塑料制品注射成型的工藝及設(shè)備教案

1、單元一：塑料制品注射成型的工藝及設(shè)備教學(xué)目標(biāo)（以能力描述的目標(biāo)）通過(guò)本單元的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備以下能力：1. 熟練查閱相關(guān)塑料的基本性能；2. 熟練查閱注塑機(jī)的基本參數(shù)；3. 熟練掌握注射模具與注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的選定；4. 熟練分析塑料制品結(jié)構(gòu)工藝性的狀況；5. 熟練掌握一些注塑過(guò)程的基本原理及工藝；重點(diǎn)與難點(diǎn)1. 塑料基礎(chǔ)知識(shí)； 2. 塑料注塑成型設(shè)備；3. 塑料成型設(shè)備和模具的關(guān)系；4. 塑料注塑成型工藝；5. 塑料制品的結(jié)構(gòu)工藝性；教學(xué)方法設(shè)計(jì)：講授法、引導(dǎo)文法、現(xiàn)場(chǎng)（示范）教學(xué)法、案例教學(xué)法等教學(xué)資源：多媒體、課件、投影儀、黑板、動(dòng)畫(huà)、塑料模具模型、注塑機(jī)學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)習(xí)成果：工藝及設(shè)備準(zhǔn)備

2、：能夠進(jìn)行模具初步的工藝設(shè)計(jì)課時(shí)分配：課堂教學(xué)環(huán)節(jié)課堂組織課前復(fù)習(xí)講解新課鞏固新課布置作業(yè)時(shí)間分配（分）授課班次：課程執(zhí)行情況：學(xué)習(xí)單元 塑料制品注射成型的工藝及設(shè)備（如果按照知識(shí)點(diǎn)編寫(xiě)教案，可以再加一級(jí)）單元任務(wù)：1、 制品的工藝性分析；2、 注塑機(jī)初步選型；3、查詢(xún)相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，計(jì)算部分設(shè)計(jì)參數(shù)；任務(wù)要求：大批量生產(chǎn)，材料：聚丙烯（PP），一模兩件學(xué)習(xí)成果：1、 分析塑料制品的工藝性；2、 初步選定注塑機(jī)；3、 查詢(xún)相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，計(jì)算部分設(shè)計(jì)參數(shù)；教學(xué)過(guò)程：項(xiàng)目學(xué)生工作內(nèi)容教學(xué)組織資訊明確模具設(shè)計(jì)工藝準(zhǔn)備的任務(wù)，分析設(shè)計(jì)準(zhǔn)備要求，查詢(xún)相關(guān)資料，準(zhǔn)備相關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)及標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。

3、1講授法引導(dǎo)行動(dòng)的知識(shí)指導(dǎo)學(xué)生制定注射模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)備的相關(guān)方案，并提出修改意見(jiàn)。布置任務(wù)，提出設(shè)計(jì)要求，安排學(xué)生分組，分配任務(wù)，進(jìn)行資料準(zhǔn)備，為學(xué)生講解相關(guān)知識(shí)，為學(xué)生提供咨詢(xún)服務(wù)。決策計(jì)劃根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，確定塑件設(shè)計(jì)工藝準(zhǔn)備需要明確的內(nèi)容，及各階段的檢驗(yàn)手段及方法。2學(xué)中做指導(dǎo)性的方法，教授解釋行動(dòng)的知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生的工作過(guò)程，幫助學(xué)生分析塑件結(jié)構(gòu)工藝是否合理，確定正確的模具參數(shù)和注塑設(shè)備等實(shí)施進(jìn)行設(shè)計(jì)準(zhǔn)備相關(guān)參數(shù)的確定,如塑料、注塑機(jī)及部分模具結(jié)構(gòu)參數(shù)。評(píng)價(jià)塑料制品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況，并提出建議。3任務(wù)設(shè)計(jì)教學(xué)法，教師指導(dǎo)，學(xué)生自主，在做中學(xué)中反思行動(dòng)的知識(shí)。對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，審查學(xué)生的

4、相關(guān)參數(shù)選擇。對(duì)容易出錯(cuò)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。檢查評(píng)價(jià)對(duì)完成的最終內(nèi)容進(jìn)行小組評(píng)價(jià)和老師評(píng)價(jià)。對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，組織學(xué)生進(jìn)行小組制件相互評(píng)價(jià)，形成評(píng)價(jià)意見(jiàn)及最終評(píng)價(jià)結(jié)果，并對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。教學(xué)資源：知識(shí)點(diǎn)教育屬性專(zhuān)業(yè)技術(shù)屬性媒體屬性名稱(chēng)格式名稱(chēng)格式名稱(chēng)格式塑料基礎(chǔ)知識(shí)1.教學(xué)課件、教案2.教學(xué)設(shè)計(jì)3.任務(wù)單、工作單4.考核評(píng)價(jià)單5.案例6.習(xí)題wordppt塑料原料實(shí)物塑料注塑成型設(shè)備注塑機(jī)注塑機(jī)的工作動(dòng)畫(huà)塑料成型設(shè)備圖動(dòng)畫(huà)圖片塑料注塑成型工藝工藝曲線圖圖片模具和注塑機(jī)的關(guān)系模具與注塑機(jī)的示意圖圖片塑料制品的結(jié)構(gòu)工藝性塑料制品實(shí)物塑料局部圖圖片板書(shū)設(shè)計(jì)：教學(xué)內(nèi)容教學(xué)組織與教學(xué)

