塑料成型加工与模具总结9805.pptx

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1、塑料成型模具设计合肥工业大学材料科学与工程学院材料成型及控制工程专业12 三月 20232 2塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论2/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论2/3112 三月 2023本课程课堂讲授内容简介本课程课堂讲授内容简介第一篇第一篇第一篇第一篇 塑料成型基础塑料成型基础塑料成型基础塑料成型基础l l第一章第一章第一章第一章 概论概论概论概论l l第二章第二章第二章第二章 塑料成型理论基础塑料成型理论基础塑料成型理论基础塑料成型理论基础l l第三

2、章第三章第三章第三章 塑料制件的设计原则塑料制件的设计原则塑料制件的设计原则塑料制件的设计原则第二篇第二篇第二篇第二篇 注射成型工艺及模具注射成型工艺及模具注射成型工艺及模具注射成型工艺及模具l l第四章第四章第四章第四章 注射成型工艺注射成型工艺注射成型工艺注射成型工艺l l第五章第五章第五章第五章 注射模概述注射模概述注射模概述注射模概述l l第六第六第六第六 十章十章十章十章 注射模浇注系统、成形零部件、导向及脱模注射模浇注系统、成形零部件、导向及脱模注射模浇注系统、成形零部件、导向及脱模注射模浇注系统、成形零部件、导向及脱模机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统等的设计机构、侧向分型与

3、抽芯机构、温度调节系统等的设计机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统等的设计机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统等的设计第一章第一章 概概 论论1、什么是塑料?塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为制品的某阶段可流动成型的材料。2、塑料的、塑料的组成 以合成树脂为主要成分，根据不同需要添加不同添加剂所组成的混合物。合成树脂合成树脂 稳定剂稳定剂填料填料增塑剂增塑剂 润滑剂润滑剂着色剂着色剂 固化剂固化剂4 4塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论4/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教

4、师：袁宝国第一章 概 论4/3112 三月 2023三、塑料的分类（按塑料的制造方法、成型性能及用途）三、塑料的分类（按塑料的制造方法、成型性能及用途）1 1按制造方法分类按制造方法分类分类：分类：聚合树脂、缩聚树脂两类。2 2按成型性能分类按成型性能分类 分类：分类：热塑性塑料、热固性塑料两类。3 3按用途分类按用途分类 分类：通用塑料、工程塑料及特殊用途的塑料等。5 5塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论5/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论5/3112 三月

5、 20232 2按成型性能分类按成型性能分类 热塑性塑料：热塑性塑料：受热后软化或熔融，可成型加工，冷却后固化，再加热仍可软化。热固性塑料：热固性塑料：开始受热时可以软化或熔融，但一旦固化成型就不会再软化。此时，即使加热到接近分解的温度也无法软化，且也不会溶解在溶剂中。6 6塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论6/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论6/3112 三月 2023第二节第二节 塑料的加工适应性塑料的加工适应性塑料在不同温度下对应不同状态，塑料在不同温度

6、下对应不同状态，不同状态对应不同加工适应性。不同状态对应不同加工适应性。玻璃态玻璃态高弹态高弹态黏流态黏流态分解分解塑 料 受 热 温 度低温低温高温高温7 7塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论7/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论7/3112 三月 2023 1、玻璃化温度g以下，坚硬的固体。2、g至f为高弹态，橡皮状弹性体。3、f（m）开始黏流态（称为熔体），直至分解温度d。8 8塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&M

7、old Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论8/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论8/3112 三月 2023第三节第三节 塑料的主要成型方法塑料的主要成型方法 1注射成型(注塑成型)注射机将粒状的塑料连续输入到注射机料筒中受热并逐渐熔融，成黏性流动状态，由料筒中的螺杆或柱塞推至料筒端部。通过料筒端部的喷嘴和模具的浇注系统将熔体注入闭合的模具中，充满后经过保压和冷却，使制件固化定型，然后开启模具取出制件。2挤出成型(挤塑成型)将粒状塑料在挤出机的料筒中完成加热和加压过程，熔体经过装在挤出机机头上的成型口模挤出，然后冷却定型，借助牵引装置拉出，成为具

