2020年(塑料橡胶材料)河北工程大学塑料成型基础知识

（塑料橡胶材料）河北工程大学塑料成型基础知识
第1章塑料成型基础知识
1.高分子聚合物的结构和性能
2.高分子聚合物的形成
低分子化合物单体通过聚合反应形成
3.聚合物的结构
长链结构：线型高分子、支链型高分子、体型高分子
聚集态结构：晶态、非晶态、部分晶态
③聚合物的物理状态
非晶态线型高聚物：玻璃态、高弹态、粘流态
2.聚合物的流变性质
①粘弹性质：塑料熔体在成型过程中的变形和流动同时具
有弹性和粘性性质
②塑料在成型加工过程中的流动基本上是层流
3塑料熔体的类型宾哈流体膨胀性流体牛顿型流体假塑性流体复合型流体
4聚合物熔体流动过程中的弹性行为：端末效应和失稳流动
“剪切稀化”：假塑性流体的表观粘度随剪切速率的增加非线性下降的现象。

“剪切增稠”:膨胀性流体的表观粘度随剪切速率的增加非线性升高的现象。

3聚合物成型过程中的物理行为：结晶和取向
4.聚合物成型过程中的化学行为：降解和交联
5.塑料的组成：合成树脂+添加剂（填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、固化剂等）
按塑料的成型工艺性能可分为热塑性塑料和热固性塑料
6.塑料的成型工艺性：了解塑料收缩性、流动性
7.塑料的主要成型方法：注射成型压缩成型压注成型挤出成型中空吹塑成型固相成型(真空吸塑成型、压缩空气成型）
了解各成型方法的原理及适用范围
1、注射成型主要用于热塑性塑料，也可用于热固性塑料。

将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗，在注射机内塑料受热熔融且使之保持流动状态，然后在壹定压力下注入闭合的模具，经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需的塑件。

2、压缩成型（压制成型）主要用于热固性塑料，制造结构件等粉粒状、纤维状的塑料（预热预压）置于成型温度的型腔中合模加压成型固化
3、压注成型主要用于热固性塑料，适用于形状复或带有较多嵌件的塑料制件其工艺类似于注塑成型工艺，压注成型时塑料在模具的加料腔内塑化，再经过浇注系统进入型腔，而注塑成型在注塑机料筒内塑化。

4、挤出成型将熔融的塑料自模具内以挤压的方式往外
推出，而得到和机头口模相同几何形状的流体，冷却固化后，得到所要的零件。

主要用于热塑性塑料，壹般用于成型加工管、棒、膜、板及异型材等连续塑料型材，仍用于塑料的混炼加工，如着色、填充、共混等。

5、中空吹塑成型壹般用于热塑性塑料，主要用于制造中空制件和管筒型薄膜，如瓶、桶、球、壶、箱、管型薄膜等。

将处于塑性状态的型坯置于模具型腔内，借助压缩空气将其吹胀，使之紧贴于型腔壁上，经冷却定型得到中空塑料制品的模塑方法。

6、固相成型
壹般用于塑料板材的二次成型加工，如真空吸塑成型、压缩空气成型等。

第2章塑料制品设计
1壁厚设计原则及实例(表2-9）最基本的原则：在
可能的情况下尽量使壁厚均匀壹致。

2.脱模斜度
选取原则塑件精度要求高，较高、较大的塑件尺寸，应选用较小的脱模斜度。

塑件形状复杂、不易脱模，塑件收缩率大，塑件壁较厚，应选用较大的脱模斜度.
3.加强肋加强肋设计实例（表2-13）
注：加强肋不应该和塑件支撑面平齐，而应该缩进
0.5mm之上
4.支承面不宜以塑件的整个平面底面做支承面，通常采用凸缘或凸台作为支承面。

（表2-14实例）
5圆角对于塑件来说，除使用要求需要采用尖角以外，其余所有内外表面转弯出都应该采用圆角过渡。

6.塑件的表面形状为了在开模时容易取出塑件，应尽可能避免侧向凹凸或和塑件脱模方向垂直的孔而减少或消除不必要的侧向抽芯等复杂的模具结构，以简化模具结构。

表2-18实例
7.塑件螺纹成型可用以下三种成型方法：①注射成型②机械加工制作③在塑件内部镶嵌金属螺纹构件（对于经常拆装或要求强度较高的螺纹）
第3章塑料注射成型原理及工艺
1注射成型原理：将颗粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型腔，经壹定时间的保压、冷却定型后可保持模具型强所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件
2.注射机的分类:按外形特征分：立式、卧式、直角式按塑化方式分：柱塞式、螺杆式
注：和柱塞式注射机相比，螺杆式注射机具有塑化能力强、塑化效果好、压力损失小及注射速度高，且充型均
衡等优点
3.注射成型工艺过程
1）注射前的准备原料的预处理-料筒的清洗-嵌件的预热-脱模剂的选用
2）注射过程加料-塑化-注射-保压-冷却-脱模
3）塑件的后处理：退火处理和调湿处理
4注射成型工艺参数：温度、压力、时间（成型周期）
第4章注射模具设计
4.1注射模具的基本结构和分类
1.注射模的结构组成:成型零部件浇注系统导向和定位机构脱模机构温度调节系统排气系统支承零部件侧向分型抽芯机构注：图4-1，要求能够写出模具各零件名称
4.2注射模和注射机
1.注射机的注射量校核：模具每次需要的实际注射量应该小于或等于所选用注射机的公称注射量的80%。

