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第一章绪论一.塑料成型模具的定义是指利用其本身特定密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸的立体形状的塑料制品的工具。二.模具分类：根据所用原材料不同：热塑、热固；设备的不同：卧式、立式、角式按照成型加工方法的不同：（6种）１、注射成型模具２、挤出成型模具３、压制成型模具４、压铸成型模具５、吹塑成型模具６、热成型模具第二章塑料成型基础问题：下列场合取用塑料的什么特性？2.1塑料的基本知识塑料——以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子材料。塑料和树脂的区别树脂——指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。塑料的组成塑料——树脂＋添加剂2.2塑料成型的工艺特性收缩性、流动性、相容性、吸湿性、热敏性第3章塑件的结构工艺１尺寸和精度塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。在满足用要求的前提下，应尽可能设计得低一些。影响塑件尺寸精度的因素:模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级２表面光洁度表面粗糙度选择：塑件的表面粗糙度一般为1.6～0.2μm，而模具的表面粗糙度数值要比塑件低1～2级３形状４脱模斜度——为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度α，在模具上称为脱模斜度５壁厚——塑件壁厚设计原则：壁厚均匀、厚薄适中壁厚过大：原料浪费，生产周期延长，易产生表面凹陷和内部缩孔。壁厚过小：填充阻力增大，型腔难以充满；６加强筋和其它防变形结构加强筋的作用：①在不增加壁厚的情况下提高塑件强度、刚度，避免翘曲变形。②在一定程度上可以改善塑料的充模流动性。７支承面—通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以底脚或边框为支承面８圆角—在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。圆角的作用：①塑件避免应力集中；②提高塑件强度；③改善熔体流动情况和便于脱模；④美化塑件外观；⑤模具型腔在淬火或使用时也不至于应力集中而开裂圆角的确定：内壁圆角半径应为壁厚的一半，外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上，壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径，一般圆角半径不应小于0.5mm９孔的设计１０螺纹设计螺纹种类：1、传动螺纹：保证传动比的稳定性；2、紧固螺纹：保证可旋性和连接的可靠性；3、紧密螺纹：密封的螺纹结合。1、塑件上螺纹成型可用以下三种成型方法①模具成型（瓣合模，螺旋结构，嵌件成型，强制脱模）②机械加工制作③在塑件内部镶嵌金属螺纹构件。2、模塑螺纹的性能特点：①模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹。②模塑螺纹的精度不高，一般低于GB3级3、模塑成型方法①采用成型杆或成型环在成型后拧下来②瓣合模：成型阳螺纹③强制脱模：成型阴螺纹4、设计要点：①为减小螺距积累误差，螺纹配合长度应小于螺纹直径的1.5～2倍（主要考虑收缩率不均衡问题）②外螺纹直径不小于4mm，内螺纹直径不能小于2mm，螺距不小于0.7mm（相对金属件，塑件螺纹精度低，更小的螺纹只能后加工）③为防止螺纹的始、末端崩裂或变形，螺纹的始、末端应该设有一台阶孔；螺纹尾部应设有一过渡长度l。１１嵌件设计嵌入塑料制品内部，有特定用途的零部件。注：生产带嵌件的塑件会降低生产效率（尤其是模塑嵌入），使塑件生产不易实现自动化，因此尽量避免使用作用：①提高塑件的机械性能，如汽车方向盘、档位杆头等；②起联接作用，如螺纹嵌件；③起导电或绝缘作用，如电源插头；④省料降价。２、嵌入方式：①模塑嵌入②后装配３、设计原则：①防止嵌件在使用中被拔出或转动，应将嵌件在塑件中的部分制成设计成菱形滚花、直纹滚花加沟槽、切口、孔眼、局部扎扁、折弯等形状。