8、有一定横截面形状的连续制件。3中空成型（吹塑成型）先用挤出机或注射机挤出或注射出管筒形状的熔融坯料，然后将此坯料放入吹塑模具内，向坯料内吹入压缩空气，使中空的坯料均匀膨胀直至紧贴模具内壁，冷却定型后开启模具取出中空制件。9 9塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论9/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论9/3112 三月 2023 4压缩成型(压制成型)上、下模组成的模具安装在压力机的上、下模板之间，将塑料原料直接加在敞开的模具型腔内，再将模具闭合，塑料粒料在受热和受

9、压的作用下充满闭合的模具型腔，固化定型后得到塑料制件。5压注成型（传递成型）工作原理：将塑料粒料或坯料装入模具的加料室，在受热、受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统充满闭合的模具型腔，然后固化成型。6固相成型特点：使塑料在熔融温度以下成型，在成型过程中塑料没有明显的流动状态。应用：多用于塑料板材的二次成型加工。1010塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论10/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论10/3112 三月 2023第二章第二章 塑料成型理论基础塑料

10、成型理论基础 牛顿流体：切应力与剪切速率间呈线性关系。非牛顿流体：切应力与剪切速率间呈非线性关系。一、牛顿流动规律一、牛顿流动规律一、牛顿流动规律一、牛顿流动规律二、指数流动规律二、指数流动规律二、指数流动规律二、指数流动规律 注射成型中，大多数聚合物熔体都是非牛顿流体，且近似服从指数流动规律，即 1111塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论11/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论11/3112 三月 2023假塑性液体的假塑性液体的“剪切稀化剪切稀化”效应及其原

11、因效应及其原因在中等剪切速率区域，假塑性液体的变形和流动所需的切应力随剪切速在中等剪切速率区域，假塑性液体的变形和流动所需的切应力随剪切速率变化，并呈指数规律增大；率变化，并呈指数规律增大；变形和流动所受到的黏滞阻力，即液体的表观黏度随剪切速率变化，并变形和流动所受到的黏滞阻力，即液体的表观黏度随剪切速率变化，并呈指数规律减小。呈指数规律减小。原因：这源于聚合物的大分子结构和它的变形能力。熔体进行假塑性流动时，增大剪切速率，就增大了熔体内的切应力，于是大分子链从其聚合网络结构中解缠、伸长和滑移的运动加剧，链段的位移(高弹变形)相对减小，分子间的静电引力也将逐渐减弱，熔体内自由空间增加，黏稠性减

12、小，整个体系趋于稀化，从而在宏观上呈现出表观黏度减小的力学性质。1212塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论12/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论12/3112 三月 2023四、影响聚合物流变学性质的因素1.聚合物结构和其他组分对黏度的影响(1)分子结构 (2)相对分子质量 (3)相对分子质量分布 (4)助剂 1313塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论13/3

13、012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论13/3112 三月 20232、温度对黏度的影响 聚合物温度升高后，体积膨胀，大分子之间的自由空间随之增大，彼此间的静电引力减小，有利于大分子变形和流动，即黏度下降。1414塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论14/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论14/3112 三月 20233压力对黏度的影响 在静水压力作用下，聚合物大分子间的自由空间被压缩减小，宏观上将表现出体积收缩，流动阻力随之增大。因此，

14、聚合物成型过程中，成型压力增大，其熔体所受的静水压力也会随之提高，伴随着熔体体积收缩，其黏度数值也将会增大。1515塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论15/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论15/3112 三月 2023端末效应端末效应定义：注射成型时，当聚合物熔体经过流道截面变化的部位时，将会因界面的影响发生弹性收敛或膨胀运动。害处：导致制件变形扭曲、尺寸不稳定、内应力过大、力学性能降低等。分类：入口效应、离模膨胀效应1616塑料成型加工与模具 Plastic

