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塑料模具基础课程讲义第一章塑料一﹑塑料的分子结构：塑料主要成份是树脂﹐树脂有天然树脂和合成树脂两种。
二﹑塑料的成份：1.树脂：主要作用是将塑料的其它成份加以粘合，并决定塑料的类型(热塑性或热固性)和主要性能，如机械﹑物理﹑电﹑化学性能等。
树脂在塑料中的比例一般为40~65%。
2.填充剂：又称填料，正确地选择填充剂，可以改善塑料的性能和扩大它的使用范围。
3.增塑剂：有些树脂的可塑性很小，柔软性也很差，为了降低树脂的熔融粘度和熔融温度，改善其成型加工性能，改进塑料的柔韧性，弹性以及其它各种必要的性能，通常加入能入树脂相容的不易挥发的高沸点的有机化合物。
这类物质称增塑剂。
增塑常是一种高沸点液纳或熔点固体的酯类化合物。
4.着色剂：又称色料，主要是起美观和装饰作用，包括涂料两部分。
5.稳定剂：凡能阴缓塑料变质的物质称稳定剂，分光稳定剂﹑热稳定剂﹑抗氧剂。
6.润滑剂：改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的磨擦和粘附，以及改进塑件的表面光洁度。
三﹑塑料的工艺特性：塑料在常温下是玻璃态，若加热则变成高弹态，进而变成粘流态，从而具有优良的可塑性，可以用许多高生产率的成型方法来制造产品，这样就能节省原料﹑节省工时，简化工艺过程，且对人工技朮要求低，易组织大批量生产。
1. 收缩率或称缩水率。
设计前一定先问供货商的缩水率，模具设计时采用计算收缩率=常温模具尺寸-常温塑件尺寸2.比容和压缩率。
3.流动性。
是塑料成形中一个很重要的因素，流动性好的易长毛边，设计时配合的间隙，气槽的深度等要根据不同材料的流动性设计尺寸。
4.吸湿性。
热能性及挥发物含量。
吸水的塑料有的在塑料成型后直接放于水中让它吸饱水后再进行使用，有的塑料吸湿性特别大，比例有1﹕100。
5.结晶性。
6.应力开裂及熔体液裂。
7.定型速度。
四﹑塑料种类：1.热塑性塑料：这类塑料的合成树都是线型或支链型高聚物，因而受热变软﹐甚至成为可流动的稳定粘稠液体，在此状态时具有可塑性，可塑制成一定形状的塑件，冷却后保持既得的形状，如再加热又可变软成另一种形状，如此可以进行反复多次。
第十二周第一讲目的和要求：了解注射模具二次脱模机构设计,双脱模机构，顺序脱模机构，浇注系统凝料的脱出机构,螺纹塑件的脱模机构的相关内容。
重点难点：二次脱模机构类型，螺纹塑件的脱模机构的设计4.9.4 二次脱模机构对某些特殊形状的制品，一次推出动作难以将制品从型腔中推出或制品不能自动脱落，这时就必须再增加一次推出动作才能使制品脱落。
例如采用脱模板推出制品时，若在脱模板上加工有制品的成型部分,制品就会附着在脱模板上，仍难易脱出，这时必须采用推杆作第二次推出,使其完全脱离脱模板。
二次脱模机构的种类很多，运动形式也很巧妙,但有一个共同点:两次推出的行程一般都有一定的差值，行程大与行程小者既可以同时动作也可以滞后动作.同时动作时，要求行程小者提前停止动作；若不同时动作时,要求行程大者的零件滞后运动.二次脱模推出机构有以下几种：1. 单推板二次脱模机构—特点:仅有一套推出装置，但需完成两次脱模动作.第一次推出由开模动作带动拉杆、摆杆、滑块或弹簧等零件实现。
表4—25 常见推杆推出机构的结构形式（1）弹簧式如图4—168所示。
若开始处于合模状态。
开模时,由弹簧推动型腔板（脱模板），使塑件离开型芯一段距离，完成第一次脱模；再由推板带动推杆推出一段距离，使塑件脱离型腔板（脱模板)和型芯,完成塑件的第二次脱模动作。
要使塑件完全脱离，需满足二次推出距离大于塑件嵌入型腔板内的深度，两次推出的距离之和要大于塑件的孔深.（2）U形限制架式若开始处于闭模状态，U形限制架固定在动模座板上，摆杆固定在推出板上，可由转动销转动，圆柱销装在型腔板上，当注射机推杆推动推板时，摆杆受U形架的限制只能向前运动，推动圆柱销，使型腔板和推杆同时作用,使塑件脱离型芯，完成第一次推出动作。
