第1 章 塑料成型基础............................................................................................................... 1
1.1 塑料及其应用............................................................................................................................2
1.1.1 塑料概述.........................................................................................................................2
1.1.2 高分子构型.....................................................................................................................2
1.1.3 塑料的特点.....................................................................................................................3
1.1.4 塑料在工业生产中的应用.............................................................................................5
1.2 塑料的组成................................................................................................................................5
1.2.1 树脂.................................................................................................................................5
1.2.2 填充剂.............................................................................................................................5
1.2.3 增塑剂.............................................................................................................................6
1.2.4 稳定剂.............................................................................................................................6
1.2.5 润滑剂.............................................................................................................................6
1.2.6 着色剂.............................................................................................................................7
1.2.7 抗静电剂.........................................................................................................................7
1.2.8 发泡剂.............................................................................................................................7
1.2.9 交联剂.............................................................................................................................7
1.2.10 其他助剂.......................................................................................................................7
1.3 塑料的分类................................................................................................................................8
1.3.1 热塑性塑料和热固性塑料.............................................................................................8
1.3.2 通用塑料、工程塑料和特种塑料.................................................................................9
1.4 塑料的成型性能........................................................................................................................9
1.4.1 收缩性.............................................................................................................................9
1.4.2 流动性...........................................................................................................................10
1.4.3 相容性...........................................................................................................................11
1.4.4 吸湿性...........................................................................................................................11
1.4.5 热敏性...........................................................................................................................12
1.4.6 比容和压缩率...............................................................................................................12
1.4.7 硬化速度...................................................................................................................... 12
1.4.8 水分及挥发物.............................................................................................................. 12
1.5 常用塑料的性能及应用......................................................................................................... 13
1.5.1 常用通用塑料.............................................................................................................. 13
1.5.2 常用工程塑料.............................................................................................................. 14
1.5.3 常用特种塑料.............................................................................................................. 17
第2 章 注塑产品设计.............................................................................................................19
2.1 塑件的设计原则..................................................................................................................... 20
2.2 塑件的尺寸和表面质量......................................................................................................... 20
2.2.1 尺寸和精度.................................................................................................................. 20
2.2.2 表面质量...................................................................................................................... 23
2.3 塑件造型设计......................................................................................................................... 23
2.3.1 造型设计的基本要素.................................................................................................. 24
2.3.2 造型设计的要点.......................................................................................................... 24
2.3.3 造型设计的基本原则.................................................................................................. 25
2.3.4 造型设计实例.............................................................................................................. 25
2.4 塑件结构设计......................................................................................................................... 26
2.4.1 形状.............................................................................................................................. 26
2.4.2 壁厚.............................................................................................................................. 26
2.4.3 脱模斜度...................................................................................................................... 28
2.4.4 圆角.............................................................................................................................. 29
2.4.5 加强筋.......................................................................................................................... 30
2.4.6 支承面.......................................................................................................................... 30
2.4.7 孔.................................................................................................................................. 31
2.4.8 标记、符号、图案和文字.......................................................................................... 31
2.4.9 凸凹纹.......................................................................................................................... 32
2.4.10 螺纹............................................................................................................................ 33
2.4.11 齿轮............................................................................................................................ 35
2.4.12 铰链............................................................................................................................ 35
2.4.13 嵌件............................................................................................................................ 36
2.5 塑件强度设计......................................................................................................................... 37
2.5.1 塑件盖和底部的加强设计.......................................................................................... 37
2.5.2 塑件侧壁的加强设计.................................................................................................. 38
2.5.3 塑件边缘的加强设计.................................................................................................. 38
2.6 塑件装配设计......................................................................................................................... 38
2.6.1 可拆卸式装配.............................................................................................................. 38
