塑料模设计教程 1

johnson-xu

塑料的基本概念:
5 S7 n1 L" y, L0 [. E* O9 V〈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。
6 g6 w- t: k$ }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
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
2、 热固性塑料：
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%
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
特种塑料：隙氧树脂
! H5 E* F3 j* E0 f+ r4 `1 m+ D〈三〉塑料的性能
1、 质量轻，密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm
- ~) I& ^+ K; X2、 比强度高：是金属材料强度的1/10 。 玻璃钢强度更高
, \' G  ^* `! G3 Q' o3、 化学稳定性好
! p- C% d, [0 s7 i7 ~8 U) K4、 电气绝缘性能优良
5、 绝热性好
6、 易成型加工性，比金属易
. G; j3 v8 y9 W" ~" d( t6 ]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。
9 `( T" `* o5 \8 e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：
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。
! T) [" C: \3 k# J) z2 e3、 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。
, h5 }# R+ W/ G  Y7 Z' v$ I〈三〉 流动性：
$ K# q7 o& O2 U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。
7 v3 |: O) s# v# M# \+ P- j+ c& U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。
- g5 z% E* s( Z  E" W' N8 X  d〈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。
3 y& T, `: q6 v  w/ U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。
% n3 b7 s0 Q# f* q7 L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
〈六〉 热敏性与水敏性。
- {* d; t0 }- r1 C& \1 r' X〈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。
$ {9 a% r9 w" e7 w% |) {# W" M〈八〉 应力开裂及熔体破裂。
4 S  D8 T9 |0 b5 ^% @〈九〉 热性能及冷却速度。
〈十〉 分子定向（取向）。
〈十一〉收缩性。
〈十二〉毒性，刺激性，腐蚀性。
2 r% t8 C4 @, ?' `" l) N热塑料制品设计原则
一、 尺寸，精度及表面精粗糙度
+ ~9 e/ o; O# L  I4 G〈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
/ N5 u2 j% X, M  e. h5 _6 b- d) F影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和工艺条件等。
6 |+ _0 D7 |2 a5 H6 y6 f- g〈三〉表面粗糙度
% g0 ]$ ^3 K4 _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
( ?; M; W7 o3 t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
; o/ x! @* R2 K+ S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。
( l, l; h, }- d3 a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
9 k: {8 j( L$ I" }壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难
! n% C9 }+ `/ k& x& j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
设计原则：
% B% @: `! E3 e! j1 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。
! S* N# t9 r& I5 N; k  k" @# f〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。
. F; j, ]7 A, k. c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。
  y$ f4 ]4 j# \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）
塑件的孔三种成型加工方法：
( v5 m7 ~; C8 Q（1）模型直接模塑出来。
; d8 F' y6 ]2 S% J& d; }* n% n（2）模塑成盲孔再钻孔通。
( J; y$ l' G! u$ [5 o- ]6 s（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
d〈 1.5时， h 〈 3d
& i8 {% @$ k' J) `/ N% f0 S3、 异形孔（槽）设计
) z1 g- V2 _! }2 B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。
& V1 b# N) K" v5 ~" R9 p. h八、螺纹
/ b% @# z( R, q8 a' b/ z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
: W, a1 t  D  k" Q: W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。
* z0 R, Y+ ~: }+ V, i0 ]; U1、 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。
加工花纹方法：电火花加工，照像化学磨蚀，雕刻冷挤压。
; }5 w. t" Q3 u' H注射成型概述
! `: \1 d% P2 B6 V% }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
5 r' {6 ?, ?! {* o+ E' w) S# ?% J1、 合模，加料，加热，塑化，挤压
% t3 z# |2 v/ k1 }, p% U0 [2、 注射，保压，冷却，固化，定型
: `* t* q* C: i- u% g# D3、 螺杆嵌塑，脱模顶出
二、 注射成型设备
5 j' o2 C2 ]& C6 ?1 B1 c3 [7 H( H〈一〉注射成型机的分类：
8 y0 s2 [' b  ~' j9 k7 T% I〈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^
: m/ C% M2 j2 \' c〈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
' H: x' |2 M* z& ^. V〈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
  n- b8 G8 S5 T2 b) q0 s7 [1、 注射紧绕：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。
+ Z6 [1 k2 ?# i: L, X( d" C9 l2、 锁模紧绕：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。
0 z, [& g% R' `3、 传动操作控制紧绕。
  N% ]- p5 p/ f$ e: _; s; A1 a9 _& K) W; J〈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.
) P1 v1 x6 r  X2 w7 q& h' s: h4 F2、 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
9 ~/ \8 i+ ?! m7 c

+ h+ H* x1 ?% a, A注射成型模具基本结构及分类
% s$ e+ ~4 O2 n& V8 |一、 基本结构,根据部分起作用不同分类:
〈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。
$ F$ U! x0 T4 R( C/ G9 Q〈二〉 成型零件
5 [. M1 o% M! u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
& D% {) l' T+ J6 X- X/ F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
- X$ H! T8 W3 K% B! R* Y冷却加热系统

. C4 U6 X# n% N9 U  n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
二、 模具的分类
& j# k* Y( i/ Z# N- ~8 M1 ~) `! R〈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：
% e1 R! S6 \, R2 B( \' q) m1、 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）
3 K: D2 m8 b/ t7 b) o2、 点浇口脱出模具（三板式模具）（模拟动画）
1 Z# ]$ X1 R, S! t) Z+ t3、 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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