热固性塑料注射成型模具的设计

1 绪论1注塑模具工艺简介一、模具模具是当今工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，模具工业正在成为国民经济中的重要基础工业之一。

目前各工业先进国为应付当前市场多样化的要求，缩短产品制造周期以取得最佳的竞争优势，无不引入CAD/CAE/CAM计算机一体化制造技术，以提高产品质量，降低生产成本，增加竞争力。

而随微机软件的发展和进步，模具CAD/CAE/CAM技术在世界范围内得到了广泛的应用，它已成为模具设计制造的发展方向。

二、注塑模具注射模具又称注塑模具，主要用于热塑性塑料制品的成型。

注塑成型在塑料制品中占有很大比重，世界上塑料成型模具的产量半数以上是注塑模具。

由于注射模具的生产制作并不是设计的最终目的，而是要用它制作出好的塑料制品。

所以，模具的设计不但要考虑到金属的特性及加工工艺，还需要充分考虑到树脂材料特性、注射成型工艺。

三、注塑模具设计注射模具设计的内容主要包括市场调研，塑料的选择，塑件建模及其设计的工艺分析，注塑机、注射模架及其零部件的选择，并进行有关的参数计算和校核，以及工程图纸的绘制。

在模具设计中CAD/CAE技术的应用，可大量缩短模具设计的时间并使设计参数标准化。

尽管如此，我们在正确地、高水平地使用注塑模具计算机辅助设计的各种软件的同时，仍必须对模具设计的原则和方法有透彻地了解，以使CAD/CAE技术在模具的设计、生产、制造过程中发挥最大的作用。

四、注塑成型注射(注塑)成型是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。

注射成型是一个复杂的过程，其中包括充模、加压、保压、冷却和脱模等一系列连续的加工步骤。

它几乎适用于所有的热塑性塑料。

近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。

注射成型的成型周期短(几秒到几分钟)，成型制品质量可由几克到几十千克，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的模塑品。

因此，该方法适应性强，生产效率高。

塑料成型⼯艺及模具设计叶久新王群版塑料成型⼯艺及模具设计叶久新王群版第⼀ - - 三章1、塑料成型⽅法：注射成型有浇注系统成型热塑性塑料压缩成型⽆浇注系统成型热固性塑料压注成型有浇注系统挤出成型有浇注系统2、塑料模具分为：注射模具、压缩模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具、热成型模具3、不同温度时聚合物呈现的三种状态：低温态温度较低时呈玻璃态（固体态），在外⼒的作⽤下，有⼀定的变形，但变形可逆，即外⼒消失后，其变形也随之消失。

⾼弹态是橡胶态的弹性体。

其变形能⼒显著增加，但变形仍可逆。

黏流态是粘性流体，常称为熔体。

加⼯不可逆，⼀经成型冷却，形状保留。

4、聚合物单体经过聚合反应⽣成的⾼分⼦聚合物5、塑料是以合成树脂为主要成分，加⼊适量的添加剂⽽组成的混合物。

优点：密度⼩、质量轻；⽐强度、⽐刚度⾼；电⽓性能好；光学性能好；化学稳定性⾼；减摩、耐磨及减振、隔⾳性能好；多种防护性能合成树脂的分⼦及结构分类：热固性塑料热塑性塑料6、添加剂包括填充剂（增量作⽤⼜有改性效果）、稳定剂、润滑剂、着⾊剂和固化剂等。

7、交联------聚合物由线型结构转变为体型结构的反应.8、降解——聚合物分⼦可能由于受到热和应⼒的作⽤或微量⽔分、酸、碱等杂质及空⽓中氧的作⽤⽽导致其相对分⼦质量降低的现象.9、塑化-------加⼊的塑料在料筒中进⾏加热由固体颗粒转化成粘流态并且具有良好的可塑性过程.10、流动性塑料熔体在⼀定的温度、压⼒作⽤下填充模具型腔的能⼒热塑性塑料检测：熔融流动指数测定法、螺旋线长度试验法影响塑料流动性的因素有以下三个：温度料温⾼，则流动性⼤。

压⼒注射压⼒增⼤，则熔体收剪切作⽤越⼤，流动性也越⼤。

模具结构浇注系统的形式，尺⼨，布置，冷却系统的设计，溶料的流动阻⼒等因素流动性较好的塑料有：聚⼄烯、聚丙烯、聚苯⼄烯、醋酸纤维等流动性⼀般的塑料有：ABS（不透明）、AS、有机玻璃、聚甲醛等截⾯形状分流道较⼩流动性较差的塑料有：聚碳酸酯、硬聚氯⼄烯等截⾯形状分流道较⼤ 11、热塑性塑料的种类有：通⽤塑料聚⼄烯（PE）线型结晶，是塑料⼯业中产量最⼤的品种，⽆毒、⽆味、呈乳⽩⾊。

