注塑成型新工艺新技术与注塑模具创新设计.pdf

注塑成型新工艺新技术与注塑模具创新设计实用手册第一卷主编：王天成世界知识音像出版社www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC注塑成型新工艺新技术与注塑模具创新设计实用手册第二卷主编：王天成世界知识音像出版社www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC注塑成型新工艺新技术与注塑模具创新设计实用手册第三卷主编：王天成世界知识音像出版社www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC注塑成型新工艺新技术与注塑模具创新设计实用手册第四卷主编：王天成世界知识音像出版社www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC编委会主编：王天成编委：王磊孙兴夏勇海马鸿亮赵刚胡建立张秋林刘光普宗新颖马欣王洋刘晓磊宋雪梅孙建国吴国志雷晓霞刘宇王维平梁春丽赵刚www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC注塑成型新工艺新技术与注塑模具创新设计实用手册主编：王天成出版：世界知识音像出版社开本：! # $%&$($)字数：% 千字印张：&*+,- ! . /%$0 . $%0 . !印数：$ . /% 册光盘定价：&1% 元（$234 手册四卷）www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在机械工业，汽车工业、家电行业、航空航天工业、生物领域及日用品的生产中都有广泛应用。市场对塑料制品的需求越来越大，各行各业都要求塑料加工企业有更新颖、更多样、质量更优异的塑料制品出现。注塑成型与其他成型方法相比，具有诸多优点。注塑成型制品具有形状复杂多样、尺寸精度高、表面光泽度好的特点，其塑件适用范围广，有良好的装配性与互换性。因此，注塑制品易于实行规范化、系列化、标准化。另外，注塑机操作简便易行、模具更换方便、生产周期短，注塑成型过程可完全自动化，加工生产效率高，经济效益好。因此，注塑成型已成为塑料成型最重要的成型方法之一。但由于注塑加工的原料种类多，注塑成型工艺的工艺参数变化大，注塑成型模具的结构方案千变万化，再加上传统的注塑模具设计多以人工经验为主，亟需一部反映注塑成型工艺新技术与模具创新设计的专业用书。为此，我们特促成本部书的问世。本书以实用为主线，以求新为特点，以质量为重点，从材料、工艺、模具、设备等方面全面介绍了注塑成型技术的理论与应用，深入浅出，语言精炼、图文并茂，可供以事塑料成型工艺及模具设计和制造的工程技术人员使用，也可供大中专院校相关专业的师生参考。本书编委会!# 年 $ 月www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC第一篇注塑常用原料第一章塑料概述（!）第一节塑料一般特性（!）第二节塑料的分类（）第三节塑料成型的工艺特性（#）一、热塑性塑料的工艺特性（$）二、热固性塑料的工艺特性（%&）第三节塑料的注塑成型（%）一、成型前对原料的预处理（%(）二、料筒的清洗（&)）三、模具的温度控制（&)）四、结晶性塑料（&%）第四节塑料的结构（&）第二章注塑常用树脂（&*）一、+,（聚乙烯）（&*）二、+（聚丙烯）（&）三、+-.（聚氯乙烯）（&#）四、+/（聚苯乙烯）（&$）五、01/（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物）（&(）六、+220（聚甲基丙烯酸甲酯）（!)）七、+.（聚碳酸酯）（!%）八、+32（聚甲醛）（!）%www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC九、!（聚苯醚）（#$）十、%!&（氯化聚醚）（#）十一、!(（聚苯硫醚）（#)）十二、!&*+（聚四氟乙烯）（#,）十三、!%&*+（聚三氟氯乙烯）（#-）十四、!.（聚酰亚胺）（#/）十五、!0（聚丁二烯）（$1）十六、!2（聚酰胺）（$1）十七、!*（酚醛树脂）（$3）十八、4!（不饱和聚酯）（$#）第三章注塑常用添加剂（$）第一节填充剂（$）第二节增塑剂（$)）第三节抗静电剂（$,）第四节润滑剂（$-）第五节着色剂（1）第六节光稳定剂（5）第七节抗氧剂（3）第八节热稳定剂（#）第九节阻燃剂（$）第十节固化剂（）第二篇注塑制品创新设计第一章注塑制品设计概述（/）第一节注塑料制品的设计原则（/）第二节注塑制品的设计方法（)5）第三节注塑制品的设计过程（)#）第四节注塑制品的设计步骤（)）第二章注塑制品的结构设计（),）第一节塑料制品的外观设计（),）一、注塑制品的细部设计（),）二、塑料制品表面整饰（-$）www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC第二节塑件的结构设计（!）