塑料模具设计与制造 - 电子教案 - 图文

《塑料模具设计制造》电子教案 绪论

教学目的：1. 了解模具发展历史；2. 了解塑料模具设计与制造在国民经济中的地位和作用。3. 了解常用的塑料成型方法；4. 掌握模具与塑料模具的概念。

教学重点及难点：1．模具与塑料模具的概念；2．本课程的教育目标。

教学方法： 讨论与总结 授课时间：2课时 教学过程：

一、 塑料的成型原理：是指将配制好的塑料原料（粉料、粒料、溶液或分散体）在一定的工艺装备和工艺条件下塑制成所需形状、尺寸塑料制品的过程。

二、塑料成型方法：

1、注射成型：注射成型又称注射模塑或注塑成型，几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）及部分热固性塑料皆可经注射成型而获得各种形状的塑料制品，其应用覆盖了国民经济各个领域。

2、压缩成型：将粉状、粒状、纤维状或经预压的坯状塑料定量地加入处于成型温度下的模具型腔中，然后闭模及加压加热，塑料在型腔内受热受压，熔融塑化并向型腔各部位充填，待充分固化定型后，卸压启模即得模压制品

3、压注成型:

压注成型又称传递成型，它的原理是将热固性塑料置于高温的模具加料腔内，使其受热熔融塑化成粘流态，并在活塞的压力作用下，通过模具的浇注系统注射入闭合的模腔中；熔融塑料在此继续受热受压，经交联固化而定型；最后打开模具获得所需形状的制品。 4、挤出成型

挤出成型又称挤压成型，其成型原理是借助于转动的螺杆，将料斗中粒状或粉状的塑料送入加热料筒中，料筒内的塑料在受到料筒外的电加热和螺杆的剪切摩擦热的作用而逐渐熔融塑化成粘流态，与此同时，塑料还受到螺杆的搅拌而均匀分散，并不断推向前进；最后，塑化均匀的熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头2与口模3）并在定型、冷却、牵引和切断等一系列的辅助装置的作用下，成型为具有一定截面形状的连续型材，如管材、棒材、板材、片材、单丝、薄膜、电线电缆的包覆层及其它的异型材等。

5、中空成型

中空成型又称中空吹塑成型。中空成型的原理是先通过挤出或注塑的成型方法生产出高弹状态的塑料型坯，再把塑料型坯放入处于打开状态的瓣合式吹塑模具内，闭合模具，然后向型坯内吹入压缩空气，使高弹塑料型胀开并紧贴在模腔表壁，经冷却定型后，获得与模具型腔形状一致的中空制品。中空成型主要用于生产塑料瓶子、水壶、提桶、玩具等。

三、学习目的与要求： 1．了解模具发展历史；

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2．了解常用的塑料成型方法； 3．掌握模具与塑料模具的概念； 4．了解塑料成型技术的发展

四、塑料模塑成型及模具技术的发展动向

第一章 塑料成形基础

第一节 塑料的成分与特性

教学目的：1．掌握塑料的概念和常用塑料的使用性能； 教学重点：1. 塑料的概念、分类、成分和特性； 教学难点：1. 各种概念的理解； 教学方法： 讨论与总结 授课时间：2课时 教学过程：

塑料是以高分子聚合物为主要成分，经与不同的添加剂混炼而成的可塑成型的混合物，在加热、加压等条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。

一、 塑料的组成

塑料以合成树脂为主要成分，它由合成树脂和根据不同的需要而增添的不同添加剂所组成。

（1）合成树脂

合成树脂是塑料的基本成分，是人们模仿天然树脂的成分用化学方法人工制取得到的各种树脂。

（2）填充剂（又称填料）：

添加填充剂的目的是降低塑料中树脂的使用量，从而降低制品成本；其次是改善塑料的加工性能和使用性能，填充剂在塑料中的含量一般控制在40% 以下。 （3）增塑剂：

增塑剂的作用是提高塑料的可塑性和柔软性。 （4）增强剂

增强剂用于改善塑料制件的机械力学性能。但增强剂的使用会带来流动性的下降，恶化成型加工性，降低模具的寿命以及流动充型时会带来纤维状填料的定向问题。 （5）稳定剂

添加稳定剂的作用是提高塑料抵抗光、热、氧及霉菌等外界因素作用的能力，阻缓塑料在成型或使用过程中的变质。稳定剂的用量一般为塑料的0.3～0.5%。 （6）润滑剂

润滑剂对塑料的表面起润滑作用， （7）着色剂

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合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。在工业生产中常利用着色剂来增加塑料制品的色彩。