5、方法以案例為載體介紹模具設(shè)計(jì)過(guò)程的工藝技術(shù)準(zhǔn)備。§ 零件名稱(chēng)：塑料相框§ 設(shè)計(jì)要求 生產(chǎn)批量：小批量 未注公差取MT3級(jí)精度 單分型面、側(cè)澆口、一模二腔、材料用ABS塑料相框零件圖任務(wù)：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝和設(shè)備準(zhǔn)備1、查閱相關(guān)的技術(shù)資料2、選擇合適的設(shè)備引導(dǎo)性教學(xué)一、塑料基礎(chǔ)知識(shí)1. 塑料的組成n 定義：塑料是以高分子合成樹(shù)脂為主要成分，加入各種能夠改善其加工及使用性能的添加劑，在一定溫度、壓力和時(shí)間下能夠制成規(guī)定形狀和尺寸且具有一定功能的材料。常見(jiàn)的添加劑：填充劑（填料）、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑。2.塑料的分類(lèi)塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料。n 熱塑性塑料：n 熱

6、固性塑料：3. 塑料的成型特性n 收縮性 n 流動(dòng)性n 結(jié)晶性n 吸濕性n 熱敏性n 應(yīng)力開(kāi)裂4.常見(jiàn)塑料的性能n 聚乙烯（PE)n 聚丙烯(PP)n 聚苯乙烯(PS)n 聚氯乙烯(PVC)n 丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）n 聚碳酸酯（PC）n 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）知識(shí)的應(yīng)用：1、通過(guò)接觸不同的塑料原料及塑料制品了解塑料二、塑料注塑成型設(shè)備塑料成型的方法很多，它主要包括注射成型、壓塑成型、擠塑成型、擠出成型、吹塑成型等方法，其對(duì)應(yīng)的成型設(shè)備也不一樣，下面介紹注塑成型的設(shè)備。1. 注塑成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)一臺(tái)通用移動(dòng)螺桿式注射機(jī)主要包括注射裝置、合模裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，

7、如圖1-1。圖1-1 移動(dòng)螺桿式注射機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖注射裝置：主要由塑化部件（螺桿、料筒、噴嘴及其加熱部件所組成）以及料斗、計(jì)量裝置、傳動(dòng)裝置、注射油缸等組成。其主要作用是將塑料原料均勻塑化，并以合適的壓力和速度將一定量的流體注射到模具型腔中。合模裝置：主要由固定模板、移動(dòng)模板、拉桿、合模油缸、連桿機(jī)構(gòu)、調(diào)模裝置、制品頂出裝置等組成。其主要作用是實(shí)現(xiàn)模具的開(kāi)、合模及制品頂出。液壓和電氣控制系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)由各種液壓元件和回路等組成。電氣控制系統(tǒng)由單片機(jī)、電器和儀表等組成。液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合對(duì)注射機(jī)提供動(dòng)力和實(shí)施控制，保證注射機(jī)按工藝要求（溫度、壓力、速度、時(shí)間等）和動(dòng)作順序準(zhǔn)確有效的工

8、作。2. 注塑成型設(shè)備的工作原理注射成型的工藝過(guò)程：先將塑料原料經(jīng)過(guò)料斗加入注射機(jī)料筒內(nèi)，由于料筒外面有電熱圈加熱而使塑料熔融，在注射機(jī)螺桿旋轉(zhuǎn)推進(jìn)的高壓下熔融塑料受到剪切和擠壓，進(jìn)一步“塑化”成為具有良好的流動(dòng)性與可塑性的塑料流體，然后在螺桿的推動(dòng)下經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具型腔，塑料流體充滿模腔后，繼續(xù)在高壓下于模腔中冷卻、固化、定型，最后，撤掉高壓，打開(kāi)模具，取出塑件。注射成型的工藝流程如下：從以上工藝流程可以看出，注射成型是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，完成注射成型需要經(jīng)過(guò)預(yù)塑、注射、冷卻定型三個(gè)階段。如圖1-2所示。圖1-2 注射成型工作循環(huán)預(yù)塑階段：螺桿開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，將后端從料斗來(lái)的塑料向螺桿前端輸送，塑料在高溫

9、和剪切力的作用下塑化均勻并逐步聚集在料筒的前部，當(dāng)熔融塑料越積越多時(shí)，壓力越來(lái)越大，最后克服螺桿背壓將螺桿逐步往后推，當(dāng)料筒前部的塑料達(dá)到所需的注射量時(shí)，螺桿停止后退和轉(zhuǎn)動(dòng)，預(yù)塑階段結(jié)束。注射階段：螺桿在注射油缸的作用下向前移動(dòng)，將儲(chǔ)存在料筒前部的塑料以多級(jí)速度和壓力向前推壓，經(jīng)過(guò)流道和澆口注入已閉合的模具型腔中。冷卻定型階段：塑料在模具型腔中經(jīng)過(guò)保壓，防止塑料倒流直到塑料固化，型腔中壓力消失，一個(gè)生產(chǎn)周期中，冷卻定型時(shí)間占的比例最大。3. 注塑成型設(shè)備的分類(lèi)l 按設(shè)備外形特征分類(lèi) 這是根據(jù)注塑裝置和合模裝置的相對(duì)位置進(jìn)行的分類(lèi)，據(jù)此注塑機(jī)分為臥式注塑機(jī)、立式注塑機(jī)和角式注塑機(jī)。臥式注塑機(jī)如圖

