塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)ppt課件

.,塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械系模具教研室教學(xué)內(nèi)容,.,第一章緒論,第一節(jié)塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性第二節(jié)塑料模具的分類第三節(jié)學(xué)習(xí)本課程應(yīng)達(dá)到的目的,.,第二章塑料成型基礎(chǔ),第一節(jié)聚合物的分子結(jié)構(gòu)與熱力學(xué)性能第二節(jié)聚合物流變方程與分析第三節(jié)聚合物在成型過(guò)程中的流動(dòng)狀態(tài)第四節(jié)聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化第五節(jié)塑料的組成及工藝特性第六節(jié)常用塑料,.,第三章塑料成型工藝與塑料成型制件的工藝性,第一節(jié)塑料成型原理與型工藝特性第二節(jié)塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性,.,第四章注射成型模具結(jié)構(gòu)及注射機(jī),第一節(jié)注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成注射模具的分類注射模具的結(jié)構(gòu)組成（一）成型零部件（二）合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（三）澆注系統(tǒng)（四）側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)（五）推出機(jī)構(gòu)（六）加熱冷卻系統(tǒng)（七）排氣系統(tǒng)（八）支承零部件,.,第二節(jié)注射模具的典型結(jié)構(gòu),一、單分型面注射模具（1）工作原理（2）設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)分流道的位置推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)拉料桿的設(shè)計(jì)復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、雙分型面注射模具（1）工作原理（2）設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)第一次分型距離的確定S=S/+35mm材料特性的選擇導(dǎo)柱的長(zhǎng)度的確定LS+H+810mm分型彈簧的設(shè)計(jì),.,第四章注射成型模具結(jié)構(gòu)及注射機(jī),三、斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模具（1）工作原理（2）設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的定位楔緊裝置基本形式四、斜滑塊側(cè)向分型與抽芯注射模具五、帶有活動(dòng)鑲件的注射模六、定模帶有推出裝置的注射模七、角式注射機(jī)用注射模,.,第三節(jié)注射模與注射機(jī)的關(guān)系,一、注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核（一）型腔數(shù)量的校核1、由注射機(jī)料筒的塑化速率確定型腔數(shù)量n(KMt/3600-m2)/m12、由注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量n(Km1-m2)/m13、由注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量n(F-pA2)/pA1（二）注射量的校核nm1+m280%m（三）塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核nA1+A2A（四）注射壓力的校核(nA1+A2)pF（五）模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核1、噴嘴尺寸2、定位圈尺寸3、模具厚度4、安裝螺孔尺寸（六）開模行程的校核1、注射機(jī)最大開模行程與模厚無(wú)關(guān)的校核2、注射機(jī)最大開模行程與模厚有關(guān)的校核（七）頂出裝置的校核1、中心頂出桿機(jī)械頂出2、兩側(cè)雙頂出桿機(jī)械頂出3、中心頂出桿液壓頂出與兩側(cè)雙頂出桿機(jī)械頂出聯(lián)合作用二、國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格1、臥式注射機