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绪论1

0.1 塑料及塑料工业发展概况1

0.2　塑料工业体系及塑料成型在塑料工业中的地位2

0.3　塑料成型模具及其地位3

0.4　塑料成型技术的发展趋势4

0.5　本课程的学习目的和要求6

第1篇　塑料成型基础知识7

第1章　塑料概论7

1.1　塑料的来源7

1.2　塑料的组成8

1.2.1　合成树脂8

1.2.2　添加剂8

1.3　塑料的分类10

1.3.1　根据塑料中树脂分子结构及热性能分类10

1.3.2　根据塑料的用途分类11

1.4　塑料的优缺点11

思考题13

第2章　塑料成型理论基础14

2.1　聚合物的分子结构及热力学性能14

2.1.1　聚合物的分子结构14

2.1.2　聚合物的热力学曲线及加工适应性15

2.2　聚合物的流变学性质17

2.2.1　牛顿流动规律17

2.2.2　指数流动规律和表观黏度19

2.3　聚合物熔体的弹性24

2.3.1 端末效应24

2.3.2 失稳流动和熔体破裂26

2.4　塑料成型过程中聚合物的物理变化27

2.4.1　聚合物的结晶27

2.4.2　聚合物的取向29

2.4.3　残余应力32

2.5　塑料成型过程中聚合物的化学变化32

2.5.1　聚合物的降解33

2.5.2　聚合物的交联34

2.6　塑料的成型工艺性能35

2.6.1 收缩性35

2.6.2　流动性36

2.6.3 结晶性38

2.6.4　热敏性和水敏性39

2.6.5　应力开裂与熔体破裂39

2.6.6　热性能39

2.6.7　吸湿性和粘水性40

2.6.8　比容与压缩率40

2.6.9　硬化速度40

2.7　常用塑料的性能及应用40

2.7.1　热塑性塑料41

2.7.2　热固性塑料49

思考题50

第3章　塑料制件设计51

3.1　塑料制件的尺寸和精度51

3.1.1　塑件的尺寸51

3.1.2　塑件的尺寸精度53

3.2　塑料制件的表面质量55

3.2.1　塑件表面粗糙度55

3.2.2　塑件表观质量55

3.2.3 塑料制件的结构设计55

3.3　塑件的壁56

3.3.1　壁的脱模斜度56

3.3.3　壁的加强及防变形结构57

3.4　塑件的孔及侧凹60

3.4.1　通孔61

3.4.2　盲孔61

3.4.3　异形孔61

3.4.4　侧孔、侧凹62

3.5　塑件螺纹设计63

3.6　嵌件65

3.7　其他68

3.7.1　齿轮68

3.7.2　铰链70

3.7.3　标记、符号70

3.7.4　表面装饰71

思考题71

第2篇　注射成型工艺及模具设计72

第4章　注射成型原理、工艺及设备72

4.1　注射成型原理及其工艺特点72

4.1.1　注射成型原理、特点及应用72

4.1.2　注射成型工艺过程73

4.2　注射成型设备78

4.2.1　注射机分类78

4.2.2　注射机的基本结构80

4.2.3　注射机的主要技术参数及型号规格83

4.2.4　如何选用注射机84

4.2.5　一般注射机的操作要点85

4.3　注射成型工艺条件的选择与控制87

4.3.1　温度87

4.3.2　压力88

4.3.3 成型周期90

4.4　几种常用热塑性塑料注射成型特点91

4.4.1　聚乙烯（PE）91

4.4.2 聚氯乙烯（PVC）91

4.4.3　聚丙烯（PP）91

4.4.4　聚苯乙烯（PS）92

4.4.5 ABS92

4.4.6　聚碳酸酯（PC）92

4.4.7　聚酰胺（PA）92

4.4.8　聚酯93

4.4.9　聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）93

4.4.10　聚甲醛（POM）93

4.5　典型注射制品的工艺条件与各种塑料的注射工艺参数94

4.5.1 典型注射制品的工艺条件94

4.5.2　各种热塑性塑料的注射工艺参数96

4.6　注射机的辅机及辅助设施96

4.6.1　干燥机97

4.6.2　模温控制机98

4.6.3　模温速冷机99

思考题99

第5章　注射模概述100

5.1　注射模的基本结构100

5.1.1　注射模的结构组成100

5.1.2　注射模的分类102

5.2　注射模与注射机的关系109

5.2.1　注射量的校核109

5.2.2　注射压力的校核109

5.2.3　塑件在分型面上的投影面积和锁模力的校核110

5.2.4　安装尺寸的校核110

5.2.5　开模行程的校核112

5.2.6　顶出装置的校核113

思考题114

第6章　注射模浇注系统115

6.1　普通流道浇注系统115

6.1.1　型腔总体布局115

6.1.2　浇注系统的组成及其设计原则122

