模具设计

1、塑料成型的发展趋势：塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化方向发展。2、塑料模具发展趋势：1、塑料模具标准化2、cad，cam，cae技术的应用正向集成化，三维化，智能化方向发展3、模具加工的新技术与发展4、加强理论研究5、塑料模具专用材料的研究与开发3、塑料的组成：1、增塑剂2稳定剂3、固化剂4、填充剂5、着色剂，除此还有润滑剂，发泡剂，阻燃剂，防静电剂，导电剂和导磁剂4、塑料的特性：1、质量轻2、电气绝缘性能好3、比强度，比刚度高4、化学稳定性好5、减磨，耐磨性能好，减振消声性好6、热导率低，一些塑料具有良好的光学性能5、塑料的分类：按合成树脂的分子结构和受热时的行为：热塑性塑料和热固性塑料按应用范围：通用塑料，工程塑料和特种塑料6、热塑性塑料：聚乙烯pe，聚丙烯pp，聚氯乙烯puc，聚苯乙烯ps，abs塑料，聚甲基丙烯酸甲酯pmma，聚酰胺pa，聚碳酸酯pc。其中聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯等统称为聚烯烃po。Abs塑料是丙烯醛，丁二烯和苯乙烯的三元共聚物7、热固性塑料：酚醛塑料pf，氨基塑料，环氧树脂ep，不饱和聚酯树脂up（以玻璃纤维为填料的不饱和聚酯增强塑料俗称玻璃钢）8、热塑性塑料成型的工艺性能：热力学性能、结晶性、流动性、发缩性、相容性、吸湿性、热稳定性9、热固性塑料成型的工艺性能：收缩率、流动性、水分及挥发物含量和硬化速度10、结晶度：聚合物内结晶组织的质量（或体积）占总质量（或总体积）的百分比11、聚合物的取向，聚合物大分子及其链段在应力作用下形成的有序排列过程称为取向，它与结晶的三维有序不同，取向是一维或二维有序。取向因聚合物熔体的流动性质不同，有单轴取向和多轴取向2种类型。如果从熔体所受应力的性质不同来分类，则有流动取向和拉伸取向2种12、聚合物的降解：热降解、应力降解、氧化降解、水降解13、热固性聚合物的交联作用：聚合物从线性结构变为体型结构的化学反应过程称为交联。热固性聚合物的交联作用是分子链中带有反应基团或反映活点与交联剂（硬化剂）反应的结果14、注射成型分为：普通注射成型、精密注射成型和特种注射成型15、注射机的分类：1、按照注射机的注射方向和模具的开合方向分类：卧式注射机、立式注射机、角式注射机2、按注射装置分类：螺杆式，柱塞式，螺杆预塑化型3、按照锁模装置分类：直压式和时拐式16、注射工艺过程：包括成型前准备，注射成型过程和制件的后处理17、注射成型工艺参数：1、温度：机筒温度、喷嘴温度、模具温度2、压力：塑化压力、注射压力3、时间18、热固性塑料注射成型工艺参数：1、温度：料温和模具温度2、压力：注射压力与注射速度、保压压力和保压时间、背压和螺杆转速3、成型周期4、其他工艺条件19、压缩成型工艺过程：1、成型前准备：预热然后预压2、压缩成型过程：热固性塑料压缩成型过程包括加料、合模、排气、固化和脱模等几个阶段，如成型带有嵌件的塑件，加料前应预热嵌件并将其安放定位于模内3、压后处理：模具清理和后处理20、传递成型原理：模具闭合后，将热固性塑料（预压锭或预热的原料）加入到加料室中，使其受热熔融，接着在压力作用下，塑料熔体通过模具浇注系统的高速挤入型腔，塑料在型腔内继续受热受压而发生交联反应固化成型为塑件，最后打开模具将其取出21、传递成型的特点：传递成型的塑料再进入型腔前已经塑化，因此能产生外形复杂，薄壁或壁厚变化很大，带有精细嵌件的塑件；塑料在模具内的保压硬化时间较短，缩短了成型周期，提高了生产效率，塑件的密度和强度也得到提高，由于塑料成型前模具完全闭合，分型面的飞边很薄，因而塑件精度容易保证，表面粗糙度值也较低，但传递所有的模具结果要复杂些。