塑料成型工艺与模具设计绪论.pptx

塑料塑料(slio)成型工艺与模具设计成型工艺与模具设计沈阳理工大学应用技术(jsh)学院机械系模具教研室 教学内容1第一页，共54页。第一章绪论第一章绪论(xln)l第一节塑料成型在工业生产中的重要性l第二节塑料模具的分类 l第三节学习本课程应达到(d do)的目的 2第二页，共54页。第二章塑料成型第二章塑料成型(chngxng)基础基础 l第一节聚合物的分子结构与热力学性能l第二节聚合物流变方程与分析l 第三节聚合物在成型过程中的流动(lidng)状态 l第四节聚合物在成型过程中的物理和化学变化 l第五节塑料的组成及工艺特性l 第六节常用塑料3第三页，共54页。第三章塑料成型工艺第三章塑料成型工艺(gngy)与塑料与塑料成型制件的工艺成型制件的工艺(gngy)性性l第一节塑料(slio)成型原理与型工艺特性 l 第二节塑料(slio)制件的结构工艺性4第四页，共54页。第四章注射成型模具第四章注射成型模具(mj)结构及注结构及注射机射机l第一节注射模具的分类(fn li)及结构组成 l注射模具的分类(fn li)l注射模具的结构组成l（一）成型零部件l（二）合模导向机构l（三）浇注系统l（四）侧向分型与抽芯机构l（五）推出机构l（六）加热冷却系统l（七）排气系统l（八）支承零部件5第五页，共54页。第二节注射第二节注射(zhsh)模具的典型结构模具的典型结构 一、单分型面注射模具（1）工作原理（2）设计(shj)注意事项分流道的位置推出机构的设计(shj)拉料杆的设计(shj)复位机构的设计(shj)二、双分型面注射模具（1）工作原理（2）设计(shj)注意事项第一次分型距离的确定 S=S/+35mm材料特性的选择导柱的长度的确定 LS+H+810mm分型弹簧的设计(shj)6第六页，共54页。第四章注射第四章注射(zhsh)成型模具结构及成型模具结构及注射注射(zhsh)机机三、斜导柱侧向分型与抽芯注射(zhsh)模具（1）工作原理（2）设计注意事项斜导柱侧向分型与抽芯机构的定位楔紧装置基本形式四、斜滑块侧向分型与抽芯注射(zhsh)模具五、带有活动镶件的注射(zhsh)模六、定模带有推出装置的注射(zhsh)模七、角式注射(zhsh)机用注射(zhsh)模7第七页，共54页。第三节注射第三节注射(zhsh)模与注射模与注射(zhsh)机的关系机的关系一、注射机有关工艺参数的校核（一）型腔数量的校核1、由注射机料筒的塑化速率确定型腔数量 n(KMt/3600-m2)/m1 2、由注射机的最大注射量确定型腔数量 n(K m1-m2)/m13、由注射机的额定锁模力确定型腔数量 n(F-pA2)/pA1（二）注射量的校核 nm1+m2 80%m（三）塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 n A1 +A2 A（四）注射压力的校核 (n A1 +A2 )pF（五）模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核1、喷嘴尺寸2、定位圈尺寸3、模具厚度4、安装螺孔尺寸（六）开模行程的校核 1、注射机最大开模行程与模厚无关的校核 2、注射机最大开模行程与模厚有关的校核（七）顶出装置的校核 1、中心(zhngxn)顶出杆机械顶出 2、两侧双顶出杆机械顶出 3、中心(zhngxn)顶出杆液压顶出与两侧双顶出杆机械顶出联合作用二、国产注射机的主要技术规格1、卧式注射机2、立式注射机3、角式注射机8第八页，共54页。第五章注射第五章注射(zhsh)模设计模设计l第一节塑料制件在模具(mj)中的位置l型腔数量的确定方法l型腔的布局9第九页，共54页。第五章注射第五章注射(zhsh)模设计模设计l二、分型面的设计l分型面的形式l平直分型面l倾斜分型面的l阶梯分型面的l曲面分型面的l瓣合分型面的l分型面的选择原则(yunz)l分型面应选择在塑件外形轮廓最大处l确定有利的留模方式l保证塑件的精度要求l满足塑件的外观要求l便于模具的加工l对成型面积的影响l对排气效果的影响l对侧向抽芯的影响10第十页，共54页。