2.6.2 不可拆卸装配.............................................................................................................. 42
第3 章 注塑成型工艺............................................................................................................. 46
3.1 注塑成型原理..........................................................................................................................47
3.2 注塑成型工艺..........................................................................................................................47
3.2.1 注射前的准备...............................................................................................................48
3.2.2 注射过程.......................................................................................................................49
3.2.3 塑件的后处理...............................................................................................................50
3.3 注塑工艺条件的控制..............................................................................................................51
3.3.1 温度...............................................................................................................................51
3.3.2 压力...............................................................................................................................52
3.3.3 时间...............................................................................................................................52
3.4 典型塑件注塑成型工艺实例..................................................................................................53
第4 章 注塑成型设备............................................................................................................. 56
4.1 注塑机结构..............................................................................................................................57
4.1.1 注射装置.......................................................................................................................57
4.1.2 合模装置.......................................................................................................................57
4.1.3 液压传动系统...............................................................................................................58
4.1.4 控制系统.......................................................................................................................58
4.2 注塑机的分类..........................................................................................................................58
4.2.1 按排列形式...................................................................................................................58
4.2.2 按塑化方式...................................................................................................................60
4.2.3 按合模机构...................................................................................................................62
4.3 注塑机的规格及参数..............................................................................................................63
4.3.1 注塑机规格...................................................................................................................63
4.3.2 注塑机参数...................................................................................................................64
4.4 注塑机与注塑模的关系..........................................................................................................64
4.4.1 成型工艺参数的校核...................................................................................................64
4.4.2 装模部分相关尺寸校核...............................................................................................67
4.4.3 开模行程校核...............................................................................................................69
4.4.4 顶出装置校核...............................................................................................................71
第5 章 注塑模基本结构.......................................................................................................... 73
5.1 注塑模的分类..........................................................................................................................74
5.2 注塑模的组成..........................................................................................................................74
5.3 注塑模典型结构和设计要点..................................................................................................76
5.3.1 单分型面注塑模...........................................................................................................76
5.3.2 双分型面注塑模...........................................................................................................77
5.3.3 带活动镶块的注塑模...................................................................................................81
5.3.4 带侧向分型抽芯的注塑模...........................................................................................82
5.3.5 带嵌件的注塑模.......................................................................................................... 83
5.3.6 定模设推出机构的注塑模.......................................................................................... 84
5.3.7 自动卸螺纹的注塑模.................................................................................................. 85
5.3.8 无流道凝料注塑模...................................................................................................... 85
5.3.9 叠层注塑模.................................................................................................................. 87
第6 章 分型面与浇注排气系统...............................................................................................88
6.1 分型面........................................................................................................................................ 89
6.1.1 分型面的形式.............................................................................................................. 89
6.1.2 分型面的表示方法...................................................................................................... 89
6.1.3 分型面选择原则.......................................................................................................... 90
6.2 普通浇注系统......................................................................................................................... 94
6.2.1 浇注系统的组成和作用.............................................................................................. 94
6.2.2 主流道的设计.............................................................................................................. 95
6.2.3 分流道的设计.............................................................................................................. 97
6.2.4 浇口的设计.................................................................................................................. 99
6.2.5 冷料穴的设计............................................................................................................ 105
6.3 排气系统............................................................................................................................... 106
6.3.1 排气系统的作用........................................................................................................ 107
6.3.2 排气形式.................................................................................................................... 107
第7 章 成型零部件............................................................................................................... 111
7.1 成型零件结构....................................................................................................................... 112
7.1.1 型腔............................................................................................................................ 112
7.1.2 型芯............................................................................................................................ 113
7.1.3 螺纹型环.................................................................................................................... 115
7.1.4 螺纹型芯.................................................................................................................... 116
7.2 成型零件工作尺寸计算....................................................................................................... 117
