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塑料加工成型,技术总结报告
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【塑料加工成型,技术报告】塑 料 加 工 实 习 报 告轻化工程系 09 高分子班 黄顺凡
新郑康泰塑料管材实习地点河南新郑康泰 实习方式由实习指导老师带队赴实习进行集中实习。实习目的通过一周的实习使我们的本专业的所需的各种设备的 认识和了解，了解目前市场上出现的各种塑料制品的名称、类别、颜 色、结构形状、用途；也是我们对正在学习的内容的巩固和毕业后对 自己从事工作的定位。挤出车间挤出车间有 PE 和 PVC 两种的管材的生产。PE 管材颜色黑色，有不同直径 的管材，直径较小的管材相对柔软可以盘起来包装，在安装减少了接口可以远距 离运用；PVC 管材颜色呈白色，外观美丽漂亮，在一些显露于人眼的地方也不失 美观。塑料管材作为化学建材的重要组成部分，以其优越的性能，卫生、环保、低耗 等为广大用户所广泛接受，主要有 UPVC 排水管，UPVC 给水管，铝塑复合管，聚 乙烯（PE）给水管材这几种。管材生产线由控制系统、挤出机、机头、定型冷却 系统、牵引机、行星切割装置及翻料架组成。每条管材生产线有两台挤出机，其 主要一台挤出机采用强力输送衬套及高效螺杆， 另一台较小的挤出机用于挤出标 志线。塑料管材生产线出现故障时，会直接导致塑料管材出现表面粗糙，内部出 现抖动环，无真空等现象，所以要及时排除塑料管材生产线故障，才能提高产品 质量 PE 管材生产线 PE 管材生产线结构独特，自动化程度高，操作方便、连续生产稳定 可靠。该塑料管材生产线生产的管道具有适度的刚性、强度、又具有良好 的柔性、耐蠕变性、耐环境应力开裂性和良好的热熔接性能，已成为城市 燃气输送管道和室外给水管的首选产品。PE 管材生产线的组成：管材生产线由控制系统、挤出机、机头、定型 冷却系统、牵引机、行星切割装置及翻料架组成。每条管材生产线有两台 挤出机，其主要一台挤出机采用强力输送衬套及高效螺杆，另一台较小的 挤出机用于挤出标志线。模具和辅机：机头采用设计的篮式机头或螺旋分流式挤管复合机 头，具有调节方便，出料均匀的特点，定径套采用独特的开槽工艺和水环 冷却，确保管材的成型精度。PE 管材生产线采用 PE 高效螺杆、开槽机筒，并带有强力的水套冷却， 大大提高了输送能力，确保高效挤出；高扭矩立式结构减速箱；直流驱动 电机。适合于聚烯烃加工的篮式复合模头，既保证了高效挤出的稳定性， 又可实现低熔体温度带来的最小应力和最高管材质量。采用高效双腔真空 定径技术和喷淋冷却水槽，提高管材的成品率，满足高速生产的需要。采 用多履带牵引机，牵引力均匀平稳，各履带由独立的交流伺服电机驱动， 并由数字式控制器控制的驱动技术实现了准确的速度调节，以达到高度的 同步。采用高速、精确设计的切割机，切割断面平整，并配有强力吸屑装 置，将维护工作降至最低。PVC 管材生产线的工艺流程 生产流程原料+助剂配制 → 混合 → 输送上料→ 强制喂料 → 锥型双螺杆挤出机 → 挤出模具 → 定径套 → 喷淋真空定型箱 → 浸泡 冷却水箱 → 油墨印字机 → 履带牵引机 → 抬刀切割机→ 管材堆放 架 → 成品检测包装。→ 管口处理（队 PVC 管材的一端进行扩宽处理方便连接）→成品检测 包装。二 、 PVC 管材生 产线设备功能 （1） 、原料混合：是将 PVC 稳定剂、增塑剂、抗氧化剂等其它辅料， 按比例、 工艺先后加入高速混合机内，经物料与机械自摩擦使物料升温至 设定工艺温度，然后经冷混机将物料降至 40-50 度；这样就可以加入到挤 出机的料斗。（2） 、挤出机部分：本机装有定量加料装置，使挤出量与加料量能 够匹配，确保制品稳定挤出。由于锥形螺杆的特点，加料具有较大的直径，对物料的传热面积和剪切速度比较大，有利于物料的塑化，计量段螺 杆直径小，减少了传热面积和对熔体的剪切速度，使熔体能在较低的温度 下挤出。螺杆在机筒内旋转时，将 PVC 混合料塑化后推向机头，从而达到 压实、熔融、混炼均化；并实现排气、脱水之目的。加料装置及螺杆驱动 装置采用变频调速，可实现同步调速 （3） 、挤出模头部分：经压实、熔融、混炼均化的 PVC，有后续物料 经螺杆推向模头，挤出模头是管材成型的关建部件。（4） 、真空定型水箱用于管材的定型、冷却, 真空定型水箱上装有 供定型和冷却的真空系统和水循环系统， 不锈钢箱体， 循环水喷淋冷却, 真 空定型水箱上装有前后移动装置和左右、高低调节手动装置。（5） 、牵引机用于连续、自动地将已冷却变硬的管材从机头处引出 来，变频调速。（6） 、切割机：由行程开关根据要求长度控制后，进行自动切割， 并延时翻架，实行流水生产,切割机以定长工开关信号为指令，完成切割全 过程，在切割过程中与管材运行保持同步，切割过程由电动和气动驱动完 成,切割机设有吸尘装置，将切割产生的碎屑及时吸出，并回收。（7） 、翻料架翻料动作由气缸通过气路控制来实现，翻料架设有一 个限位装置，当切割锯切断管材后，管材继续输送，经延时后，气缸进入 工作，实现翻料动作，达到卸料目的。卸料后经延时数秒自动复位，等待 下一循环。1、 原料选择及配方 硬管生产中树脂应选用聚合度较低的 SG-5 型树脂，聚合度愈高，其物理力 学性能及耐热性愈好，但树脂流动性差，给加工带来一定困难，所以一般选用黏 度为（1.7~1.8）×10-3Pa?s 的 SG-5 型树脂为宜。硬管一般采用铅系稳定剂， 其热稳定性好，常用三盐基性铅，但它本身润滑性较差，通常和润滑性好的铅、 钡皂类并用。加工硬管，润滑剂的选择和使用很重要，既要考虑内润滑降低分子 间作用力，使熔体黏度下降有利成型，又要考虑外润滑，防止熔体与炽热的金属 粘连，使制品表面光亮。内润滑一般用金属皂类，外润滑用低熔点蜡。填充剂主 要用碳酸钙和钡（重晶石粉），碳酸钙使管材表面性能好，钡可改善成型性，使 管材易定型，两者可降低成本，但用量过多会影响管材性能，压力管和耐腐蚀管 最好不加或少加填充剂。2.工艺流程 RPVC 管的成型使用 SG-5 型 PVC 树脂，并加入稳定剂、润滑剂、填充剂、颜 料等，这些原料经适当的处理后按配方进行捏合，若挤管采用单螺杆挤出机，还 应将捏合后的粉料造成粒，再挤出成型：若采用双螺杆挤出机，可直接用粉料成 型，RPVC 管材工艺流程如图 3-1 所示。另外，在生产中可与上述所示流程不同，即采取粉料直接挤出管材而不进行 造粒，但应注意两点：其一，粉料直接挤出成型最好采用双螺杆挤出机，因粉料 与粒料相比， 少了一次混合剪切塑化工序， 故采用双螺杆挤出机可加强剪切塑化， 达到预期效果；其二，因粒料比粉料密实，受热及热的传导不良，故粉料的加工 温度可比相应粒料的加工温度低 10℃左右为宜。3、工艺条件及控制 在生产过程中，由于 PVC 是热敏性材料，即使加入热稳定剂也只能是提高分 解温度，延长稳定时间而不可能不出现分解，这就要求 PVC 的成型加工温度应严 格控制。特别是 RPVC，因其加工温度与分解温度很接近，往往因为温度控制不 当造成分解现象。因此，挤出温度应根据配方、挤出机特性、机头结构、螺杆转 速、测温点位置、测温仪器的误差及测温点深度等因素确定。（1）温度控制 温度是影响塑化质量和产品质量的重要因素。温度过低， 塑化不良，管材外观和力学性能较差，经分流器支架后，熔接痕明显或熔接处强 度低。由于 PVC 热稳定性较差，温度过高会发生分解，产生变色、焦烧，使操作 无法进行。挤出机及机头温度举例如表 3-5 所示。表 3-5PRVC 管加工温度范围 单位：℃ 主机类型 加料口 机身 机头 单螺杆挤出机 水冷却 后部 中部 前部 分流器支架处 口模 140~160、 160~170、 170~180、 170~180、 180~190 双螺杆挤出机 水冷却 1 2 3 4 5 6 7 8 口模 130 160 150 155 170 170 180 185 180 具体温度应根据原料配方，挤出机及机头结构，螺杆转速的操作等综合条件 加以确定。（2）螺杆冷却 由于 RPVC 熔体黏度大，流动性差，为防止螺杆因摩擦热过 大而升温，引起螺杆黏料分解或使管材内壁毛糙，必须降低螺杆温度，这样可使 物料塑化好， 管内表面光亮， 提高管材内外质量。螺杆温度一般控制在 80~100℃ 之间，若温度过低反压力增加，产量下降，甚至会发生物料挤不出来而损坏螺杆 轴承的事故。因此，螺杆冷却应控制出水温度不低于 70~80℃。冷却方法是在螺 杆内部用通铜管的方法进行水冷却。（3）螺杆转速 螺杆转速的快慢关系到管材的质量和产量。螺杆转速的调 节根据挤出机规格和管材规格决定。原则上，大机器挤小管，转速较低：小机器 挤大管，转速较高。一般 ф45 单螺杆挤出机，螺杆转速为 20~40r/min，ф90 单螺杆挤出机，螺杆转速为 10~20r/min；双螺杆挤出机 15~30r/min。提高螺杆 转速虽可一定期程序上提高产量，若过高地追求产量，不改变物料和螺杆结构的 情况下，会引起物料塑化不良，管壁粗糙，管材强度下降。（4）定径的压力和真空度 管坯被挤出口模时，温度还很高。为了使管材 获得较低的粗糙度、正确的尺寸和几何形状，所以，管坯离开口模时必须立即定 径和冷却。RPVC 管材一般均采用内压外定径的方法，管内通压缩空气使管材外 表面紧贴定径套内壁定型并保持一定圆度，一般压缩空气压力范围在 0.02~0.05Mpa， 压力要求稳定， 可设置一贮气缸使压缩空气压力稳定。压力过小， 管材不圆，压力过大，一是气塞易损坏造成漏气，二是易冷却芯模，影响管材质 量，压力忽大忽小，管材形成竹节状。若采用真空法定径，其真空度约为 0.035~0.070Mpa。（5）牵引速率 牵引速率直接影响管材生产的产量，同时影响管材壁厚， 牵引速率不稳定会使管径出现忽大忽小的现象。牵引速度应与管材的挤出速率密 切配合。正常生产时，牵引速率应比挤出线速度稍快 1%~10%。牵引速率愈慢， 管壁愈厚， 牵引速率愈快， 管壁愈薄， 还会使管材纵向收缩率增加， 内应力增大， 从而影响管材尺寸、 合格率及使用效果。生产中调节牵引速率可用以下简单方法， 将挤出的管材放于牵引履带内，但履带不夹紧管材，观察履带与管材线速率差，若牵引速率比挤出速率慢，应调节加快到壁厚符合要求为止。三、PVC 管材用途 （1）PVC 管材，是指做成管材的主要原料是 PVC 树脂粉。PVC 管材的 种类一般是以管材的用途来分的排水管， 给水管， 电线管， 电缆护套管…… 因为做的原料配方是有区别的，各类管的抗压性等各方面的指标是不 一样的。PVC 给水管配合给水配件，用于楼房的给水工程。PVC 排水管用于排污…… 四、辨别 PVC 管材的好坏的方法 （1）先看表面光洁度，以及白度。（2）拿样品摔，容易摔碎者一般是高钙产品，当然要符合你们的要求 价格合适的话是可以的。（3）拿样品用脚踩管材的边，看看是否能裂开，或者裂开后的断裂伸 长率。（4）耐侯方面挺麻烦的。最直接的办法就是拿到高温高光的地方放个 几天，看表面变化率，但太浪费时间。UPVC 排水管 。