塑料模设计教程 1

johnson-xu

塑料的基本概念:
! s+ M# Y# [# K  F〈一〉、塑料的定义及组成，
: b, q" v" \- @+ z* U+ w. ?* g( K4 j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%）
. F+ A" H: R7 z# f6 D2 V2 S/ s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）
* z' K. ^% f" T* @9 s: a〈二〉塑料的分类：
& {1 j) Z: f6 w4 ~% U5 `6 U: z" Z300余品种，常用的是40余种
' |* c1 x7 @8 y% ^' U( O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
& S% l# W9 }- N% K2 y分类：热固性塑料与热塑性塑料（按塑料的分子结构）
9 |; h: e2 f$ g  J* {  Y1、 热塑性塑料
% @8 q2 R4 W* L+ L3 |5 c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
2、 热固性塑料：
6 l8 v& c3 x4 A4 n6 q+ t- m8 e具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆.
# x3 i3 j# e7 c3 G+ N; Y. F1 A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%
/ b( o$ I; Q5 b' ]& P4 k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
* ^1 |( @. v: P特种塑料：隙氧树脂
〈三〉塑料的性能
3 A0 d: ]0 a4 B, @% F1、 质量轻，密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm
! R7 O# ~: o' x) y0 l9 n+ R2、 比强度高：是金属材料强度的1/10 。 玻璃钢强度更高
* H/ e, e8 a. c3、 化学稳定性好
) A9 h6 e7 ^/ ?( e4、 电气绝缘性能优良
1 L) @5 t, N  t5、 绝热性好
% {+ F% {7 ^6 Z% r6、 易成型加工性，比金属易
" \" _9 V8 I0 c7 t7、 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。
. ]+ p5 j, u7 c热塑性塑料成型加工性能：
6 O' j) ^- `4 x/ ^+ X1 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。
〈二〉 塑料物态：
4 W# X4 ]# h+ n( f1、 玻璃态：一般的塑料状态 TG 高于室温。
! k7 L6 Z9 Z7 o2、 高弹态：温度商于 TG ，高聚物变得像橡胶那样柔软，有弹性。
' N: @+ s% b- ^  V( v+ K3、 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：
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。
) m# W" [6 B7 i9 c  F7 n9 n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。
  i4 @: Z; }1 k$ _) G# p% e〈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。
, f. k1 u  G+ G: Z0 x牛顿型流体与非牛顿型流体。
3 l! s9 r) g  o5 {( D% |( V, F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。
( ?) s7 ~2 l1 V8 R4 l/ y' r: X* b+ e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
〈六〉 热敏性与水敏性。
/ B, X- N3 n' O3 E% r〈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。
: V6 i& {* z" N4 E# ]! I〈九〉 热性能及冷却速度。
〈十〉 分子定向（取向）。
〈十一〉收缩性。
- q$ l2 ]. U1 M6 {' U# ?〈十二〉毒性，刺激性，腐蚀性。
" N5 A4 `  W6 B# Y8 Y9 P热塑料制品设计原则
1 q0 L/ L* A8 T; h# v一、 尺寸，精度及表面精粗糙度
* J' |) Y( p2 O1 j〈一〉尺寸
/ _2 e/ [% c. @  C9 g  m. m( p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
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
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
% ~4 M4 |' h0 H- T7 Q+ W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
4 D5 R& ^) L& }* j( J# `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`。
4 b# ?6 T3 p; }- w) z% P3 |2 ^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
' L% A& K' v$ m1 y  e/ ?! S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
6 {+ b5 L$ y( z壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难
# G% K/ b* \6 C$ ]0 ?, W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。
: S9 [- ?" G. U3 f* E) E5 J9 v四、加强筋
) w: D& Z6 G4 O( [) y  {设计原则：
2 N2 b7 V( [" i〈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。
( I. h5 A9 I5 ~& w& y5 B〈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。
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）
  |0 b% i+ |2 j" g) K塑件的孔三种成型加工方法：
3 f* c; e8 B% m8 N8 A; t（1）模型直接模塑出来。
3 l- f  m8 K: x# n, S5 u（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。
2、 肓孔的深度：h 〈 （3—5）d
& r# i" m' p# S! C: r5 |$ l% Qd〈 1.5时， h 〈 3d
& J# q" V. x' n: F2 \, l3、 异形孔（槽）设计
. i) g! W' M# ~$ I8 f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。
0 n3 l- ?& T1 I- S4 B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。
0 [6 \- w1 {4 H1 z! D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。
$ f5 D5 Q3 C! m; `/ H7 D' d九、嵌件
3 b8 Z5 @/ {, Z( Z* q' s' ^/ \( O4 B9 u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。
: s+ P; P0 Z$ v2 J$ r由于装潢或某些特殊需要，塑料制品的表面常有文字图案。
+ b3 f; j; M+ n! U- a1、 标志
5 c/ O, o) B: W, @5 c$ z2 t7 c( [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：
是热塑性塑料成型的一种主要加工方法
' D0 g" \4 e2 L' m* R- Q2 h1、 合模，加料，加热，塑化，挤压
2、 注射，保压，冷却，固化，定型
0 g7 A5 C. }' }$ o/ q7 E3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
二、 注射成型设备
5 K8 A1 }1 P% E- t3 k〈一〉注射成型机的分类：
$ D4 ]" A0 M3 {  j8 e& j% }" L2 c〈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 v1 N7 I& _1 j8 \+ K8 G( Z〈3〉 按能力：小型（〈50cm注射量，中型（50~1000cm^）大型〉1000cm^
+ I2 R' ~! _4 S〈4〉 按塑化分：有塑化装置，有塑化装置
* D4 i+ \  O; \! p9 W# w) J' Q〈5〉 按操作：手动，半回动，自动
/ r6 ^( g0 S  g! O7 x3 \5 i〈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。
: ]0 W1 {1 c( o8 M9 j/ u2、 锁模紧绕：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。
2 A, e: \+ J. n1 I9 q, e3、 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。
2 N1 ?& K1 A  X! W  q0 l〈四〉 注射成型机的工作过程

+ T. s) [" X' z* C: E
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:
6 l7 W! a  K% y% U〈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。
  ~, s! Y% _7 b6 j〈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。
〈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。
/ |  R' I. t9 b3 A导向零件：导柱，导套 。
9 W% V; E, H; J( \2 x' `; 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 l1 |6 V; v6 u0 H! B6 Q冷却加热系统

1 J+ @$ v2 i% x8 b4 ~3 b根据其运动特点均可分为两大部分：
) l% X$ N' X/ I定模部分：一部份留于模具机座的定模板上，
; P% ~, N; z$ n' C  {: f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
9 ^/ V, K6 b5 r+ G! N, P5 X- d5 @二、 模具的分类
〈一〉 按注射机类型分：
5 g' L* p$ L  i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：
% c( r2 q2 ^( W1、 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）
& R  r. ]% w# V* g2、 点浇口脱出模具（三板式模具）（模拟动画）
" {' D( U0 [3 R  O+ c/ [8 H3、 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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