6.1.3　主流道的设计124

6.1.4　分流道的设计126

6.1.5　冷料穴的设计128

6.1.6　浇口的设计131

6.2　浇注系统的平衡140

6.2.1 相同塑件多型腔模具的浇口平衡141

6.2.2　不同塑件多型腔模具的浇口平衡141

6.3　排溢系统的设计141

思考题142

第7章 注射模成型零部件设计145

7.1　成型零部件的结构设计145

7.1.1 凹模145

7.1.2 凸模147

7.1.3 凸凹模148

7.1.4　螺纹型芯和螺纹型环149

7.2　成型零部件工作尺寸的计算151

7.2.1 平均值法151

7.2.2　公差带法155

7.2.3　螺纹型环和螺纹型芯工作尺寸的计算160

7.3　模具型腔侧壁和底板厚度的计算161

7.3.1　矩形型腔结构尺寸计算162

7.3.2 圆形型腔结构尺寸的计算167

思考题169

第8章　注射模的导向及脱模机构设计170

8.1　导向机构设计170

8.1.1　导向机构的作用与分类170

8.1.2　导柱导向机构170

8.1.3　锥面定位机构173

8.1.4　导向机构的应用174

8.2　脱模机构设计174

8.2.1 概述174

8.2.2　简单脱模机构176

8.2.3　二级脱模机构183

8.2.4　脱模机构的导向与复位188

8.2.5　动、定模双向脱模机构192

8.2.6　顺序脱模机构193

8.2.7　带螺纹塑件的脱模机构195

8.2.8　浇注系统凝料的脱模机构199

思考题202

第9章　侧向分型与抽芯机构设计203

9.1 概述203

9.1.1　侧向分型与抽芯机构的分类203

9.1.2　抽芯距确定与抽芯力计算204

9.2　斜导柱侧向分型与抽芯机构204

9.2.1　斜导柱侧向分型与抽芯机构设计204

9.2.2　斜导柱侧向分型抽芯的应用形式218

9.3 弯销侧向分型与抽芯机构223

9.3.1　弯销侧向分型与抽芯机构的结构特点224

9.3.2　弯销在模具上的安装方式224

9.4　斜导槽侧向分型与抽芯机构225

9.5　斜滑块侧向分型与抽芯机构227

9.5.1　斜滑块侧向分型与抽芯机构的工作原理及其类型227

9.5.2　斜滑块的组合与导滑形式229

9.5.3　斜滑块侧向分型与抽芯机构设计要点230

9.6　齿轮齿条侧向抽芯机构232

9.6.1 传动齿条固定在定模一侧232

9.6.2　传动齿条固定在动模一侧234

9.7　其他侧向分型与抽芯机构234

9.7.1　弹性元件侧抽芯机构234

9.7.2　液压或气动侧抽芯机构235

9.7.3　手动侧向分型与抽芯机构236

思考题238

第10章　注射模温度调节系统239

10.1　温度调节的重要性239

10.1.1　温度调节对塑件质量的影响239

10.1.2 温度调节对生产效率的影响240

10.2　冷却系统计算原则240

10.3　冷却系统的设计计算243

10.3.1　冷却时间的计算243

10.3.2 冷却水道传热面积及水道数目的计算246

10.4　冷却回路的形式249

10.4.1　型腔冷却回路249

10.4.2 凸模（型芯）冷却回路251

10.5　模具的加热装置253

思考题254

第11章　注射模设计举例及材料选用255

11.1　注射模设计程序255

11.1.1 设计前应明确的事项255

11.1.2　模具的结构设计257

11.1.3　确定模具的概略尺寸259

11.1.4　绘制模具装配图和非标准零件图260

11.1.5　校对、审图后用计算机出图260

11.2　注射模设计实例1260

11.2.1　设计前数据的收集261

11.2.2　注射模的结构设计262

11.2.3　模具设计的有关计算265

11.2.4　模具加热和冷却系统的计算268

11.2.5　模具闭合高度的确定268

11.2.6　注射机有关参数的校核268

11.2.7　绘制模具总装图和非标零件工作图268

11.3　注射模设计实例2269

11.3.1　设计前数据的收集269

11.3.2　模具结构设计269

11.3.3　模具装配图绘制270

11.4　模具零件材料的选用270

11.4.1　模具选材的一般原则270

11.4.2　模具选材的具体考虑因素271

11.4.3　塑料模具主要构件的材料272

11.4.4　塑料模具工作零件的常用材料273

思考题273

第12章　注射成型及模具新技术应用274

12.1 无流道注射成型及模具274

12.1.1　绝热流道注射模具274

12.1.2　半绝热流道注射模278

12.1.3　加热流道模具278

12.1.4　大型塑件热流道模具注意事项280

12.1.5　延伸喷嘴及二级喷嘴281