第二节浇注第二节浇注(jio zh)系统与排溢系统系统与排溢系统的设计的设计l一普通流道浇注系统的组成及作用l浇注系统的组成l浇注系统的作用l二、普通流道浇注系统的设计l基本原则：l1、了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性能l2、采用尽量短的流程以减少热量和压力损失l3、浇注系统设计应有利于良好的排气l4、防止型芯变形和嵌件位移l5、便于修整浇口以保证塑件的外观(wigun)质量l6、浇注系统应结合型腔布局同时考虑l7、流动距离比和流动面积比的较核11第十一页，共54页。第二节浇注系统第二节浇注系统(xtng)与排溢系统与排溢系统(xtng)的设计的设计 1主流道的设计21、主流道的尺寸32、主流道衬套的形式43、主流道衬套的固定5分流道的设计61、分流道的形状(xngzhun)及尺寸72、圆形83、梯形94、U形105、半圆形116、矩形 12尺寸的确定：131、分流道的长度142、分流道的表面粗糙度153、分流道在分型面上的布置形式12第十二页，共54页。浇口的设计浇口的设计(shj)1浇口的形式：限制式浇口，非限制式浇口21、常用浇口的形式3（1）直接浇口4（2）侧浇口5（3）扇形浇口6（4）平缝浇口7（5）环形浇口8（6）盘形浇口9（7）轮辐浇口10（8）爪形浇口11（9）点浇口12（10）潜伏浇口13（11）护耳浇口14浇口形式与塑料品种的相互适应性15浇口位置的选择原则161、尽量缩短流动距离172、浇口应开设在塑件壁厚最后处183、必须(bx)尽量减少或避免熔接痕迹194、应有利于型腔气体的排除205、考虑分子的定向作用216、避免产生蠕射和喷射227、不能在承受弯曲和冲击载荷的部位设置浇口23浇口位置的选择应注意塑件的外观质量 13第十三页，共54页。浇注系统浇注系统(xtng)的平衡的平衡1、型腔的布局与分流道的平衡 2、平衡式与非平衡式浇口平衡的计算(j sun)思路（1）相同塑件多型腔成型的BGV值计算(j sun)（2）不相同塑件多型腔成型的BGV值计算(j sun)14第十四页，共54页。冷料穴的设计冷料穴的设计(shj)l作用：容纳冷料及脱模的作用l位置：1）主流道的对面l 2）分流道的延伸(ynshn)端l尺寸：主流道的对面冷料穴直径与主流道的直径相同，长度为直径的11.5倍。l 形式：1）Z字形冷料穴l 2）倒锥形冷料穴l 3）环形槽形冷料穴l 4）球形冷料穴l 5）菌形冷料穴l 6）分流锥形冷料穴 15第十五页，共54页。排溢系统排溢系统(xtng)的设计的设计l作用：排除(pich)型腔中的气体l方式：l 1）利用配合间隙排气l2）分型面上开设排气槽排气l3）用排气塞排气l4）强制排气16第十六页，共54页。热流热流(rli)道浇注系统道浇注系统l定义：在注射成型过程中，浇注系统中的塑料一直保持熔融状态，并不冷却和固化。l一、对塑料品种(pnzhng)的要求：l1、热稳定性好l2、对压力敏感l3、固化温度和热变形温度高l4、比热容小l二、绝热流道l1、井式喷嘴（绝热主流道）l2、多型腔绝热流道（绝热分流道）：点浇口形式与直接浇口形式l三、加热流道l1、延伸喷嘴l2、半绝热流道l3、多型腔热流道 l4、外加热流道l 四、内加热流道l1、二级喷嘴533、34l2、阀式浇口热流道53517第十七页，共54页。第三节成型零件第三节成型零件(ln jin)的设计的设计l一、成型零件的结构设计l（一）凹模1整体式凹模l（二）凸模和型芯l1、凸模的结构：整体式，组合式l2、小型(xioxng)芯的结构l（三）螺纹型芯和螺纹型环的结构设计18第十八页，共54页。二、成型零件的工作二、成型零件的工作(gngzu)尺寸尺寸计算模具计算模具l影响塑件尺寸精度(jn d)的主要因素：l1、塑件收缩率的影响Sl2、模具成型零件的制造公差Zl3、模具成型零件的磨损Cl4、模具安装配合的误差al=Z+C+S+j+a 19第十九页，共54页。