塑料成型模具設(shè)計第一章緒論1、教學(xué)目的與要求（1）了解模具的分類，模具的使用設(shè)備、模具的特點（2）了解模具的發(fā)展趨勢；第一章緒論一、模具：成型制品的工具。二、模具的分類金屬模具：汽車外殼、金屬飯盒、紀念幣塑料模具：家電產(chǎn)品的塑料外殼等橡膠模具：輪胎、橡膠密封圈等玻璃模具：玻璃瓶石膏模具：石膏像等木模型：用于鑄造翻砂的模型第一章緒論三、塑料的特點1、易于成型，設(shè)計的自由度高；2、塑料品種多；透明、不透明、軟的、硬的；3、比其他材料輕；4、導(dǎo)熱性低；5、耐水性優(yōu)，不生銹；耐化學(xué)藥品，不腐蝕；6、加工性能好，能耗低；7、容易與其他材料復(fù)合、粘接；8、易燃燒，膨脹系數(shù)大，尺寸穩(wěn)定性差；9、表面硬度低，易劃傷。第一章緒論四、塑料模具的分類1、塑料注射模具（1）模具（2）設(shè)備1、塑料注射模具1、塑料注射模具（3）特點可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜、強度高的制品；制件均勻、尺寸精密；可以多型腔生產(chǎn)；制品可帶有嵌件；自動化程度高；對塑料的適應(yīng)性強（熱塑性塑料、熱固性塑料均可使用注射生產(chǎn)）。1、塑料注射模具（4）基本動作過程1°、注射裝置前進（4）基本動作過程2°

、注射（4）基本動作過程3°、保壓（4）基本動動作過程4°、預(yù)塑→冷卻（4）基本動動作過程5°、開模→頂出→關(guān)門→合模→注射。（5）開模過過程四、塑料模具具的分類2、擠出模具具（1）模具2、擠出模具具（2）設(shè)備2、擠出模具具（3）特點連續(xù)生產(chǎn)，生生產(chǎn)效率高，，可以制造尺尺寸長的制品品；可以生產(chǎn)斷面面不同的產(chǎn)品品；和其他設(shè)備組組合，可以完完成不同工藝藝過程的綜合合加工。如擠擠出機和壓延延機配合生產(chǎn)產(chǎn)薄膜；擠出出機機頭和造造粒機配合可可以造粒；占地面積小，，生產(chǎn)環(huán)境清清潔。四、塑料模具具的分類3、中空吹塑塑模具（1）模具3、中空吹塑塑模具（2）設(shè)備中空吹塑按吹吹塑工藝可分分為擠出吹塑和注射吹塑。主機：擠出機機、注射機；；輔機：模具具、合模架、、鎖模裝置等等。3、中空吹塑塑模具（3）特點擠出吹塑：強度低，尺寸寸精度差；壁厚不均；浪浪費原料。注射吹塑：制品質(zhì)量高；；工藝復(fù)雜，模模具費用高。。3、中空吹塑塑模具擠出吹塑成型型3、中空吹塑塑模具注射吹塑成型型四、塑料模具具的分類4、真空或壓壓縮空氣成型型模具（1）模具4、真空或壓壓縮空氣成型型模具4、真空或壓壓縮空氣成型型模具（2）特點模具受力小，，可以采用非非金屬材料；；制品強度低；；成型簡單。四、塑料模具具的分類5、壓鑄（注注）成型模具具（1）模具5、壓鑄（注注）成型模具具5、壓鑄（注注）成型模具具（2）設(shè)備5、壓鑄（注注）成型模具具（3）特點主要用于熱固固性塑料。成型效率高，，僅次于注射射成型；制品質(zhì)量好；；澆注系統(tǒng)不能能回收，原材材料消耗多；；制品會產(chǎn)生明明顯的填料定定向，引起制制品變形；制品收縮率大大；模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜。四、塑料模具具的分類6、壓制模具具（1）模具6、壓制模具具（2）設(shè)備塑料壓制成型型機6、壓制模具具3、特點壓制工藝成熟熟，可靠；模具比較簡單單；適合流動性差差的塑料，比比較容易成型型大型制品；；制件收縮率小小，變形小，，各向性能均均勻；生產(chǎn)效率低；；制品易產(chǎn)生填填充不足或填填充過大現(xiàn)象象，影響制品品高度尺寸的的準確；制品有嵌件時時易變形；制品有深孔、、側(cè)孔、形狀狀復(fù)雜時，難難成型。第一章緒論論五、塑料模具具的發(fā)展趨勢勢1、CAD/CAM/CAE2、理論研究究3、大型化、、小型化、高高精度、形狀狀復(fù)雜4、革新模具具制造工藝5、高效率、、自動化6、標準化第三章塑料料注射模具第一節(jié)概述述教學(xué)目的與要要求了解塑料注射射模具的分類類及各自的結(jié)結(jié)構(gòu)特點。