廣東工業(yè)大學(xué)塑料成型工藝與模具設(shè)計 復(fù)習(xí)資料

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塑料的組成：增塑劑、穩(wěn)定劑、固化劑、填充劑、著色劑。

塑料的特性：質(zhì)量輕；電氣絕緣性能好；比強度、比剛度高；化學(xué)穩(wěn)定性好；減摩、耐磨性能優(yōu)良；熱導(dǎo)率低。

塑料分類：〔1〕按分子結(jié)構(gòu)、受熱行為分：熱塑性；熱固性?！?〕按應(yīng)用范圍分：通用；工程；特種。熱塑性塑料：聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚酰胺PA。

熱固性：酚醛塑料PF、氨基塑料、環(huán)氧樹脂EP、不飽和聚酯樹脂UP

塑料的選用：一般結(jié)構(gòu)零件可用塑料；耐磨損傳動零件可用；減摩自潤滑零件；耐腐蝕零部件；耐高溫零件；光學(xué)零件。

塑料成型工藝性指塑料在成型過程中表現(xiàn)出的特有性能。

熱塑性塑料成型工藝性能：1.熱力學(xué)性能〔玻璃態(tài)，高彈態(tài)，粘流態(tài)〕；2.結(jié)晶性；3.流淌性〔常用熔體流淌速率指數(shù)表示〕；4.收縮性〔或收縮性小時用：Lm=L〔1+S〕，Lm：型腔尺寸、L：塑件尺寸〕；5.熱穩(wěn)定性〔指受熱時性能發(fā)生改變的程度〕；6.吸濕性〔指塑料對水的親疏程度〕；

7.相容性。

熱固性塑料的工藝性能：與熱塑性相比，制件尺寸穩(wěn)定性好，耐熱和剛性大。

主要工藝性指標(biāo)：1.收縮率〔熱收縮，結(jié)構(gòu)改變引起的收縮，彈性復(fù)原，塑性改變〕；2.流淌性〔常用拉西格流淌性表示〕；3.水分及揮發(fā)物含量〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)*=*100%Ga：塑料干燥前質(zhì)量，Gb干燥后質(zhì)量損失〕；4.硬化速度〔不同熱固性塑料其硬化速度是不同的定值〕

流變學(xué)性質(zhì)：牛頓型流體、假塑性流體、賓汗型流體、脹流型流體

注射成型原理：利用塑料可擠壓性、可模塑性，將松散物料從料頭送入機筒，高溫塑化，然后在柱塞或螺桿高壓推動下，粘流態(tài)熔體高速通過噴嘴注射入低溫模具中，保壓后冷卻定型，獲得肯定外形尺寸的塑料制件。

〔PS。有開模形成計算P43〕

注射工藝過程：加料，塑化，注射〔充模，保壓，倒流〕，冷卻〔澆口凍結(jié)后冷卻〕，脫模。

注射成型工藝參數(shù)：1.溫度〔料筒、噴嘴、模具溫度〕，2.壓力〔塑化壓力、注射壓力〕，3.時間〔注射時間〔充模、保壓時間〕，閉模時間，冷卻總時間，其他時間〔開模、脫模、合模等〕〕。某些塑料制件的工藝流程：

1.周轉(zhuǎn)箱體類塑料制件工藝流程：

原材料預(yù)備——染色烘干——注射成型〔注射工藝過程的開展〕——模制品檢驗——包裝印刷——制品入庫

2.管件、閥門類塑料制件工藝流程：

原材料預(yù)處理、稱重——混合——擠出造?！⑸涑尚汀撃！揎棥芗伴y門

壓縮成型：原理將松散的固態(tài)成型物料徑直加入模具中，加熱、加壓使塑化，然后依據(jù)型腔外形流淌成型，最終固化成塑件。

〔PS。有開模力、脫模力、開模行程計算〕

壓縮成型工藝參數(shù)：壓縮成型壓力，壓縮成型溫度〔模具溫度〕，壓縮時間

壓縮成型工藝過程：

成型前預(yù)備〔壓縮成型過〕壓后處理

預(yù)熱、預(yù)壓——嵌件安放——加料——合?！艢狻袒撃！謇?、后處理

傳遞成型〔熱固性塑料成型方法〕：原理合模后，將塑料加入到加料室，受熱熔融，在壓力下，通過澆注系統(tǒng)高速擠入型腔中，在型腔內(nèi)繼續(xù)受壓受熱，交聯(lián)反應(yīng)后，固化成塑件。

