塑料成型工艺及模具设计--挤出成型及机头设计

塑料成型工艺与模具设计课程介绍塑料成型工艺与模具设计是当今制造工业中的重要课程之一。

它涉及到了制造工艺、机械设计、材料科学等多个领域，非常具有实用性。

本文就塑料成型工艺与模具设计这门课程进行介绍。

一、课程概述塑料成型工艺与模具设计课程是介绍塑料成型工艺技术和模具设计原理的一门专业选修课。

课程内容主要包括塑料成型工艺基本知识、模具设计流程、常用塑料材料、模具制造、模具CAD/CAM基础等。

二、课程内容1. 塑料成型工艺基本知识介绍塑料成型工艺的基本知识，如注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型、吸塑成型等，学生将通过理论学习和实际操作，了解塑料成型工艺的工作原理、过程和设备；2. 模具设计流程介绍模具设计的基本流程，如从构思到成品，经过CAD绘制、CAM编程、数控加工、装配等环节。

3. 常用塑料材料学习常用塑料材料的特性和用途，如ABS、PC、PMMA、PP等，以及不同种类塑料与成型工艺的关系，可以帮助学生设计出更加适合的模具。

4. 模具制造本章节主要介绍模具制造的相关技术和要点，包括切削与成型、模具金属材料的选择、精度与表面质量的控制等，并结合示例进行讲解。

5. 模具CAD/CAM基础介绍模具CAD设计与CAM编程基础知识，以及UG、Solidworks等软件的使用方法。

三、实践教学本课程强调实践教学，通过仿真模拟和实物操作等多种方式，帮助学生深入了解和掌握塑料成型工艺与模具设计的相关知识。

1. 设计实践引导学生进行模具设计实践，通过实际操作，让学生更加深入地了解模具设计过程中的相关问题和注意事项，并提高学生的实际操作技能；2. 生产工艺实践引导学生进行生产工艺实践，通过生产过程中的实际操作，让学生对塑料成型工艺的过程、设备和处理技术有更加深刻的认识。

四、应用前景塑料成型工艺与模具设计是当今制造工业中非常重要的技术之一，相关应用领域广泛，例如家电、汽车、医疗器械等。

通过学习塑料成型工艺与模具设计课程，能够帮助学生更加深入地了解行业的现状与未来发展趋势，有利于提升其就业竞争力。

塑料型材挤出成型工艺与模具设计的关键点介绍挤出成型是塑料产品主要的成型方法之一，目前广泛应用在建筑、电器、照明等领域。

塑料挤出成型是将熔融状态下的塑料在压力下通过开孔的模口挤出，以获得截面与模口孔形状近似的连续的塑料制品。

通过挤出成型的方法，可以获得许多不同类型的塑料制品，如板材、管材、异型材、薄膜、棒材和纤维。

下面结合实际应用介绍4点挤出成型及模具设计需要注意的关键点：1.根据产品结构类型选择挤出成型定型方式。

通用的定型方式主要有风冷和水冷两种，一般开放式的较厚型材采用风冷方式定型模，没有定型套，直接采用开放的铜片定型产品外轮廓，优势是有助于改善表面拉线问题以及产品细节卡位形状可调性更强；封闭的结构产品采用水冷定型套方式进行定型，保证产品外型尺寸，优势是挤出速度快。

2.挤出产品材料的选择。

对于光学要求高的可以选择高光效的PC材料，对于支架类产品考虑成本因素可选择ABS、PVC材料，还有一些线条灯以及透光性更好需求的可以考虑采用PMMA材料。

不同的材料，就需要选择合适的加工温度以及烤料温度。

3.依据产品结构和材料特性，选择合适的模具设计方案。

对于一些结构简单的产品，尽量优先考虑采用1出多的模具方案，有利于提升加工效率。

由于PC材料粘性更强，在LED 照明产品中应用时，只有一些结构简单的管状结构适合开1出2或1出4的挤出模具，当产品结构复杂时，只能采用1出1的模具成型。

PVC材料、ABS材料加工稳定性更好，成型的产品尺寸稳定性更好，一般优先直接烤料采用1出多的挤出模具方式。

4.结合实际工艺模具加工可行性，产品外型设计需要更加合理。

第一，产品壁厚尽可能设计均匀，壁厚差异太大，容易导致产品挤出内应力过大，一般建议壁厚设计相差不要超过1.3倍。

第二，产品拐角位置需要注意设计圆角，尽可能保证内外部同心，一般圆角宜设计R0.2mm，不宜设计太大，太大容易导致局部料流过快，影响产品成型结构；也不宜过小，太小容易导致产品局部应力过大问题。