重點掌握普通通模具的結(jié)構(gòu)構(gòu)。1、塑料模具具的分類模具普通模具特種模具二板式模具三板式模具帶嵌件模具側(cè)向分型模具具自動卸螺紋模模具定模頂出模具具無流道模具第一節(jié)概述述第三章塑料料注射模具第三節(jié)澆澆注系統(tǒng)設(shè)計計1、教學(xué)目的的與要求目的：學(xué)習(xí)塑料注射射模具的澆注注系統(tǒng)。要求：（1）掌握澆澆注系統(tǒng)的組組成及各組成成的設(shè)計要求求。（2）掌握澆澆口的開設(shè)對對制品性能的的影響。（3）掌握主主要部件的英英文單詞。第三節(jié)澆注注系統(tǒng)設(shè)計一、概述1、什么是澆澆注系統(tǒng)？從注射機的噴噴嘴開始至型型腔為止的通通道。2、澆注系統(tǒng)統(tǒng)的分類：普通澆注系統(tǒng)統(tǒng)和無流道澆澆注系統(tǒng)。二、普通澆注注系統(tǒng)（一）組成：：主流道、分流流道、澆口、、冷料井第三節(jié)澆注注系統(tǒng)設(shè)計第三節(jié)澆注注系統(tǒng)設(shè)計（二）普通澆澆注系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計一、主流道（（sprue）的設(shè)計主流道的定義義：從注射機機的噴嘴開始始至分流道為為止的通道。。1、澆口套（（主流道襯套套spruebushing））①設(shè)計澆口套的的原因：材料、機械加加工方面、模模具結(jié)構(gòu)方面面一、主流道（（sprue）的設(shè)計②結(jié)構(gòu)及要求結(jié)構(gòu)：要求：（1）圓弧Rm與注射機噴嘴嘴圓弧Rj相匹配，Rm=Rj+1~2mm；（2）主流道道小端直徑dmdm=dj+1~2mm；（3）主流道道錐角：2°~4°°；一、主流道（（sprue）的設(shè)計②結(jié)構(gòu)及要求一、主流道（（sprue）的設(shè)計（4）主流道道大端尺寸D其中：D:大端直徑徑，cm；Q:流經(jīng)該流流道的熔體的的體積流率，，cm3/s；γ：熔體在該該流道的剪切切速率，1/s；主流道道：5x103。一、主流道（（sprue）的設(shè)計（5）配合尺尺寸與精度與型腔板配合合，取過渡配配合或過盈配配合，H7/k6、H7/m6、、H7/n6；與定位環(huán)配合合，取間隙配配合，H7/f6；（6）粗糙度度要求流道部分Ra=0.8；；配合部分Ra=1.6；；其余Ra=12.5。（7）材料T8、T10、45#，HRC=45~50。。一、主流道（（sprue）的設(shè)計2、定位環(huán)（（locatingring）2、定位環(huán)（（locatingring）①作用：定位（（使模具中心心與注射機中中心一致）；；壓緊澆口套；；有時還起支支撐模具作用用。2、定位位環(huán)（locatingring）②結(jié)構(gòu)：2、定位位環(huán)（locatingring）③要求：（1）外徑徑與注射射機定位位孔尺寸寸一致；；（2）與與澆口套套相配合合；（3）材材料：45#（4）緊緊固螺釘釘：數(shù)量量2~3；規(guī)格格：M6、M8。第三節(jié)澆澆注系系統(tǒng)設(shè)計計①冷料井的的作用：：注射時儲儲存注射射料流前前端的冷冷料；開開模時拉拉出主流流道的凝凝料。二、冷料料井與拉拉料桿（（spruepuller）的設(shè)設(shè)計二、冷料料井與拉拉料桿（（spruepuller）的設(shè)設(shè)計二、冷料料井與拉拉料桿（（spruepuller）的設(shè)設(shè)計②結(jié)構(gòu)：Z形頭拉拉料桿第三節(jié)澆澆注系系統(tǒng)設(shè)計計分流道：：把主流流道的熔熔料引入入各個型型腔的通道。