型腔和型芯工作尺寸型腔和型芯工作尺寸(ch cun)的计算的计算l 1、螺纹型环工作尺寸的计算(j sun)l1、螺纹型环大径l2、螺纹型环中径l3、螺纹型环小径l 2、螺纹型芯工作尺寸的计算(j sun)l1、螺纹型芯大径l2、螺纹型芯中径l3、螺纹型芯小径l 3、螺纹型芯和螺纹型环螺距尺寸l 4、牙尖角20第二十页，共54页。三、型腔侧壁和底板厚度三、型腔侧壁和底板厚度(hud)的的计算计算l模具型腔侧壁厚度：以最大压应力为准l 模具型腔侧壁强度计算(j sun)条件：不超过材料的许用应力l三方面的条件：l1、材料成型过程中不发生溢料l 2、保证塑件的尺寸精度l 3、保证塑件顺利脱模21第二十一页，共54页。第四节合模导向机构第四节合模导向机构(jgu)设计设计 l一、导向机构的作用(zuyng)l 1、定位作用(zuyng)l 2、导向作用(zuyng)l 3、承受一定的侧向力l二、导柱导向机构l三、锥面定位机构l适用于大型、深腔、薄壁塑件，角度为520度，配合高度为15毫米。22第二十二页，共54页。第五节推出机构第五节推出机构(jgu)设计设计 l一、推出机构的结构组成(z chn)l（一）、推出机构的组成(z chn)l（二）、推出机构的分类l（三）、推出机构的设计原则l推出机构应尽量设计在动模一侧l保证塑件不因推出而变形损坏l机构简单、动作可靠l良好的塑件外观l合模时正确复位l二、脱模力的计算l三、简单推出机构23第二十三页，共54页。l四、推出机构的导向与复位l导向零件(ln jin)l复位零件(ln jin)l复位杆复位l弹簧复位l五、动定模双向推出机构l六、顺序推出机构l（一）、弹簧分型顺序推出机构l（二）、摆钩分型螺钉定距顺序推出机构l（三）滑块分型导柱定距顺序推出机构 24第二十四页，共54页。七、二级推出机构七、二级推出机构(jgu)l（一）、单推板(tu bn)二级推出机构l弹簧式二级推出机构l拉钩式二级推出机构l斜楔滑块式二级推出机构l摆块拉杆式二级推出机构lU形限制架式二级推出机构l（二）双推板(tu bn)二级推出机构l八字摆杆式二级推出机构l斜楔拉钩式二级推出机构25第二十五页，共54页。九、带螺纹九、带螺纹(luwn)塑件的脱模机构塑件的脱模机构强制脱模手动脱模机动脱模利用开合模动作使螺纹型芯脱模与复位直角式注射模的自动脱螺纹机构第六节侧向分型与抽芯机构设计第七节温度调节系统第八节热固性塑料(slio)注射成型工艺及模具设计简介26第二十六页，共54页。第六章第六章 压缩压缩(y su)模设计模设计l第一节压缩模结构及分类l压缩模的结构l压缩模的分类l第二节压缩模与压机的关系l一、压机有关工艺(gngy)参数的校核l成型总压力的校核l开模力脱模力的校核l压缩模合模高度和开模行程的校核l压机有关工作台面尺寸的校核l模具推出结构与压机的关系l 国产压机的主要技术规范l第三节、压缩模主要成型零部件设计l塑件在模具内主要加压方向的选择l凸模与加料室的配合形式 27第二十七页，共54页。加料腔尺寸加料腔尺寸(ch cun)的计算的计算l计算步骤：l（一）、计算塑件的体积V1l（二）、计算塑件所需原材料的体积l V=(1+K)*kV1l体积计算法l重量(zhngling)计算法l （三）、计算加料腔的高度H28第二十八页，共54页。l导向机构l脱模机构l脱模机构与压机的连接方式l不连接，连接l固定式压缩(y su)模脱模机构l半固定式压缩(y su)模脱模机构l移动式压缩(y su)模脱模机构l撞击架脱模l卸模架卸模l单分型面卸模架卸模l双分型面卸模架卸模l垂直分型面卸模架卸模l压缩(y su)模的手柄l压缩(y su)模侧向分型抽芯机构l机动侧向分型抽芯机构l手动模外侧向分型抽芯机构l第 29第二十九页，共54页。八、浇注系统八、浇注系统(xtng)凝料的脱模机构凝料的脱模机构l点浇口浇注(jio zh)系统的脱模l潜伏浇口浇注(jio zh)系统的脱模30第三十页，共54页。