塑料成型工艺与模具设计知识点
《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。
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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 简答题(全)复习要点
c.承受一定的侧向压力 保证模具正常工作。
11. 何为分子定向？分子定向与什么有关？其会产生什么影响?
答：塑料中的聚合物大分子、细而长的纤维状填料分子在成型过程中由于受到应力作用而产生分子整齐、平行排列的现象，这种现象称之为分子取向。
答：
a、 实现推落塑件或将塑件推至所要求的高度。
b、 不造成塑件变形和损坏。
c、 不损坏塑件外观和使用性能。
d、 机构运行安全可靠
6、稳定剂的作用是什么？
答：为了抑制和防止塑料在加工成型或使用过程中，因受热、光、氧等作用而发生降解、氧化断链、交链等现象而致使塑料性能遭到破坏，加入适当的稳定剂，使塑料的性能稳定。
答：塑件的尖角部位在成型时会产生应力集中，当受到冲击振动时易开裂（4分）；塑件设计成圆角，不仅避免产生应力集中，提高了塑件强度，还有利于塑件的充模流动（3分）；同时模具型腔对应部位亦呈圆角，这样使模具在淬火和使用时不致因应力集中而开裂，提高了模具的坚固性（3分）
13．为什么模具温度及其调节具有重要性？（8分）
c、 机构运行安全可靠
9、为什么说塑件的壁厚不能过小或过大？
塑件壁厚最小值应以满足塑件在使用时要求的强度和刚度，并能使塑料熔体顺利充满整个型腔为限。
a、壁厚过小，因流动阻力极大，因而成型形状复杂或大型塑件困难。
b、壁厚过大，不但塑料用得多，而且制件易出现内部空孔，外部凹陷缺陷，成型周期延长。
4\ 什么是热固性塑料的固化特性，与哪些因素有关？
固化特性是热固性塑料特有的性能，是指热固性塑料成型时完成交联反应的过程。固化速度不仅与塑料品种有关，而且与塑件形状、壁厚、模具温度和成型工艺条件有关，采用预压的锭料、预热、提高成型温度，增加加压时间都能加快固化速度。此外，固化速度还应适应成型方法的要求
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。
塑料成型工艺与模具设计习题与复习资料
第 0 章塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性填空1.注射模塑工艺包括成型前的准备、注射、后处理等工作。
2.注射模塑过程需要需要控制的压力有塑化压力和注射压力。
3.注射时，模具型腔充满之后，需要一定的保压时间。
4.产生内应力的一个重要因素是注射及补料时的剪切应力。
5.根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行后处理，常进行退火和调试处理。
6.内应力易导致制品开裂和翘曲、弯曲、扭曲等变形，使不能获得合格制品。
7.塑料在一定温度与压力下充满型腔的能力称为流动性。
8.在注射成型中应控制合理的温度，即控制料筒、喷嘴和模具温度。
9.制品脱模后在推杆顶出位置和制品的相应外表面上辉出现发白现象，此称为应力发白。
10.注射成型是熔体充型与冷却过程可分为充模、压实、倒流和冻结冷却四个阶段。
11.注射模塑成型完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模。
12.注射模塑工艺的条件是压力、温度和时间。
13.注塑机在注射成型前，当注塑机料筒中残存塑料与将要使用的塑料不同或颜色不同时，要进行清洗料筒。
清洗的方法有换料清洗和清洗剂清洗。
备上的安装方式为移动式模具、固定式模具、半固定式模具；按型腔数目分为单型腔模具、多型腔模具。
14.塑件的形状应利于其脱出模具，塑件测向应尽量避免设置凹凸结构或侧孔。
15.多数塑料的弹性模量和强度较低，受力时容易变形和破坏。
16.设计底部的加强筋的高度应至少低于支撑面0.5mm。
17.塑料制品的总体尺寸主要受到塑料流动性的限制。
18.在表面质量要求中，除了表面粗糙度的要求外，对于表面光泽性、色彩均匀性、云纹、冷疤、表面缩陷程度、熔结痕、毛刺、拼接缝及推杆痕迹等缺陷均应提出明确的要求。
1.问答1.阐述螺杆式注射机注射成型原理。
答：螺杆式注射机注射成型原理如下：颗粒状或粉状塑料经料斗加入到外部安装有电加热圈的料筒内，颗粒状或粉状的塑料在螺杆的作用下边塑料化边向前移动，欲塑着的塑料在转动螺杆作用下通过其螺旋槽输送至料筒前端的喷嘴附近；螺杆的转动使塑料进一步塑化，料温在剪切摩檫热的作用下进一步提高，塑料得以均匀塑化。
