塑料成型模具设计及实践(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2021-03-31 15:11:08

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作者:张昌松、葛正浩 编著

出版社:化学工业出版社

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塑料成型模具设计及实践

塑料成型模具设计及实践试读:

前言

为进一步加强职教师资培养体系建设、提高职教师资培养质量,财政部、教育部于2012年设立了《职教师资本科专业培养标准、培养方案、核心课程和特色教材开发》项目。经严格遴选、评审,确定了43个全国重点建设职教师资培养培训基地作为项目牵头单位,开发了88个职教师资本科专业的培养标准、培养方案、核心课程和特色教材。其中《材料成型及控制工程专业职教师资培养标准、培养方案、核心课程和特色教材开发》即是其中之一。

本书为配合该项目开发的系列特色教材成果之一,教材打破传统的以知识讲授为主的编写方法,以案例和驱动教学过程的展开,将知识点融入学生要完成的任务中,可以达到“做中学,学中做”的目的,有效提升学生的学习兴趣。

本书包括9个模块,从塑料件成型方法及模具认知(模块1)开始,通过项目的引入让学生掌握塑料制件的结构设计(模块2),在熟悉了简单两板式模具设计(模块3)过程后,拓展到三板式注射模具设计(模块4),针对复杂制件的动模侧抽机构(模块5)和定模侧抽机构(模块6)将模具的设计难度提升,然后再接触到热流道注射模具设计(模块7),最后学习其他的塑料成型模具设计,即模压成型模具(模块8)和其他成型模具介绍(模块9)。本书力求由浅入深,引导学生不断地由已知去探索未知。

本书的模块3和模块8由陕西科技大学张昌松编写,模块1、模块2和模块9由陕西科技大学樊小蒲编写,模块4由陕西科技大学孙立新编写,模块5~7由陕西科技大学葛正浩和陕西工业职业技术学院贾娟娟编写,全书由张昌松、葛正浩统稿。研究生司丹鸽、张正均、董璐瑶等协助做了大量实例设计等工作。

本书在编写过程中难免存在疏漏之处,敬请读者批评指正,不吝赐教。编著者2018年5月模块1 塑料件成型方法及模具认知

本模块主要从生活中塑料制品的发现与对应的成型方法入手,介绍了常见塑料制件对应的材料,成型方法主要有模压成型、注射成型、传递成型、挤出成型、吹塑成型和热成型。在此基础上对不同成型方法对应的塑料制品进行了比较,通过知识点连接,介绍了一些塑料的性能和应用。通过简单注射模具拆装实验,使学生对生产中使用的注射模具进行拆装、测绘、安装、调试,进一步掌握模具结构与工作原理、模具的零部件在模具中的作用及相互间的装配关系等。在模架的认知阶段,通过模架的分类介绍模架在模具设计中的作用,以及目前常用模架的生产厂家、拓展标准模架的选用方法。

通过本模块学习,学生能够对塑料制件及成型方法有初步的了解,对常见注射模具的结构形式和零件有初步的认知,在此基础上熟悉模架的选用原则。1.1生活中塑料制品的发现与成型方法分析1.1.1 生活中塑料制品的发现

塑料制品工业发展历史短,但发展速度惊人。目前塑料已成为钢铁、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。21世纪是塑料制品工业迅猛发展的时代。

图1-1~图1-6是生活中塑料制品及其一般所用材料。图1-1 注射制品图1-2 模压制品图1-3 热成型制品图1-4 挤出制品图1-5 吹塑制品图1-6 热成型制品

矿泉水瓶、可乐饮料瓶、果汁瓶、屏幕保护膜及其他透明保护膜等是由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料制成的。