1、分流流道的形形狀從壓力傳傳遞的角角度：壓壓力損失失小，即即流道的的截面積積最大；；從熱傳導(dǎo)導(dǎo)的角度度：熱量量損失小小，即流流道的截截面周長長及料道道長度短短。三、分流流道（runner））的設(shè)計計1、分流流道的形形狀判斷分流流道形狀狀優(yōu)劣的的標準：：流道的的比表面面積。流道的比比表面積積=流流道的的表面積積/流流道的的體積流道的比比面積越越小越好好。以流道的的斷面積積相等為為條件，，圓形流流道的比比表面積積最小，，矩形也也比較小小。因此流道道的形狀狀常采用用圓形、半半圓形、、梯形和和U形。三、分流流道（runner））的設(shè)計計2、分流流道的尺尺寸圓形澆口口直徑：：矩形澆口口深度：：Q：流經(jīng)經(jīng)分流道道的熔體體的體積積流率，，cm3/s；γ:剪切切速率，，1/s，5x102~103。影響分流流道尺寸寸的因素素：制品的體體積與壁壁厚；主主流道到到型腔的的距離。。三、分流流道（runner））的設(shè)計計W:h=3:2~5:4W為澆口口寬度中中值尺寸寸。常用塑料料分流道道直徑推推薦值塑料名稱分流道直徑ABSAS4.8~9.5POM（聚甲醛）3.2~9.5PE1.6~9.5PP4.8~9.5三、分流流道（runner））的設(shè)計計常用塑料料分流道道直徑推推薦值塑料名稱分流道直徑PC（丙烷聚碳酸酯）4.8~9.5PS（聚苯乙烯）3.2~9.5PVC3.2~9.5耐沖擊丙烯酸8.0~12.7PPO（聚苯醚）6.4~9.5丙烯酸8.0~9.5三、分流流道（runner））的設(shè)計計3、分流流道布置置（型腔腔數(shù)目的的確定））平衡式和和非平衡衡式。（1）型型腔數(shù)目目確定的的方法①以塑件尺尺寸精度度為依據(jù)據(jù)精密技術(shù)術(shù)級（SJ1372-78的的1、2級）塑塑件，一一模一腔腔技術(shù)級（（SJ1372-78的3、、4級））塑件，，最多一一模四腔腔一般精度度級、低低精度級級視其體體積大小小和制件件的結(jié)構(gòu)構(gòu)而定。。（1）型型腔數(shù)目目確定的的方法②經(jīng)濟指標標經(jīng)濟指標標包括直接費用用和間接費用用。直接費用用：塑料原料料費用----材料的的利用率率，多腔腔模冷流流道的損損耗；模具費用用；機加加工費用用。間接費用用：模具維護護、保養(yǎng)養(yǎng)費用等等。（1）型型腔數(shù)目目確定的的方法③確定型腔腔數(shù)目的的技術(shù)條條件注射機的的鎖模力力；注射機的的塑化能能力；注射機的的模板面面積；注射機的的充模時時間---注射射機能提提供的最最大體積積流率。。充模時的的流變條條件：指指溫度、、壓力、、速度的的可調(diào)節(jié)節(jié)范圍及及應(yīng)變能能力以及及有無閉閉環(huán)反饋饋等。三、分流流道（runner））的設(shè)計計（2）型型腔數(shù)目目的計算算主要考慮慮：訂貨貨批量、、質(zhì)量要要求、交交貨期、、注射機機技術(shù)條條件等。。①由交貨期期決定型型腔數(shù)目目（2）型型腔數(shù)目目的計算算②由注射機機的最大大注射量量確定成型注射射量一般般為注射射機最大大注射量量的80%。Gmax:注射機機的最大大注射量量（質(zhì)量量或體積積）；G主流道：主流道道的質(zhì)量量或體積積；G分流道：一個分分流道的的質(zhì)量或或體積；；G澆口：一個澆澆口的質(zhì)質(zhì)量或體體積。（2）型型腔數(shù)目目的計算算③由注射機機的鎖模模力確定定P:注射射機的鎖鎖模力，，N；M制品：一個制制品在分分型面上上的投影影面積，，mm2；M分流道、、澆口：一個分分流道、、澆口在在分型面面上的投投影面積積，mm2；p：型腔腔內(nèi)的壓壓力，N/mm2。（2）型型腔數(shù)目目的計算算④由成型件件的精度度要求確確定根據(jù)經(jīng)驗驗，每增增加1個個型腔成成型件的的尺寸精精度要降降低4%左右。。x:成型型件的尺尺寸公差差，mm；l:成型型件的基基本尺寸寸，（以以尺寸公公差小的的尺寸為為準），，mm；s:單腔腔模具加加工時，，成型件件的尺寸寸對基本本尺寸的的百分比比。