塑料模設(shè)計(jì)教程

1、機(jī)械、模具、材料相關(guān)知識(shí)、話題、資料請(qǐng)至www.wentu.g進(jìn)行學(xué)習(xí)交流機(jī)械、模具、材料相關(guān)知識(shí)、話題、資料請(qǐng)至www.wentu.g進(jìn)行學(xué)習(xí)交流塑料模設(shè)計(jì)教程塑料模設(shè)計(jì)教程內(nèi)容1、塑料的基本概念2、熱塑料的成型加工性能3、熱塑料制品設(shè)計(jì)原則4、注射成型概述5、注射成型模具基本結(jié)構(gòu)及分類6、型腔分型面及澆注系統(tǒng)（一）7、型腔分型面及澆注系統(tǒng)（二）8、注射成型模具零部件的設(shè)計(jì)（一）9、注射成型模具零部件的設(shè)計(jì)（二）10、注射成型模具零部

2、件的設(shè)計(jì)（三）11、注射成型模具的設(shè)計(jì)12、塑料模具設(shè)計(jì)步驟13、塑料模具課外資料（一）塑料的基本概念塑料的基本概念:〈一〉、塑料的定義及組成，塑料是指以高分子合成樹脂為主要成份、在一定溫度和壓力下具有塑性和流動(dòng)性，可被塑制成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。組成：聚合物合成樹脂（40~100%）輔助材料：增塑劑、填充劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑、發(fā)泡劑、增強(qiáng)材料。輔助材料作用：改善材料的使用性能與加工性能，節(jié)約樹脂材料（貴）〈

3、二〉塑料的分類：300余品種，常用的是40余種名稱是以所使有的合成樹脂作為名稱來稱呼：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂、氧樹脂俗稱：電木（酚醛樹脂）有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂）玻璃鋼（熱固性樹脂用玻璃纖維增強(qiáng)）英文名稱：尼龍（聚酰胺）PA聚乙烯PE分類：熱固性塑料與熱塑性塑料（按塑料的分子結(jié)構(gòu)）1、熱塑性塑料具有線型分子鏈成支架型結(jié)構(gòu)加熱變軟，泠卻固化不可逆的2、熱固性塑料：具有網(wǎng)狀分子鏈結(jié)構(gòu)加熱軟化，固化后不可逆.通用塑料：指產(chǎn)量大

4、，用途廣。價(jià)格低廉的一類塑料。如：聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，醛酚塑料，氨基塑料占塑料產(chǎn)量的60%工程塑料：指機(jī)械性能高，可替代金屬而作工程材料的一類，尼龍，聚磷酸脂，聚甲醛，ABS特種塑料：隙氧樹脂〈三〉塑料的性能1、質(zhì)量輕，密度0.9~0.23gcm^泡沫塑料0.189gcm2、比強(qiáng)度高：是金屬材料強(qiáng)度的110。玻璃鋼強(qiáng)度更高3、化學(xué)穩(wěn)定性好4、電氣絕緣性能優(yōu)良5、絕熱性好6、易成型加工性，比金屬易7、不足：強(qiáng)度，剛度不如金

5、屬，不耐熱。100C以下熱膨脹系數(shù)大，易蠕變，易老化。熱塑性塑料成型加工性能：熱塑性塑料成型加工性能：〈一〉吸濕性：吸水的（ABS.尼龍，有機(jī)中玻璃）懦水的（聚乙烯）含水量大，易起泡，需干燥?！炊邓芰衔飸B(tài)：1、玻璃態(tài)：一般的塑料狀態(tài)TG高于室溫。2、高彈態(tài)：溫度商于TG，高聚物變得像橡膠那樣柔軟，有彈性。3、粘流態(tài)：沾流化溫度以上，高聚物相繼出現(xiàn)塑料流動(dòng)性與粘性液體流動(dòng)區(qū)移，塑料成型加工就在材料的粘流態(tài)進(jìn)引?！慈盗鲃?dòng)性：塑料在一定溫