15、s Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论16/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论16/3112 三月 2023入口效应定义定义：聚合物熔体在管道入口端因出现收敛运动，：聚合物熔体在管道入口端因出现收敛运动，使压力降突然增大的现象。使压力降突然增大的现象。入口效应区长度入口效应区长度Le Le：熔体从大直径管道进入小直：熔体从大直径管道进入小直径管道，需经一定距离径管道，需经一定距离LeLe后稳态流动方能形成。后稳态流动方能形成。常用入口效应区长度常用入口效应区长度LeLe与管道直径与管道直径D D的比

16、值的比值(Le(LeD)D)来表征产生入口效应来表征产生入口效应范围的大小。范围的大小。1717塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论17/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论17/3112 三月 2023离模膨胀效应定义定义：当聚合物熔体流出流道或浇口时，熔体发生：当聚合物熔体流出流道或浇口时，熔体发生体积膨胀的现象。体积膨胀的现象。离模膨胀比离模膨胀比B B：膨胀后熔体的最大直径膨胀后熔体的最大直径DfDf和流道和流道直径直径D D的比值。的比值。B=Df/DB=

17、Df/D1818塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论18/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论18/3112 三月 2023失稳流动和熔体破裂失稳流动和熔体破裂假塑性聚合物熔体具有三个流变假塑性聚合物熔体具有三个流变假塑性聚合物熔体具有三个流变假塑性聚合物熔体具有三个流变性能区域：性能区域：性能区域：性能区域：在剪切速率很低的在剪切速率很低的在剪切速率很低的在剪切速率很低的区，被剪切区，被剪切区，被剪切区，被剪切作用破坏的大分子蜷曲和缠结结作用破坏的大分子蜷曲和缠结

18、结作用破坏的大分子蜷曲和缠结结作用破坏的大分子蜷曲和缠结结构有较长时间恢复，熔体呈牛顿构有较长时间恢复，熔体呈牛顿构有较长时间恢复，熔体呈牛顿构有较长时间恢复，熔体呈牛顿性质，零切黏度性质，零切黏度性质，零切黏度性质，零切黏度00很高且保持不很高且保持不很高且保持不很高且保持不变，很难注射成型。变，很难注射成型。变，很难注射成型。变，很难注射成型。为此，注射成型常常使用为此，注射成型常常使用为此，注射成型常常使用为此，注射成型常常使用区内区内区内区内的中等剪切速率，在这个区域的的中等剪切速率，在这个区域的的中等剪切速率，在这个区域的的中等剪切速率，在这个区域的非牛顿性作用下，熔体的表观黏非牛顿

19、性作用下，熔体的表观黏非牛顿性作用下，熔体的表观黏非牛顿性作用下，熔体的表观黏度度度度aa可比零切黏度下降多个数量可比零切黏度下降多个数量可比零切黏度下降多个数量可比零切黏度下降多个数量级，故能呈现较好的流动性。级，故能呈现较好的流动性。级，故能呈现较好的流动性。级，故能呈现较好的流动性。1919塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论19/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论19/3112 三月 2023失稳流动和熔体破裂失稳流动和熔体破裂将剪切速率提高到将剪切速率提

20、高到将剪切速率提高到将剪切速率提高到区附近区附近区附近区附近或或或或区以上，熔体黏度虽然区以上，熔体黏度虽然区以上，熔体黏度虽然区以上，熔体黏度虽然可以降到最小值，但大分子可以降到最小值，但大分子可以降到最小值，但大分子可以降到最小值，但大分子链会在极高的剪切速率作用链会在极高的剪切速率作用链会在极高的剪切速率作用链会在极高的剪切速率作用下完全被拉直，继续变形就下完全被拉直，继续变形就下完全被拉直，继续变形就下完全被拉直，继续变形就会呈现很大的弹性性质，导会呈现很大的弹性性质，导会呈现很大的弹性性质，导会呈现很大的弹性性质，导致流动无法保持为稳定的层致流动无法保持为稳定的层致流动无法保持为稳定