对着色剂的要求是：耐热、耐光，性能稳定，不分解、不变色、不与其它成分发生不良化学反应，易扩散，着色力强，与树脂有良好的相溶性，不发生析出现象。着色料添加量应＜2%。 （8）固化剂

在热固性塑料成型时，有时要加入一种可以使合成树脂完成交联反应而固化的物质。 9）其它辅助剂

根据塑料的成型特性与制品的使用要求，在塑料中添加的添加剂成分还有：阻燃剂、发泡剂、静电剂、导电剂、导磁剂、相容剂等。

二、塑料的性能

优点： 1) 密度小、质量轻

2）比强度高

按单位质量计算材料的抗拉强度称为比强度。 3) 绝缘性能好、介电损耗低 4) 化学稳定性高 5) 减振消音性能好 6) 减摩、耐磨性能好

缺点：制品的尺寸稳定性差、易老化、不易自行降解等。

第二节 塑料的分类

教学目的：1．掌握塑料常用的分类方法及塑料的类型。 教学重点：1. 塑料的类型及特点。 教学方法： 讨论与总结 授课时间：2课时

教学过程：

（1）按合成树脂的分子结构及其成型特性分类

1) 热塑性塑料 这类塑料的合成树脂都是线型或带有支链型结构的聚合物，在一定的温度下受热变软，成为可流动的熔体。在此状态下具有可塑性可塑制成型制品，冷却后保持既得的形状；如再加热，又可变软塑制成另一形状，如此可以反复进行。

2) 热固性塑料 这类塑料的合成树脂是带有体型网状结构的聚合物，在加热之初，因分子呈线型结构，具有可熔性和可塑性，可塑制成一定形状的制品，但当继续加热温度达到一定程度后，分子呈现网状结构，树脂变成了不熔的体型结构，此时即使再加热到接近分解的温度，也不再软化。

（2）按塑料的应用范围分类

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1) 通用塑料 指产量大、

成形性好、价格低、用途广，常作为非结构材料使用的塑料。

2) 工程塑料 指具有优良的力学性能和较宽温度范围内的尺寸稳定性，同时还具有耐磨、耐腐蚀、自润滑等综合性能，能在一定程度上代替金属作为工程结构材料使用的塑料。

3) 特殊塑料 指具有某些特殊性能的塑料，这类塑料通常有高的耐热性或高的电绝缘性及耐腐蚀性。

第三节 塑料的性能

教学目的：1、掌握热固性塑料和热塑性塑料的工艺性能；2．具备分析塑料产品的工艺

性，并在此基础上找出工艺难点，提出解决问题的方法的能力。

教学重点：1. 热固性塑料和热塑性塑料的工艺性能。 教学难点：1. 工艺性能中的固化特性和结晶性。 教学方法： 讨论与总结 授课时间：2课时 教学过程：

一、 塑料的成型收缩 （1）导致塑料成型收缩的因素

1) 塑料材料的热胀冷缩； 2)制品脱模后的弹性恢复；

3) 方向性收缩 成型时由于高分子聚合物沿料流方向取向，而导致制品呈现各向异性。沿料流方向收缩大，与料流垂直方向的收缩小。 （2）影响塑料成型收缩的因素

1) 塑料品种 2) 制品结构 3) 模具结构 4) 成型工艺 二、塑料的流动性

在塑料的模塑成型过程中，塑料熔体在一定的温度和压力下充填模具型腔的能力，称为塑料的流动性。

影响塑料流动性的因素主要有以下几方面： （1）塑料的品种 （2）成型工艺 （3）模具结构

三、塑料的相容性

相容性是指两种或两种以上不同品种的聚合物，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。塑料的相容性也称为共混性。

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