然后摆杆脱离限制架，限位螺钉阻止型腔板继续向前运动，此时圆柱销将两个摆杆分开，弹簧拉住摆杆紧靠在圆柱销上,当注射机推杆继续推出时，推杆则推动塑件脱离型腔板，完成塑件的第二次脱模动作。
塑料模具培训计划一、培训目的本培训旨在帮助学员掌握塑料模具设计、制造和使用的基本技能，提高其在塑料模具行业的实际操作水平，提升工作技能和综合能力，满足市场对高素质技术人才的需求。
二、培训对象及要求1. 培训对象：本培训适合对塑料模具感兴趣、从事塑料模具相关工作的企业员工、技工、技术人员等。
2. 培训要求：学员须具有中专及以上学历，有一定的机械制造基础、模具制造基础等相关技能，有较强的动手能力和学习能力。
三、培训内容本培训内容分为理论教学和实际操作两部分，主要包括以下内容：1. 塑料模具设计基础知识- 塑料模具设计原理- 模具零部件设计- 模具结构设计2. 塑料模具制造技术- 模具制造工艺流程- 模具材料选型及加工- 数控加工技术- 模具装配调试3. 塑料模具应用技术- 塑料注塑工艺- 模具维护与保养- 模具故障分析与处理- 模具改进与优化4. 安全生产知识- 塑料模具生产安全规范- 紧急救护知识- 安全事故预防知识四、培训方法1. 理论课程采用面授结合在线教学的方式，讲解塑料模具的设计、制造和应用理论知识，并结合实例进行详细讲解，以便学员更好地理解和掌握知识。
2. 实操课程采用实际模具加工、组装、调试等实操训练，学员亲自动手操作，掌握实际操作技能，并通过实际案例进行模拟操作，帮助学员熟练掌握技术和操作规程。
五、培训要求1. 学员要懂得自律，课堂上要认真听讲，不得闲聊打扰他人，上课期间要关注老师的讲解内容，积极参与课堂互动。
2. 学员要尊重师资，学员要尊重师资，不得对老师进行人身攻击的言辞。
学员要尊重老师的知识产权, 未经老师的允许，不得将培训中的教学资源转发、发布到其他媒体上。
3. 学员要爱惜培训设备和场地，禁止随意破坏教学设备或者教学场地。
4. 学员要服从培训中心的管理规定，不得在教学区域抽烟、大声喧哗、乱扔垃圾等行为。
六、培训计划1. 第一周：塑料模具设计基础知识第一天：塑料模具设计原理介绍第二天：模具零部件设计第三天：模具结构设计2. 第二周：塑料模具制造技术第四天：模具制造工艺流程第五天：模具材料选型及加工第六天：数控加工技术3. 第三周：塑料模具应用技术第七天：塑料注塑工艺第八天：模具维护与保养第九天：模具故障分析与处理4. 第四周：安全生产及总结第十天：塑料模具生产安全规范第十一天：紧急救护知识第十二天：培训总结及考核七、培训考核1. 学员必须完成培训期间的理论学习和实际操作任务。
第十一章抽芯机构当制品具有与开模方向不同的内侧孔、外侧孔或侧凹时，除极少数情况可以强制脱模外，一般都必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可移动的结构。
在制品脱模前，先将其抽出，然后再从型腔中和型芯上脱出制品。
完成侧向活动型芯抽出和复位的机构就叫侧向抽芯机构。
从广义上讲，它也是实现制品脱模的装置。
这类模具脱出制品的运动有两种情况：一是开模时优先完成侧向抽芯，然后推出制品；二是侧向抽芯分型与制品的推出同时进行。
11.1 抽芯机构的组成和分类1、抽芯机构的组成抽芯机构按功能划分，一般由成型组件、运动组件、传动组件、锁紧组件和限位组件五部分组成，见表11-1 抽芯机构的组成2、侧向抽芯机构的分类及特点侧向分型和抽芯机构按其动力源可分为手动、机动、气动或液压三类。
（1）手动侧向分型抽芯模具结构比较简单，且生产效率低，劳动强度大，抽拔力有限。
故在特殊场合才适用，如试制新制品、生产小批量制品等。
（2）机动侧向分型抽芯开模时，依靠注塑机的开模动力，通过侧向抽芯机构改变运动方向，将活动零件抽出。