10、1-3所示，臥式注塑機(jī)是最常見(jiàn)的型式。其合模裝置和注塑裝置的軸線呈水平排列。它具有機(jī)身低，易于操作和維修，自動(dòng)化程度高，安裝較平穩(wěn) 等特點(diǎn)。目前大部分注塑機(jī)采用這種型式。圖1-3 臥式注塑機(jī) 圖1-4 立式注塑機(jī)立式注塑機(jī)如圖1-4所示，注塑機(jī)的合模裝置與注塑裝置的軸線呈垂直排列。角式注塑機(jī)如圖1-5所示，注塑裝置和合模裝置的軸線互成垂直排列。立式注塑機(jī)和角式注塑機(jī)適宜小型機(jī)。圖1-5 角式注塑機(jī)多工位注塑機(jī)多工位注塑機(jī)的特點(diǎn)是注塑裝置或合模裝置具有兩個(gè)以上的工作位置。分為單注塑頭多模位、多注塑頭單模位和多注塑頭多模位注塑機(jī)三種。如圖所示為單注塑頭多模位注塑機(jī)，圖所示為多注塑頭單模位注塑，圖所

11、示為多注塑頭多模位注塑機(jī)，這些注塑機(jī)，主要用來(lái)成型兩種以上顏色或物料的制品，可實(shí)現(xiàn)多模注塑，適應(yīng)大批量生產(chǎn)，能提高生產(chǎn)效率。l 按注塑機(jī)加工能力分類(lèi)注塑機(jī)加工能力主要由合模力和注塑量參數(shù)表示，國(guó)際上通用表示法是注塑量和合模力同時(shí)表示。因此按其加工能力可分超小型、小型、中型、大型和超大型注塑機(jī)，相應(yīng)的注塑量和合模力參見(jiàn)表1-1。表1-1 按注塑機(jī)加工能力范圍分類(lèi)類(lèi)型合模力，kN理論注塑容量，cm3超小型小 型中 型大 型超大型160以下16020002500400050001250016000以上16以下16630800315040001000016000以上A向圖1-6 單注塑頭多模注塑機(jī)12

12、7364581091112131415圖1-7 三注塑頭單模位注塑機(jī)定模定模座模具動(dòng)模座圖1-8 雙注塑頭兩模位水平旋轉(zhuǎn)注塑機(jī)4. 注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：表1-2 sz系列注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 知識(shí)的應(yīng)用：1、解釋現(xiàn)場(chǎng)注塑機(jī)的工作過(guò)程。2、熟悉注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的意義。三、塑料成型模具和注塑機(jī)的關(guān)系如圖所示，注塑模具的動(dòng)模板4與注塑機(jī)動(dòng)模座2用壓板螺釘相聯(lián)、定模板7與定模座8用螺釘與注塑機(jī)相聯(lián)，如圖圖1-9 注塑模具與注塑機(jī)的關(guān)系1. 最大注射量的校核l 理論注塑量 理論注塑量是指注塑機(jī)在對(duì)空注塑的條件下，注塑螺桿（或柱塞）作一次最大注塑行程時(shí)，注塑裝置所能達(dá)到的最大注出量。理論注塑量一般有

13、兩種表示方法：一種規(guī)定以注塑聚苯乙稀(PS)塑料（密度約為1g/cm3）的最大克數(shù)(單位g)為標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)之為理論注塑重量；另一種規(guī)定以注塑塑料的最大容積（單位cm3）為標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)之為理論注塑容量。l 實(shí)際注塑量（重量或容量）根椐實(shí)際情況，注塑機(jī)的實(shí)際注塑量是理論注塑量的80%左右。即有Ms=Ml （5-1）Vs=Vl （5-2）式中 Ml理論注塑重量（g）Vl理論注塑容量(cm3)Ms實(shí)際注塑重量(g)Vs實(shí)際注塑容量(cm3) 注塑系數(shù)，一般取值為0.8在注塑生產(chǎn)中，注塑機(jī)在每一個(gè)成型周期內(nèi)向模內(nèi)注入融熔塑料的體積或質(zhì)量稱(chēng)為塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必須小于或等于注塑機(jī)的實(shí)際注塑量。當(dāng)實(shí)際注

14、塑量以注塑容量Vs表示時(shí)，有：s= Vs（5-3）式中 s注塑密度為塑料的實(shí)際注塑重量(g)在塑化溫度和壓力下熔融塑料密度（g/cm3）（5-4）式中 注塑塑料在常溫下的密度（g/cm3） c 塑化溫度和壓力下塑料密度變化的校正系數(shù)，對(duì)結(jié)晶型塑料，c=0.85，對(duì)非結(jié)晶型塑料c=0.93。當(dāng)實(shí)際注塑量以注塑重量Ms表示時(shí)，有：s= Ms（）（5-5）式中聚苯乙烯在常溫下的密度(約為1g/cm3)所以，塑件注塑量M應(yīng)滿足下式：sM =nMz+Mj（5-6）式中 n型腔個(gè)數(shù)Mz每個(gè)塑件的重量（g）Mj澆注系統(tǒng)及飛邊的重量（g）2.合模力及注塑面積和型腔數(shù)的關(guān)系注塑時(shí)，螺桿作用于塑料熔體的壓力，在熔

15、料流經(jīng)機(jī)筒、噴嘴、模具的澆注系統(tǒng)后，在型腔中余下的壓力即為模腔壓力p（一般為2040 MPa），該壓力在型腔中產(chǎn)生一個(gè)使模具沿分型面脹開(kāi)的脹模力Fz ，該力的大小為：Fz（5-8）式中 塑件在模具分型面上的投影面積，即注塑面積塑件型腔在模具分型面上的投影面積澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積在注塑過(guò)程中，為使模具不被脹模力Fz脹開(kāi)，注塑機(jī)的合模裝置必須對(duì)模具施以足夠的夾緊力，即合模力。合模力的大小必須滿足下式：（5-9）2. 模具與注塑機(jī)裝模部分的校核n 澆口套（1）澆口套進(jìn)料口直徑，如圖1-10。. D = d + (0.5 1) mm.； d 注射機(jī)噴嘴口直徑（2）球面凹坑半徑R R = r

