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一、 塑料及塑料工业的发展概况 如今，塑料已成为四大工业基础材料（钢铁、木材、水泥、塑料）之一。20世纪20年代以前，主要是发展和利用热固性塑料；20世纪20年代以后，逐渐发展热塑性塑料。 按塑料受热后呈现的基本特性分热固性塑料和热塑性塑料。 ① 热固性塑料：指在一定的温度范围内，能反复加热乃至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料。 ② 热塑性塑料：指加热温度达到一定程度后能成为不溶和不熔性物质，使形状固化下来不再变化的塑料。 塑料的主要成分是树脂，树脂分为天然树脂和合成树脂。 塑料工业包括原料（合成树脂和助剂）生产，塑料成型加工工艺，塑料成型设备及成型模具四部分。 二、 塑料工业在国民经济中的作用 塑料的特点：质量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制件可加工成任意形状、生产效率高、价格低廉 作用：日常用品（塑料鞋、盆、桶），仪表，机械制造，汽车，家用电器，化工，建材，医疗卫生，农业，军事，航天和原子能工业塑料已成为金属的良好代用材料，出现了金属零件塑料化的趋势。 三、 模具工业在国民经济中的重要性 用模具生产的塑料制品（简称塑料）具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，模具技术已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 市场经济的发展对模具的要求是交货期短、精度高及成本化，塑料模具正朝着高效率、高精度及高寿命方向发展。 模具标准化是发展模具生产技术的关键。 四、 本课程的任务及要求 该课程为模具专业的主要专业课之一，通过本课程的学习，需要掌握： （1）系统了解塑料及有关成型原理、工艺特点、正确分析成型工艺对模具的要求。 （2）掌握模具零部件的设计、计算方法、模具结构特点及设计程序等 （3）了解其它模具有关知识及模具CAD/CAM。 （4）学完本课程后，应具有独立设计中等复杂程度的注射模具的能力。 1.1.1聚合物的分子结构 一、 塑料的概念 塑料的主要成分是树脂，树脂可分为： 1、天然树脂：松香、虫胶、沥青 2、合成树脂：人们按照天然树脂的分子结构和特性，用人工的方法合成制造的。 由于合成树脂是由相对分子质量小的物质经聚合反应而制得的相对分子质量的大的物质，因此称之为高分子聚合物，简称高聚物。一般在常温常压下为固体，也有为粘稠液体（如胶水）。 合成树脂不完全等于塑料，有些合成树脂可直接作为塑料使用，但有些合成树脂必须在其中加入一些助剂，才能作为塑料使用。 天然树脂和合成树脂都属于高分子聚合物（高聚物） 二、 高分子与低分子的区别 1. 分子中所含有的原子数：低分子物质每个分子所含有的原子数最多几百个，而高分子物质每个分子所含有的原子数目为几千个、几万个甚至几十万个原子。 2. 相对分子质量：低分子物质的相对分子质量少并且固定，而高分子物质的相对分子质量可达几万、几十万、上百万甚至上千万，而且还可以根据需要进行改变。高分子的相对分子质量远远大于低分子。 3. 分子长度：高分子的分子长度远大于低分子的分子长度。 由此可知，高分子是含原子数多、相对分子质量大及分子很长的巨型分子。 三、 高聚物的分子结构与特性 在每个高分子里都含有一种或数种原子或原子团，这些原子或原子团按一定的方式排列，首先是排列成许多具有相同结构的小单元，称之为结构单元或“链节”。这些结构单元再通过化学键连成一个高分子，这个过程称之为“聚合”。高分子中所含有结构单元的数量，称之为“聚合度”或“链节数”，用“n”表示。 高聚物分为：线型高聚物，体型高聚物和支链型高聚物。 ①线型高聚物： 由一根根的分子链组成的 ②体型高聚物： 在大分子链之间有一些短链把他们连接起来 ③支链型高聚物：介于体型高聚物和支链型高聚物之间。 特点： ① 线型高聚物：具有可溶性和可熔性，成型后性质不变，因此可多次成型 ② 体型高聚物：成型前是可溶和可熔的，成型后变成既不溶解又不熔融的固体，所以不能再次成型。 四.结晶型与非结晶型高聚物的结构及性能 1、结晶：指聚合物从熔融状态到冷却凝固时，分子由独立移动的，完全处于无次序状态变成分子停止自由移动，取得一个略微固定的位置，并由一个使它自己排列成为正规模型倾向的一种现象。 聚合物由高温熔体向低温固态转化过程中，若分子链能够稳定规整排列，则称之为结晶型；若子链不能得到规整排列，则称之为非结晶型。 结晶对材料性能有明显影响。结晶高聚物一般具有耐热性、非透明性和较好的力学性能；而非结晶型高聚物则相反。 [课后小结] [教学内容] 1.1.2塑料的组成及分类 1.1.3塑料的热力学性能 1.1.4塑料在成型过程中的流动状态。 [教学目的] 1、理解塑料的组成部分。 2、掌握塑料的分类。 3、理解塑料的三种热力学性能。 4、理解塑料在成型过程中的流动状态。 [教学重点] 1、理解塑料的组成部分。 2、掌握塑料的分类。 [教学难点] 理解塑料在成型过程中的流动状态。 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 1.1.2塑料的组成及分类 一.塑料的组成 按其成分的不同，可分为简单组成和多组分塑料。 简单组分：以树脂为主要成分，不加或少加少量助剂 多组分：除树脂外，还需要加入其它一些助剂。 1树脂 塑料的主要成分是合成树脂，约占塑料总重量的40%~100%。 作用：使塑料具有可塑性和流动性，将各种助剂粘结在一起，并决定塑料的类型（热固性和热塑性）和主要性能（物理性能、化学性能、力学性能等） 2填充剂（又称填料） 可以改善塑料性能，扩大它的使用范围，减少树脂用量，降低成本（填料含量可大近40%） 3增塑性 作用：加大了聚合物分子之间的距离，削弱了大分子之间的作用力，使树脂分子变得容易滑移，从而使塑料能在较低的温度下具有良好的可塑性和柔顺性。 4着色剂 作用：美观和装饰，有些着色剂还具有改善塑件耐候性、耐老化性及延长塑件使用寿命和使塑件具有特殊的光学性能的作用。 5稳定剂 作用：可以提高树脂在光、热、氧及霉菌等外界因素作用时的稳定性，阻缓塑料变质的一类物质。 6润滑剂 作用：降低塑料材料内部分子之间的相互摩擦。 二. 塑料的分类 1.按塑料的使用特性分: 通用塑料、工程塑料、功能塑料 2.按塑料受热后呈现的基本特性分: 热塑性塑料、热固性塑 1.1.3 高聚物的热力学性能 高聚物的热力学性能是指在高聚物及其组成一定时，分子的运动程度和规模主要受温度影响，随着温度的变化，分子热运动表现出三种不同的力学状态，即玻璃态、高弹态、粘流态，在一定条件下他们可以发生变化。 通常所指的塑料，是指在室温下处于玻璃态的一类高聚物。在室温下高聚物处于高弹态，则属于橡胶材料。 一.高聚物的加工工艺性能 1、<玻璃化温度：高聚物处于玻璃态，为坚硬的固体，不宜进行较大变形的成型，但可以进行切削加工。 2、玻璃化温度~流动温度：可对某些塑料进行真空成型、压力成型和弯曲成型等。 3、流动温度~热分解温度：聚合物在流动温度以上不高温度的范围内，表现为流动性质，可进行某些挤出和吹塑成型等。 在流动温度再高一些的情况下，在不大的外力作用下就能引起熔体的流动变形，可进行挤出、注射及吹塑等成型加工。 4、>热分解温度：将会发生分解。 二.高聚物的结晶 高聚物的结晶特点是：晶体不整齐、洁净不完全、结晶速度慢及没有固定熔点 三.高聚物的取向 聚合物的取向：指树脂的分子链在外力作用下，会有不同方式和不同程度的平行排列。在成型过程中，由于受剪切力和拉伸力的作用，因此聚合物的取向分流动取向和拉伸取向。 1.取向对聚合物性能的影响 聚合物取向后的各向异性显著。 2.影响聚合物取向的主要因素（以注射成型为例） 温度、注射压力和保压压力、浇口冻结时间、模具温度 四.高聚物的降解 1.降解：聚合物在热、力、氧和辐射等因素作用下而发生的相对分子质量降低或大分子结构改变等化学变化。 2.降解的主要类型 热降解、力降解、氧化降解、水降解 五.聚合物的交联 1.概念 指聚合物在成型过程中，由线形结构交联为体型结构的化学反应过程，通常也称为“硬化”或“熟化”。 2.影响交联的因素 温度和硬化时间、反应基团或反应活性点、应力的影响 1.1.4塑料在成型过程中的流动状态。 一、塑料熔体在简单截面导管内的流动 1、在圆形导管内的流动 切应力在管中心为零，逐渐增大，至管壁处为最大值。 2、在扁形导槽内的流动 二、塑料成型过程中的取向行为 1、注射、压注成型塑件中固体填料的流动取向 填料排列的方向主要顺着流动的方向，碰到阻力（如模壁后），它的流动方向改为与阻力成垂直的方向，并按此定型。 2、注射、压注成型塑件中聚合物分子的流动取向 聚合物在注射和压注成型过程中，总是存在着熔体的流动。有流动就有分子的取向。单轴取向时，取向结构单元均沿着一个流动方向排列；而多轴取向时，结构单元可沿着两个或两个以上流动方向有序排列。 分子取向会导致塑件力学性能的各向异性，顺着分子定向方向的机械性能和伸长率总是大于与其垂直方向上的。各向异性有时是塑件所需要的，如制造取向薄膜与单丝等，这样能使塑件沿着拉伸方向的抗拉强度与光泽度等有所增强。 [课后小结] [教学内容] 1.2塑料的工艺性能 [教学目的]1、掌握热塑性塑料和热固性塑料的工艺性能。 [教学重点] 1、掌握热塑性塑料和热固性塑料的工艺性能。 [教学难点] 理解热塑性塑料和热固性塑料的工艺性能。 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 1.2塑料的工艺性能 一、 热塑性塑料的工艺性能 1、收缩性：塑件从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积发生收缩的现象。成型后塑件的收缩，称为成型收缩。 收缩的形式： （1）线尺寸收缩：设计模具成型零件时，必须予以补偿 （2）后收缩 （3）后处理收缩：在模具设计时，对于高精度塑件应考虑后收缩和后处理收缩的误差。并予以补偿 2、流动性：塑料在一定的温度及压力作用下，充满模具型腔的能力 （1）流动性分类：好，中等，差 （2）影响流动性的因素：温度、压力、模具结构 3、取向与结晶 （1）一般平行于取向方向的力学性能较高，收缩率也大，而垂直于取向方向的力学性能较底，收缩率也较小。 （2）按其冷凝时有无结晶现象，可分为结晶型塑料和非结晶型（又称无定型）塑料两大类。 4、热敏性和水敏性 （1）热敏性塑料在成型过程中，很容易在不太高的温度下受热分解和热降解，或在料温高和受热时间较长的情况下，产生变色、降解和分解。为避免热敏性塑料在成型中的分解和热降解，一方面在塑料中加入热稳定剂，另一方面合理选择设备。 （2）水敏性：这类塑料在成型前必须进行高燥处理。 5、应力开裂与熔体破裂 （1）为防止塑件应力开裂，可在塑料中加入增强填料提高抗裂性；合理布置浇口位置和顶出位置，减小残余应力或脱模力；对塑件进行热处理，消除内应力；使用时禁止与溶剂接触等。 （2）产生熔体破裂的原因是成型过程中切应力或切变速率过大而引起的成型缺陷，会影响塑件的外观和性能。需选用熔融指数较大的塑料，适当地增大喷嘴、浇道和浇口的截面积，降低注射速度，提高熔体温度等，减缓或消除熔体破裂现象。 6、吸湿性：指塑料对水分子的亲疏程度。具有吸湿或粘附水分的塑料，如果水分含量超过一定限度，会在成型加工过程中变成水气。因此对吸湿性强的塑料，在成型前必须进行干燥处理。 二、 热固性塑料的工艺性能 1、 收缩性：在模具设计时应根据影响因素综合因素考虑选取塑料的收缩率 2、 流动性：模具设计时应该根据塑料流动性来设计模具浇注系统、分型面和进料方向。 3、 固化速度：热固性塑料固化的速度有一定范围限制。 4、 水分及挥发物含量：模具设计时应开设必须的排气系统。 5、 颗粒度和均匀性 6、 比体积和压缩率 [课后小结] [教学内容] 1.3 常用塑料 [教学目的]1、掌握热塑性塑料和热固性塑料的中的常用塑料类型、特性及用途。 2、理解每种常用塑料的成型特性。 [教学重点] 1、每种常用塑料的类型、特性及用途。 [教学难点] 理解每种常用塑料的成型特性。 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 1.3常用塑料 一、 热塑性塑料 1.聚乙烯(PE) 聚乙烯是目前合成树脂中产量最大，用途最广的品种。约占世界塑料总量的30%，为塑料工业之冠。 聚乙烯按聚合时采用的压力不同分高压、中密度和低压聚乙烯，但由于工艺上的发展，目前习惯于按聚乙烯密度不同分为高密度、中密度和低密度聚乙烯。 2、聚丙烯（PP） 聚丙烯（PP）价格便宜、性能优良、用途广泛、因而发展速度居于几大通用塑料之首。 