一、塑件孔和凹凸设计（!）二、塑件螺纹的设计（#$%）三、嵌件模塑制品（#$&）第三节塑件组合设计（#）一、塑件的可拆联接（#）二、塑件焊接和粘接（#%&）三、塑件不可拆联接（#）第三章注塑制品的尺寸精度（#）第一节概述（#）第二节影响塑件尺寸精度的因素（#!）第三节塑件的尺寸公差（#($）第四章注塑成型基本参数及注塑机组成（#(）第一节注射部分主要性能参数（#(）一、注射量（#(）二、注射压力（#()）三、注射速率（#(!）四、注射功及注射功率（#*#）五、塑化能力与回复率（#*%）第二节合模力性能参数（#*(）第三节注塑工艺程序控制流程（#*）一、注塑机的组成（#*）二、注塑工艺周期与工作循环（#&*）三、精密注塑机的特点（#&!）第五章注射模设计及实例（#*）第一节注射模的基本结构及分类（#*）一、注射模的基本结构（#*）二、注射模的分类（#&）第二节注射模与注射机的关系（#!%）一、注射量的校核（#!%）二、锁模力的校核（#!）三、最大注射压力的校核（#!）四、注射机安装模具部分的尺寸校核（#!(）五、开模行程的校核（%$#）www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC六、顶出装置的校核（!#）第三节塑料制件在模具中的位置（!$）一、型腔数量及排列方式（!$）二、分型面的设计（!%）第四节浇注系统与排气系统（!&）一、普通浇注系统的设计（!&）二、模具的排气系统（!(）第五节热流道模具的设计（!&）第六节成形零件的设计（!$）一、成形零件应具备的性能（!$）二、成形零件的结构设计（!$）三、成形零件的工作尺寸设计（!&）四、模具型腔侧壁和底板厚度的计算（!#）第三篇注塑成型设备第一章注塑机概述（!$）第一节注塑机的历史发展（!$）第二节注塑机的型式与种类（!$!）一、注塑装置的型式（!$!）二、合模部件与注塑部件配置的型式（!$!）三、通用注塑机的型式与分类（!%$）第三节注塑机的技术条件、技术参数与常设装置（!%&）一、注塑机的出厂要求（!%&）二、注塑机的技术参数（!(）三、注塑机常设通用装置（!(!）四、注塑机专用装置（!($）第四节注塑机标准简介（!(%）一、注塑机机型标准（!(）二、合模部件参数（!()）三、注塑部分参数（!&!）四、注塑机的整机要求及检测（!&）五、主要零件的技术要求与检测（!&)）六、总装要求及检测（!&)）$www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC第五节注塑机的工作原理（!#）第二章注塑机的结构（!$）第一节合模部件的常见型式与结构（!$）一、合模机构常见型式（!$）二、有关合摸机构的某些概念性问题（!%&）三、调模装置（(）四、顶出装置（#(）五、合模机构安全保护装置（#）第二节注塑部件的常见型式及结构（#）一、注塑装置传动型式（#）二、塑化部件的基本型式及结构（#&）三、注塑喷嘴的基本型式及结构（）第三节注塑机的辅助系统（%）一、供料系统（%）二、干燥系统（$!）三、加料与混合系统（$）四、机械手的使用（$&）第四节注塑机的液压系统及其组成（$）一、概述（$）二、注塑机典型油路分析（)#）第五节注塑机常用液压元件（&#）一、泵、油马达（&#）二、阀类（&）三、液压附件（%#）第六节注塑机液压系统常见故障及其排除（%&）一、故障原因及排除方法（%&）二、注塑机的油路防漏措施（$(）第七节注塑机的继电控制系统（$(#）一、注塑机继电器线路分析（$(#）二、常见的路线故障及排除（$#(）第八节注塑机的自动控制与调节系统（$#）一、注塑机控制与调节的基本概念（$#）二、注塑参数的控制与调节（$!(）三、注塑机的压力、位移与扭矩的检测（$!&）四、注塑机的温度控制与调节（$）)www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC五、微处理机在注塑机上的应用（!）第三章注塑机的安装（!#）第一节注塑机的布局与基础（!$）第二节注塑机的吊装就位和安装调校（!%）第三节注塑机的电路安装（!&）第四节注塑机冷却水路安装（!&）第五节注塑机液压油的装卸（!&(）第六节注塑机的润滑油和润滑脂的装入（!&)）第七节注塑机的气路安装和氮气瓶更换（!&!）第八节注塑机的安全规程与安全装置（!