(jī)2、立式注射機(jī)3、角式注射機(jī),.,第五章注射模設(shè)計(jì),第一節(jié)塑料制件在模具中的位置型腔數(shù)量的確定方法型腔的布局,.,第五章注射模設(shè)計(jì),二、分型面的設(shè)計(jì)分型面的形式平直分型面傾斜分型面的階梯分型面的曲面分型面的瓣合分型面的分型面的選擇原則分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓最大處確定有利的留模方式保證塑件的精度要求滿足塑件的外觀要求便于模具的加工對(duì)成型面積的影響對(duì)排氣效果的影響對(duì)側(cè)向抽芯的影響,.,第二節(jié)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì),一普通流道澆注系統(tǒng)的組成及作用澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)的作用二、普通流道澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則：1、了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)性能2、采用盡量短的流程以減少熱量和壓力損失3、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣4、防止型芯變形和嵌件位移5、便于修整澆口以保證塑件的外觀質(zhì)量6、澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮7、流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的較核,.,第二節(jié)澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主流道的設(shè)計(jì)1、主流道的尺寸2、主流道襯套的形式3、主流道襯套的固定分流道的設(shè)計(jì)1、分流道的形狀及尺寸2、圓形3、梯形4、U形5、半圓形6、矩形尺寸的確定：1、分流道的長(zhǎng)度2、分流道的表面粗糙度3、分流道在分型面上的布置形式,.,澆口的設(shè)計(jì),澆口的形式：限制式澆口，非限制式澆口1、常用澆口的形式（1）直接澆口（2）側(cè)澆口（3）扇形澆口（4）平縫澆口（5）環(huán)形澆口（6）盤形澆口（7）輪輻澆口（8）爪形澆口（9）點(diǎn)澆口（10）潛伏澆口（11）護(hù)耳澆口澆口形式與塑料品種的相互適應(yīng)性澆口位置的選擇原則1、盡量縮短流動(dòng)距離2、澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最后處3、必須盡量減少或避免熔接痕跡4、應(yīng)有利于型腔氣體的排除5、考慮分子的定向作用6、避免產(chǎn)生蠕射和噴射7、不能在承受彎曲和沖擊載荷的部位設(shè)置澆口澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量,.,澆注系統(tǒng)的平衡,1、型腔的布局與分流道的平衡2、平衡式與非平衡式澆口平衡的計(jì)算思路（1）相同塑件多型腔成型的BGV值計(jì)算（2）不相同塑件多型腔成型的BGV值計(jì)算,.,冷料穴的設(shè)計(jì),作用：容納冷料及脫模的作用位置：1）主流道的對(duì)面2）分流道的延伸端尺寸：主流道的對(duì)面冷料穴直徑與主流道的直徑相同，長(zhǎng)度為直徑的11.5倍。形式：1）Z字形冷料穴2）倒錐形冷料穴3）環(huán)形槽形冷料穴4）球形冷料穴5）菌形冷料穴6）分流錐形冷料穴,.,排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì),作用：排除型腔中的氣體方式：1）利用配合間隙排氣2）分型面上開設(shè)排氣槽排氣3）用排氣塞排氣4）強(qiáng)制排氣,.,熱流道澆注系統(tǒng),定義：在注射成型過(guò)程中，澆注系統(tǒng)中的塑料一直保持熔融狀態(tài)，并不冷卻和固化。一、對(duì)塑料品種的要求：1、熱穩(wěn)定性好2、對(duì)壓力敏感3、固化溫度和熱變形溫度高4、比熱容小二、絕熱流道1、井式噴嘴（絕熱主流道）2、多型腔絕熱流道（絕熱分流道）：點(diǎn)澆口形式與直接澆口形式三、加熱流道1、延伸噴嘴2、半絕熱流道3、多型腔熱流道4、外加熱流道四、內(nèi)加熱流道1、二級(jí)噴嘴533、342、閥式澆口熱流道535,.,第三節(jié)成型零件的設(shè)計(jì),一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）凹模1整體式凹模（二）凸模和型芯1、凸模的結(jié)構(gòu)：整體式，組合式2、小型芯的結(jié)構(gòu)（三）螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