袋装食品及药品、清洁用品和沐浴产品的包装,购物袋,垃圾桶等一般由HDPE(高密度聚乙烯)制成。

一些廉价的人造革、脚垫、雨衣、塑料线管、水管、塑料开关、插座等的制造可使用PVC(聚氯乙烯)材料。

塑料薄膜及保鲜膜,纸做的牛奶盒、饮料盒等包装盒都用LDPE(低密度聚乙烯)作为内贴膜。此种材料多用于塑料膜,但不宜作为饮料容器。

其他日常用品,如包装、玩具、脸盆、水桶、衣架、水杯、瓶子、汽车保险杠等用PP(聚丙烯)制造,而纺成丝的PP被称为丙纶,在纺织品、无纺布、绳索、渔网等制品中很常见。

冰品容器、快餐盒、透明制品、泡沫塑料、CD盒、水杯、快餐盒、保温隔热材料层等制品由PS(聚苯乙烯)制成。

还有PC(聚碳酸酯)在生活中常用于透明水杯、奶瓶、饮水桶、CD基材、镜片和灯罩等的制作。1.1.2 成型方法分析

随着我国塑料应用的不断扩大,塑料成型工艺正向着高速、高效、自动化、精密化的方向发展,相继产生了注浆成型、模压成型、注射成型、挤出成型、吹塑成型等成型加工方法。1.1.2.1 模压成型

将塑料原料直接加在敞开的模具型腔内,再将模具闭合,塑料在热和压力作用下成为流动状态并充满型腔,然后由于化学或物理变化,使塑料原料硬化成型,这种成型方法叫模压成型。1.1.2.2 注射成型

将塑料加入加热的注射机料筒内,塑料受热熔融后,在注射机螺杆或活塞的作用下,经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料在模具型腔内固化定型,此过程称为注射成型。1.1.2.3 传递成型

将塑料原料加入预热的加料室,然后通过压柱向塑料施加压力,塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统进入型腔,逐渐硬化成型,这种塑料成型方法称作传递成型。1.1.2.4 挤出成型

在挤出机螺杆的推动下,使黏流状态的塑料在高温高压下通过具有特定断面形状的机头与口模,然后连续进入温度较低的定型模,塑料在定型模中固化,生产出具有所需断面形状的连续型材,该成型方法称作挤出成型。1.1.2.5 吹塑成型

将挤出或注射成型的处于塑化状态的管状坯料,趁热放到模具型腔内,立即在管状坯料中心通以压缩空气,使管坯膨胀而紧贴于模具型腔上,冷却后即可得中空制品。1.1.2.6 热成型

热(真空或压缩空气)成型是将预先制成的塑料片加热软化后,将其周边紧压在模具周边上,然后在模具边抽真空或在其反面充以压缩空气,使塑料片发生塑性变形而紧贴在模具上,冷却定型后即得制品。1.1.3 不同成型方法对应塑料制品比较