21、的层致流动无法保持为稳定的层流，熔体将陷入一种弹性紊流，熔体将陷入一种弹性紊流，熔体将陷入一种弹性紊流，熔体将陷入一种弹性紊乱状态，各点的流速将会相乱状态，各点的流速将会相乱状态，各点的流速将会相乱状态，各点的流速将会相互干扰，此现象称为互干扰，此现象称为互干扰，此现象称为互干扰，此现象称为失稳流失稳流失稳流失稳流动动动动。2020塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论20/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论20/3112 三月 2023失稳流动和熔体破裂失稳流动和

22、熔体破裂聚合物熔体在失稳状态下通过模聚合物熔体在失稳状态下通过模内的流道后将会变得粗细不均，内的流道后将会变得粗细不均，没有光泽，表面出现粗糙的鲨鱼没有光泽，表面出现粗糙的鲨鱼皮状。皮状。如果继续增大切应力或剪切速率，如果继续增大切应力或剪切速率，熔体将呈现波浪、竹节形或周期熔体将呈现波浪、竹节形或周期螺旋形，更严重时将相互断裂成螺旋形，更严重时将相互断裂成不规则的碎片或小圆柱块，此现不规则的碎片或小圆柱块，此现象称为象称为熔体破裂熔体破裂。2121塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论21/30

23、12 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论21/3112 三月 2023熔接痕 熔接痕又称熔合缝，是塑料制品中的一个区域，由彼此分熔接痕又称熔合缝，是塑料制品中的一个区域，由彼此分熔接痕又称熔合缝，是塑料制品中的一个区域，由彼此分熔接痕又称熔合缝，是塑料制品中的一个区域，由彼此分离的塑料熔体相遇后熔合固化而形成的。离的塑料熔体相遇后熔合固化而形成的。离的塑料熔体相遇后熔合固化而形成的。离的塑料熔体相遇后熔合固化而形成的。熔合缝形成的常见原因：熔合缝形成的常见原因：熔合缝形成的常见原因：熔合缝形成的常见原因：模腔内型芯或安放的嵌件使熔体分流。模腔内型芯或安放的嵌件使熔体分流。

24、模腔内型芯或安放的嵌件使熔体分流。模腔内型芯或安放的嵌件使熔体分流。同一型腔有几个浇口。同一型腔有几个浇口。同一型腔有几个浇口。同一型腔有几个浇口。塑件的壁厚有变化。塑件的壁厚有变化。塑件的壁厚有变化。塑件的壁厚有变化。熔体喷射和蛇形流会引起波状折叠的熔合缝。熔体喷射和蛇形流会引起波状折叠的熔合缝。熔体喷射和蛇形流会引起波状折叠的熔合缝。熔体喷射和蛇形流会引起波状折叠的熔合缝。因塑料冷却后收缩，紧包在凸模或成型型芯上，或由于粘附作用，塑件紧贴在凹模型腔内。为了防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等，设计时塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度，如图3l所示。四、塑料制件的结构设计四、塑料制件的结构设

25、计 1脱模斜度 3 3加强筋加强筋加强筋的作用：在不增加壁厚的情况下，加强塑件的强度和刚度，避免塑件变形翘曲。合理布置加强筋还可以改善充模流动性，减少内应力，避免气孔、缩孔和凹陷等缺陷。加强筋端部不应与塑件支承面平齐，而应缩进0.5mm以上，图3-3。若一个制件上需设置许多加强筋，加强筋之间的中心距必须大于制件壁厚的两倍以上，各条加强筋的排列互相错开，以防收缩不均匀引起制品破裂。各条加强筋的厚度应尽量相同或相近，可防止因熔体流动局部集中而引起缩孔和气泡。图a，加强筋因排列不合理，在加厚集中的地方容易出现缩孔和气泡 4支承面支承面 应充分保证稳定性。不宜以塑件的整个底面作支承面，因塑件稍有翘曲或

26、变形就会使底面不平。通常采用凸缘或凸台作为支承面，图36。5圆角圆角 塑件除使用要求需要采用尖角之外，其余所有内外表面转弯处应尽可能用圆角过渡，以减少应力集中。图a不合理，图b合理 不但使塑件强度高，塑件在型腔中流动性好，而且美观，模具型腔不易产生内应力和变形。2828塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论28/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论28/3112 三月 2023 注射成型生产中，运用一定的技术方法，将塑料原料、注射设备和注射所用的模具联系起来形成生产能