生产线的故障⑴塑料管材外表面粗糙 调整工艺温度：降低冷却水温，PE 管最佳冷却水温为 20～25℃；检查 水路，是否存在堵塞或水压不足现象；检查机筒、机头等加热圈是否有损 坏；调整定径套进水流量；咨询原料供应商，本批次原料参数；检查模具 芯部温度，若高于口模区段温度，调低芯部温度；清理模具； ⑵塑料管材外表面出现沟痕 调整定径套出水压力，出水量要求均衡；调整真空定型箱内喷嘴角度， 使管材冷却均匀；检查口模、定径套、切割机等硬件是否存在杂物、毛刺 等； ⑶内表面出现沟痕 检查内管是否进水，如进水则将刚出口模的管胚捏牢，使其内腔封闭； 降低模具内部温度；清理并抛光模具； ⑷管道内部出现抖动环 调整定径套出水，使其出水均匀；调整二室真空度，使后室真空度略 高于前室真空度；检查真空密封垫是否过紧；检查牵引机有否存在抖动现 象；检查主机出料是否均匀； ⑸无真空检查真空泵进水口是否堵塞，如堵塞，用针状物疏通；检查真空泵工 作是否正常；检查真空管路有否漏气；检查芯模压紧螺钉中间的小孔是否 堵塞，如堵塞，用细铁丝疏通； ⑹管材外园尺寸超差 调整真空度大小可改变外园尺寸；调整牵引速度可改变外园尺寸；修 正定径套内孔尺寸； ⑺管材园度超差 调整真空定型机、喷淋箱内喷嘴角度，使管材冷却均匀；检查真空定 型机、喷淋箱内水位高度、水压表压力，使喷淋量大而有力；检查真空定 型机、喷淋箱水温状况，若＞35℃，需配置冷冻水系统或增加喷淋冷却箱； 检查水路，清洗过滤器；调整工艺；检查并修正定径套内孔园度；调整管 材导向夹持装置,以修正管材的椭圆度； ⑻管材壁厚不均匀 在模具上调整壁厚；调整真空定型机及喷淋箱内喷嘴角度，使管材冷 却均匀；调整定径套出水，使其出水均匀；拆开模具，检查模具内部螺钉 是否松动，并重新拧紧； ⑼塑化温度过高 调整工艺；调整模具芯部加热温度，并对模具内部通风冷却； ⑽切割计长不准确 检查计长轮是否压紧；检查计长轮是否摆动，并拧紧计长轮架固定螺 栓；检查切割机行程开关有否损坏；检查旋转编码器是否损坏；旋转编码 器接线有否脱焊（航空插头座接触是否良好）；各单机外壳（PE 端子）应 各自引接地线到 1 个总接地点可靠接地，且该接地点应有符合电气接地要 求接地桩，不允许各单机外壳（PE 端子）串联后接地，否则将引入干扰脉 冲，引起切割长度不准； ⑾共挤标识条问题 共挤标识条扩散：一般是由于用户使用的共挤料选择不当造成，应使 用 PE 等专用料，必要时可降低挤出段温度； 共挤标识条挤不出：如开机 2 小时后仍无共挤标识条，一般是由于共 挤机螺杆后退造成；拆出螺杆，重新紧固螺钉； 共挤标识条太细或太宽：一般是由于共挤机挤出量与管材牵引速度不 匹配造成，应调节共挤机变频器频率或改变牵引速度使二者速度能匹配； 其次是共挤机下料段冷却水套未通冷却水的原因； 共挤机标识条时有时无：一般是由于共挤机下料口共挤料下料不均匀， 应检查下料口冷却水套通水情况并选择合适的共挤料粒度（一般要求粒子 ＜Φ3×3mm）； 电脑系统故障电脑在开机或工作时，不允许进入测试状态。塑料管材相关问题 塑料管材 相关问题 UPVC 排水管 UPVC 排水管在我国塑料管材行业产量占到 50％左右，是我国应用最为 广泛，应用较早，用户最为熟悉的塑料管材。然而在检测中我们发现，正 是 UPVC 排水管存在着诸多的问题。这是因为 PVC 树脂性能较差，加工范围较窄，成型条件极为苟刻，所 以对 UPVC 管生产企业来说，寻找最佳助剂（如稳定剂、改性剂、润滑剂、 填充剂等），研究最优配比和合理工艺，是保证塑料管材质量的前提，现 介绍几种塑料管材常见问题。塑料管材问题一：拉伸强度及韧性较差。好的 UPVC 管其拉伸强度曲线 应具有明显屈服，延伸率较大，而差的塑料管材常常表现为脆性，延伸率 低而易断裂。塑料管材问题二：抗冲击较差。按 GB／T 标准检测落锤冲 击试验，多年检测发现，一次通过率仅为不足 50%，许多产品甚至 10 次冲 击，全部破裂。塑料管材问题三：软化温度较低，易于遇热变形。表现在试验性能上， 即是维卡软化温度较低（小于 79），有些厂家为提高软化温度，简单地在 配料时加大填料量，这样做的确可提高软化温度，但却使管材其它性能， 尤其是抗冲击性，拉伸强度、韧性大大降低，因此要提高软化温度，而不 降低或很少降低其它性能，就应在助剂选择、原料配比、生产工艺、及生 产机械上下工夫，不可轻率对待。UPVC 给水管 UPVC 给水管，按照国标 GB/T6 进行检测，其液压检验性能 标准值要求较高，这就对生产 UPVC 给水管材的企业提出了很高的要求。偏 心问题是常见的塑料管材问题之一，就会导致生产出的塑料管材壁厚不均 匀度较大，从而不但造成原材料的浪费，而且使其液压试验性能很难达到 环应力 42MPa 的要求，对塑料管材生产线运作造成很大的影响。因此这就 要求生产企业不但要把好材料配比，有条件的企业应安装在线检测仪器， 随时调整塑料管材的尺寸偏差。实习中在工厂实际遇见的故障：履带牵引机停止运行使其后面挤出机堆积，因此挤出后到冷却的设备 中间管材形状发生改变。工人处理方法：重新启动履带牵引机，人用力拉管材，重新调整压力， 大概有 10 分钟才恢复正常生产，这期间浪费力大量的时间的材料，使生产 效率降低。管件车间（ 注射车间） 管件车间 （ 注射车间 ）领料 生产制 造单 生产 表配料烘干自检 注 塑 成 质 检 不合格领模上模 领嵌件调 试 工碎料入库粉 碎 处合 格合格 半成品入库 产品去水口一． 作业过程 （一） 计划 车间主管接到由计划部下发的《生产制造单》 （并复印下发到班长） ，根据车 间产能、设备材料以及交货期编制车间《两日生产计划表》 。（二） 领模、领料、领嵌件 由班长根据车间《两日生产计划表》 ，开具领模单到模房领取模具，并由配料操 作工开具领料单（包括原材料领料单、嵌件领料单）到仓库领取原料以及嵌件。通过这次的实习使我认识到，在课上的知识是不够的，必须补充课外知 道和实际操作才可以更快的掌握工厂生产中遇到的一切问题
【塑料加工成型,技术总结报告】塑料成型模具设计合肥工业大学〃材料科学与工程学院材料成型及控制工程专业日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing本课程课堂讲授内容简介?第一篇 塑料成型基础? ? ?第一章 概论 第二章 塑料成型理论基础 第三章 塑料制件的设计原则 第四章 注射成型工艺 第五章 注射模概述 第六~十章 注射模浇注系统、成形零部件、导向及脱 模机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统等的设 计第一章 概 论2/30 2/31 2 日星期三?第二篇 注射成型工艺及模具? ? ?主讲王成勇 主讲教师：袁宝国第一章 概1、什么是塑料?论塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为制品的某阶段可流动成型 的材料。2、塑料的组成以合成树脂为主要成分，根据不同需要添加不同添加剂所组成的混合物。合成树脂 稳定剂 填料 增塑剂 润滑剂 着色剂 固化剂塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing三、塑料的分类（按塑料的制造方法、成型性能及用途）1．按制造方法分类分类：聚合树脂、缩聚树脂两类。2．按成型性能分类分类：热塑性塑料、热固性塑料两类。3．按用途分类分类：通用塑料、工程塑料及特殊用途的塑料等。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论4/30 4/31 4 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．按成型性能分类热塑性塑料受热后软化或熔融，可成型加工，冷却后固化，再加热仍可软化。热固性塑料开始受热时可以软化或熔融，但一旦固化成型就不会再软化。此时，即 使加热到接近分解的温度也无法软化，且也不会溶解在溶剂中。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论5/30 5/31 5 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第二节 塑料的加工适应性玻璃态低温高弹态黏流态分解高温塑 料 受 热 温 度塑料在不同温度下对应不同状态， 不同状态对应不同加工适应性。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论6/30 6/31 6 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing1、玻璃化温度θg以下，坚硬的 固体。2、θg至θf为高弹态，橡皮状弹 性体。3、θf（θm）开始黏流态（称为 熔体），直至分解温度θd。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论7/30 7/31 7 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第三节 塑料的主要成型方法1．注射成型(注塑成型)注射机将粒状的塑料连续输入到注射机料筒中受热并逐渐熔融，成黏性流动 状态，由料筒中的螺杆或柱塞推至料筒端部。通过料筒端部的喷嘴和模具的 浇注系统将熔体注入闭合的模具中，充满后经过保压和冷却，使制件固化定 型，然后开启模具取出制件。2．挤出成型(挤塑成型)将粒状塑料在挤出机的料筒中完成加热和加压过程，熔体经过装在挤出机机 头上的成型口模挤出，然后冷却定型，借助牵引装Z拉出，成为具有一定横 截面形状的连续制件。3．中空成型（吹塑成型）先用挤出机或注射机挤出或注射出管筒形状的熔融坯料，然后将此坯料放入 吹塑模具内，向坯料内吹入压缩空气，使中空的坯料均匀膨胀直至紧贴模具 内壁，冷却定型后开启模具取出中空制件。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论8/30 8/31 8 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing4．压缩成型(压制成型)上、下模组成的模具安装在压力机的上、下模板之间，将塑料原料直接加在 敞开的模具型腔内，再将模具闭合，塑料粒料在受热和受压的作用下充满闭 合的模具型腔，固化定型后得到塑料制件。5．压注成型（传递成型）工作原理将塑料粒料或坯料装入模具的加料室，在受热、受压下熔融的塑料通过模具 加料室底部的浇注系统充满闭合的模具型腔，然后固化成型。6．固相成型特点：使塑料在熔融温度以下成型，在成型过程中塑料没有明显的流动状态。应用：多用于塑料板材的二次成型加工。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论9/30 9/31 9 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第二章 塑料成型理论基础一、牛顿流动规律牛顿流体：切应力与剪切速率间呈线性关系。? dv d? ? ?? ?? ??? dr dt二、指数流动规律注射成型中，大多数聚合物熔体都是非牛顿流体，且近似服从指数流动 规律，即dv n ? ? K ? ? K( ) dr?n非牛顿流体：切应力与剪切速率间呈非线性关系。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论10/30 10/31 10 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing假塑性液体的“剪切稀化”效应及其原因? ?在中等剪切速率区域，假塑性液体的变形和流动所需的切应力随剪切速 率变化，并呈指数规律增大； 变形和流动所受到的黏滞阻力，即液体的表观黏度随剪切速率变化，并 呈指数规律减小。?原因：这源于聚合物的大分子结构和它的变形能力。熔体进行假塑性流动时，增 大剪切速率，就增大了熔体内的切应力， 于是大分子链从其聚合网络结构中解缠、 伸长和滑移的运动加剧，链段的位移(高弹 变形)相对减小，分子间的静电引力也将逐 渐减弱，熔体内自由空间增加，黏稠性减 小，整个体系趋于稀化，从而在宏观上呈 现出表观黏度减小的力学性质。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论11/30 11/31 11 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing四、影响聚合物流变学性质的因素1.聚合物结构和其他组分对黏度的影响 (1)分子结构 (2)相对分子质量(3)相对分子质量分布(4)助剂主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论12/30 12/31 12 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2、温度对黏度的影响聚合物温度升高后，体积膨胀， 大分子之间的自由空间随之增大，彼 此间的静电引力减小，有利于大分子 变形和流动，即黏度下降。