机动抽芯具有操作方便、生产效率高、便于实现自动化生产等优点，虽然模具结构复杂，但仍在生产中广为采用。
机动抽芯按结构形式主要有：斜导柱分型抽芯、弯销分型抽芯、斜滑块分型抽芯、齿轮齿条分型抽芯、弹簧分型抽芯等不同形式。
其特点见表11-2所示。
（3）液压或气压侧向分型抽芯系统以压力油或压缩空气作为抽芯动力，在模具上配置专门的油缸或气缸，通过活塞的往复运动来进行侧向分型、抽芯及复位的机构。
这类机构的主要特点是抽拔距长，抽拔力大，动作灵活，不受开模过程11.2 抽芯机构的设计要点1、模具抽芯自锁自锁：自由度F≥1，由于摩擦力的存在以及驱动力方向问题，有时无论驱动力如何增大也无法使滑块运动的现象称为抽芯的自锁。
在注塑成型中，对于机动抽芯机构，当抽芯角度处于自锁的摩擦角之内，即使增大驱动力，都不能使之运动,因此，模具设计时必须考虑避免在抽芯方向上发生自锁。
第十四周第一讲目的和要求：了解注射模冷却系统的组成和连通方式，初步掌握冷却系统的计算，了解加热系统的设计，熟悉模架的设计（包括其结构、标准模架及其规格和选择方法、模架的装配要求），了解注射模材料的选用（模具零件的失效形式、选用要求、种类与选用）。
重点难点：模架的设计，注射模材料的选用，冷却系统的计算。
4.11.4 冷却系统的组成及连通方式模具本身可以视为一具热交换器，将塑料熔体所含的热量经由冷却循环系统的冷却水带走。
典型的模具冷却系统如图4-317所示。
冷却系统对应不同的冷却装置有不同的零件，主要有以下几种：（1）水管接头—一般由黄铜制成，对要求不高的模具也可用一般结构钢制成。
进水和出水的接头或水嘴的安装和密封形式如图4-318所示。
图4-318a是采用55度密封管螺纹的形式联接，安装比较方便、可靠，但在螺纹加工上稍微麻烦一些。
图4-318b和c都是采用细牙螺纹的联接形式，分别在螺纹的根部和端部用型环密封的。
图4-318b是将型环嵌入模体，用螺纹压紧，使其稳定可靠。
图4-318c是将型环含在水嘴内部，其稳定密封的作用的。
（2）螺塞—主要用来构造水路，起截流作用。
要求高的模具用黄铜制作螺塞。
（3）密封圈—主要用来使冷却回路不泄漏。
”O”形密封的结构常用”O”形密封圈及装配形式，如图4-319所示。
表4-28 常用密封圈规格及装配技术要求（4）密封胶带--主要用来使螺塞或水管接头与冷却管道连接处不泄漏。
（5）软管—主要作用是连接并构制模外冷却回路。
（6）喷管—主要用在喷流式冷却系统上，最好用铜管。
（7）隔片—用在隔片导流式冷却系统上，最好用黄铜片。
（8）导热杆—用在导热式冷却系统上，主要由铍青铜制成。
另外还有模温控制单元、冷却水供应歧管、冷却水收集歧管、水泵。
4.11.5 冷却系统的计算冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水较为普遍，这是因为水的热容量大，传热系数大，成本低。
1. 冷却时间的确定在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。
这一时间标准以制品已充分固化定型而且具有一定强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。
在生产中利用冷却时间与制品厚度关系的经验数据列表4-34，计算时可以参考。
表4-34 常用塑料制品壁厚与冷却时间的关系2. 冷却管道传热面积及管道数目的简易计算通常对于中小型模具以及对塑料制品要求不太严格时，一般可忽略空气对流、辐射以及与注射机接触传走的热量，同时也忽略高温喷嘴与模具的接触传给型腔的热量。
