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。
9 i, F+ {1 x9 L0 P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）
* b2 B$ ^+ W7 l. Z〈二〉塑料的分类：
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）
3 p' I! X2 }9 a& c4 Q2 Y1、 热塑性塑料
: I% C  @4 w2 s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
. ?3 v$ [+ }0 x- d# K; @3 G+ d2、 热固性塑料：
, @: |  K3 N. o4 e$ k5 ]+ z  u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%
, O4 j) u9 L' `2 V, h2 w7 ^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
4 \; k4 Q4 ?" H2 H3 ]6 \" B0 `4 E特种塑料：隙氧树脂
: E1 [- H. w" l/ |% z〈三〉塑料的性能
1、 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、 化学稳定性好
" Q9 L$ ~3 v; h2 B# g4、 电气绝缘性能优良
$ x+ N, |% e, N5、 绝热性好
6、 易成型加工性，比金属易
' z6 p9 r+ }; b$ G+ v7 I$ f# a7、 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。
0 b& b0 Y& p2 `! }: `& t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：
) h  D, N" n5 t2 B2 \8 \/ V1、 玻璃态：一般的塑料状态 TG 高于室温。
+ l$ f( @- z2 l; }2、 高弹态：温度商于 TG ，高聚物变得像橡胶那样柔软，有弹性。
1 A# J  X, s( d( F4 }* g3 m9 q3、 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：
7 h3 A- @- M$ W7 Y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。
大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体。
& A1 {0 }9 u' n6 X0 i5 L〈五〉 结晶性：冷凝时能否结晶。
无定型塑料与结晶型塑料。
, Z" g  N. K8 z结晶型：尼龙，聚丙烯，聚乙烯，无定型塑料：ABS
7 ?) V! x; f( U4 a7 W/ c〈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。
  }1 l2 W' k' Y% x. }" I) I3 F/ N〈九〉 热性能及冷却速度。
- E! j% G4 V9 O5 n8 c$ ?〈十〉 分子定向（取向）。
$ [$ A# a1 X' V2 Y5 ^# D' A〈十一〉收缩性。
& v9 G  m* k( }  U〈十二〉毒性，刺激性，腐蚀性。
8 Q/ D2 T) T2 F热塑料制品设计原则
+ Q5 d$ H& w4 }# I8 y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。
3 I6 @6 n( D1 X# X3 R〈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。
〈三〉表面粗糙度
7 H$ v* `5 @3 j% @, C9 Q. P; z* S3 d2 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
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`。
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。
- A  J- t6 \, Q+ M: a) L) s5 O三、 壁厚
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
) I; I8 p  q2 ?' q9 N壁厚太大，增加冷却时间，降低生产率，产生气泡，缩孔等 。
1 x" u! y* |" A. q8 x$ U# K& }. z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
& j. h) I7 G* b7 W. j3 \/ N设计原则：
, g0 K6 M1 o4 V〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直。
' }9 Y: t+ ^# I/ z5 z〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。
, R! x$ z7 r& q7 K# n3 \  l〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。
% q( p- y/ {0 I- w! l  ]* J* ?五、支承面
; I; @/ g0 D7 L. u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
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）
( C: \2 U, I1 R0 S塑件的孔三种成型加工方法：
" _7 u: ?" D. `7 K（1）模型直接模塑出来。
（2）模塑成盲孔再钻孔通。
4 j+ L( S) {2 b, U+ v& f( x- U, N（3）塑件成型后再钻孔。先模塑出浅孔好。
- D6 L: R/ a, L8 ]3 s' Q1、 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。
' V8 \# |3 m+ ^  B; X2、 肓孔的深度：h 〈 （3—5）d
d〈 1.5时， h 〈 3d
- N( x$ y; Q" ~# t9 Z3、 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。
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。
. a/ ~: _* Z. D& T八、螺纹
; v8 i- q' C( \- t6 L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
: M% i' b/ Q# j# _0 Y. k4 k! C金属螺纹嵌件来成型。
+ o1 Y; R9 ?; N* }8 K- q$ G7 u$ M九、嵌件
$ \/ W+ R  M+ T8 N7 i- 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。
由于装潢或某些特殊需要，塑料制品的表面常有文字图案。
+ q6 w8 x! p! I% ^  Y1、 标志
8 y4 g' C' A5 y4 D8 K6 ^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。
: s7 V/ h1 D: t* e- j3 z加工花纹方法：电火花加工，照像化学磨蚀，雕刻冷挤压。
  ]0 B; p3 v9 y2 q- X: S. ^注射成型概述
6 a/ ^# S0 w" O+ F, M) x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
1、 合模，加料，加热，塑化，挤压
2、 注射，保压，冷却，固化，定型
! o9 f$ Z6 U! N9 m5 m3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
5 `2 ]  A0 D9 t, @二、 注射成型设备
1 L$ Z; {6 i9 H/ E7 j2 N# m〈一〉注射成型机的分类：
: e3 D4 \0 _, f, e) S! w〈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^
7 @. P( h( x; J/ ^% t〈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
1 ~1 p4 A  K  P3 N〈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
1、 注射紧绕：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。
# a$ e2 f8 k$ v2、 锁模紧绕：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。
/ y. J' _/ w& b0 C( J2 ^3、 传动操作控制紧绕。
〈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


. T- {( X- w3 @: E2 M) ]+ T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:
〈一〉 浇注系统
: ?  Q; G1 Y5 M9 Z5 C8 g, w5 M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。
; @2 }* E5 D  ^〈二〉 成型零件
* f0 p  i6 h$ d, H' l# N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。
# m$ O& P) G  {$ y. j) {〈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 。
3 z0 ?: t9 q% B, D6 k装配零件：定位隙，定模底板，定模板，动模板，动模垫板，模脚
9 ?0 W$ h/ l0 o& E. A% O- J2 O! ]冷却加热系统

根据其运动特点均可分为两大部分：
0 l* S( ?# N, {% \3 i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
二、 模具的分类
' I. D5 B9 h" f〈一〉 按注射机类型分：
% O$ b/ e, U0 V, m/ Y" C( L, `立式注射机，卧式注射机，直角式注射机上用的模具
3 R5 q0 o3 S, _7 z* w7 G/ b〈二〉 按注射模具的总体结构特征分：
1 n9 M( M* X, C! H0 h" [1 c7 y1、 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）
6 q$ d# Y, L5 n6 T% f: }2、 点浇口脱出模具（三板式模具）（模拟动画）
- E! }$ t: ~- d3、 带横向轴芯的分型模具（模拟动画）
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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