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论13/30 13/31 13 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing3．压力对黏度的影响在静水压力作用下，聚合物大分 子间的自由空间被压缩减小，宏观上 将表现出体积收缩，流动阻力随之增 大。因此，聚合物成型过程中，成型 压力增大，其熔体所受的静水压力也 会随之提高，伴随着熔体体积收缩， 其黏度数值也将会增大。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论14/30 14/31 14 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing端末效应? 定义：注射成型时，当聚合物熔体经过流道截面变化的部位时，将会因界面的影响 发生弹性收敛或膨胀运动。? 害处：导致制件变形扭曲、尺寸不稳定、内应力过大、力学性能降低等。? 分类：入口效应、离模膨胀效应主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论15/30 15/31 15 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing入口效应定义：聚合物熔体在管道入口端因出现收敛运动， 使压力降突然增大的现象。? 入口效应区长度Le ：熔体从大直径管道进入小直 径管道，需经一定距离Le后稳态流动方能形成。?常用入口效应区长度Le与管道直径D 的比值(Le／D)来表征产生入口效应 范围的大小。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论16/30 16/31 16 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing离模膨胀效应?定义：当聚合物熔体流出流道或浇口时，熔体发生 体积膨胀的现象。离模膨胀比B膨胀后熔体的最大直径Df 和流道直径D的比值。B=Df/D主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论17/30 17/31 17 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing失稳流动和熔体破裂? ??假塑性聚合物熔体具有三个流变 性能区域在剪切速率很低的Ⅰ区，被剪切 作用破坏的大分子蜷曲和缠结结 构有较长时间恢复，熔体呈牛顿 性质，零切黏度η0很高且保持不 变，很难注射成型。为此，注射成型常常使用Ⅱ区内 的中等剪切速率，在这个区域的 非牛顿性作用下，熔体的表观黏 度ηa可比零切黏度下降多个数量 级，故能呈现较好的流动性。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论18/30 18/31 18 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing失稳流动和熔体破裂?将剪切速率提高到Ⅲ区附近 或Ⅲ区以上，熔体黏度虽然 可以降到最小值，但大分子 链会在极高的剪切速率作用 下完全被拉直，继续变形就 会呈现很大的弹性性质，导 致流动无法保持为稳定的层 流，熔体将陷入一种弹性紊 乱状态，各点的流速将会相 互干扰，此现象称为失稳流 动。第一章 概 论19/30 19/31 19 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing失稳流动和熔体破裂? 聚合物熔体在失稳状态下通过模内的流道后将会变得粗细不均， 没有光泽，表面出现粗糙的鲨鱼 皮状。? 如果继续增大切应力或剪切速率， 熔体将呈现波浪、竹节形或周期 螺旋形，更严重时将相互断裂成 不的碎片或小圆柱块，此现 象称为熔体破裂。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论20/30 20/31 20 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing熔接痕?熔接痕又称熔合缝，是塑料制品中的一个区域，由彼此分 离的塑料熔体相遇后熔合固化而形成的。熔合缝形成的常见原因①模腔内型芯或安放的嵌件使熔体分流。? ②同一型腔有几个浇口。? ③塑件的壁厚有变化。? ④熔体喷射和蛇形流会引起波状折叠的熔合缝。? ?主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论21/30 21/31 21 日星期三四、塑料制件的结构设计 1．脱模斜度因塑料冷却后收缩，紧包在凸模或成型型芯上，或由于粘附作用，塑 件紧贴在凹模型腔内。为了防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等，设计时 塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度，如图3―l所示。3．加强筋加强筋的作用：① 在不增加壁厚的情况下，加强塑件的强度和刚度，避免塑件变形翘曲。② 合理布Z加强筋还可以改善充模流动性，减少内应力，避免气孔、缩孔 和凹陷等缺陷。③加强筋端部不应与塑件支承面平齐，而应缩进 0.5mm以上，图3-3。④ 若一个制件上需设Z许多加强筋，加强筋之间的中心距必须大 于制件壁厚的两倍以上，各条加强筋的排列互相错开，以防收缩不 均匀引起制品破裂。⑤ 各条加强筋的厚度应尽量相同或相近，可防止因熔体流动局部 集中而引起缩孔和气泡 。图a，加强筋因排列不 合理，在加厚集中的地 方容易出现缩孔和气泡4．支承面应充分保证稳定性。不宜以塑件的整个底面作支承面，因塑件稍有翘曲或变形 就会使底面不平。通常采用凸缘或凸台作为支承面，图3―6。5．圆角 塑件除使用要求需 要采用尖角之外 ，其余 所 有内 外 表 面 转 弯 处 应 尽 可能 用 圆 角 过 渡 ， 以 减少应力集中。图a不合理，图b合理 不但使塑件强度高， 塑件在型腔中流动性好， 而 且美 观 ， 模 具 型 腔 不 易产生内应力和变形。塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第四章 注射成型工艺什么是注射成型工艺？注射成型生产中，运用一定的技术方法，将塑料原 料、注射设备和注射所用的模具联系起来形成生产能力， 这种方法就叫做注射成型工艺。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论28/30 28/31 28 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第一节 热塑性塑料的工艺性能一、塑料的成型收缩塑料的收缩性指塑料制件从模具中取出发生尺寸收缩的特性。二、塑料的流动性衡量塑料流动性的指标：①聚合物的相对分子质量，②熔融指数， ③阿基米德螺旋线长度， ④表观 黏度，⑤流动比(流程长度/制品壁厚)。相对分子质量小、熔融指数高、螺旋线长度长、表观黏度小、流动比大则 流动性好。29/30 29/31 29 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing注射机的基本结构1．注射装Z 2．锁模装Z主要作用：使固态的塑料颗粒均匀地塑化呈熔融状态，并以 足够的压力和速度将塑料熔体注入到闭合的型腔中。作用：①实现模具的开闭动作，②在成型时提供足够的夹紧 力使模具锁紧，③开模时推出模内制件。3．液压传动和电器控制作用：保证注射成型按照预定 的工艺要求(压力、速度、时间 、温度)和动作程序准确进行。第一章 概 论30/30 30/31 30 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing一、注射机分类 按外形分类 直角式注射机卧式注射机立式注射机主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论31/30 31/31 31 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing按塑料在料筒中的塑化方式分为两类。1.柱塞式注射机 2．螺杆式注射机主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论32/30 32/31 32 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第三节 注射成型原理及其工艺过程基本原理：利用塑料的可挤压性和可模塑性，将松散的粒料或粉状成型物料从注 射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为黏流态熔体，在柱 塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度 较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可从模腔 中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论33/30 33/31 33 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing一、生产前的准备工作1.原料预处理 (1)分析检验成型物料的质量 (2)着色 (3)预热干燥 2.清洗料筒 3．预热嵌件 为什么要预热金属嵌件？有嵌件的塑料制件，由于金属与塑料两者的收缩率不同，嵌件周围的塑料容 易出现收缩应力和裂纹。若成型前对嵌件预热，可减小它在成型时与塑料熔体的 温差，避免或抑制嵌件周围的塑料发生收缩应力和裂纹。4．选择脱模剂主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论34/30 34/31 34 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing二、注射成型原理及其工艺过程工艺过程分为：塑化计量、注射充模和冷却定型三个阶段。l. 塑化计量 (1) 塑化成型物料在注射成型机料筒内经过加热、压实以及混合等作用以后，由松散 的粉状或粒状固体转变成连续的均化熔体的过程称为塑化。(2)计量指能够保证注射机通过柱塞或螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、定量地 输出(即注射出)机筒所进行的准备动作，这些动作均需注射机控制柱塞或螺杆 在塑化过程中完成。(3) 塑化效果和塑化能力塑化效果：指物料转变成熔体之后的均化程度。塑化能力：指注射机在单位时间内能够塑化的物料质量或体积。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论35/30 35/31 35 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．注射充模柱塞或螺杆从机筒内的计量位Z开始，通过注射油缸和活塞施加高压，将塑 化好的塑料熔体经过机筒前端的喷嘴和模具中的浇注系统快速进入封闭模腔的过 程称为注射充模。分三个阶段：流动充模、保压补料、倒流。3．冷却定型从浇口冻结时间开始，到制品脱模为止。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论36/30 36/31 36 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing三、制件的后处理为什么要进行制件的后处理？ 