②嵌件安放在模具内应位置准确、定位牢固，同时能防止料流进入或溢出③嵌件高度不宜超过其定位部分的两倍（防止料流冲击使嵌件弯曲）。如果要求嵌入部分较长，可设支柱（塑件上会留下工艺孔），也可在嵌件上受冲击力较强部分开孔。１２标记、文字、符号塑件的工艺性是塑件对成型加工的适应性塑件工艺性设计包括:塑料材料选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件结构塑件工艺性设计的特点：应当满足使用性能和成形工艺的要求，力求做到结构合理、造型美观、便于制造。第4章注射成型模具设计根据所用注射原料的不同，注射成型模具可分为热塑性注射模具和热固性注射模具4.1概述一、注射成型模具典型结构１、浇注系统：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道。由主流道、分流道、冷料井和浇口组成。２、成型零部件系统：指模具上用以直接成型塑件内外表面的零件。包括凸模、凹模、型芯或成型杆、成型环、镶块等３、合模导向系统：动、定模合模对中机构。包括导柱、导向孔。导套等４、脱模系统：在开模过程后期，将塑件从模具中脱出的机构。包括顶杆、拉料杆、顶出固定板、顶出板、回程杆等５、侧分系统：用于成型塑件表面上侧凸或侧凹的机构。包括斜导柱、导向孔、滑块等。６、调温系统：为了满足注射工艺对模具温度的要求，在模具上设置温度调节系统７、排气系统：在注射过程中将型腔原有的空气排出的系统。二、注射成型模具分类1、按塑料品种分类：热塑、热固、低发泡、反应型、共注射（型塑料注射模具）2、按模具型腔容量分类：习惯上，分为小型注射模具（型腔容积100cm3以下）、中型注射模具、大型注射模具（型腔容积3000cm3以上,模具质量大于2t，需锁模力约600t以上）。3.按注射件尺寸精度分类：普通注射模具、精密注射模具。4、按型腔数目分类：单型腔、多型腔5、按所用注射机分类：立式、角式、卧式6、按模具结构分类：①单分型面注射模具（两板式注射模具）②双分型面注射模具（三板式注射模具）③带活动镶块注射模具（塑件上有模具外取出的成型零件）④含有侧向分型抽芯系统的注射模具⑤含有自动卸螺纹装置的注射模具⑥定模顶出注射模具⑦特种注射模具（无流道注射模具、热流道注射模具）三、注射成型原理注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆的推力，将已塑化好的熔融状态的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程四、注射成型工艺（背压，成型前的准备，工艺特点，工艺过程）注射成型工艺条件温度，①料筒温度：在Tf(Tm)～Td之间，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；当Tf(Tm)～Td范围窄时，料筒温度取偏低值。②喷嘴温度略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。③模具温度：温度太低——产生较大内应力，开裂，表面质量下降，成型周期长。温度过高——脱模后翘曲变形，影响尺寸精度压力，ABS树脂熔体的注射压力范围在60～150MPa。注塑制品的壁厚尺寸较大、浇口规格较大时，注射压力可采用70～110MPa；注塑制品的壁厚较小、熔料流程较长或是采用耐热型树脂时，注射压力可用120～150MPa。保压压力一般多用60～70MPa，目的是为了使制品有较小的内应力。熔体注射速度，通常都采用中低速注射①塑化压力：又称背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。②注射压力：柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40～130MPa，它的作用是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。时间成型周期：——完成一次注射模塑过程所需的时间。在整个成型周期中，注射时间和冷却时间最重要，对塑件的质量有决定性的影响：注射时间中的充模时间与充模速率成反比，注射时间缩短、充模速度提高，取向下降、剪切速率增加，绝大多数塑料的表观粘度均下降，对剪切速率敏感的塑料尤其如此。