聚丙烯（PP）是白色、无味、无毒及可燃的白色蜡状透明塑料，密度低，是通用塑料中最轻的一种。 聚丙烯（PP）具有优良的耐热性、化学稳定性电性能和力学性能，易于成型。 聚丙烯（PP）常用来制造家电部件，如洗衣桶、电冰箱及吸尘器等；日常用品如周转箱、包装和食品用的薄膜及容器等；机械零件如齿轮及泵的叶轮等，化工设备的管道和容器等；还可挤出电线电缆、管材、板材、编织带和袋。 3、聚氯乙烯（PVC） 聚氯乙烯（PVC）原料易得，价格低廉，性能较好，是热塑性通过塑料中耗能和生产成本最低的品种，因此应用广泛。目前聚氯乙烯（PVC）世界产量仅次于聚乙烯，产量居第二位。 聚氯乙烯（PVC）根据增塑剂量的不同，分为硬质和软质聚氯乙烯（PVC）。 4、聚苯乙烯（PS） 聚苯乙烯（PS）为无色透明珠状或粒状的热塑性塑料，无臭、无味、无毒及易于着色，易燃烧。 聚苯乙烯（PS）有良好的光学性能，透光率为88%~92%，仅次于有机玻璃。 聚苯乙烯（PS）具有成本低，加工方便，刚性大，透明性好，电绝缘性优良，电性能不受频率影响，印刷和着色性能好等优点，因此性能广泛。另外聚苯乙烯（PS）具有良好的卫生性能，可用于包装，尤其食品包装上，使用最多的热成型容器，特别是一次性使用的包装容器。 5、聚酰胺（PA） 1940年实现工业化生产，首先用于合成纤维，我国商品名为“涤纶”，其后逐渐用于塑料。聚酰胺（PA）是白色淡黄色的结晶颗粒，主要品种有尼龙6，尼龙66，尼龙610。尼龙具优良的力学性能，可代替金属材料。尼龙具有良好的电性能，广泛用于电器零部件；但尼龙的缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性。 6、聚甲醛（POM） 聚甲醛（POM）为半透明到不透明的白色粉末或粒状，着色性好，易燃及高结晶性。 聚甲醛（POM）具有良好的力学性能，用于制造各种齿轮、轴承、弹簧、凸轮、螺栓、螺母、泵体及机床导轨等。聚甲醛（POM）是综合性能优良的工程塑料，广泛用于汽车、机械、仪表、电器、化工和农机等的零部件制造。 7、聚碳酸酯（PC） 聚碳酸酯（PC）是无色或呈淡黄色的透明塑料，透光性接近有机玻璃，无毒、无味及无臭，不易燃烧。聚碳酸酯（PC）具有良好的力学性能，冲击强度优异，在热塑性塑料中最优。具有综合的优异性能，应用广泛。 8、ABS塑料 ABS塑料是聚苯乙烯的改性产品，一种新型的工程塑料。是目前产量最大，应用最广的一种工程塑料。 ABS塑料具有突出的力学性能和良好的综合性，坚固、坚韧、坚硬，是重要的工程塑料，用途广泛。可作为家用电器和家用电子设备上的零部件；还可用于制造玩具、包装容器、家具、安全帽及办公设备等。 二、热固性塑料 1、酚醛塑料 酚醛塑料属于通用塑料品种之一。具有较高的力学强度、坚硬耐磨、耐热、阻燃、耐腐蚀、电绝缘性优良、尺寸稳定及价格低廉等优异性能。主要缺点是硬而脆、耐电弧性差、吸湿率较高，色浑难于着色。 2、环氧树脂（EP） 环氧树脂（EP）未固化前具有很好的粘性，作胶粘剂用，能粘结金属和非金属材料，有“万能胶”之称。 固化后的环氧树脂（EP）具有优异的物理力学性能，耐热性能、耐候性能及电绝缘性能及高的耐电压强度。 [课后小结] [教学内容] 1.4塑料成型工艺 [教学目的]1、掌握注射成型原理、特点、工艺及工艺参数 2、了解压缩、压注、挤出成型原理、特点、工艺及工艺参数。 [教学重点] 1、注射成型原理、特点、工艺及工艺参数 [教学难点] 四种成型工艺的不同点与相同点。 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 1.4塑料成型工艺 一 .比较注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型的特点及应用范围（见课本） （一）.注射成型的特点 成型周期短，生产率高，能一次成型外形复杂，尺寸精确，能成型带有金属或非金属嵌件的塑件，易于实现自动化生产，生产适应性强等优点，因此广泛用于各种塑件的生产，其产量约占塑料制品总量的30%。 1、 螺杆式注射机注射成型原理 将颗粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒，塑料受到料筒的加热和螺杆对塑料的剪切摩擦作用而逐渐熔融塑化，并不断的被螺杆压实而推向料筒前端，产生一定压力，使螺杆转动的同时，缓慢的向后移动。当螺杆退到预定位置时，触及限位开关时，螺杆即停止转动并后退，然后注射螺塞带动螺杆按一定的压力和速度，将塑料熔体经喷嘴注入模具型腔。 2、 柱塞式注射机注射成型原理 塑料从料斗加入加热料筒，受料筒的加热，并经活塞在高压、高速中推进，塑料塑化后经喷嘴进入模具型腔中，经保压、冷却、开模，取得塑件，完成一个工作循环。 （二）注射成型的优点 3、 注射成型工艺可由机床自动按照一定程序完成，便于实现自动化，生产率高，适于大批量生产。 4、 注射一般可一次成型，减少了制品再加工程序 5、 可制作形状复杂的塑料制品 6、 注射成型后的废品及废料可以重新加热注射，故节约材料 7、 操作易于掌握。 （三）注射成型工艺参数 1.料筒温度：主要根据塑料的流动温度来确定，若制件较大、壁薄、流程长、成型时间长，应适当提高料筒温度；若形状复杂或带有嵌件的，应适当提高料筒温度；柱塞式注射机需适当提高料筒温度。料筒温度分布：靠近料斗处低，在喷嘴端最高。热敏性塑料，严格控制料筒最高温度，还要控制其在料筒中停留的时间。 2.注射压力：塑料熔体粘度较高、壁厚、流程长和针尖浇口等情况下，应采用较高的注射压力。 3.成型时间：若时间过长，在料筒中的原料因受热时间过长而分解，制件因内应力大而降低机械强度；若时间过短，会因塑化不完全导致制件变形。合理的成型时间是保证制件质量，提高生产率的重要条件。 二、压缩成型原理与工艺 （一）压缩模的结构 压缩模主要用于成型热固性塑件，它可分为固定于压机上压板的上模和下压板的下模两大部分。 （二）压缩模的组成 压缩模一般由型腔、加料室、导向机构、侧向分型抽芯机构、脱模机构、加热系统等机构组成。 （三）压缩模的工作原理 开模后，将配好的塑料原料倒入凹模上端的加料室，上下模闭合使装于加料室和型腔中的塑料受热受压，成为熔融态充满整个型腔，当塑件固化成型后，上下模打开利用顶出装置顶出塑件。 （四）压缩成型工艺过程 1、压缩成型前的准备工作 （1）预压 将松散的粉料或纤维状的热固性塑料预先用冷压法（即模具不加热）压成重量一定、形状规整的密实题的工序称为预压，所压物体叫锭料。 （2）预热 为了提高塑件质量和便于模压的进行，在模压前将塑料进行加热，除去其中的水分和其他挥发物，同时提高聊温，增强塑件固化均匀性，便于缩短压缩成型周期，提高塑件的物理力学性能。 2、压缩成型过程 （1）嵌件的安放 一般嵌件在固定位置安放。 （2）加料 在模具内加入压缩所需分量的塑料为加料。 （3）合模 当凸模尚未接触塑料前，应尽量加快速度，借以缩短模塑周期和避免塑料过早的固化或过多的降解。当凸模触及塑料后，速度改为慢速。避免模具中的嵌件、成型杆或型腔遭到破坏。 （4）排气 压缩热固性塑料时，在模具闭合后，有时需要卸压，将凸模松动少许时间，以便排出其中的气体。 （5）固化 热固性塑料的固化是在模塑温度下保持一段时间，以保证其性能达到最佳为度。 （6）脱模 固化完毕后使塑件从模具中分开的工序为脱模。 3、压后处理 （1）清理模具 脱模后，应用铜质工件去除残留在模腔或其他部位的塑料废边，然后用压缩空气将其吹净。 （2）后处理 为进一步提高塑件质量，热固性塑料件脱模后常在较高的温度下保持一段时间，使其固化更趋完全，同时减少或消除塑件内应力，减少水分和挥发物。 （五）压缩成型工艺条件的选择 压缩成型工艺条件主要是指压缩成型压力、压缩成型温度、压缩成型时间。 1、压缩成型压力 压缩成型压力是指模压时迫使塑料充满型腔和进行固化而由压机对塑料所施加的压力。 2、压缩成型温度 压缩成型温度是指压缩成型时所规定的模具温度，它使塑料在型腔中受热熔融塑化和为塑料分子进行交联反应提供热能，并决定了交联反应的速度，从而影响塑件的性能。 3、压缩时间 压缩时间是指模具从闭合到模具开启的一段时间，也就是塑料充满型腔到固化成为塑件，在模腔内停留的时间。 三、压注成型原理与工艺 （一）压注成型原理和特点 压注成型又称为传递成型，它是在改进压缩成型的基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法。 模具闭合后，将塑料加入到已加热到一定温度的模具加料室中使其受热熔融，在柱塞压力作用下，塑料熔体经过模具浇注系统注入并填满闭合的型腔，塑料在型腔内继续受热受压而固化成型，最后打开模具取出塑件。 （二）压注成型的工艺过程和工艺条件 压注成型的工艺过程和压缩成型基本相似，只是在操作细节略有差异，压缩成型过程是先加料后合模。而压注成型过程是先合模后加料。压注成型的工艺条件与压缩成型相似，但也存在一定的区别，主要包括成型压力、成型温度、成型时间。 1、成型压力 由于塑料经浇注系统进入模具型腔有压力损耗，成型压力一般为压缩成型的2~3倍。 2、成型温度 压注成型中塑料经过浇注系统能从中获得一部分摩擦热，因而模具温度一般比压缩成型的温度低15~30度，一般为130~190度 3、压注时间和保压时间 在一般情况下，压注时间控制在加压后10~30s内将塑料充满型腔。保压时间与压缩成型相比较，可以短一些。 四、挤出成型原理与工艺 （一）挤出成型原理 塑料挤出成型原理是将颗粒状或粉状塑料从挤出机的料斗送进加热筒中，塑料受到料筒的传热和螺杆对塑料的剪切摩擦热作用热逐渐熔融塑花，然后在挤压系统作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头和口模）以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引和切断），从而得到具有一定截面形状的型材。 挤出成型所需设备有基础机、机头、定型装置、冷却槽、牵引设备和切断设备。挤出成型能连续成型，生产率高，塑件截面恒定，形状简单，几乎能加工所有热塑性塑料和部分热固性塑料。挤出成型加工的塑件种类很多，如管材、薄膜、棒材、板材、电缆及其它异形材，在塑料成型加工工业中占到很重要的地位。 （二）挤出成型工艺过程 1、原料的准备 为使挤出过程能顺利进行，并保证塑件的质量，在成型前进行一些必要的准备工作。包括材料外观的检验和工艺性能的测定，原料的染色及对粉料和造粒，易吸湿的塑料容易产生斑纹、气泡等缺陷，应充分进行预热和干燥。 2、挤出成型 3、塑料的定型和冷却 4、塑料的牵引、卷取和切割 （二）挤出成型工艺参数 挤出成型工艺参数包括温度、压力、挤出速度、牵引速度等 1、温度 实际生产中经常用料筒温度近似表示成型温度。 2、压力 压力随时间的变化而产生周期性的波动，为减小压力波动，应合理控制螺杆转速、保证加热和冷却装置的温控精度。 3、牵引速度 一般来说，牵引速度应略大于挤出速度。 [课后小结] [教学内容] 1.5塑件设计 [教学目的]1、了解塑件工艺性的内容 2、掌握塑件工艺分析的方法 [教学重点] 1、掌握塑件工艺分析的方法 [教学难点]掌握塑件工艺分析的方法 [教学方法] 结合书中插图讲解 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 1.5塑件设计 设计塑件时必须充分考虑以下因素： （1）模塑方法 （2）塑料的性能 （3）模具机构及加工工艺性 一、塑件的尺寸、公差和表面质量 1、塑件的尺寸 指塑件的总体尺寸，而不是壁厚、孔径等结构尺寸。塑件的尺寸取决于塑料的流动性，流动性差的塑料，塑件的尺寸不宜过大，薄壁塑件的尺寸也不宜过大；注射模塑件尺寸受到注射机的最大注射量、合模力及模板尺寸的限制。 2、塑件的公差 见课本p57表3-1。 3、塑件的表面质量 塑件的表面质量是指塑件的表面缺陷（如斑点、条纹、凹痕、起泡、变色等）、表面光泽性和表面粗糙度。 二、塑件的几何形状 1、塑件的形状 形状应尽量简单，避免侧向抽芯 2、塑件的壁厚 壁厚应均匀，厚薄适当，以减少应力的产生 3、脱模斜度 为了便于脱模，并防止脱模时擦上塑件表面，设计塑件时必须考虑塑件内外表面沿脱模方向均应有合理的脱模斜度。 4、塑件的加强肋 为了确保塑件的强度和刚度，可在塑件的适当位置上设置加强肋。加强肋的尺寸。 5、塑件的支撑面 常采用边框支撑或底脚支撑。 6、塑件的圆角 塑件转角处均应尽可能采用圆弧过渡。内壁圆角半径可取壁厚的一半，外壁圆角半径可取1.5倍的壁厚。 7、塑件上孔的设计 8、塑件的花纹、标记、符号和文字 三、塑料螺纹和齿轮（简介） 1、 塑料螺纹 成型方法：（1）在模塑时直接成型 （2）模塑后机械加工 （3）金属的螺纹嵌件 2、塑料齿轮 四、带嵌件的塑件设计 1、嵌件的用途及形式 塑件中嵌件安放的目的：（1）增强局部的强度、硬度、耐磨性、导电性（2）增强塑件的尺寸和形状的稳定性，提高精度（3）降低塑料的消耗以及满足其他多种要求。 