塑料成型工艺与模具设计知识点word文档

JSZ024-1广东省高级技工学校教案本授课日期：2009年09月~2010年01月课程名称:《塑料成型工艺与模具设计》（上册）授课班级：高模33、34班授课教师：汪立胜课题：§1 绪论【组织教学】【讲授新课】§1 绪论一、塑料成型在塑料工业中的地位（一）塑料工业的生产过程塑料工业包含塑料生产和塑料制品生产两个系统。

（二）塑料制品生产及塑料成型的重要性1、塑料制品生产的组成（1）预处理;（2）塑料的成型；（3）机械加工；（4）修饰;（5）装配。

2、模塑成型的种类(1）注塑成型；(2）压制成型；（3）压铸成型；(4）中空吹塑成型；（5)挤出成型；（6）喷射成型等.二、四大工业材料1、钢材2、木材(纤维素类）3、水泥（硅酸盐类）4、塑料三、塑料与金属材料相比较，有以下的优点1、质轻（密度小）2、比强度、比刚度高3、耐腐蚀4、绝缘性好5、易着色6、制品可加工成任意形状（易成型加工）7、生产率高，价格低,应用广泛四、塑料模塑成型技术的发展动向（一）要加深工艺理论的研究；（二）要实现成型设备和模具生产的高效率、自动化；（三)模具要向超大型、微型、高精度方向发展；(四）要发展高寿命和简易经济模具；（五）模具制造先进设备及先进工艺；（六)要实现模具的标准化与专业化生产；(七）要发展和应用模具CAD/CAM/CAE技术。

CAD-——-——- Computer Aided Design (计算机辅助设计)CAM-—----—Computer Aided Manufacture （计算机辅助制造）CAE—-—-—-—Computer Aided Engineering (计算机辅助工程）五、模具的定义用特定的外形去成型具有特定形状、尺寸、大小的制品的工具称之为模具。

六、模具工业在国民经济中的重要性1、模具是“效益放大器”。

2、美国工业界认为:模具工业是美国工业的基石。

3、日本:模具是促进社会繁荣富裕的动力。

1.1.1、高分子聚合物的形成1.1.2、高分子聚合物的结构1.1.3、高分子聚合物的物理状态、力学状态及加工适应性1.2.4、聚合物熔体的充型流动1.3.2、聚合物的结晶1.4.1、聚合物降解1.5.1、塑料的组成1.5.2、塑料的分类1.5.3、塑料的性能与用途1.6.1、收缩性1.6.2流动性1.6.3所料的其他工艺性能1.1.1、高分子聚合物的形成将低分子化合物单体转变成高分子物质的过程叫做聚合反应1.1.2、高分子聚合物的结构1、聚合物的长链结构组成聚合物的高分子成链状结构，其链状结构有以下三种类型：（1）线型高分子（2）支链型高分子（3）体型高分子2、聚合物的聚集态结构高分子的长链结构是决定聚合物基本性质的主要因素，而聚集态结构是决定聚合物本体性质的主要因素高分子材料的聚集状态有晶态（分子链在空间规则排列）、部分晶态（分子链在空间部分规则排列）和非晶态（分子链在空间无规则排列，亦称玻璃态）三种1.1.3、高分子聚合物的物理状态、力学状态及加工适应性由于聚合物的相对分子质量巨大且分子结构的连续性，所以它们的聚集状态是在不同的热力条件下呈现出独特的三态。

例如对于非晶态线型高聚物而言，分别是玻璃态，高弹态和粘流态；对于晶体线型高聚物而言，分别是结晶态、高弹态和粘流态1.2.4、聚合物熔体的充型流动充型是指高温聚合物熔体在注射压力的作用下，通过流到和浇口后在低温型腔内流动和成型的过程。

模具结构和注射工艺参数等因素都会影响聚合物熔体充型流动。

充型流动是否连续和平稳，将直接影响到塑件的表面质量、形状尺寸和力学性能1、浇口的型腔对熔体充型流动的影响（1）浇口的横截面高度和型腔的深度相差很大当塑件熔体从一个小的浇口进入一个较深的型腔时，容易产生喷射现象。

