塑料模具设计与制造PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1　模具及其在材料加工工业中的重要地位 1

1.2　国内外塑料模具技术现状及发展趋势 2

1.3　塑料成型模具的分类 4

第2章　塑料注塑成型模具 6

2.1　概述 6

2.1.1　注塑模具设计中的主要问题 6

2.1.2　注塑模具典型结构 7

2.1.3　注塑模具分类 8

2.2　模具与注塑机的关系 10

2.2.1　注塑机有关工艺参数的校核 11

2.2.2　注塑机锁模部位主要技术规范 16

2.3　注塑模普通浇注系统设计 20

2.3.1　概述 20

2.3.2　塑料熔体在浇注系统和型腔内的流动分析 21

2.3.3　主流道和冷料井的设计 23

2.3.4　分流道系统设计 27

2.3.5　浇口设计 30

2.4　注塑模无流道浇注系统设计 44

2.4.1　概述 44

2.4.2　绝热流道注塑模具 45

2.4.3　热流道注塑模具 48

2.5　注塑模成型零部件设计 58

2.5.1　概述 58

2.5.2　型腔分型面位置和形状设计 59

2.5.3　成型零件的结构设计 61

2.5.4　排气方式及排气槽的设计 67

2.5.5　型腔成型尺寸计算 69

2.5.6　塑料模具的力学设计 82

2.6　合模导向和定位机构 91

2.6.1　概述 91

2.6.2　导柱导向机构设计 91

2.6.3　锥面定位机构设计 96

2.7　塑件脱模机构设计 98

2.7.1　概述 98

2.7.2　简单壳形制品脱模力的计算 99

2.7.3　螺纹制品脱模扭矩计算 103

2.7.4　简单脱模机构 106

2.7.5　定模脱模机构 114

2.7.6　顺序双脱模机构 115

2.7.7　二级脱膜机构 119

2.7.8　浇注系统凝料脱出 123

2.7.9　螺纹塑件脱模机构 128

2.8　侧向分型与抽芯机构 135

2.8.1 概述 135

2.8.2　手动分型抽芯机构 137

2.8.3　机动分型抽芯机构 138

2.8.4　液压抽芯或气压抽芯机构 161

2.8.5　联合作用抽芯机构 162

2.9.1　概述 164

2.9　注塑模温度调节系统 164

2.9.2　模具冷却系统设计计算 168

2.9.3　常见冷却水路结构形式 172

2.9.4　模具冷却新技术 176

2.10　气体辅助注塑成型制品设计和模具设计 177

2.10.1　概述 177

2.10.2　气辅成型制品和模具设计原则 181

2.10.3　气辅模具设计计算机辅助工程 185

2.11　典型注塑模结构举例 185

参考文献 192

3.1.2　压塑模典型结构 193

3.1.1　压塑成型及压模结构特点 193

3.1　概述 193

第3章　塑料压塑成型模具 193

3.1.3　压塑模具分类 194

3.2　压模与压机的关系 197

3.2.1　压机及常用压机的技术规范 197

3.2.2　压模与压机相关技术参数的校核 201

3.3　压模成型零件设计 204

3.3.1　型腔总体设计 204

3.3.2　压模型腔配合结构和尺寸 206

3.3.3　成型零件设计 209

3.3.4　加料室的设计及其计算 212

3.4.2　塑件脱模机构 214

3.4.1　导向零件 214

3.4　压模结构零部件 214

3.4.3　压模侧向分型抽芯机构 221

3.4.4　压模加热与冷却 225

3.5 聚四氟乙烯预压锭模具 229

3.5.1　概述 229

3.5.2　预压锭模的设计要点 230

3.5.3　预压锭模的结构形式 231

3.5.4　液压法预压锭模 233

3.6　泡沫塑料压模设计 234

3.6.1　概述 234

3.6.2　预压成型用压模及二次发泡模 234

3.6.3　聚苯乙烯泡沫塑料件压模 235

参考文献 240

第4章 热固性塑料的传递和注塑成型模具 241

4.1　概述 241

4.1.1　两种成型工艺及其模具的特点 241

4.1.2　热固性塑料充模流动及固化特性 242

4.2　传递成型模具 243

4.2.1　概述 243

4.2.2　传递模分类 244

4.2.3　传递模零部件设计 247

4.2.4　浇注系统的设计要点 251

4.2.5　排气槽 252

4.3.1　概述 253

4.3　热固性塑料注塑模具 253