常用的嵌件的材料为金属，此外也有用玻璃、木材和已成型的塑件。 嵌件的形式：a）圆筒形嵌件 b）带台阶圆柱形嵌件 c）片状嵌件 d）细杆状贯穿嵌件，如汽车方向盘 嵌件在塑件中的固定方法： a） 菱形滚花，其抗拉和抗扭强度都较大 b） 直统滚花 c） 六边形 d） 用孔眼、切口或局部折弯来固定的片状嵌件 e） 薄壁管状嵌件也可用边缘折弯法固定 f） 针状嵌件可采用将其中异端轧扁或折弯的方法固定 2、 嵌件的设计要点 （1）嵌件的膨胀系数应与制品尽可能接近 （2）嵌件周围塑料厚度不宜太薄 （3）嵌件尽可能采用对称形状，以利于均匀收缩，边棱应倒成圆弧或倒角。 [课后小结] [教学内容] 2.1塑料模的分类和基本结构 [教学目的]1、了解塑料模的种类。 2、掌握塑料模的基本结构。 [教学重点] 1、掌握塑料模的基本结构。 [教学难点] 掌握塑料模的基本结构。 [教学方法] 讲授法、结合书中插图讲解 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 2.1塑料模的分类和基本结构 一、塑料模的分类 1.按模塑方法分类： （1）注射模 也叫注塑模，主要用于热塑性塑料制品的成型，近年来也越来越多的用于热固性塑料制品的成型，注塑成型制品在塑料制品成型中占有很大比重，世界上塑料成型模具的产量半数以上是注塑模具。 （2）压塑模具 多用于热固性塑料，其成型塑件大多用于电器开关的外壳和日常生活用品。 （3）压注模 结构比压缩模复杂，造价较高。 2.按模具的安装方式分类： 移动式模具，固定式模具，半固定式模具 3.按型腔数目分类：单型腔模具与多型腔模具 4.按分型面特征分类：水平分型面的模具、垂直分型面的模具、水平与垂直分型面的模具。 一、 塑料模的基本结构 1、塑料模的组成零件 （1）.成型零件：直接与塑料接触或部分接触并决定塑件形状及尺寸公差的零件，它是模具的主要零件，如凸模、凹模、型心、螺纹型心、螺纹型环及镶件等。 （2）.结构零件：一般不与塑料直接接触，在模具中起安装、定位、导向、分型与抽芯、推出、加热或冷却作用。 [课后小结] [教学内容] 2.2塑料成型设备 [教学目的]1、了解注射机的组成 2、掌握注射机的分类。 3、理解注射机与注射模的校核 4、了解其他塑料成型设备：压力机、挤出机等。 [教学重点] 1、掌握注射机的分类。 2、理解注射机与注射模的校核 [教学难点] 理解注射机与注射模的校核 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 2.2塑料成型设备 一、注射机的工作过程 以卧式螺杆注射机为例，分析注射机的工作过程如下： 1、加热、预塑化 螺杆在传动系统的驱动下，将来自料斗的物料向前输送，压实，在料筒外加热器、螺杆和机筒的剪切、摩擦的混合作用下，物料逐渐熔融，在料筒的头部已积聚了一定量的熔融塑料，在熔体的压力下，螺杆缓慢后退。后退的距离取决于计量装置一次注射所需的量来调整，当达到预定的注射量后，螺杆停止旋转和后退。 2、合模和锁紧 锁模机构推动模板及安装在动模板上的模具动模部分与动模板上的模具动模部分合模并锁紧，以保证成型时可提供足够的夹紧力使模具锁紧。 3、注射装置前移 当合模完成后，整个注射座被推动，前移，使注射机喷嘴与模具主浇道口完全贴合。 4、注射、保压 在锁模和喷嘴完全贴合模具以后，注射液压缸进入高压油，推动螺杆相对料筒前移，将积聚在料筒的头部的熔体以足够压力注入模具的型腔，因温度降低而使塑料体积产生收缩，为保证塑件的致密性、尺寸精度和力学性能，需对模具型腔内的熔体保持一定的压力，以补充物料。 5、卸压 当模具浇口处的熔体冻结时，即可卸压。 6、注射装置后退 一般来说，卸压完成后，螺杆即可旋转，后退，以完成下一次的加料、预塑化过程，预塑完成以后，注射座撤离模具的主浇道口。 7、模、顶出塑件 模具型腔内的塑件经冷却定型后，锁模机构开模，并且推出模具内的塑件。 二、注射机的分类 按特征分类有以下三种： 1、立式注射机 特点：注射装置与合模装置的轴线重合，并且与机器安装底面垂直 优点：占地面积小，模具装拆方便，安装嵌件和活动型芯方便可靠。 缺点：塑件推出后常需用手取出，不能自动掉落，不易实现自动化操作，而且机身较高不够稳定，加料不太方便等， 适用范围：多用于注射量小于60g的多嵌件塑件 2、卧式注射机 特点：注射装置与合模装置的轴线重合，并且与机器安装底面平行 优点：机身低易于操作，且塑件推出后可自动坠落，便于自动化生产 缺点：模具的装柴及嵌件的安放不方便，且机器占地面积较大。 适用范围：卧式注射机的形式是注射机中最普遍、最主要的一种，应用也最广泛。 3、直角式注射机 特点：注射装置与合模装置的轴线相互垂直，并且任何一方均可水平放置，则另一方铅垂放置 优点：介于卧式、立式之间 缺点：介于卧式、立式之间 适用范围：生产形状不对称的塑件，带螺纹的塑件及使用侧浇口的模具 二、注射机有关参数的校核 1、最大注射量的校核 注射机的最大注射量标志着注射机能加工塑件的最大重量或体积，选择注射机时，必须保证塑件所需的注射量（包括浇注系统及飞边在内）小于注射机允许的最大注射量的80%以内。 2、注射压力的校核 注射机的最大注射压力应大雨或等于塑件成型所需的注射压力 3、锁模力的校核 迫使模具沿分型面胀开的力应小于注射机锁模力 4、模具与注射机合模部分相关尺寸的校核 （1）喷嘴尺寸 （2）定位圈尺寸 （3）模具外形尺寸 安装模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距，否则模具无法安装，模具的底板尺寸不应超过注射机的模板尺寸。 （4）模具厚度 模具的闭合厚度必须在注射机所允许的最大模具厚度和最小模具厚度之间。 （5）安装模具的螺孔位置尺寸 5、开模行程的校核 见课本p128--129 开模行程是指模具开合模过程中，注射机移动模板的移动距离。 6、推出机构的校核 注射机推出杆的直径，推出形式（中心推杆或两侧双杆推出），最大推出距离及双推杆中心距等，以保证模具的推出机构与注射机的推出机构相适应。 7.型腔数目的确定 可按注射机的最大注射量、注射机的锁模力、注射机公称塑化量、生产的经济性确定型腔的数目。 三、其他塑料成型设备 1、压力机 （1）压力机的分类：按其传动方式分为机械式压机和液压机。 （2）液压机的规格和参数。 （3）压力机和模具的关系。 2、挤出机 （1）挤出成型工艺 （2）挤出机的分类 （3）挤出机的规格和主要参数 [课后小结] [教学内容] 3.1单分型面注射模概述 3.2塑件在单分型面注射模中的位置 [教学目的]1、掌握分型面的概念、形式。 2.理解分型面的设计原则 [教学重点] 1、掌握分型面的概念、形式。 2、理解分型面的设计原则 [教学难点] 理解分型面的设计原则 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 3.1单分型面注射模概述 单分型面注射模具又称为两板式模具。如图所示单分型面注射模，因为塑件和浇口凝料连成一个整体，只需要一个分型面用来取出塑件和凝料。 模具被一个分型面分成动模板和定模板，因此，称为两板式。 在分型面的左边是定模部分，它成型塑件外表面型腔，固定在注射机的定模板上；分型面右边部分为模具的动模部分，成型塑件内表面的型芯被固定在动模座板上，联接在注射机的移动模板上，注射机开模时，移动模板带动动模部分右移，模具如图所示分型，塑件在模内冷却后收缩，抱紧在型芯上，开模后与型腔分离，留在型芯上，连同流道内的凝料随动模后退，当注射机的顶杆接触到模具的推板时，推出塑件及凝料。 这种注射模结构简单，成型塑件的适应性强，但塑件连同凝料在一起，需手工切除。单分型面注射模应用广泛，据统计，单分型面的注射模占总注射模的70%。 一、 分型面的概念 分型面是模具定模和动模的结合处，在塑件的最大外形处，是为了塑件和凝料取出而设计的，见课本p74图3-40 二、 分型面的形式 注射模有的只有一个分型面，有的有多个分型面，而且分型面有平面、曲面和斜面，见课本p74图3-41。 三、 分型面的设计原则 1、 分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处 2、 分型面的选取应有利于塑件的留模方式，便于塑件顺利脱。 见课本p75图3-43： a）b）分型面的选择应满足在动模分离后，使制品尽可能留在动模内，这样可以利用动模上的脱模机构进行脱模，取件方便。 C）d）当制品外形简单，而内形复杂时，制品成型后收缩包力较大，一般留在动摸上，此时，型腔可设计在定模内。 E）f）当制品有嵌件时，因嵌件不能收缩，无法利用制品收缩方式而留在动模内，此时将型腔置于动模内，这样，动模分离后，制品必须留在动模。 3、 分型面的选取应有利于保证塑件的精度要求。 4、 分型面的选择应有利于防止溢料。 5、 分型面的选择应有利排气。 6、 分型面的选择应尽量使成型零件便于加工。 3.2塑件在单分型面注射模中的位置 一、型腔数目和分布 1、型腔数目的确定 （1）型腔数目 一次注射只能生产一件产品的模具称为单型腔注射模。如果一副模具一次注射生产两件或两件以上的塑料产品，则这样的模具称为多型腔注射模。 （2）单型腔、多型腔的优缺点及使用范围（见88页） （3）型腔数目的确定方法 2、型腔的分布 （1）单型腔模具塑件在模具中的位置 （2）多型腔模具型腔的分布 1）平衡式分布 其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状、尺寸及分布对称性应相同，可实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的。 2）非平衡式排布 其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相同，因而不利于平衡进料，但这种方式可以明显缩短分流道的长度，节约塑件的原材料。为了达到同时充满型腔的目的，往往各浇口的截面尺寸要制造得不相同。 [课后小结] [教学内容] 3.3单分型面注射模普通浇注系统设计 [教学目的]1、掌握普通浇注系统的组成 2、理解浇注系统的设计原则 3、掌握普通浇注系统设计的要点 4、了解热流道浇注系统的设计 [教学重点] 1、掌握普通浇注系统的组成 2、理解浇注系统的设计原则 3、掌握普通浇注系统设计的要点 [教学难点] 理解浇注系统的设计原则 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 3.3单分型面注射模普通浇注系统设计 将塑料由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，浇注系统分主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分，是由浇口套、拉料杆和定模板上的流道组成。 一、普通浇注系统的组成 注射模的浇注系统它们可分为卧式、立式注射机用模具和直角式注射机用的模具的普通浇注系统形式，浇注系统均由主浇道、分浇道、浇口及冷料穴等四部分组成。 1、主浇道 是指从注射机喷嘴与模具接触处开始，到有分浇道支线为止的异端料流通道。它起到将熔体从喷嘴引入模具的作用，其尺寸的大小直接影响熔体的流动速度和填充时间。 2、分浇道 是主浇道与型腔进料口之间的异端流道，主要起分流和转向作用，即将熔体由主浇道分流到各个型腔的过渡通道，也是浇注系统的断面变化和熔体流动转向的过渡通道。 3、浇口 是指料流进入型腔前最狭窄部分，也是浇注系统中最短的一段，其尺寸狭小且短，目的是使料流进入型腔前加速，便于充满型腔，且又利于封闭型腔口，防止熔体倒流。另外，也便于成型后冷料与塑件分离。 4、冷料穴 在每个注射成型周期开始时，最前端的料接触户低温模具后会降温，变硬被称为冷料，为防止此冷料堵塞浇口或影响制件的质量而设置的料穴，其作用就是储藏冷料。冷料穴一般设置在主浇道的末端，有时在分浇道的末端也设冷料穴。 二、浇注系统设计的基本原则 浇注系统设计是注射模设计的一个重要环节，它直接影响注射成型的效率和质量，设计时一般遵守以下基本原则： 1、必须了解塑料的工艺特性 每一种塑料都有其适应的温度和剪切速率，实际浇注系统时应该首先了解他们的这些工艺特性，以便于考虑浇注系统尺寸对熔体流动的影响。一般情况下，都不希望浇注系统太长和太粗。 2、排气良好 浇注系统应能顺利的引导熔体充满型腔，料流快而不紊，并能将型腔内的气体顺利排出。 3、防止型芯和塑件变形 高速熔融的塑料进入型腔时，要尽量避免料流直接冲击型芯或嵌件。 4、减少熔体流程和塑料耗量 在满足成型和排气良好的前提下，塑料熔体应以最短的流程充满型腔，这样可缩短成型周期，提高成型效果，减少塑料用量。 