16、 + (0.5 1) mm； r 注射機(jī)噴嘴球頭半徑 圖1-10 澆口套n 定位圈d=d1d:模具定位圈的直徑d1 :注塑機(jī)定模座板孔的直徑n 最大最小模具厚度的校核注塑機(jī)模座間距是指注塑機(jī)動(dòng)模座和定模座之間的間距，是注塑機(jī)動(dòng)模座與定模座之間的最大間距；注塑機(jī)模座行程是指動(dòng)模座在開(kāi)閉模中實(shí)際移動(dòng)的距離，模具閉合高度是指模具合攏時(shí)的高度，如圖1-11所示。圖1-11 注塑機(jī)動(dòng)、定模座之間的間距模座行程 動(dòng)、定模座間的最大間距對(duì)于所選用的注塑機(jī)，模具的閉模高度必須滿足：（5-10）式中 注塑機(jī)允許的最小模具閉合高度，也是動(dòng)模座與定模座的最小間距 最大模具閉合高度 模具的實(shí)際閉合高度模座可調(diào)距離 實(shí)

17、際模座行程，對(duì)液壓式合模裝置可調(diào)，可調(diào)范圍。模座最大間距，對(duì)液壓-機(jī)械式合模裝置可調(diào)，可調(diào)范圍。n 注塑機(jī)模座尺寸及拉桿間距和模具尺寸的關(guān)系如圖1-12所示為注塑機(jī)模座外形尺寸和拉桿位置，注塑機(jī)模座尺寸為H×V，拉桿間距為H0×V0，它們是表示模具安裝面積的主要參數(shù)。注塑模具的最長(zhǎng)邊應(yīng)小于模座尺寸為H×V，最短邊小于拉桿間距H0×V0，如圖1-13所示。圖1-12 模具與注塑機(jī)模座尺寸關(guān)系模具外形圖1-13 模具外形尺寸與拉桿位置n 注塑機(jī)頂出裝置和注塑模具頂出機(jī)構(gòu)的關(guān)系注塑機(jī)頂出裝置的主要形式有機(jī)械頂出、液壓頂出和氣壓吹出。常用的是機(jī)械、液壓兩種。對(duì)機(jī)

18、械頂出裝置，注塑機(jī)頂出桿可放在動(dòng)模座的中心，也可放在動(dòng)模座的兩側(cè)；對(duì)液壓頂出裝置，頂出桿放在動(dòng)模座的中心部位，對(duì)機(jī)械液壓式的頂出裝置，一般機(jī)械頂出桿放在動(dòng)模座的兩側(cè)，液壓頂出桿放在動(dòng)模座的中心。氣壓吹出需要增設(shè)氣源和氣路，故少用。注塑機(jī)動(dòng)模座頂出桿大小、位置與模具頂出裝置相適應(yīng)，注塑機(jī)頂出裝置的頂出距離應(yīng)大于或等于塑件頂出距離，如圖1-14所示。5D圖1-14 模具開(kāi)模頂出情況1開(kāi)模前2開(kāi)模后4.開(kāi)模行程的校核對(duì)液壓式合模裝置，注塑機(jī)模座最大間距是個(gè)固定值，注塑機(jī)最大模座行程在范圍內(nèi)可調(diào)；對(duì)液壓機(jī)械式合模裝置，注塑機(jī)最大模座行程是個(gè)定值，模座最大間距在范圍內(nèi)可調(diào)。實(shí)際模座行程可分為下面幾種情況

19、計(jì)算：如圖1-15所示，對(duì)單分型面模具，實(shí)際模座行程可按下式計(jì)算：=（5-11）如圖1-16所示，對(duì)雙分型機(jī)模具，按下式計(jì)算實(shí)際模座行程：=（5-12）式中 塑件頂出距離 塑件高度a定模板與澆口板的距離模具閉合高度為時(shí)的最大模座行程圖1-15 單分型面注塑模模座行程圖1-16 雙分型面注塑模模座行程對(duì)帶有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的模具，分型抽芯動(dòng)作是由斜導(dǎo)柱完成的，這時(shí)模座行程計(jì)算還必須考慮分型機(jī)構(gòu)的抽拔距離，如圖1-17所示，當(dāng)，模座行程可由下式計(jì)算： （5-13） 當(dāng)仍按式（5-11）計(jì)算。當(dāng)抽芯機(jī)構(gòu)的形式發(fā)生變化時(shí)，上式不一定適用，應(yīng)根據(jù)具體情況決定之，詳見(jiàn)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)部分。其它形式的脫模機(jī)構(gòu)也

20、應(yīng)視具體情況來(lái)計(jì)算模座行程。注：“書(shū)表5-25-8中，注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)中的合模行程（或移模行程或開(kāi)模行程）是模座間距與模具最小閉合高度(或)之差，即模具閉合高度為（或）時(shí)的最大模座行程。He圖1-17 有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)模具模座行程知識(shí)的應(yīng)用：1、正確選擇模具與注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)。四、塑料注塑成型工藝1. 注塑成型工藝過(guò)程工藝過(guò)程如下：成型前的準(zhǔn)備 、注射過(guò)程 、塑件的后處理。n 成型前的準(zhǔn)備 （1）檢驗(yàn)原材料 樹(shù)脂外觀、工藝性能、干燥、著色等。 （2）檢驗(yàn)設(shè)備 清洗料筒等。 （3）嵌件處理 預(yù)熱 （4）脫模劑 （5）模具預(yù)熱n 注射過(guò)程 加料塑化 合模注射保壓倒流冷卻 開(kāi)模取制品n 塑件的后處理

