塑料成型工艺与模具设计
塑料成型工艺与模具设计课程介绍
塑料成型工艺与模具设计课程介绍塑料成型工艺与模具设计是当今制造工业中的重要课程之一。
它涉及到了制造工艺、机械设计、材料科学等多个领域，非常具有实用性。
本文就塑料成型工艺与模具设计这门课程进行介绍。
一、课程概述塑料成型工艺与模具设计课程是介绍塑料成型工艺技术和模具设计原理的一门专业选修课。
课程内容主要包括塑料成型工艺基本知识、模具设计流程、常用塑料材料、模具制造、模具CAD/CAM基础等。
二、课程内容1. 塑料成型工艺基本知识介绍塑料成型工艺的基本知识，如注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型、吸塑成型等，学生将通过理论学习和实际操作，了解塑料成型工艺的工作原理、过程和设备；2. 模具设计流程介绍模具设计的基本流程，如从构思到成品，经过CAD绘制、CAM编程、数控加工、装配等环节。
3. 常用塑料材料学习常用塑料材料的特性和用途，如ABS、PC、PMMA、PP等，以及不同种类塑料与成型工艺的关系，可以帮助学生设计出更加适合的模具。
4. 模具制造本章节主要介绍模具制造的相关技术和要点，包括切削与成型、模具金属材料的选择、精度与表面质量的控制等，并结合示例进行讲解。
5. 模具CAD/CAM基础介绍模具CAD设计与CAM编程基础知识，以及UG、Solidworks等软件的使用方法。
三、实践教学本课程强调实践教学，通过仿真模拟和实物操作等多种方式，帮助学生深入了解和掌握塑料成型工艺与模具设计的相关知识。
1. 设计实践引导学生进行模具设计实践，通过实际操作，让学生更加深入地了解模具设计过程中的相关问题和注意事项，并提高学生的实际操作技能；2. 生产工艺实践引导学生进行生产工艺实践，通过生产过程中的实际操作，让学生对塑料成型工艺的过程、设备和处理技术有更加深刻的认识。
四、应用前景塑料成型工艺与模具设计是当今制造工业中非常重要的技术之一，相关应用领域广泛，例如家电、汽车、医疗器械等。
通过学习塑料成型工艺与模具设计课程，能够帮助学生更加深入地了解行业的现状与未来发展趋势，有利于提升其就业竞争力。
塑料成型工艺及模具设计PPT课件
9.2.2 压注模专用零件结构设计
式中 A—加料腔断面积，cm3 N —专用压机辅助缸的额定压力，Ｔ； q — 成型塑料所需的挤压力,按表9-1选用。
9.2.2 压注模专用零件结构设计
当压机确定后，还应计算校核加料 腔内产生的单位挤压力是否足够。 计算校核式为：
1000Ｎ/A=P′≥ｑ 式中 Ｎ－压机额定压力，Ｔ；
P′－实际单位挤压力，Ｋｇ／ cm3
ｑ—不同塑料所需单位挤压力， 参见表9-1
9.2.2 压注模专用零件结构设计
2)加料腔的高度 H=V/A+(0.8 ～ 1.5cm)
(9-5) 式中 H－加料腔高度
V－塑件及浇注系统，以及残余 废料为松散原料时的总体积；
A－加料腔的端面积
9.2.2 压注模专用零件结构设计
2.柱塞
普通压机用压注模柱塞的结构形式如图9－12所示， 图c的柱塞用于移动式模具，外形为头部倒角的简单圆 柱形，图a、b、d的柱塞带有底板，以便固定在压机 上。柱塞与底板之间可做成组合式或整体式。图d的柱 塞上开设有环形槽，塑料溢入充满并固化在槽里，起 到了活塞环的作用，它将阻止塑料从间隙中较多地溢 出。图a、d柱塞端面开设有些楔形沟槽，图9－13清
9.2 压注模
9.2.1 压注模的类型 9.2.2 压注模专用零件结构设计
9.2.1 压注模的类型
（一）普通压机用压注模
1.移动式压铸模(见图9-4)
《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版