),.,二、成型零件的工作尺寸計(jì)算模具,影響塑件尺寸精度的主要因素：1、塑件收縮率的影響S2、模具成型零件的制造公差Z3、模具成型零件的磨損C4、模具安裝配合的誤差a=Z+C+S+j+a,.,型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算,1、螺紋型環(huán)工作尺寸的計(jì)算1、螺紋型環(huán)大徑2、螺紋型環(huán)中徑3、螺紋型環(huán)小徑2、螺紋型芯工作尺寸的計(jì)算1、螺紋型芯大徑2、螺紋型芯中徑3、螺紋型芯小徑3、螺紋型芯和螺紋型環(huán)螺距尺寸4、牙尖角,.,三、型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算,模具型腔側(cè)壁厚度：以最大壓應(yīng)力為準(zhǔn)模具型腔側(cè)壁強(qiáng)度計(jì)算條件：不超過(guò)材料的許用應(yīng)力三方面的條件：1、材料成型過(guò)程中不發(fā)生溢料2、保證塑件的尺寸精度3、保證塑件順利脫模,.,第四節(jié)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),一、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1、定位作用2、導(dǎo)向作用3、承受一定的側(cè)向力二、導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三、錐面定位機(jī)構(gòu)適用于大型、深腔、薄壁塑件，角度為520度，配合高度為15毫米。,.,第五節(jié)推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),一、推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成（一）、推出機(jī)構(gòu)的組成（二）、推出機(jī)構(gòu)的分類（三）、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)保證塑件不因推出而變形損壞機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠良好的塑件外觀合模時(shí)正確復(fù)位二、脫模力的計(jì)算三、簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu),.,四、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位導(dǎo)向零件復(fù)位零件復(fù)位桿復(fù)位彈簧復(fù)位五、動(dòng)定模雙向推出機(jī)構(gòu)六、順序推出機(jī)構(gòu)（一）、彈簧分型順序推出機(jī)構(gòu)（二）、擺鉤分型螺釘定距順序推出機(jī)構(gòu)（三）滑塊分型導(dǎo)柱定距順序推出機(jī)構(gòu),.,七、二級(jí)推出機(jī)構(gòu),（一）、單推板二級(jí)推出機(jī)構(gòu)彈簧式二級(jí)推出機(jī)構(gòu)拉鉤式二級(jí)推出機(jī)構(gòu)斜楔滑塊式二級(jí)推出機(jī)構(gòu)擺塊拉桿式二級(jí)推出機(jī)構(gòu)U形限制架式二級(jí)推出機(jī)構(gòu)（二）雙推板二級(jí)推出機(jī)構(gòu)八字?jǐn)[桿式二級(jí)推出機(jī)構(gòu)斜楔拉鉤式二級(jí)推出機(jī)構(gòu),.,九、帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu),強(qiáng)制脫模手動(dòng)脫模機(jī)動(dòng)脫模利用開合模動(dòng)作使螺紋型芯脫模與復(fù)位直角式注射模的自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)第六節(jié)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第七節(jié)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)第八節(jié)熱固性塑料注射成型工藝及模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介,.,第六章壓縮模設(shè)計(jì),第一節(jié)壓縮模結(jié)構(gòu)及分類壓縮模的結(jié)構(gòu)壓縮模的分類第二節(jié)壓縮模與壓機(jī)的關(guān)系一、壓機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核成型總壓力的校核開模力脫模力的校核壓縮模合模高度和開模行程的校核壓機(jī)有關