21、 目的：改善和提高塑件的性能和尺寸穩(wěn)定性。 （1）退火處理：將塑件放在加熱介質(zhì)或烘箱中靜置一段時(shí)間，然后緩慢冷卻，以減少或消除內(nèi)應(yīng)力。溫度：使用溫度以上1020。 （2）調(diào)濕處理 在熱水中退火，達(dá)到吸濕平衡，使塑件顏色、性能、尺寸穩(wěn)定。 溫度：100121、時(shí)間：29h。2. 影響注塑成型工藝條件的主要因素影響注射成型的工藝參數(shù)的主要參數(shù)：溫度、壓力、時(shí)間、速度 n 溫度 （1）料筒溫度 （2）噴嘴溫度 （3）模具溫度 n 壓力 （1）塑化壓力（背壓） （2）注射壓力（3）保壓壓力n 時(shí)間： 注射時(shí)間 保壓時(shí)間 冷卻時(shí)間 其他時(shí)間（開(kāi)模取制品時(shí)間 、合模時(shí)間等）n 速度注射速度3. 注塑成型的

22、常見(jiàn)缺陷分析知識(shí)的應(yīng)用：1、能夠?qū)σ恍┧芰现破返暮?jiǎn)單缺陷進(jìn)行分析。五、塑料制品的結(jié)構(gòu)工藝性1. 塑件的尺寸、公差和表面質(zhì)量 n 影響塑料制品尺寸精度的因素l 模具因素模具各部分的制造精度是影響制品尺寸精度最重要的因素。此外，長(zhǎng)期使用后的模具往往由于成型壓力（如注射壓力、鎖模壓力等）等原因而產(chǎn)生變形或松動(dòng)，也是造成制品誤差的原因之一。模具的結(jié)構(gòu)也會(huì)影響塑件的尺寸精度，塑件上一些尺寸可以由模具尺寸直接控制，不受模具活動(dòng)部分影響，比如注射制品的橫向尺寸等，而另一些尺寸不能由模具直接決定，要受到模具活動(dòng)部分影響，比如位于開(kāi)模方向橫跨模具分型面的尺寸、側(cè)孔尺寸等。l 材料因素不同的塑料材料都有其固有的標(biāo)

23、準(zhǔn)收縮率，收縮率小的材料（如聚碳酸脂），產(chǎn)品的尺寸誤差范圍就很小，容易保證尺寸精度。同一種材料，生產(chǎn)批號(hào)不同，收縮率也會(huì)出現(xiàn)誤差，影響產(chǎn)品的尺寸精度。l 成型工藝相關(guān)的因素成型工藝條件（如溫度、壓力、時(shí)間、速度等）的變化直接造成材料收縮率的誤差，最終導(dǎo)致塑件尺寸精度誤差。鑒于以上的原因，我們應(yīng)該合理的確定塑件的尺寸精度，盡可能選用較低的精度等級(jí)，區(qū)別對(duì)待塑件上不同部位的尺寸，對(duì)于塑件圖上無(wú)公差要求的自由尺寸，建議采用標(biāo)準(zhǔn)中的7級(jí)精度等級(jí)。n 常用塑料的公差等級(jí)推薦值，見(jiàn)表1-3表1-3 塑料的公差等級(jí)推薦值類(lèi)別塑料名稱(chēng)（舉例）高精度一般精度低精度聚苯乙烯苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚體聚甲基丙稀酸

24、甲酯聚碳酸酯聚砜酚醛塑料粉、氨基塑料粉玻璃纖維增強(qiáng)塑料345聚酰膠6，66，610，9，1010氯化聚醚聚氯乙烯456聚甲醛聚丙烯高密度聚乙烯567聚氯乙烯（軟）低密度聚乙烯678n 不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差，見(jiàn)表1-4表1-4 受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差 精度等級(jí)基本尺寸(mm)1234567>03>3 6>613>1314>1418>1824>2430>3040>4050>5065>6580>80100>100120>120140>140160>160180>180200>2

25、00220>220250>250280>280315>315355>355400>400450>455000.070.080.100.110.120.130.140.160.180.200.230.260.290.320.360.400.440.480.520.560.600.660.720.780.860.100.120.140.160.180.220.260.240.260.300.340.360.420.460.500.540.600.660.720.780.840.921.001.131.200.130.150.180.200.220.240.

26、260.300.340.360.440.500.580.640.720.780.840.921.001.101.201.301.441.601.740.160.200.230.270.310.340.380.420.480.540.620.720.820.921.041.141.241.361.481.601.802.002.202.402.600.220.260.300.340.380.420.480.560.640.740.861.001.161.301.461.601.802.002.102.302.602.803.103.503.900.280.340.400.480.540.600.

27、720.800.941.101.281.481.721.962.202.402.602.943.203.503.804.304.765.305.800.380.480.580.680.780.881.081.0141.321.541.802.102.402.803.103.403.704.104.504.905.406.006.707.408.20n 受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差，見(jiàn)表1-5表1-5 受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差精度等級(jí)基本尺寸(mm) 1 2 3 4 5 6 7 >030.140.200.330.360.420.400.58 >360.160.220.350.40

28、0.460.540.68 >6100.200.240.380.430.500.600.78 >10140.210.260.400.470.540.680.88 >14180.220.280.420.500.580.740.98 >18240.230.300.440.440.620.801.08 >24300.240.320.460.580.680.901.20 >30400.260.340.500.620.761.001.34 >40500.280.360.540.680.841.141.52 >50650.300.400.580.740.941