&*）一、注塑机的安全操作规程（!&#）二、注塑机的安全装置（!&$）第四章注塑机的调试和操作（!*）第一节注塑机操作前的准备（!*）第二节日钢注塑机的操作准备（!*)）一、试验操作电机（!*)）二、检查加热器电路（!*!）三、检验安全装置的功能（!*$）四、检查急停开关的功能（!*%）五、检查安全防护罩的作用（!*%）六、储气罐安全检查（!#）第三节注塑机的操作（!#）一、注塑机调试步骤（!#(）二、注塑操作工的操作步骤（!#!）第四节注塑机响操作技术（!#*）一、亿利达注塑机的操作和使用（!#*）二、捷霸注塑机的操作和使用（!%)）三、震雄注塑机的操作和使用（&)!）四、继电器控制型注塑机的操作与使用（&#）五、程控器控制型注塑机的操作与使用（&*&）六、日钢注塑机的操作（&$*）第五章注塑机的维护和保养（*#）第一节注塑机的保养（*#）一、油压部分的保养（*#）*www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC二、电器部分的保养（!#）三、械部分的保养（!$）第二节常见故障的成因分析及解决方法（!%）第三节注塑机操作员、维修工的调校基本技能（!%&）一、注塑机操作员的职责范围（!%&）二、注塑机维修员的基本技能范围（!%）三、注塑机维修员应知应会内容（!%(）第四篇注塑成型模具创新设计第一章注塑模的分类（!&(）第一节绪论（!&(）一、塑料成型与注塑模具（!&(）二、注塑模具的发展趋势（!&#）第二节模具设计方法（!）一、模具设计的程序（!）二、分型面的选取原则（!）三、型腔的布局与标准模架选用（!）四、模具零件的分类编码（!)&）五、模具零件设计的标准化与图样布局（!)）六、成型尺寸计算（!*)）七、模具零件公差配合关系与表面粗糙度、尺寸标注（!*!）八、模具材料的选用（!*#）九、模具设计审核的内容与方法（!）第三节注塑模具的典型结构（!&）第四节注塑模的分类（!(）第二章注塑机和注塑模的关系（!(）第一节注塑机性能参数校核与型腔数量的确定（!(）第二节注塑量校核（!(*）第三节制品在水平分型面上的投影面积与合模力校核（!(*）第四节注塑压力校核（!(!）第五节模具厚度校核（!(!）第六节开模行程校核（!(）(www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC第七节推顶装置校核（!#）第八节模具在注塑机上的安装与固定尺寸校核（!$）第三章注塑模浇注系统设计（!%）第一节概述（!%）一、浇注系统的作用、分类和组成（!&）二、浇注系统的设计原则（!）第二节主流道设计（!）一、直浇口式主流道（!）二、横浇口式主流道（!($）第三节分流道设计（!()）一、直浇口式分流道（!()）二、横浇口式分流道（!(*）三、多型腔模具的浇注系统流动平衡（!(&）第四节冷料井与拉料杆合理匹配（!(）第五节流动比与流动面积比校核（#）第六节浇注系统断面尺寸定量计算简易方法（#)）一、方法依据（#%）二、计算方法（#%）第七节浇口设计（#&）一、作用和要求（#&）二、浇口形式（#&）三、浇口部位的选择（$*）第四章注塑模成型零部件设计（)$）第一节分型面的选择（)$）一、制品在模具中的位置（)$）二、分型面的形式（)%）三、分型面的选择（)%）第二节注塑模的排气（%$）一、概述（%$）二、设计要点（%$）三、排气槽截面尺寸计算（%)）第三节成型零部件的结构设计（%&）一、凹模结构设计（%!）二、凸模和型芯结构设计（%）www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC三、成型零件钢材选用（!#）第四节成型零部件工作尺寸计算（!$）第五节型腔壁厚计算（!%）一、型腔的强度及刚度要求（!%）二、型腔壁厚的计算（附带型芯、凸模的强度和刚度计算）（!&）第五章注塑模导向机构与定位机构（!&）第一节对合导向机构（!&）一、导柱对合导向机构（!&）二、锥面对合导向机构（!(）第二节动模支柱（!(）第三节支承块（!(!）第四节其他结构零件（!(!）一、推杆（!(!）二、复位杆（!(%）三、限位钉（!(%）四、模板（!）五、垫块（!#）六、推板（!)）七、支承柱（!）八、吊环螺钉（!&）九、冷却水管接头（!(）十、快速接头（!(）第五节标准模架（!）一、中小型模架（!*）二、大型模架（!*&）第六章注塑模脱模机构设计（!*）第一节概述（!*）一、顶出机构的驱动方式（!*）二、顶出机构的设计原则（!*%）第二节顶出力的计算（!%）第三节简单脱模机构（!%#）一、顶杆脱模机构（或推杆脱模机构）（!%#）二、推管脱模（!%&）三、推板脱模（!