成型过程中塑料熔体在温度和压力作用下的变形流动行为非 常复杂，再加上流动前塑化不均及充模后冷却速度不同，制件 内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应 的结晶、取向和收缩应力，除引起脱模后时效变形外，还使制 件的力学性能、光学性能及表观质量变坏，严重时还会开裂。为了解决这些问题，可对制件进行一些适当的后处理。后处理方法退火 调湿将制品加热到θg～θf(θm)间某一温度后，进行一定时间保温的热处理 过程。是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强制件，使 之在热介质中达到吸湿平衡，以防它们在使用过程中发生尺寸变化。第一章 概 论37/30 37/31 37 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第四节 注射成型工艺条件的选择与控制注射成型具有三大工艺条件：温度(T)、压力(P)和时间(t)。一、温度 1．料温料温和模温。指塑化物料的温度和从喷嘴注射出的熔体温度，前者称为塑化温度，而后者 称为注射温度。料温主要取决于机筒和喷嘴两部分的温度。料温太低：不利于塑化，物料熔融后黏度也较大，故成型比较困难，成型后的制 件容易出现熔接痕、表面无光泽和缺料等缺陷。料温过高：引起热降解，导致制件的物理和力学性能变差。38/30 38/31 38 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．模具温度指和制件接触的模腔表壁温度。模温选择的意义：① 模温选择得合理、分布均匀，可有效改善熔体的充模流动性能、制件的外观 质量及一些主要的物理和力学性能；② 模温波动小，制件收缩均匀，防止翘曲变形。提高模温优点①改善流动性，②增强制件的密度和结晶度，③充模压力小，④表面粗糙度小。提高模温缺点①冷却时间长，②收缩率大，③翘曲变形，④生产率低。降低模温优点①冷却时间缩短，②提高生产率 降低模温缺点①流动性差，②残余应力大，③熔接痕明显。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论39/30 39/31 39 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing二、压力注射压力：与注射速度相关，对塑料熔体的流动和充模有决定性作用； 保压力：和保压时间密切相关，主要影响模腔压力以及最终的成型质量； 背压力：与螺杆转速有关，与塑化效果和塑化能力相关。1．注射压力与注射速度 (1)注射压力指螺杆(或柱塞)轴向移动时，其头部对塑料熔体施加的压力。注射压力过低：导致模腔压力不足，熔体充模困难； 注射压力过大：涨模、溢料飞边、注射机过载。?流动比：指熔体自喷嘴出口处开始能够在模具中流至最远的 距离与制件厚度的比值。第一章 概 论40/30 40/31 40 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．保压力和保压时间保压力在注射成型的保压补缩阶段，为了对模腔内的塑料熔体进行压实以及为了维 持向模腔内进行补料流动所需要的注射压力叫做保压力。保压力持续的时间长短。保压时间：3. 背压力(塑化压力)指螺杆在预塑成型物料时，其前端汇集的熔体对它所产生的反压力，简称背 压。背压对注射成型的影响主要体现在螺杆对物料的塑化效果及塑化能力方面。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论41/30 41/31 41 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing三、成型周期注射成型周期：指完成一次注射成型工艺过程所需的时间。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论42/30 42/31 42 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第五章 注射模概述第一节 注射模的基本结构一、注射模的结构组成注射模 动模部分定模部分 动模：安装在注射机的移动模板上； 定模：安装在注射机的固定模板上； 闭合：注射成型时动模和定模闭合构成浇注系统和型腔。开模：开模时动模与定模分离取出塑料制品。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论43/30 43/31 43 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论44/30 44/31 44 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing1．成型部件组成：型芯和凹模。作用：型芯形成制品的内表面形状，凹模形成制品的外表面形状。合模后型芯 和凹模便构成了模具的型腔。2．浇注系统（又称为流道系统）作用：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。浇注系统组成主流道、分流道、浇口、冷料穴①确保动模与定模合模时能准确对中； 作用②避免制品推出过程中推板发生歪斜现象； ③支撑移动部件重量。3．导向部件4．推出机构 作用：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论45/30 45/31 45 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing5．调温系统常用办法：作用：满足注射工艺对模具温度的要求。① 冷却：热塑性塑料用注射模，主要是在模具内开设冷却水通道， 利用循环流动的冷却水带走模具的热量；② 加热：模具的加热除可用冷却水通道通热水或蒸汽外，还可在 模具内部和周围安装电加热元件。作用：将成型过程中的气体充分排除。6．排气槽① 大塑件：在分型面处开设排气槽；常用办法② 小塑件：利用分型面微小间隙排气；③ 利用推杆或型芯与模具的配合间隙排气。7．侧抽芯机构带有侧凹或侧孔的塑件，被推出前须先进行侧向分型，抽出侧向型芯后方 能顺利脱模，此时需要在模具中设Z侧抽芯机构。8．标准模架主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论46/30 46/31 46 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具一、注射量的校核Plastics Molding Processing & Mold Designing第二节 注射模具与注射机的关系模具设计时，须使在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的容量或 质量在注射机额定注射量的80％以内。需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部分 容量或质量之和，即V ? nVn ? V j ? ? ? m ? nmn ? m j ? ?nVn ? V j ? 0.8Vg ? ? ? nmn ? m j ? 0.8mg ? ?式中V(m)――一个成型周期内所需注射的塑料容积或质量，cm3 (g)； n――型腔数目； Vn(mn)――单个塑件的容积或质量，cm3或g； Vj(mj)――浇注系统凝料的容量或质量，cm3或g。式中 Vg(mg)――注射机额定注射量，cm3或g。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论47/30 47/31 47 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing二、注射压力的校核 校核的目的：校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要。只有在注射机额定 的注射压力内才能调整出某一制件所需要的注射压力。影响制件成型所需注射压力的因素：塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制件形状的复杂程度以及浇注系统等。确定制品成型所需的注射压力的方法:①类比法； ②参考各种塑料的注射成型工艺数据，一般制品的成型注射压力为70～ 150MPa。③注射模模拟计算机软件(如美国的CFLOW、澳大利亚的MOLDFLOW、华 中理工大学的H-FLOW等)，对注射成型过程进行计算机模拟，获得注射压力的 预测值。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论48/30 48/31 48 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing三、锁模力的校核为什么要进行锁模力校核？ 因高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，其大小 等于制件与浇注系统在分型面上的垂直投影之和(图5―8)乘以型腔内塑料熔体的 平均压力。该推力应小于注射机额定的锁模力T合，否则在注射成型时会因锁模 不紧而发生溢边跑料现象(图5－9)。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论49/30 49/31 49 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing四、安装部分的尺寸校核校核的目的：为了使注射模具能顺利地安装在注射机上并生产出合格的制件。1．模具厚度 2．模具的长度与宽度五、开模行程的校核六、顶出装Z的校核主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论50/30 50/31 50 日星期三第六章 注射模浇注系统重点掌握一、流变学在浇注系统设计中的应用 二、普通流道浇注系统三、浇注系统的平衡进料塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing浇注系统：指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。普通流道浇注系统浇注系统分类：无流道浇注系统主流道 分流道 浇注系统组成内浇口 冷料穴主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论52/30 52/31 52 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第一节 流变学在浇注系统设计中的应用1．浇口断面尺寸 2．浇口长度 3．剪切速率的选择 4. 表观黏度的控制错误观点：“浇口尺寸越大越容易充模”错误观点：“浇口尺寸越小越好”以选取最小值为宜。剪切速率通常较大，在103～105s―1的范围内。降低熔体的表观黏度利于充模。措施：①提高熔体的成型温度。②提高剪切速率。概 论53/30 53/31 53 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第二节 普通流道浇注系统普通流道浇注系统包括：主流道、分流道、浇口、冷料穴。浇注系统的作用使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳顺利的充模、压实和保压。一、主流道的设计① 主流道通常设计成圆锥形，便于凝 料从主流道中拔出。② 为防止主流道与喷嘴处溢料，主流 道对接处应制成半球形凹坑。③ 为减小料流转向过渡时的阻力， 主流道大端呈圆角过渡。④ 在保证塑料良好成型的前提下，主流 道L应尽量短。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论54/30 54/31 54 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing二、冷料穴设计冷料穴的作用贮存因两次注射间隔产生的冷料及熔体流动的前锋冷料，防止熔体冷料进 入型腔。