塑料模设计教程 1

johnson-xu

塑料的基本概念:
' E8 k) o, v3 L* J/ o( \2 ~: Q6 s〈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。
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）
8 A+ u) \4 @/ j2 S〈二〉塑料的分类：
6 l% i! U" [' R* a7 R300余品种，常用的是40余种
' {: J) ^* W+ u! x# b7 t( }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
; U) a6 i+ i# O: H8 O- W6 W分类：热固性塑料与热塑性塑料（按塑料的分子结构）
; q4 C+ }# v  C! {1 m1、 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
" r8 G: x7 f5 ]3 t8 V/ S# L2 k2、 热固性塑料：
具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆.
; ~8 L" J9 K7 ?7 _& D, t1 c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%
3 J( [& C+ `' |$ i3 U; m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 y0 z* s2 T' m% Q特种塑料：隙氧树脂
〈三〉塑料的性能
9 b8 p+ t4 X* o1、 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
3 `  n$ q- @5 j* q: u1 [. J2 I6 @3、 化学稳定性好
4、 电气绝缘性能优良
  p2 Q1 V8 I% `* ~5、 绝热性好
6、 易成型加工性，比金属易
9 ?* y7 P  u& E3 m+ @, z% X7、 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：
$ V1 A4 N& a: @1 R7 t/ 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。
〈二〉 塑料物态：
1、 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。
  A3 O4 l- v/ K0 J! g! \* N3、 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。
  B. a1 q& S4 S: `0 A, y9 v〈三〉 流动性：
9 M6 s' e# G, m; H; d, U# b9 ~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。
( p1 z  T! F* M3 V1 ~〈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。
3 \8 S5 R8 f3 w$ B, g  E0 G6 A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。
9 U0 C' p4 r  s! C6 T8 _+ H$ h无定型塑料与结晶型塑料。
9 \5 ^0 ?+ c, e- O; t. z1 {- G结晶型：尼龙，聚丙烯，聚乙烯，无定型塑料：ABS
" V( ?3 U# l. g2 [$ q〈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。
" k/ B% d* B+ ?7 Z$ i% _% s* d! }% w〈八〉 应力开裂及熔体破裂。
, A# v1 b1 i6 z〈九〉 热性能及冷却速度。
〈十〉 分子定向（取向）。
〈十一〉收缩性。
* _# w) o; E  ?: R〈十二〉毒性，刺激性，腐蚀性。
7 K; d8 {+ C+ d  n* f3 \热塑料制品设计原则
一、 尺寸，精度及表面精粗糙度
1 i/ q2 [( I& l6 @2 I/ E〈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
, s0 z4 F' ]1 h# _/ x, S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 H1 ?. @& Z) k- i( E  u+ J- O, [〈三〉表面粗糙度
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。
' r0 }, C7 \8 ]# R1 t3 Q* r" q& |: \二、 脱模斜度
8 s7 I; _* s8 c0 |" D0 \5 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`。
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。
6 e2 f' i# r/ U! y% V+ a: H/ i三、 壁厚
8 z2 {; P( k3 w4 |2 _' N) r  S+ l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
壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难
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。
四、加强筋
( v# Q2 z* u- ~5 n6 y设计原则：
5 l8 d, q* E9 S/ R" V) k〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直。
$ ?& y) N+ u" H〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。
( ]: @5 s) |7 F& w' D- ?% q# G〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。
, }0 U# j& v# k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。
六、圆角
. ?! b! L9 C1 O/ g$ 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。
# s. d0 t" T) c/ d/ p$ j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）
2 p3 ]+ O, V1 l) X6 U6 \  z- O8 I塑件的孔三种成型加工方法：
（1）模型直接模塑出来。
! s7 Z3 P/ o6 v. O# t（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。
5 ?( g$ C% N1 ]* U2 U1、 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。
1 L3 l/ P0 {6 N2、 肓孔的深度：h 〈 （3—5）d
$ q: @) i! E) pd〈 1.5时， h 〈 3d
3 o3 ^8 K$ I3 j  R, B3、 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。
' ~; z6 G/ j9 m- X& E: G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
4 l1 n- X3 S( _! _5 {金属螺纹嵌件来成型。
  H; `) b' ?  l# v- \5 G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。
8 n& g4 E# \) J) R1 q: K" 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
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。
( x  o$ w+ p( v2 j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
* X1 s" Z% s! M, l! n一、 注射成型原理与过程：
是热塑性塑料成型的一种主要加工方法
: N; u# S0 v3 q) D/ ?, A1、 合模，加料，加热，塑化，挤压
2、 注射，保压，冷却，固化，定型
; `: l# q+ }, x2 ?7 P% J3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
# a6 ~4 o( x4 D$ ]$ O8 E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
〈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^
5 K8 D2 N, j2 n$ W6 M3 o( s〈4〉 按塑化分：有塑化装置，有塑化装置
0 Z& z" d' n$ }% B4 T0 y  L〈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
〈二〉 注射成型的结构组成
5 G. V; c; _* W" p# @1 N1、 注射紧绕：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。
/ P3 D/ A6 e+ h2、 锁模紧绕：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。
! A: J- y: ?' Y/ ^. R2 p4 a- s3、 传动操作控制紧绕。
0 I/ P% ]( E! }% y〈三〉 注射机的型号，规格，基本参数
1、 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
. |- c" N, \1 ?% l+ t* g
& E2 X. Z3 h+ h- F: h2 `& c1 Y3 G
注射成型模具基本结构及分类
& G! r- W  l4 Z) P一、 基本结构,根据部分起作用不同分类:
; J* ]) c! G4 T( N; r〈一〉 浇注系统
- ?; D7 a; l: w# G0 i6 ~# D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
# L9 f! p, s$ e4 ]) k2 Z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。
4 k$ @5 G! _7 f, ^& e, [〈三〉 结构零件
2 x* p: o- a3 a% Z; u/ X; Y# |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
( C& @0 i/ h; F; J  L( ]0 R, a: ~冷却加热系统
2 j" k% F# T8 c% s' e# [+ w
  k' [, h. x8 t% G( H! o' d' B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
- b0 Z+ W+ V' j* J! H6 q# A! H3 X二、 模具的分类
〈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：
8 m4 C( ^1 G5 X" L1、 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 r: M! w8 s7 B& y5 S2、 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）
( _5 z  Y; K3 e# U& E, 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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