对于不同的成型方法,其制品的性能及适用场合也有所不同。以下为各种成型方法得到的制品优缺点、应用场合。1.1.3.1 模压成型(1)制品优点

制品内应力小,收缩率较小,变形小,各向性能比较均匀。(2)制品缺陷

①生产周期长。

②制品常有较厚的溢边,且因溢边厚度波动,影响制品高度尺寸的准确性。

③压模操作中受到冲击振动较大,易磨损变形,使用寿命较短,一般仅20万~30万次。

④模具内细长的成型杆和制品上细薄的嵌件,在模压时均易弯曲变形。(3)适用场合

①主要用于成型热固性塑料制品,也可成型热塑性塑料制品。

②生产平整度和光学性能好的大型制品。

③容易成型的大中型制品。1.1.3.2 注射成型(1)制品优点

花色品种多,形状可以由简到繁,尺寸可以由大到小,而且制品尺寸精确,产品易更新换代,能生产形状复杂的制件。(2)制品缺陷

①外观缺陷:银纹变色、熔接痕。

②工艺问题:飞边、缩水、缺胶。

③性能问题:翘曲、脆化。(3)适用场合

①适用于热塑性塑料。

②适用于大量生产或形状复杂的产品等成型加工领域。1.1.3.3 传递成型(1)制品优点

①制品废边少,可减少后加工量。

②能模塑带有精细或易碎嵌件和穿孔的制品,并且能保持嵌件和孔眼位置的准确。

③制品性能均匀,制品尺寸稳定性高,尺寸准确,质量高。(2)制品缺陷

①纤维增强塑料因纤维定向而产生各向异性。

②围绕在嵌件四周的塑料,有时会因熔接不牢而使制品的强度降低。(3)适用场合

可制造外形复杂、薄壁或壁厚变化较大的并带有精细嵌件的制品。1.1.3.4 挤出成型(1)制品优点

①制品外形简单,是断面形状不变的连续型材。

②制品质量均匀密实,各向异性小,尺寸准确性较好。(2)制品缺陷

产生离模膨胀现象使挤出物尺寸、形状发生改变,产生卷绕。(3)适用场合

主要用于管、筒、棒、膜、片、异型材及电线的制成。1.1.3.5 吹塑成型(1)制品优点

①制品质量轻、强度高、密封性好、不易破损、耐水防潮、耐腐蚀、阻隔性好。

②制品没有拼合缝,容器的颈部和螺纹尺寸精度高。(2)制品缺陷

收缩范围及收缩值大,易发生缩孔、凹痕、变形。

当模具温度偏低时,透明性好,强度增加,但应力也增大,制品易变形。(3)适用场合

适合成型广口容器和简单的小型容器,但不适合生产大型容器和形状复杂的容器。1.1.3.6 热成型(1)制品优点

产品应用范围广,成型制品规格范围宽。(2)制品缺陷

生产中切下的边角废料较多,成型制品的结构一般较简单。(3)适用场合

不能制造结构复杂的带有侧凹、侧孔的塑件,一般只能生产敞口的容器形制件。1.1.4 知识点连接

一些塑料的性能和应用可参见表1-1~表1-21。表1-1 ABS塑料的性能及应用表1-2 PS塑料的性能及应用表1-3 PMMA塑料的性能及应用表1-4 POM塑料的性能及应用表1-5 PP塑料的性能及应用表1-6 PE塑料的性能及应用表1-7 PVC塑料的性能及应用表1-8 PA塑料的性能及应用表1-9 PC塑料的性能及应用表1-10 PPO塑料的性能及应用表1-11 PSU塑料的性能及应用表1-12 PTFE塑料的性能及应用表1-13 ASA塑料的性能及应用表1-14 PPS塑料的性能及应用表1-15 ETFE塑料的性能及应用表1-16 PFA塑料的性能及应用表1-17 PAR塑料的性能及应用表1-18 酚醛塑料的性能及应用表1-19 氨基塑料的性能及应用表1-20 EP塑料的性能及应用表1-21 IS塑料的性能及应用1.2 实验简单注射模具拆装

模具拆装综合实践是模具设计与制造专业的学生在学习模具结构设计知识之时,在教师的指导下,对生产中使用的注射模具进行拆装、测绘、安装、调试的实践教学环节。通过对塑料模具的拆装实训,进一步掌握模具结构及工作原理、模具的零部件在模具中的作用及相互间的装配关系,还有模具的装配过程、安装及调试方法。1.2.1 实验目的及要求1.2.1.1 实验目的

①掌握注射模具的结构组成、拆卸过程和装配方法。

②明确注射模具的工作原理和动作过程。

③了解注射模成型部件、浇注系统、导向部分、分型抽芯机构、顶出装置、冷却加热装置、排气系统等的加工方法和加工工艺特点。

④提高学生空间想象能力、绘制模具草图能力和分析解决问题的能力。1.2.1.2 实验要求

要求复习有关理论知识,详细阅读本指导书,对实验报告所要求的内容在实验过程中作详细的记录。拆装实验时带齐绘图仪器和纸张。1.2.2 主要仪器、设备、材料1.2.2.1 主要仪器