受离模膨胀的影响，高速充型的熔体很不稳，熔体表面粗糙且容易破裂，即使不发生破裂，先喷射的熔体也会因为速度的减慢而阻碍后面的熔体的流动，在型腔内形成蛇形，从而在塑件成型后产生波纹痕迹或表面瑕疵（2）浇口的横截面高度和型腔的深度相差不大当塑件的壁厚不太厚，且浇口的横截面高度与之相差不大时，熔体将以中速充型，熔体通过浇口后一般不会发生喷射流动，适当地降低注射速度，提高熔体的注射温度和模温，熔体进入型腔后则会以一种比较平稳的扩展性运动流动（3）浇口的横截面高度和型腔的深度接近当塑件的壁厚很小，且浇口的横截面高度与之接近时，熔体一般不会发生喷射流动的现象，所以在浇口条件适当时，熔体能以低速平稳的扩展流动充型2、扩张流动充与熔体接恨当熔体在型腔中流动的过程中遇到型芯和嵌件等障碍物时，则熔膜将被分成两股，最终在两股料流的汇合处产生熔接痕。

塑料是以树脂为基础，再加入用来改善其性能的各种添加剂制成的。

塑料在一定的温度和压力下具有可塑性，可以利用模具成形为具有一定形状和尺寸的塑料制件。

1．树脂（主要为合成树脂）是塑料的主要成分，它联系和胶粘着塑料中的其它一切组成分，并决定塑料的类型和性能。

塑料之所以具有流动性，就是树脂赋予的。

2．填充剂是塑料中另一重要的但并非必要的成分。

它在塑料中既有增量（降低塑料的成本）作用，又有改性作用，对塑料的推广和应用起了促进作用。

填充剂的种类如下。

粉状填充剂：木粉、纸浆、大理石粉、滑石粉、云母粉、石棉粉、高岭土、石墨、金属粉等等；纤维状填充剂：棉花、亚麻、石棉纤维、玻璃纤维、炭纤维、硼纤维、金属须等等；层状填充剂：纸张、棉布、石棉布、玻璃布、木片等等。

3．增塑剂常用的有甲酸脂类、磷酸脂类和氯化石蜡。

4．稳定剂提高树脂在热、光、氧和霉菌等外界因素作用时的稳定性，阻缓塑料变质。

常用的有硬脂酸盐、铅的化合物、及环氧化合物等等。

5．润滑剂其目的是改进塑料流体的流动性，减少或避免流体对设备和模具的摩擦、粘附，降低塑件表面粗糙度。

常用的有硬脂酸及其盐类。

6．着色剂无机颜料、无机颜料、染料。

7．固化剂使树脂具有体型网状结构，成为较坚硬和稳定的塑料制件。

常用的有六亚甲基四胺、乙二胺等等。

另外还有为特殊需要加的添加剂，如：发泡剂、阻燃剂、防静电剂、导电剂、导磁剂等等。

常用塑料1．聚乙烯（PE) 无毒、无味、成乳白色，耐热、绝缘性好，有一定机械强度但不太高，表面硬度差。

主要用途：塑料管、塑料板、、塑料薄膜、软管、塑料瓶、绝缘零件、包覆电缆、承载不高的齿轮、轴承等等。

2．聚丙烯（PP）无色、无味、无毒，不吸水、光泽好、易着色、外观似聚乙烯但比它更透明，屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度、弹性都比聚乙烯好，但在氧、光、热的作用下极易解聚、老化，所以必须加防老化剂。