《塑料成型工艺及模具设计》课程标准一、课程定位本课程是模具设计与制造专业的主要专业课之一，也是模具设计与制造专业的核心课程之一。

本课程是在前序机械类课程：机械制图、公差配合与技术测量、机械基础学习基础上，以塑料模具为典型对象，为完成在实际岗位中对塑料模具设计的真实应用为目的的综合性、应用性的复合型课程。

为学生后续职业生存合发展奠定职业基础，是养成良好职业素养合严谨工作作风的整体能力的必须环节。

二、培养目标通过本课程的学习，使学生能运用课程的基本原理和方法，具备设计中等复杂程度的注塑模具的能力。

1.能力目标（1）模具工艺编制人员，具备分析塑料产品的工艺性，并能找出工艺难点，提出解决方法的能力；能编制常用的注塑成型工艺条件。

（2）模具设备维修人员，能选择合适的成型设备。

（3）模具设计人员，掌握塑料模具常用的几种分类和典型塑料模具结构，具备读图能力；能根据产品确定塑料模具的结构方案；能独立设计中等程度的注塑模具。

（4）模具钳工，能独立拆装简单的注射模具2.知识目标（1）了解塑料的物理性能、流动特性，成型过程中的物理、化学变化情况。

（2）掌握塑料的组成、分类以及常用塑料的特性。

（3）了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。

（4）掌握注塑成型设备对注射模具的要求（4）掌握常用注射模具的结构特点及相关零件的设计计算方法。

（6）掌握注射模具拆装的基本常识。

掌握注射模具基本零件的英文专业词汇。

3.其他目标（1）自我学习和信息获取能力——利用书籍或网络获得相关信息。

（2）使用工具能力。

（3）与人协作能力——互相帮助、共同学习、共同达到目标。

三、课程设计1.设计思想（1）坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在模具制造类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，突出应用能力和综合素质培养，充分注意“教、学、做”三结合。

