塑料橡胶材料塑料制件科研训练论文

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1、（塑料橡胶材料） 塑料制件 科研训练论文 （塑料橡胶材料） 塑料制件 科研训练论文 目录 绪 论 2 第壹章高聚物简介 3 1.1 高聚物的分类 3 1.2 高聚物的应用 3 第二章 塑料成型方法 5 2.1 塑料成型方法介绍 5 2.2 注射成型工艺过程 5 第三章 成型模具介绍 7 3.1 注射成型模具基本结构 7 3.2 注射成型模具分类 7 第四章 塑件工艺性分析 9 4.1 分析塑件的结构工艺性 9 4.2 注射机的选择 9 第五章 塑料垫片塑料制件注塑模具设计方案 10 5.1 设计原始材料 10 5.2 模具结构设计 10 5.2.1 确定型腔数目 n10 5.2.2 确定分型面

2、 10 5.2.3 确定型腔的位置 11 5.2.4 确定浇注系统 12 5.2.5 确定脱模方式 13 5.2.6 冷却水道和导向结构的布置 13 5.2.7 确定凹模和凸模的结构及固定方式 14 5.2.8 确定排气方式 14 5.2.9 绘制模具的结构草图 14 5.2.10 校核模具和注射机有关的尺寸 14 5.2.11 其他模具尺寸的计算 15 5.3 绘制模具图 15 第六章 结 论 16 参考文献 17 绪论 随着中国当前的经济形势的日趋好转，在实现中华民族的伟大复兴口号的倡 引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量壹个国家制造业水 平的重要标志之壹，模具工业能促进

3、工业产品生产的发展和质量提高，且能获得 极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。 整体来见，中国塑料模具无论是在数量上，仍是在质量、技术和能力等方面 都有了很大进步，但和国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。 壹些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供 不应求的同时，壹些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，仍有壹些技术含 量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 加入 WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于 中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价 格的 1/51/3，加入 WTO 后，

4、国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具 的出口量则加大；在高精模具方面，加入 WTO 前本来就主要依靠进口，加入 WTO 后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时仍促使更多外资来中国建 厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推 动作用。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长 寿命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加 在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经 过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 本次课程设计的主要任务是塑料垫片注塑模具的设计

5、，也就是设计壹副注塑 模具来生产塑料垫片产品。通过此次设计，通过查阅大量资料、手册、标准、期 刊等，结合教材上的知识对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向 部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，丰富了自己的专 业知识，为将来独立完成模具设计积累了经验。 第壹章高聚物简介 1.1 高聚物的分类 高聚物，是由几百几千个原子、彼此以共价键连结起来的大分子化合物， 具有较大的分子量(5103106)。此类化合物虽然分子量很大，但其化学组成、 结构壹般比较简单(蛋白质例外)，通常是以简单的结构单元为链节，通过共价键 重复结合而成高聚物。如聚氯乙烯的形成和结构就是这样的。 (1

6、)按分子主链的元素结构，可将高聚物分为碳链、杂链和元素有机三类。 (2)按材料的性质和用途分类，可将高聚物分为塑料、橡胶和纤维。 1.2 高聚物的应用 工业方面广泛用作机械工业的各种工件和零件,如工程塑料、耐磨材料、吸 振材料(见高聚物吸振材料)等；电气工业的绝缘材料、导电塑料、导线等；采矿 工业的坑道塑料柱架和选矿用的浮选剂、絮凝剂等;石油工业中的钻井柔杆及堵 水剂、减阻剂、泥浆稳定剂等 ； 化学工业中的耐腐蚀塑料管道、槽、罐以及涂料、 胶粘剂（见高分子胶粘剂）等；在轻纺工业中，高聚物的应用有更广阔的前途， 如人们的衣着服装当下几乎大部分由耐纶、涤纶和腈纶三大合成纤维制成；用高 聚物制成的纸