5、修整方便，并保证塑件的外观质量 6、要求热量及压力损失最小 浇注系统应尽量减少转弯，采用较小的表面粗糙度，在保证成型质量的前提下，尽量流程缩短，合理选用流道断面形状和尺寸，以保证最终的压力传递。 三、普通浇注系统设计 1、主浇道设计 主浇道轴线一般位于模具中心线上，与注射机喷嘴轴线重合，型腔也以此轴线为中心对称布置。在卧式和立式注射机注射模中，主浇道垂直于分型面，主浇道截面一般为等截面柱形，截面可为圆形、半圆形、椭圆形和梯形，以椭圆形应用最广。 （1）为便于凝料从直浇道中拔出，主浇道设计成圆锥形，其锥角=2度~4度。主浇道进口端与喷嘴头部接触的形式一种是平面，另一种是弧面。由于平面连接在密封时需要很高的压力，实际中很少采用。一般情况下，均是采用弧面或球面接触定位。 （2）主浇道与分浇道结合处采用圆角过渡 其半径为 1~3mm，以见效料流转向过渡时的阻力。 （3）在保证塑件成型良好的前提下，主流道的长度尽量短 为了见效压力损失及废料，一般主浇道长度不超过60mm，应根据模板的厚度、水道的开设等具体情况而定。 （4）设置主浇道衬套 由于主浇道要与高温塑料和喷嘴反复接触和，容易损坏，所以，一般不将主浇道直接开在模板上，而是将它单独设在一个主浇道衬套中。这样，既可以使易磨损的主浇道部分单独选用优质钢材，延长模具使用寿命和损坏后便于更换或修磨，也可以避免在模板上直接开主浇道且需穿过多个模板时，拼接缝处产生粘料，主浇道凝料无法拔出。常用的主浇道衬套有两种 2、分浇道设计 对于小型塑件单型腔的注射模，通常不设分浇道，对于大型塑件采用多点进料或多型腔的注射模都需要设置分浇道。 （1）分浇道的截面形状及尺寸 有圆形、梯形、u形、半圆形和矩形截面。分流道的长度一般在8~30mm，一般根据型腔的布置适当加长或缩短，但最短不宜小于8mm。 （2）分流道的布置形式 有平衡式和非平衡式两种，以平衡式布置最佳。见课本p136表4-8。 （3）分流道设计要点：分流道的断面和长度设计，应在保证顺利充满模具的前提下，尽量取小；分浇道的表面不必很光，一般为1.6微米；当分浇道较长时，在分浇道末端应开设冷料穴；分浇道与浇口的连接处要以斜面或圆弧过渡。 3、浇口的设计 浇口是连接 分浇道和型腔的桥梁。具有两个功能：一，对塑料熔体流入型腔起控制作用；二，当注射压力撤消后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的塑料不会倒流，浇口是浇注系统的关键部分，它对塑件的质量影响最大，一般情况下浇口采用长度很短（0.5~2mm）而截面又狭窄的小浇口。 （1）浇口的断面形状常采用圆形和矩形，浇口的尺寸一般根据经验确定并取其下限，然后在试模过程中，根据需要将浇口尺寸加以修正。 （2）浇口的形式及其特点 常见的浇口形式有：直接浇口、侧浇口、点浇口、潜伏式浇口等。其特点及应用见课本p138表4-10。 3、 冷料穴和拉料杆的设计 冷料穴的作用是收集每次注射趁时，流动熔体前端的冷料头，避免这些冷料进入型腔影响塑件的质量或堵塞浇口。 常见的冷料穴及拉料杆的形式有： （1）钩形（z形）拉料杆 这种拉料杆用于推杆或推管推出塑件的模具中，是一种常见形式。缺点是凝料推出后不能自动脱落。因此，不宜用于全自动机构中，另外，对于某些塑件受形状限制时，脱模时不允许塑件左右移动时，也不宜采用这种钩形拉料杆。 （2）锥形或沟槽形拉料穴 适用于弹性较好的塑料成型。 （3）球形头拉料杆 常用于弹性较好的塑料并采用推件板脱模的情况。 （4）分流锥性拉料杆 广泛用于单型腔、中心有孔又要求较高同心度的塑件。 5、浇口位置的选择 （1）浇口的位置及位置选择应避免料流产生喷射和蠕动（蛇形流） （2）浇口应开设在塑件断面较厚的部位，有利于熔体流动和补料 （3）浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最小 （4）浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出 （5）浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢靠度 （6）浇口位置的选择应防止料流将型芯或嵌件挤压变形 [课后小结] [教学内容] 3.4成型零件的设计 [教学目的]1、掌握成型零件的结构设计 2、掌握凸凹模刃口尺寸计算。 [教学重点] 1、掌握成型零件的结构设计 2、掌握凸凹模刃口尺寸计算。 [教学难点] 掌握凸凹模刃口尺寸计算。 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 3.4成型零件的设计 直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成外形的成型零件称为凹模，构成塑件内部形状的成型零件称为凸模（或型芯），由于凹、凸模直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求凹、凸模具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度。 一、 成型零件的结构设计 1、 凹模结构 （1）整体式凹模 直接在选购的模架板上开挖型腔，其优点是加工成本低，但是，通常模架的模板材料为普通的中碳钢，用作凹模，使用寿命短，若选用好材料的模板做整体凹模，则制造成本高。 通常，对于成型1万次以下塑件的模具或塑件精度要求低、形状简单的模具可采用整体式凹模。 （2）整体嵌入式凹模 将稍大于塑件外形（大一个足够强度的壁厚）的较好的材料（高碳钢或合金工具钢）制成凹模，在将此凹模嵌入模板中固定。 其优点是“好钢用在了刀刃上”，既保证了凹模使用寿命，又不浪费价格昂贵的材料，并且凹模损坏后，维修、更换方便。 （3）局部镶拼式凹模 对于形状复杂或某局部容易损坏的凹模，将难以加工或易损坏的部分设计成镶件形式，嵌入型腔主体上。 （1）四壁拼合式凹模架 对于大型的复杂凹模，可以采用将凹模四壁单独加工后镶入模套中，然后再和底版组合。 （2）螺纹型环 螺纹型环是用来成型塑件外螺纹的一类活动镶件，成型后随塑件一起脱模，在模外卸下。 2、凸模结构 整体式凸模浪费材料太大且切削加工量大，在当今的模具结构中几乎没有这种结构，主要是整体嵌入式凸模和镶拼组合式凸模。 3、小型芯 细小的凸模通常称为型芯，用于塑件孔或凹槽的成型。各种孔的成型方法见课本p83图3-59。 4、活动型芯 有时为了使模具简单，将螺纹型芯或安放螺纹型环用的型芯作成活动的镶件。这种形式的型芯成型前在模具中长以H8/f8配合活动放置，成型后随塑件一起在模外取出。 二、 成型零件的工作尺寸计算 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹模、凸模工作尺寸直接影响塑件的精度。 1、影响工作尺寸的因素： （1）塑件收缩率的影响 由于塑料热胀冷缩的原因，成型冷却后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。 （2）凹、凸模工作尺寸的制造公差 它直接影响塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/3~1/6。 （3）凹、凸模使用过程中的磨损量及其他因素的影响 2、凹、凸模的工作尺寸计算 通常凹、凸模的工作尺寸根据塑料的收缩率、凹、凸模零件的制造公差以及磨损量三个因素确定。 计算公式见课本（略） 三、 型腔的侧壁和底板厚度计算 对于大尺寸型腔，刚度不足是主要矛盾，应按刚度条件计算；对小尺寸型腔，强度不足则是主要矛盾，应按强度条件计算。 1、 计算法 常用圆形和矩形凹模壁厚和底版厚度的计算公式 2、 查表法 型腔壁厚的计算比较复杂且烦琐，为了简化模具设计，一般采用经验数据或查有关表格。 [课后小结] 成型零件的工作尺寸计算 [教学内容] 3.5单分型面注射模具推出机构设计 [教学目的]1、掌握推出机构的结构组成 2、理解推出机构的设计原则 3、掌握简单推出机构的设计 4、理解二级推出机构的工作原理 [教学重点] 1、掌握简单推出机构的设计 [教学难点] 掌握简单推出机构的设计方法 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 3.5单分型面注射模具推出机构设计 注射成型每一循环中，塑件必须从模具中凹、凸模上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称为顶出机构。 一、设计原则 1、塑件留在动模 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的 2、保证塑件不因推出而变形或损坏 3、保证塑件良好的外观 4、结构可靠 二、推出机构分类 1、简单推出机构 在动模一边施加一次顶出力，就可实现塑件脱模的机构称为简单脱模机构。通常包括顶杆或推杆推出机构、推管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、活动镶块或凹模推出机构。2、二级推出结构 如利用摆动拉杆式、拉钩式、u型限制架和摆杆来完成二级推出结构。 一般的说，塑件只要经过一次顶出就可以从模具型腔中取出，但是由于塑件的特殊形式在一次顶出动作完成后，塑件仍难以从模具型腔中取出或塑件不能从模具中自由脱落，此时就必须再增加一次顶出动作才能使塑件脱落；有时为了避免一次顶出塑件受力过大也采用二级顶出 3、其他推出机构 点浇口自动脱落形式、潜伏式浇口的自动切断形式等。 三、推出机构的结构组成 推出几都主要由以下零件组成： 复位杆、推杆固定板、推杆推板、推杆、支承钉、浇道推杆等组成。其他形式的推出机构，组成部件有所不同。 每个零件的作用为： 推杆固定板与推杆推板由螺钉连接，用来固定推出零件。 复位杆是为了保证推杆推出塑件后在合模时能回到原来的位置。 支承钉的作用是使推杆推板与动模座板之间形成间隙，既保证平面度的要求，也有利于废料、杂物的去除，另外还可以通过支承钉厚度的调节来控制推出的距离。 四、简单推出结构 1、推杆推出机构 是最简单最常用的一种形式，推杆的截面形状可以根据塑件的情况而定。其中以圆形最常用，因为它有加工、更换都很方便，脱模效果好等优点。 （1）推杆的形状 ： 常见的推杆截面形状有圆形，它一般只起推件作用，而在有的场合，推杆除了起推件作用外，本身还直接参与成型，这就需要将其作成与塑件某一部分相同的形状。 （2）推杆的固定形式 （3）推杆设计时的注意事项 2、推管推出机构 对于中心有孔的薄壁圆筒形塑件，可用推管推出机构。推管推出机构动作均匀可靠，且在塑件上不留任何推出痕迹。 3、推件板推出机构 推件板推出机构具有作用面积大，推出力大，脱模力均匀，运动平稳，并且塑件上无推出痕迹等优点。 4、活动镶块或凹模推出机构 [课后小结] [教学内容] 3.6 温度调节系统设计 [教学目的]1、理解模具加热与冷却系统的应用 2、掌握模具加热与冷却系统的设计原则 [教学重点] 1、掌握模具加热与冷却系统的设计原则 [教学难点] 掌握模具加热与冷却系统的设计方法 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 3.6 温度调节系统设计 一、模具温度对塑件成型的影响 温度调节（模具的温度调节是指对模具进行冷却或加热）既关系到塑件的质量（塑件的尺寸精度、塑件的力学性能和塑件的表面质量），又关系到生产效率。因此，必须根据要求使模具温度控制在一个合理的范围内，以得到高品质的塑件和高的生产效率。 一般的塑料都需在200度左右的温度由注射机的喷嘴注射到模具内，熔体在60度左右的模具内固化、脱模，其热量除少数辐射、对流到大气环境中，大部分是由模具内通入的冷却水带走的；而有些塑料的成型工艺要求模具的温度较高80度~120度时，模具不能仅靠塑料熔体加热，需要对注射模具设计加热系统。 由此可见，大多数模具需要设置冷却系统，适用于成型黏度低、流动性好的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、abs等，一般要求模具温度较低（一般小于80度）。 而对于黏度高、流动性差的塑料，如聚碳酸酯等，为了提高充型性能，或模具较大，散热面积广等情况，其模具不仅需要设置冷却系统，还需要设置加热系统，以便在注射之前对模具进行加热。 有的塑料成型，需要模具设置加热系统和冷却系统。当模具的温度达到塑料的成型工艺要求时，即可关闭加热系统，如果在一段时间后，模具的温度高于塑料的成型工艺要求时就要打开模具的冷却系统，使模具的温度在要求的温度下恒温。 对于小型薄壁塑件，且成型工艺要求模温不太高时，可以不设置冷却扎而靠自然冷却。 