第七章压注模设计第七章压注模设计(shj)l传递(chund)模浇注系统、加料腔l特点：l1、效率高l2、质量好l3、适于成型带有细小嵌件、较深的孔、及较复杂的塑件31第三十一页，共54页。第七章压注模设计第七章压注模设计(shj)l压注模的分类l移动式、固定式l压注模的结构(jigu)组成l成型零部件l加料装置l浇注系统l加热系统32第三十二页，共54页。第二节第二节 压注模零部件设计压注模零部件设计(shj)1、加料腔的结构2、压柱的结构3、加料腔与压柱的配合4、加料腔尺寸(ch cun)计算塑件的体积v塑料的体积Vs=(1+k1)kv 压缩比加料腔的截面积2A=1.4m 从传热方面考虑 A=0.7m A=A3+2A4 从锁模方面考虑 A=(1.11.25)A1加料腔的高度 H=Vs/A1+815(mm)A1=A腔+A浇 33第三十三页，共54页。第三节第三节 浇注系统浇注系统(xtng)与排气槽设与排气槽设计计 l主流道l分流道l浇口l浇口位置(wi zhi)的选择l排气槽 34第三十四页，共54页。第八章第八章 挤出挤出(j ch)模设计模设计l二、成型模具的结构组成l口模和芯棒l过滤(gul)网和过滤(gul)板l分流器和分流器支架l机头体l温度调节系统l调节螺钉l定径套35第三十五页，共54页。挤出挤出(j ch)成型机头的设计原则成型机头的设计原则l正确选择机头的形式l改变料流的运动状态，产生适当的压力l机头内的流道应呈光滑的流线型l机头内应有分馏装置和适当的压缩(y su)区l机头成型区内应有正确的截面形状l机头内最好设有适当的调节装置l应有足够的压缩(y su)比l机头结构紧凑、利于操作l合理选择材料36第三十六页，共54页。挤出挤出(j ch)成型模具与挤出成型模具与挤出(j ch)机机l机头与挤出机的关系l国产(guchn)挤出机的技术参数l机头与挤出机的联结37第三十七页，共54页。第二节第二节 管材管材(un ci)挤出成型机挤出成型机头头l常用结构(jigu)l直通式挤管机头l直角式挤管机头l旁侧式挤管机头l微孔流道式挤管机头l机头内主要零件的尺寸及其工艺参数l定径套的设计l外径定径l内压法定径l真空吸附法定径l内径定径 38第三十八页，共54页。第三节第三节 棒材挤出棒材挤出(j ch)成型机头成型机头l机头结构及设计要点l1、机头结构l2、棒机头设计要点l流道的设计应具有阻流阀的作用l棒材的定型区要比管材的定型区大一些l进口处的扩张角为3060左右，收缩部分的长度约为50100mml机头出口处为喇叭型、喇叭扩张角为45l主要的工作零件应进行调质处理(chl)。l定径套的设计l定径套的长度设计l定径套的内径设计 39第三十九页，共54页。第四节第四节 吹塑薄膜机头吹塑薄膜机头 l成型方式：平挤上吹方法、平挤下吹方法、平挤平吹方法。l机头的形式：1、芯棒式机头l中心进料式机头（十字形机头）l螺旋式机头l旋转式机头l多层复合式机头l吹塑薄膜机头的特点l机头设计要点：l1、口模与芯棒的单边间隙l2、口模定型段长度l3、缓冲槽尺寸l4、芯棒扩张角与分流(fn li)线斜角40第四十页，共54页。第五节第五节 板材板材(bn ci)、片材挤出成、片材挤出成型机头型机头l支管式机头l（一）、一端(ydun)供料的直支管型机头l（二）、中间供料的直支管型机头l（三）、中间供料的弯支管型机头l（四）、带有阻流棒的双支管型机头l鱼尾式机头l螺杆式机头41第四十一页，共54页。第六节第六节 异型材挤出异型材挤出(j ch)成型机头成型机头 l板式机头l流线式机头l异型材挤出成型机头的设计要点l必须对口模成型区的截面形状进行一定修正l机头结构参数(cnsh)l机头口模的尺寸42第四十二页，共54页。第七节第七节 电线电缆挤出电线电缆挤出(j ch)成型机成型机头头l挤压(j y)式包覆式机头l套管式包覆式机头43第四十三页，共54页。