（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总重量W（kg/h）可由下面两种方法求得方法[I]1）计算每次需要的注射量（kg）=型腔数目*单个塑件质量+浇注系统质量2）确定生产周期（t）= 注射时间（可参考所选用注射机的注射时间来确定）+冷却时间（可查表4-34）+脱模时间（根据塑件取出的难易程度确定，一般8s左右）3）求每小时可以注射的次数N=3600/t4）求每小时的注射量（kg/h）W=每小时可以注射的次数*每次需要的注射量方法[II]1）计算每次需要的注射量=型腔数目*单个塑件质量+浇注系统质量2）已知需要的生产数量N（件）3）估算总的生产时间t（h）以每月x天，每天y小时估算4）求每小时的注射量（kg/h）W=（每小时可以注射的次数*每次需要的注射量）/总的生产时间t （2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Qs（kJ/kg）式中涉及的物理量有塑料的比热容、塑料熔体的温度、塑件在脱模前的温度及结晶型塑料结晶时放出的熔化潜热。
可查表4-35常用塑料熔体的单位热流量Qs（3）计算冷却水的体积流量qv 这里假定塑料熔体凝固和冷却过程中放出的热量全部被冷却水带走，则式中涉及的物理量有冷却水的密度、冷却水比热容、水管出口和进口的设定温度。
（4）确定冷却水路的直径d 计算出冷却水的体积流量后，可根据表4-30中所示的冷却水处于湍流状态下的流速与通道直径的关系，确定模具冷却水路的直径。
（5）冷却水在管内的流速v（m/s）与冷却水的体积流量和冷却水路的直径有关。
（6）求冷却管壁与水交界面的膜传热系数式中涉及的物理量有冷却介质在一定温度下的密度、冷却介质在圆管内的流速、水孔直径、与冷却介质温度有关的物理系数。
（7）计算冷却水通道的传热总面积A式中涉及的物理量有冷却管壁与水交界面的膜传热系数h、模具平均温度与冷却水平均温度之间的差值、每小时的注射量、塑料熔体的单位热流量Qs，即（8）计算模具所需冷却水管的总长度L 与传热总面积A和水孔直径有关。
（9）冷却水路的管道根数x 由于受模具尺寸限制，每根水路的长度由模具的尺寸决定。
射每条水路的长度为l，则冷却水路的管道根数=冷却水管的总长度L/每条水路的长度为l4.11.6 加热系统设计在一般情况下，对热固性塑件成型模具需要设计加热系统，而对于热塑性塑料注射成型时在以下四种情况也需要加热：1）对要求模具温度在80度以上的塑料成型--某些熔融粘度高，流动性差的热塑性塑料，如PC、POM、氯化聚醚、PSF、PPO等，要求有较高的模具温度，需要对模具进行加热。
如果这些塑料在成型时模温过低，则会影响塑料熔体的流动性，从而加大流动的剪切力，使塑件的内应力增大，甚至还会出现冷流痕、银丝、轮廓不清等缺陷。
2）对于大型模具的预热。
大型模具在初始成型时其模温是室温，仅靠熔融塑料的热量使其达到相应的温度是十分困难的，这时就需要在成型前对模具进行预热，才能使成型3）模具有需要加热的局部区域。
在远离浇口的模具型腔，由于模温过低可能会影响塑料熔体的流动，这时可以对该处进行局部加热。
4）热流道模具的局部加热。
热流道模具有的需要对浇注系统部分进行局部加热。
1. 模具加热方式根据加热资源不同，模具加热常常分为介质加热和电加热两大类。
（1）介质加热—利用冷却水道通入热水、热油、热空气及蒸汽的加热介质进行模具加热。
其装置和调节方法与冷却水路基本相同，结构也比较实用。
但是对于持续维持80度以上高温的模具最好不要用热水加热，因为，高温易使未经软化的水产生水垢而影响传热效率，甚至堵塞通道。
（2）电阻加热—用电热棒或电热环作为加热元件进行模具加热。
由于电加热具有清洁、简便、可随时调节温度等优点，在大型模具和热流道模具中逐渐得到广泛的应用。
2. 电阻加热的常用元件的结构、要求及计算（1）电阻加热的常用元件的结构—电阻加热的常见形式是电热棒，如图4-320所示。
根据模具体积，靠改变电热元件的功率、安装数目和输入电压来调节加热速度和温度。
电热棒一般装在通用电热板内，通常用于热固性塑料模具的加热。
如图4-321所示为常用电热板结构。
除了采用电热棒外，也可以根据模具结构的不同采用其他形式的加热元件，如电热圈等，如图4-322所示。