6、度壓力作用下，能夠充分滿模具型腔各部分的性能，稱作流動(dòng)性。流動(dòng)性差，注射成型時(shí)需較大的壓力；流動(dòng)性太好，容易發(fā)生流涎及造成制件溢邊?！此摹盗髯冃裕焊呔畚镌谕饧幼饔孟庐a(chǎn)生流動(dòng)性與變形的性質(zhì)叫流變性。牛頓型流體與非牛頓型流體。牛頓流體：主要取決于（流變形為）剪切應(yīng)力，剪切速率和絕對(duì)粘度，低分子化合物的液體或溶液流體屬于牛頓流體。大多數(shù)高聚物熔體在成型過程中表現(xiàn)為非牛頓流體。〈五〉結(jié)晶性：冷凝時(shí)能否結(jié)晶。無定型塑料與結(jié)晶型塑料。結(jié)晶型：尼龍，

7、聚丙烯，聚乙烯，無定型塑料：ABS〈六〉熱敏性與水敏性。〈七〉相熔性：熔融狀態(tài)下，兩種塑料能否相熔到一起，不能則會(huì)分層，脫皮?！窗恕祽?yīng)力開裂及熔體破裂?！淳拧禑嵝阅芗袄鋮s速度?！词捣肿佣ㄏ颍ㄈ∠颍??！词弧凳湛s性?！词刀拘裕碳ば?，腐蝕性。熱塑料制品設(shè)計(jì)原則熱塑料制品設(shè)計(jì)原則一、尺寸，精度及表面精粗糙度〈一〉尺寸尺寸主要滿足使用要求及安裝要求，同時(shí)要考慮模具的加工制造，設(shè)備的性能，還要考慮塑料的流動(dòng)性。〈二〉精度影響因素很多，有模

8、具制造精度，塑料的成份和工藝條件等。〈三〉表面粗糙度由模具表面的粗糙度決定，故一般模具表面粗糙比制品要低一級(jí)，模具表面要進(jìn)引研磨拋光，透過制品要求模具型腔與型芯的表面光潔度要一致Ra〈0.2um塑件圈上無公差要求的仍由尺寸，一般采用標(biāo)準(zhǔn)中的8級(jí)，對(duì)孔類尺寸可以標(biāo)正公差，而軸類各件尺寸可以標(biāo)負(fù)出差。中心距尺寸可以棕正負(fù)公差，配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。二、脫模斜度由于塑件在模腔內(nèi)產(chǎn)生冷卻收縮現(xiàn)象，使塑件緊抱模腔中的型芯和型腔中的凸出

9、部分，使塑件取出困難，強(qiáng)行取出會(huì)導(dǎo)至塑件表面擦分，拉毛，為了方便脫模，塑件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內(nèi)、外表面，設(shè)計(jì)足夠的脫模斜度，一般1——130`。一般型芯斜度要比型腔大，型芯長(zhǎng)度及型腔深度越大，則斜度不減小。三、壁厚根據(jù)塑件使用要求（強(qiáng)度，剛度）和制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及模具成型工藝的要求而定壁厚太小，強(qiáng)度及剛度不足，塑料填充困難壁厚太大，增加冷卻時(shí)間，降低生產(chǎn)率，產(chǎn)生氣泡，縮孔等。要求壁厚盡可能均勻一致，否則由于冷卻和固化速

10、度不一樣易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起塑件的變形及開裂。四、加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)原則：〈一〉中間加強(qiáng)筋要低于外壁0.5mm以上，使支承面易于平直?！炊祽?yīng)避免或減小塑料的局部聚積。〈三〉筋的排例要順著在型腔內(nèi)的流動(dòng)方向。五、支承面塑件一般不以整個(gè)平面作為支承面，而取而代之以邊框，底腳作支承面。六、圓角要求塑件防有轉(zhuǎn)角處都要以圓角（圓?。┻^渡，因尖角容易應(yīng)力集中。塑件有圓角，有利于塑料的流動(dòng)充模及塑件的頂出，塑件的外觀好，有利于模具的強(qiáng)度及壽命。七、孔（槽）塑