（2）符合学生的认识过程和接受能力，遵循由浅入深、由易到难、循序渐进的原则。

塑料成型工艺与模具设计塑料是一种广泛应用于各种工业领域的材料，如塑料制品、汽车零部件、家用电器等。

要生产高质量的塑料制品需要掌握塑料成型工艺与模具设计。

1. 塑料成型工艺塑料成型工艺是将熔化的塑料通过模具加工成制品的过程。

常用的塑料成型工艺有注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型等。

1.1 注塑成型注塑成型是指将熔化的塑料加入注塑机的料斗，并经过高压注入到模具中形成成品。

注塑机主要由三个部分组成：进料口、注射器和模具。

注塑成型工艺适用于制造大批量，外形复杂的制品，例如手机外壳、键盘等。

1.2 挤出成型挤出成型是将熔化的塑料通过特殊的挤出机械，经过模头挤出，形成长条状塑料制品。

该成型工艺适用于制造管道、线缆、塑料块等制品。

1.3 吹塑成型吹塑成型是指将熔化的塑料通过吹塑机械，吹入气压模具中进行成型。

该成型工艺适用于制造各种形状的塑料瓶、塑料桶等中空制品。

1.4 压缩成型压缩成型是将熔化的塑料放入模具中，然后加热模具，使塑料成型。

该成型工艺适用于制造薄壁制品、电缆附件、电器配件等制品。

2. 模具设计模具设计是指根据塑料制品的形状、尺寸和用途，设计适合的模具。

模具由注塑模具、挤出模具、吹塑模具、压缩模具等不同类型组成。

2.1 注塑模具设计注塑模具是一种用于注塑成型的专用模具。

注塑模具设计时需要根据制品的尺寸、形状、壁厚和材质选择合适的模具材料和型号。

设计时需要考虑到模具的结构合理性、模具的冷却方式以及模具动力系统和操作系统的设计等方面。

2.2 挤出模具设计挤出模具是挤出成型必须的一种模具。

挤出模具设计时需要考虑到制品的形状、尺寸和挤出机的性能等因素。

挤出模具还需要考虑到挤出头和模头的结构以及设计选材等。

2.3 吹塑模具设计吹塑模具是吹塑成型必须的一种模具。

吹塑模具设计时需要考虑到制品的形状、尺寸、厚度、重量等因素。

同时还需要考虑到吹出模具的形状、结构和材质等。

2.4 压缩模具设计压缩模具是压缩成型必须的一种模具。

1名词解释1.注射成型：将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入高温的料筒内加热熔融塑化，使其成为粘流态熔体，然后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，经一定时间的保压冷却定型后，开启模具便可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸塑料制件的成型方法，主要用于成型热塑性塑料件2.压缩成型：将粉状、粒状等的热固性塑料原料直接加入敞开的模具加料室内，然后在加热和加压的作用下，使塑料熔融充满型腔，并发生交联固化反应，硬化定型形成塑件，主要用于成型热固性塑料件3.压注成型：压注成型又称传递成型，其成型原理如图所示，先将固态成型物料加入加料腔内，使其受热软化转变为粘流态，并在压力机柱塞压力作用下，经过浇注系统充满型腔，塑料在型腔内继续受热受压，产生交联反应而固化定型4.挤出成型：挤出成型是将颗粒状塑料加入挤出机料筒内，经外部加热和料筒内螺杆机械作用而熔融成粘流态，并借助螺杆的旋转推进力使熔料通过机头里具有一定形状的孔道(口模)，成为截面与口模形状相仿的连续体，经冷却凝固则得连续的塑料型材制品。

5.中空吹塑成型：将挤出或注射出来的熔融状态的管状坯料置于模具型腔内，借助压缩空气使管坯膨胀贴紧于模具型腔壁上，冷硬后获得中空塑件，这种成型方法称中空吹塑成型。

6.塑料：以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。

7.热塑性塑料：具有线型分子链成支架型结构加热变软，冷却固化可逆的塑料。

8.热固性塑料：具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆。

9.塑化压力(背压)指螺杆式注射成型时，螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的阻力。

(背压一般不大于2MPa )10.注射压力：注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。

11.保压压力型腔充满后，注射压力的作用在于对模内熔体的压实，此时的注射压力也可称为保压压力。

12.型腔压力型腔压力是注射压力在经过注射机喷嘴、模具的流道、浇口等的压力损失后，作用在型腔单位面积上的压力。

1名词解释1.注射成型：将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入高温的料筒内加热熔融塑化，使其成为粘流态熔体，然后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，经一定时间的保压冷却定型后，开启模具便可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸塑料制件的成型方法，主要用于成型热塑性塑料件2.压缩成型：将粉状、粒状等的热固性塑料原料直接加入敞开的模具加料室内，然后在加热和加压的作用下，使塑料熔融充满型腔，并发生交联固化反应，硬化定型形成塑件，主要用于成型热固性塑料件3.压注成型：压注成型又称传递成型，其成型原理如图所示，先将固态成型物料加入加料腔内，使其受热软化转变为粘流态，并在压力机柱塞压力作用下，经过浇注系统充满型腔，塑料在型腔内继续受热受压，产生交联反应而固化定型4.挤出成型：挤出成型是将颗粒状塑料加入挤出机料筒内，经外部加热和料筒内螺杆机械作用而熔融成粘流态，并借助螺杆的旋转推进力使熔料通过机头里具有一定形状的孔道(口模)，成为截面与口模形状相仿的连续体，经冷却凝固则得连续的塑料型材制品。

