注塑模设计与生产应用

随着各种性能优越的工程塑料的不断开发，注塑工艺越来越多地用于制造领域成形各种性能要求的制品。注塑模具的设计质量、注塑机应用等直接影响成形制品的生产效率、质量及成本。
本书系统地介绍了塑料的性能与用途、塑料成形的基本原理、塑料制品的工艺性设计、注塑模的基本结构及其设计过程。在重点介绍注塑模设计的基础上，还对注射工艺及注塑机的使用作了介绍。为了使读者对注塑模具及相关内容有一个全面了解，本书还介绍了注塑模的安装、使用维修及成本估算的方法。此外对一些应用较广泛的注塑模新工艺和新技术也作了描述，如热流道技术、气体辅助成形、热固性塑料的注射成形及注塑模CAD/CAM/CAE等。最后还介绍了一些注塑模具的设计实例，可供广大读者参考。
本书理论联系实际，实用性强，突出了注塑工艺在注塑成形过程中的重要性，探讨了一些工艺问题，并对模具的使用、维护及成本核算进行了介绍，可使读者对注塑工艺和模具设计有较全面的认识。
本书由山东大学材料学院张国强编著，山东交通学院的吴承格老师参与了第8章、第15章的编写。感谢山东大学宋化远教授、王同海教授、郝滨海教授对本书编写工作的关心和大力支持，感谢材料学院研究生王岩山、申孝民、张磊的参与和帮助。
本书可供从事塑料成形工艺及模具设计、制造的工程技术人员和大中专院校的师生使用。
由于编者水平有限，书中缺点和错误在所难免，恳请广大读者批评指正。

本书系统地介绍了塑料的性能与用途、塑料制品的工艺性设计及应用。通过典型实例，重点介绍了注塑模设计，另外，对注射工艺及注塑机的使用，注塑模的安装、使用维修及成本估算作了一定的介绍，还简要介绍了其他一些先进的注塑成形方法及技术在注塑模中的应用。
本书理论联系实际，可供从事塑料成形工艺及模具设计、制造的工程技术人员、大中专院校的师生使用。

第1章绪论1
1.1塑料的由来1
1.2塑料的定义及组成1
1.3塑料的分类及性能2
131塑料的分类2
132塑料的性能2
133塑性塑料成形加工性能3
1.4塑料成形及其在塑料工业中的地位4
1.5注塑成形工艺相关概念4
1.6我国塑料模具工业现状及发展方向5
第2章塑料制品的工艺性结构7
2.1塑料的收缩7
2.1.1塑料的收缩率7
2.1.2影响塑料收缩率的主要因素8
2.1.3收缩率的选取原则9
2.2脱模斜度11
2.2.1斜度方向11
2.2.2脱模斜度的表示方法11
2.2.3影响脱模斜度的因素12
2.3成形工艺对塑料制品几何形状的要求12
2.3.1壁厚及壁厚均匀性12
2.3.2加强肋15
2.3.3支承面 （含凸台、 角撑）16
2.3.4圆角和沟槽16
2.3.5孔18
2.3.6螺纹18
2.3.7嵌件19
2.3.8凸凹纹21
2.3.9标志、 符号、 图案、 文字22
2.3.10挂模槽22
2.4其他工艺设计22
2.4.1流动长度 （流程） 和流动距离比22
2.4.2取向与结晶23
2.4.3内应力24
2.4.4尺寸和形状稳定性24
2.4.5熔合纹25
2.4.6外观质量和表面装饰25
2.5塑料制品的尺寸精度26
第3章注塑模结构与注塑成形工艺29
3.1分型面29
3.1.1分型面的形状和类型29
3.1.2分型面的选取原则29
3.2注塑模具结构及分类31
3.2.1注塑模的基本类型31
3.2.2注塑模结构分类32
3.2.3注塑模的典型结构35
3.3注塑机的组成与分类36
3.3.1注塑机的组成36
3.3.2注塑机的分类与技术参数37
3.4注塑模与注塑机的关系40
3.4.1注塑机主要工艺参数的校核40
3.4.2注塑机有关安装尺寸的校核41
3.4.3开模行程和顶出装置校核42
3.4.4注塑模的安装固定方法43
3.5注塑模型腔布局44
3.5.1型腔数目的确定44
3.5.2多型腔的排列45
3.6注塑成形工艺过程46
3.6.1完整的注塑成形过程46
3.6.2注塑成形工艺条件的选择与控制51