《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版第一章：塑料成型工艺概述1.1 塑料成型的基本概念塑料的定义与特性塑料成型的定义与分类1.2 塑料成型工艺流程制品设计模具设计成型设备选择成型工艺参数设定1.3 塑料成型工艺的特点及应用不同塑料的成型特点常见塑料成型工艺的应用领域第二章：塑料材料的性质与选择2.1 塑料的基本性质物理性质化学性质电性能2.2 塑料的成型性能流动性能热性能收缩与翘曲性能2.3 塑料材料的选择塑料选材原则常见塑料材料介绍第三章：塑料成型设备3.1 塑料成型设备分类注射成型机挤出成型机压制成型机吹塑成型机3.2 主要成型设备的工作原理与结构注射成型机的工作原理与结构挤出成型机的工作原理与结构3.3 塑料成型设备的选择与使用设备选择的考虑因素设备的使用与维护第四章：塑料成型模具设计基础4.1 模具的基本结构与分类冷模具热模具4.2 模具设计的基本原则与步骤模具设计的原则模具设计的步骤4.3 模具设计中的关键因素模具尺寸与精度模具的材料与热处理模具的冷却与加热第五章：塑料成型工艺参数设定与调整5.1 成型工艺参数的定义与作用温度压力速度时间5.2 工艺参数的设定与调整方法实验法经验法计算机模拟法5.3 工艺参数的优化与控制工艺参数优化的目的与方法工艺参数的控制与调整技巧第六章：塑料注射成型工艺6.1 注射成型工艺流程注射成型工艺的基本步骤模具的加热和冷却注射成型周期6.2 注射成型参数设定与调整注射压力注射速度模具温度保压时间和冷却时间6.3 常见注射成型问题及解决方案产品变形和翘曲气泡和杂质产品尺寸不准确第七章：塑料挤出成型工艺7.1 挤出成型工艺流程挤出成型工艺的基本步骤挤出机的选择与调整挤出成型参数设定7.2 挤出成型设备与模具挤出成型设备的结构与工作原理挤出成型模具的设计要点7.3 常见挤出成型问题及解决方案产品厚度不均匀表面质量问题产品的强度和韧性不足第八章：塑料压制成型工艺8.1 压制成型工艺流程压制成型工艺的基本步骤压制成型机的选择与调整压制成型参数设定8.2 压制成型模具设计要点压制成型模具的结构与分类模具设计中的关键因素8.3 常见压制成型问题及解决方案产品开裂和变形产品尺寸不准确表面质量问题第九章：塑料吹塑成型工艺9.1 吹塑成型工艺流程吹塑成型工艺的基本步骤吹塑成型机的选择与调整吹塑成型参数设定9.2 吹塑成型设备与模具吹塑成型设备的结构与工作原理吹塑成型模具的设计要点9.3 常见吹塑成型问题及解决方案产品变形和翘曲气泡和杂质产品尺寸不准确第十章：塑料成型工艺的优化与控制10.1 成型工艺的优化方法实验法经验法计算机模拟法10.2 成型工艺的控制技巧工艺参数的实时监测工艺参数的调整技巧10.3 成型工艺的持续改进生产过程中的问题分析与解决新技术和新工艺的应用重点和难点解析重点环节1：塑料的基本性质、成型性能及选材原则解析：了解塑料的基本性质和成型性能对于选择合适的塑料材料进行成型加工至关重要。
塑料成型工艺与模具设计
采用新型螺杆设计、优化口模结构等 方法，提高制品尺寸精度和表面质量。
05
模具设计的创新与实践
智能化模具设计
1
智能化模具设计是指利用先进的信息技术、人工 智能和大数据分析，实现模具设计的自动化、智 能化和精细化。
2
通过智能化设计，可以大大提高模具设计的效率 和精度，减少人工干预和误差，降低生产成本， 提高产品质量。
案例概述
本案例介绍了智能化技术在塑料成型工 艺与模具设计中的应用，以提高模具设
计的效率和精度。
快速原型制造
采用3D打印技术制作模具原型，缩短 了模具制作周期，降低了试模成本。
智能化技术应用
采用计算机辅助设计（CAD）软件进 行模具设计，利用仿真技术预测制品 成型过程和优化模具结构。
数据分析与优化
通过收集生产数据，分析制品缺陷和 模具问题，进一步优化模具设计和工 艺参数。
工艺特性要求
塑料成型工艺的特性决定了模具 设计的结构和尺寸，例如模具的 型腔、浇注系统、冷却系统等。
材料选择
塑料成型工艺对材料的要求也影 响了模具设计的选择，例如模具 材料的耐热性、耐磨性、耐腐蚀 性等。
模具设计对塑料成型工艺的制约
模具容量
模具的容量决定了能够成型的塑料制 品的大小和复杂程度。
模具温度控制
新材料选择
选用聚碳酸酯（PC）作为替代传统 聚乙烯（PE）的材料，具有更好的 强度、耐热性和透明性。
模具设计调整