5.中空吹塑成型：将挤出或注射出来的熔融状态的管状坯料置于模具型腔内，借助压缩空气使管坯膨胀贴紧于模具型腔壁上，冷硬后获得中空塑件，这种成型方法称中空吹塑成型。

6.塑料：以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。

7.热塑性塑料：具有线型分子链成支架型结构加热变软，冷却固化可逆的塑料。

8.热固性塑料：具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆。

9.塑化压力(背压)指螺杆式注射成型时，螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的阻力。

(背压一般不大于2MPa )10.注射压力：注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。

11.保压压力型腔充满后，注射压力的作用在于对模内熔体的压实，此时的注射压力也可称为保压压力。

12.型腔压力型腔压力是注射压力在经过注射机喷嘴、模具的流道、浇口等的压力损失后，作用在型腔单位面积上的压力。

塑料成型工艺及模具设计塑料成型是一种通过模具设计和加工塑料制品的工艺。

塑料成型工艺主要包括注塑成型、吹塑成型和挤塑成型。

注塑成型是最常见的塑料成型工艺之一。

该工艺首先将选定的塑料颗粒加热熔化，然后将熔融的塑料注入一个模具中。

模具通常由两个部分组成，分别是一个固定模具和一个活动模具。

熔融的塑料在模具中冷却和固化后，活动模具打开，成品塑料制品从中取出。

注塑成型工艺具有制品尺寸稳定、生产效率高和适合大批量生产等优势。

吹塑成型是另一种常用的塑料成型工艺。

它主要用于制作一些中空或异型制品，如瓶子或塑料容器等。

吹塑成型的过程通常分为两个步骤：首先是挤出成型，将熔融的塑料通过挤出机挤出成一个长管状；然后是吹塑成型，将挤出成的塑料管放入一个气压模具中，通过内部气压逐渐将塑料推向模具壁上，使其与模具壁接触并冷却固化。

吹塑成型工艺具有成本低、生产效率高和对模具要求较低的优点。

挤塑成型是将熔融的塑料通过挤出机挤出成所需形状的工艺。

挤塑成型通常适用于制造长条状、薄壁制品，如塑料管、塑料板材等。

挤塑成型的过程分为三个步骤：首先是塑料熔化和挤出，将塑料颗粒加热熔化后，通过挤出机将其挤出成所需形状；然后是冷却固化，将挤出的塑料通过水冷却，使其迅速固化；最后是切割和整形，将挤出的塑料制品切割成所需长度，并进行整形和修整。

挤塑成型工艺具有生产效率高、成本低和适合大批量生产的特点。

在塑料成型过程中，模具设计起着非常重要的作用。

模具的设计需要考虑到塑料制品的形状和尺寸要求，以及生产效率和成本等因素。

模具通常由若干个零部件组成，包括固定模具、活动模具和模具芯等。

模具的设计需要考虑到注塑或吹塑成型过程中的塑料流动、冷却和固化等因素，以保证制品的质量和尺寸稳定。

总而言之，塑料成型是一种常见的制造工艺，通过模具设计和制造塑料制品。

不同的塑料成型工艺具有不同的特点和优势，可以根据制品需求选择合适的成型工艺。

模具设计是塑料成型过程中的关键要素，需要综合考虑多种因素，以满足制品质量、生产效率和成本的要求。

挤出成型原理及工艺挤出成型是目前比较普遍的塑料成型方法之一，适用于所有的热塑性塑料及部分热固性塑料，可以成型各种塑料管材，棒材，板材、电线电缆及异形截面型材等，还可以用于塑料的着色、造料和共混等。

挤出型材的质量取决于挤出模具，挤出模具主要是由机头和定型装置两部分组成，其结构设计的合理性是保证塑件成型质量的决定性因素。

一挤出成型原理及特点1.挤出成型原理挤出成型主要用于成型热量性塑料，其成型原理如图2-4所示（以管材的挤出为例）。

首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在挤出机旋转螺杆的作用下，加热的塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送。

在此过程中，塑料不断地接受外加热和螺杆与物料之间、物料与物料之间及物料与料筒之间的剪切磨擦热，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引、切割等装置），从而获得截面形状一定的塑料型材。

图2-4挤出成型原理1－挤出机料筒；2－机头；3－定径装置；4－冷却装置；5－牵引装置；6－塑料管；7－切割装置2.挤出成型特点挤出成型所用的设备为挤出机，结构比较简单，操作方便，应用非常广泛，所成型的塑件均为具有恒定截面形状的连续型材。

挤出成型的特点如下：1）生产过程连续，可以挤出任意长度的塑件，生产效率高。

2）模具结构也较简单，制造维修方便，投资少、收效快。

3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确。

4）适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。

变更机头口模，产品的截面形状和尺寸可相应改变，这样就能生产出各种不同规格的塑件。

二挤出成型工艺热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为三个阶段。

第一阶段是塑料原料的塑化塑料原料在挤出机的机筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下，由粉准或粒状变成粘流态物质。

第二阶段是成型粘流态塑料熔体在挤出机螺杆螺旋力的推动作用下，通过具有一定形状的机头口模，得到截面与口模形状一致的连续型材。