29、.301.74 >65800.330.440.640.821.061.482.00>801000.360.480.700.921.201.682.30>1001200.390.520.781.021.361.922.60>1201400.420.560.841.121.502.163.00>1401600.460.600.921.341.662.403.30>1601800.500.640.981.341.802.603.60>1802000.540.701.041.442.002.803.90>2002250.580.761.121.562.2

30、03.144.30>2252500.620.821.201.682.303.404.70>2502800.660.881.301.802.503.705.10>2803150.700.941.402.802.804.005.60>3153550.761.021.502.203.004.506.20>3554000.821.101.642.403.304.906.90>4004500.881.201.802.603.705.507.60>4505000.961.301.942.804.106.008.40n 影響塑料制品表面質(zhì)量的因素l 模具的加工表面質(zhì)

31、量是影響塑件表面質(zhì)量的主要因素。一般模具的成型表面質(zhì)量比塑件的表面質(zhì)量高12個(gè)等級(jí)，透明塑件要求型芯和型腔的加工表面質(zhì)量相同。l 成型工藝條件有時(shí)也會(huì)對(duì)塑件表面質(zhì)量產(chǎn)生影響。比如，成型樹(shù)脂的溫度太低，可能使塑料熔體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振紋和流動(dòng)紋而最終導(dǎo)致塑件表面出現(xiàn)疵斑，因此，在實(shí)際操作時(shí)，也有通過(guò)樹(shù)脂的溫度和模具溫度來(lái)提高產(chǎn)品表面質(zhì)量的現(xiàn)象。2.脫模斜度設(shè)計(jì)原則：盡可能保證制品脫模后留在動(dòng)模，保證制品的表面質(zhì)量。產(chǎn)品的脫模斜度如圖1-18所示。圖1-18 常見(jiàn)塑料的脫模斜度，見(jiàn)表1-6表1-6 常見(jiàn)塑料的脫模斜度塑 料 品 種脫模斜度制品外表面制品內(nèi)表面PA（通用）20 4025 40PA（增強(qiáng)）2

32、0 5020 40PE20 4525 45PMMA30 5035 1°PC35 1°30 50PS35 1.35°30 1°ABS40 1.20°35 1°3. 壁厚l 盡可能小表1-7 常見(jiàn)熱塑性塑料制品的壁厚推薦值塑料制品材料最小壁厚小制品壁厚中等制品壁厚大制品壁厚尼龍0.450.761.52.43.2聚乙烯0.61.251.62.43.2聚苯乙烯0.751.251.63.25.4改性聚苯乙烯0.751.251.63.25.4有機(jī)玻璃0.81.52.246.5硬聚氯乙稀1.21.61.83.25.8聚丙烯0.851.451.752

33、.43.2氯化聚醚0.91.351.82.53.4聚碳酸酯0.951.82.334.5聚苯醚1.21.752.53.55.4醋酸纖維素0.71.251.93.24.8制品的壁厚太大，塑料在模具中需要冷卻的時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期也會(huì)延長(zhǎng)。制品的壁厚太薄，剛性差、不耐壓，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生損傷及變形，另外，壁厚太薄，模腔中流動(dòng)通道狹窄，流動(dòng)阻力加大，造成填充不滿，成型困難。壁厚與流程的關(guān)系見(jiàn)表1-8。 表1-8 壁厚（L）與流程（S）的關(guān)系塑 料 品 種計(jì) 算 公 式流動(dòng)性好（PE、PA等）流動(dòng)中等（PMMA、POM等）流動(dòng)性差（PC、PSU等）l 均勻制品的壁厚原則上要求一致，壁厚不均

34、勻，會(huì)造成成型時(shí)收縮不均勻，產(chǎn)生縮孔和內(nèi)部應(yīng)力，以致發(fā)生變形或者開(kāi)裂。圖1-19所示以掏空的方式達(dá)到壁厚均勻。圖1-20所示改善制品的壁厚設(shè)計(jì)。 圖1-19 壁厚設(shè)計(jì) 圖1-20 改善壁厚的設(shè)計(jì)圖1-21所示以掏空的方式盡量達(dá)到壁厚均勻，消除翹曲、凹痕和應(yīng)力。圖所示當(dāng)不同的壁厚無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)采用傾斜方式使壁厚逐漸變化，如圖1-22。a為不良設(shè)計(jì)，b為改進(jìn)設(shè)計(jì)。 圖1-21 防止變形的壁厚設(shè)計(jì) 圖 1-22 不同壁厚的設(shè)計(jì)4.加強(qiáng)筋與凸臺(tái)加強(qiáng)筋可定義為塑件上長(zhǎng)的突起物，它用來(lái)改善制品的強(qiáng)度和剛度。凸臺(tái)是塑件上用來(lái)增強(qiáng)孔或供裝配附件用的凸起部分，如圖1-23。圖1-23 加強(qiáng)筋與凸臺(tái)如圖1-24（

35、a）所示在長(zhǎng)形或深形箱體的轉(zhuǎn)角處設(shè)置加強(qiáng)筋，圖1-24（b）所示在側(cè)壁設(shè)置加強(qiáng)筋，能有效地克服翹曲變形現(xiàn)象。(a) (b)圖1-24 轉(zhuǎn)角處或側(cè)壁設(shè)置加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋還可起輔助澆道的作用，改善熔體的流動(dòng)充模狀態(tài)，圖1-25(a)所示制品強(qiáng)度低，易變形，成型充模困難，圖1-25(b)所示為改進(jìn)后的狀態(tài)。(a) (b)圖 1-25 加強(qiáng)筋改善流動(dòng)的設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋應(yīng)設(shè)計(jì)得矮一些、多一些為好，深而狹窄的溝槽會(huì)給模具加工帶來(lái)困難。高而厚會(huì)使加強(qiáng)筋所在處的壁厚不均，易形成縮孔和表面凹陷，圖1-26(a)所示虛線處成型會(huì)形成表面凹陷，為不良設(shè)計(jì)，圖1-26(b)為較好的設(shè)計(jì)。(a) (b)圖1-26 加強(qiáng)筋深淺設(shè)計(jì)