2.注射压力的校核：注射压力校核的目的是校验注射机的公称注射压力能否满足塑件成型的需要。

为此注射机的公称注射压力应大于塑件成型时所需的注射压力。

3.锁模力的校核：注射机的额定锁模力必须大于胀型力。

4.开模行程的校核：开模行程（从模具中取出塑件所需要的最
小开模距离)必须小于注射机移动模板的最大行程Smax注：锁模机构不同，开模行程的校核也不同
4.3分型面的选择
分型面：分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面
1.分型面的表示方法：在分型面的延长面上画出壹小段直线表示分型面的位置，且用箭头表示开模方向或模板可移动的方向。

对于多分型面，用大写字母(罗马数字)表示开模的顺序。

2.分型面的选择原则及实例（表4-3
4.4型腔数目的确定和排列形式
1.型腔数目的确定:型腔数目可按技术参数或经济性来确定，可根据实际情况选用其中的壹种方法进行确定
2.多型腔的排列:多型腔的排列就是塑件的排列，可根据要求按模具结构、注射工艺进行排列。

4.5浇注系统设计
1.浇注系统的组成:主流道、分流道、浇口、冷料穴
2.主流道的设计:主流道是连接注射机喷嘴和分流道的壹段通道。

了解主流道的设计要点（如形状、尺寸等）
3.冷料穴的设计:冷料穴壹般位于主流道和分流道末端。

其作用是存放俩次注射间隔而产生的冷料以及料流前锋的冷料，
防止冷料进入型腔形成各种缺陷
4.分流道的设计:分流道是主流道和浇口之间的通道，壹般开设在分型面上，起分流和转向作用
5.浇口的设计:浇口是连接分流道和型腔之间的细短通道，浇口起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用
①浇口的类型及特点：直接浇口、中心浇口、点浇口、侧浇口、护耳形浇口、潜伏式浇口
直接浇口:壹般设在模具中心，只适用于单型腔的深腔件和大型塑件。

中心浇口:盘形浇口:适用于圆筒形或中间带有比主流道直径大的孔的塑件
环形浇口：适用于管状或圆筒状塑件
轮辐式浇口：适用于圆筒件
爪形浇口：适用于内孔较小或有同心度要求的管状塑件
点浇口:通常用于流动性较好的塑料制品。

适用于外观要求较高的壳类或盒类塑件。

侧浇口:壹般设在分型面上，从塑件的侧面进料，用于壹模多腔的模具
潜伏式浇口:点浇口的演变形式，多用于多型腔模具。

护耳形浇口:只用于难于成型（粘度高、热稳定性差）的塑料②浇口的设计原则熟悉浇口的设计原则，能够合理的选择浇口类型及位置
4.6排气和引气系统设计
1.排气的方式:①利用模具分型面或配合间隙排气②开设排气槽排气③镶嵌烧结的金属块排气
2.排气结构的设计原则：
ϖ排气槽应尽量设在分型面上且尽量设在凹模壹边，以便于模具制造和清理。

ϖ应尽量设在型腔最后充填的部位，如塑件、流道、冷料穴的浇注终端。

3.引气
塑件粘附型腔较严重时，为便于脱模需设计引气装置。

4.7注射模具成型零件设计
构成型腔的零件，包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型芯或型环等
4.8导向机构设计
作用：导向、定位、承受壹定的侧向力.
通常采用导柱导向机构（导柱、导套），对于精密、大型模具以及导向零件需要承受较大侧向力的模具，需设置精定位装置(锥面、斜面、锥形导柱或合模销)
4.9脱模机构设计
1.设计原则
开模时尽量使塑件滞留于动模
2.壹次脱模机构
推杆、推管、脱模板、推块、利用成型零件、多元联合、气动脱模机构
3.二次脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构
熟悉各机构的开模过程
4.10侧向抽芯机构设计
斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块、斜推杆、齿轮齿条等4.11温度调节系统设计
1.冷却系统的设计
冷却介质：冷却水和压缩空气
了解冷却系统的设计原则
2.加热系统设计
加热方式：介质加热和电阻加热
壹般情况下，对热固性塑料成型模具需要设计加热系统，对于热塑性塑料注射成型时在以下四种情况也需要加热。

ϖ对要求模具温度在80℃之上的塑料成型
ϖ对于大型模具的预热
ϖ模具有需要加热的局部区域
ϖ热流道模具的局部加热
复习重点
壹、
1.聚合物的长链结构
2.非晶态线性聚合物的物理状态
3.聚合物在流动过程中的弹性行为
4.聚合物在成型过程中的物理、化学行为
5.塑料的组成、分类
6.塑料成型的主要方法
二、壁厚、加强肋、脱模斜度、圆角等的设计原则及实例三、
1.注射机的分类
2.螺杆式和柱塞式相比有什么优点
四、
1.图4-1注射模具的结构
2.注射模的分类
3.注射机相关参数校核
4.分型面的选择原则、实例
5.浇注系统的组成，各部分设计的主要原则
6.浇口的设计
7.成型零部件的计算
8.脱模机构工作过程（顺序脱模、二次脱模）
9.壹次脱模机构的种类
10.侧向抽芯机构的种类。