9 z  r注射成型概述
3 t# O# F5 Q5 T$ b) U: A' j一、 注射成型原理与过程：
+ R; e. L3 S. y9 P4 V  k8 c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
4 n/ X  z& ?1 b% j) F  ?0 A/ s2、 注射，保压，冷却，固化，定型
/ i. h# t; B8 S2 e3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
二、 注射成型设备
〈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
, p  q/ E* h; j) R〈2〉 按外形：立式，卧式，角式
〈3〉 按能力：小型（〈50cm注射量，中型（50~1000cm^）大型〉1000cm^
〈4〉 按塑化分：有塑化装置，有塑化装置
' s) L  [3 e8 i6 A2 R- J& E3 @〈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
" o3 b2 l0 r/ ]2 a% q; ?) q3 d〈二〉 注射成型的结构组成
! X' z5 o( F* T% x$ d: u1、 注射紧绕：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。
2 p0 g* b' i- Z7 i, `. q# Q2 A2、 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。
$ P7 M$ p1 r; M& L〈三〉 注射机的型号，规格，基本参数
* `! U% J9 \( y. v1、 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.
: V! f0 @7 O! G0 H2、 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。
6 u3 P/ e1 i. O) Q5 b〈四〉 注射成型机的工作过程

/ Q2 |: i+ N5 r8 P( A
5 b$ {% R% P; g- Q$ r. l  F) [( @注射成型模具基本结构及分类
5 R* {6 F1 m. L! Q( c8 T一、 基本结构,根据部分起作用不同分类:
9 e! i7 a2 [# D〈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。
〈二〉 成型零件
1 E0 B: B# @, T9 y6 L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。
+ Q. r$ e0 d. [, }9 ]〈三〉 结构零件
$ A, n# \  q# x0 |5 }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

根据其运动特点均可分为两大部分：
6 J( L5 o& M+ ~6 n定模部分：一部份留于模具机座的定模板上，
" D: b: E. p* i" ]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
二、 模具的分类
* r/ J6 I, C5 M& t/ v$ N〈一〉 按注射机类型分：
" Z+ R5 D) I  u" u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：
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）
7 _% s7 a1 V3 ^- ?1 k0 C9 @* \3、 带横向轴芯的分型模具（模拟动画）
% t: N3 m* [1 `! s9 J. E/ I! F4、 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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