36、加強(qiáng)筋的方向應(yīng)與模壓方向或模具的開(kāi)模方向一致，便于脫模。另外還應(yīng)注意制品的收縮方向， 圖1-27(a)為利用加強(qiáng)筋阻止收縮變形的設(shè)計(jì)，圖1-27(b)為沿收縮方向的設(shè)計(jì)。(a) (b)圖1-27 加強(qiáng)筋的收縮方向圖1-28 支承面設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的端面應(yīng)低于塑料制品支承面0.51mm，圖1-28所示。加強(qiáng)筋的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)如圖1-29。 圖1-29 加強(qiáng)筋的尺寸設(shè)計(jì)凸臺(tái)一般位于有加強(qiáng)筋的部位或制品的邊緣。圖1-30(a)、(b)所示在筋上設(shè)置凸臺(tái)，圖1-30 (c)、(d)在制品的邊緣設(shè)置凸臺(tái)。凸臺(tái)處一般能承受較大的頂出力，有利于布置頂桿。 (a) (b) (c) (d)圖1-30 有加強(qiáng)筋時(shí)凸臺(tái)的位

37、置設(shè)計(jì)太接近制品的角落或側(cè)壁會(huì)增加模具制造的困難。如圖1-31所示， (a)圖為不好的設(shè)計(jì)，(b)圖為較好的設(shè)計(jì)。(a) (b)圖1-31 凸臺(tái)的位置設(shè)計(jì)凸臺(tái)處于平面或遠(yuǎn)離壁面時(shí)，應(yīng)用加強(qiáng)筋加強(qiáng)，提高其強(qiáng)度并使制品成型容易。圖1-32 (a)、(b)所示。安裝緊固凸臺(tái)時(shí)，臺(tái)階支承面不宜太小，在轉(zhuǎn)折處不要突然變化，應(yīng)當(dāng)平緩的過(guò)渡。圖1-32所示。(c)為不好的設(shè)計(jì)，(d)為較好的設(shè)計(jì)。(a) (b) (c) (d)圖1-32 凸臺(tái)處增設(shè)加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)凸臺(tái)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成圓形斷面，非圓形斷面會(huì)增加模具制造的困難。圖1-33所示。(a)為不好的設(shè)計(jì)，(b)為較好的設(shè)計(jì)。(a) (b)圖1-33 凸臺(tái)的形狀

38、設(shè)計(jì)5.圓角塑料制品的內(nèi)外表面的交接轉(zhuǎn)折處，均應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角，可以避免因尖角引起的應(yīng)力集中，改善制品的強(qiáng)度。圓角半徑尺寸如圖1-34所示。轉(zhuǎn)折處圓弧過(guò)渡可以減少塑料流動(dòng)的阻力，改善制品的外觀。圖1-35所示，（a）為不好的設(shè)計(jì)，（b）為較好的設(shè)計(jì)。 (a) (b)圖1-34 圓角半徑尺寸 圖1-35 轉(zhuǎn)折處圓弧過(guò)渡設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的頂端及根部等處也應(yīng)設(shè)計(jì)成圓弧。加強(qiáng)筋的高度與圓角半徑的關(guān)系如表1-9所示。表1-9 加強(qiáng)筋的圓角半徑值筋的高度6.56.5131319>19圓角半徑0.81.51.53.02.55.036.56.孔基于各種裝配、通風(fēng)、修飾等目的，塑件上常常需要設(shè)計(jì)孔，制品上的孔有通孔

39、、盲孔、臺(tái)階孔、異形孔、斜孔等，如圖1-36所示。圖1-36 塑件上的孔一般來(lái)說(shuō)，孔的收縮率比其它部位的收縮率要大得多，因此，要設(shè)計(jì)脫模斜度，并充分考慮收縮量。與開(kāi)模方向平行的孔如圖1-37(a)所示，孔的方向與開(kāi)模方向平行，便于加工。b)所示，孔的方向與開(kāi)模方向垂直，模具需要有側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)，加工較為困難， (c)所示，孔的方向與開(kāi)模方向既不平行，又不垂直，加工最困難。 (a) (b) (c)圖1-36 塑件上的孔通孔的成型型芯一端固定時(shí)，在孔的頂部有水平方向的毛刺，如圖1-37 (a)所示。一端固定，另一端有支承時(shí)，在孔的頂部沿孔的方向會(huì)出現(xiàn)毛刺，但成型型芯變形較小。如圖1-37 (b)所示

40、。(a) (b)圖1-37 一端固定的通孔的成型用兩個(gè)型芯對(duì)接也是一種方法，如圖1-38(a)所示。在對(duì)接處有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)毛刺，并且可能出現(xiàn)兩端孔不同軸，在用螺釘連接裝配時(shí)出現(xiàn)困難，最好使兩個(gè)型芯直徑有所差異。如圖1-38(b)所示。(a) (b)圖1-38 一端固定的通孔的成型與開(kāi)模方向不平行的孔當(dāng)塑件上需要設(shè)計(jì)與開(kāi)模方向不平行的孔時(shí)，在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能對(duì)孔的結(jié)構(gòu)作一些改進(jìn)，避免側(cè)面抽芯結(jié)構(gòu)。圖1-39(a)所示，通過(guò)型芯和型腔的巧妙組合避免側(cè)面抽芯結(jié)構(gòu)。圖1-39(b)所示，通過(guò)將側(cè)孔延伸至頂部避免側(cè)面抽芯結(jié)構(gòu)。 (a) (b)圖1-39 避免側(cè)面抽芯的設(shè)計(jì)鉆孔與攻螺紋 當(dāng)塑件

