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%）
- `7 O. [8 f' H7 I7 \9 j/ B( r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）
〈二〉塑料的分类：
300余品种，常用的是40余种
  M- U1 v! I5 Q8 p; @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
# ?- B; u/ e+ m( {4 b; I, q分类：热固性塑料与热塑性塑料（按塑料的分子结构）
+ Y# \# t  V9 d8 f6 ]5 h1、 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
, X7 E0 \( H# S5 l, Y2、 热固性塑料：
具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆.
1 K6 O+ `9 F5 S/ q: l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
3 [; Y' j* ~# Z& z- @$ M. {7 Z特种塑料：隙氧树脂
〈三〉塑料的性能
1、 质量轻，密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm
3 N, {4 q$ h+ {/ E$ g2、 比强度高：是金属材料强度的1/10 。 玻璃钢强度更高
0 M$ Q$ L8 ]2 E5 j3、 化学稳定性好
# w8 ^5 P9 M* M1 r4、 电气绝缘性能优良
! T% i  u2 ~" w# M% d$ Q5、 绝热性好
* ]/ I6 B  C5 Y6、 易成型加工性，比金属易
; \2 D5 D' J1 S# y1 U7、 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。
" W  o; i% Q2 t$ m, G% e热塑性塑料成型加工性能：
3 U  J) w# v  k$ B〈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。
( |8 G! G% u0 G2 y: I2 X0 a$ s" i〈二〉 塑料物态：
, s. x3 S, D( G1、 玻璃态：一般的塑料状态 TG 高于室温。
$ t& n3 n# J/ x9 a" O! @2、 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：
# b1 |5 F& }0 A; G, _/ J4 w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。
3 d% M) j' L& ?: C) Q1 ~〈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。
* x, Q$ O* F9 S( h# }' e: T牛顿型流体与非牛顿型流体。
" V" u4 ^% x: l8 R' z# V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。
7 J( \+ }) C3 s2 ?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。
5 p, C0 \9 V8 ]: N无定型塑料与结晶型塑料。
+ h9 L& ~7 }: i. J$ a9 ^. S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。
- D; i, A5 V& W( h6 F〈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- e, x4 B5 p6 _0 \$ l〈九〉 热性能及冷却速度。
〈十〉 分子定向（取向）。
, E  L4 G& j/ F: ?- z3 a8 S〈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% `% A: q" f3 V) C1 O* H" O一、 尺寸，精度及表面精粗糙度
〈一〉尺寸
( }9 c3 R8 s: ?$ M1 B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
) J4 l1 u- \* R$ f8 ]8 \# V影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和工艺条件等。
9 V. V2 }/ S) ]0 ~  R4 G8 {〈三〉表面粗糙度
/ W: o3 _" B% ]; s+ A; J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。
. e7 _2 F' ~: y6 \/ r$ q9 W二、 脱模斜度
8 m& B9 n& E# i4 A  d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`。
$ o/ f' s% m% D" `* U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
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 。
( U# U5 [, o2 P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。
2 [6 ~( _( n) g7 [0 }$ x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。
" I* d' Q* K4 \: E1 }〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。
: h7 t% ?) c+ C1 e1 F8 z; J, T〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。
  ]  M1 D, u0 e9 b; o0 H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。
' Y: G* z( A7 U. k2 s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）
塑件的孔三种成型加工方法：
8 J+ h' |5 j* S+ E) {（1）模型直接模塑出来。
（2）模塑成盲孔再钻孔通。
9 \  \9 q' g8 X（3）塑件成型后再钻孔。先模塑出浅孔好。
/ d7 \! b& `3 y" [+ F+ N+ I* ]( k6 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。
- U( r: }$ O: z5 n" u* N% u2、 肓孔的深度：h 〈 （3—5）d
+ |6 x- u  v% Kd〈 1.5时， h 〈 3d
3、 异形孔（槽）设计
6 p. \, m" ~6 I! t" B6 o  g4 q0 X/ T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。
* c9 O- `7 t- U8 T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
1 P1 F7 p- f8 M4 ]( U金属螺纹嵌件来成型。
. N7 ?7 B# w  r6 X九、嵌件
* t* G4 Z, L; w9 E! Q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。
+ m1 X6 j7 i" p, J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。
1 G% W8 c* }5 U$ F( i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
/ ~( ^) A+ K: D2 l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
& F& Q! w! ?" l2、 注射，保压，冷却，固化，定型
3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
; X2 B% R+ U& _6 Y% t  I: T二、 注射成型设备
〈一〉注射成型机的分类：
" |0 {: j: _% V7 L! ], A' L2 H9 {〈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
2 K- Z. b2 g9 j5 d2 k〈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
〈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
8 W. e$ M: I% X( T2 Z〈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。
2、 锁模紧绕：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。
8 s6 k" M8 |( N# c' H" @+ U$ C. P3、 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

% X7 O6 j9 C( B" b
注射成型模具基本结构及分类
: P5 Q- [/ e; W- }' `+ b6 m一、 基本结构,根据部分起作用不同分类:
7 S2 \" F. i! s! j' e) ^0 h〈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
" b# P" S, M8 t7 d8 H6 n: s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
) m6 r' |8 @7 J, A6 x, @5 U9 {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
& r/ B+ b5 i! U/ w- V冷却加热系统
# Y8 c+ e  v1 }3 R" ^) ]9 f. ?
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
6 l2 J7 T3 t2 N+ _5 L- g* s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
2 f7 e( p% Z% X/ h〈一〉 按注射机类型分：
% m7 ?) O6 m  i7 ~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：
% o( U, j6 |4 _2 k7 W# d6 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）
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）
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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