二、冷却系统的设计 1、冷却系统的实际原则 （1）冷却水孔应尽量多、孔径应尽量大 （2）冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等 （3）浇口处加强冷却 （4）降低入水与出水的温差 （5）冷却水道要比买内接近熔接痕部位 （6）冷却水道的大小要易于加工和清理 2、常见冷却系统的结构 （1）直流式和直流循环式 这种形式结构简单，加工方便，但模具冷却不均匀，它适用于成型面积较大的浅型塑件。 （2）循环式 一种为间歇循环式，冷却效果好，但出入口数量较多，加工费时；另一种为连续循环式装置，冷却槽加工成螺旋状，且只有一个入口和出口，其冷却效果比间歇循环式梢差。这种形式用于型芯和型腔。 （3）喷流式 以水管代替型芯镶件，结构简单，成本较低，冷却效果较好，这种习惯那时可用于小型芯的冷却也可用于大型芯的冷却。 （4）隔板式 在型芯中打出冷却孔后，内装一块隔板将孔隔成两半，仅在顶部相通形成回路。它适用于大型芯的冷却，但冷却水的流程较长。 （5）间接冷却 对于细长型芯，可在型芯内镶入导热性好的铍青铜，热量通过铍青铜间接传给水，由循环水带走。 三、加热装置的设计 1、模具加热的方式 如热水、热油、水蒸汽和电加热等。目前普遍采用的是电加热温度调节系统。下面是电加热的主要方式： （1）电热丝直接加热 将选择好的电热丝放入绝缘瓷管中装入模板的加热孔中，通电后就可对模具进行加热。这种加热方法简单，成本低廉，但电热丝与空气接触后易氧化，寿命较短，同时也不太安全。 （2）电热圈加热 其特点是结构简单、更换方便、但缺点是耗电量大，这种加热装置更适合于压缩模和压注模。 （3）电热棒加热 电热棒是一种标准的加热元件，它是由具有一定功率的电阻丝和带有绝缘材料的金属密封管组成。点加热棒加热的特点是使用和安装都很方便。 [课后小结] [教学内容] 3.7注射模标准模架和常用件 [教学目的]1、掌握模标准模架和常用件 2、理解模标准模架和常用件的选用 [教学重点] 1、理解模标准模架和常用件的选用 [教学难点] 理解模标准模架和常用件的选用 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 3.7注射模标准模架和常用件 一、 注射模标准模架 1、中小型模架（GB/T12556.1） 基本型、派生型（见142页） 2、大型模架标准（GB/T12555.1）（见145页） 3、标准模架的适用要点 （1）模架厚度H 和注射机的闭合距离 L （2）开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件所需要行程之间的尺寸关系。 （3）选用的模架在注射机上的安装。 （4）选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求。 二、 模具标准零部件设计 （一）定模座板、动模座板的设计 （二）合模导向机构的设计 合模导向装置是保证动模和定模或上模与下模合模时正确定位和导向的装置。合模导向装置主要有导柱导向和锥面定位。 1、合模导向装置的作用： （1） 导向作用 合模时首先是导向零件接触，引导上、下模准确合模，避免凸模或型芯先进入型腔，以保证不损坏成型零件。 （2） 定位作用 避免模具装配时认错方位而损坏模具（尤其是形状不对称的型腔），并且在模具闭合后十型腔保持正确的形状，不至于由于位置的偏移而引起零件壁厚不均。 （3） 承受一定的侧向压力 塑料注入型腔过程中会产生单向侧面压力，或由于成型设备精度的限制，使导柱在工作中承受一定的侧压力。 2、合模导向装置的设计原则 （1）导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，或中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套时发生变形。 （2）根据模具的形状和大小，一副模具一般需要2~3个导柱 （3）导柱可设置在定模，也可设置在动模。 （4）各导柱、导套的轴线应保证平行。 三、 支承零件的设计] 1、 定模座板和动模座板 座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应。底板还必须有足够的强度和刚度。 2、 定模板和动模板 它的作用是固定凸模或型芯、凹模、导柱导套等零件，所以又称固定板。 3、 支承板 ：是垫在固定板背面的模板，它的作用是防止型芯或凸模、凹模、导柱、导套等零件脱出。 4、 垫块 垫块的作用是使动模支撑板与动模座板之间形成用于推出机构运动的空间，或调节模具总高度以适应成型设备上模具安装空间对模具总高的要求。 [课后小结] [教学内容] 4.1双分型面注射模概述 4.2双分型面注射模浇注系统 [教学目的]1、掌握双分型面注射模具的结构组成。 2、理解双分型面注射模的成型原理 3、理解双分型面注射模浇注系统的特点 [教学重点] 1、掌握双分型面注射模具的结构组成。 2、理解双分型面注射模浇注系统的特点 [教学难点] 理解双分型面注射模浇注系统的特点 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 4.1双分型面注射模概述 一、双分型面注射模 双分型面注射模具又称三板式注射模。如图所示的双分型面注射模具，由于塑件和浇口凝料是分开的，因此需要有两个分型面，分别用来取出塑件和凝料。模具被二个分型面分成动模板、中间板和定模板，因此，三板式注射模。 在第一分型面的左边是定模板，它开设了主流道，固定在注射机的定模板上；在两个分型面之间的，称为中间板，它上面开有成型塑件外表面的型腔和浇口，由模具上的导柱支承；第二分型面右边部分为模具的动模部分，成型塑件内表面型芯被固定在动模座板上，联接在注射机的移动模板上。注射机开模时，将主浇道的凝料从定模板的主流道中脱出。待动模继续后退到能够脱凝料的距离后，第二分型面分型，将塑件与浇口拉开，塑件与型芯一起后退，而浇注系统的凝料在第一分型面上被取出。当动模继续后退，注射机的顶杆接触推板时，推出机构开始工作，将塑件从凸模上推出，塑件由第二分型面之间自行落下。 这种注射模具能在塑件中心设置点浇口，截面积较小，塑件的外观好，并且有利于自动化生产；但双分型面的注射模结构复杂，成本较高，模具的重量增大，因此，双分型面注射模很少用于大型塑件或流动性较差的塑料成型。 4.2双分型面注射模浇注系统 双分型面注射模使用的浇注系统为点浇口浇注系统。 一、点浇口浇注系统 点浇口又称为针点浇口，是一种截面尺寸很小的浇口，因此又称为小浇口。点浇口由于截面尺寸小具有很多明显的优点： （1）由于浇口尺寸小，熔料流经浇口的速度明显增加，这使得熔料受到的剪切速率提高，熔体表现黏度下降。同时，由于高速摩擦生热，熔体温度生高，黏度下降，这使熔体的流动性提高，有利于型腔的充填。 （2）便于控制浇口凝固时间，即保证补料，又防止倒流，保证了产品质量，缩短了成型周期，提高了生产效率。 （3）点浇口浇注系统脱模时，浇口与制品自动分开，这便于实现塑料生产过程的自动化。 （4）浇口痕迹小，容易修整，制品的外观质量好。 但是，点浇口也有一些不足之处。 1、点浇口的形式 见156页图4.5 2、点浇口的尺寸 二、潜伏浇口 1、潜伏浇口的形式 潜伏浇口又称为剪切浇口、隧道浇口，它是由点浇口变异来的。见158页图4.7 2、潜伏浇口的尺寸 见158页 [课后小结] [教学内容] 4.3双分型面注射模典型结构 [教学目的]1、掌握双分型面注射模典型结构分类 2、掌握双分型面注射模具的结构组成。 [教学重点] 1、掌握双分型面注射模具的结构组成。 [教学难点] 理解双分型面注射模的动作原理。 [教学方法] 结合插图讲解 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 4.3双分型面注射模典型结构 一、 双分型面注射模典型结构分类 见课本p164图4.18，结合该图分析双分型面注射模具的结构组成 1、 成型零件 零件 11和14 2、 合模导向零件 零件9和10 3、 浇注系统 4、 推出机构 零件1、2、7 5、 侧向分型抽芯机构 6、 温度调节系统 7、 排气系统 8、 支撑零件 二、常见的双分型面注射模的分类及典型结构 通常是按注射模总体特征来分，所分类型及典型结构如下： 1.摆钩式双分型面注射模（见课本p164图4.18） 2、弹簧式双分型面注射模（见课本p167图4.22） 3、滑块式双分型面注射模（见课本p169图4.26） 4、胶套式双分型面注射模（见课本p170图4.28） 5、滚轮式双分型面注射模（见课本p171图4.29） [课后小结] [教学内容] 5.1热流道注射模 [教学目的]1、掌握热流道注射模的结构特点 2、掌握常用的热流道浇注系统。 [教学重点] 1、掌握热流道注射模的结构特点 [教学难点] 掌握常用的热流道浇注系统。 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 5.1热流道注射模 一、 热流道浇注系统设计 利用加热或绝热以及缩短喷嘴至模腔距离等方法，使浇注系统里的熔料在注塑和开模过程中始终保持熔融状态，在开模时只需取出塑件无需取出浇注系统凝料而又能连续生产的模具，叫做热流道模具。也称为无流道模具。 1、绝热流道注射模 模具的主浇道和分浇道都做的相当粗大，目的是为了在整个注射过程中，与模壁接触的外层塑料凝固起绝热层作用，而流道中心部位的塑料仍能保持熔融状态，满足连续注射的要求。 2、加热流道注射模 这种模具的主浇道和分浇道都设有加热器，因此可使流道中的塑料始终保持熔融状态，且不受成型周期的影响。 二、热流道注射模结构特点 热流道注射模可分为绝热流道注射模和加热流道注射模。 1、绝热流道注射模 （1）井坑式喷嘴 井坑式喷嘴又称为绝热主流道，它是一种结构最简单的适用于单型腔的绝热流道。（见173页图5.1） （2）多型腔绝热流道 多型腔绝热流道可分为直接浇口式和点浇口式两中类型。其分流道为圆截面。（见175页图5.3） 2、加热流道注射模 加热流道注射模又称为热流道注射模。 （1）单型腔加热流道：采用延伸式喷嘴结构 （2）多型腔加热流道：由主流道、热流道板和喷嘴三部分组成。 （3）热流道板：是多型腔加热流道的核心部分，加热板上设有分流道和喷嘴，热流道板上接主流道，下接型腔浇口，本身带有加热器。 二、常用的热流道浇注系统 1、套管热流道注射模 2、塑料杯热流道注射模 3、端盖热流道注射模 4、电池壳热流道注射模 5、洗衣机盖板热流道注射模 6、周转箱热流道注射模 [课后小结] [教学内容] 5.2复杂推出机构注射模 [教学目的]1、掌握二次推出注射模的结构特点 2、掌握顺序推出注射模的结构特点 3、了解带螺纹塑件的脱模 [教学重点] 1、掌握二次推出注射模的结构特点 2、掌握顺序推出注射模的结构特点 [教学难点] 掌握二次推出注射模和顺序推出注射模 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 5.2复杂推出机构注射模 一、二级推出机构 一般的说，塑件只要经过一次顶出就可以从模具型腔中取出，但是由于塑件的特殊形式在一次顶出动作完成后，塑件仍难以从模具型腔中取出或塑件不能从模具中自由脱落，此时就必须再增加一次顶出动作才能使塑件脱落；有时为了避免一次顶出塑件受力过大也采用二级顶出 1、八字形摆杆机构 2、u形限制架机构 二、顺序推出机构注射模 1、弹簧式顺序推出机构 2、摆钩式顺序推出机构 3、滚轮、挂钩式顺序推出机构 4、滑块式顺序推出机构 三、点浇口自动脱模机构 直接浇口和侧浇口通常采用浇注系统凝料与塑件一起脱模的方法，然后再进行二次加工，使塑件与凝料分离。采用点浇口时，模具为三板式。其浇注系统凝料一般由人工取出。为了提高生产效率，缩短生产周期，省去从塑件上人工去除浇口的工序，实现自动化生产，应使塑件与凝料自动脱落。在模具设计时应考虑采用浇口凝料的自动切断机构，尤其采用点浇口时，更需考虑采用自动机构切断浇口。 四、带螺纹塑件的脱模机构 通常塑件上的内螺纹由螺纹型芯成型，而塑件上的外螺纹则由螺纹型环成型。根据塑件上螺纹精度要求和生产批量的不同，塑件上的螺纹常采用以下三种方法来脱模。 1、强制脱模 这种脱模方式用于螺纹机关年度要求不高的场合，采用强制脱模，可使模具的结构比较简单。 2、手动脱模 主要有两种形式：一种是机内型，塑件成型后，需要先用工具将螺纹型芯拧下来，然后再由推出机构将塑件推出模外；另一种为机外型，开模时螺纹型芯或螺纹型环随塑件一起推出模外，然后在模外使用专用工具。人工将塑件从螺纹型芯或螺纹型环上拧下来。 3、机动脱模 利用开合动作使螺纹型芯脱出和复位。如齿条脱螺纹型芯的机构。 [课后小结] [教学内容] 5.3热固性塑料注射成型 5.4气体辅助注射成型 [教学目的]1、掌握热固性塑料注射成型特点 2、了解气体辅助注射成型 3、掌握热固性塑料注射模与热塑性塑料注射模的区别 [教学重点] 1、掌握热固性塑料注射成型特点 [教学难点] 掌握热固性塑料注射成型特点 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 5.3热固性塑料注射成型 一、概述 热固性塑料的注射成型是近20年来得到迅速发展的新工艺，它具有成型周期短、生产效率高、塑件质量好、自动化程度高等特点，因此是热固性塑料模塑成型的重大革新，使热固性塑料成型技术的发展获得新的生命力。 热固性塑料注射模的基本结构与热塑性注射模相似，模具安装在专用的热固性塑料注射成型机上，工作时由注射机的锁模机构锁紧。塑料在料筒内用低温加热和螺杆转动时的摩擦热塑化成熔融状态，然后在螺杆的压力作用下将熔融塑料通过注射机喷嘴和浇注系统注入模具型腔，由于模具的温度已经加热到预定温度，因此熔融塑料在型腔内发生化学变化，最后硬化成型。塑件成型后在开模时由推出机构脱模。 二、热固性塑料注射模与热塑性塑料注射模的区别 尽管热固性塑料注射模的基本结构与热塑性注射模存在着很多共性，但是很多细节上，两者也有很大的差异，如热固性塑料注射成型排气量大，流动性好，注射压力和注射速度都较高，因此设计模具时应考虑排气、溢料和磨损等问题。 三、模具设计要点 1、对分型面的要求 （1）减少接触面积，改善塑料的溢边 。分型面溢边是热固性塑料注射模一个非常突出的问题。在设计分型面时应尽量减少接触面积，可以将型腔周围的平面部分凹下0.5~1mm，这样在相同的注射机和模具精度的条件下，增加单位面积上的接触压力，以抵抗塑料渗入的阻力。 （2）分型面应尽量减少孔穴或凹坑 （3）分型面应具有一定的硬度。 2、对推出机构的要求 应尽量采用推杆推出，不采用或少采用推管或推件板推出，因为推管或推件板 与成型件有配合要求，如配合间隙中流进熔料将给以后的脱模和清理带来困难。 3、对排气槽的要求 由于热固性塑料在硬化时要放出大量的气体，单靠配合间隙排气往往不充分，因此热固性塑料注射模在分型面上要开设排气槽。 4、对型腔位置的要求 由于热固性塑料注射成型压力比较大，如模具受力不平衡，会产生较大的溢料飞边，因此型腔的不止应使其在分型面的投影面积的中心与注射机的合模力中心重合，如不能重合，则力求两者的偏心尽可能的小。 4、 浇注系统的设计 （1）主浇道 由于热固性塑料从较低温度的注射机喷嘴进入较高温度的模具主浇道中，由于模具的加热和料流摩擦生热使料温迅速升高，黏度降低，流动性增加，所以主浇道设计的比较细小，以节约塑料和缩短硬化时间。 （2）拉料杆 常在主浇道末端设置锥形拉料杆，开模时由主浇道推杆将其顶出。 （3）分浇道 从传热效果来看，梯形断面的分浇道最好。 （4） 浇口 硬化后的热固性塑料较脆易于去除浇口，所以浇口的厚度可以取大些，浇口部位宜用特殊钢材制造。 5.4气体辅助注射成型 一、概述 精密注射成型是指成型尺寸精度和形状精度都很高，而表面粗糙度数值很低的塑件的注射成型工艺方法。塑件主要用于精密仪器、电子仪表、航空航天、光学仪器及通讯等工业。工业产品精密化要求的提高，金属零件塑料化的趋势，促进了机关浓密注射成型的迅速发展。对机关浓密注射模具设计的要求，比普通注射模具 更为严格、准确，如果仍沿用普通模具设计所采用的以经验数据设计为主的方法，将不能满足精密模具设计的要求。所以，计算机辅助设计在精密注射模具设计与制造中的应用就显得尤为重要。 特别是浇注系统的流动行为和模具温度调节系统的热量分布等的设计必须采用计算机辅助设计来完成，否则是不可能设计出合格的精密注射模具的，机关浓密注射模具设计与制造的发展方向，是将来在超短时间内设计与制造出高精度、高寿命、高效率、更先进的精密注射模具。 二、精密注射成型条件 1、精密注射成型工艺特点：注射压力高；注射速度快；温度控制必须准确 2、精密注射成型对注射机的要求：注射功率要大；控制精度要高；具有快速反应的液压系统和足够刚性的合模系统。 四、 精密注射模具设计要点 1、 模具应有较高的设计精度 2、 避免因模具设计不良而使塑件出现不均 3、 避免因模具设计问题使塑件出现脱模变形 4、 对于形状复杂塑件的模具应采用镶拼结构。 [课后小结] [教学内容] 6.1侧向分型与抽芯注射模实例分析 [教学目的]1、了解侧向分型与抽芯机构的分类 2、理解侧向分型与抽芯机构的工作原理 3 、掌握斜导柱侧向分型与抽芯机构的设计要点 5、 了解斜滑块侧向分型与抽芯机构。 [教学重点] 1、理解侧向分型与抽芯机构的工作原理 2、掌握斜导柱侧向分型与抽芯机构的设计要点 [教学难点] 掌握侧向分型与抽芯机构的工作原理 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 6.1侧向分型与抽芯注射模实例分析 一、侧向分型与抽芯机构的分类 当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，称为活动型芯，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，否则就无法脱模。带动活动型芯作侧向移动(抽拔与复位)的整个机构称为侧分型与抽芯机构，简称侧抽芯机构。 根据动力来源的不同，侧抽芯机构一般可分为机动、液压 (液动)或气动以及手动等三大类型。 1、机动侧抽芯机构 机动侧抽芯机构是利用注射机开模力作为动力，通过有关传动零件 (如斜导柱)使力作用于侧向成型零件而将模具侧分型或把活动型芯从塑件中抽出，合模时又靠它使侧向成型零件复位。 这类机构虽然结构比较复杂，但分型与抽芯不用手工操作，生产率高，在生产中应用最为广泛。根据传动零件的不同，这类机构可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等不同类型的侧抽芯机构，其中斜导柱侧抽芯机构最为常用。 2、液压或气动侧抽芯机构 液压或气动侧抽芯机构是以液压力或压缩空气作为动力进行侧分型与抽芯，同样亦靠液压力或压缩空气使活动型芯复位。 液压或气动侧抽芯机构多用于抽拔力大、抽芯距比较长的场合，例如大型管子塑件的抽芯等。这类侧抽芯机构是靠液压缸或气缸的活塞来回运动进行的，抽芯的动作比较平稳，特别是有些注射机本身就带有抽芯液压缸，所以采用液压侧分型与抽芯更为方便，但缺点是液压或气动装置成本较高。 3、手动侧分型与抽芯机构 手动侧抽芯机构是利用人力将模具侧分型或把侧向型芯从成型塑件中抽出。这一类机构操作不方便、工人劳动强度大、生产率低，但模具的结构简单、加工制造成本低，因此常用于产品的试制、小批量生产或无法采用其它侧抽芯机构的场合。 手动侧抽芯机构的形式很多，可根据不同塑件设计不同形式的手动侧抽芯机构。手动侧抽芯可分为两类，一类是模内手动分型抽芯，另一类是模外手动分型抽芯，而模外手动分型抽芯机构实质上是带有活动镶件的模具结构。 二、斜导柱侧向分型与抽芯机构的工作原理 斜导柱侧抽芯机构注射模的工作原理及动作过程如图所示。在图中的塑件有一侧通孔，开模时，动模部分向后移动，开模力通过斜导柱驱动侧型芯滑块，迫使其在动模板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件完全脱开，完成侧向抽芯动作。这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直到注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，推杆将塑件从型芯上推出。合模时，复位杆使推出机构复位，斜导柱使侧型芯滑块向内移动复位，最后由楔紧块锁紧。 斜导柱侧抽芯机构主要由斜导柱、侧型芯滑块、导滑槽、楔紧块和型芯滑块定距限位装置等组成。 [课后小结] [教学内容] 6.2斜导柱侧向分型与抽芯机构设计与计算 [教学目的]1、理解侧向分型与抽芯机构设计要点 2、掌握斜导柱侧向分型与抽芯机构的计算方法 [教学重点] 1、理解侧向分型与抽芯机构的设计要点 2、掌握斜导柱侧向分型与抽芯机构的计算方法 [教学难点] 掌握侧向分型与抽芯机构的设计要点 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 6.2斜导柱侧向分型与抽芯机构设计与计算 一、抽芯力与抽芯距的计算 1、抽芯力的计算 抽芯力的计算同脱模力的计算相同。对于侧向凸起较小的塑件的抽芯力往往是较小的，仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型腔滑块移动时的摩擦阻力。 2、抽芯距的计算 将侧型心从成型位置到不防碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距。 二、 侧滑块的设计 四、 斜导柱侧向分型与抽芯机构的设计要点 1、斜导柱的设计 （1）斜导柱的形式 斜导柱的形状主要有两种形式，圆形断面和矩形断面。 （2）斜导柱倾斜角的确定 斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角。常用的倾斜角为15度到20度。 （3）斜导柱的直径 见课本p173表4-12 （4）斜导柱的长度 见课本p174图4-106 2、滑块的设计 （1）侧型芯和滑块的连接形式 见课本p177图4-107 （2）滑块的导滑形式 见课本p178图4-108 （3）滑块的定位形式 见课本p179图4-109 3、楔紧块的设计 （1）楔紧块的形式 见课本p179图4-110 （2）楔紧块的楔角 楔紧角一般必须大于斜导柱的斜角，这样才能保证模具一开模，楔紧块就让开。 [课后小结] [教学内容] 6.3斜导柱侧向分型与抽芯应用形式 [教学目的]1、理解侧向分型与抽芯机构应用形式 [教学重点] 1、理解侧向分型与抽芯机构应用形式的特点 [教学难点] 掌握侧向分型与抽芯机构不同应用形式的不同点 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 6.3斜导柱侧向分型与抽芯应用形式 一、斜导柱安装在定模、滑块安装在动模 斜导柱安装在定模、滑块安装在动模的结构是斜导柱侧向分型抽芯机构的模具中应用最广泛的形式，它既可用于结构比较简单的注射模，也可用于结构比较复杂的双分型面注射模，模具设计人员在接到设计具有侧抽芯塑件的模具任务时，首先应考虑使用这种形式。 （1）干涉现象 所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞，造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。侧向型芯与推杆发生干涉的可能性出现在两者在垂直于开模方向平面上的投影发生重合的条件下，如图所示。 在模具结构允许的情况下，应尽量避免在侧型芯的投影范围内设置推杆。如果受到模具结构的限制而侧型芯的投影下一定要设置推杆，应首先考虑能否使推杆在推出一定距离后仍低于侧型芯的最低面，当这一条件不能满足时，就必须分析产生干涉的临界条件和采取措施使推出机构先复位，然后才允许型芯滑块复位，这样才能避免干涉。下面分别介绍避免侧型芯与推杆干涉的条件和推杆先复位机构。 （2）避免干涉的条件 如图所示为开模侧抽芯后推杆推出塑件的情况，图b是合模复位时，复位杆使推杆复位、斜导柱使侧型芯复位而侧型芯与推杆不发生干涉的临界状态，图c是合模复位完毕的状态。从图中可知，在不发生干涉的临界状态下，侧型芯已复位s′，还需复位的长度为s-s′=sc，而推杆需复位的长度为hc，如果完全复位，应该为： 在完全不发生干涉的情况下，需要在临界状态时侧型芯与推杆还有一段微小的距离Δ，因此不发生干涉的条件为： 在一般情况下，只要使hctgα－sc＞0.5mm即可避免干涉。如果实际的情况无法满足这个条件，则必须设置推杆先复位机构。 （3）楔杆三角滑块式先复位机构 楔杆三角滑块式先复位机构如图所示。合模时，固定在定模板上的楔杆与三角滑块的接触先于斜导柱与侧型芯滑块的接触，在楔杆作用下，三角滑块在推管固定板的导滑槽内向下移动的同时迫使推管固定板向左移动，使推管先于侧型芯滑块的复位，从而避免两者发生干涉。 二、斜导柱安装在动模、滑块安装在定模 对于斜导柱安装在动模、滑块安装在定模的结构，由于在开模时一般要求塑件包紧于动模部分的型芯上留于动模，而侧型芯则安装在定模，这样就会产生以下几种情况： 一种情况是侧抽芯与脱模同时进行，由于侧型芯在合模方向的阻碍作用，使塑件从动模部分的凸模上强制脱下而留于定模型腔，侧抽芯结束后，塑件就无法从定模型腔中取出。 另一种情况是由于塑件包紧于动模凸模土的力大于侧型芯使塑件留于定模型腔的力，则可能会出现塑件被侧型芯撕破或细小侧型芯被折断的现象，导致模具损坏或无法工作。 从以上分析可知，斜导柱安装在动模、滑块安装在定模结构的模具特点是脱模与侧抽芯不能同时进行，两者之间要有一个滞后的过程。 