塑料成型工艺与模具设计PDF电子书下载

绪论 1

0.1 塑料及塑料工业发展概况 1

0.2　塑料工业体系及塑料成型在塑料工业中的地位 2

0.3　塑料成型模具及其地位 3

0.4　塑料成型技术的发展趋势 4

0.5　本课程的学习目的和要求 6

第1篇　塑料成型基础知识 7

第1章　塑料概论 7

1.1　塑料的来源 7

1.2　塑料的组成 8

1.2.1　合成树脂 8

1.2.2　添加剂 8

1.3　塑料的分类 10

1.3.1　根据塑料中树脂分子结构及热性能分类 10

1.3.2　根据塑料的用途分类 11

1.4　塑料的优缺点 11

思考题 13

第2章　塑料成型理论基础 14

2.1　聚合物的分子结构及热力学性能 14

2.1.1　聚合物的分子结构 14

2.1.2　聚合物的热力学曲线及加工适应性 15

2.2　聚合物的流变学性质 17

2.2.1　牛顿流动规律 17

2.2.2　指数流动规律和表观黏度 19

2.3　聚合物熔体的弹性 24

2.3.1 端末效应 24

2.3.2 失稳流动和熔体破裂 26

2.4　塑料成型过程中聚合物的物理变化 27

2.4.1　聚合物的结晶 27

2.4.2　聚合物的取向 29

2.4.3　残余应力 32

2.5　塑料成型过程中聚合物的化学变化 32

2.5.1　聚合物的降解 33

2.5.2　聚合物的交联 34

2.6　塑料的成型工艺性能 35

2.6.1 收缩性 35

2.6.2　流动性 36

2.6.3 结晶性 38

2.6.4　热敏性和水敏性 39

2.6.5　应力开裂与熔体破裂 39

2.6.6　热性能 39

2.6.7　吸湿性和粘水性 40

2.6.8　比容与压缩率 40

2.6.9　硬化速度 40

2.7　常用塑料的性能及应用 40

2.7.1　热塑性塑料 41

2.7.2　热固性塑料 49

思考题 50

第3章　塑料制件设计 51

3.1　塑料制件的尺寸和精度 51

3.1.1　塑件的尺寸 51

3.1.2　塑件的尺寸精度 53

3.2　塑料制件的表面质量 55

3.2.1　塑件表面粗糙度 55

3.2.2　塑件表观质量 55

3.2.3 塑料制件的结构设计 55

3.3　塑件的壁 56

3.3.1　壁的脱模斜度 56

3.3.3　壁的加强及防变形结构 57

3.4　塑件的孔及侧凹 60

3.4.1　通孔 61

3.4.2　盲孔 61

3.4.3　异形孔 61

3.4.4　侧孔、侧凹 62

3.5　塑件螺纹设计 63

3.6　嵌件 65

3.7　其他 68

3.7.1　齿轮 68

3.7.2　铰链 70

3.7.3　标记、符号 70

3.7.4　表面装饰 71

思考题 71

第2篇　注射成型工艺及模具设计 72

第4章　注射成型原理、工艺及设备 72

4.1　注射成型原理及其工艺特点 72

4.1.1　注射成型原理、特点及应用 72

4.1.2　注射成型工艺过程 73

4.2　注射成型设备 78

4.2.1　注射机分类 78

4.2.2　注射机的基本结构 80

4.2.3　注射机的主要技术参数及型号规格 83

4.2.4　如何选用注射机 84

4.2.5　一般注射机的操作要点 85

4.3　注射成型工艺条件的选择与控制 87

4.3.1　温度 87

4.3.2　压力 88

4.3.3 成型周期 90

4.4　几种常用热塑性塑料注射成型特点 91

4.4.1　聚乙烯（PE） 91

4.4.2 聚氯乙烯（PVC） 91

4.4.3　聚丙烯（PP） 91

4.4.4　聚苯乙烯（PS） 92

4.4.5 ABS 92

4.4.6　聚碳酸酯（PC） 92

4.4.7　聚酰胺（PA） 92

4.4.8　聚酯 93

4.4.9　聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 93

4.4.10　聚甲醛（POM） 93

4.5　典型注射制品的工艺条件与各种塑料的注射工艺参数 94

4.5.1 典型注射制品的工艺条件 94

4.5.2　各种热塑性塑料的注射工艺参数 96

4.6　注射机的辅机及辅助设施 96

4.6.1　干燥机 97

4.6.2　模温控制机 98

4.6.3　模温速冷机 99

思考题 99

第5章　注射模概述 100

5.1　注射模的基本结构 100

5.1.1　注射模的结构组成 100

5.1.2　注射模的分类 102

5.2　注射模与注射机的关系 109

5.2.1　注射量的校核 109

5.2.2　注射压力的校核 109

5.2.3　塑件在分型面上的投影面积和锁模力的校核 110

5.2.4　安装尺寸的校核 110

5.2.5　开模行程的校核 112

5.2.6　顶出装置的校核 113

思考题 114

第6章　注射模浇注系统 115

6.1　普通流道浇注系统 115

6.1.1　型腔总体布局 115

6.1.2　浇注系统的组成及其设计原则 122

6.1.3　主流道的设计 124

6.1.4　分流道的设计 126

6.1.5　冷料穴的设计 128