（2）型型腔數(shù)目目的計算算在單腔模模具加工工時，聚聚甲醛的的尺寸公公差為基基本尺寸寸的0.4%，，尼龍為為0.6%，聚聚碳酸酯酯、聚氯氯乙烯、、聚苯乙乙烯、AS、ABS等等非結(jié)晶晶性塑料料為0.1%。。三、分流流道（runner））的設(shè)計計（3）型型腔的配配置型式式型腔的配配置型式式粗略分分為直線線、H形形、圓形形排列。。（3）型型腔的配配置型式式從流道長長度看：：直線排排列最短短；圓形排列列最長；；從流道平平衡看：：圓形排排列及四四腔的H形排列好。第三節(jié)澆澆注系系統(tǒng)設(shè)計計四、澆口口（gate））的設(shè)計計（一）、、分析對澆口口的要要求：：減少少流動動阻力力、減減少壓壓力損損失、、充模模快。。在一定定的剪剪切速速率范范圍內(nèi)內(nèi)，剪剪應(yīng)應(yīng)力與與剪切切速率率的關(guān)關(guān)系：：四、澆澆口（（gate）的的設(shè)計計n=1時，，牛頓頓液體體，η：稱稱為牛牛頓粘粘度；；n1時，，非牛牛頓液液體，，ηa：稱為為表觀觀粘度度；在一定定的流流動長長度L內(nèi)，，由ττ與du/dy流變變學(xué)公公式：：對圓形形流道道，流流道內(nèi)內(nèi)的流流量Q，Q∝R4/K，Δp∝L/R4；對矩形形流道道，流流道內(nèi)內(nèi)的流流量Q，Q∝wh3/K，（w寬度度）Δp∝L/wh3。四、澆澆口（（gate）的的設(shè)計計結(jié)論：：1、對對牛頓頓液體體，流流量（（流動動速率率）Q隨流流道尺尺寸的的增加加而增增大；；du/dy另一方方面，Q2、對對非牛牛頓液液體，，Q一方面面隨流道道尺寸寸的增增大而而增大大，ηaQ所以對對非牛牛頓液液體而而言，，在一一定的的剪切切速率率范圍圍內(nèi)，，增加加澆口口的尺尺寸不不能明明顯提提高Q。Q∝R4/KQ∝wh3/K四、澆澆口（（gate）的的設(shè)計計（二））澆口口的類類型大尺寸寸澆口口和小小尺寸寸澆口口1、大大澆口口：對屬于于牛頓頓液體體的塑塑料熔熔體；；對高粘粘度、、剪切切速率率對表表觀粘粘度影影響小小的塑塑料熔熔體；；壁厚及及大型型制品品。2、小小澆口口：在一定定剪切切速率率范圍圍內(nèi)的的非牛牛頓液液體的的塑料料熔體體，薄薄壁制制品。。2、小小澆口口小澆口口的優(yōu)優(yōu)點：：（1））小澆澆口可可以增增加物物料通通過時時的流流速，，同時時澆口口兩端端有較較大的的壓力力差，，這樣樣可以以明顯顯降低低某些些非牛牛頓塑塑料熔熔體的的表觀觀粘度度，使使充模模容易易。（2））小澆澆口處處有較較大的的摩擦擦阻力力，塑塑料熔熔體通通過時時，一一部分分能量量轉(zhuǎn)成成摩擦擦熱，，使塑塑料熔熔體的的溫度度明顯顯升高高。溫溫度上上升會會降低低表觀觀粘度度，增增加流流動性性。（3））小澆澆口可可以控控制并并縮短短補料料時間間，從從而降降低制制品的的內(nèi)應(yīng)應(yīng)力。。（4））小澆澆口固固化快快，降降低了了模塑塑周期期。（5））多型型腔模模中小小澆口口可以以平衡衡各型型腔的的進料料速度度。（6））便于于修整整。四、澆澆口（（gate）的的設(shè)計計（三））澆口口型式式1、針針點澆澆口（（pinpointgate）（1））結(jié)構(gòu)構(gòu)（2））特點點相比較較而言言，澆澆口的的位置置不受受限制制；對多型型腔模模具，，能能取得得澆口口的平平衡；；開模時時，能能自動動切斷斷料把把，制制品表表面光光滑；；對投影影面積積大又又易變變形的的制品品，點點澆口口可以以防止止變形形；熱流道道模具具大都都采用用點澆澆口。。1、針針點澆澆口（（pinpointgate）（3））計算算公式式其中：：D:澆澆口直直徑，，cm；Q:流流經(jīng)澆澆口的的熔體體的體體積流流率，，cm3/s；；γ：熔熔體在在澆口口的剪剪切速速率，，1/s；；聚烯烴烴類：：105~5x105；尼龍龍類：：4x104；苯乙烯烯類：：5x104~5x105。