(guān)工作臺(tái)面尺寸的校核模具推出結(jié)構(gòu)與壓機(jī)的關(guān)系國(guó)產(chǎn)壓機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范第三節(jié)、壓縮模主要成型零部件設(shè)計(jì)塑件在模具內(nèi)主要加壓方向的選擇凸模與加料室的配合形式,.,加料腔尺寸的計(jì)算,計(jì)算步驟：（一）、計(jì)算塑件的體積V1（二）、計(jì)算塑件所需原材料的體積V=(1+K)*kV1體積計(jì)算法重量計(jì)算法（三）、計(jì)算加料腔的高度H,.,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)與壓機(jī)的連接方式不連接，連接固定式壓縮模脫模機(jī)構(gòu)半固定式壓縮模脫模機(jī)構(gòu)移動(dòng)式壓縮模脫模機(jī)構(gòu)撞擊架脫模卸模架卸模單分型面卸模架卸模雙分型面卸模架卸模垂直分型面卸模架卸模壓縮模的手柄壓縮模側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)手動(dòng)模外側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)第,.,八、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機(jī)構(gòu),點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)的脫模潛伏澆口澆注系統(tǒng)的脫模,.,第七章壓注模設(shè)計(jì),傳遞模澆注系統(tǒng)、加料腔特點(diǎn)：1、效率高2、質(zhì)量好3、適于成型帶有細(xì)小嵌件、較深的孔、及較復(fù)雜的塑件,.,第七章壓注模設(shè)計(jì),壓注模的分類移動(dòng)式、固定式壓注模的結(jié)構(gòu)組成成型零部件加料裝置澆注系統(tǒng)加熱系統(tǒng),.,第二節(jié)壓注模零部件設(shè)計(jì),1、加料腔的結(jié)構(gòu)2、壓柱的結(jié)構(gòu)3、加料腔與壓柱的配合4、加料腔尺寸計(jì)算塑件的體積v塑料的體積Vs=(1+k1)kv壓縮比加料腔的截面積2A=1.4m從傳熱方面考慮A=0.7mA=A3+2A4從鎖模方面考慮A=(1.11.25)A1加料腔的高度H=Vs/A1+815(mm)A1=A腔+A澆,.,第三節(jié)澆注系統(tǒng)與排氣槽設(shè)計(jì),主流道分流道澆口澆口位置的選擇排氣槽,.,第八章擠出模設(shè)計(jì),二、成型模具的結(jié)構(gòu)組成口模和芯棒過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾板分流器和分流器支架機(jī)頭體溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)螺釘定徑套,.,擠出成型機(jī)頭的設(shè)計(jì)原則,正確選擇機(jī)頭的形式改變料流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲毫C(jī)頭內(nèi)的流道應(yīng)呈光滑的流線型機(jī)頭內(nèi)應(yīng)有分餾裝置和適當(dāng)?shù)膲嚎s區(qū)機(jī)頭成型區(qū)內(nèi)應(yīng)有正確的截面形狀機(jī)頭內(nèi)最好設(shè)有適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置應(yīng)有足夠的壓縮比機(jī)頭結(jié)構(gòu)緊湊、利于操作合理選擇材料,.,擠出成型模具與擠出機(jī),機(jī)頭與擠出機(jī)的關(guān)系國(guó)產(chǎn)擠出機(jī)的技術(shù)參數(shù)機(jī)頭與擠出機(jī)的聯(lián)結(jié),.,第二節(jié)管材擠出成型機(jī)頭,常用結(jié)構(gòu)直通式擠管機(jī)頭直角式擠管機(jī)頭旁側(cè)式擠管機(jī)頭微孔流道式擠管機(jī)頭機(jī)頭內(nèi)主要零件的尺寸及其工藝參數(shù)定徑套的設(shè)計(jì)外徑定徑內(nèi)壓法定徑真空吸附法定徑內(nèi)徑定徑,.,第三節(jié)棒材擠出成型機(jī)頭,機(jī)頭結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、機(jī)頭結(jié)構(gòu)2、棒機(jī)頭設(shè)計(jì)要點(diǎn)流道的設(shè)計(jì)應(yīng)具有阻流閥的作用棒材的定型區(qū)要比管材的定型區(qū)大一些進(jìn)口處的擴(kuò)張角為3060左右，收縮部分的長(zhǎng)度約為50100mm機(jī)頭出口處為喇叭型、喇叭擴(kuò)張角為45主要的工作零件應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。