%(）%www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC四、推块机构（!#）五、拉板机构（!）六、气动顶出（#$）七、多种元件组合脱模（#$%）第四节二级脱模机构（#$&）一、斜楔滑块式单顶板二级脱模机构（#$&）二、 形限制架式单顶板二级脱模机构（#$&）三、八字摆杆式双顶板二级脱模机构（#$(）四、摆块拉板式二级脱模机构（#$!）五、浮动型芯二级脱模（#$!）六、弹开式二级脱模（#$#）七、斜楔拉钩式双顶板二级脱模机构（#$#）八、钢球式二级脱模机构（#$）九、滑块式超前二级脱模机构（#%)）十、阶梯形顶杆二级脱模机构（#%&）十一、连杆式二级脱模机构（#%*）第五节浇注系统凝料的脱出和自动坠落（#%+）一、普通浇注系统凝料脱出和自动坠落（#%+）二、点浇口凝料脱出和自动坠落（#%(）第六节定模脱模机构（#)$）一、链条牵引定模脱模结构（#)%）二、杠杆作用定模顶出机构（#)%）三、拉钩脱件板定模顶出机构（#)）四、弹簧脱件板定模顶出机构（#)&）第七节脱模元件尺寸校核和计算（#)*）一、顶杆直径校核（#)*）二、脱件板厚度计算（#)+）三、受剪圆柱销直径计算（#)#）第七章注塑模侧向分型与抽芯机构设计（#)）第一节概述（#)）一、抽拔力（#&$）二、抽芯距（#&)）第二节斜导柱抽芯机构（#&)）一、抽芯原理（#&）二、完成抽芯所需斜导柱长度和开模距（#&*）$%www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC三、设计要点（!#）四、压紧楔块设计（!$）五、斟导柱机构受力分析及斜导柱直径计算（!%&）六、结构形式（!%#）第三节弯销抽芯机构（!）第四节斜导槽分型与抽芯机构（!）第五节斜滑块抽芯机构（!()）第六节楔块分型机构（!(）第七节顶出抽芯机构（!(）一、斜顶杆顶出抽芯（!(）二、顶杆平移式抽芯（!(%）第八节液压或气压抽芯机构（!(）第九节手动分型抽芯机构（!(#）一、模内手动分型抽芯机构（!(#）二、模外手动分型抽芯机构（!($）第十节齿轮齿条抽芯机构（!#*）第十一节其他抽芯机构（!#&）一、斜导柱顶杆联合抽芯（!#&）二、顶出后侧向取件抽芯（!#&）三、压杆滚珠弹簧联合抽芯（!#&）第八章注塑模具温度调节系统（!#(）第一节概述（!#(）一、模具温度调节系统的功用（!#(）二、模具的冷却与加热（!#!）第二节模具冷却系统参数的计算（!#$）一、冷却时间的计算（!#$）二、冷却参数的计算（!)）第三节冷却系统设计（!）一、设计冷却系统的原则（!）二、冷却水道在模具中的位置（!%）三、模板冷却水道的设置（!）四、型芯冷却水道的设置（!$*）五、型腔冷却水道的设置（!$(）第四节加热系统设计（!$!）一、电加热（!$!）*www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC二、蒸汽或过热水加热（!#）三、煤气及天然气加热（!$）第五节模具温度控制器简介（!%）一、模具温度控制器的作用（!%）二、模具温度控制器的使用（!&）第九章模具零件设计的补充要点（!）第十章新型注塑模具设计（!(）第一节热固性塑注塑模设计（!(）一、概述（!(）二、模具设计要点（!&）三、浇注系统设计（!(%）第二节无流道注塑模设计（!#$）一、井式喷嘴热流道注塑模（!#)）二、多型腔热流道注塑模（!#&）三、热流道模具（!$）四、阀式浇口热流道模（!%#）五、内加热的热分流道模具（!%)）第三节反应成型注塑模（!%)）第四节结构泡沫注塑模（!%*）第五节装配注塑模（!)）第六节气体辅助模具设计及要求（!)#）一、气体辅助产品的优点（!)#）二、气体辅助注塑成型的工艺过程（!)%）三、气体辅助注塑模具的设计原则（!)!）四、气辅注塑加工的成本和效率（!*）五、气体辅助设备系统（!*）六、气体辅助注塑后成型分析在模具设计中的作用（!*(）第七节熔芯注塑模（!*%）第八节逆流注塑模（!*)）第九节双色注塑模（!*）第十一章注塑模具设计实例（!）第五篇注塑模具制造新技术第一章注塑模具的机械加工（(&）(www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC第一节注塑模具制造概述（!#）一、注塑模具的生产过程（!#）二、注塑模具的加工分析（!$）三、注塑模具的技术经济指标（!%）四、注塑模具的常用材料（!%&）第二节注塑模具的机械加工（!%）一、成型表面的机械加工（!%）二、成型表面的磨削加工（!(!）第二章注塑模具的特种加工（!(%）第一节电火花成型加工（!(%）第二节电火花线切割加工（!