7、、人造皮革、木材代用塑料等日益增多；色彩鲜艳、质轻耐久的各 种高聚物包装材料、装饰品、日用器皿等也大量应用。 农业方面农用薄膜和塑料温室的应用，发展十分迅速。帐篷、农渔用船艇、 水利排灌管道、农用机械零部件、缆索等都有用高聚物制成的（见农用高聚物） 。 交通运输、通信、建筑方面各种车辆轮胎、管子、刹车片、车厢、船舶、飞 机的各种内部轻质构件，都广泛采用高聚物材料；用塑料和复合材料制造轻型飞 机和汽车，也正在积极研究中。通信用的信息转换及信息记录材料，主要包括光 通信所用的导光纤维（见高分子导光纤维） 、录像用材料、高敏感度的感光材料、 热色记忆记录材料等也都使用高聚物材料。建筑物的上下水道、室

8、内壁板、门窗、 房梁及活动房屋、展览馆等都可用纤维增强塑料制成。日本和中国近年都已建成 玻璃纤维增强塑料的桥梁建筑。 高分子灌浆材料用于建筑物和构筑物的防渗堵漏、 消除缺陷和增强基础等方面。 国防建设、 尖端科学技术方面特种高聚物和功能高分子具有耐高温、 耐低温、 高强度、高模量、高绝缘、耐腐蚀等特性，因此在兵器制造中可作为结构材料的 辅助材料， 如耐高温和耐低温的胶粘剂。 特种涂料 （见高聚物涂料） 和密封材料 （见 高分子密封材料）也都用特种高聚物制成。无论在航空、航天飞行器，核设备， 大型集成电路，以及军事装备的轻微型化等方面，高聚物材料是不可缺少的。 医药卫生方面高聚物在这方面的应用发

9、展很快,范围很广,除了高聚物药物 外，仍用来制造人工脏器（如人工心脏、人工肾） 、人工血液、人工血管、人工 骨和关节、人工皮肤等（见） 。 第二章塑料成型方法 2.1 塑料成型方法介绍 （1）注射成型塑料的注射成型又称注塑成型。注塑成型是使热塑性或热固 性塑料先在加热加热料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具 的模腔中成型的壹种方法。 （2）挤出成型挤出成型又称挤塑成型。它是在挤出机中通过加热、加压而 使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。 （3）中空成型中空成型又称吹塑成型。它是制造中空制件和管筒形薄膜的 方法。该法先用挤出机或注射机挤出或注射出管筒形状的熔融坯料，然后将此 坯

10、料放入吹塑模具内，向坯料内吹入压缩空气，使中空的坯料均匀膨胀直至紧 贴模具内壁，冷却定型后开启模具取出中空制件。 （4）压缩成型压缩成型又称压制成型。该法把由上、下模（或凸、凹模） 组成的模具安装在压力机的上、下模板之间爱你，将塑料原料直接加在敞开的 模具型腔内，再将模具闭合，塑料粒料（或粉料、预制坯料）在受热和受压的 作用下充满闭合的模具型腔，固化定型后得到塑料制件。 （5）压注成型压注成型又称传递成型。该法将塑料粒料或坯料装入模具的 加料室内，在受热、受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统（流道 和浇口）充满闭合的模具型腔，然后固化成型。 （6）固相成型固相成型的特点是使塑料在低于熔

11、融温度以下成型，在成型 过程中塑料没有明显的流动状态。该法多用于塑料板材的二次成型加工，如真 空成型、压缩空气成型和压力成型。 2.2 注射成型工艺过程 壹、生产前的准备工作为了使注射成型生产顺利进行和保证塑件质量，生产 前需要进行原料预处理、清洗料筒、预热嵌件和选择脱模剂等壹系列准备工作。 二、 塑化计量成型物料在注射机料筒内经过加热、 压实以及混合等作用以后， 由松散的粉状或粒状固体转变成连续的均化熔体的过程称为塑化。所谓计量是指 能够保证注射机通过柱塞或螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、定量地输出（即 注射出）机筒所进行的准备动作，这些动作均需注射机控制柱塞或螺杆在塑化过 程中完成。 三、