11、件的孔三種成型加工方法：（1）模型直接模塑出來。（2）模塑成盲孔再鉆孔通。（3）塑件成型后再鉆孔。先模塑出淺孔好。1、模塑通孔要求孔徑比（長(zhǎng)度與孔徑比）要小些，當(dāng)孔徑〈1.5MM，由于模芯易彎曲折斷，不適于模塑模塑型芯的三種方式。2、肓孔的深度：h〈（3—5）dd〈1.5時(shí)，h〈3d3、異形孔（槽）設(shè)計(jì)塑件如有側(cè)孔或凹槽，則需要活動(dòng)塊或抽芯機(jī)構(gòu)“平行射成原則“確定塑件側(cè)孔（槽）是否適合于脫模。熱塑性塑料中軟而有彈性的，如聚乙烯，聚丙烯，

12、聚甲醛導(dǎo)制品，內(nèi)孔與外像淺的可強(qiáng)制脫模。八、螺紋塑件中的螺紋可用模塑成型出來，或切削方法獲得通常折裝或受力大的，要采用金屬螺紋嵌件來成型。3c、一般需要多次修復(fù)，調(diào)理達(dá)到平衡。d、即使達(dá)到料流和填充平衡，但材料時(shí)間不相同，制品出來的尺寸和性能有差別，對(duì)要求高的制品不宜采用。e、非平衡式分布，分流道長(zhǎng)度短。f、如果分流道較長(zhǎng)，可將分流道的尺寸頭沿熔體前進(jìn)方向稍征長(zhǎng)作冷料穴，使冷料不致于進(jìn)入型腔。g、分流道和型腔布置時(shí)，要使用塑件投影面積總

13、重心與注塑機(jī)鎖模力的作用線重合。型腔分型面及澆注系統(tǒng)（二）〈四〉澆口的類型和設(shè)計(jì)澆口指流道末端與型腔之間的細(xì)小通道?！?〉作用：a、使熔體快速進(jìn)入型腔，按順序填充。b、冷卻材料作用〈2〉澆口參數(shù)：a、形狀一般為圓形或矩形。b、面積與分流道比為0.03~0.09。c、長(zhǎng)度一般:0.5~2.0mm。〈3〉小澆口的優(yōu)點(diǎn)：a、改變塑料非牛頓流體的表觀粘度，增剪切速率。b、小澆口改變流體流速，產(chǎn)生熱量，溫度升高。c、易凍結(jié)，防止型腔內(nèi)熔體的倒流。

14、d、便于塑件與澆注系統(tǒng)的分高。澆口的常見形式：1、針點(diǎn)式澆口①結(jié)構(gòu)形式②圓弧尺的作用：增大澆口入料口處截面積，截小熔體的冷卻速度，有利于補(bǔ)料。③多腔模中用（C）形式的針點(diǎn)式澆口。④當(dāng)塑件較大時(shí)，用多點(diǎn)進(jìn)料。⑤當(dāng)熔體流徑澆口時(shí)，受剪切速率的影響，造成分子的高度定向，增加局部應(yīng)力，開裂，可將澆口對(duì)面壁厚增加并呈圓弧過渡。⑥模具采用三板式（雙分模面）2，潛伏式澆口又名隧道式澆口進(jìn)料部位選在制品較隱蔽的地方，以免影響制品的外觀，頂出時(shí)，流道與塑