工藝過程：〔與壓縮成型相像，區(qū)分在于先合模后加料〕

工藝參數(shù)：傳遞成型壓力，模具溫度，傳遞時間及保壓時間。

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擠出成型：原理塑料加入料斗，沿螺桿螺旋槽前進，同時受外部加入以及摩擦熱漸漸熔融，然后通過機頭口模及一系列幫助裝置，獲得截面外形肯定的型材。

干法塑化：由粒狀或粉狀轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)。

濕法塑化：固體塑料在機外溶解于有機溶劑中而轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)。

干法塑化擠出成型工藝過程：

原材料預(yù)備——擠出成型〔塑化，成型，定型〕——塑件定型與冷卻——塑件牽引、卷取和切割擠出成型工藝參數(shù)：溫度〔嚴(yán)格上指熔體溫度，取決于料筒、螺桿溫度〕；壓力；擠出速度；牽引速度

塑料成型制品結(jié)構(gòu)工藝性：〔未整理〕

注射模的組成：主要由動摸和定模兩部分組成

可由以下7個系統(tǒng)或機構(gòu)組成：1.成型零部件〔型腔，型芯，成型桿，鑲件等〕2.澆注系統(tǒng)〔主流道，分流道，澆口，冷料穴〕3.導(dǎo)向、定位機構(gòu)〔導(dǎo)柱，導(dǎo)套，模架〕4.脫模機構(gòu)〔推桿，推桿固定板，復(fù)位桿，拉料桿〕5.側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)6.溫度調(diào)整系統(tǒng)7.排氣系統(tǒng)

分型面選擇原那么：應(yīng)便于堵料脫模并簡化模具結(jié)構(gòu)；應(yīng)考慮塑件的技術(shù)要求；應(yīng)盡量選擇在不影響塑件外觀的位置，并使其產(chǎn)品的飛邊易于清理和修整；應(yīng)有利于排氣；應(yīng)便于模具零件加工；應(yīng)考慮注射機的技術(shù)參數(shù)；在塑件斷面輪廓最大的位置，以便于順當(dāng)脫模。

澆注系統(tǒng)：指模具中塑料熔體由注射機噴嘴至型腔之間的進料通道。作用：將塑料熔體充斥型腔并注射壓力傳遞到型腔各部分。

澆注系統(tǒng)組成：一般由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。

主流道作用：將塑料熔體引入模具，其外形大小徑直影響塑料熔體的流速和填充時間。

分流道作用：通過流道截面及方向的改變使塑料熔體平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向，并均衡地安排給各個型腔。澆口作用：調(diào)整熔體流速，掌握保壓時間，防止熔體倒流。

冷料穴作用：儲存注射時熔體料流前鋒的冷料頭，防止冷料進入型腔而影響塑料質(zhì)量，或由于冷料堵塞澆口，或降低流淌性為造成填充不滿。

澆注系統(tǒng)設(shè)計要點：應(yīng)考慮成型塑料的工藝特性；澆口位置、數(shù)量設(shè)計要有利于熔體流淌，有利于排氣；應(yīng)盡量縮短熔體到型腔的流程，減削壓力損失；避開高壓熔體對型芯的嵌件的沖擊，防止型芯的變形或移位；盡量減削澆注系統(tǒng)冷凝料的產(chǎn)生，減削原材料的損耗；交口設(shè)置要便于冷凝料的去除，不影響外觀。

澆口的類型及其特點：1.側(cè)澆口〔外形簡約，加工方便，通過轉(zhuǎn)變澆口尺寸可有效調(diào)整充模時剪切速率和澆口冷凝時間〕2.重疊式澆口〔可避開熔體從澆口想型腔產(chǎn)生噴射現(xiàn)象〕3.扇形澆口〔澆口深度不斷減小，使塑料熔體流淌時橫向得到更勻稱的安排，從而減削流紋和定向效應(yīng)〕4.薄片澆口〔澆口截面寬度很大，深度很小〕5.直流澆口〔塑料熔體經(jīng)主流道徑直進入型腔，僅適合于單型腔?！?.圓環(huán)澆口〔進料勻稱，圓周上各處流速基本相等，排氣簡單，可避開和減削熔體接痕〕7.輪輻式和爪形澆口〔輪輻式澆口不僅冷凝料少、方便去除，還由于型芯上部得以定位而增加穩(wěn)定性；爪形澆口適用于筒形件的進料，可避開偏心〕8.點澆口〔澆口位置能比較自由地選擇，不受限制；剪切速率高，能使流程比增大，但剪切速率過高，澆口四周卻會引起簡單破碎、白化；多點進料或多腔時，簡單進行平衡；澆口需要用三板模切斷；可用于熱流道；澆口四周變形小；加工比較困難〕