4.3.2　热固性注塑模设计要点 254

4.3.3　热固性塑料注塑模进展 258

第5章　挤塑成型模具 260

5.1　概述 260

5.1.1　挤塑模的功能与作用 260

5.1.2　设计挤塑模必须考虑的问题 260

5.1.3　挤塑模设计程序 264

5.2　挤出模相关工艺装置设计 265

5.2.1　挤塑机性能 265

5.2.2　连接器设计 268

5.2.3　栅板与滤网设计 271

5.3.1　棒材成型模设计 273

5.3　棒材模设计 273

5.3.2　棒材定型模设计 277

5.3.3　焊条模设计 278

5.4　管材模设计 279

5.4.1　管材模类型 280

5.4.2　成型段长度 283

5.4.3　管材模结构参数 284

5.4.4　管材定型模设计 285

5.5　平缝模设计 287

5.5.1　平缝模结构 288

5.5.2　T形流道平缝模 288

5.5.3　鱼尾形流道平缝模 292

5.5.4　衣架式流道平缝模 296

5.5.5　螺杆分配式流道平缝模 301

5.5.6　自动调节式平缝模 302

5.6　线缆包覆模设计 303

5.6.1　线缆包覆模类型 303

5.6.2　包覆模结构设计 304

5.6.3　芯模分配流道设计 306

5.6.4　交联聚乙烯包覆模设计 308

5.7　吹塑模设计 312

5.7.1　吹塑模类型 312

5.7.2　吹塑模工艺参数 312

5.7.3　吹塑模结构设计 314

5.7.4　冷却装置设计 316

5.8　型坯模设计 319

5.8.1　型坯模工艺参数 320

5.8.2　型坯模结构类型 321

5.8.3　储料缸机头设计 321

5.9　异型材挤塑模设计 323

5.9.1　异型材挤塑模类型 324

5.9.2　异型材成型模设计 325

5.9.3　异型材定型模设计 328

5.9.4　设计实例 334

5.10　共挤复合模设计 337

5.10.1　共挤复合型材设计 337

5.10.2　共挤复合模结构类型 338

5.10.3　多层共挤流动模拟分析 340

5.11　发泡型材挤塑模 341

5.11.1　发泡型材的工艺方法和工艺特点 341

5.11.2　模具结构类型 341

5.11.3　模腔流道设计 342

5.12　网材、单丝及造粒挤塑模 343

5.12.1　网材挤塑模设计 343

5.12.2　喷丝挤塑模设计 344

5.12.3　造粒挤塑模设计 345

5.13　挤塑模温控与压力 346

5.13.1　加热功率计算 347

5.13.2　加热方式选择 347

5.13.4　压力测量 349

5.13.3　温度控制与调节 349

5.14　挤塑模结构设计原则与材料选用 350

5.14.1　结构设计基本原则 350

5.14.2　挤塑模用材料 351

参考文献 352

第6章　塑料吹塑制品成型模具 353

6.1　概述 353

6.1.1　挤出吹塑成型模具 353

6.1.2　注塑吹塑成型模具 353

6.1.3　拉伸吹塑成型模具 354

6.1.4　共挤出吹塑和共注塑吹塑模具 355

6.2.2　瓶底设计 356

6.2　吹塑制品设计 356

6.2.1　几何形状设计 356

6.2.3　近底部、肩部、侧壁设计 357

6.2.4　瓶颈设计 357

6.2.5　整体铰链设计 358

6.3　吹塑模具设计要点 359

6.3.1　挤吹模具的主要设计要求 359

6.3.2　吹胀比和拉伸比 359

6.3.3　吹塑模具材料 360

6.3.4　模具型腔设计 360

6.3.5　夹坯口和余料槽设计 361

6.3.6　瓶颈嵌块设计 362

6.3.8　吹塑模的冷却 363

6.3.7　模具排气设计 363

6.3.9　挤出吹塑成型模具 364

6.3.10　其他吹塑模具简介 367

参考文献 368

第7章　塑料热成型模具 369

7.1　概述 369

7.1.1　热成型的概念与特点 369

7.1.2　热成型方法的分类 369

7.2　热成型制品的工艺性设计 372

7.2.1　几何形状设计 372

7.2.3　引伸比和展开倍率 373

7.2.2　脱模斜度和转角 373

7.3　热成型机及模具设计 374

7.3.1　热成型机 374

7.3.2　热成型模具 375

参考文献 379

第8章　塑料模具的先进制造技术 380

8.1　概述 380