定徑套的設(shè)計(jì)定徑套的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)定徑套的內(nèi)徑設(shè)計(jì),.,第四節(jié)吹塑薄膜機(jī)頭,成型方式：平擠上吹方法、平擠下吹方法、平擠平吹方法。機(jī)頭的形式：1、芯棒式機(jī)頭中心進(jìn)料式機(jī)頭（十字形機(jī)頭）螺旋式機(jī)頭旋轉(zhuǎn)式機(jī)頭多層復(fù)合式機(jī)頭吹塑薄膜機(jī)頭的特點(diǎn)機(jī)頭設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1、口模與芯棒的單邊間隙2、口模定型段長(zhǎng)度3、緩沖槽尺寸4、芯棒擴(kuò)張角與分流線斜角,.,第五節(jié)板材、片材擠出成型機(jī)頭,支管式機(jī)頭（一）、一端供料的直支管型機(jī)頭（二）、中間供料的直支管型機(jī)頭（三）、中間供料的彎支管型機(jī)頭（四）、帶有阻流棒的雙支管型機(jī)頭魚尾式機(jī)頭螺桿式機(jī)頭,.,第六節(jié)異型材擠出成型機(jī)頭,板式機(jī)頭流線式機(jī)頭異型材擠出成型機(jī)頭的設(shè)計(jì)要點(diǎn)必須對(duì)口模成型區(qū)的截面形狀進(jìn)行一定修正機(jī)頭結(jié)構(gòu)參數(shù)機(jī)頭口模的尺寸,.,第七節(jié)電線電纜擠出成型機(jī)頭,擠壓式包覆式機(jī)頭套管式包覆式機(jī)頭,.,第九章氣動(dòng)成型工藝與模具設(shè)計(jì),第一節(jié)、中空吹塑成型工藝與模具設(shè)計(jì)中空吹塑成型模具的分類、特點(diǎn)及成型工藝擠出吹塑成型注射吹塑成型注射拉伸吹塑成型多層吹塑片材吹塑成型,.,第一節(jié)、中空吹塑成型工藝與模具設(shè)計(jì),吹塑成型的工藝參數(shù)型胚溫度模具溫度中空塑件的設(shè)計(jì)（一）、吹脹比：塑件的最大直徑與型胚直徑之比。24（二）、延伸比（三）、羅紋（四）、圓角（五）、塑件的支撐面（六）、脫模斜度和分型面中空吹塑設(shè)備（一）、擠出裝置（二）、注射裝置（三）、機(jī)頭（四）、模具設(shè)計(jì),.,第二節(jié)、真空成型工藝與模具設(shè)計(jì),真空成型的特點(diǎn)及成型工藝（一）、凹模真空成型（二）、凸模真空成型（三）、凸、凹模先后抽真空成型（四）、吹泡真空成型（五）、柱塞推下真空成型（六）帶有氣體緩沖裝置的真空成型,.,塑件設(shè)計(jì),塑件的幾何形狀和尺寸精度塑件深度與寬度之比圓角斜度加強(qiáng)筋,.,模具設(shè)計(jì),（一）、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抽氣孔的設(shè)計(jì)型腔尺寸型腔表面粗糙度邊緣密封結(jié)構(gòu)加熱、冷卻裝置（二）、模具材料非金屬材料金屬材料,.,第三節(jié)壓縮空氣成型工藝與模具設(shè)計(jì),壓縮空氣成型特點(diǎn)及成型工藝壓縮空氣成型模具（一）、壓縮空氣成型模具結(jié)構(gòu)（二）、模具設(shè)計(jì)要點(diǎn),.,第十章其他成型工藝與模具設(shè)計(jì),第一節(jié)共注射成型定義：使用兩個(gè)或兩個(gè)以上注射系統(tǒng)的注射機(jī)，將不同品種或不同色澤的塑料同時(shí)或先后注射入模具內(nèi)的成型方法。應(yīng)用：雙色（國(guó)內(nèi)）八色（國(guó)外）雙色注射成型特點(diǎn)：1、兩個(gè)注射系統(tǒng)兩副模具共用一個(gè)合模系統(tǒng)2注射系統(tǒng)共用一個(gè)噴嘴雙層注射原理：兩個(gè)注射系統(tǒng)交叉分配的噴嘴特點(diǎn)：外部為新料內(nèi)部為舊料或其他改性材料,.,泡沫塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),泡沫塑料的定義：材料：熱固性塑料，熱塑性塑料聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、聚氨基甲酸脂等成型方法：注射發(fā)泡成型擠出發(fā)泡成型壓制成型產(chǎn)品：軟質(zhì)泡沫塑料硬質(zhì)泡沫塑料半硬質(zhì)泡沫塑料應(yīng)用：建筑業(yè)家電包裝業(yè)制冷業(yè),.,泡沫塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),一、可發(fā)性聚苯乙烯的制備1、預(yù)發(fā)泡：發(fā)泡劑（石油醚等）含量6%+聚苯乙烯發(fā)泡劑+聚苯乙烯加熱90105C形成蒸汽珠粒膨脹4080倍2、熟化二、泡沫聚苯乙