($）第三章注塑模具制造新技术（!&(）第一节注塑模的冷挤压成型（!&(）第二节注塑模的电铸成型（!&#）第三节拄塑模的超塑成型（!)!）第四章注塑模具的光整加工（!)%）第一节光整加工概述（!)%）第二节手工光整加工（!)(）第三节超声波抛光（!)#）第四节电解抛光（!)$）第五章注塑模具的装配新工艺（!#）第一节注塑模装配概述（!#）第二节注塑模装配的工艺方法（!#(）第三节注塑模组件的装配（!#&）第四节注塑模的总装配（!*）第六章注塑模具的保养与维护（!）第一节注射机选用（!）一、注射量校核（!）二、锁模力校核（!）三、射压力校核（!）四、开模距离与推出机构校核（!%）五、其他参数校核（!%）第二节模具安装与调整（!(）一、试模前的准备（!(）%!www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC二、模具安装与固定方法（!#）三、模具与注射机的调整（!$）第三节试模（!%）一、注射工艺参数选择（!&）二、试模方法（!）三、() 技术与试模（!*+）第四节试模缺陷、原因与对策（!*+）第五节模真验收（!*,）一、验收过程与验收质量控制（!*,）二、模具出厂验收内容（!*-）第六节模具保养与保管（!*#）一、模具保养（!*#）二、模具保管（!*%）第七节模具维修（!*%）一、模具修复手段（!*&）二、模具修复方法（!,+）第六篇注塑成型新工艺第一章注塑成型工艺的影响因素（!,+-）第一节温度（!,+-）第二节注射压力（!,+$）第三节时间（成型周期）（!,+%）第二章注塑成型制品的成型收缩（!,+&）第一节产生成型收缩的原因（!,+&）第二节成型收缩对质量的影响（!,+）第三节减小成型收缩的途径（!,+*）第四节成型收缩率的计算（!,+*）第三章常用塑料的注塑成型新工艺（!,!,）一、聚乙烯（!,!,）二、聚丙烯（!,!）三、聚苯乙烯（!,#）四、(./（!,-!）#!www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC五、聚甲基丙烯酸甲酯（!#$）六、硬聚氯乙烯（!%#）七、聚酰胺（!%&）八、聚甲醛（!）第七篇注塑成型质量控制第一章塑件质量检验（!$(）第一节塑件质量检验内容（!$(）第二节塑件质量标准（!$）第三节塑件质量检验方式（!$）第二章塑件缺陷产生的原因及对策（!)*）第一节充填不足（!)*）第二节翘曲变形（!)#）第三节熔接痕（!)(）第四节波流痕（!)$）第五节溢边（!)）第六节银丝纹（!&*）第七节色泽不均（!&!）第八节表面光泽不良（!&#）第九节脱模不良（!&%）第十节裂纹及破裂（!&$）第十一节糊斑（!&）第十二节尺寸不准（!#*!）第十三节气泡及暗泡（!#*%）第十四节表面混浊（!#*(）第十五节凹陷（!#*$）第十六节冷料僵块（!#*&）第十七节顶白（!#!*）第十八节白点（!#!）第十九节强度下降（!#!）(!www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC第八篇注塑模 !#$!%$!&第一章注塑模 !#!%!& 概述（()(*）第一节!#!%!& 的意义（()(*）第二节注塑模 !#!%!& 的系统配置（()(+）第三节注塑模 !#、!%、!& 的概念及特点（(),)）第四节注塑模 !#、!%、!& 的内容（(),-）第五节注塑模 !#、!%、!& 的软件功能（(),*）第六节几种商品化注塑模软件简介（(),+）第二章注塑模 !# 技术（(),）第一节注塑模 !# 的内容（(),）第二节注塑模 !# 中的数据处理（().）第三节注塑模 !# 软件的应用（()*）第三章注塑模 !% 技术（().*）第一节注塑模 !% 的内容（().+）第二节注塑模 !% 的应用（()-）第三节注塑模 !% 软件 /0 1234 的工程应用实例（()5(）第四章注塑模 !&（()*,）第一节注塑模生产加工的特点（()*)）第二节注塑模 !& 的构成（()*5）第三节!& 中的数控加工技术（()*）第四节!& 软件 &6789:!& 的应用（()+;）5(www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC注塑常用原料第一篇www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC第一章塑料概述第一节塑料一般特性塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力条件下具有流动性，可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状不发生变化。