1、針針點澆澆口（（pinpointgate）（4））常用用尺寸寸d:0.5~2.6mm;l:1±±0.2mm。。四、澆澆口（（gate）的的設(shè)計計2、潛潛伏式式澆口口（tunnelgate、、jumpgate））（1））結(jié)構(gòu)構(gòu)四、澆澆口（（gate）的的設(shè)計計（2））特點點不影響響制品品的美美觀；；頂出時時，能能自動動切斷斷澆口口；對過于于堅韌韌的塑塑料，，適適應(yīng)性性差。。2、潛潛伏式式澆口口（3））常用用尺寸寸α：30°~45°β：5°~20°四、澆澆口（（gate）的的設(shè)計計3、邊邊緣澆澆口（（側(cè)澆澆口））（tabgate））（1））結(jié)構(gòu)構(gòu)（2））特點點斷面形形狀簡簡單；；澆口尺尺寸可可達到到精確確加工工，尺尺寸修修改容容易；；適應(yīng)性性強，，一般般塑料料均可可采用用。3、邊緣澆澆口（3）計算算公式h:澆口的的深度；mm；t:制品的的壁厚，n:塑料系系數(shù)，A:制品的的表面積，，mm2。3、邊緣澆澆口n:塑料系系數(shù):PEPS:n=0.6POMPCPP:n=0.7PAPMMA:n=0.8PVC:n=0.9(4)常用用尺寸w:1.5~5;h:0.5~2(1/3~2/3)t;l:1±0.2mm。四、澆口（（gate）的設(shè)計計4、扇形澆澆口（fangate）（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）特點點：成型寬度較較大的制品品；易于型腔氣氣體的排出出；制品內(nèi)應(yīng)力力小；澆口去處較較困難。4、扇形澆澆口（fangate）（3）常用用尺寸h1,l1同邊緣澆澆口；w:制品寬寬度的1/4左右；；α：0°~10°；h2:2/3d;四、澆口（（gate）的設(shè)計計5、平縫式式澆口（filmgate）（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）特點點基本與扇形形澆口一致致。（3）常用用尺寸澆口深度與與寬度與側(cè)側(cè)澆口一致致；寬度：1/4L~L。6、圓環(huán)形形澆口（diaphragmgate）（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)四、澆口（（gate）的設(shè)計計（2）特點點成型圓環(huán)形形制品，進進料均勻，，易排氣；；無熔接痕；；澆口去除困困難。（3）常用用尺寸同側(cè)澆口。。6、圓環(huán)形形澆口四、澆口（（gate）的設(shè)計計7、輪輻式式澆口（spokegate）（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）特點點圓環(huán)形澆口口的改進；；澆口去除容容易；制品中有熔熔接痕，制制品強度降降低。7、輪輻式式澆口（spokegate）輪輻式澆口口的另一種種型式。（3）常用用尺寸同側(cè)澆口。。四、澆口（（gate）的設(shè)計計8、直澆口口（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）特點點流動阻力小小，適于大大型深制制品；注射壓力直直接作用在在制品上，，易產(chǎn)生殘殘余應(yīng)力；；澆口尺寸大大，補料時時間長；成型薄而平平制品時易易變形，澆澆口去除困困難。8、直澆口口（3）常用用尺寸L<30d=?9L>30d=??6第三節(jié)澆澆注系統(tǒng)設(shè)設(shè)計五、澆口的的開設(shè)對制制品性能的的影響1、保證制制品的質(zhì)量量（1）熔料料充滿型腔腔；（2）保證證制品質(zhì)量量，避免產(chǎn)產(chǎn)生噴射、、困氣、表表面銀絲等等現(xiàn)象。避免噴射、、表面銀絲絲等現(xiàn)象:加大澆口的的尺寸；采用沖擊性性澆口。五、澆口的的開設(shè)對制制品性能的的影響2、定向方方位對塑料料性能的影影響（1）、垂垂直于流動動方向上的的強度高于于平行于流流動方向上上的強度；；（2）分子子定向可改改