27、力，这种方法就叫做注射成型工艺。什么是注射成型工艺？第四章第四章 注射成型工艺注射成型工艺2929塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论29/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论29/3112 三月 2023第一节 热塑性塑料的工艺性能一、塑料的成型收缩 塑料的收缩性：指塑料制件从模具中取出发生尺寸收缩的特性。二、塑料的流动性 衡量塑料流动性的指标：聚合物的相对分子质量，熔融指数，阿基米德螺旋线长度，表观黏度，流动比(流程长度/制品壁厚)。相对分子质量小、熔融指数高、

28、螺旋线长度长、表观黏度小、流动比大则流动性好。3030塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论30/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论30/3112 三月 20231注射装置主要作用：使固态的塑料颗粒均匀地塑化呈熔融状态，并以足够的压力和速度将塑料熔体注入到闭合的型腔中。2锁模装置作用：实现模具的开闭动作，在成型时提供足够的夹紧力使模具锁紧，开模时推出模内制件。3液压传动和电器控制作用：保证注射成型按照预定的工艺要求(压力、速度、时间、温度)和动作程序准确进行。注射机

29、的基本结构3131塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论31/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论31/3112 三月 2023一、注射机分类立式注射机 按外形分类按外形分类卧式注射机直角式注射机3232塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论32/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论32/3112 三月 2023按塑料在料筒中的塑化方式分为两

30、类。1.柱塞式注射机2螺杆式注射机 3333塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论33/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论33/3112 三月 2023第三节 注射成型原理及其工艺过程基本原理：利用塑料的可挤压性和可模塑性，将松散的粒料或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为黏流态熔体，在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可从模腔中脱出具有一定形状和尺寸

31、的塑料制件。3434塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论34/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论34/3112 三月 2023一、生产前的准备工作 1.原料预处理(1)分析检验成型物料的质量(2)着色(3)预热干燥 2.清洗料筒清洗料筒 3预热嵌件 4选择脱模剂 有嵌件的塑料制件，由于金属与塑料两者的收缩率不同，嵌件周围的塑料容易出现收缩应力和裂纹。若成型前对嵌件预热，可减小它在成型时与塑料熔体的温差，避免或抑制嵌件周围的塑料发生收缩应力和裂纹。为什么要预热金属嵌

32、件？3535塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论35/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论35/3112 三月 2023二、注射成型原理及其工艺过程 工艺过程分为：塑化计量、注射充模和冷却定型三个阶段。l.塑化计量 (1)塑化 成型物料在注射成型机料筒内经过加热、压实以及混合等作用以后，由松散的粉状或粒状固体转变成连续的均化熔体的过程称为塑化塑化。(2)计量 指能够保证注射机通过柱塞或螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、定量地输出(即注射出)机筒所进行的准备动作，这些动

33、作均需注射机控制柱塞或螺杆在塑化过程中完成。(3)塑化效果和塑化能力 塑化效果：指物料转变成熔体之后的均化程度。塑化能力：指注射机在单位时间内能够塑化的物料质量或体积。3636塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论36/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论36/3112 三月 20232注射充模 柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始，通过注射油缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体经过机筒前端的喷嘴和模具中的浇注系统快速进入封闭模腔的过程称为注射充模。分三个阶段：流动充模、

34、保压补料、倒流。3冷却定型 从浇口冻结时间开始，到制品脱模为止。3737塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论37/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论37/3112 三月 2023三、制件的后处理为什么要进行制件的后处理？成型过程中塑料熔体在温度和压力作用下的变形流动行为非常复杂，再加上流动前塑化不均及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，除引起脱模后时效变形外，还使制件的力学性能、光学性能及表观质量变