15、件自動(dòng)分開，故需大的頂出力，以對(duì)于過分強(qiáng)韌的塑料，不適合于潛伏式澆口。3側(cè)澆口又稱邊像澆口。一般開于分型面上，從塑料邊像進(jìn)料，形狀長(zhǎng)短形或接近短形。4直接式澆口又稱中心澆口或稱主流道型澆口。特點(diǎn)：①尺寸較大，冷凝時(shí)間較長(zhǎng)。②壓力直接作用于制件上，易產(chǎn)生線余應(yīng)力。③澆口凝料的除去較困難。④流動(dòng)的阻力小，進(jìn)料的速度快，用于大型長(zhǎng)流程式的單腔制品，可以較好地補(bǔ)縮。5圓隙形澆口用于圓向形或中間帶有孔的塑件。冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì)1、帶Z型頭拉料桿

16、的冷料穴2、帶球形頭拉料桿的冷料穴3、無拉料桿的冷料穴注射成型模具零部件的設(shè)計(jì)（一）一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1型腔結(jié)構(gòu)形式a.整體式結(jié)構(gòu)，適用于形狀簡(jiǎn)單加工容易的型腔。b.整體嵌入式，可節(jié)約模具材料，降低成本。c.局部苒鑲式，用于局部加工較難時(shí)的情況。d.四壁合拼式，用于尺寸較大，易熱處理變形的模具。2型芯的結(jié)構(gòu)形式a.整體式，形狀簡(jiǎn)單時(shí)，型芯與模板做成一體。b.組合式，從節(jié)約材料出發(fā)，即利用軸盾和底板連接c.小型芯單獨(dú)性加工后再嵌入模板

17、中。d.非圓形小型芯，把安裝部分做成圓形，易于加工，而成形部分做成異形，用軸盾連接。e.復(fù)雜型芯的組合方式。二、成型零件的作尺寸計(jì)算1工作尺寸指成型零件上直接用來成型塑件的尺寸。①型芯型腔的徑向尺寸②型芯的高度尺寸③型腔的深度尺寸④中心距尺寸2影響塑件尺寸的因素：a成型零件本身制造公差b使用過程中的磨損c收縮率的波動(dòng)3具體的尺寸計(jì)算：〈1〉徑向尺寸計(jì)算a.型腔L型腔：H型腔：b.型芯L型芯=H型芯=c.中心腔:其中：①制件的尺寸標(biāo)注形式

18、一定要轉(zhuǎn)化成上圖的形式②③以上計(jì)算是按平均收縮率計(jì)算公式進(jìn)料的④對(duì)于精度要求達(dá)到6級(jí)以上的制品，模具尺寸計(jì)算結(jié)果需保留兩位小數(shù)，6級(jí)精度以下，只保留一位即可。三、成型零部件的剛度，強(qiáng)度較核：①當(dāng)型腔全被充滿的瞬間，內(nèi)壓力達(dá)極大值。②大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，以剛度較核為主。③小尺寸型腔以強(qiáng)度不足為主要矛盾，以強(qiáng)度較核為主。④凹模強(qiáng)度較核公式。四、其它輔助構(gòu)件指起安裝，導(dǎo)向，裝配，冷卻，加熱及機(jī)構(gòu)動(dòng)作等作用的零件〈一〉導(dǎo)向零件作用：

19、定位，導(dǎo)向及承受測(cè)壓的作用。類型：導(dǎo)柱導(dǎo)向，錐面導(dǎo)向及斜面導(dǎo)向等。1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：導(dǎo)柱：①由導(dǎo)柱導(dǎo)套或?qū)蚩捉Y(jié)構(gòu)組成。②要求導(dǎo)柱比凸模高出68cm。③導(dǎo)柱端問好成錐形或半球形。④導(dǎo)柱表面具有較好的耐磨性，芯部堅(jiān)韌而不易折斷。⑤與模板裝配過渡配合。⑥導(dǎo)柱與模板的連接方式。導(dǎo)套：①導(dǎo)套前端側(cè)角尺。②導(dǎo)套硬度比導(dǎo)柱低。③導(dǎo)套與模板配合面的粗糙度。④導(dǎo)套與模板的連接固定方式。導(dǎo)孔：適于小批量生產(chǎn)的模具，要求的精度不高。2錐面，斜面導(dǎo)向定位