第九章第九章 气动气动(q dn)成型工艺与模成型工艺与模具设计具设计l第一节、中空吹塑成型工艺与模具设计l中空吹塑成型模具的分类、特点(tdin)及成型工艺l挤出吹塑成型l注射吹塑成型l注射拉伸吹塑成型l多层吹塑l片材吹塑成型44第四十四页，共54页。第一节、中空吹塑成型第一节、中空吹塑成型(chngxng)工艺与工艺与模具设计模具设计l吹塑成型的工艺参数l型胚温度l模具温度l中空塑件的设计l（一）、吹胀比：塑件的最大直径与型胚直径之比。24l（二）、延伸比l（三）、罗纹l（四）、圆角l（五）、塑件的支撑面l（六）、脱模斜度和分型面l中空吹塑设备l（一）、挤出(j ch)装置l（二）、注射装置l（三）、机头l（四）、模具设计45第四十五页，共54页。第二节、真空成型工艺第二节、真空成型工艺(gngy)与模与模具设计具设计l真空成型的特点及成型工艺l（一）、凹模真空成型l（二）、凸模真空成型l（三）、凸、凹模先后抽真空成型l（四）、吹泡真空成型l（五）、柱塞推下真空成型l（六）带有气体(qt)缓冲装置的真空成型 46第四十六页，共54页。塑件设计塑件设计(shj)塑件的几何(j h)形状和尺寸精度塑件深度与宽度之比圆角斜度加强筋47第四十七页，共54页。模具设计模具设计 l（一）、模具的结构设计l抽气孔的设计l型腔尺寸(ch cun)l型腔表面粗糙度l边缘密封结构l加热、冷却装置l（二）、模具材料l非金属材料l金属材料48第四十八页，共54页。第三节第三节 压缩空气成型压缩空气成型(chngxng)工艺与模工艺与模具设计具设计l压缩空气成型特点及成型工艺(gngy)l压缩空气成型模具l（一）、压缩空气成型模具结构l（二）、模具设计要点49第四十九页，共54页。第十章第十章 其他其他(qt)成型工艺与模具设成型工艺与模具设计计l第一节共注射成型l定义：使用两个或两个以上注射系统的注射机，将不同品种或不同色泽的塑料同时或先后注射入模具内的成型方法。l应用：双色（国内）l八色（国外）l双色注射成型l特点：1、两个注射系统两副模具共用一个合模系统l2注射系统共用一个喷嘴l双层注射l原理：两个注射系统交叉分配的喷嘴l特点：外部为新料l内部为旧料或其他(qt)改性材料50第五十页，共54页。泡沫塑料泡沫塑料(pomslio)成型工艺与成型工艺与模具设计模具设计l泡沫塑料的定义：l材料：热固性塑料，热塑性塑料l聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、聚氨基甲酸(ji sun)脂等l成型方法：注射发泡成型l 挤出发泡成型l 压制成型l产品：软质泡沫塑料l硬质泡沫塑料l半硬质泡沫塑料l应用：建筑业l家电包装业l制冷业51第五十一页，共54页。泡沫塑料成型泡沫塑料成型(chngxng)工艺与模具工艺与模具设计设计一、可发性聚苯乙烯的制备1、预发泡：发泡剂（石油醚等）含量6%+聚苯乙烯发泡剂+聚苯乙烯加热90105C 形成蒸汽珠粒膨胀4080倍2、熟化二、泡沫聚苯乙烯的成型工艺(gngy)蒸箱发泡液压机直接通蒸汽发泡 三、泡沫塑料成型模具手工操做模具压机直接通蒸汽发泡模具材料模具设计要求型腔壁厚尽量均匀型腔应考虑脱模斜度型腔应均匀冷却考虑密封问题52第五十二页，共54页。第三节聚四氟乙烯塑料第三节聚四氟乙烯塑料(slio)成型工艺与冷压成型工艺与冷压成型模成型模l冷压成型(chngxng)l粒度l加料l压制l排气l脱模l烧结l成型(chngxng)过程l烧结方法l烧结温度l加热l保温l冷却l三、聚四氟乙烯冷压成型(chngxng)模l采用移动式压模l采用不溢式压模结构l凹模入口处设计倒角l凹凸模间不设承压面或承压板l准确计算加料室的高度53第五十三页，共54页。第八章第八章 挤出挤出(j ch)模设计模设计一、挤出成型模具的分类及作用机头的作用定型模的作用机头的分类按挤出成型的塑件分类按挤出塑件的出口(ch ku)方向分类按塑料熔体在机头内所受压力分类二、成型模具的结构组成54第五十四页，共54页。