树脂分为天然树脂和合成树脂两大类型，塑料大多采用合成树脂。各种合成树脂都是人工将低分子化合物单体通过合成方法生产出的高分子化合物，它们的相对分子质量一般都大于 ! 万，有的甚至可以达到百万级，所以化学上也常将它们称为聚合物或高聚物。聚合物虽然是塑料中的主要成分，但是单纯的聚合物性能往往不能满足成型生产中的工艺要求和成型后的使用要求，欲要克服这一缺陷，必须在聚合物中添加一定数量的助剂，并通过这些助剂来改善聚合物的性能。例如，添加增塑剂可以改善聚合物的流动性能和成型性能；添加增强剂可以提高聚合物的强度等。因此，可以认为塑料是一种由聚合物和某些助剂结合而成的高分子化合物。作为日常用品，塑料的用途已经广为人知。但由于它们的一些特殊优点，塑料在工业中的应用也已经非常普遍，这些特殊优点主要有以下几个方面。! 密度小、质量轻塑料的密度约为 #$ % &()*+，但大多数都在 !# % !,()*+左右，其中聚 , - 甲基丁烯 - ! 的密度最小，大约 #.()*+，只相当于钢材密度的www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC!# 和铝材的 !$ 左右，如果采用发泡工艺生产泡沫塑料，则塑料的密度会更小，其数值可以小到 !# % !$&()*。塑料具有这样小的密度意味着在同样体积下，塑料制品要比金属制品轻得多。因此，若要减轻工业产品的重量，将金属制品改换成塑料制品是一个很重要的途径，即所谓的“以塑代钢” 。利用塑料减重的方法在汽车工业中应用得最多，这就是人们经常讲到的汽车塑料化问题。汽车塑料化的主要目的是减轻车重、降低油耗。据美国 +! 世纪 ,! 年代统计，汽车上采用塑料零件之后，平均每辆汽车可以减重 #,!-&，这样一来，每升汽油可使汽车多行驶 !.-)，美国每年将会因此节约 #.! 万桶汽油。事实上，在#/0$#/,$ 年的十年间，美国因减轻车重而节约的能耗价值已经高达 /! 亿美元。如此之大的经济效益，正在力促世界各国汽车工业采取各种方法和措施来加速汽车零件塑料化的发展步伐。除此之外，塑料零件在航空航天工业中应用也很多，例如，美国波音 0.0 客机有 +$! 个质量达 +!-& 的零部件是用塑料制造的，美国全塑火箭中所用的玻璃钢占总重量 ,!1。飞机和火箭使用塑料零件除了减重之外，还能满足其他一些特殊的性能要求。+ 比强度高按单位质量计算的强度称为比强度。由于塑料的密度小，所以其比强度比较高。若按比强度大小来评价材料的使用性能，则一些特殊的塑料品种将会名列前茅。例如，一般钢材的拉伸比强度约为 #2!345，而用玻璃纤维增强的塑料拉伸比强度可高达 #0! % .!345。* 绝缘性能好、介电损耗低金属导电是其原子结构中自由电子和离子作用的结果，而塑料原子内部一般都没有自由电子和离子，所以大多数塑料都具有良好的绝缘性能以及很低的介电损耗。因此，塑料是现代电工行业和电器行业不可缺少的原材料，许多电器用的插头、插座、开关、手柄等，都是用塑料制成的。. 化学稳定性高生产实践和科学试验已经表明，绝大多数塑料的化学稳定性都很高，它们对酸、碱和许多化学药物都具有良好的耐腐蚀能力。其中聚四氟乙烯塑料的化学稳定性最高，它的抗腐蚀能力比黄金还要好，可以承受“王水”的腐蚀，被称为“塑料王” 。由于塑料的化学稳定性高，所以它们在化学工业中应用很广泛，可以用来制作各种管道、密封件和换热器等。www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC! 减摩、耐磨性能好如果用塑料制作机械零件，并在摩擦磨损的工作条件下应用，那么大多数塑料都具有良好的减摩和耐磨性能。它们可以在水、油或带有腐蚀性的液体中工作，也可以在半干摩擦或者完全干摩擦的条件下工作，这是一般金属零件无法与其相比的。因此，现代工业中已有许多齿轮、轴承和密封圈等机械零件开始采用塑料制造，特别是对塑料配方进行特殊设计后，还可以使用塑料制造自润滑轴承。# 减震、隔音性能好塑料的减震和隔音性能来自于聚合物大分子的柔韧性和弹性。一般来讲，塑料的柔韧性要比金属大得多，所以当其遭到频繁的机械冲击和震动时，内部将产生粘性内耗。这种内耗可以把塑料从外部吸收进来的机械能量转换成内部热能，从而也就起到了吸震和减震的作用。塑料是现代工业中减震隔音性能极好的材料，不仅可以用于高速运转机械，而且还可以用作汽车中的一些结构零部件（如保险杠和内装饰板等） 。据报道，国外一些轿车已经开始采用碳纤维增强塑料制造板簧。除了上述几点之外，许多塑料还都具有透光和绝热性能，或可以与金属一样进行电镀、着色和焊接，从而使得塑料制品能够具有丰富的色彩和各种各样的结构形式。