塑胶与模具基础知识Word下载.docx

塑胶与模具基础知识Word下载.docx

《塑胶与模具基础知识Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑胶与模具基础知识Word下载.docx（47页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

PC,硬PVC,PPO,PSF

收缩性（shrinkage）

计算方法

S计=（c-b）/bX100%

S计:

计算收缩

B:

塑件在常温下的单向尺寸

C:

模具型腔在常温下的单向尺寸

造成收缩的原因

1）热胀冷缩:

出模温度高于常温

2）因弹性回复而收缩,出模后阻止收缩的力消失

3）结晶收缩（晶结塑料）伴随着结晶而引的

4）定向收缩（流动时分子拉出,冷却后恢复原态）

结晶性

1）结晶性塑料:

PE,PP,POM,PA,聚四氟乙稀,氯化聚醚等

2）非晶性塑料:

PS,PVC,PMMA,PO,ABS,PSF等

3）一般来说,结晶性塑料不透明或半透明,非结晶性塑料是透明的（ABS例外）,MBS透明结晶性高硬,差则软

热敏性

1）塑料对热的敏感程度

2）热敏性塑料包括:

PVC,POM,PVDF,EVA,CTFE

3）热敏性塑料分解时产生气体,对人,设备及模具有刺激,腐蚀或有毒性,模具镶件材料须防腐如S136H,PAK90等

吸湿性（与水分子的亲疏程度）

1）吸湿大的塑料有:

PA,PC,ABS,PPO,PSF等对反应敏感.

2）吸湿小的塑料有:

PE,PP等对反应不敏感.

3）塑料在成型过程中的化学反应:

降解和交联.降解会造成强度低,弹性差,表面光洁度差.

第二章：

常用塑料的特性与应用

常用塑料的识别

一．外观识别法：

1）聚乙烯PE、PP、PA等有不同的可弯性，手触有硬蜡样滑腻感，高等，敲击时有软性角质类声音；

与此相比PS、ABS、PC、PMMA等塑料，则无延展性，手触有刚性感，敲击时声音清脆。

2）PE、PP比小于1，浮于水，PS及其他绝大多数塑料比重无法大于1，沉于水，PA比重1.01-1.03，接近水，在水中近悬浮状。

3）高压PE（LOPE）未加色粉呈乳白色半透明状，质软，面韧；

低压PE（HDPE）未加色粉呈乳白色也乳白色，但不透明，质硬，不延伸。

4）PP染色前呈白色，半透明（此LDPE透明度高），轻且刚硬。

PA在染色前色泽微黄。

5）PS和改性PS和ABS的区别，前者性脆，后两者为韧性，弯折时前者易脆裂，后难折服断裂。

多次弯折发出气味也不同。

6）在染色前PS是透明的，改性PS是乳白色的，ABS是象牙色。

二、燃烧观察法：

1）所有热固性塑料，受热或燃烧时都无发软融过程，只会变确和焦化。

2）所有热塑性塑料，受热或燃烧，都先经历发软熔融过程，但不同塑料燃烧现象不同。

3）PE易燃，离火后，继续燃烧，火焰上端微黄，火焰上端微黄，下端呈蓝色，烟少；

近火焰处有胶滴落，火灭后有石蜡燃烧气味；

4）PP与PE大致相同，但有少量黑烟，火灭后有煤油和石油味。

5）PA燃烧较缓慢，离火后自行熄灭，火焰颜色上黄下蓝。

燃烧时有熔胶滴落及起泡，火熄后有燃焦羊毛或指甲气味。

6）PS，HIPS和ABS都易燃，离火后继续燃烧，火焰黄色，有浓烟。

PS和HIPS燃烧时表面会起泡，但ABS不会而呈焦化态。

PS、HIPS带聚乙烯单体味，ABS有一种特别的臭味。

7）PC燃烧缓，离火后慢慢熄灭，燃烧时发出花果臭。

8）原色PMMA与PS都透光，染色后透光效果也相同，但燃烧时PMMA没有碳束飞逸而后者有，PMMA燃烧时火焰浅蓝色，顶端白色，燃烧后发出强烈花果臭和腐烂的蔬菜臭味。