澆口設(shè)計考前須知：應(yīng)避開引起熔體破碎；澆口位置應(yīng)設(shè)在塑件最大壁厚處；應(yīng)有利于排氣；要有利于減削熔體接痕和提高熔體接痕強度；防止型芯變形；考慮塑件的收縮變形及分子取向；應(yīng)考慮塑件的外觀。

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成型零部件設(shè)計：凸模類型：整體式凸模、嵌入式凸?！残托尽?、鑲拼組合式凸?！残托尽场⒒顒油鼓！舶旰鲜酵鼓！?cè)向型芯〕；凹模類型：整體式凹模、整體嵌入式凹模、鑲拼組合式凹?！簿植胯偲词健⒌撞?、側(cè)壁〕、瓣合式凹模

〔PS。有可能考成型零部件工作尺寸計算P146~〕

導(dǎo)向與定位機構(gòu)：作用：保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的精確協(xié)作和牢靠地分開，以避開模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉，并確保塑件的外形和尺寸精度。

導(dǎo)柱、導(dǎo)套設(shè)計原那么：導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠距離保證模具強度；導(dǎo)柱一般設(shè)在有型芯的一邊以愛護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊以便于脫模；導(dǎo)柱長度應(yīng)比凸模端面高度高出6~8mm；導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球，導(dǎo)套前端應(yīng)倒角；導(dǎo)柱、導(dǎo)套應(yīng)有足夠耐磨度；導(dǎo)柱直徑按模具尺寸選取。

脫模機構(gòu)各構(gòu)件及作用：1.推桿〔推出塑件〕2.推桿固定板〔固定推桿〕3.推板導(dǎo)套〔為推板運動導(dǎo)向〕4.推桿導(dǎo)柱〔運動導(dǎo)向〕5.拉料桿〔使?jié)沧⒛蠌哪＞咧忻摮觥?.推板〔承受推力〕7.支承釘〔使推板與動模板間存在間隙〕8.復(fù)位桿〔推出塑件后復(fù)位〕

脫模機構(gòu)設(shè)計原那么：一般設(shè)置在注射模的動模內(nèi)；應(yīng)使塑件在頂出過程中不會變形損壞；應(yīng)能保證塑件在開模過程中留在設(shè)置有頂出機構(gòu)的動模內(nèi)；應(yīng)盡量簡約牢靠，有適合的推出距離；假設(shè)塑件需留在定模，那么機構(gòu)設(shè)在定模內(nèi)。

簡約脫模形式：推桿推出、推管推出、推板推出、推塊推出、聯(lián)動推出、壓縮空氣推出

〔PS?？纯磸?fù)位機構(gòu)脫模力計算〕

側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)三大類型：手動抽芯機構(gòu)〔模內(nèi)手動、模外手動〕，液動或氣動抽芯機構(gòu)，機動抽芯機構(gòu)〔斜導(dǎo)柱、斜滑塊、彎銷、斜導(dǎo)槽、彈簧、齒輪齒條〕

斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)工作原理：開模時，開模力通過斜導(dǎo)柱作用于滑塊，迫使滑塊帶動側(cè)向型芯在動模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外側(cè)移動，當(dāng)斜導(dǎo)柱全部脫離滑塊上的斜孔時，側(cè)向型芯便完全從塑件中抽出。

斜滑塊工作原理：1.斜滑塊外側(cè)分型機構(gòu)：完全開模后，注射機推頂裝置通過推出板使推桿和斜滑塊在動模套板的導(dǎo)槽內(nèi)向側(cè)移動的同時外側(cè)移動，同時完成塑件的側(cè)向抽芯和頂出。2.斜滑塊內(nèi)側(cè)分型機構(gòu)：開模后，注射機推頂裝置通過推出板使推桿和斜滑塊向前運動，由于斜孔作用，斜滑塊同時向內(nèi)側(cè)移動，從而在推桿頂出塑件同時完成側(cè)向抽芯。