8.1.1　塑料模制造技术的进展 380

8.1.2　重要的塑料模具先进加工技术 381

8.1.3　模具制造过程 382

8.2　电火花成形加工 383

8.2.1　电火花成形加工原理及特点 383

8.2.2　模具型腔电火花加工 384

8.3　电火花线切割加工 403

8.3.1 电火花线切割加工原理及特点 403

8.3.2 电火花线切割在模具加工中的应用 404

8.4　数控机床加工 411

8.4.1　数控加工的基本原理及特点 411

8.4.2　数控加工的编程方法 412

8.4.3　数控铣床加工 423

8.4.4　数控车床加工 435

8.4.5　加工中心加工 449

8.5　坐标磨床加工 467

8.5.1　坐标磨床加工的基本原理 467

8.5.2　坐标磨床的加工技术 470

8.5.3　坐标磨床在模具加工中的应用 476

8.6　三坐标测量机及其在模具设计制造中的应用 480

8.6.1　逆向工程的概念 480

8.6.2　三坐标测量机的特点 481

8.6.3　三坐标测量机测量方法举例 482

8.6.4　三坐标测量机的一般测量方法 486

8.6.5　计算机自动处理测量举例 488

8.6.6　三坐标测量与逆向工程技术在模具制造中的应用 492

8.7　快速经济制模技术 494

8.7.1　快速制模技术的特点及发展趋势 494

8.7.2　铸造法 495

8.7.3　挤压法 499

8.7.4　电铸法 503

8.7.5　快速原型技术制模 505

8.8　成型面研抛技术 506

8.8.1　手工研抛和机械研抛技术 506

8.8.2　挤压珩磨抛光 508

8.8.3　电解抛光与修磨 509

8.8.4　超声波抛光 510

8.8.5　塑料模型腔表面粗糙度选择 511

8.9　型腔花纹加工 511

8.9.1　型腔表面花纹加工技术种类 511

8.9.2　照相制版与化学刻蚀 512

参考文献 515

8.9.4　计算机控制雕刻花纹 515

8.9.3　电铸皮纹 515

第9章　塑料模常用材料热处理及表面处理 517

9.1　塑料模常用材料的分类 517

9.1.1　塑料模用钢 517

9.1.2　塑料模用铜合金 517

9.1.3　塑料模用铝合金 518

9.1.4　塑料模用锌合金 518

9.2　塑料模材料选用原则 518

9.2.1　按加工方式选材 518

9.2.3　按制品的质量要求选材 519

9.2.4　按塑料制品批量选材 519

9.2.2　按服役条件选材 519

9.2.5　按塑料模的失效方式选材 520

9.2.6　按塑料模的交货期选材 521

9.2.7　塑料模零部件的选材 521

9.3　塑料模常用材料的热处理 523

9.3.1　常用热处理工艺 523

9.3.2　钢材的热处理 524

9.3.3　铝合金的热处理 538

9.3.4　锌合金的热处理 540

9.4　塑料模的表面处理 541

9.4.1　表面处理的分类、特点及应用 541

9.4.2　化学热处理 542

9.4.3　电镀与化学镀 544

9.4.4　真空镀与气相镀 546

参考文献 548

第10章　塑料模试模、维修及价格计算 549

10.1　塑料模具的试模 549

10.1.1　试模注塑机的选用 549

10.1.2　模具的安装 552

10.1.3　成型工艺调试 555

10.2　模具的验收 561

10.2.1　模具的外观质量 561

10.2.2　模具试模验收 562

10.2.3　模具资料验收 562

10.3.1　建立模具档案 563

10.3.2　存放前维护 563

10.3　模具管理 563

10.2.4　模具包装、运输、储存 563

10.3.3　库房管理 564

10.4　塑料模的维修与保养 564

10.4.1　常见磨损及维修 564

10.4.2　意外事故造成损坏的修复与预防 566

10.4.3　模具的保养及维护 567

10.5　塑料模的价格计算 567

10.5.1　影响模具价格的主要因素 568

10.5.2　塑料模价格的简易估算法 569

参考文献 570

11.1.2　注塑模设计技术的发展阶段 571

11.1.1　注塑模设计制造的主要特点 571

第11章　注塑模CAD/CAE技术概述 571

11.1　注塑模设计制造的特点及发展阶段 571

11.2　计算机技术在注塑模中的应用 572