（2）电阻加热的基本要求1）正确合理布置加热元件，保证电热元件的加热功率。
如电热元件的功率不足，就不能达到模具要求的温度；如电热元件的功率过大，会使模具加热过快，从而出现局部过热现象。
2）对大型模具的加热板应安装两套控温仪表，用来分别控制和调节加热板中央和边缘部位的温度。
3）加热板的中央和边缘部位要分别采用不同功率的电热元件，一般在模具中央部位电热元件功率稍小，边缘部位的电热元件功率稍大。
4）加强模具的保温措施，减少热量的传导和热辐射的损失，通常在模具与压力机的上、下压板之间以及模具四周设置石棉隔热板，厚度为4-6mm。
（3）电阻加热的计算--电阻加热的计算的任务是根据模具工作的实际需要计算出所需要的电功率，并选用电热元件或设计电阻丝的规格。
要得到所需电功率的数值，须作热平衡计算，即通过单位时间内供应模具的热量与模具所消耗的热量平衡，从而求出所需电功率。
但这种计算方法太复杂，计算选用的参数不一定符合实际，所以计算结果也并不精确。
在实际生产中广泛采用简化的计算方法求得所需的电功率，并有意适当增大计算结果，通过电控装置加以控制与调节。
加热模具所需电功率可按模具质量按经验公式计算电功率= 模具质量*每千克模具维持成型温度所需要的电功率每千克模具维持成型温度所需要的电功率(W/kg)，其值可查表4-36表4-36 电功率q值总的电功率算出来以后，即可根据加热板的尺寸确定电热棒的数量，进而计算每个电热棒的功率，设采用并连接法，则P每= P/n式中涉及的物理量有每个电热棒的功率、电热棒的根数。
根据P每按表4-37 可查得电热棒的外形尺寸和功率4.12.1 注射模模架的结构模架也称模体，是注射模的骨价和基体，模具的每一部分都寄生在其中，通过它将模具的各个部分有机地联系在一起。
我国市场上销售的标准模架如图4-323所示。
它一般由定模座板（或叫定模底板）、定模固定板（或叫定模板）、动模板（或叫型芯固定板）、动模垫板、垫块（或叫垫脚、模角）、动模座板（或叫动模底板）、推板（或叫推出底板）、推杆固定板、导柱、导套、复位杆等组成。
另外，根据需要还有特殊结构的模架，如点浇口模架、带脱模板的模架等。
4.12.2 标准模架的结构与形式我国的注射模架标准有两个，即《注射模中小型模架及技术条件》（GB/T 12556—1990）和《大型塑料注射模架》（GB/T 12555—1990）。
中小型模架有四种基本类型。
1. 中小型模架（1）中小型模架的四种基本类型--如图4-324所示的A1型-A4型，是中小型模架的四种基本类型，适用于W*L<=500mm*900mm的场合。
1）A1型模架定模采用两块模板，动模采用一块模板，设置推杆推出机构，适用于单分型面注射成型模具。
2）A2型模架定模、动模均采用两块模板，设置推杆推出机构，适用于直接浇口，采用斜导柱侧抽芯的注射成型模具。
3）A3型模架定模采用两块模板，动模采用一块模板，设置脱模板推出机构，适用于薄壁壳体类的成型以及脱模力大、塑件表面不允许留有推出痕迹的注射成型模。
4）A4型模架定模均采用两块模板，设置脱模板推出机构，适用范围与A3型基本相同。
（2）中小型模架的九种模架--如图4-325所示，派生型分为P1型-P9型9个品种。
1）P1型-P4型模架由基本型模架A1型-A4型对应派生而成。
结构形式的差别在于去掉了A1型-A4型定模座板上的固定螺钉，使定模一侧增加了一个分型面，成为双分型面成型模具，多用于点浇口。
其他特点和用途同A1型-A4型模架。
2）P5型模架的动、定模均由一块模板组合而成，主要适用于直接浇口、简单整体凹模结构的注射成型模具。
3）在P6型-P9型模架中，P6型与P7型、P8型与P9型是相互对应的结构，P7型和P9型相对于P6型和P8型只是去掉了定模座板上的固定螺钉。
P6型-P9型模架均适用于复杂结构的注射成型模，如定距分型自动脱落浇注系统凝料的注射模等。