主要用途：做各种机械零件、水、蒸汽、各种酸减等的输送管道等等。

3．聚氯乙稀（PVC）插座、插头、凉鞋、雨衣、人造革等等。

塑料成型工艺与模具设计复习知识点（按章节）第一章、绪论1、本门课程研究的中心内容、掌握知识点:工艺对象及产品、工艺依、工艺设备、工艺装备。

2、塑料产品生产的一般流程3、模具、塑料模具的概念、特点4、塑料分类、塑料工业5、塑料成型按成型过程中物理状态不同分为几种方法6、塑件生产的三大重要因素：模塑成型工工艺、高效率的设备、先进的模具第二章塑料成型理论基础1、聚合物的分子结构形式及热力学性能2、聚合物的聚集态结构3、聚合物的热力学性能4、聚合物流动中的弹性行为有那些：入口效应、离模膨胀效、失稳流动与溶体破裂5、聚合物的结晶与取向及取向分类6、聚合物的降解定义及分类7、聚合物的交联作用8、塑料、树脂的概念及分类，高聚物分子结构的特点9、热固性塑料的工艺性能有哪些？热塑性塑料的工艺性能有哪些？10、热固性塑料、热塑性塑料的的流动性检测方法？第三章塑件结构工艺性设计11、塑件的工艺性概念，塑件工艺性设计内容及特点2、设计塑件应考虑的因素3、塑件的结构工艺性设计的主要内容4、塑件的尺寸精度概念及影响因素，如何规定（尺寸分类、公差标注方法）5、塑件形状的成型准则6、塑件的壁厚设计时的基本原则，为何要限制最小壁厚7、加强筋的作用、设计要点8、脱模斜度的作用、添加方法9、塑件圆角的作用、塑件上孔的设置要求、塑件上的通孔的成型方法10、塑件上的标记、符号和文字的三种不同的形式11、塑件上螺纹的三种形式12、塑件中镶入嵌件的目的，常见的嵌件的形式13、带嵌件的塑件的设计要点第三章塑料成型工艺2一、注射成型工艺1、注射成型原理2、成型设备分类3、注射机的主要作用，注射机按塑化方式分为几类、按外形如何分类，各自有何特点4、柱塞式注射机有何缺点、螺杆式注射机有何特点5、注射成型工艺过程6、注射成型工艺条件7、注射成型温度应控制那些，如何控制8、卧式注射机的特点9、注射机的开合模系统一般有那些类型10、注射机主要工艺参数有哪些11、注射模安装固定方法及特点，国产注射机的推出装置有几种二、压缩成型工艺1、压缩成型原理、工艺过程及特点、应用2、模压设备作用3、压缩模塑工艺条件4、压缩模分类三、压注模塑成型工艺1、塑料压注模塑的原理、工艺条件2、压注成型特点四、挤出模塑成型工艺1、挤出成型原理2、挤出成型设备、挤出成型工艺过程3、挤出成型工艺条件五、气动成型（气辅成型）1、气辅成型原理、分类2、吹塑成型分类及特点3、真空成型工艺原理、分类、工艺过程及特点4、压缩空气成型原、分类5、压缩空气成型模具与真空成型模具比较第四章注射模具基本结构及设计1、注射模的五种分类，注射模的结构组成2、注射模的组成根据各零件所起作用细分3、注射模典型结构：单分型面注射模具结构4、典型模具的主要组成系统5、双分型面注射模具结构、特点6、注射模具主要零部件名称及定义7、三板模与两板模结构上有什么区别？8、分型面概念及其基本形式9、分型面选择的一般原则10、浇注系统的概念与作用11、浇注系统的组成、分类12、浇注系统设计的基本原则13、主流道分类及设计要点（设计依据、尺寸、形状、精度）14、分流道的设计要点（形状、布置）15、浇口的作用、常用的浇口形式（直接浇口、侧浇口、点浇口）16、设计浇口的位置时应注意几点17、冷料井作用18、常用的拉料杆形式19、排溢系统、引气作用，常见的引气形式20、模具零件如何分类21、成型零部件定义及要求？通常包括那些零件22、凹模的结构类型、型芯的结构类型23、成型零部件工作尺寸分类及计算公式应用24、影响塑料制品尺寸精度的因素25、成型零件的制造公差如何取值、成型收缩率选取26、何为溢料值27、合模导向机构作用、类型28、导柱、导套的典型结构及设计要求（材料、尺寸、精度、配合、数量）29、导套类型30、锥面定位机构应用、设计要点、特点31、推出机构作用、结构组成及类型32、推出机构的设计要求33、推出力（脱模力）就是脱模机构使塑件脱模所需的力。

塑料成型工艺及模具设计重点塑料成型工艺及模具设计复习红色部分不考绪论1、塑料制品的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。

2、模具热处理的发展方向是采用真空热处理。

3、塑料成型模具的分类：（1）注射模（2）压缩模（3）压注模（传递模）（4）挤出模（5）气动成型模第二章塑料的组成与工艺特性1、名词解析：热塑性塑料；热固性塑料热塑性塑料主要由合成脂（分子为线型或者带有支链的线型结构）制成，其成型过程是物理变化。

热固性塑料主要是以缩聚树脂（分子为立体网状结构）为主，加入各种助剂制成的，但它的成型过程不仅是物理变化，更主要的是化学变化。

2、塑料一般由哪些成分组成？各自起什么作用？塑料是一种以合成树脂（高分子聚合物）为基体的固体材料，除了合成树脂作为基体外，还有某些特定用途的添加剂（少数情况下可以不加添加剂）。