针对新材料的特点，优化了模具结构 设计，如增加热流道、改进冷却系统 等。
工艺参数优化
根据新材料的特性，调整了注射温度、 注射压力、模具温度等工艺参数，提 高了成型效率和制品性能。
智能化模具设计实践案例
塑料成型工艺及模具设计
塑料成型工艺及模具设计
其中，注射成型是最常用的一种塑料成型工艺。
其基本步骤是将塑料颗粒加热熔化后，通过射杆注入到模具腔中，经过一定的冷却时间后，打开模具腔，取出成品。
注射成型具有成型速度快、产品质量高等优点，广泛应用于塑料制品的生产中。
在进行塑料成型之前，需要设计和制造适合的模具。
模具设计的主要目标是确保产品的形状、尺寸和质量的精度，同时提高生产效率和降低成本。
模具设计要考虑以下几个方面：
1.塑料成型工艺：不同的塑料成型工艺对模具的要求不同，需要根据具体的工艺选择合适的模具结构和材料。
2.产品设计：模具设计要基于产品的设计要求进行，确保产品能够被顺利地填充到模具中，并保证成型后的产品质量。
3.模具结构：模具的结构要简单、易于制造和维修，并能够适应长时间的生产运行。
4.流道设计：模具的流道是将熔融的塑料引导到模具腔中的通道，流道设计的合理与否将直接影响成型产品的质量和成型周期。
5.冷却系统：冷却系统的设计要确保塑料在充满整个模具腔的过程中能够快速冷却，以便更快地脱模。
6.凸凹模的设计：凸模和凹模是塑料成型中最基本的组成部分，需要根据产品的形状设计合适的凸凹模。
7.模具材料：模具材料的选择要基于塑料的性质和生产要求，常用的模具材料有金属、塑料和复合材料等。
总之，塑料成型工艺及模具设计是塑料制品生产中不可或缺的环节。
科学合理地选择塑料成型工艺和设计模具，能够提高产品的质量和生产效率，推动塑料制品工业的发展。
塑料成型工艺与模具设计
塑料成型工艺与模具设计《塑料成型工艺及模具设计》1学习与复习思考题绪论1．塑料的概念塑料是一种以合成或者天然的高分子化合物为要紧成分，加入或者不加入填料与添加剂等辅助成分，经加工而形成塑性的材料，或者固化交联形成刚性的材料。
2．现代工业生产中的四大工业材料是什么。
钢铁、木材、高分子材料、无机盐材料3．现代工业生产中的三大高分子材料是什么？橡胶、塑料、化学纤维塑料成型基础聚合物的分子结构与热力学性能1．树脂与塑料有什么区别塑料的要紧成分是树脂（高分子聚合物）。
2．高分子的化学结构构成。
高分子聚合物：由成千上万的原子，要紧以共价键相连接起来的大分子构成的化合物。
3．聚合物分子链结构分为哪两大类，它们的性质有何不一致。
线型聚合物——热塑性塑料体型聚合物——热固性塑料1.线型聚合物的物理特性：具有弹性与塑性，在适当的溶剂中能够溶解，当温度升高时则软化至熔化状态而流淌，且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而能够反复成型。
2.体型聚合物的物理特性：脆性大、弹性较高与塑性很低，成型前是可溶与可熔的，而一经硬化(化学交联反应)，就成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下(甚至被烧焦碳化)也不可能软化。
4．聚合物的聚集态结构分为哪两大类，它们的性质有何不一致。
1无定形聚合物的结构：其分子排列是杂乱无章的、相互穿插交缠的。
但在电子显微镜下观察，发现无定形聚合物的质点排列不是完全无序的，而是大距离范围内无序，小距离范围内有序，即“远程无序，近程有序”。
2体型聚合物：由于分子链间存在大量交联，分子链难以作有序排列，因此绝大部分是无定形聚合物。
5．无定性聚合物的三种物理状态，与四个对应的温度，对我们在使用与成型塑料制品时有何指导意义。
三种物理状态1.玻璃态：温度较低(低于θg温度)时，曲线基本上是水平的，变形程度小而且是可逆流的，但弹性模量较高，聚合物处于一种刚性状态，表现为玻璃态。
物体受力变形符合虎克定律，应变与应力成正比。
塑料成型工艺及模具设计
塑料成型工艺及模具设计随着现代工业的快速发展，塑料制品在工业生产、日用生活、医疗保健等诸多领域得到广泛应用。
但要制成一个优质的塑料制品，离不开塑料成型工艺及模具设计两个重要环节。