塑料模具设计重点总结(高分子材料专业)2无流道浇注系统是指在注塑成形的过程中不产生流道凝料的浇注系统。

其原理是采用加热的办法或者绝热的办法，是整个生产周期中从主流道入口起到型腔浇口止的流道中的塑料一直保持熔融状态，因而在开模时，只需取出产品而不必取出浇注系统凝料。

采用绝热的办法的称为绝热流道模具，采用加热的办法的称为热流道模具，目前在应用上以后者为主。

绝热流道注塑模具绝热流道系统是将流道设计得相当粗大，以致流道中心部位的塑料在连续注塑时来不及凝固而始终保持熔融状态，从而让塑料熔体能通过它顺利地进入型腔。

分类：1．单型腔的井坑式喷嘴：又名井式喷嘴，绝热主流道，是最简单的绝热式流道，适用于单型腔。

2．多型腔的绝热流道模具：又称为绝热分流道模具，浇口常见有主流道型浇口，针点浇口等热流道注塑模具热流道模具的优点：1．节省了普通浇注系统流道凝料的回收加工的费用。

2．缩短成形周期，省去脱浇注系统的时间，和有时为了冷却粗大的浇注系统所多耗费的时间。

3．能更有效完成地利用注塑机的注塑能力生产出较大的产品，节省了每次注塑时耗于浇注系统的料。

与三板式模相比由于无需脱浇注系统，所需的开模行程大大减小能生产高度更大的制品。

4．浇注系统粗大且保持最佳的熔融状态，因此充模流动阻力减少，有效补料的时间延长，有利于提高制品质量。

同时由于不需在新料中大量掺入回收的浇口料，也有益于提高制品质量。

热流道模具的缺点：1．开机时要较长时间才能到达稳定操作，因此开机时废品较多。

2．需要操作技能较高的专业人员。

3．模具结构复杂，成本高，需要增添外接温控仪等辅助设备。

4．易出现熔体泄露、加热元件故障等较敏感问题，需精心维护，否则产生热降解等不良现象。

具有以下性质的塑料，适宜采用热流道模具：1．加工温度的范围宽，熔体粘度随温度变化小的塑料。

2．对压力敏感，不加压力时不流延，但施以很小压力即容易流动的塑料熔体。

3．热变形温度较高。

制品在高温下而能快速固化，并能快速脱出的塑件。

热固性注射模具设计
董宝廷;王学勇
【期刊名称】《江南航天科技》
【年(卷),期】2005(000)002
【摘要】介绍了一种热固性注射模具的模具结构，模具设计所必须具备的工艺参数，为热固性注射模具设计提供参考。

【总页数】4页(P32-34,44)
【作者】董宝廷;王学勇
【作者单位】贵州航天电器股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ320.6
【相关文献】
1.端盖热固性SMC压注成型模具设计
2.热固性塑料注射成型(一)基本热固性塑料注射成型
3.热固性塑料注射成型 (四)反应注射成型(RIM)与增强反应注射成型(RRIM)
4.《热固性塑料成型工艺与模具设计VCD》6碟
5.热固性塑料注射成型(三)热固性塑料无流道注压成型
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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。

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。

根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行塑后处理，常进行退火和调质处理。

塑料模具的组成零件按其用途可以分为成型零件与结构零件两大类。

在注射成型时为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件在开模时留在动模上。

塑料一般是由树脂和添加剂组成。

塑料注射模主要用来成型热塑性塑料件。

压缩成型主要用来成型热固性塑料件。

排气是塑件成型的需要，引气是塑件脱模的需要。

注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。

凹模其形式有整体式和组合式两种类型。

导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种。

树脂分为天然树脂和合成树脂。

注射模塑最主要的工艺条件，即“三要素”是压力，时间和温度卧式注射机SX-Z-63/50 中的50 表示锁模力为（D ）A、500 cmB、50 cmC、50kND、500kN注射机料筒温度的分布原则是什么（ A ）A、前高后低B、前后均匀C、后端应为常温D、前端应为常温热塑性塑料在常温下，呈坚硬固态属于（ A ）A、玻璃态B、高弹态C、粘流态D、气态下列不属于塑料模失效形式的是（ D ）A、变形B、断裂C、磨损D、冷却凹模是成型塑件（B ）的成型零件A、内表面B、外表面C、上端面D、下端面球头铣刀主要用于加工塑料模具零件中的( D )内容A、大平面B、孔C、键槽D、轮廓下列不属于注射模导向机构的是（ D ）A、导柱B、导套C、导向孔D、推杆主流道一般位于模具中心位置，它与注射机的喷嘴轴心线（ D ）A、垂直B、相交C、相切D、重合下列不属于推出机构零件的是（ C ）A、推杆B、复位杆C、型芯D、推板压缩模具中凸模的结构形式多数是（ B ）的，以便于加工制造。