1.合成树脂：合成树脂实质上是高分子化合物质或其预聚体，它是塑料的基材，对塑料的物理、化学性能起着决定作用。

2塑料添加剂：1）增塑剂主要作用是削弱聚合物之间的作用力（范德华力），从而增加聚合物分子间的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，亦即增加聚合物的塑性。

2）填料 a 增加容量，降低塑料成本。

b 改善塑料性能，提高塑料的物理性能、加工性能和塑件的质量。

3）稳定剂提高树脂在热、光和霉菌等外界因素作用时的稳定性。

4）润滑剂以改进高聚物的流动性、减少摩擦、降低界面粘附为目的。

5）着色剂使塑料件具有各种颜色。

3、塑料是如何进行分类的？热塑性塑料和热固性塑料有什么区别？（1）从应用角度，可分为普通塑料和工程塑料，其中工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料。

（2）按照制造树脂的方法，分为缩聚型塑料和加聚型塑料。

（3）最常用的，按塑料树脂的大分子类型和特性，分为热塑性塑料和热固性塑料。

热塑性塑料受热可软化或熔融，成型加工后冷却固化，再加热仍可软化，可回收利用。

热固性塑料成型加工时也可受热软化或熔融，但一旦成型固化后不再能够软化，也不可回收利用。

塑料成型工艺与模具设计《塑料成型工艺及模具设计》1学习与复习思考题绪论1．塑料的概念塑料是一种以合成或者天然的高分子化合物为要紧成分，加入或者不加入填料与添加剂等辅助成分，经加工而形成塑性的材料，或者固化交联形成刚性的材料。

2．现代工业生产中的四大工业材料是什么。

钢铁、木材、高分子材料、无机盐材料3．现代工业生产中的三大高分子材料是什么？橡胶、塑料、化学纤维塑料成型基础聚合物的分子结构与热力学性能1．树脂与塑料有什么区别塑料的要紧成分是树脂（高分子聚合物）。

2．高分子的化学结构构成。

高分子聚合物：由成千上万的原子，要紧以共价键相连接起来的大分子构成的化合物。

3．聚合物分子链结构分为哪两大类，它们的性质有何不一致。

线型聚合物——热塑性塑料体型聚合物——热固性塑料1.线型聚合物的物理特性：具有弹性与塑性，在适当的溶剂中能够溶解，当温度升高时则软化至熔化状态而流淌，且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而能够反复成型。

2.体型聚合物的物理特性：脆性大、弹性较高与塑性很低，成型前是可溶与可熔的，而一经硬化(化学交联反应)，就成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下(甚至被烧焦碳化)也不可能软化。

4．聚合物的聚集态结构分为哪两大类，它们的性质有何不一致。

1无定形聚合物的结构：其分子排列是杂乱无章的、相互穿插交缠的。

但在电子显微镜下观察，发现无定形聚合物的质点排列不是完全无序的，而是大距离范围内无序，小距离范围内有序，即“远程无序，近程有序”。

2体型聚合物：由于分子链间存在大量交联，分子链难以作有序排列，因此绝大部分是无定形聚合物。

5．无定性聚合物的三种物理状态，与四个对应的温度，对我们在使用与成型塑料制品时有何指导意义。

三种物理状态1.玻璃态：温度较低(低于θg温度)时，曲线基本上是水平的，变形程度小而且是可逆流的，但弹性模量较高，聚合物处于一种刚性状态，表现为玻璃态。

物体受力变形符合虎克定律，应变与应力成正比。

第 0 章塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性填空1.注射模塑工艺包括成型前的准备、注射、后处理等工作。