塑料成型模具设计复习总结
塑料成型模具设计复习总结塑料成型模具设计复习总结【概论】◆塑料的概念塑料：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。
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。
高分子聚合物：指由许多小分子单体通过聚合或缩聚反应形成的长链大分子。
◆合成树脂是人们模仿天然树脂的成分并克服了产量低、性能不理想的缺点，用化学方法人工制取的各种树脂。
合成树脂决定了塑料的基本性能。
合成树脂在塑料中的作用：⑴在塑料制件中，为均一的连续相，将各种添加剂粘结成一个整体，使其具有一定的物理力学性能。
⑵与添加剂相互作用，决定塑料的主要工艺性能。
◆塑料的分类按制造方法：聚合树脂、缩聚树脂。
按成型性能：热塑性塑料、热固性塑料。
热塑性塑料：受热后软化或熔融，此时可成型加工，冷却后固化，再加热仍可软化。
分子结构呈链状或树枝状，称为线性聚合物。
这些分子互相缠绕但并不连结在一起，受热后具有可塑性。
（无定型、结晶形塑料）常用注射、挤出或吹塑等成型方法。
热固性塑料：开始受热时也可以软化或熔融，但一旦固化成型就不再软化。
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。
加热开始时呈现链状或树枝状结构，受热后逐渐结合成网状(称为交联反应)，成为既不熔化又不熔解的物质，称为体型聚合物。
分子的链与链间产生化合反应，再次加热时不能软化。
常用压缩或压注，部分可用注射成型。
◆塑料的性能质量轻；比强度高；耐化学腐蚀能力强；绝缘性能好；光学性能好；加工性能好、经济效益显著。
◆不同温度下塑料的状态玻璃态→高弹态→黏流态→分解（低温）（高温）【塑料成型理论基础】◆流体在管道内流动时的流动状态层流：流体的质点沿着平行于流道轴线的方向相对运动，与边壁等距离的液层以同一速度向前移动，不存在任何宏观的层间质点运动，所有质点的流线均相互平行。
湍流（紊流）：流体的质点除向前运动外，还在主流动的横向上作不规则的任意运动，质点的流线呈紊乱状态。
塑料成型工艺与模具设计名词解释
1名词解释1.注射成型：将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入高温的料筒内加热熔融塑化，使其成为粘流态熔体，然后在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴，注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后，开启模具便可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸塑料制件的成型方法，主要用于成型热塑性塑料件2.压缩成型：将粉状、粒状等的热固性塑料原料直接加入敞开的模具加料室内，然后在加热和加压的作用下，使塑料熔融充满型腔，并发生交联固化反应，硬化定型形成塑件，主要用于成型热固性塑料件3.压注成型：压注成型又称传递成型，其成型原理如图所示，先将固态成型物料加入加料腔内，使其受热软化转变为粘流态，并在压力机柱塞压力作用下，经过浇注系统充满型腔，塑料在型腔内继续受热受压，产生交联反应而固化定型4.挤出成型：挤出成型是将颗粒状塑料加入挤出机料筒内，经外部加热和料筒内螺杆机械作用而熔融成粘流态，并借助螺杆的旋转推进力使熔料通过机头里具有一定形状的孔道(口模)，成为截面与口模形状相仿的连续体，经冷却凝固则得连续的塑料型材制品。
5.中空吹塑成型：将挤出或注射出来的熔融状态的管状坯料置于模具型腔内，借助压缩空气使管坯膨胀贴紧于模具型腔壁上，冷硬后获得中空塑件，这种成型方法称中空吹塑成型。
6.塑料：以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。
7.热塑性塑料：具有线型分子链成支架型结构加热变软，冷却固化可逆的塑料。
8.热固性塑料：具有网状分子链结构加热软化，固化后不可逆。
9.塑化压力(背压)指螺杆式注射成型时，螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的阻力。
(背压一般不大于2MPa )10.注射压力：注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。