冷料穴的位Z主流道的末端，当分流道较长时，在分流道的末端有时也设冷料穴。冷料穴形状：底部常作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料 从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论55/30 55/31 55 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing常见的冷料穴有以下几种结构：1．带Z形头拉料杆的冷料穴 2．带球形头(或菌形头)的冷料穴3．带尖锥头拉料杆 及无拉料杆的冷料穴主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论56/30 56/31 56 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing浇口设计的原则：1．浇口尺寸及位Z选择应避免熔体破裂而产生喷射和蠕动 (蛇形流)喷射和蠕动的产生的缺陷若浇口截面太小，且正对宽度和厚度较大的型腔，则高速熔体流经浇口 受高切应力作用，会产生喷射和蠕动，在塑件上形成波纹状痕迹，或喷出高度 定向的细丝或断裂物，它们快速冷却与后来的熔体不能很好熔合，造成缺陷或 表面疵瘢。喷射还易裹气，形成焦痕和空气泡。克服喷射和蠕动的办法? 加大浇口截面尺寸 ? 改换浇口位Z ? 采用冲击型浇口，即浇口开设方位正对型腔壁或粗大的型芯。这样，当 高速料流进入型腔时，直接冲击在型腔壁或型芯上，从而降低了流速，改变 了流向，可均匀地填充型腔，使熔体破裂现象消失。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论57/30 57/31 57 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．浇口位Z应有利于流动、排气和补料a、浇口位Z应开在塑件壁厚处当塑件壁厚相差较大时，在避免喷射的前提下，为减少流动阻力，保证 压力有效地传递到塑件厚壁部位以减少缩孔，应把浇口开设在塑件截面最厚处， 利于填充补料。如塑件上有加强肋，则可利用加强肋作为流动通道以改善流动条件。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论58/30 58/31 58 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designingb、浇口位Z应远离排气位Z：浇口位Z应有利于排气，通常浇口位Z应远离排气部位，否则进入型腔的塑 料熔过早封闭排气系统，致使型腔内气体不能顺利排出，影响塑件成型 质量。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论59/30 59/31 59 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing3．浇口位Z应使流程最短，料流变向最少，并防止型芯变形a、在保证良好充填条件的前提下，为减少流动能量的损失，应使塑料流程 最短，料流变向最少。b、对于细长型芯的塑件，浇口位Z应避免偏心进料，防止型芯变形。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论60/30 60/31 60 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing4．浇口位Z及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论61/30 61/31 61 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designingd、对于熔接痕的位Z应注意，图6―18(a)所示为带圆孔的平板塑件，其左侧 较合理，熔接痕(图中A处)短，且在边上，右侧的熔接痕与小孔连成一线使塑件 强度大大削弱。熔接痕与小孔连成一线 e、图6―18(b)大型 框架塑件，其左侧由 于流程过长，使熔接 处的料温过低而熔接 不牢，且形成明显熔 接痕，而右侧增加了 过渡浇口，虽然熔接 痕数量有所增加，但 缩短了流程，增加了 熔接痕连接强度，且 易于充满型腔。√×流程过长主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国×√第一章 概 论62/30 62/31 62 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing5．浇口位Z应考虑定位作用对塑件性能的影响6.浇口位Z应尽量开设在不影响塑件外观的部位如浇口开设在塑件的边缘、底部和内侧。7.流动比校核最大流动距离比（流动比）：指熔体在型腔内流动的最大长度与相应的型腔厚度之比。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论63/30 63/31 63 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing五、浇口的类型1．直接浇口特点：由主流道直接进料。优点：熔体的压力损失小，成型容易。适用范围：适用于任何塑料，常用于成型大 而深的塑件。冷料穴：采用直接浇口时，为防止前锋冷料 流入型腔，常在浇口内侧开设深度为半个 塑件厚度的冷料穴。缺点：浇口处固化慢，易造成成型周期延长， 容易产生较大的残余应力；超压填充，浇 口处易产生裂纹，浇口凝料切除后塑件上 疤痕较大。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论64/30 64/31 64 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．矩形侧浇口位Z：开设在模具的分型面上， 从制品的边缘进料。适用范围：广泛应用于中小型制品的多型 腔注射模。优点：截面形状简单、易于加工、便于试 模后修正。缺点：在制品的外表面留有浇口痕迹。大小：厚度确定浇口的固化时间，在实践 中通常是在容许的范围内先将侧浇口的厚 度加工得薄一些，试模时再进行修正。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论65/30 65/31 65 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing3．扇形浇口特点：是矩形侧浇口的一种变异形式。在扇形浇口的整个长度上，为保持断面 积处处相等，浇口的厚度应逐渐减小。适用场合：成型大平板状及薄壁塑件。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论66/30 66/31 66 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing4.膜状浇口特点：将浇口的厚度减薄，而把浇口的宽度同塑件的宽度作成一致，故这种浇 口又称为平面浇口或缝隙浇口。适用场合：用于成型管状塑件及平板状制品。结构：图6-24(a)设Z浇口，成型后在 制品内径处会留有浇口残留痕迹，当 制品内径精度要求较高时，可按图624(b)那样，将膜状浇口设Z在制品的 端面处，其浇口重叠长度l1应不小于 浇口厚度h。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论67/30 67/31 67 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing5．轮辐浇口特点：将整个圆周进料改为几小段圆弧进料。优点：浇口料较少，去除浇口方便，且型芯上部得以定位而增加了稳定性 缺点：增加了接缝线，对塑件强度有一定影响。适用场合：它也适于圆筒形塑件。6．爪形浇口特点：型芯头部开设流道，分流道与浇口 不在同一平面内。适用场合：主要用于塑件内孔较小的管状 塑件和同轴度要求高的塑件。优点：型芯顶端伸入定模内起定位作用， 避免了弯曲变形，保证同轴度。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论68/30 68/31 68 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing7．点浇口点浇口又称针点浇口，是一种在塑件中央 开设浇口时使用的圆形限制浇口。适用场合：常用于成型各种壳类、盒类塑件。优点：浇口位Z灵活，浇口附近变形小，多型腔 时采用点浇口容易平衡浇注系统。对投影面积大 的塑件或易变形的塑件，采用多个点浇口能够取 得理想的效果。缺点：由于浇口的截面积小，流动阻力大，需提 高注射压力，宜用于成型流动性好的热塑性塑料。采用点浇口时，为了能取出流道凝料，必须使用 三板式双分型面模具或二板式热流道模具，费用 较高。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论69/30 69/31 69 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing8．潜伏浇口图6-28，从形式上看，潜伏浇口与点浇口类似，不同的是采用潜伏浇口 只需二板式单分型面模具，而采用点浇口需要三板式双分型面模具。特点：①浇口位Z一般选在制件侧面较隐蔽处，可以 不影响塑件的美观。②分流道设Z在分型面上，而浇口像隧道一样 潜入到分型面下面的定模板上或动模板上，使 熔体沿斜向注入型腔。③浇口在模具开模时自动切断，不需要进行浇 口处理，但在塑件侧面留有浇口痕迹。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论70/30 70/31 70 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing④若要避免浇口痕迹，可在 推杆上开设二次浇口，使二 次浇口的末端与塑件内壁相 通，具有二次浇口的潜伏浇 口图6-29，这种浇口的压力 损失大，必须提高注射压力。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论71/30 71/31 71 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing9．护耳浇口特点：由矩形浇口和耳槽组成，耳槽的截面积和 水平面积均比较大。耳槽前部的矩形小浇 口能使熔体因摩擦发热而温度升高，熔体 在冲击耳槽壁后，能调整流动方向，平稳 地注入型腔，因而塑件成型后残余应力小， 另外依靠耳槽能允许浇口周边产生收缩， 所以能减小因注射压力造成的过量填充以 及因冷却收缩所产生的变形。适用场合：如聚氯乙烯、聚碳酸酯等热稳定 性差、黏度高的塑料的注射成型。缺点：需要较高的注射压力，其值约为其他 浇口所需注射压力的2倍。另外，制品成型后 增加了去除耳部余料的工序。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论72/30 72/31 72 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第三节 无流道凝料浇注系统?定义：在注射成型过程中不产生流道凝料的浇注系统。原理：在注射模中采用绝热或加热的方法，使在整个生产 周期中，从注射机的喷嘴到型腔入口这一段流道中的塑料 一直保持熔融状态，从而在开模时只需取出塑件，而没有 浇道凝料取出。?主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论73/30 73/31 73 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第三节 浇注系统的平衡进料一、一模多腔浇注系统的平衡 为什么采用一模多腔时浇注系统应平衡？