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射以及耐瞬时烧蚀等特殊性能。塑料虽然具有以上诸多优点和广泛用途，但它们还有一些比较严重的缺点至今未能克服，如不耐热、容易在阳光、大气、压力和某些介质作用下老化等。这些缺点的存在，严重地影响了塑料应用范围进一步扩大，使得塑料制品在许多领域还不能从根本上取代金属制品。例如，被称为耐高温塑料的聚酰亚胺和聚四氟乙烯等，能够连续工作的最高温度也只不过$!%&，这与许多金属材料是无法相比的。在成型加工生产中，塑料还具有加热时线膨胀系数大、冷却后成型收缩率大等工艺问题，这些问题常常使得塑料制品的精度不容易控制，因此从精度方面讲，塑料制品的使用范围也受到一定限制。换句话说就是，如果采用成型加工的方法生产塑料制品，要达到某一精度所遇到的加工难度要比金属制品成型时来得大。因此，在目前的塑料成型加工行业中，塑料制品的精度（即公差等级）有其自己单独的标准，一般都不套用金属制品的精度。!www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC第二节塑料的分类塑料有两个特点：一是在一定温度下具有可塑性；二是它的全部或主要成分都是高分子的合成树脂，合成树脂约占塑料总质量的 !# $ %#。塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，因此，塑料的组成可分为简单组分和复杂组分两类。简单组分的塑料，基本上是由合成树脂组成，其中仅加入少量辅助材料，这一类塑料主要有聚苯乙烯（&） 、聚乙烯（&(） 、聚甲基丙烯酸甲酯（&)*）等；也有的塑料除树脂外不加任何添加剂，如聚四氟乙烯（&+(） 。复杂组分的塑料，则由多种组分所组成，除树脂外，还加入填充剂、增塑剂、着色剂、稳定剂、润滑剂、促进剂等，这一类塑料主要有聚氯乙烯（&,-） 、酚醛塑料（&.）等。塑料是一个庞大的家族，分支多，分类方法也很多。最常用的分类方法是根据合成树脂在受热后所表现的性能不同来划分，一般分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。这两类塑料的性质是由其结构决定的，如果合成树脂分子结构是线型或支链型的，就属于热塑性塑料；若是网状的，就属于热固性塑料。线型或支链型大分子链比较容易活动，受热时分子间可以互相移动，具有较好的塑性，固化成型后如再加热又可变软，如此可反复进行多次，这种特性的树脂或塑料叫热塑性树脂或热塑性塑料。而网状结构的合成树脂，加热初期具有一定的可塑性，软化后可制成各种形状的制品，但是过一段时间，随着网状交联的逐渐形成，便会固化而失去塑性，冷却后再加热也不会再软化，再受高热即被分解破坏，这种特性的树脂或塑料叫做热固性树脂或称热固性塑料。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯（&） 、聚苯乙烯、聚氯乙烯、*/、有机玻璃（聚甲基丙烯酸酯） 、聚甲醛（&0)） 、聚酰胺（&*）（尼龙） 、聚碳酸酯（&-） 、苯乙烯丙烯腈（*1）等。这类塑料的优点是成型工艺简单，具有相当高的物理和力学性能，并能反复回炉，但缺点是耐热性和刚性较差。常见的热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂（(&） 、氨基树脂、醋酸树www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC脂、尿醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚氨基甲酸酯（!#）等。这类塑料的成型工艺比较麻烦，不利于连续生产和提高生产率，而且不能反复利用。但一般具有较高的耐热性和受压不易变形的特点。另外，若按塑料的用途分类，又可分为通用塑料和工程塑料两大类。通用塑料，一般指产量大、用途广、价格低廉的一类塑料，它包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛、氨基等六大品种。工程塑料，一般指机械强度高，可代替金属而用作工程材料的塑料，如制作机械零件、电子仪器仪表、设备结构件等。这类塑料包括聚苯醚（!$） 、%&、尼龙、聚甲醛、聚砜（!(） 、聚对二甲苯、聚酰亚胺（!)）等。通用塑料和工程塑料的划分范围并不很严格，如 %& 是一种主要的工程塑料，但由于其产量大，所以也可划人通用塑料；聚丙烯是典型的通用塑料，而增强的聚丙烯因其有工程塑料的某些特性，故可划人工程塑料的范围。工程塑料又可分为“通用工程塑料”和“特种工程塑料” 。