内六角扳手、活动扳手、游标卡尺、钢板尺、螺钉旋具、铜棒(木榔头)。1.2.2.2 主要设备

注射模两副:模具Ⅰ;模具Ⅱ。1.2.2.3 主要材料

塑料成型模具教材、实验预习资料、实验分组表。1.2.3 实验步骤

①找出模具分型面,从分型面将模具打开。

②观察动、定模的结构及装配关系,确定动、定模的拆模顺序。

③分别将动、定模按一定的顺序拆开,并将拆出的零件按一定的顺序放置。

④分析模具的工作原理及动作过程,绘制模具结构草图。

⑤按拆模的相反顺序将动、定模分别装配起来,最后将动、定模合模。1.2.4 实验内容1.2.4.1 实验准备

①拆装的模具类型:塑料注射模。

②拆装的工具:游标卡尺、角尺、扳手、钳子、锤子、铜棒等常用钳工工具。

③小组人员分工:同组人员对拆卸、观察、测量、记录、绘图等分工负责。

④工具准备:领用并清点拆卸和测量所用的工具,了解工具的使用方法及使用要求,将工具摆放整齐。实验结束时按工具清单清点工具,并交指导教师验收。1.2.4.2 观察分析

接到具体要拆装的模具后,需对下述问题进行观察分析,并做好记录。(1)模具类型分析

对给定模具进行模具类型分析与确定。(2)塑件分析

根据模具分析确定被加工零件的几何形状及尺寸。(3)模具的工作原理

要求分析其浇注系统类型、分型面及分型方式、顶出方式等。(4)模具的零部件

模具各零部件的名称、功用、相互配合关系。(5)确定拆卸顺序

拆卸模具之前,应先分清可拆件和不可拆件,制定拆卸方案,提请指导老师审查同意后方可拆卸。

一般先将模具的动模和定模分开,分别将动、定模的紧固螺钉拧松,再打出销钉。用拆卸工具将模具各主要板块拆下,然后从定模板上拆下主浇注系统,从动模上拆下顶出系统,拆散顶出系统各零件,从固定板中压出型芯等零件,有侧向分型抽芯机构时,拆下侧向分型抽芯机构的各零件。具体针对各种模具须具体分析其结构特点,采用不同的拆卸方法和顺序。1.2.4.3 拆卸模具(1)按拟定的顺序进行模具拆装

要求体会拆卸联结件的用力情况,对所拆下的每一个零件进行观察、测量并记录。记录拆下零件的位置,按一定顺序摆放好,避免再组装时出现错误或漏装零件。(2)测绘主要零件

从模具中拆下的型芯、型腔等主要零件要进行测绘。要求测量尺寸,进行粗糙度估计,配合精度测估,画出零件图,并标注尺寸及公差(公差按要求估计)。(3)拆卸注意事项

准确使用拆卸工具和测量工具,拆卸配合件时要分别采用拍打、压出等不同方法对待不同的配合关系的零件。注意受力平衡,不可盲目用力敲打。不可拆的零件和不宜拆卸的零件不要拆卸,在拆卸过程中特别强调注意同学们的自身安全及不损坏模具及器械。1.2.4.4 组装模具(1)拟定装配顺序

以先拆的零件后装、后拆的零件先装为一般原则制定装配顺序。(2)按顺序装配模具

按拟定的装配顺序将全部模具零件装回原来的位置。注意正反方向,防止漏装。其他注意事项与拆卸模具相同。(3)装配后的检查

观察装配后的模具与拆卸前是否一致,检查是否有错装或漏装等。(4)绘制模具总装草图

绘制模具草图时在图上记录有关尺寸。

模具组装过程的三维图,依次如图1-7~图1-34所示。图1-7 动模底板图1-8 垫块图1-9 推板固定板图1-10 推杆、拉料杆、复位杆图1-11 推板图1-12 推出机构图1-13 并入推出机构图1-14 动模垫板图1-15 水嘴

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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