因如果各个型腔不是同时被充满，那么最先充满的型腔内的熔体就会 停止流动，浇口处的熔体便开始冷凝，此时型腔内的注射压力并不高，只 有当所有的型腔全部充满后，注射压力才会急剧升高，若此时最先充满的 型腔浇口已经封闭，该型腔内的塑件就无法进行压实和保压，因而也就得 不到尺寸正确和物理性能良好的塑件，所以必须对浇注系统进行平衡，即 在相同的温度和压力下使所有的型腔在同一时刻被充满。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论74/30 74/31 74 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing1．平衡式浇注系统特点：从分流道到浇口及型腔，其形状、长宽尺寸、圆角、模壁的冷却条件等 都完全相同，熔体能以相同的成型压力和温度同时充满所有的型腔，从而获得 尺寸相同、物理性能良好的塑件。平衡系统比较：型腔采用圆周式布Z[图6―31(a)]比横列式布Z[图6―31(b)]好 。因为圆周式布Z不仅缩短了流程，而且还减少了流动时的转折和压力损失，但 这种布Z除圆形塑件外，加工比较困难。所以除了精密的塑件外，对于一般的矩 形塑件，大多还是采用横列式布Z。缺点：与非平衡浇注系统相比，平衡式浇注系统的流道总长度要长一些，模板尺 寸要大一些，增加了塑料在流道中的消耗量和模具的成本。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论75/30 75/31 75 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．非平衡式浇注系统 分两种情况：①各个型腔尺寸和形状相同，距主流道距离不同; ②型腔和流道长度均不相同;在非平衡式浇注系统中，为了使各个型腔能同时均衡地充满，须将浇口做 成不同的截面形状或不同的长度，实行人工平衡。常采用平衡系数法计算。76/30 76/31 76 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing二、一模一腔多浇口浇注系统的平衡1．平衡浇口以减少制品的变形什么情况下采用一模一腔多点浇口？对于薄壁的矩形塑件或其他形状的平板塑件，当 采用中心浇口时，由于聚合物大分子的取向效应，沿 熔体流动方向的收缩量大于垂直于熔体流动方向的收 缩量，故塑件产生各向不均匀的收缩，导致制品冷却 后翘曲变形，改进的方法是采用多个点浇口，这样有 利于消除或减小塑件的变形 。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论77/30 77/31 77 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．平衡浇口有利于均匀进料 图6-35，深腔筒形或深矩形塑件成型时，若A、 B两个点浇口尺寸及位Z设计不当，就不能平衡熔体 的流动，易使型芯因各个侧壁受力不均匀而产生偏斜， 若在A、B两浇口处均匀进料，则熔体流动的不平衡性 可得到很大的改善。3．平衡浇口以控制熔接痕的位Z采用多浇口时，在型腔内熔体的汇合处将产生熔接痕，熔接痕不仅降低 了制品的强度，而且有碍美观，因此可以通过调整各个浇口的进料量来控制熔 接痕形成的位Z，以避免在制品的某些部位或者受力部位产生熔接痕。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论78/30 78/31 78 日星期三第七章 注射模成型零部件设计重点掌握一、 型腔总体布Z与分型面选择 二、 成型零部件的结构设计 三、 成型零部件的工作尺寸计算 四、 成型型腔壁厚的计算五、 排气结构设计塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第一节 型腔总体布Z与分型面选择 一、型腔数目的确定1． 按注射机的最大注射量，确定型腔数量n 2. 按注塑机的额定锁模力，确定型腔数 3．按制品的精度要求确定型腔数 4．按经济性确定型腔数主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论80/30 80/31 80 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第一节 型腔总体布Z与分型面选择一、型腔数目的确定 常用确定型腔数目的方法如下1． 按注射机的额定注射量，确定型腔数量n根据式(5―2)可得n?0.8 Vg ? V j Vn0.8mg ? m j mn(7-1)n?式中Vg(mg)――注射机额定注射量，cm3或g； Vj(mj)――浇注系统凝料量，cm3或g； Vn(mn)――单个塑件的容积或质量，cm3或g。第一章 概 论81/30 81/31 81 日星期三主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2. 按注塑机的额定锁模力，确定型腔数根据注射机的额定锁模力大于将模具分型面胀开的力，得：F≥p(nAn+Aj)型腔数n?F ? pA j pAn（7-2）式中F――注射机的额定锁模力，N；p――塑料熔体对型腔的平均压力，MPa； An――单个塑件的在分型面上的投影面积，mm2； Aj――浇注系统在分型面上的投影面积，mm2。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论82/30 82/31 82 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing3．按制品的精度要求确定型腔数生产经验认为，增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4％，为了满足塑件 尺寸精度，需使L? s ? (n ? 1) L? s 4% ? ?式中 L――塑件基本尺寸，mm； ±δ――塑件的尺寸公差，mm，为双向对称偏差标注； ±Δs――单腔模注射时塑件可能产生的尺寸误差的百分比。上式化简得型腔数目n ? 25?L? s? 24（7-3）成型高精度制品时，型腔数不宜过多，通常不超过4腔，因为多型腔难于 使各型腔的成型条件均匀一致。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论83/30 83/31 83 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing4．按经济性确定型腔数根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，仅 考虑模具费用和成型加工费。模具费为 Xm=nC1+C2 式中 C1――每一型腔所需承担的与型腔数有关的模具费用；C2――与型腔数无关的费用。成型加工费为式中 N――制品总件数； y――每小时注射成型加工费，元/h； t――成型周期。总成型加工费为 X=Xm+Xj第一章 概 论84/30 84/31 84 日星期三? yt ? X j ? N? ? ? 60n ?主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing为使总成型加工费最小，令dx ? 0 dn则得：n ?Nyt 60C1(7-4)主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论85/30 85/31 85 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing三、分型面的设计分型面：模具上用于取出塑件和(或)浇注系统凝料的可分离的接触表面。2．分型面选择原则总的原则：保证塑件质量，且便于制品脱模和简化模具结构。(1)分型面应便于塑件脱模和简化模具结构，尽可能使塑件开模时留 在动模，便于利用注射机锁模机构中的顶出装Z带动塑件脱模机构 工作。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论86/30 86/31 86 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论87/30 87/31 87 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing(2)分型面应尽可能选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边 易于消除或修整。分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝痕迹，分型面最好 不要设在塑件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处例6带有球面的塑件，若采用图 (a)的形式将有损塑件外观， 改用图(b)的形式则较为合理。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论88/30 88/31 88 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing(3) 分型面的选择应保证塑件尺寸精度例7：塑件的D和d两表面有同轴度要求。选择分型面应尽可能使D与d同Z于动模成型，图(b)。若分型面选择图(a)所示，D与d分别在动模与定模内成型，由于合模误差 不利于保证其同轴度要求。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论89/30 89/31 89 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing(4)分型面选择应有利于排气例8：尽可能使分型面与料流末端重合，有利于排气。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论90/30 90/31 90 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing(5)分型面选择应便于模具零件的加工 例9图(a)采用一垂直于开模运动方向的平面作为分型面， 凸模零件加工不便。而改用倾斜分型面[图(b)]，则使凸模便于加工。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论91/30 91/31 91 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing(6)分型面选择应考虑注射机的技术规格图 7―6 弯板塑件，若采用图 (a) 的形式成型，当塑件在分型面上的 投 影面积 接近注射机最大 成型面积时 ，将可能产 生溢料，若改为图 (b) 形 式成型 ，则可克服溢料 现象。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论92/30 92/31 92 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第三节 成型零部件的工作尺寸计算一、塑件尺寸精度的影响因素1．成型零部件的制造误差 2．成型零部件的磨损 3. 塑料的成型收缩4．配合间隙引起的误差为保证塑件精度，须使上述各因素造成的误差的总和小于塑件的公差值，即：?z ??c ??s ?? j ? ?主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论93/30 93/31 93 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing二、成型零部件工作尺寸计算计算方法有：平均值法和公差带法。