6.1.6　浇口的设计 131

6.2　浇注系统的平衡 140

6.2.1 相同塑件多型腔模具的浇口平衡 141

6.2.2　不同塑件多型腔模具的浇口平衡 141

6.3　排溢系统的设计 141

思考题 142

第7章 注射模成型零部件设计 145

7.1　成型零部件的结构设计 145

7.1.1 凹模 145

7.1.2 凸模 147

7.1.3 凸凹模 148

7.1.4　螺纹型芯和螺纹型环 149

7.2　成型零部件工作尺寸的计算 151

7.2.1 平均值法 151

7.2.2　公差带法 155

7.2.3　螺纹型环和螺纹型芯工作尺寸的计算 160

7.3　模具型腔侧壁和底板厚度的计算 161

7.3.1　矩形型腔结构尺寸计算 162

7.3.2 圆形型腔结构尺寸的计算 167

思考题 169

第8章　注射模的导向及脱模机构设计 170

8.1　导向机构设计 170

8.1.1　导向机构的作用与分类 170

8.1.2　导柱导向机构 170

8.1.3　锥面定位机构 173

8.1.4　导向机构的应用 174

8.2　脱模机构设计 174

8.2.1 概述 174

8.2.2　简单脱模机构 176

8.2.3　二级脱模机构 183

8.2.4　脱模机构的导向与复位 188

8.2.5　动、定模双向脱模机构 192

8.2.6　顺序脱模机构 193

8.2.7　带螺纹塑件的脱模机构 195

8.2.8　浇注系统凝料的脱模机构 199

思考题 202

第9章　侧向分型与抽芯机构设计 203

9.1 概述 203

9.1.1　侧向分型与抽芯机构的分类 203

9.1.2　抽芯距确定与抽芯力计算 204

9.2　斜导柱侧向分型与抽芯机构 204

9.2.1　斜导柱侧向分型与抽芯机构设计 204

9.2.2　斜导柱侧向分型抽芯的应用形式 218

9.3 弯销侧向分型与抽芯机构 223

9.3.1　弯销侧向分型与抽芯机构的结构特点 224

9.3.2　弯销在模具上的安装方式 224

9.4　斜导槽侧向分型与抽芯机构 225

9.5　斜滑块侧向分型与抽芯机构 227

9.5.1　斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型 227

9.5.2　斜滑块的组合与导滑形式 229

9.5.3　斜滑块侧向分型与抽芯机构设计要点 230

9.6　齿轮齿条侧向抽芯机构 232

9.6.1 传动齿条固定在定模一侧 232

9.6.2　传动齿条固定在动模一侧 234

9.7　其他侧向分型与抽芯机构 234

9.7.1　弹性元件侧抽芯机构 234

9.7.2　液压或气动侧抽芯机构 235

9.7.3　手动侧向分型与抽芯机构 236

思考题 238

第10章　注射模温度调节系统 239

10.1　温度调节的重要性 239

10.1.1　温度调节对塑件质量的影响 239

10.1.2 温度调节对生产效率的影响 240

10.2　冷却系统计算原则 240

10.3　冷却系统的设计计算 243

10.3.1　冷却时间的计算 243

10.3.2 冷却水道传热面积及水道数目的计算 246

10.4　冷却回路的形式 249

10.4.1　型腔冷却回路 249

10.4.2 凸模（型芯）冷却回路 251

10.5　模具的加热装置 253

思考题 254

第11章　注射模设计举例及材料选用 255

11.1　注射模设计程序 255

11.1.1 设计前应明确的事项 255

11.1.2　模具的结构设计 257

11.1.3　确定模具的概略尺寸 259

11.1.4　绘制模具装配图和非标准零件图 260

11.1.5　校对、审图后用计算机出图 260

11.2　注射模设计实例1 260

11.2.1　设计前数据的收集 261

11.2.2　注射模的结构设计 262

11.2.3　模具设计的有关计算 265

11.2.4　模具加热和冷却系统的计算 268

11.2.5　模具闭合高度的确定 268

11.2.6　注射机有关参数的校核 268

11.2.7　绘制模具总装图和非标零件工作图 268

11.3　注射模设计实例2 269

11.3.1　设计前数据的收集 269

11.3.2　模具结构设计 269

11.3.3　模具装配图绘制 270

11.4　模具零件材料的选用 270

11.4.1　模具选材的一般原则 270

11.4.2　模具选材的具体考虑因素 271

11.4.3　塑料模具主要构件的材料 272

11.4.4　塑料模具工作零件的常用材料 273

思考题 273

第12章　注射成型及模具新技术应用 274

12.1 无流道注射成型及模具 274

12.1.1　绝热流道注射模具 274

12.1.2　半绝热流道注射模 278

12.1.3　加热流道模具 278

12.1.4　大型塑件热流道模具注意事项 280

12.1.5　延伸喷嘴及二级喷嘴 281

12.2　热固性塑料注射成型工艺及模具 284

12.2.1 发展概况 284

12.2.2　热固性塑料注射成型原理及工艺 285