传递成型塑件浪费很大，塑件因有浇口痕迹，使修整工作量增大，工艺条件压缩成型要求更严格，操作难度大22、挤出成型原理：挤出成型一般用于热塑性塑料成型，首先将粒状或粉状塑料缴入料斗中，在旋转的挤出机螺杆的作用下，塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送，在此过程中，不断地接受外加热和螺杆与物料，物料与机料及物料与机筒之间的剪切摩擦热，逐渐熔融呈粘流态，然后再挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具口模以及一系列铺助装置（定型，冷却，牵引，切割等），从而获得截面形状一定的塑料型材23、挤出成型的特点：生产量大，生产率高，成本低；塑件截面形状不变，塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定；适应性强，除氧塑料外，几乎所有的热塑性塑料兜可以采用挤出成型，少量热固性塑料也可以采用挤出成型。24、塑件结构工艺性设计遵循的原则：1、在设计塑件时，应考虑原料的成型工艺性，如流动性，收缩率等2、在保证使用性能，物理与力学性能，电性能，耐化学腐蚀性能和耐热性能等前提下，力求结构简单，壁厚均匀，使用方便3、在设计塑件时应同时考虑其成型模具的总体结构，使模具型腔易于制造，抽芯和推出机构简单4、当设计的塑件外观要求较高时，应现通过造型，而后逐步绘制图样25、在选择具体的脱模斜度时，应注意如下原则：1、在满足塑件尺寸公差要求的前提下，脱模斜度可取得大一些，这样有利于脱模2、在塑料收缩率大的情况下应选用较大的脱模斜度，热塑性塑料的收缩率一般比热固性塑料大，固脱模斜度也相应要大一些3、当塑件壁厚较大时，成型时收缩量大，应选用较大的脱模斜度4、对于较高，较大的塑件，应选用较小的脱模斜度5、对于高精度的塑件，应选用较小的脱模斜度6、只有塑件高度很小时才允许不设脱模斜度7、如果要求脱模后塑件保持在型芯一边，可有意地将塑件内表面的脱模斜度设计的比外表面小8、取斜度的方向一般内孔以小端为基准，斜度由扩大方向取得，外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得26、金属嵌件设计原则：1.、嵌件应尽可能采用圆形或对称形状，这样可以保证收缩均匀2.、嵌件周围的壁厚度足够大，因金属嵌件与塑件的收缩率不同，因此会使嵌件周围产生很大的内应力而造成塑件开裂3、金属嵌件嵌入部分的周边应有倒角，以减少周围塑件冷却时产生的应力集中4.、嵌件在模具应可靠定位5.、嵌件自由伸出的长度不宜超过其定位部分直径的两位，否则应在模具上设置立柱，一面嵌件弯曲6、成型带嵌件的塑件会降低生产效率，使塑件的生产不易实现自动化27、注射模可由以下七个系统或机构组成：1、成型零部件2、浇注系统3、导向与定位机构4、脱模机构5、侧向分型与抽芯机构6、温度调节系统7、排气系统28、按模具总体结构特征分类：1、单分型面注射模（双板式注射模）2、双分型面注射模3、带有侧向分型与抽芯机构的注射模4、带有活动成型零件的注射模5、机动脱螺纹的注射模6、无流道注射模29、分型面的形式：分型面按其位置与注射机开模运动方向来分：1、分型面垂直于开模运动方向2、平行于开模方向3、倾斜于开模方向。按分型面的形状来分类的有：1、平面分型面2、曲面分型面3、阶梯分型面4、斜面分型面30、选择分型面的原则：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，同时应考虑以下因素：1、分型面的选择应便于塑件脱模并简化模具结构2、分型面的选择应考虑塑件的技术要求3、分型面应尽量选择在不影响塑件外观的位置，并使其产生的飞边易于清理和修整4、分型面的选择应有利于排气5、分型面的选择应便于模具零件加工6、分型面的选择应考虑注射机的技术参数31、型腔的布置：1、按分流道的布置特点，可分为平衡式布置和非平衡式布2、按分流道的布置形状可分为O形排列（辐射形排列）、工形排列、H形排列、X形排列和混合型排列32、浇注系统的组成：主流道、分流道、浇口和冷料穴33、设计浇注系统时应注意以下问题：1、应考虑成型塑料的工艺特征2、浇口位置、数量的设计要有利于熔体的流动，避免产生湍流、涡流、喷射等现象，有利于排气；设计时应预先分析熔接痕的位置及对塑件质量的影响3、应尽量缩短熔体到型腔的流程，以减小压力损失4、避免高压熔体对型芯和嵌件的冲击，以防止型芯的变形或嵌件的位移5、尽量减少浇注系统冷凝料的产生，减小原材料的损耗6、浇口的位置要