7.2.1 影响成型零件工作尺寸的因素................................................................................ 117
7.2.2 型腔和型芯的径向尺寸............................................................................................ 119
7.2.3 型腔深度和型芯高度尺寸........................................................................................ 120
7.2.4 中心距尺寸................................................................................................................ 120
7.2.5 工作尺寸校核............................................................................................................ 120
7.3 成型零件强度刚度............................................................................................................... 121
7.3.1 型腔的强度刚度........................................................................................................ 121
7.3.2 型芯的强度刚度........................................................................................................ 126
第8 章 结构零部件...............................................................................................................128
8.1 结构零件............................................................................................................................... 129
8.1.1 动、定模座板............................................................................................................ 129
8.1.2 固定板和支承板.........................................................................................................129
8.1.3 支承件.........................................................................................................................130
8.1.4 其他结构零件.............................................................................................................131
8.2 标准模架................................................................................................................................131
8.2.1 标准模架的组成.........................................................................................................131
8.2.2 GB/T 12555—2006《塑料注塑模模架》.................................................................132
8.2.3 模架的标记.................................................................................................................134
8.2.4 标准模架选择原则.....................................................................................................134
第9 章 合模导向机构........................................................................................................... 136
9.1 合模导向机构的作用............................................................................................................137
9.2 导柱导套合模机构................................................................................................................137
9.2.1 导柱.............................................................................................................................137
9.2.2 导套.............................................................................................................................139
9.2.3 导柱与导套的配合.....................................................................................................141
9.3 精定位机构............................................................................................................................141
9.3.1 圆锥定位件.................................................................................................................141
9.3.2 圆锥形导柱导套定位.................................................................................................142
9.3.3 滚珠导套导柱精定位.................................................................................................142
9.3.4 卧销精定位.................................................................................................................143
9.3.5 矩形块精定位.............................................................................................................143
9.3.6 型腔型芯锥面定位.....................................................................................................144
第10 章 推出机构................................................................................................................ 146
10.1 推出机构的组成和分类......................................................................................................147
10.1.1 组成...........................................................................................................................147
10.1.2 分类...........................................................................................................................148
10.2 脱模力..................................................................................................................................148
10.3 一次推出机构......................................................................................................................149
10.3.1 推杆推出机构...........................................................................................................149
10.3.2 推管推出机构...........................................................................................................150
10.3.3 推件板推出机构.......................................................................................................151
10.3.4 推块推出机构...........................................................................................................153
10.3.5 成型零件推出机构...................................................................................................153
10.3.6 气动推出机构...........................................................................................................154
10.3.7 多元件联合推出机构...............................................................................................155
10.4 二次推出机构......................................................................................................................155
10.4.1 八字摆杆式...............................................................................................................156
10.4.2 钢球式.......................................................................................................................156
10.4.3 斜销滑块式...............................................................................................................157
10.4.4 斜楔滑块式.............................................................................................................. 157
10.5 定模设推出机构................................................................................................................. 158
10.5.1 弹簧式...................................................................................................................... 158
10.5.2 拉钩式...................................................................................................................... 159
10.5.3 杠杆式...................................................................................................................... 159
10.5.4 链条牵引式.............................................................................................................. 159
10.6 自动拉断点浇口推出机构................................................................................................. 160
10.6.1 利用侧凹拉断点浇口.............................................................................................. 160
10.6.2 利用拉料杆拉断点浇口.......................................................................................... 161
10.6.3 利用定模推板拉断点浇口...................................................................................... 161
10.7 自动卸螺纹推出机构......................................................................................................... 162
10.7.1 强制脱螺纹机构...................................................................................................... 162
10.7.2 手动脱螺纹机构...................................................................................................... 162
10.7.3 齿轮齿条脱螺纹机构.............................................................................................. 163
10.7.4 大升角螺纹脱螺纹机构.......................................................................................... 164
10.7.5 气、液压驱动的脱螺纹机构.................................................................................. 164
10.7.6 电动机驱动的脱螺纹机构...................................................................................... 165
第11 章 侧向分型与抽芯机构...............................................................................................167