12.2.3　热固性塑料注塑模设计要点 290

12.2.4　热固性塑料无流道注射模 298

12.2.5　热固性塑料无流道注压成型 300

12.3　精密注射成型及模具设计 302

12.3.1　精密注射成型制品精度确定 302

12.3.2　精密注射成型对塑料原料的要求 303

12.3.3　精密注射成型对注射机的要求 303

12.3.4　精密注射成型工艺特点 304

12.3.5　精密注射模具设计要点 304

12.3.6　精密注射模具加工要点 307

12.4　共注射成型及模具设计 309

12.4.1 双清色注射成型及模具 309

12.4.2 双层注射成型及模具 310

12.4.3　混色注射成型及模具 311

12.4.4　共注射成型工艺特点 313

12.5　气体辅助注射成型及模具 313

12.5.1　气体辅助成型原理 314

12.5.2 气体辅助成型工艺 314

12.5.3 气体辅助注射成型设备 318

12.5.4　气体辅助注射的注气嘴结构设计 319

12.5.5 气辅塑件设计要点 322

12.5.6　气辅模具设计与制造 323

12.6 CAD/CAE/CAM技术在注塑工程中的应用 324

12.6.1 CAD/CAE/CAM技术内容与应用 324

12.6.2　常用CAD/CAE/CAM软件 328

12.6.3 CAD/CAE/CAM软件在注射模设计加工中的应用实例 333

思考题 338

第3篇　压缩、压注、挤出等其他塑料成型及模具设计第13章　压缩成型及模具设计 339

13.1　压缩成型原理与工艺 339

13.1.1　压缩成型原理和特点 339

13.1.2　压缩成型工艺过程 340

13.1.3　压缩成型工艺条件的选择 342

13.2　压缩模的结构与分类 343

13.2.1　压缩模的结构 343

13.2.2　压缩模的分类 345

13.2.3 选用压缩模结构 347

13.3　压缩模与压力机的关系 347

13.3.1　压力机的分类 347

13.3.2　压力机的主要技术参数 348

13.3.3　液压机技术参数的校核 349

13.4　压缩模的设计 352

13.4.1　塑料在模具内加压方向的确定 352

13.4.2 凸、凹模的配合形式 353

13.4.3　凹模加料腔尺寸的计算 357

13.4.4　压缩模脱模机构设计 360

13.4.5　压缩模的侧向分型抽芯机构 364

思考题 366

第14章　压注成型及模具设计 367

14.1　压注成型原理与工艺 367

14.1.1　压注成型原理和特点 367

14.1.2 压注成型的工艺过程和工艺条件 368

14.2　压注模设计 369

14.2.1　压注模类型 370

14.2.2 压注模结构设计 372

思考题 381

第15章　挤出成型及模具设计 382

15.1　挤出成型原理与工艺 382

15.1.1　挤出成型原理 382

15.1.2　挤出成型工艺过程 382

15.1.3　挤出成型工艺参数 383

15.2　挤出模具设计 383

15.2.1 挤出成型机头分类和设计原则 383

15.2.2　管材挤出成型机头设计 384

15.2.3　棒材挤出成型机头设计 389

15.2.4 吹塑薄膜机头设计 391

15.2.5　板材、片材挤出成型机头 391

15.2.6　异型材挤出成型机头 393

15.2.7 电线电缆挤出成型机头 394

思考题 395

第16章　气动、发泡成型工艺与模具设计 396

16.1 中空吹塑成型工艺与模具设计 396

16.1.1 中空吹塑成型模具的分类、特点及成型工艺 396

16.1.2 吹塑成型的工艺参数 396

16.1.3　中空塑件的设计 397

16.1.4　中空吹塑设备 397

16.1.5 吹塑模具设计要点 398

16.2　真空成型工艺与模具设计 399

16.2.1　真空成型的特点及成型工艺 399

16.2.2　真空成型塑件设计 400

16.2.3　真空成型模具设计 400

16.3　压缩空气成型工艺与模具设计 401

16.3.1　压缩空气成型特点及成型工艺 401

16.3.2　模具设计要点 402

16.4　泡沫塑料成型工艺及模具设计 402

16.4.1 可发性聚苯乙烯的制备 402

16.4.2 泡沫聚苯乙烯的成型工艺 403

16.4.3　泡沫塑料成型模具 403

思考题 404

附录A　塑料名称及缩写代号（GB/T1844—1995）和俗称 405

附录B 常用热塑性塑料的重要性能参数 408

附录C　部分国产热塑性塑料（通用型）注塑机规格 409

附录D　各种热塑性塑料的注射工艺参数 410

附录E　热塑性塑料注射成型塑件缺陷及分析 413

附录F　热固性塑料压缩成型缺陷及分析 417

附录G 热固性塑料压注成型缺陷及分析 419

附录H　塑料模具工作零件的常用材料特性及用途 420

附录I 热塑性塑料注射机锁模机构与装模尺寸 429

附录J　塑料模具零件公差等级数值表（GB1800—79） 434

参考文献 436