平均值法：按塑料收缩率、成型零件制造公差和磨损量均为平均值时，制品获得 的平均尺寸来计算的。公差带法：使成型后的塑件尺寸均在规定的公差带范围内。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论94/30 94/31 94 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第五节 排气结构设计排气不良的害处：型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时 气体压缩所产生的热量可能使塑料烧焦。在充模速度大、温度高、物料黏度低、 注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部， 造成气孔、组织疏松等缺陷。模内气体来源：①型腔和浇注系统中存在空气。②塑料原料中含有水分，在注射温度下蒸发而成为水蒸气。③由于注射温度高，塑料分解所产生的气体。④塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论95/30 95/31 95 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing塑件上气泡的分布状况：型腔和浇注系统积存空气所产生的气泡，常分布在与浇口相对的部位上；塑料内含有水分蒸发产生的气泡呈不规则分布在整个塑件上；分解气体产生的气泡则沿塑件的厚度分布。由此可以判断气体的来源，选择合理的排气部位。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论96/30 96/31 96 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing1.排气方式常见注射模排 气方式如图7―33。①用分型面排气[图733(a)]。②用型芯与模板配合间 隙排气[图7-33(b))。③利用顶杆运动间隙排 气[图7-33(c)、(d))。④用侧型芯运动间隙排 气[图7-33(e)L ⑤开设排气槽。当以上措施仍不足以满足快速、完全排气时，应在模具适当部位 开设排气槽或排气孔[图7-33(f)]。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论97/30 97/31 97 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing? 第八章注射模的导向及脱模机构设计 导向机构设计第一节导向机构的作用：主要是定位和定向，保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间的准 确对合。结构形式导柱导向和锥面、销等定位。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论98/30 98/31 98 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第二节 脱模机构设计一、脱模机构的分类及设计原则1．脱模机构的分类1）按推出动作的动力源分为手动脱模、机动脱模、气动和液压脱模等； 2）按推出机构动作特点分为一次推出(简单脱模机构)、二次推出、顺序脱模、点浇口自动脱落以及带螺 纹塑件脱模等。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论99/30 99/31 99 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．脱模机构的设计原则① 保证塑件不因顶出而变形损坏、影响外观。②为使推出机构简单、可靠，开模时应使塑件留于动模，以利用注射机移动部分 的顶杆或液压缸的活塞推出塑件。③推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死与干涉现象。机构本身应有足够的 刚度、强度和耐磨性。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论100/30 100/31 100 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing三、一次推出脱模机构 一次推出脱模机构：指开模后，用一次动作将塑件推出的机构。包括推杆脱模、推管脱模、推板脱模、气动脱模、利用镶件或型腔脱模、多元 件联合脱模等机构。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论101/30 101/31 101 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具 1．推杆脱模机构Plastics Molding Processing & Mold Designing(1)推杆脱模机构的组成①推出部件 组成：推杆1、推杆固定板2、推板5和挡销8等。作用：推杆直接与塑件接触， 开模后将塑件推出；推杆固定板和推板起 固定推杆及传递注射机顶出压缸推力；挡 销调节推杆位Z和便于消除杂物。②导向部件 组成：导柱4和导套3。作用：使推出过程平稳，推出零件不致 弯曲和卡死。③复位部件主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国作用：使完成推出任务的推出零部件回复到初始位Z。第一章 概 论102/30 102/31 102 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具2．推管脱模机构Plastics Molding Processing & Mold Designing优点：推管以环形周边接触塑件，故推顶塑件力量均匀，塑件不易变形，不 会留下明显的推出痕迹。特点：主型芯和凹模可同时设计在动模一侧，以利于提高塑件的同轴度。但壁过薄的塑件(壁厚&1.5mm)，推管加工困难，且易损坏，不宜采用推管推出。3．推板脱模机构特点塑件表面不留推出痕迹，同时塑件受力均匀，推出平稳，且推出力大，结构 较推管脱模机构简单。适用场合：薄壁容器、壳形塑件及外表面不允许留有推出痕迹的件。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论103/30 103/31 103 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing4．利用成型零件推出的脱模机构 某些塑件因结构和材料等关系，不适宜采用上述的脱模机构，可利用成型镶 件或型腔带出塑件，使之脱模。图8―18(a)利用螺纹型环作推出零件；图(b)利用活动成型镶件推出塑件的结构，推杆推出型芯镶件，塑件取出后， 推杆带动镶件复位；图(c)用型腔带出塑件，型腔推出塑件后，人工取出塑件，该结构适用于软质 塑料，但型腔数目不宜过多，否则取件困难。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论104/30 104/31 104 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing5．多元件综合脱模机构某些深腔壳体、薄壁塑件及带有局部环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂塑件， 用单一的脱模方式，不能保证塑件顺利脱出，需采用两种以上的多元件联合推出。图8-19为推杆、推管与推板三种元件联合使用。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论105/30 105/31 105 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing & Mold Designing 四、二次推出脱模机构1.单推出板二次脱模机构 （1）摆块拉板式脱模机构 利用活动摆块推动型腔完成一次脱模，然后由推杆完成二次脱模。(a)为合模状态； 开模时，固定在定模的拉板7带动活动摆块5，将型腔1抬起，完成一次脱模，图 (b)；继续开模时，限位螺钉2拉住型腔板，由注射机顶杆4通过推杆3将塑件从型 腔中推出。弹簧6的作用是使活动摆块始终靠紧型腔，图(c)。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论106/30 106/31 106 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具(2)摆杆式脱模机构Plastics Molding Processing & Mold Designing图8―22通过摆杆和U形架完成二次脱模。(a)为合模状态。开模时注射机顶杆5推动推杆固定板，使固定在上面的推杆7 和摆杆3一起向前运动，同时摆杆经固定在型腔上的圆柱销l使型腔抬起，将 塑件从型芯上脱下，完成一次脱模，图(b)。当限位螺钉9迫使型腔不能继续向前移动时，摆杆又脱离了U形限制架4，同 时圆柱销1将两摆杆分开，由弹簧2拉住摆杆紧靠在圆柱销上，当注射机顶杆 继续顶出时，推杆7推动塑件脱离型腔，图(c)。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论107/30 107/31 107 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具 Plastics Molding Processing & Mold Designing 2.双推出板二次脱模机构特点：两组推出板，利用两组推出板的先后动作完成二次脱模。(1)八字摆杆式脱模机构(a)为原始位Z，开模时注射机顶杆6推动一次推出板，同时定距块5使二次推出板以同 样速度推动塑件，使塑件和型腔一起运动而脱离动模型芯，完成一次脱模。当开模至 图(b)位Z时，一次推出板碰到八字形摆杆4，由于摆杆支点到两推板接触点的距离不 等，在摆杆的摆动下，使二次推出板向前运动的距离大于一次推出板的距离，因而使 塑料制件从型腔中脱出，主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论108/30 108/31 108 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing(2)拉钩楔块式脱模机构 图8-24，成型推杆7固定在一次推出板9上，中心推杆6和拉钩1固定在二次 推出板10上。闭模状态时，拉钩在弹簧2的作用下始终钩住圆柱销5，图(a)。开模时注射机顶杆8顶动二次推出板，由于拉钩的作用，一、二次推出板同 时推动塑件，使塑件脱离型芯，完成一次脱模。继续开模时，在斜楔3的作 用下，拉钩与圆柱销脱开，同时限距柱4碰到动模固定板，使一次推出板停 止运动，图(b)状态。注射机顶杆继续前进，推杆6推出塑件，完成二次脱模， 图(c)。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论109/30 109/31 109 日星期三3．顺序脱模机构(1)弹簧顺序脱模机构 图8―25，合模时弹簧受压缩， 开模过程中，首先在弹簧作用下，使A 分型面分型，分开至一定距离，限位螺 钉限制定模的运动，模具从B分型面分 型脱模。塑料成型模具 塑料成型加工与模具(2)拉钩顺序脱模机构Plastics Molding Processing & Mold Designing图8―26，拉钩顺序脱模的 两种形式。图(a)，开模时先从A分型面 分型，开模一定距离，拉钩在压 块作用下摆动而脱钩，定模受拉 板限制而停止运动，于是从B分 型面分型脱模。图b)为拉钩顺序脱模的另一 种形式，动作原理同上。