便于冷凝料的去除，不影响塑件的外观34、选择浇口位置时应注意以下问题：1、应避免引起熔体破裂2、浇口应设置在塑件最大壁厚处3、应有利于排气4、有利于减少熔接痕和提高熔接痕强度5、防止型芯变形6、考虑塑件的收缩变形及分子取向7、应考虑塑件的外观35、浇口的常见形式：1、侧浇口2、重叠式浇口3、扇形浇口4、薄片式浇口又称平缝式浇口5、直接浇口6、圆环型浇口7、轮辐式浇口和爪型浇口8、点浇口9、潜伏浇口36、排气方式：1、利用分型面排气2、利用型芯（或镶芯）与模板的配合间隙排气3、利用推杆与孔的配合间隙排气4、利用侧型芯运动间隙排气5、开设排气槽或排气孔37、凹模也可以称为型腔按结构形式可分为：整体式、整体嵌入式、镶拼组合式、瓣合式38、凸模和型芯的结构形式可分为：整体式、整体嵌入式、镶拼组合式、活动式39、导柱的结构形式：1、带头导柱2、有肩导柱40、导套的结构形式：带头导套和直导套41、导柱套的设计原则：1、导柱应合理分布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度2、导柱一般设在型芯的一边，可以保护型芯不受损坏；导套设在定模一边，便于塑件脱模3、导柱长度应比凸模端面的高度高出6~8cm，以保证在导柱伸入到导套型芯才进入型腔，从而免于型芯与型腔相碰二损坏4、为使导柱能顺利进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应设有倒角5、导柱套应有足够的耐磨度6、导柱直径按模具尺寸选择42、脱模机构的分类：1、按推出零件的类别对机构分类：推杆推出、推管推出、托模板推出推块推出和多元件联合推出2、按机构的推出动作特点分类：简单脱模推出（一次推出）、二次推出、顺序推出、双脱模推出定模推出3、按推出动作的动力源：手动脱模、机动脱模、液压和气压推出43、脱模机构的设计原则：1、脱模机构运动的动力一般来自于注射机的推出机构，故脱模机构一般设置在注射模的动模内2、脱模机构应使塑件在顶出过程中不会变形损坏3、脱模机构应能保证塑件在开模过程中留在设置有顶出机构的动模内4、脱模机构应尽量简单可靠，有合适的推出距离(过大会加剧模具的磨损，过小则制品不能脱模)5、若塑件需留在定模内，脱模机构应设置在定模内44、脱模机构的形式：1、推杆推出机构2、推管推出机构3、推件板推出机构4、推块推出机构5、联合推出机构6、压缩空气推出机构45、侧向分型与抽芯机构按动力源分三类：手动抽芯机构、液动或气动抽芯机构、机动抽芯机构46、斜导柱抽芯机构分以下四种结构形式：1、斜导柱在定模滑块在动模2、斜导柱和滑块同在定模3、斜导柱在动模，滑块在定模4、斜导柱和滑块同在动模47、模具温度调节对塑件质量的影响：尺寸精度；形状精度；力学性能；表面质量48、冷却系统的设计原理：冷却系统的布置应先于脱模机构；合理的确定冷却管道的直径中心距以及与型腔壁的距离；降低进出水的温度差；浇口处应加强冷却；应避免将冷却水道开关设子塑件熔接痕处，并注意干涉及密封等问题；冷却水道应便于加工和清理49、压缩模结构：型腔；加料腔；导向机构；侧向分型抽芯机构；脱模机构；加热系统50、按上下模闭合的形式可以将压缩模分为四类：溢式压缩模；不溢式压缩模；半溢式压缩模；带加料板的压缩模51、传递成型的优点:传递成型时塑料以高速挤进型腔，经分流道和浇口时，由于摩擦作用塑料能很快均匀地热透和樱花，因此塑件质量好，硬化时间较短，生产效率高；塑件高度方向的尺寸精度较高，分型面处飞边蒲，便于去除；适于成型带嵌件，精度要强较高，形状复杂的塑件传递成型的缺点：由于浇注系统的存在而浪费了原料，小型塑件更突出；模具结构较压缩模复杂，成型压力高，操作较麻烦52、传递模的分类：普通压力机用传递模（分为移动式传递模和固定式传递模）；专用液压机用传递模53、传递模的结构组成：成型零部件；加料装置;浇注系统;j加热系统54、挤出模具的分类（机头的分类）：按挤出成型的塑件分类管机头，棒机头；按挤出塑件的出口方向分类直通机头，角式机头；按塑料熔体在机头内所受压力分类低压机头，高压机头55、管材料挤出模具典型结构：直通式挤管机头；直角式挤管机头；旁侧式挤管机头；微波流道挤管机头5