第4章浇注系统设计60
4.1浇注系统的特性60
4.1.1浇注系统的作用60
4.1.2浇注系统的组成60
4.2主流道设计61
4.3分流道设计62
4.4浇口的设计63
4.4.1浇口设计的内容63
4.4.2注塑模常用浇口形式及适用范围64
4.4.3浇口类型和开设位置的选择原则72
4.4.4浇注系统截面尺寸定量计算简易方法77
4.5冷料穴79
4.6型腔模具的浇注系统流动平衡80
第5章排气及引气系统82
5.1排气系统82
5.1.1排气系统的作用及气体的来源82
5.1.2排气系统的设计要点83
5.1.3设计实例83
5.2引气系统84
第6章侧向分型与轴芯机构85
6.1基本功能及动力来源85
6.2抽拔力和抽芯距85
6.2.1抽拔力85
6.2.2抽芯距86
6.3斜导柱侧向分型与抽芯机构86
6.3.1斜导柱抽芯机构86
6.3.2完成抽芯所需斜导柱的长度和开模距86
6.4压紧楔块设计88
6.4.1结构形式88
6.4.2楔角的选取88
6.5其他设计问题89
6.5.1滑块与侧型芯的连接89
6.5.2滑块导滑方法89
6.5.3滑块定位89
6.5.4滑块的尺寸比例91
6.5.5斜导柱机构的几种工作形式91
6.6斜滑块侧向分型与抽芯机构94
6.6.1工作形式94
6.6.2滑块拼合形式与配合间隙94
6.6.3模套的安装要求95
6.6.4斜滑块顶出行程和斜度95
6.6.5保证塑件留在动模一侧95
6.7推出抽芯机构96
6.7.1斜推杆推出抽芯96
6.7.2推杆平移式抽芯97
6.8弯销抽芯机构97
6.8.1弯销的固定方式97
6.8.2弯销抽芯的几种常用结构97
6.9斜滑槽抽芯机构98
6.10齿轮齿条抽芯机构99
6.11液压或气动侧抽芯机构100
6.12其他抽芯机构100
6.13抽芯力的确定100
6.14对抽芯机构有关零件的要求101
第7章推出脱模机构102
7.1对脱模机构的要求及其分类102
7.2简单推出机构103
7.2.1推杆脱模机构103
7.2.2推管脱模机构107
7.2.3推块脱模机构109
7.2.4推件板脱模机构109
7.2.5利用成形零件推出脱模机构111
7.2.6多元件联合推出脱模机构111
7.2.7气动推出脱模机构113
7.3二级脱模机构113
7.3.1摆块拉板式二级脱模机构114
7.3.2摆杆销钉式二级脱模机构114
7.3.3“八”字摆杆式二级脱模机构114
7.3.4推杆铰链式二级脱模机构115
7.4定模脱模和双脱模机构115
7.4.1定模脱模机构115
7.4.2双脱模机构116
7.5顺序脱模机构117
7.6浇注系统凝料脱出机构118
7.6.1单分型面模具浇注系统凝料的脱出118
7.6.2双分型面模具浇注系统凝料的脱出119
7.7脱模阻力计算121
7.8螺纹塑料件脱模机构设计122
7.8.1螺纹塑料件脱模对塑料件的要求122
7.8.2螺纹塑料件的脱模方式122
第8章注塑模成形零部件结构与设计126
8.1注塑模成形零部件结构126
8.1.1型腔的结构设计126
8.1.2型芯和成形杆的设计128
8.1.3螺纹成形零件129
8.2注塑模成形零件工作尺寸计算131
8.2.1工作尺寸的分类和规定131
8.2.2影响制品尺寸误差的因素及其控制132
8.2.3成形零件工作尺寸的计算方法135
8.2.4成形零件的力学计算146
第9章注塑模导向定位机构及其他部件设计148
9.1注塑模导向机构设计148
9.1.1导柱、导套导向机构148
9.1.2锥面对合导向机构153
9.2定位圈设计155
9.3其他结构零部件设计156
9.4常用模具材料158
9.4.1对钢材的要求158
9.4.2适用于塑料模具的钢材158
9.4.3钢材的合理选用159
9.5注塑模标准化及模架选用160
9.5.1模具标准化的重要性及现状160
9.5.2模架的设计161