11.1 抽芯机构的分类................................................................................................................. 168
11.1.1 手动抽芯.................................................................................................................. 168
11.1.2 机动抽芯.................................................................................................................. 168
11.1.3 液压或气动抽芯....................................................................................................... 168
11.2 抽芯距和抽拔力................................................................................................................. 168
11.2.1 抽芯距...................................................................................................................... 169
11.2.2 抽拔力...................................................................................................................... 169
11.3 斜销抽芯机构..................................................................................................................... 169
11.3.1 工作原理.................................................................................................................. 170
11.3.2 斜销.......................................................................................................................... 170
11.3.3 楔紧块...................................................................................................................... 172
11.3.4 滑块.......................................................................................................................... 173
11.3.5 导滑槽...................................................................................................................... 174
11.3.6 滑块的限位.............................................................................................................. 175
11.3.7 先行复位机构.......................................................................................................... 175
11.4 弯销抽芯机构..................................................................................................................... 177
11.4.1 弯销外侧抽芯机构................................................................................................... 177
11.4.2 弯销内侧抽芯机构................................................................................................... 178
11.5 斜滑块抽芯机构................................................................................................................. 178
11.5.1 斜滑块外侧抽芯机构............................................................................................... 178
11.5.2 斜滑块内侧抽芯机构............................................................................................... 179
11.5.3 斜滑块.......................................................................................................................179
11.6 斜杆抽芯机构......................................................................................................................181
11.6.1 斜杆外侧抽芯机构...................................................................................................181
11.6.2 斜杆内侧抽芯机构...................................................................................................182
11..7 齿轮齿条抽芯机构.............................................................................................................182
11.7.1 利用开模力实现齿轮齿条的斜向抽芯机构...........................................................182
11.7.2 利用推出力实现齿轮齿条的斜向抽芯机构...........................................................183
11.7.3 利用齿轮齿条抽芯机构实现弧形抽芯...................................................................184
11.8 手动抽芯机构......................................................................................................................184
10.8.1 开模前手动抽芯机构...............................................................................................184
10.8.2 开模后手动抽芯机构...............................................................................................185
11.9 液压气动抽芯机构..............................................................................................................185
11.9.1 液压抽芯机构...........................................................................................................185
11.9.2 气动抽芯机构...........................................................................................................186
第12 章 温度调节系统......................................................................................................... 188
12.1 温度调节系统的作用和设计原则......................................................................................189
12.1.1 温度调节系统的作用...............................................................................................189
12.1.2 温度调节系统设计原则...........................................................................................189
12.2 冷却系统设计......................................................................................................................190
12.2.1 冷却系统设计原则...................................................................................................190
12.2.2 型腔冷却系统结构...................................................................................................193
12.2.3 型芯冷却系统结构...................................................................................................194
12.3 加热系统设计......................................................................................................................196
12.3.1 加热系统应用范围...................................................................................................196
12.3.2 加热方式...................................................................................................................197
第13 章 注塑模材料选择及热处理....................................................................................... 200
13.1 注塑模材料的选择..............................................................................................................201
13.1.1 注塑模材料应具备的性能.......................................................................................201
13.1.2 常用注塑模材料.......................................................................................................202
13.1.3 成型零件材料的选择...............................................................................................203
13.2 注塑模材料的热处理..........................................................................................................205
13.2.1 成型零件热处理的要求...........................................................................................205
13.2.2 常用热处理方法.......................................................................................................205
13.3 注塑模零件常用材料和热处理..........................................................................................206
第14 章 注塑模设计实例...................................................................................................... 209
14.1 设计前的准备......................................................................................................................210
14.2 注塑模设计步骤..................................................................................................................210
14.3 汽车继电器盒盖注塑模设计............................................................................................. 212
第15 章 注塑成型新技术......................................................................................................220
15.1 无流道凝料注塑成型......................................................................................................... 221
15.1.1 无流道凝料注塑成型特点...................................................................................... 221
15.1.2 适于无流道凝料成型的塑料.................................................................................. 222
15.1.3 无流道凝料注塑模.................................................................................................. 222
15.2 热固性塑料注塑成型......................................................................................................... 224
15.2.1 热固性塑料成型特点.............................................................................................. 225
15.2.2 热固性注塑成型用塑料.......................................................................................... 225
15.2.3 热