一般把产量大的工程塑料称为“通用工程塑料” ，如尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、聚苯并噻唑（!&*）及其改性产品等，通常所说的工程塑料一般指这一部分。把生产数量少、价格昂贵、性能优异，可做结构材料或特殊用途的塑料称为“特种工程塑料” ，如聚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚砜、聚芳酯、热塑性氟塑料、芳香族聚酰胺、聚苯酯、聚四氟乙烯以及交联型聚氨基双马来酰亚胺、聚三嗪（&* 树脂） 、交联型聚酰亚胺酰亚胺、耐热环氧等。第三节塑料成型的工艺特性塑料的成型工艺特性是塑料在成型加工过程中所表现出来的特有性质，模具设计者必须对塑料的成型工艺特性有充分的了解。下面就热塑性塑料与热固性塑料的工艺特性分别进行讨论。+www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC一、热塑性塑料的工艺特性! 收缩性塑件从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会发生收缩变化，这种性质称为收缩性。收缩性的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。由于成型模具与塑料的线膨胀系数不同，收缩率分为实际收缩率和计算收缩率两种，其计算公式如下：!#$ % #& !(（! % ! % !）!)$ % #& !(（! % ! % *）式中 !# 实际收缩率（(） ；!) 计算收缩率（(） ； 模具或塑件在成型温度时的尺寸（+） ；# 塑件在室温时的尺寸（+） ；$ 模具在室温时的尺寸（+） 。实际收缩率表示塑件实际所发生的收缩。因成型温度下的塑件尺寸不便测量，以及实际收缩率和计算收缩率相差很小，所以生产中常采用计算收缩率。但在大型、精密模具成型零件尺寸计算时则应采用实际收缩率。引起塑件收缩的原因除了热胀冷缩、脱模时的弹性恢复及塑性变形外，还与注塑成型时的许多工艺条件及模具因素有关。此外，塑件脱模后残余应力的缓慢释放和必要的后处理工艺也会使塑件产生后收缩。影响塑件成型收缩的因素主要有：!）塑料品种。塑料品种不同，其收缩率也各不相同。同种塑料由于其各种组分的比例不同，分于量大小不同，收缩率也不相同。例如，树脂的相对分子质量高，填料为有机填料，树脂含量较多，则该类塑料的收缩率就大。*）塑件结构。塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件、嵌件数量及其分布对收缩率的大小都有很大的影响。一般来说，塑件的形状复杂、尺寸较小、壁薄、有嵌件、嵌件数量多且对称分布，其收缩率较小。,www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC!）模具结构。模具的分型面、浇口形式及尺寸等因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。采用直接浇口或大截面的浇口，可减少收缩，但各向异性大，沿料流方向收缩小，沿垂直料流方向收缩大；反之，当浇口的厚度较小时，浇口部分会过早凝结硬化，型腔内的塑料收缩后得不到及时补充，收缩较大。点浇口凝封快，在制件条件允许的情况下，可设多点浇口，可有效地延长保压时间和增大型腔压力，使收缩率减少。）成型工艺条件。模具温度高，熔料冷却慢，则密度高，收缩大。尤其是对于结晶型塑料，因其结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模具温度分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影响到各部位收缩率及方向性。此外，成型压力及保压时间对收缩也有较大的影响。压力高、时间长的收缩小，但方向性大；注塑压力高、熔料粘度小、层间切应力小和脱模后弹性恢复大的，收缩可相应减少；料温高的，则收缩大，但方向性小。因此，在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等因素，也可适当地改变塑件收缩情况。由于影响塑料收缩率变化的因素很多，而且相当复杂，所以收缩率是在一定范围内变化的。在模具设计时应根据以上因素综合考虑选取塑料的收缩率。#$ 流动性塑料在一定的温度、压力作用下充填模具型腔的能力，称为塑料的流动性。塑料的流动性差，就不容易充满型腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷，因此需要较大的成型压力才