2.注射模塑过程需要需要控制的压力有塑化压力和注射压力。

3.注射时，模具型腔充满之后，需要一定的保压时间。

4.产生内应力的一个重要因素是注射及补料时的剪切应力。

5.根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行后处理，常进行退火和调试处理。

6.内应力易导致制品开裂和翘曲、弯曲、扭曲等变形，使不能获得合格制品。

7.塑料在一定温度与压力下充满型腔的能力称为流动性。

8.在注射成型中应控制合理的温度，即控制料筒、喷嘴和模具温度。

9.制品脱模后在推杆顶出位置和制品的相应外表面上辉出现发白现象，此称为应力发白。

10.注射成型是熔体充型与冷却过程可分为充模、压实、倒流和冻结冷却四个阶段。

11.注射模塑成型完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模。

12.注射模塑工艺的条件是压力、温度和时间。

13.注塑机在注射成型前，当注塑机料筒中残存塑料与将要使用的塑料不同或颜色不同时，要进行清洗料筒。

清洗的方法有换料清洗和清洗剂清洗。

备上的安装方式为移动式模具、固定式模具、半固定式模具；按型腔数目分为单型腔模具、多型腔模具。

14.塑件的形状应利于其脱出模具，塑件测向应尽量避免设置凹凸结构或侧孔。

15.多数塑料的弹性模量和强度较低，受力时容易变形和破坏。

16.设计底部的加强筋的高度应至少低于支撑面0.5mm。

17.塑料制品的总体尺寸主要受到塑料流动性的限制。

18.在表面质量要求中，除了表面粗糙度的要求外，对于表面光泽性、色彩均匀性、云纹、冷疤、表面缩陷程度、熔结痕、毛刺、拼接缝及推杆痕迹等缺陷均应提出明确的要求。

1.问答1.阐述螺杆式注射机注射成型原理。

答：螺杆式注射机注射成型原理如下：颗粒状或粉状塑料经料斗加入到外部安装有电加热圈的料筒内，颗粒状或粉状的塑料在螺杆的作用下边塑料化边向前移动，欲塑着的塑料在转动螺杆作用下通过其螺旋槽输送至料筒前端的喷嘴附近；螺杆的转动使塑料进一步塑化，料温在剪切摩檫热的作用下进一步提高，塑料得以均匀塑化。

塑料成型工艺与模具设计(doc 30页)备课讲义课程名称塑料模具设计课程编号 1111610学时学分 40（4）学时 2.5学分专业层次机械设计制造及其自动化备课教材《塑料成型加工与模具》黄虹主编化工版 2003 授课班级机自107授课日期 201136年9～12月授课教师卓荣明归口系部机械工程系版次 03第1章塑料成型概述1．1 塑料的概念1．1．1 塑料定义塑料是以树脂为基本成份，在一定条件下可以塑化成形的合成材料。

其中树脂——高分子化合物，主要由人工合成，又称为高分子聚合物；一定条件——温度、压力、模具、设备等；塑化成形——加热→流动→成型→定形；合成材料——树脂、添加剂等。

1．1．2 塑料的特性及其用途1．1．2．1 塑料的特性优点：1）塑料材料重量轻，密度一般为0.9～2.3克/cm³；2）具有某些优良的机械性能，如比强度高、摩擦系数小、自润滑性好、吸震性好等；3）电性能优良，如绝缘性能好、介电损耗低等；4）化学稳定性高，能耐酸、碱和许多化学药品的腐蚀；5）光学性能优良，如光学塑料的折射率、透光范围等指标均较好；6）表面装饰性好，如着色、喷漆、电镀等性能优良；7）成型工艺性能优良，加工成本低，经济性好；8）性能可改良性好，通过改性技术改善塑料的性能和用途成为主要发展方向。

缺点：1）耐高温性差，一般塑料的使用温度范围为60～300℃；2）机械性能欠缺，如机械强度、刚性、表面硬度、耐疲劳性等较低；3）尺寸稳定性差，如热膨胀系数、收缩率、抗蠕变性等性能均不理想；4）耐候性差，如易老化、变色、发脆等；5）塑料是非绿色材料，对人体、环境等不良影响成为阻碍其发展的重要因素。

1．1．2．2 塑料的用途塑料的用途是由它的性能及价格等因素决定的。

塑料材料被广泛应用于机械、建筑、电气、电子、家电、农业、医药、日用品等各行各业，更在现代的航空、航天、军事技术等尖端科学领域得到了大力的开拓和应用。

1．1．3 塑料的发展简史及在国民经济中的地位1．1．3．1 塑料的发展简史1）初创阶段1820年英国人Thomas Hancock发现经过塑炼的橡胶具有可塑性，并能流动，出现了塑性一词Plastic；1839年美国人Charlas Coodyear发现橡胶与硫磺一起加热会使橡胶更富有弹性，并能定型，出现了硫化一词Vulcanization；1851年出现了有弹性的硬质橡胶，并产生了橡胶工业。