41、上的小孔太深，用型芯成型困難時(shí)，應(yīng)采取塑件先成型再鉆孔加工的辦法，這種方法有時(shí)可能比型芯成型更經(jīng)濟(jì)。先成型再鉆孔加工的孔應(yīng)在塑件上成型加工出鉆孔的凹痕，如圖1-40(a)所示。 (a) (b) 圖1-40 鉆孔前的預(yù)孔成型成型預(yù)孔時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)意想不到的熔接痕，如圖1-40(b)所示。此時(shí)應(yīng)將預(yù)孔的深度加到孔深的2/3。成型后需要扳螺紋或使用自攻螺釘?shù)目?，?yīng)在孔的入口端有一引導(dǎo)錐度。如圖1-41所示。(a)所示為不好的設(shè)計(jì)，(b)為正確的設(shè)計(jì)。(a) (b) 圖1-41 自攻螺釘孔的設(shè)計(jì)7.螺紋塑料螺紋的強(qiáng)度比鋼制螺紋的強(qiáng)度大約小510倍，而且螺牙的正確性較差。塑件上的螺紋應(yīng)選用螺牙尺寸較大者

42、，螺牙過(guò)細(xì)會(huì)影響使用強(qiáng)度。內(nèi)螺紋通過(guò)一個(gè)金屬的螺紋型芯來(lái)成型，如圖1-42所示。外螺紋通過(guò)一個(gè)瓣合模來(lái)成型。如圖1-43所示。 圖1-42 內(nèi)螺紋孔的成型 圖1-43 外螺紋孔的成型 外螺紋直徑不小于4 mm，內(nèi)螺紋直徑不小于2mm。螺紋過(guò)長(zhǎng)時(shí)，螺距因收縮而不等，引起裝配困難，螺紋長(zhǎng)度不大于其直徑的1.52倍。不能使螺紋延伸到制品的表面，否則會(huì)出現(xiàn)毛刺和銳邊，至少留有0.20.8mm的平直部分。如圖1-44所示為內(nèi)螺紋正誤情況，如圖1-45所示為外螺紋正誤情況。(a) (b)圖1-44 內(nèi)螺紋正誤形狀(a) (b)圖1-45 外螺紋正誤形狀8.嵌件為了吸收制品所承受的集中載荷，便于制品裝配，經(jīng)

43、常采用金屬嵌件。有時(shí)為了導(dǎo)電、導(dǎo)磁或增加制品尺寸、形狀穩(wěn)定性的需要，也會(huì)在塑件中加入金屬嵌件。常見(jiàn)的金屬嵌件如圖1-46所示。 圖1-46 塑件中的金屬嵌件采用金屬嵌件時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。1、有嵌件的塑件生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，萬(wàn)不得已不采用嵌件。2、由于樹(shù)脂與金屬的膨脹系數(shù)不同，在樹(shù)脂與金屬零件的接合部附近會(huì)產(chǎn)生制品變形，往往會(huì)在嵌件的周?chē)霈F(xiàn)裂紋，因此，嵌件材料線膨脹系數(shù)應(yīng)與樹(shù)脂相近為宜, 嵌件的周?chē)乃芰蠎?yīng)該有一定的厚度，熱固性塑料可參考表1-10。表1-10 熱固性塑件嵌件與料厚的關(guān)系金屬嵌件直徑D周?chē)芰蠈禹敳克芰蠈幼钚『穸菴最小厚度H4以下1.50.84821.581232121642.

44、5162553熱固性塑料在壓縮成型時(shí)，嵌件的的長(zhǎng)度與其直徑的比值不要超過(guò)2倍，熱塑性塑料注射成型時(shí)，應(yīng)將大型嵌件預(yù)熱到接近塑料的溫度。3、考慮采用凹口、彎曲或滾花等方法防止金屬嵌件轉(zhuǎn)動(dòng)或者從塑件中脫落。如圖1-47所示，圖 (a)是切口、打孔、折彎等形式，圖(b)是采取加制菱形滾花等形式。 (a) (b)圖1-47 防止金屬嵌件轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式4、金屬嵌件在模具內(nèi)會(huì)受到高壓塑料的沖擊，有可能發(fā)生位移，同時(shí)塑料還可能擠入預(yù)留的孔或螺紋線中，因此，要可靠定位。如圖1-48所示。圖(a)是利用嵌件的光桿部分與模具配合來(lái)定位，但由于生產(chǎn)中的磨損，塑料很容易擠入預(yù)留的孔或螺紋線中，應(yīng)盡量避免采用。圖(b)比圖(a)的定位效果好，圖(c)的定位效果最好，因?yàn)榍都贤古_(tái)在高壓塑料的作用下起到密封圈的作用。(a) (b) (c)圖1-48 塑件中金屬嵌件的定位方法5、金屬嵌件設(shè)在離壁近的地方，會(huì)使模具上嵌件定位孔加工困難，且模具的強(qiáng)度會(huì)有影響，如圖1-49所示。當(dāng)在凸臺(tái)上設(shè)置嵌件時(shí)，應(yīng)考慮在凸臺(tái)側(cè)增加加強(qiáng)筋。如圖1-50所示。圖1-49 金屬嵌件離壁太近 圖1-50 在凸臺(tái)側(cè)增加加強(qiáng)筋9文字、圖案、標(biāo)記符號(hào)及表面裝飾花