11.保压压力型腔充满后，注射压力的作用在于对模内熔体的压实，此时的注射压力也可称为保压压力。
12.型腔压力型腔压力是注射压力在经过注射机喷嘴、模具的流道、浇口等的压力损失后，作用在型腔单位面积上的压力。
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塑料成型工艺及模具设计
一、填空题（每空1分，共30分）
1、聚合物的物理状态分为玻璃态、高弹态、粘流态三种。
2、成型零部件工作尺寸的计算方法有平均值法和公差带法。
3、注塑成型工艺参数为温度、压力、各阶段的作用时间。
4、注塑模的支持零部件包括固定板、支承板、支承块、模座等。
5、注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、和冷料穴组成。
6、注射过程一般包括加料、塑化、注射、冷却、和脱模几个步骤。
7、导向机构的作用有导向作用、定位作用和承受一定的侧向压力。
8、塑料一般是由树脂和添加剂组成的。
9、注塑成型工艺过程包括成型前准备、注塑过程和塑件的后处理三个阶段。
10．塑料按理化特性分为热塑性塑料和热固性塑料。
二、选择题（每题2分，共20分）
1、热塑性塑料在常温下呈坚硬固态属于（A）
A、玻璃态
B、高弹态
C、粘流态
D、气态
2、注塑机料筒温度的分布原则是（A）
A、前高后低
B、前后均匀
C、后端应为常温
D、前端应为常温
3、主流道一般位于模具的中心，它及注塑机的喷嘴轴心线（D）
A、垂直
B、相交
C、相切
D、重合
4、多型腔模具适用于（B）生产
A、小批量
B、大批量
C、高精度要求
D、试制
5、模具排气不畅可能导致的塑件缺陷是（A）
A、烧焦痕
B、翘曲
C、拼接缝
D、毛刺
6、注塑机XS-ZY-125中的“125”代表（D）
A、最大注射压力
B、锁模力
C、喷嘴温度
D、最大注射量
7、下列不属于注射模导向机构的是（D）
A、导柱
B、导套
C、导向孔
D、推杆
8、合模时导柱及导套间呈（B）
A、过孔
B、间隙配合
C、过渡配合
D、过盈配合
9、下列塑料中属于热固性塑料的是（C）
A、聚乙烯
B、ABS
C、酚醛
D、尼龙
10、从尽量减少散热面积考虑，热塑性塑料注射模分流道宜采用的断面形状是（A）
A、圆形
B、矩形
C、梯形
D、U形
三、判断题（每题1分，共5分）
1、同一塑料在不同的成型条件下，其流动性是相同的。
（×）
2、同一塑件的壁厚应尽量一致。
（√）
3、一副塑料模可能有一个或两个分型面，分型面可能是垂直的、倾斜或平行于合模方向。
（√）
4、注射成型时，为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件留在动模上。
（√）
5、尺寸较大的模具一般采用4个导柱，小型模具通常用2个导柱。
（√）
四、简答题（每题4分，共20分）
1、什么是塑料？塑料有哪些性能特点？（列出5条即可）
答：塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为成品的某个阶段可流动成型的材料。
塑料的性能特点：1、密度小
2、比强度高
3、耐化学腐蚀能力强
4、绝缘性能及隔热隔音性能好
5、减摩耐磨性能好
6、光学性能好
7、抗震减震性能好
8、多种防护性能
2、什么是冷料穴？冷料穴设置的位置？
答：一个井穴来收集前锋冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，该井穴称为冷料穴。
设置位置：主流道末端、分流道末端、熔接处外侧。
3、简述分型面的选择原则。
答：1、有利于塑件脱模
2、有利于保证塑件质量
3、有利于简化模具结构
4、有利于模具成型零件的加工
4、简述冷却系统设计的原则。
答：1、冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大
2、合理设计冷却水道的直径、间距以及及型腔表面距离
3、浇口处加强冷却
4、冷却水道出、入口温差应尽量小
5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置
5、加工成型过程中影响结晶的因素有哪些？
答：1、冷却速度
2、熔融温度和熔融时间
3、应力
4、低分子物和固体杂质
五、看图题（10分）
写出工作原理
（斜导柱滑块式二级顶出脱模机构书本151）
六、计算题（15分）
平均值法书本120。