9）PVC难燃，离火后易熄，火焰上黄底绿，冒白烟，气味辛辣刺鼻，熔体也边燃边化，可以拉丝。

10）若塑料之间混合使用则较难识别。

PS聚苯乙烯（俗称硬胶）

1）S=0.5%S:

收缩率

2）成型温度:

模具60-80度,料筒为200度左右

3）透光率（88-92%）

4）吸水性低,可不用烘料

5）流动性好,易成型加工

6）着色易,好进行表面处理

7）最大缺点:

脆

8）耐热度低,易老化

9）应用:

文具,玩具,电气用品外壳,餐具（无毒）

HIPS改性聚苯乙烯（俗称不碎胶）

在PS在加入5-10%的橡胶,不透明,它除有PS的易加工易着色的优点外,还具有较强的韧度（PS的4倍）和冲击强度,较大弹性,流动性比PS差,其余同PS

ABS（超不碎胶）,NBS（俗称透明ABS）

1）S=0.5%

模具温度40-90度,料筒温度为210-250度左右

3）综合性能好,机械强度高,抗冲击能力强,抗蠕变性好,有一定的表面硬度,耐磨,电度性能好.

4）耐热可达90度,甚好至可在110-115度下使用,耐低温可右-40度下使用

5）耐酸,碱,盐,油,水

6）不易烧燃

7）电镀性能好

8）缺点不耐有机溶剂,耐气候性差,在紫外线下易老化

玩具,机壳,日常用品

PE（聚乙烯）

1）S=2%

模具50-70度,料筒为180-250度左右

3）产量最大的塑料

4）特点:

软性,无毒,价廉,加工方便

5）成型收缩率大,易缩水,变形

6）吸水小,可不用干燥;

流动性好

7）PE分为LDPE（高压或低密度聚乙烯,俗称较胶）,HDPE（低压或高密度聚乙烯,硬胶,又称高压聚乙烯）,LDPE模温尽量前后一致,运水道离型胶不能太近,不少于2D.可强行胶模,HDPE流动性较好.

8）应用:

LDPE:

塑料薄膜（理想的包装材料）,软管;

HDPE用作塑料管,板等

PP（聚丙烯,俗称百折软胶）,可强行脱模

模具40-60度,料筒为240-280度左右

3）流动性,成型性好,适合偏平大型胶件

4）通用塑料中耐热性最好,热变形温度80-100度,能在沸水中煮

5）韧性好,屈服强度高,

6）常用塑料中密度最小

7）缺点尺寸精度低,刚性不足,耐气候性差,有后收缩现象,易老化,变脆,易变形

8）装饰性和装配性差,表面涂漆,粘贴,电镀加工相当因难

玩具,日常用品,包装胶袋,瓶子

PA（聚酰胺,俗称尼龙）

1）S=0.6-1.4%,如加玻璃纤维S=0.3-0.7%。

模具40-90度,料筒为250-310度左右

3）韧性、耐磨性好,具有自润滑性

4）机械强度高,而疲劳,表面光滑,摩擦系小,耐热（100度下可长期使用）,耐腐蚀,易染色

5）流动性好,尼龙模具应充分的排气措施

6）缺点:

易吸水,注塑技术要求严,尺寸稳定性差

7）应用:

齿轮,滑轮,耐磨件。

PVC（聚氯乙烯）,最早发明的

模具30-50度,料筒为60-200度左右

3）品种分为软,半软,硬质PVC

4）制品表面光泽差

5）粘度高,流动性差,热稳定性差,加工较困难,啤塑工艺要求高

6）对模具腐蚀性大（S136H、PAK90）

软喉管,硬喉管,软,硬板,电线,玩具

PC（聚碳酸脂，俗称防弹玻璃胶），外观透明微黄,刚硬而带韧性

1）S=0.5-0.7%

模具80-110度,料筒为250-340度左右

3）机械强度高,而冲击性为塑料之冠,弹性模量高,受温度影响小,抗蠕变性突出

4）耐热性好,热变形温度135-143度,长期可用于120-130度

5）耐气候性好，任风吹雨打，三年不变色。

6）成型精度高,尺寸稳定性好

7）透光性着色性好

8）吸水率低,浸泡24小时后增重0.13%

9）流动性差,对水分子极敏感,易产生应力开裂现象,对压力不敏感,对温度敏感,可采用升温的方法来提高流动性。

10）对模具设计要求高,制品表面易产生水花,水口位易产生气纹。

11）应用:

电器,汽车,工业零件,档风玻璃

POM（聚甲醛，俗称赛钢）

模具60-80度,料筒为204-230度左右

3）耐疲劳,耐蠕变,耐磨,耐热性都好

4）不易吸湿,加工前可不用烘料

5）尺寸难控制

6）热变形温度172度

7）对模具腐蚀性大

常用齿轮,轴承

PMMA（聚甲基丙稀酸脂，俗称有机玻璃，亚加力）

1）S=0.3-0.4%

模具65-80度,料筒为225-270度左右

3）透光性好,耐热性好,变形温度98度

4）表面硬度低,易被刮伤而留下痕迹

5）对水分子和温度敏感,加工前要烘料

6）缺点脆,但比PS好

灯罩,玻璃窗，光学透镜，硬式隐形眼镜等。

外观识别法

1）PE,PP,PA等不同程度的可弯性,手触有硬蜡样滑腻感,敲击时有软性角度类声音,与此相比,PS,ABS,PC,PMMA等,则无延展性,手触有刚性感,敲击时声音,清脆

2）PE,PS比重小于1,浮于水,PS及大多数塑料比重大于1,沉于水,PA比重1.01-1.03,悬浮于水

3）高压PE（LDPE）未加色粉呈乳白色半透明状,质软,柔韧,低压PE（HDPE）未加色粉也呈乳白色,但不透明,质硬,不适伸,PP染色前呈白色,半透明,轻且刚硬,PA原色微黄

4）PS,HIPS,ABS的区分,前者脆,后两者为韧性,弯折时前者易脆裂,后两者折服断裂,多次折弯发出的气味不同,PS原色透明,HIPS乳白色,ABS为象牙色

燃烧观察法

1）PE易燃,离火后继续燃烧,火焰上端微黄,下端呈蓝色,烟少,近火焰处有熔胶滴落,火灭后有石蜡燃烧气味

2）PP与PE大致相同,但有少量黑烟,火灭后有煤油和石油味

3）PA燃烧较慢,离火后自行熄灭,火焰颜色上黄下蓝,燃烧时有滴落和起泡,熄后有焦羊毛或指甲味

4）PS,HIPS,ABS易燃,离火后继燃烧,火焰黄色,有浓烟,前两者燃烧起泡,后者不会,且呈焦化状,PS,HIPS带聚乙烯单味,后者有一种特别臭味

5）PC燃烧缓慢,焰黄色带烟,离火后慢慢熄灭,燃烧时发出花果臭

6）原色PMMA与PS都透光,染色后透光效果也相同,但燃烧时亚加力没有碳东飞逸而PS有,PMMA火焰浅蓝色,顶端白色,强烈花果臭和腐烂的菜味

7）PVC难燃,离火后易熄,火焰上黄底绿,冒白烟,气味辛辣刺鼻,熔体也有燃边化,可拉丝

8）POM可燃性中,离火后继续燃烧,燃烧时溶化变黑有刺鼻甲醛味

塑料的选用

选材的四个途径:

1）制品的用途,

2）制品的要求性能。

3）制品的形状结构大小。

4）经济成本与安全卫生等。

实例分析:

1）大型平板类胶件:

PP,HIPS

2）功能简单或无:

PE,PP,HIPS,PS

3）功能多或产品附加值高:

ABS,PC

4）透明:

PS,PMMA,GP料,K料,MBS,PC

5）耐磨:

POM,PA

6）耐（抗）冲击:

PC

7）缓冲（击）:

PVC

第三章：

塑料制品的设计

制品结构工艺设计原则

1）在保正制品性能和使用要求的情况下,尽量造用价廉,且成型性好的塑料

2）力求制品结构简单,避免侧向凸凹结构,使模具结构简单,易于制造（内侧凹凸结构有两种情况下不可用内行位:

碰穿和强行脱模）

3）壁厚尽量均匀,避免出现过厚或过薄（不均时可平缓过或浇口正厚壁处）

4）制品的几何形状要易于成型,并有利于提高制品的强度和刚度

5）设计制品时应考虑塑料的流动性,收缩性及其它特性

6）当制品外观要求较高时,应通过造型再设计内部结构

胶件连接方式

自攻螺丝,扣位,超声波（超声线）,螺纹联接,胶水,嵌件,过盈配合等

关于强行脱模

当侧向凹凸较浅且允许有圆角,可强行脱模。

合适塑料有PE,PP,POM,PVC

可强行脱模的尺寸见图电脑资料

制品的尺寸与精度

一、制品的尺寸受塑料流动性的限制和成型设备限制

二、制品的精度

1）影响制品精度的因素:

模具制造精度,塑料收缩率的波动,成型工艺参数

2）保证使用要求的前提下,精度应设计得尽量低一些

3）公差标准GB/T14486（93年）,SJ1372（78年）

三、制品的表面质量:

包括制造质量（一般模具型腔粗糙度要比制品的要求低1-2级）和注塑质量（水花<

称银纹>

蛇纹,熔接痕,顶向变形,黑斑）

塑料制品的常见结构设计

一、脱模斜度

1）不同塑料的脱模斜度不同（见P54）,在不影响产品装配性能的情况下,应取大值。

（一般前模1-2度，后模0.5度）

2）脱模斜度不包括在公差范围内

3）晒纹（蚀纹）和透明胶件应取大值（常为3-6度）

4）硬质料比软质料脱模斜度大,收缩率大的比收缩率小的脱模斜度大

5）制品高度越高,孔越深,脱模斜度取小值

6）形状复杂难脱模时,取大些

7）前模斜度大于后模斜度（易胶件粘前模）

8）精度要求高,斜度越小

9）壁厚大的制品,脱模斜应取大值,增强,自润性塑料,脱模斜度取小值

二、壁厚

1）壁厚小,难填充,强度刚度差,壁厚大,内部易产生气泡,外部易生收缩凹陷,冷却时间长,料多增加成本

2）壁厚应尽量均匀一致

3）常见壁厚1.5-2mm,一般厚1-4mm,大型厚6-8mm

4）流动性与壁厚成反比

三、圆角

1）作用:

改善流动性,消除内应力,安全美观,提高强度

2）大小:

R外=1.5T,r内=0.5T

3）若R/T<

0.3,易产生应力集中;

R/T>

0.8,则反之

四、加强筋（骨位）和凸起

1）加强筋的作用,增加强度和刚性,改善走胶

2）筋与壁厚的关系,筋高宜小于3T,宽=（0.5~0.7）T,R=T/8

3）应用实例:

平板类胶件防变形,螺丝柱防变形拉断,引水骨

4）加强筋太高,模具的相应镶件要组合镶拼

5）凸起的作用,减少配合接触面积,凸起高度约为0.4mm,一般为3-4个

6）当骨位应起制品表面出现收缩凹缩时,可在凹陷位增加花纹等造型

五、孔的设计（通孔,盲孔,螺纹孔）

1、通孔

1）孔间距见P57

2）孔四周增厚胶位以增强度

3）孔的成型方法:

碰穿,插穿和前后模镶针的碰插穿

2、盲孔

1）注射成型时易被冲弯,故孔深<

孔径X4

2）若孔径双小双深时,可啤塑后机械加工

3）胶件上的螺丝孔:

A.通常情况下是盲孔,B.可做成两头盲孔,以减小孔深,C.螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的关系,D.螺丝柱尽量靠边

3、异形孔:

成型时应尽量采用碰穿（P58）

六、螺纹的设计

1）形状见P60

2）加工方法有注射成型,机械加工,自攻及嵌件

3）注射成型时,外螺纹采用瓣合模（哈夫half模）成型,内螺纹成型有两种:

强行脱模和特殊的内螺纹机构强行脱模的计算公式:

（圆弧过渡,软料,伸长率）

伸长率=[（螺纹大距-螺纹小距）/小距]<

A

A值与塑料品种有关

ABS=8%,POM=5%,PA=9%,LDPE=21%,HDPE=6%,PP=5%,PVC最好

***镶针长径比>

2时,用插穿

***镶针长径比<

2时,用碰穿

***1<

镶针长径比<

2时,看情况处理

七、嵌件设计

1）嵌件包括:

金属（铜,钻）玻璃,木材,纤维,橡胶和已成型的胶件

2）嵌件四周易产生应开裂,故不能有尖角锐边

3）嵌件最好预热（但嵌件预热后,需设备放入模具

4）嵌件在模具中必须可靠定位

5）应有防转结构,如滚凌形花,六角形等

6）可在制品成型时加入,也可成型后压入

八、塑件上的标记符号（字唛）

1）应放在分型面的平行方向,并有适当的斜度脱模

2）常用的是在凹框内设置凸起的标记符号

3）符号高度不小于0.2,线务宽度不小于0.3mm,常用0.8为宜,两条线间隙不小于0.4,边框可比图纹高0.3以上,脱模斜度应大于10度以上。

第四章：

注射成型工艺

注塑机

一、结构:

包括注射装置,合模装置,液压传动,电气控制系统

二、分类

卧式,立式,直角式

通用,专用型

机械式,液压式

三、注射机的参数

1）额定注射量

2）额定注射压力

3）额定锁模力

4）模具安装尺寸

5）开模行程

注射成型工艺过程

一、成型前的准备

二、注射过程:

加料-塑化-注射-保压-冷却-脱模

三、塑件的后处理

1）退火处理:

A.烘箱或液体介质（热水,热油）,B.退火温度,塑件使用温度+（10-20度）或塑件变形温度-（10-20度）,作用是消除内应力,防止变形,开裂

2）调湿处理:

A.主要针对尼龙制品,用于消除内应力,达到吸湿平衡,以稳定尺寸,B.热水温度100-120度

注射成型工艺条件

一、温度:

包括料筒,模具,喷嘴温度

二、压力:

包括注射,塑化,型腔压力

三、成型周期,包括注射时间,保压,冷却及其它（如开合模,喷脱模剂,放嵌件）

第五章：

模具结构篇

模胚的规格:

1、大水口模胚:

（其中使用率为60~70%左右）

大水口3040-AI-A60-B70

30表示模长（一般单位为CM）

40表示模长（一般单位为CM）

A（分为A、B、C、D四类,A表示有托无推,B表示有托有推,C表示无托无推,D表示无托有推）

I（分为H、I、T三类,H表示直身模,I表示工字模,T表示直身模加面板）

A60表示A板厚（单位为mm）

B70表示B板厚（单位为mm）

2、细水口模胚:

细水口3040-DAI-A60-B70-300-O

DA（分为EA、EB、EC、ED、DA、DB、DC、DD八类,E表示无水口,D表示有水口,A表示有托无推,B表示有托有推,C表示无托无推,D表示无托有推）

I（分为H、I二类,H表示直身模有面板,I表示工字模）

300表示拉板长度（水口边,边钉,单位为mm）

O（分为O、I二类,O表示拉杆位置在外面,I表示拉杆位置在里面）

3、简化细水口模胚:

简化细水口3040-GAI-A60-B70-300

GA（分为FA、FC、GA、GC四类,FA表示有水有托,FC表示有水无托,GA表示无水有托,FA表示无水无托,）

****只有前模行位则用无水口模胚,一般用型号GCI类

****多数拉杆（水口边）装在外面

****只有加厚方铁,其余标准化

****一般模宽超过30则用H型或T型

****一般模宽在20以下则用I型

****见CAD的图示

注射模的分类

1、按注射模所用模胚的不同可分在大水口、细水口、简化细水口和无流道模等.

2、分类见书P109页

注射模的基本组成:

1）结构件:

包括模（胚）架板、去承柱、限位件等

2）成型零件:

包括内模镶件和行位等

3）浇注系统:

包括主流道、分流道、浇口及冷料穴

4）导向定位系统:

包括导柱、导套和锥面定位结构

5）顶出系统:

包括顶针顶出、司筒顶出、推板顶出、气动顶出、螺纹顶出及复合顶出等

6）温度调节系统

7）排气系统:

包括分模面排气、镶件排气、顶出排气和排气针排气等

8）侧向抽芯机构:

包括前模抽芯、后模抽芯、斜滑块抽芯及斜顶等

开模行程:

大水口开模行程:

H1+H2+（5-10）mm

细水口开模行程:

H1+H2+A+C+胶件高度+（5-10）mm

三板模拉杆长度（见CAD图）

三板模拉杆长度≥A+B+C+（水口料长+30）+8mm

其中A为A板厚,B为水口板厚,C为面板厚

模具安装尺寸

码模螺孔（如PROE图）,可根据注射机来定

码模槽,可由模胚公司制作,一般宽度为25mm,深度为25mm,长度可通,一般在A板上及方铁上

定位圈,大小为100mm左右,可跟据注射机来定,公差为0~-0.2mm（见CAD图示）

浇口套

模具宽度（注意塑机拉杆的间距）

第六章注射模内模成型零件的设计

概念

构成模具成型空腔部分的零件叫成型零件,包括前模镶件（凹模）,后模镶件（凸模）,型芯（包括小镶针）及侧轴芯（行位）等

成型零件设计的一般步聚

1）根据胶件形状确定分模面

2）根据胶件形状确定是否要侧向抽芯

3）内模镶件大小的确定

A）各型腔之间距离12-20mm（特殊情况下,可以作30mm）,当入水为潜水时,应有足够的潜水位置及落顶针位置

B）型腔至内模镶件的边距与型腔有深度有关,一般制品可参考下表经验数值选定

制品的厚度（mm）

型腔至CORE镶件边的数值（mm）

20

15-20

20-30

20-25

30-40

25-30

>

40

30-50

4）内模镶件厚度确定（见CAD图）

A）前模镶件厚度=型腔深度+（15-20mm）

B）后模镶件厚度=胶位深度+（15-30mm）

5）根据零件结构确定成型零件的组合方式和固定式

6）当塑件结构简单,投影面积大时,可直接在B板上成型,此时A,B板的材料要改成镶件材料（如718,S136H<

防腐>

等）

分模面的确定

确定分模面的一般原则（见CAD图）

1）有利于脱模,包括胶件要留在动模上,有利于侧面分型

2）便于加工

3）有利于保证塑件精度

4）便于嵌件安装

5）保证外观质量

复杂胶件分模面分析

前模镶件（凹模）

装在前模A板里的镶件,用以成型塑件的外表面,有整体式和组合式。

一、前模镶件尽量不同组合式镶件,以保证塑料件的外观质量,但以下情况宜用组合式镶件

1）前模镶件结构复杂,采用整体式难以