斜导柱在动模、滑块在定模的结构之一 先侧抽芯后脱模的结构中，为了使塑件不留于定模，该设计的特点是凸模与动模板之间有一段可相对运动的距离，开模时，动模部分向下移动，而被塑件紧包住的凸模不动，这时侧型芯滑块在斜导柱的作用下开始侧抽芯，侧抽芯结束后，凸模的台肩与动模板接触。继续开模，包在凸模上的塑件随动模一起向下移动从型腔镶件中脱出，最后在推杆的作用下，推件板将塑件从凸模上脱下。 在这种结构中，弹簧和顶销的作用是在刚开始分型时把推件板压靠在型腔镶件的端面，防止塑件从型腔中脱出。 三、斜导柱与滑块同时安装在定模 斜导柱与滑块同时安装在定模的结构要造成两者之间的相对运动，否则就无法实现侧抽芯动作。要实现两者之间的相对运动，就必须在定模部分增加一个分型面，因此就需要用顺序分型机构。 如图所示为采用摆钩式顺序分型机构的形式，合模时，在弹簧7的作用下用转轴6固定于定模板10上的摆钩8勾住固定在动模板11上的挡块12。开模时，由于摆钩8勾住挡块，模具首先从A分型面分型，同时在斜导柱2的作用下，侧型芯滑块1开始侧向抽芯，侧向抽芯结束后，固定在定模座板上的压块9的斜面压迫摆钩8作逆时针方向摆动而脱离挡块12，定模板10在定距螺钉5的限制下停止运动。动模部分继续向下移动，B分型面分型，塑件随凸模3保持在动模一侧，然后推件板4在推杆13作用下使塑件脱模。设计上述结构时必须注意，挡块12与摆钩8勾接处应有1°～3°的斜度，在设计该机构时，一般应将摆钩和挡块成对并对称布置于模具两侧。 斜导柱与滑块同时安装在定模的结构中，斜导柱的长度可适当加长，而让定模部分分型，分型后斜导柱工作端仍留在侧型芯滑块的斜导孔内，因此不需设置滑块的定位装置。 以上介绍的两种顺序分型机构，除了应用于斜导柱与滑块同时安装在定模形式的模具外，只要A分型距离足以满足点浇口浇注系统凝料的取出，就可用于点浇口浇注系统的三板式模具。 四、斜导柱与滑块同时安装在动模 斜导柱与滑块同时安装在动模时，一般可以通过推出机构来实现斜导柱与侧型芯滑块的相对运动。如图所示，侧型芯滑块安装在推件板的导滑槽内，合模时靠设置在定模板上的楔紧块锁紧。开模时，侧型芯滑块和斜导柱一起随动模部分下移和定模分开，当推出机构开始工作时，推杆推动推件板使塑件脱模的同时，滑块在斜导柱的作用下在推件板的导滑槽内向两侧滑动而侧抽芯。 这种结构的模具，由于侧型芯滑块始终不脱离斜导柱，所以不需设置滑块定位装置。造成斜导柱与滑块相对运动的推出机构一般只是推件板推出机构，因此，这种结构形式主要适合于抽芯力和抽距 不太大的场合。 五、斜导柱的内侧抽芯 斜导柱侧抽芯机构除了对塑件进行外侧抽芯与侧向分型外，还可以对塑件进行内侧抽芯。如图所示，斜导柱固定于定模板上，侧型芯滑块安装在动模板上，开模时，塑件包紧在凸模上随动模向左移动，在开模过程中，斜导柱同时驱动侧型芯滑块在动模板的导滑槽内滑动而进行内侧抽芯，最后推将塑件从凸模上推出。 设计这类模具时，由于缺少斜导柱从滑块中抽出时的滑块定位装置，因此要求将滑块设置在模具的上方，利用滑块的重力定位。 六、其他类型侧抽芯机构 除了斜导柱侧抽芯机构外，常用的侧抽芯机构还有弯销侧抽芯机构、斜导槽侧抽芯机构、斜滑块侧抽芯机构、齿轮齿条侧抽芯机构、液压或气动侧抽芯机构等。 传动齿条固定在定模上的侧抽芯机构，塑件上的斜孔由齿条型芯成型。开模时，固定在定模板上的传动齿条通过齿轮带动齿条型芯实现抽芯动作。开模至最终位置时，传动齿条与齿轮脱开。为了保证型芯的准确复位，型芯的最终脱离位置必须定位。定位销和弹簧是使齿轮始终保持在传动齿条的最后脱离位置上。 [课后小结] [教学内容] 6.4其他类型的侧向抽芯注射模 [教学目的]1、掌握其他类型的侧向抽芯机构应用形式 [教学重点] 1、理解其他类型的侧向抽芯机构应用形式的特点 [教学难点] 掌握侧向分型与抽芯机构不同应用形式的不同点 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 6.4其他类型的侧向抽芯注射模 一、弯销侧抽芯机构 1、弯销侧抽芯机构的工作原理 弯销侧抽芯机构的工作原理和斜导柱地抽芯机构相似，所不同的是在结构上以矩形截面的弯销代替了斜导柱，因此，弯销侧抽芯机构仍然离不开滑块的导滑、注射时侧型芯的锁紧和侧抽芯结束时滑块的定位这三大设计要素。 2、弯销侧抽芯机构的结构特点 通常，弯销及其导滑孔的制造困难一些，但弯销侧抽芯也有斜导柱所不及的优点。弯销侧抽芯机构的结构特点如下： （1）强度高，可采用较大的倾斜角 （2）可以延时抽芯 3、弯销在模具上的安装方法 （1）模外安装 （2）模内安装 二、斜导槽侧抽芯机构 斜导槽侧抽芯机构是由固定于模外的斜导槽板与固定于侧型芯滑块上的圆柱销连接所形成的。 三、斜滑块侧抽芯机构 1、斜滑块侧抽芯机构的工作原理及其类型 2、斜滑块的导滑形式 3、斜滑块侧抽芯机构设计要点 （1）正确选择主型芯位置 （2）开模时斜滑块的止动 （3）斜滑块的倾斜角和推出行程 （4）斜滑块的装配要求 四、齿轮齿条侧抽芯机构 1、传动齿条固定在定模一侧 2、传动齿条固定在动模一侧 五、液压或气动侧抽芯机构 液压或气动侧抽芯机构是通过液压缸或气缸活塞及控制系统来实现的，当塑件侧向有很深的孔。 [课后小结] [教学内容] 7.1压缩模结构及分类 [教学目的]1、掌握压缩模结构及分类 2、了解压缩模结构与注射模结构的不同。 [教学重点] 1、掌握压缩模结构及分类 [教学难点] 掌握压缩模结构及分类 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 5.1 压缩模结构及分类 一、压缩模的基本结构 压缩模主要用于成型热固性塑件。典型的压缩模结构如图所示，它可分为固定于压机上压板的上模和下压板的下模两大部分。 压缩模又称为压制模具（简称压模），可分为装于压机动模上的上模和装于压机工作台的下模两大部分。 1、成型零件：直接成型塑件的零件，如上凸模、下凸模、凹模镶件、侧型芯、型芯等。 2、加料腔：在型腔之上设有一段容纳塑料原料的加料腔。 3、导向机构：保证上、下模合模的对中性。 4、侧向分型抽芯机构 5、推出机构 6、系统：热固性塑料压缩成型需要在较高的温度下进行，因此模具必须加热 二、压缩模的分类 1、按模具在压机上的固定方式分类： （1）移动式压缩模 （2）半固定式压缩模 （3）固定式压缩模 2、按上、下模配合结构特征分类 （1）溢式压缩模（又称敞开式压缩模） 无加料室、无配合环、有挤压边 （2）不溢式压缩模（又称封闭式压缩模） 有加料室、有配合环、无挤压边 （3）半溢式压缩模（又称半封闭式压缩模） 有加料室、有配合环、有挤压边 半溢式压缩模应用较广泛，适用于成型流动性较好塑料及形状较复杂的，带有小型嵌件的塑件。 3、按分型面特征分类 （1）水平分型面压缩模 （2）垂直分型面压缩模 三、压缩模与压机的关系 （一）、压机种类 按传动方式压机可分为机械式和液压式两种。机械式压机的压力不准确，运动噪音大，容易磨损，目前很少采用。 液压机是热固性塑料模压成型所用的主要成型设备。框架式一般用于中、小型液压机；立柱式一般用于大、中型液压机。 （二）、压机有关参数的校核 1、压机最大压力的校核 校核压机最大压力是为了在已知压机公称压力和塑件尺寸的情况下，计算模具内开设型腔的合适数目，所是在已知型腔数目和塑件尺寸时，选择压机的公称压力，压制塑件所需要的总成型压力应小于或等于压机公称压力。 2、开模力校核 开模力的大小与成型压力成正比。 3、脱模力校核 选用压力机的顶出力应大于脱模力 4、压缩模闭合高度与开模行程的校核 压缩模的闭合高度必须大于压机上、下压板之间的最小开距。 5、压机的台面结构及尺寸与压缩模关系的校核 压缩模宽度应小于压机立柱或框架之间的距离。 6、压机的顶出机构与压缩模推出装置关系的校核 设计压缩模时模具推出机构应与压机顶出系统相适应，即模具所需的推出行程应小于压机最大顶出行程，同时压机的顶出行程必须保证塑件能推出型腔，并应高出型腔表面10mm以上，以便取件。 [课后小结] [教学内容] 7.2压注模结构及分类 [教学目的]1、掌握压注模类型与结构 2、了解压注模结构与注射模、压缩模的不同。 [教学重点] 1、掌握压注模类型与结构 [教学难点] 掌握压注模结构及分类 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 7.2 压注模类型与结构 一、压注模类型 1、普通液压机用压注模： 即压注成型所使用的为普通液压机，压机只装备有一个工作液压缸，起加压和锁模的双重作用，与这种方法相适应的压注模称为料槽式压注模，也可称为罐式压注模。 2、专用液压机用压注模： 这种专用于压注成型的液压机装备有两个工作液压缸，主液压缸起锁模作用，辅助液压缸通过柱塞起压注作用。 3、往复螺杆式挤出机用压注模 二、压注模的结构 压注成型的一般过程是，先闭合模具，然后将塑料加入模具加料室内，使其受热成熔融状态，在与加料室配合的压料柱塞的作用下，使熔料通过设在加料室底部的浇注系统高速挤入型腔。塑料在型腔内继续受热受压而发生交联反应并固化成型。然后打开模具取出塑件，清理加料室和浇注系统后进行下一次成型。 压注成型和压缩成型都是热固性塑料常用的成型方法。压注模与压缩模的最大区别在于前者设有单独的加料室。如图所示为典型的固定式压注模，由压柱、上模、下模三部分组成，打开上分型面A-A面取出主流道凝料并清理加料室；打开下分型面B-B面取出塑件和分流道凝料。 三、压注模的组成 压注模由以下几部分组成： 1、型腔 成型塑件的部分，由凸模、凹模、型芯等组成，分型面的形式及选择与注射模、压缩模相似。 2、加料室 由加料室和压柱组成，移动式压注模的加料室和模具本体是可分离的，开模前先取下加料室，然后开模取出塑件。固定式压注模的加料室是在上模部分，加料时可以与压柱部分定距分型。 3、 浇注系统 多型腔压注模的浇注系统与注射模相似，同样分为主流道、分流道和浇口，单型腔压注模一般只有主流道。与注射模不同的是加料室底部可开设几个流道同时进入型腔。 4、导向机构 一般由导柱和导柱孔（或导套）组成。在柱塞和加料室之间，型腔分型面之间，都应设导向机构。 5、侧向分型抽芯机构 压注模的侧向分型抽芯机构与压缩模和注射模基本相同。 6、脱模机构 由推杆、推板、复位杆等组成，由拉钩、定距导柱、可调拉杆等组成的两次分型机构是为了加料室分型面和塑件分型面先后打开而设计的，也包括在脱模机构之内。 5、加热系统 固定式压注模由压柱、上模、下模三部分组成，应分别对这三部分加热，在加料室和型腔周围分别钻有加热孔，插入电加热元件。移动式压注模加热是利用装于压机上的上、下加热板，压注前柱塞、加料室和压注模都应放在加热板上进行加热。 五、 压注模的工作原理 固定式罐式压注模。模具上设有加热装置。压柱随上模板固定于压机的上工作台，下模固定于压机的下工作台。开模时，压机上工作台带动上模座板上升，压柱离开加料室，A分型面分型，以便在该处取出主流道凝料。当上模上升到一定高度时，拉杆上的螺母迫使拉钩转动使之与下模部分脱开，接着定距导柱起作用，使B分型面分型，以便脱模机构将塑件从该分型面处脱出。合模时，复位杆使脱模机构复位，拉钩靠自重将下模部分锁住。 [课后小结] [教学内容] 7.3 压注模成型零件设计 7.4 浇注系统设计 [教学目的]1、掌握压注模结构设计要点 [教学重点] 1、掌握压注模结构设计要点 [教学难点] 掌握压注模结构设计要点 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 7.3 压注模成型零件设计 一、加料室设计 压注模的加料室结构因模具类型不同而有所差异： 1、料槽式压注模加料室 （1）移动式压注模：为便于加工，加料室横截面形状一般取圆形，但对于一模多腔的加料室也可采用矩形截面，矩形四角应带有圆角。加料室的定位方式有：销钉定位、外形定位、凸台定位。 （2）固定式压注模：加料室与上模连成一体，加料室内腔底部开设出主浇道穿到上模板通向型腔。 （1）楔形压注模：将加料室与型腔同时开设在两块相互拼合的楔形块上，然后再放入模套中。 2、柱塞式压注模加料室 （1）加料室的断面形状皆为圆形 （2）加料室设计成一个单独部件，再嵌入模具主体之中，在模具工作过程中不能也不需取下。 二、压料柱塞设计 压料柱塞的作用是将压机的压力传递给加料室内的塑料。 1、压料柱塞形状和安装方式 压料柱塞横截面形状随加料室横截面形状而定，对于料槽式压注模，柱塞横截面形状可以是圆形，也可以是矩形。对于柱塞式压注模横截面形状皆为圆形。 2、压料柱塞设计 压料柱塞与加料室径向尺寸之间应具有恰当的配合，既不能因间隙过大使塑料在受压时从加料室臆出，又不能因间隙过小使二者之间出现摩擦磨损。 7.4 浇注系统设计 一、浇注系统设计 1、主浇道设计：主要为正锥形和倒锥形。 2、分浇道设计：分浇道截面形状通常采用梯形。 3、浇口设计：最常采用的是直接浇口和侧浇口。 二、排气槽设计 1、排气槽截面尺寸：既要保证型腔内气体自由排出，又不至于使熔料明显溢出。一般先开较小尺寸，再根据试模结果适当扩大。 