塑料成型工艺是将塑料加工成所需形状的工艺过程，其主要工艺流程包括注塑、吹塑、挤塑、压塑等。
其中，注塑是应用最广泛的一种成型工艺，其特点是生产效率高、产品质量稳定、可生产的产品种类多等。
具体地，注塑工艺是通过高压将塑料熔融后注入模具中，并在模具中冷却成型。
注塑机是注塑的基本设备，通过输送系统将塑料颗粒加热熔化，然后将其压入模具中，冷却成型，最后得到我们所需的产品。
模具设计是指为了得到符合产品设计要求的塑料制品而进行的构思、设计、制造、试产等一系列工作。
模具设计的好坏直接影响产品的质量和生产成本。
一个好的模具应当具备以下特点：稳定性好，寿命长，成型精度高等。
在模具设计过程中，必须考虑以下几个方面：一、模具结构设计：在模具的结构设计阶段，应根据塑料制品的要求，先设计出产品的形状和尺寸，在此基础上设计出模具的分型面、流道系统、射出口等，以确保产品形状准确无误，生产效率高。
二、材料选择：模具的材料选择直接影响其性能和使用寿命。
一般模具材料的选择有钢铁、铝合金等，其中以钢铁最为常见。
钢铁模具的优点是强度高、硬度大、磨损性能好等。
三、热处理：模具热处理非常重要，其目的是改变模具材料的物理和化学性质，提高模具的硬度、强度和耐磨性，从而提高模具的使用寿命。
四、制造工艺：模具的制造方法有冷加工和热加工两种，冷加工相对简单，但制作周期长、工艺复杂度低，适用于小批量生产；热加工的制作周期短、生产效率高，但工艺复杂度高，适用于大批量生产。
总之，塑料成型工艺和模具设计是制造优质塑料制品的核心环节。
只有究极掌握这两个技术，才能生产出高品质、高性能、低成本的塑料制品。
塑料成型工艺及模具设计叶久新王群版
塑料成型⼯艺及模具设计叶久新王群版塑料成型⼯艺及模具设计叶久新王群版第⼀ - - 三章1、塑料成型⽅法：注射成型有浇注系统成型热塑性塑料压缩成型⽆浇注系统成型热固性塑料压注成型有浇注系统挤出成型有浇注系统2、塑料模具分为：注射模具、压缩模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具、热成型模具3、不同温度时聚合物呈现的三种状态：低温态温度较低时呈玻璃态（固体态），在外⼒的作⽤下，有⼀定的变形，但变形可逆，即外⼒消失后，其变形也随之消失。
⾼弹态是橡胶态的弹性体。
其变形能⼒显著增加，但变形仍可逆。
黏流态是粘性流体，常称为熔体。
加⼯不可逆，⼀经成型冷却，形状保留。
4、聚合物单体经过聚合反应⽣成的⾼分⼦聚合物5、塑料是以合成树脂为主要成分，加⼊适量的添加剂⽽组成的混合物。
优点：密度⼩、质量轻；⽐强度、⽐刚度⾼；电⽓性能好；光学性能好；化学稳定性⾼；减摩、耐磨及减振、隔⾳性能好；多种防护性能合成树脂的分⼦及结构分类：热固性塑料热塑性塑料6、添加剂包括填充剂（增量作⽤⼜有改性效果）、稳定剂、润滑剂、着⾊剂和固化剂等。
7、交联------聚合物由线型结构转变为体型结构的反应.8、降解——聚合物分⼦可能由于受到热和应⼒的作⽤或微量⽔分、酸、碱等杂质及空⽓中氧的作⽤⽽导致其相对分⼦质量降低的现象.9、塑化-------加⼊的塑料在料筒中进⾏加热由固体颗粒转化成粘流态并且具有良好的可塑性过程.10、流动性塑料熔体在⼀定的温度、压⼒作⽤下填充模具型腔的能⼒热塑性塑料检测：熔融流动指数测定法、螺旋线长度试验法影响塑料流动性的因素有以下三个：温度料温⾼，则流动性⼤。
压⼒注射压⼒增⼤，则熔体收剪切作⽤越⼤，流动性也越⼤。
模具结构浇注系统的形式，尺⼨，布置，冷却系统的设计，溶料的流动阻⼒等因素流动性较好的塑料有：聚⼄烯、聚丙烯、聚苯⼄烯、醋酸纤维等流动性⼀般的塑料有：ABS（不透明）、AS、有机玻璃、聚甲醛等截⾯形状分流道较⼩流动性较差的塑料有：聚碳酸酯、硬聚氯⼄烯等截⾯形状分流道较⼤ 11、热塑性塑料的种类有：通⽤塑料聚⼄烯（PE）线型结晶，是塑料⼯业中产量最⼤的品种，⽆毒、⽆味、呈乳⽩⾊。
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热流道浇注系统
