塑料模具设计基础讲义

第一章  塑      料

一﹑塑料的分子結構﹕塑料主要成份是樹脂﹐樹脂有天然樹脂和合成樹脂兩種。

二﹑塑料的成份﹕

1. 樹脂﹕主要作用是將塑料的其他成份加以粘合﹐并決定塑料的類型(熱塑性或熱固性)和主要性能﹐如機械﹑物理﹑電﹑化學性能等。樹脂在塑料中的比例一般為40~65%。

2.填充劑﹕又稱填料﹐正確地選擇填充劑﹐可以改善塑料的性能和擴大它的使用范圍。

3.增塑劑﹕有些樹脂的可塑性很小﹐柔軟性也很差﹐為了降低樹脂的 熔融粘度和熔融溫度﹐改善其成型加工性能﹐改進塑料的柔韌性﹐彈性以及其它各種必要的性能﹐通常加入能入樹脂相容的不易揮發的高沸點的有機化合物。這類物質稱增塑劑。增塑常是一種高沸點液納或熔點固體的酯類化合物。

4.著色劑﹕又稱色料﹐主要是起美觀和裝飾作用﹐包括涂料兩部分。

5.穩定劑﹕凡能陰緩塑料變質的物質稱穩定劑﹐分光穩定劑﹑熱穩定劑﹑抗氧劑。

6.潤滑劑﹕改善塑料熔體的流動性﹐減少或避免對設備或模具的磨擦和粘附﹐以及改進塑件的表面光潔度。

三﹑塑料的工藝特性﹕

    塑料在常溫下是玻璃態﹐若加熱則變成高彈態﹐進而變成粘流態﹐從而具有優良的可塑性﹐可以用許多高生產率的成型方法來制造產品﹐這樣就能節省原料﹑節省工時﹐簡化工藝過程﹐且對人工技朮要求低﹐易組織大批量生產。

1. 收縮率或稱縮水率。設計前一定先問供應商的縮水率﹐模具設計時采用計算收縮率=常溫模具尺寸-常溫塑件尺寸。

2.比容和壓縮率。

3.流動性。是塑料成形中一個很重要的因素﹐流動性好的易長毛邊﹐設計時配合的間隙﹐氣槽的深度等要根據不同材料的流動性設計尺寸。

4.吸濕性﹑熱能性及揮發物含量。吸水的塑料有的在塑料成型后直接放于水中讓它吸飽水后再進行使用﹐有的塑料吸濕性特別大﹐比例有1﹕100

5.結晶性。

6.應力開裂及熔體液裂。

7.定型速度。

四﹑塑料種類﹕

1.熱塑性塑料﹕這類塑料的合成樹都是線型或支鏈型高聚物﹐因而受熱變軟﹐甚至成為可流動的穩定粘稠液體﹐在此狀態時具有可塑性﹐可塑制成一定形狀的塑件﹐冷卻后保持既得的形狀﹐如再加熱又可變軟成另一種形狀﹐如此可以進行反復多次。這一過程中只有物理變化﹐而無化學變化﹐其變化是可逆的。（反復多次成型）

塑料種類﹕
a.聚氯乙烯(PVC)   
產量大﹐有毒不能用作食品包裝。

b.聚苯乙烯(PS)     是最早的工業化塑料品種之一。

c.聚乙烯(PE)        
d.聚炳烯(PP)

e.尼龍(PA)         
f.聚甲醛(POM)

g.聚碳酸脂(PC)可用于食品包裝﹐鏡片。h.ABS塑料

i.聚硯(PSU)        
j.聚苯醚(PPO)

K.氟塑料            
l.聚酯樹脂     

N.有機玻璃（PMMA）

2.熱固性塑料﹕這類塑料的合成樹脂是體型高聚物﹐因而在加熱之初﹐因分子呈線型構具有可熔性和可塑性﹐可塑制成一定形狀的塑件﹐當繼續加熱時﹐分子呈現風狀結構﹐當溫度達到一定程度后﹐樹脂變成不溶和不熔的體型結構﹐使形狀固定下來﹐不再變化。如有加熱也不軟化﹐不再具有可。在一定變化過程中﹐既有物理變化﹐又有化學變化﹐因此﹐變化過程中不可逆的。（一次成型）

種類﹕
A.酚酸塑料   PF

B.氨基塑料

C.環氧樹脂   EP

D.酚醛塑料（PF）又稱電木﹐用于電氣開關﹐熱固性材料。

第二章  通用注射成型系統及工作循環

一﹑通用注射線型系統﹐是指熱塑料的通用注射成形系統﹐其包括用來成型的和最后成型好的塑件﹐以及用來保証塑件成型的注射機和注射模待組成。

   常用注射成型系統﹕
1.機身
2.電同及油泵  
3.注射油缸  
4.齒輪箱  
5.齒輪傳動電同  
6.料斗  
7.螺杆  
8.加熱器  
9.料筒  
10.噴嘴  
11.定模固定板  
12.模具  
13.導柱  
14.動模固定板  
15.合模機構  
16.合模油缸  
17.螺杆傳動齒輪  
18.螺杆花鍵  
19.油箱
重點﹕
1.料斗  干燥﹑儲料作用（一般在成型之前要對塑料作干燥）；
2.螺杆  核心部位﹐起混料﹑碾料﹑產生壓力﹑推料等作用；
3.噴嘴   與模具上的主膠道相連接。

二﹑塑膠成型種類﹕射出成型﹑壓鑄成型﹑吸塑成型﹑吹塑成型﹑發泡成型﹑擠壓成型等。

三﹑工作循環﹕計量－ 塑化－注射充模－保壓增密－制品冷卻－開模－頂件－取件－閉模－后加料

四﹑1.單色模具注射機分立式﹑臥式﹑角式等。

2.單色多模注射機。

3.多色單模注射機。

4.多色多模的注射機。立式注射機﹕料斗在上面﹐母模在上﹐公模在下﹐開模時母模上開﹐公模不動。

四﹑注射機裝置部分技朮參數﹕

1.公稱注射量(g或m3)
2.注射壓力(Pa)

3.注射速度                 
4.線型時間

5.指壓                     
6.螺杆轉速

7.注射行程                 
8.噴嘴接力

9.加熱功率                 
10.噴嘴溫度

11.料筒溫度               
12.噴嘴球半徑

13.噴嘴孔直徑              
14.螺杆直徑

15.螺杆有效長度            
16.螺杆長徑比

17.螺杆的壓縮比

五﹑合模裝置部分技朮參數﹕

1.鎖模力(合模力)﹐是指注射機的合模機構對模具所能施加的夾緊力 (KN)。

2.合模速度(m/s)  動模轉動最高速度。

3.開模力(KN)   為取出制品﹐模具開啟最大力。

4.開模速度(M/S)  開模時﹐動模移動速度。

5.頂出力(KN)  頂出裝置的最大推力。

6.模溫控制參數(℃)﹐模具要求恆定的溫度值。

7.合模裝置的基本尺寸。