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论111/30 111/31 111 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具(3) 双脱模机构Plastics Molding Processing & Mold Designing图8―27，两种常见的双脱 模机构。图(a)利用弹簧力使塑件先从 定模中脱出，留于动模，然后用 动模上的推出机构使塑件脱模。该结构紧凑、简单，但弹簧易失 效，用于脱模阻力不大和推出距 离不长的场合。图(b)为利用杠杆的作用实现 定模脱模的结构。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论112/30 112/31 112 日星期三第九章 侧向分型与抽芯机构设计 重点掌握一、 侧向分型与抽芯机构的分类二、 斜销侧向分型与抽芯机构 三、 弯销侧向分型与抽芯机构 四、 斜滑块侧向分型与抽芯机构五、 齿轮齿条侧向分型与抽芯机构塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第一节 侧向分型与抽芯机构的分类什么是抽芯机构？ 能将活动型芯抽出和复位的机构。为什么要采用侧向分型与抽芯？ 某些塑料制件，由于使用上的要求，不可避免地存在着与开模方向不一致的 分型，除极少数情况可以进行强制脱模外(参见图3―14)，一般都需要进行侧向 分型与抽芯，才能取出制件。抽芯机构分类（按动力源分）手动、 气动、液压和机动抽芯机构。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论114/30 114/31 114 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing一、手动侧向分型与抽芯机构什么是手动抽芯？ 在推出制件前或脱模后用手工方 法或手工工具将活动型芯或侧向成型 镶块取出的方法。优点：结构简单。缺点：劳动强度大，生产效率低，仅 适用于小型制件的小批量生产。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论115/30 115/31 115 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing二、液压或气动侧向分型与抽芯机构 侧向分型的活动型芯可以依靠液压传动或气压传动的机构抽出。图9―3，利用气动抽 芯机构使侧向型芯作前后 移动。图示的结构中没有锁 紧装Z，这在侧孔为通孔 或者活动型芯仅承受很小 的侧向压力时是允许的， 因为气缸压力尚能使侧向 的活动型芯锁紧不动，否 则应考虑设Z活动型芯的 锁紧装Z。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论116/30 116/31 116 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing图9―4，液压抽芯机构 带有锁紧装Z，侧向活动型 芯设在动模一侧。成型时， 侧向活动型芯由定模上的锁 紧块锁紧，开模时，锁紧块 离去，由液压抽芯系统抽出 侧向活动型芯，然后再推出 制件，推出机构复位后，侧 向型芯再复位。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论117/30 117/31 117 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing三、机动侧向分型与抽芯机构什么是机动侧向分型与抽芯？ 利用注射机的开模力，通过传动机构改变运动方向，将侧向的活动型芯抽出。机动抽芯机构的优、缺点：结构较复杂，但抽芯不需人工操作，抽拔力较大，灵活、方便、生产效率高、 容易实现全自动操作、无需另外添Z设备等。结构形式为斜销、弹簧、弯销、斜导槽、斜滑块、楔块、齿轮齿条等 。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论118/30 118/31 118 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第二节 斜销侧向分型与抽芯机构一、工作原理原理：斜销3固定在定模板4上，侧型 芯1由销钉2固定在滑块9上，开模时，开 模力通过斜销迫使滑块在动模板10的导滑 槽内向左移动，完成抽芯动作。为保证合模时斜销能准确地进入滑块 的斜孔中，以便使滑块复位，机构上设有 定位装Z，依靠螺钉6和压紧弹簧7使滑块 退出后紧靠在限位挡块8上定位。此外，成型时侧型芯将受到成型压力 的作用，从而使滑块受到侧向力，故机构 上还设有楔紧块5，以保持滑块的成型位Z。塑件靠推管11推出型腔。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论119/30 119/31 119 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing二、斜销侧向分型与抽芯机构主要参数的确定1．抽芯距S抽芯距型芯从成型位Z抽到不妨碍塑件脱模的位Z所移动的距离，用S表示。抽芯距大小：等于侧孔或侧凹深度So加上2~3mm的余量， S=So+(2~3)mm主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论120/30 120/31 120 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2、斜销的倾角 αα 的作用：决定斜销抽芯机构工作效果的一个重要参数，不仅决定开模行程和 斜销长度，而且对斜销的受力状况有重要的影响。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论121/30 121/31 121 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing①抽拔方向垂直于开模方向时（图9―7） 系为 α对斜销几何尺寸的影响：抽芯距S，所需的开模行程H与斜销的倾角α的关H ? S cot ?（9-2）斜销有效工作长度L与倾角α的关系为S L? sin ?（9-3）上两式可见：倾角α增大，为完成抽芯所需的 开模行程及斜销有效工作长度均可减小，有利于减 小模具的尺寸。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论122/30 122/31 122 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designingα对斜销受力情况的影响：抽芯时滑块在斜销作用下沿导滑槽运动，忽略摩擦阻力时，滑块将受到 下述三个力的作用[图9―8 (a)]，抽芯阻力Fc、开模阻力Fk(即导滑槽施于滑 块的力)以及斜销作用于滑块的正压力F’。由此可得抽芯时斜销所受的弯曲 力F (与F’大小相等，方向相反)。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论123/30 123/31 123 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold DesigningFc F ? cos ?抽芯时所需开模力为Fk=Fctanα（9-4）(9-5)上二式可知，Fc一定，倾角α增大时，斜销所受的弯曲力F和开模阻力Fk 均增大，斜销受力情况变差。结论：决定斜销倾角的大小时，应从抽芯距、开模行程、斜销受力几个方面 综合考虑。一般取α=15～20°，不宜超过25°。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论124/30 124/31 124 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing3．斜销的直径Fc L d ?3 0.1?? ?w cos ?即，斜销的直径必须根据抽芯力、斜销的有效工作长度和斜销的倾角来确 定。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论125/30 125/31 125 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing4．斜销的长度确定了斜销倾角α、有效工作长度L和直径d之后，可按图9―10几何关系算 斜销的长度L总：D t d S L总 ? L1 ? L2 ? L3 ? L4 ? L5 ? tan ? ? ? tan ? ? ? ?10 ~ 15?mm 2 cos ? 2 sin ? （9―10）式中 L5――锥体部分长度，一般取 (10～15)mm； D――固定轴肩直径； t――斜销固定板厚度。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论126/30 126/31 126 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing4．滑块定位装Z为什么滑块需定位装Z？ 开模后，滑块必须停留在一定的位Z上，否则闭模时斜销将不能准 确地进入滑块，导致模具损坏，为此必须设Z滑块定位装Z。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论127/30 127/31 127 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing5．锁紧块作用：模具闭合后锁紧滑块，承受成型时塑料熔体对滑块的推力，以免斜 销弯曲变形。锁紧角α’：大于斜销的倾斜角α，取α’=α+(2～3?)。开模时，使锁紧块迅速让开，以免阻碍斜销驱动滑块抽芯 。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论128/30 128/31 128 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第三节 弯销侧向分型与抽芯机构弯销侧向分型与抽芯机构是斜销侧向分型与抽芯机构的一种变形，图9― 25。工作原理：与斜销侧向分型与抽芯机构相同，其差别在于用弯销代替斜销。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论129/30 129/31 129 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing第四节 斜滑块侧向分型与抽芯机构1．滑块导滑的斜滑块侧向分型与抽芯机构图9―28，模具采用了斜滑块 外侧分型机构。开模时，推杆7推动斜滑块1沿模套6上的导滑槽上的方向移动， 在推出的同时向两侧分开，从而使塑件脱离型芯和抽芯动作同时进行。限位螺钉5用以防止斜滑块从模套 中脱出。导滑槽的方向与斜滑块的斜面平行，主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论130/30 130/31 130 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing2．斜滑杆导滑的斜滑块侧向分型与抽芯机构图9-30，利用斜滑杆3带 动斜滑块1沿模套2的锥面方 向运动，来完成分型抽芯动 作。斜滑杆是在推板5的驱动下工作的，滚轮4是为了减小 摩擦。主讲教师王成勇 主讲教师：袁宝国第一章概论131/30 131/31 131 日星期三塑料成型模具 塑料成型加工与模具Plastics Molding Processing & Mold Designing图9-31，利用斜滑杆导滑的斜滑块内侧分型与抽芯机构。斜滑杆头部即为成型滑块，凸模 1上开有斜孔，在推出板5的作用下， 斜滑杆沿斜孔运动，使塑件一面抽芯， 一面脱模 。适应场合受斜滑杆刚度的限制，多用于抽芯 力较小的场合。主讲