A、不锈钢B、整体式C、工具钢D、组合式以下属于天然树脂的是（ A ）。

A、松香B、环氧树脂C、聚乙烯D、PVC下列不属于塑料模具结构零件的作用的是（ D ）A、装配B、定位C、安装D、成型下列不属于稳定剂的是： D ,A、光稳定剂B、热稳定剂C、抗氧剂D、树脂（）的作用，除了用其顶部端面构成冷料穴的部分几何形状之外，还负责在开模时把凝料从主流道中拉出。

热固性塑料注射模自动剪浇口技术摘要:以电木材料为例,介绍热固性塑料注射模自动剪浇口技术,以减少产品的后序加工,提高产品的外表面质量,同时提高生产效率和促进自动化生产。

关键词:电木浇口剪浇口顶管二次顶出摇板淬火回火1 引言以前我们设计热固性塑料注射时,大部分都采用直浇口或侧浇口进胶,然后再用后序加工的方法去除浇口。

这样设计并没有错,只是采用后序加工的方法去除浇口不但生产效率低,而且剪断后的浇口痕迹会影响产品的外观。

下面我们以两套电木胶料的注射模具来介绍热固性塑料注射模自动剪浇口技术。

2 电木盖的自动剪浇口模具介绍2.1 产品介绍如图1,该产品是电热煲的一个底顶盖,材料为电木,缩水为1.01。

外表面要求抛光,未注出模角为1°,中间22孔有装配要求,其它没有特别要求。

2.2 设计前分析该产品要求一模出一件,自动生产。

从产品形状来看,只有从产品中间进胶,可以达到进胶平衡的效果,而且也不影响产品的外观。

如果按正常的电木模设计,则采用中间的孔圆盘形进胶,然后采用后序机械的加工方法去除浇口。

这样不但多了一道后序加工工序,而且加工后的产品胶口痕迹不整齐,会影响产品的外观和装配。

考虑到热固性塑料的特点,其在50～60°C流动性最好,注射成型温度为50～60°C,模具成型温度为150～160°C。

于是我们可以采用比较先进的注射技术,即采用自动剪浇口注射。

也就是在射胶完成后,立即在模具上剪断浇口,然后再进行保压,等产品在模具内高温下固化后再顶出。

这样简化了后序加工浇口,既提高了生产效率,又提高了产品质量。

对于该产品,我们可采用中间顶管来剪断浇口。

但是,当顶管剪断浇口后,产品会卡在顶管上,于是我们还要采用二次顶出把产品顶出顶管,实现自动化生产。

2.3 具体模具设计如图2见D-D切图,当射胶完成后,注射机的顶棍立即顶动顶针托板13及顶针板12 1.5mm,从而带动推管5剪断浇口(见剪胶口状态图)。

注塑件结构设计要点吕文果塑料是四大工程材料(钢铁、木材、水泥和塑料之一,它是以高分子量的合成树脂为主要成份,在一定条件下可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。

塑料总体分为热固性和热塑性两种,区分两种塑料的规则一般是在一定温度加热一段时间或加入硬化剂后有无发生化学反应而硬化,发生化学反应而硬化的叫热固性塑料,反之则叫热塑性塑料。

它广泛应用于工业、农业、国防等行业。

但是塑料与其它材料相比又具有自己的一些特有的性能,这些性能决定它的一些特有的使用场合、加工方法、生产工艺等。

一般来说塑料的成型方法有以下几种:注射成型、挤压成型、压铸成型、发泡、吹塑、真空吸塑、中空成型、机加工等。

由于塑料的种类及性能、使用场合、成型工艺等条件的影响,对塑料件的结构设计也就自然会产生一些特殊的要求及方法。

由于热固性塑料与热塑性塑料最终的形态不同,结构设计过程中的好多要求也就不一样,涉及的范围相当之大。

下面我们就针对注射成型的热塑性塑料件的结构设计从胶模斜度、塑件的壁厚、加强筋、支承柱、孔、公差等方面作一些初略的讨论。

一、壁厚合理确定塑件的壁厚是非常重要的,其它的形体和尺寸如加强筋和圆角等都是以壁厚为参照的。

塑料产品的壁厚主要决定于塑料的使用要求,即产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以、选用的塑胶材料、重量、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求而定。

如果壁厚不均匀,会使塑料熔体的充模速度和冷却收缩不均匀,由此会引起凹陷、真空泡、翘曲、甚至开裂。

壁厚均匀是塑料件设计的一大原则。

一般的热塑性塑料壁厚设计在1~6mm范围。

最常用的为2~3mm。

大型件也有超过6mm的。

表1是一些热塑性塑料壁厚的推荐值。

在取较小壁厚时,要考虑制品在使用和装配时的强度和刚度。

从经济角度来看,过厚的产品不但增加物料成本,还延长生产周期。

尽量使塑件各处的壁厚均匀,否则会引起收缩不均匀使塑件产生变形和气泡、凹陷的工艺问题。