定义：在注射成型过程中，浇注系统中的塑料一直保持熔融状态，并不冷却
和固化。
一、对塑料品种的要求：
1、热稳定性好
2、对压力敏感
3、固化温度和热变形温度高
4、比热容小
二、绝热流道
1、井式喷嘴（绝热主流道）
2、多型腔绝热流道（绝热分流道）： 点浇口形式与直接浇口形式
3.
3、分流道在分型面上的布置形式
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浇口的设计
一． 浇口的形式：限制式浇口，非限制式浇口
1. 1、常用浇口的形式 1. （1）直接浇口 2. （2）侧浇口 3. （3）扇形浇口 4. （4）平缝浇口 5. （5）环形浇口 6. （6）盘形浇口 7. （7）轮辐浇口 8. （8）爪形浇口 9. （9）点浇口 10. （10）潜伏浇口 11. （11）护耳浇口
二． 浇口位置的选择应注意塑件的外观质量
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浇注系统的平衡
1、型腔的布局与分流道的平衡
2、平衡式与非平衡式 浇口平衡的计算思路
（1）相同塑件多型腔成型的BGV值计算 （2）不相同塑件多型腔成型的BGV值计算
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冷料穴的设计
作用：容纳冷料及脱模的作用
位置：1）主流道的对面
2）分流道的延伸端
一． 浇口形式与塑料品种的相互适应性 二． 浇口位置的选择原则
1. 1、尽量缩短流动距离 2. 2、浇口应开设在塑件壁厚最后处 3. 3、必须尽量减少或避免熔接痕迹 4. 4、应有利于型腔气体的排除 5. 5、考虑分子的定向作用 6. 6、避免产生蠕射和喷射 7. 7、不能在承受弯曲和冲击载荷的部位设置浇口
–
满足塑件的外观要求
–
便于模具的加工
–
对成型面积的影响
–
对排气效果的影响
–
对侧向抽芯的影响
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第二节浇注系统与排溢系统的设计
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一普通流道浇注系统的组成及作用 浇注系统的组成 浇注系统的作用 二、普通流道浇注系统的设计 基本原则： 1、了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性能 2、采用尽量短的流程以减少热量和压力损失 3、浇注系统设计应有利于良好的排气 4、防止型芯变形和嵌件位移 5、便于修整浇口以保证塑件的外观质量 6、浇注系统应结合型腔布局同时考虑 7、流动距离比和流动面积比的较核
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第四章注射成型模具结构及注射机
三、斜导柱侧向分型与抽芯注射模具
（1）工作原理 （2）设计注意事项
斜导柱侧向分型与抽芯机构的定位 楔紧装置 基本形式
四、斜滑块侧向分型与抽芯注射模具 五、带有活动镶件的注射模 六、定模带有推出装置的注射模 七、角式注射机用注射模
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第三节注射模与注射机的关系
尺寸：主流道的对面冷料穴直径与主流道的直径相同，长度为直 径的1~1.5倍。
形式： 1）Z字形冷料穴
2）倒锥形冷料穴
3）环形槽形冷料穴
4）球形冷料穴
5）菌形冷料穴
6）分流锥形冷料穴
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排溢系统的设计
作用：排除型腔中的气体 方式： 1）利用配合间隙排气
2）分型面上开设排气槽排气 3）用排气塞排气 4）强制排气
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第二节注射模具的典型结构
一、单分型面注射模具
（1）工作原理 （2）设计注意事项