9.5.3标准塑模模架161
第10章温度调节系统166
10.1注塑模的加热166
10.1.1注塑模的加热方法166
10.1.2加热功率的计算167
10.2注塑模的冷却168
10.2.1冷却系统的计算168
10.2.2冷却水道设计要点170
10.2.3冷却方法和冷却系统回路171
10.2.4冷却系统连接件、密封圈及密封形式175
10.2.5注塑模冷却系统设计实例176
第11章注塑模成形新技术177
11.1热塑性塑料的无流道注塑模177
11.1.1无流道注塑模的优点177
11.1.2无流道注塑模的主要类型178
11.2热固性塑料注塑模184
11.2.1热固性塑料注塑成形特点184
11.2.2热固性塑料注塑模设计要点187
11.3温流道注塑模192
11.4反应注射成形193
11.4.1反应注射成形过程及其特点193
11.4.2反应注射成形设备194
11.4.3模具设计的工艺要求与设计要点194
11.5共注射成形196
11.5.1双色注射法196
11.5.2双层注射法196
11.6气体辅助注射成形197
11.6.1气体辅助注射成形过程197
11.6.2气体辅助注射成形工艺分类198
11.6.3气体辅助注射成形设备200
11.6.4气体辅助注射成形技术的特点200
11.7CAD／CAM/CAE技术在注塑模中的应用201
11.7.1采用CAD／CAM/CAE技术的必要性201
11.7.2CAD／CAM/CAE技术的概念202
11.7.3计算机技术在注塑模中的应用领域203
11.7.4CAD的发展概况204
11.7.5CAE的发展概况204
11.7.6注塑模CAD／CAM／CAE技术的应用现状205
第12章注塑机操作及注射成形工艺常见质量问题207
12.1注塑机的操作207
12.1.1注塑机的动作程序207
12.1.2注塑工艺条件的控制209
12.1.3注塑机操作注意事项211
12.1.4注塑制品产生缺陷的原因及处理方法211
12.2常见质量问题及解决方法212
第13章注塑模设计步骤及试模和维修技术218
13.1注塑模设计步骤218
1311接受任务书218
1312收集、分析、消化原始资料218
1313确定成形方法219
1314选择成形设备219
1315具体结构方案219
1316绘制模具图219
13.2装模与试模222
13.2.1注塑机工作状态检查222
13.2.2模具安装222
13.2.3注塑模试注射226
13.3模具的修整230
13.3.1留模量的修整230
13.3.2模具结构设计及尺寸不合理的修整230
13.3.3制造精度不符合要求的修整231
13.3.4配套部分不完善的修整232
13.4总体评价232
13.4.1模具合格的条件232
13.4.2模具不合格的条件233
13.5模具验收233
13.5.1质量控制检查点233
13.5.2工序质量检查233
13.5.3制品检验234
13.5.4模具检验235
13.6模具使用、管理与维修237
13.6.1模具使用237
13.6.2模具管理240
13.6.3模具维修241
第14章注塑模设计实例246
14.1一般注塑模具246
14.2注塑模典型结构258
第15章模具成本的估算方法267
15.1价格影响因素267
15.2简易估算法268
15.2.1经验估算法268
15.2.2材料价格系数法269
15.2.3类比法269
15.3详细计算法269
15.3.1模具价格构成269
15.3.2模具价格计算方法270
15.3.3模具价格计算公式270
附录277
附录A 注塑模常用术语中英文对照277
附录B常用塑料中英文名词对照281
附录C注塑模零件常用材料及热处理283
附录D各种塑料的注射成形工艺参数 285
附录E部分国产SZ系列注塑机的主要技术参数287
参考文献290