冷却时间主要取决于塑件的厚度、塑料的热性能、结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，一般在30～120s之间注射成型特点?成型周期短对成型制件要求不高生产效率高自动化程度高设备价格高生产成本高塑件后处理退火处理：消除残余应力调湿处理：调整塑件的吸湿平衡注射过程4.2注射机的校核一、最大注射量的校核国产卧式注射机的型号：XS－Z－30柱塞式注射机X－成型S－塑料Z－注射30－最大注射量30cm3XS－ZY－500螺杆式注射机X－成型S－塑料Z－注射Y－螺杆500－最大注射量500cm3公称注射量的定义：在对空注射条件下，注射机柱塞或螺杆作一次最大注射行程时，注射装置所能推出熔料的最大量。也就是最大注射量，用符号Gmax表示校核条件：Gmin≤G(塑件＋料把)＜Gmax25%Gmax＜G(塑件＋料把)≤80%Gmax(最好)实际注射量不适可能引起的后果：实际注射量小于设定注射量：塑件质地疏松，甚至充模不满。实际注射量大于设定注射量：塑件内应力大，制品溢料现象严重。１、柱塞式注射机：最大注射能力（gB）：以一次注射PS塑料的最大克数为标准。加工其它塑料，用下式进行换算。⑴不考虑压缩比（IB）：Gmax＝gBD/dB(g)gB－注射机规定注射量，单位：gdB－PS常温下比重（1.06g/cm3）D－注射塑料常温下比重，单位：g/cm3⑵考虑压缩比（IB）：Gmax＝gBDIB/idB(g)IB－PS塑料平均压缩比，值为２i－注射塑料的压缩比２、螺杆式注射机：最大注射能力（gB）：以螺杆在料筒内最大推进容积（M）为标准。加工其它塑料，用下式进行换算。Gmax＝M×Dg(g)M－注射机规定注射容积，单位：cm3Dg－在料筒温度和压力下，熔融塑料的比重，单位：g/cm3Gmax＝M×D×C(g)D－注射塑料在常温下的比重，单位：g/cm3C－料筒温度和压力下，注射塑料体积膨胀率的校正系数。结晶性塑料：C＝0.85，例如PE、PP、PA非结晶性塑料：C＝0.93，例如PS、PMMA二、注射压力校核校核条件：实际注射压力(po)＜额定注射压力(pmax)pmax≥K'poK'－安全系数，为常数，值域为1.25～1.4po－生产中所需要的注射压力，由型腔压力△pc、浇注系统压力降△pr和注射装置中的压力降△pe组成，这几个量需分别计算和推测。po大致在70～100MPa之间。po＝pi(D/ds)2＝pi(pmax/p′)po－生产过程中调用的最大注射压力，MpaD－注射油缸活塞直径，mmds－注射机螺杆或柱塞直径，mmpmax－注射机最大注射压力，Mpap′－注射机油泵的额定油压，Mpapi－注射过程中油压表上的最大值，Mpa注射压力不适可能会造成的后果：⑴实际注射压力过低：充模不满，制品质地疏松，强度不够；⑵实际注射压力过高：制品内应力大，飞边多，脱模困难。三、锁模力的校核注射机必须有一个力去抵消胀模力，也就是说要保证型腔的相对形状稳定，这个力通常称为锁模力锁模力不适可能会引起的后果：锁模力过小：塑件在分型面上产生溢料，即飞边。锁模力过大：过大的锁模力会使模具的分型面受到很大的力，严重时会使分型面变形，甚至压坏某些模板锁模力的校核：F≥K×A×PF－注射机的额定锁模力，单位：KNK－安全系数，通常取1.1～1.2A－塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积，单位：cm2P－分型面上模腔的计算压力，单位：N/cm2在数据不足时，p通常取注射压力po的一半，即p＝po四、开模行程和顶出装置的校核不同规格的注射机其开模行程是确定的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。１、注射机最大开模行程与模厚无关的校核：固定不变的曲肘行程H在行程校核中与模具厚度无关。⑴单分型面开模行程校核：校核条件：H≥H1+H2+(5～10)mmH―注射机动模板的开模行程，单位：mmH1－塑件顶出距离，即脱模行程，单位：mmH2－塑件与料把总高度，单位：mm(5～10)mm－为使塑件自动脱落所预留的安全间隙。⑵双分型面开模行程校核：校核条件：H≥H1+H2+a+(5～10)mma―定模板和型腔板之间的分离距离，此距离应足以取出浇注系统凝料，单位：mm２、注射机最大开模行程与