分流道的位置 推出机构的设计 拉料杆的设计 复位机构的设计
二、双分型面注射模具
（1）工作原理 （2）设计注意事项
第一次分型距离的确定 S=S/+3~5mm 材料特性的选择 导柱的长度的确定 L>S+H+8~10mm 分型弹簧的设计
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第三章塑料成型工艺与塑料 成型制件的工艺性
第一节塑料成型原理与型工艺特性 第二节塑料制件的结构工艺性
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第四章注射成型模具结构及注射机
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第一节注射模具的分类及结构组成 注射模具的分类 注射模具的结构组成 （一）成型零部件 （二）合模导向机构 （三）浇注系统 （四）侧向分型与抽芯机构 （五）推出机构 （六）加热冷却系统 （七）排气系统 （八）支承零部件
一、注射机有关工艺参数的校核 （一）型腔数量的校核
1、由注射机料筒的塑化速率确定型腔数量 n<(KMt/3600-m2)/m1 2、由注射机的最大注射量确定型腔数量 n<(K m1 -m2)/m1 3、由注射机的额定锁模力确定型腔数量 n<(F-pA2 )/ pA1 （二）注射量的校核 nm1+ m2 <80%m （三）塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 n A1 + A2 <A （四）注射压力的校核 (n A1 + A2 )p<F （五）模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核 1、喷嘴尺寸 2、定位圈尺寸 3、模具厚度 4、安装螺孔尺寸 （六）开模行程的校核 1、注射机最大开模行程与模厚无关的校核 2、注射机最大开模行程与模厚有关的校核 （七）顶出装置的校核 1、中心顶出杆机械顶出 2、两侧双顶出杆机械顶出 3、中心顶出杆液压顶出与两侧双顶出杆机械顶出联合作用 二、国产注射机的主要技术规格 1、卧式注射机 2、立式注射机 3、角式注射机
塑料成型工艺与模具设计
沈阳理工大学应用技术 学院机械系模具教研室
教学内容
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第一章绪论
第一节塑料成型在工业生产中的重要性 第二节塑料模具的分类 第三节学习本课程应达到的目的
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第二章塑料成型基础
第一节聚合物的分子结构与热力学性能 第二节聚合物流变方程与分析 第三节聚合物在成型过程中的流动状态 第四节聚合物在成型过程中的物理和化学变化 第五节塑料的组成及工艺特性 第六节常用塑料
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第二节浇注系统与排溢系统的设计
一． 主流道的设计
一． 1、主流道的尺寸
二流道衬套的固定
二． 分流道的设计
一． 1、分流道的形状及尺寸
二． 2、圆形
三． 3、梯形
四． 4、U形
五． 5、半圆形
六． 6、矩形
三． 尺寸的确定：
1.
1、分流道的长度
2.
2、分流道的表面粗糙度
8
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第五章注射模设计
第一节塑料制件在模具中的位置 型腔数量的确定方法 型腔的布局
9
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第五章注射模设计
二、分型面的设计
分型面的形式
–
平直分型面
–
倾斜分型面的
–
阶梯分型面的
–
曲面分型面的
–
瓣合分型面的
分型面的选择原则
–
分型面应选择在塑件外形轮廓最大处
–
确定有利的留模方式
–
保证塑件的精度要求