彎銷抽芯機構(gòu)：工作原理與斜導(dǎo)柱相同〔用矩形截面的彎銷代替斜導(dǎo)柱〕。

斜導(dǎo)槽工作原理：開模時，滑塊隨動模同時移動，待止動銷離開滑塊一段距離后，滑塊在斜導(dǎo)槽作用下側(cè)向移動抽出側(cè)向型芯。

彈簧工作原理：與斜導(dǎo)柱相像〔不靠斜導(dǎo)柱驅(qū)動滑塊〕

齒輪齒條工作原理：開模時，楔緊塊后退松開齒條滑塊，且在完全脫離時，塑件隨動模運動，傳動齒條與齒輪嚙合，齒輪、齒條滑塊在傳動齒條驅(qū)動下抽出型芯。

溫度調(diào)整系統(tǒng)作用：提高塑件的內(nèi)部和表面質(zhì)量；穩(wěn)定塑件的尺寸精度；提高注射機的生產(chǎn)效率；降低模具熱交變應(yīng)力，提高模具運用壽命。

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塑料的組成：增塑劑、穩(wěn)定劑、固化劑、填充劑、著色劑。

塑料的特性：質(zhì)量輕；電氣絕緣性能好；比強度、比剛度高；化學(xué)穩(wěn)定性好；減摩、耐磨性能優(yōu)良；熱導(dǎo)率低。

塑料分類：〔1〕按分子結(jié)構(gòu)、受熱行為分：熱塑性；熱固性?！?〕按應(yīng)用范圍分：通用；工程；特種。熱塑性塑料：聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚酰胺PA。

熱固性：酚醛塑料PF、氨基塑料、環(huán)氧樹脂EP、不飽和聚酯樹脂UP

塑料的選用：一般結(jié)構(gòu)零件可用塑料；耐磨損傳動零件可用；減摩自潤滑零件；耐腐蝕零部件；耐高溫零件；光學(xué)零件。

塑料成型工藝性指塑料在成型過程中表現(xiàn)出的特有性能。

熱塑性塑料成型工藝性能：1.熱力學(xué)性能〔玻璃態(tài)，高彈態(tài)，粘流態(tài)〕；2.結(jié)晶性；3.流淌性〔常用熔體流淌速率指數(shù)表示〕；4.收縮性〔或收縮性小時用：Lm=L〔1+S〕，Lm：型腔尺寸、L：塑件尺寸〕；5.熱穩(wěn)定性〔指受熱時性能發(fā)生改變的程度〕；6.吸濕性〔指塑料對水的親疏程度〕；

7.相容性。

熱固性塑料的工藝性能：與熱塑性相比，制件尺寸穩(wěn)定性好，耐熱和剛性大。

主要工藝性指標(biāo)：1.收縮率〔熱收縮，結(jié)構(gòu)改變引起的收縮，彈性復(fù)原，塑性改變〕；2.流淌性〔常用拉西格流淌性表示〕；3.水分及揮發(fā)物含量〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)*=*100%Ga：塑料干燥前質(zhì)量，Gb干燥后質(zhì)量損失〕；4.硬化速度〔不同熱固性塑料其硬化速度是不同的定值〕

流變學(xué)性質(zhì)：牛頓型流體、假塑性流體、賓汗型流體、脹流型流體

注射成型原理：利用塑料可擠壓性、可模塑性，將松散物料從料頭送入機筒，高溫塑化，然后在柱塞或螺桿高壓推動下，粘流態(tài)熔體高速通過噴嘴注射入低溫模具中，保壓后冷卻定型，獲得肯定外形尺寸的塑料制件。

〔PS。有開模形成計算P43〕

注射工藝過程：加料，塑化，注射〔充模，保壓，倒流〕，冷卻〔澆口凍結(jié)后冷卻〕，脫模。

注射成型工藝參數(shù)：1.溫度〔料筒、噴嘴、模具溫度〕，2.壓力〔塑化壓力、注射壓力〕，3.時間〔注射時間〔充模、保壓時間〕，閉模時間，冷卻總時間，其他時間〔開模、脫模、合模等〕〕。某些塑料制件的工藝流程：

1.周轉(zhuǎn)箱體類塑料制件工藝流程：

原材料預(yù)備——染色烘干——注射成型〔注射工藝過程的開展〕——模制品檢驗——包裝印刷——制品入庫

2.管件、閥門類塑料制件工藝流程：

原材料預(yù)處理、稱重——混合——擠出造?！⑸涑尚汀撃！揎棥芗伴y門

壓縮成型：原理將松散的固態(tài)成型物料徑直加入模具中，加熱、加壓使塑化，然后依據(jù)型腔外形流淌成型，最終固化成塑件。

〔PS。有開模力、脫模力、開模行程計算〕

壓縮成型工藝參數(shù)：壓縮成型壓力，壓縮成型溫度〔模