11.2.1　塑料制品设计 572

11.2.2　模具结构设计 572

11.2.3　开、合模运动仿真 573

11.3　注塑模CAD技术概述 573

11.3.1　注塑模CAD的主要内容及设计流程 573

11.3.2　注塑模CAD技术的发展状况 574

11.3.3　注塑模CAD技术的应用趋势 576

11.4.1　注塑模CAE的概念 577

11.4.2　注塑模CAE的发展概况 577

11.4　注塑模CAE技术概述 577

11.4.3　注塑模CAE的发展趋势 578

参考文献 579

第12章　注塑模CAD系统的开发原理 580

12.1　注塑模CAD系统开发的技术基础 580

12.1.1　参数化设计 580

12.1.2　建模技术 580

12.1.3　变量装配设计 580

12.1.4　智能化设计 581

12.2　注塑模成型零部件的设计 581

12.2.1　尺寸转换 582

12.2.2　制品修补 582

12.2.4　分型线与分型面定义 583

12.2.3　型腔布置 583

12.2.5　型芯、型腔生成 584

12.3　标准模架的建库与选用 584

12.3.1　装配模型的定义 584

12.3.2　标准模架装配模型的建立 586

12.3.3　标准模架装配模型的管理与调用 589

12.4　典型结构与零件设计 590

12.4.1　浇注系统设计 590

12.4.2　侧向抽芯机构设计 592

12.4.3　脱模和顶出机构设计 593

12.4.4　冷却系统设计 593

12.5.1　注塑模运动的特点 594

12.5　模具工作过程运动仿真 594

12.5.2　模具运动模拟的方法 595

12.5.3　干涉检验的原理 595

12.5.4　干涉冲突的原因及解决途径 596

12.6　结构零件强度与刚度校核 597

12.6.1　校核准则 597

12.6.2　计算方法 597

12.7　专家系统在注塑模中的应用 600

12.7.1　人工智能与专家系统技术简介 600

12.7.2　专家系统在注塑模中的应用 601

参考文献 602

13.1　基于通用CAD系统的注塑模设计实例 603

第13章　注塑模CAD系统的应用 603

13.2　基于专用CAD系统的注塑模设计实例 606

13.2.1　专用CAD系统简介 606

13.2.2　MoldWizard应用实例 610

参考文献 615

第14章 注塑模CAE系统的开发原理 616

14.1 充模过程的数学描述 616

14.1.1 充模过程的基本方程 616

14.1.2 塑料熔体充模流动的简化和假设 618

14.1.3 塑料熔体充模流动的控制方程及边界条件 618

14.1.4 塑料熔体的黏度模型 619

14.2.1　压力场的计算 620

14.2　充模流动的数值模拟 620

14.2.2　熔体流动前沿位置的确定 621

14.2.3　温度场数值求解 621

14.2.4　数值计算过程 623

14.3　保压过程模拟 623

14.3.1　保压模拟的重要性 623

14.3.2　保压过程的数学模型 623

14.3.3　塑料熔体的特性模型 624

14.3.4　保压模拟数值计算过程 625

14.4　冷却过程模拟 625

14.4.1　一维冷却分析 626

14.4.2　二维冷却分析 627

14.4.3　三维冷却分析 628

14.5　注射成型模拟技术新进展 631

14.5.1　基于实体／表面模型的流动分析 631

14.5.2　CAE系统的智能化 633

参考文献 636

第15章　注塑模CAE系统的应用 637

15.1　常用软件简介 637

15.1.1　MoldFlow软件 637

15.1.2　HSCAE软件 638

15.2　充模流动模拟软件 639

15.2.1 流动模拟软件的结构与功能 639

15.2.3　注射压力 640

15.2.2　流动模拟软件输入数据的准备 640

15.2.4　充填模式 642

15.2.5　熔接缝与气穴 644

15.2.6　流道设计与平衡 647

15.2.7　应用实例 649

15.3　冷却模拟软件 651

15.3.1　冷却模拟软件的结构与功能 651

15.3.2　冷却系统的一般结构 652

15.3.3　冷却系统的基本公式 653

15.3.4　冷却系统的设计准则 654

15.3.5　应用实例 654

参考文献 655