12、注射充模柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始，通过注射油缸和活塞施 加高压，将塑化好的塑料熔体经过机筒前端的喷嘴和模具中的教主系统快速注入 封闭模腔的过程称为注射充模。注射充模又可细分为流动充模、保压补缩和倒流 三个阶段。 四、冷却定型冷却定型从浇口冻结时间开始，是注射成型工艺过程的最后阶 段。在此阶段中需要注意的问题有模腔压力、制件密度、熔体在模内的冷却情况 以及脱模条件等。 第三章成型模具介绍 3.1 注射成型模具基本结构 壹、根据各部分所起的作用不同分类： （壹）浇注系统 将塑料由注射剂喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，其由主流道、分流道、内 浇口、冷料穴等结构组成，由零件的浇注套、拉料杆等组成

13、。 浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模、压实和 保压。 （二）成型零件 是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，由型芯（成型塑件内部形状） 、 型腔成型塑料外部形状） 、成型杆、镶块等组成。 （三）结构零件 构成零件结构的各种零件，在模具中起安装、导向机构动作及等作用。 导向零件：导柱、导套。 装配零件：定位销、定模底板、定模板、动模板、动模垫板、模脚。 （四）推出机构 在开模过程中，需要有推出机构将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。推 出机构由推杆、推出固定板、推板及主流道的拉料杆。 （五）其他机构 侧向分型抽芯机构、调温系统、排气槽、标准模架 二、根据其运动特点均可分

14、为俩大部分： 定模部分：壹部分留于模具机座的定模板上 动模部分：随注射机动模板运动的部分 定模部分和动模部分闭合则可形成型腔和浇注系统 3.2 注射成型模具分类 壹、按注射机类型分： 立式注射机、卧式注射机、直角式注射机上用的模具 二、按注射模具的总体结构特征分： 1、单分型面注射模具 2、双分型面注射模具 3、带有活动镶件的注射模具 4、带侧向分型抽芯的注射模具 5、自动卸螺纹的注射模具 6、推出机构设在定模的注射模具 7、无流道凝料注射模具 第四章塑件工艺性分析 4.1 分析塑件的结构工艺性 该塑件尺寸偏小，整体结构简单，精度要求相对较低，再结合其材料性能， 故选壹般精度等级：五级 塑件工

15、艺参数： 成型时间：注射时间：0s3s 模具温度：2060 保压时间：15s40s 喷嘴温度：180190 冷却时间：15s30s 保压压力：3040Mp 总周期：40s90s 注射压力：60100Mp 4.2 注射机的选择 选用注射机为国产的注射机 XS-ZY-125 卧式注塑机。查表额定注射量为 125cm3，注射压力为 120MPa，锁模力为 90104N，注射方式为螺杆式，喷嘴球半 径 R 为 18mm，喷嘴口直径为 4mm。顶出形式是俩侧设有顶杆。注塑机的结构见附 录图二。 第五章塑料垫片塑料制件注塑模具设计方案 5.1 设计原始材料 塑料制件的形状及尺寸，见附录图壹； 材料：高密度

16、聚乙烯（HDPE） 。 5.2 模具结构设计 5.2.1 确定型腔数目 n 确定型腔数目的方法有：根据锁模力、根据最大注射量、根据制品精度要求、根 据经济性等，在设计时应根据实际情况决定采用哪壹种方法，且综合考虑确定型 腔数目。 按照所用注射机的最大注射量 V（cm3）初定型腔数目 n：n= 式中：K注射机最大注射量的利用系数，壹般取 0.8 VP注射机最大注射量，cm3 V2浇注系统凝料量，cm3，初选 V2=14cm3 V1单个塑件体积，cm3 注射机型号选 XS-ZY-125 n=8.6 取 n=8 5.2.2 确定分型面 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性 及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此，在选择分 型面时应遵循以下的原则： （1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处 （2）分型面的选择应有利于塑件是顺利脱模 （3）分型面的选择应保证塑件的精度要求 （4）分型面的选择应满足塑件外观质量要求 （5）分型面的选择应便于模具的加工制造 （6）分型面的选择应有利于排气 除了上述这些基本原则以外，分型面的