35、坏，严重时还会开裂。为了解决这些问题，可对制件进行一些适当的后处理。后处理方法：退火将制品加热到gf(m)间某一温度后，进行一定时间保温的热处理过程。调湿是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强制件，使之在热介质中达到吸湿平衡，以防它们在使用过程中发生尺寸变化。3838塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论38/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论38/3112 三月 2023第四节 注射成型工艺条件的选择与控制 注射成型具有三大工艺条件：温度(T)、压力

36、(P)和时间(t)。一、温度料温和模温。1料温 指塑化物料的温度和从喷嘴注射出的熔体温度，前者称为塑化温度，而后者称为注射温度。料温主要取决于机筒和喷嘴两部分的温度。料温过高：引起热降解，导致制件的物理和力学性能变差。料温太低：不利于塑化，物料熔融后黏度也较大，故成型比较困难，成型后的制件容易出现熔接痕、表面无光泽和缺料等缺陷。3939塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论39/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论39/3112 三月 20232模具温度指和制件接触的

37、模腔表壁温度。模温选择的意义：模温选择得合理、分布均匀，可有效改善熔体的充模流动性能、制件的外观质量及一些主要的物理和力学性能；模温波动小，制件收缩均匀，防止翘曲变形。提高模温优点：改善流动性，增强制件的密度和结晶度，充模压力小，表面粗糙度小。提高模温缺点：冷却时间长，收缩率大，翘曲变形，生产率低。降低模温优点：冷却时间缩短，提高生产率降低模温缺点：流动性差，残余应力大，熔接痕明显。4040塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论40/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概

38、论40/3112 三月 2023二、压力 注射压力：与注射速度相关，对塑料熔体的流动和充模有决定性作用；保压力：和保压时间密切相关，主要影响模腔压力以及最终的成型质量；背压力：与螺杆转速有关，与塑化效果和塑化能力相关。1注射压力与注射速度(1)注射压力 指螺杆(或柱塞)轴向移动时，其头部对塑料熔体施加的压力。注射压力过低：导致模腔压力不足，熔体充模困难；注射压力过大：涨模、溢料飞边、注射机过载。流动比：流动比：指熔体自喷嘴出口处开始能够在模具中流至最远的距指熔体自喷嘴出口处开始能够在模具中流至最远的距离与制件厚度的比值。离与制件厚度的比值。4141塑料成型加工与模具 Plastics Mold

39、ing Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论41/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论41/3112 三月 2023 在注射成型的保压补缩阶段，为了对模腔内的塑料熔体进行压实以及为了维持向模腔内进行补料流动所需要的注射压力叫做保压力。保压力：2保压力和保压时间保压时间：保压力持续的时间长短。3.背压力(塑化压力)指螺杆在预塑成型物料时，其前端汇集的熔体对它所产生的反压力，简称背压。背压对注射成型的影响主要体现在螺杆对物料的塑化效果及塑化能力方面。4242塑料成型加工与模具 Plastics Molding Proces

40、sing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论42/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论42/3112 三月 2023三、成型周期注射成型周期：指完成一次注射成型工艺过程所需的时间。4343塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论43/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论43/3112 三月 2023第一节第一节第一节第一节 注射模的基本结构注射模的基本结构注射模的基本结构注射模的基本结构一、注射模的结构组成一、注射

41、模的结构组成动模：安装在注射机的移动模板上；定模：安装在注射机的固定模板上；闭合：注射成型时动模和定模闭合构成浇注系统和型腔。开模：开模时动模与定模分离取出塑料制品。注射模动模部分定模部分第五章第五章 注射模概述注射模概述4444塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论44/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论44/3112 三月 20234545塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第

42、一章 概 论45/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论45/3112 三月 20231成型部件组成：组成：组成：组成：型芯和凹模。型芯和凹模。作用：作用：作用：作用：型芯形成制品的型芯形成制品的内表面内表面形状，凹模形成制品的形状，凹模形成制品的外表面外表面形状。合模后型芯形状。合模后型芯和凹模便构成了模具的和凹模便构成了模具的型腔。型腔。2浇注系统（又称为流道系统）作用：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。浇注系统组成：主流道、分流道、浇口、冷料穴3导向部件 确保动模与定模合模时能准确对中；作用：避免制品推出过程中推板发生歪斜现象；支撑移动部件重量。4