2、排气槽位置：通常从几个方面考虑。 （1）远离浇口的边角处 （2）嵌件附近的壁厚最薄处，易形成熔接痕处 （3）型腔最后充满处 （4）塑件侧壁含有凸台、凸台上所含侧孔处 （5）模具中推杆配合间隙、活动型芯、分型面处皆可用于排气，排气槽最好开设在分型面上。 [课后小结] [教学内容] 8.1挤出机头概述 8.2管材挤出机头 [教学目的]1、掌握管材挤出成型机头结构组成。 2、掌握挤出成型机及辅助设备 3、掌握管材挤出成型机头设计要点 4、了解异型材挤出成型机头的特点 [教学重点] 1、掌握管材挤出成型机头结构组成。 2、掌握挤出成型机及辅助设备 3、掌握管材挤出成型机头设计要点 [教学难点] 掌握管材挤出成型机头结构组成 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 8.1挤出机头概述 一、挤出成型原理 挤出成型又称挤出模塑，它在热塑性塑料成型中是一种用途广泛、所占比例很大的加工方法。 热塑性塑料的挤出成型原理如图所示（以管材的挤出为例）。首先将颗粒状或粉状的塑料加入挤出机料筒内，在旋转的挤出机螺杆的作用下，加热的塑料通过沿螺杆的螺旋槽向前方输送。在此过程中，塑料不断地接受外加热和螺杆与物料之间、物料与物料之间及物料与料筒之间的剪切摩擦热，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤出系统的作用下，塑料熔料通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引、切割等装置），从而获得截面形状一定的塑料型材。 二、挤出成型工艺性能 热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为四个阶段。 1、塑化阶段 经过干燥处理的塑料原料由挤出机料斗加入料筒后，在料筒温度和螺杆旋转、压实及混合作用下，由固态的粉料或粒料转变为具有一定流动性的均匀熔体，这一过程称为塑化。 2、挤出成型阶段 均匀塑化的塑料熔体随螺杆的旋转而向料筒前端移动，在螺杆的旋转挤压作用下，通过一定形状的口模而得到截面与口模形状一致的连续型材。 3、冷却定型阶段 通过适当的处理方法，如定径处理、冷却处理等，使已挤出的塑料连续型材固化为塑料制件。 大多数情况下，定型和冷却是同时完成的，只有在挤出各种棒料和管材时，才有一个独立的定径过程，而挤出薄膜、单丝等无需定型，仅通过冷却便可。挤出板材与片材，有时还通过一对压辊压平，也有定型与冷却作用。管材的定型方法可用定径套、定径环和定径板等，也有采用能通水冷却的特殊口模来定径的，不论采用哪种方法，都是使管坯内外形成压力差，使其紧贴在定径套上而冷却定型。 冷却一般采用空气冷却或水冷却，冷却速度对塑件性能有很大影响。硬质塑件（如聚苯乙烯、低密度聚乙烯和硬聚氯乙烯等）不能冷却得过快，否则容易造成残余内应力，并影响塑件的外观质量；软质或结晶型塑料件则要求及时冷却，以免塑件变形。 4、塑件的牵引、卷取和切割 塑件自口模挤出后，一般都会因压力突然解除而发生离模膨胀现象，而冷却后又会发生收缩现象，从而使塑件的尺寸和形状发生改变。此外，由于塑件被连续不断的挤出，自重量越来越大，如果不加以引导，会造成塑件停滞，使塑件不能顺利的挤出。因此，在冷却的同时，要连续均匀的将塑件引出，这就是牵引。 牵引过程由挤出机辅机之一的牵引装置来完成。牵引速度要与挤出速率相适应，一般是牵引速度略大于挤出速率，以便消除塑件尺寸的变化值，同时对塑件进行适当的拉伸可提高质量。不同的塑件牵引速度不同。通常薄膜和单丝的牵引速度可以快些，其原因是牵引速度大，塑件的厚度和直径减小，纵向抗断裂强度增高，扯断伸长率降低。对于挤出硬质塑件的牵引速度则不能大，通常需将牵引速度规定在一定范围内，并且要十分均匀，不然就会影响其尺寸均匀性和力学性能。 通过牵引的塑件可根据使用要求在切割装置上裁剪（如棒、管、板、片等），或在卷取装置上绕制成卷（如薄膜、单丝、电线电缆等）。此外，某些塑件，如薄膜等有时还需要进行后处理，以提高尺寸稳定 三、 挤出成型所用设备 挤出成型所用的设备为挤出机，其所得塑件均为具有恒定断面形状的连续型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆的涂覆和涂层塑件等。挤出成型还可用于塑料的着色、造粒和共混改性等。 8.2管材挤出成型机头 管材是挤出成型生产的主要产品之一，目前国内以硬pvc，pp，pe等塑料管为主。 一、挤出成型机头结构 1、直通式挤管机头 直通式挤管机头主要用于挤出薄壁管材，其结构简单，容易制造。它适用于挤出小管，分流器和分流器支架设计成一体，装卸方便。塑料熔体经过分流器支架时，产生几条熔接痕，不易消除。 直通式挤管机头适用于挤出成型软硬聚氯乙烯、聚乙烯、尼龙、聚碳酸酯等塑料管材。 2、直角式挤管机头 直角式挤管机头，用于内径定径的场合，冷却水从芯棒3中穿过。成型时塑料熔体包围芯棒并产生一条熔接痕。熔体的流动阻力小，成型质量较高。但机头结构复杂，制造困难 3、旁侧式挤管机头 旁侧式挤管机头，与直角式挤管机头相似，其结构更复杂，制造更困难。 4、微孔流道挤管机头 微孔流道挤管机头如图所示，机头内无芯棒，熔料的流动方向与挤出机螺杆的轴线方向一致，熔体通过微孔管上的微孔进入口模而成型，特别适合于成型直径大，流动性差的塑料（如聚烯烃）。微孔流道挤管机头体积小，结构紧凑，但由于管材直径大，管壁厚容易发生偏心，所以口模与芯棒的间隙下面比上面要小10％～18％，用以克服因管材自重而引起的壁厚不均匀。 二、管材的定径 1、管材的外定径和冷却 管材被挤出口模时，还具有相当高的温度，没有足够的强度和刚度来承受自重和变形，为了使管子获得较低的粗糙镀、准确的尺寸和几何形状，管子离开口模时，必须立即定径和冷却，由定径套来完成。经过定径套定径和初步冷却后的管子进入水槽继续冷却，管子离开水槽时已经完全定型。 2、内压法外定径 在管子内部通入压缩空气（预热，约0.02～0.1MPa）。定径套的内径和长度一般根据经验和管材直径来确定。 1) 当管材直径Ds＞40mm时： 2) 当管材直径Ds＞100mm时： 3、真空法外定径 在定径套内壁2上打很多小孔，作抽真空用，借助真空吸附力将管材外壁紧贴于定径套内壁2，同时，在定径套外壁1、内壁2夹层内通入冷却水，管坯伴随真空吸附过程的进行，而被冷却硬化。 真空定径套生产时与机头口模应有30～100mm的距离，使口模中流出的管材先行离模膨胀和一定程度的空冷收缩后，再进入定径套中，冷却定型。 [课后小结] [教学内容] 8.3气辅注射成型工艺与模具设计 8.4热成型模具 [教学目的]1、了解气辅注射成型工艺与模具特点。 2、了解热成型模具特点 [教学重点] 1、掌握气辅注射成型工艺特点 [教学难点] 掌握气辅注射成型工艺特点 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 8.3气辅注射成型工艺与模具设计 8.4热成型模具 一、概述 气体辅助注射成型，简称气辅成型，是为了克服传统注射成型局限性而发展起来的一种新型注射工艺。即对先注射了一定量或全部注满塑料熔体的模具型腔内再注射经压缩后的惰性气体，利用气体推动熔体完成充模填补因塑料收缩后留下的空隙，而在塑件冷却后再将气体排出的连续过程。 二、注射吹塑成型 注射吹塑成型是用注射机在注射模中制成型坯，然后把热型坯移入中空吹塑模具中进行中空吹塑。首先注射机在注射模中注入熔融塑料制成型坯；型芯与型坯一起移入吹塑模内，型芯为空心并且壁上带有孔；从芯棒的管道内通入压缩空气，使型坯吹涨并贴于模具的型腔壁上；保压、冷却定型后放出压缩空气，并且开模取出塑件。 经过注射吹塑成型的塑件壁厚均匀，无飞边，不需后加工，由于注射型坯有底，因此底部没有拼和缝，强度高，生产效率高，但是设备与模具的价格昂贵，多用于小型塑件的大批量生产。 三、挤出吹塑成型 挤出吹塑成型是成型中空塑件的主要方法。首先挤出机挤出管状型坯；截取一段管坯趁热将其放入模具中，闭合对开式模具的同时夹紧型坯上下两端；向型腔内通入压缩空气，使其膨胀附着模腔壁而成型，然后保压；最后经冷却定型，便可排除压缩空气并开模取出塑件。 挤出吹塑成型模具结构简单，投资少，操作容易，适合多种塑料的中空吹塑成型。缺点是壁厚不易均匀，塑件需后加工去除飞边。 四、 注射拉伸吹塑成型 注射拉伸吹塑成型与注射吹塑成型比较，增加了延伸这一工序。首先注射一空心的有底的型坯；型坯移到拉伸和吹塑工位，进行拉伸；吹塑成型、保压；冷却后开模取出塑件。 还有另外一种注射拉伸吹塑成型的方法，即冷坯成型法，型坯的注射和塑件的拉伸吹塑成型分别在不同设备上进行，型坯注射完以后，再移到吹塑机上吹塑，此时型坯已散发一些热量，需要进行二次加热，以确保型坯的拉伸吹塑成型温度，这种方法的主要特点是设备结构相对较简单。 注射拉伸吹塑成型的原理和双向拉伸薄膜的原理相同，可使分子双轴取向，塑件的透明性得到改善，强度明显增高。 五、片材吹塑成型 片材吹塑成型是将压延或挤出成型的片材再加热，使之软化，放入型腔，合模后在片材之间通入压缩空气而成型出中空塑件。 六、真空成型 真空成型是把热塑性塑料板、片材固定在模具上，用辐射加热器加热至软化温度，然后用真空泵把板材和模具之间的空气抽掉，使型坯按模具的轮廓成型。随着真空度的提高，型坯下方的成型压力只有0.06～0.085MPa，而型坯上方的空气压力仍保持在0.1MPa左右。冷却后借助压缩空气使塑件从模具中脱出。 所加工的材料为薄片状的聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等。所加工的材料为薄片状的聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等。真空成型方法主要有凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先后抽真空成型、吹泡真空成型、辅助凸模真空成型和带有气体缓冲装置的真空成型等方法。 七、 带有气体缓冲装置的真空成型 带有气体缓冲装置的真空成型如图所示，这是柱塞和压缩空气并用的形式。把塑料板加热后和框架一起轻轻地压向凹模，然后向凹模腔吹入压缩空气，把加热的塑料板吹鼓，多余的气体从板材和凹模的缝隙中逸出，同时从板材上面通过辅助凸模的孔吹出已加热的空气，这时板材就处于两个空气缓冲层之间，辅助凸模逐渐下降，最后辅助凸模内停吹压缩空气，凹模抽真空，使塑料板贴附在凹模型腔上成型，同时辅助凸模升起。这种方法成型出的塑件壁厚较均匀并且可以成型较深的塑件。 [课后小结] [教学内容] 9.1泡沫塑料成型及模具设计（简介） 9.2中空成型（简介） [教学目的]1、了解泡沫塑料成型及模具设计要点 2、了解中空成型特点 [教学重点] 1、了解中空成型特点 [教学难点] 了解中空成型特点 [教学方法] 讲授法 [教学时数] 2课时 [主要内容] 如下 9.1泡沫塑料成型及模具设计（简介） 9.2中空成型（简介） 一、概述 泡沫塑料是以树脂为基础内部含有无数微小气孔的塑料，又称为多孔性塑料。采用不同的树脂和发泡方法可制成性能各异的泡沫塑料。它具有质量轻、防震、防潮、隔热与吸音等优点，在塑件中占据重要地位。 泡沫塑料的发泡方法大致有三种：物理发泡法，化学发泡法，机械发泡法。三种发泡方法的共同点是，待发泡聚合物或复合物必需处于液态或黏度在一定范围内的塑性状态；泡孔的形成是依靠添加能产生泡沫结构的固体、液体或气体发泡剂，或者几种物质混合的发泡剂。 泡沫塑料按树脂品种、塑件的软硬程度、密度以及形状的不同来进行分类： 1、按树脂品种分类：至今几乎所有热塑性和热固性聚合物都能制成泡沫塑料。 1、 按软硬程度分类：可分为软质、半硬质与硬质三种类型。 2、 按塑件形状分类：可分为块状、板状、膜状与模塑塑件，最近又开发出粒状产品。 3、 按孔状结构分类：可分为闭孔和开孔泡沫塑料。 二、泡沫塑料的生产过程 1、预发泡：将原料加热，使其中发泡剂受热气化，从而使珠粒体积膨胀，以保证成型后的产品达到规定的密度及其均匀性。 2、熟化：预发泡后的珠粒需要储存一段时间，吸收空气进行熟化，防止成型后的收缩。 3、成型：常用的成型方法有蒸汽加热模压法与挤出法。 三、中空成型 塑料的中空成型是指用压缩空气吹成中空容器和用真空吸成壳体容器而言。吹塑中空容器主要用于制造薄壁塑料瓶、桶以及玩具类塑件。吸塑中空容器主要用于制造薄壁塑料包装用品、杯、碗等一次性使用的容器。中空吹塑成型是把塑性状态的塑料型坯置于模具内，压缩空气注入型坯中将其吹涨，使吹涨后制品的形状与模具内腔的形状相同，冷却定型后得到需要的产品。根据成型方法的不同，可分为挤出吹塑成型、注射吹塑成型、注射拉伸吹塑成型、多层吹塑成型、片材吹塑成型等形式。 |
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