43、推出机构 作用：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。4646塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论46/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论46/3112 三月 20235调温系统 冷却：热塑性塑料用注射模，主要是在模具内开设冷却水通道，利用循环流动的冷却水带走模具的热量；加热：模具的加热除可用冷却水通道通热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。作用：满足注射工艺对模具温度的要求。6排气槽作用：将成型过程中的气体充分排除。大塑件：在分型面处开设排

44、气槽；小塑件：利用分型面微小间隙排气；利用推杆或型芯与模具的配合间隙排气。7侧抽芯机构带有侧凹或侧孔的塑件，被推出前须先进行侧向分型，抽出侧向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构。常用办法：常用办法：8标准模架4747塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论47/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论47/3112 三月 2023第二节第二节第二节第二节 注射模具与注射机的关系注射模具与注射机的关系注射模具与注射机的关系注射模具与注射机的关系一、注射量的校核

45、一、注射量的校核 模具设计时，须使在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80以内。需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部分容量或质量之和，即式中V(m)一个成型周期内所需注射的塑料容积或质量，cm3(g)；n型腔数目；Vn(mn)单个塑件的容积或质量，cm3或g；Vj(mj)浇注系统凝料的容量或质量，cm3或g。式中 Vg(mg)注射机额定注射量，cm3或g。4848塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论48/3012 三月 2023塑料成型模

46、具主讲教师：袁宝国第一章 概 论48/3112 三月 2023二、注射压力的校核 校核的目的：校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要。只有在注射机额定的注射压力内才能调整出某一制件所需要的注射压力。确定制品成型所需的注射压力的方法:类比法；参考各种塑料的注射成型工艺数据，一般制品的成型注射压力为70150MPa。注射模模拟计算机软件(如美国的CFLOW、澳大利亚的MOLDFLOW、华中理工大学的H-FLOW等)，对注射成型过程进行计算机模拟，获得注射压力的预测值。影响制件成型所需注射压力的因素：塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制件形状的复杂程度以及浇注系统等。4949塑料成型加工与模具

47、 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论49/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论49/3112 三月 2023三、锁模力的校核为什么要进行锁模力校核？因高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，其大小等于制件与浇注系统在分型面上的垂直投影之和(图58)乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机额定的锁模力T合，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象(图59)。5050塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold De

48、signing 主讲教师：王成勇第一章 概 论50/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论50/3112 三月 2023四、安装部分的尺寸校核 校核的目的：为了使注射模具能顺利地安装在注射机上并生产出合格的制件。1模具厚度2模具的长度与宽度 五、开模行程的校核六、顶出装置的校核六、顶出装置的校核第六章第六章 注射模浇注系统注射模浇注系统一、流变学在浇注系统设计中的应用一、流变学在浇注系统设计中的应用 二、普通流道浇注系统二、普通流道浇注系统 三、浇注系统的平衡进料三、浇注系统的平衡进料重点掌握重点掌握5252塑料成型加工与模具 Plastics Molding Pr

49、ocessing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论52/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论52/3112 三月 2023浇注系统：指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。普通流道浇注系统无流道浇注系统浇注系统分类：浇注系统分类：主流道分流道内浇口冷料穴浇注系统组成：浇注系统组成：5353塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论53/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论53/3112 三月 2023第一

50、节 流变学在浇注系统设计中的应用1 1浇口断面尺寸浇口断面尺寸错误观点：“浇口尺寸越大越容易充模”错误观点：“浇口尺寸越小越好”以选取最小值为宜。2浇口长度剪切速率通常较大，在103105s1的范围内。3剪切速率的选择 降低熔体的表观黏度利于充模。4.表观黏度的控制提高剪切速率。提高熔体的成型温度。措施：5454塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing&Mold Designing 主讲教师：王成勇第一章 概 论54/3012 三月 2023塑料成型模具主讲教师：袁宝国第一章 概 论54/3112 三月 2023 主流道通常设计成圆锥形，便于凝料从主流道中拔出