12.2　热固性塑料注射成型工艺及模具284

12.2.1 发展概况284

12.2.2　热固性塑料注射成型原理及工艺285

12.2.3　热固性塑料注塑模设计要点290

12.2.4　热固性塑料无流道注射模298

12.2.5　热固性塑料无流道注压成型300

12.3　精密注射成型及模具设计302

12.3.1　精密注射成型制品精度确定302

12.3.2　精密注射成型对塑料原料的要求303

12.3.3　精密注射成型对注射机的要求303

12.3.4　精密注射成型工艺特点304

12.3.5　精密注射模具设计要点304

12.3.6　精密注射模具加工要点307

12.4　共注射成型及模具设计309

12.4.1 双清色注射成型及模具309

12.4.2 双层注射成型及模具310

12.4.3　混色注射成型及模具311

12.4.4　共注射成型工艺特点313

12.5　气体辅助注射成型及模具313

12.5.1　气体辅助成型原理314

12.5.2 气体辅助成型工艺314

12.5.3 气体辅助注射成型设备318

12.5.4　气体辅助注射的注气嘴结构设计319

12.5.5 气辅塑件设计要点322

12.5.6　气辅模具设计与制造323

12.6 CAD/CAE/CAM技术在注塑工程中的应用324

12.6.1 CAD/CAE/CAM技术内容与应用324

12.6.2　常用CAD/CAE/CAM软件328

12.6.3 CAD/CAE/CAM软件在注射模设计加工中的应用实例333

思考题338

第3篇　压缩、压注、挤出等其他塑料成型及模具设计第13章　压缩成型及模具设计339

13.1　压缩成型原理与工艺339

13.1.1　压缩成型原理和特点339

13.1.2　压缩成型工艺过程340

13.1.3　压缩成型工艺条件的选择342

13.2　压缩模的结构与分类343

13.2.1　压缩模的结构343

13.2.2　压缩模的分类345

13.2.3 选用压缩模结构347

13.3　压缩模与压力机的关系347

13.3.1　压力机的分类347

13.3.2　压力机的主要技术参数348

13.3.3　液压机技术参数的校核349

13.4　压缩模的设计352

13.4.1　塑料在模具内加压方向的确定352

13.4.2 凸、凹模的配合形式353

13.4.3　凹模加料腔尺寸的计算357

13.4.4　压缩模脱模机构设计360

13.4.5　压缩模的侧向分型抽芯机构364

思考题366

第14章　压注成型及模具设计367

14.1　压注成型原理与工艺367

14.1.1　压注成型原理和特点367

14.1.2 压注成型的工艺过程和工艺条件368

14.2　压注模设计369

14.2.1　压注模类型370

14.2.2 压注模结构设计372

思考题381

第15章　挤出成型及模具设计382

15.1　挤出成型原理与工艺382

15.1.1　挤出成型原理382

15.1.2　挤出成型工艺过程382

15.1.3　挤出成型工艺参数383

15.2　挤出模具设计383

15.2.1 挤出成型机头分类和设计原则383

15.2.2　管材挤出成型机头设计384

15.2.3　棒材挤出成型机头设计389

15.2.4 吹塑薄膜机头设计391

15.2.5　板材、片材挤出成型机头391

15.2.6　异型材挤出成型机头393

15.2.7 电线电缆挤出成型机头394

思考题395

第16章　气动、发泡成型工艺与模具设计396

16.1 中空吹塑成型工艺与模具设计396

16.1.1 中空吹塑成型模具的分类、特点及成型工艺396

16.1.2 吹塑成型的工艺参数396

16.1.3　中空塑件的设计397

16.1.4　中空吹塑设备397

16.1.5 吹塑模具设计要点398

16.2　真空成型工艺与模具设计399

16.2.1　真空成型的特点及成型工艺399

16.2.2　真空成型塑件设计400

16.2.3　真空成型模具设计400

16.3　压缩空气成型工艺与模具设计401

16.3.1　压缩空气成型特点及成型工艺401

16.3.2　模具设计要点402

16.4　泡沫塑料成型工艺及模具设计402

16.4.1 可发性聚苯乙烯的制备402

16.4.2 泡沫聚苯乙烯的成型工艺403

16.4.3　泡沫塑料成型模具403

思考题404

附录A　塑料名称及缩写代号（GB/T1844—1995）和俗称405

附录B 常用热塑性塑料的重要性能参数408

附录C　部分国产热塑性塑料（通用型）注塑机规格409

附录D　各种热塑性塑料的注射工艺参数410

附录E　热塑性塑料注射成型塑件缺陷及分析413

附录F　热固性塑料压缩成型缺陷及分析417

附录G 热固性塑料压注成型缺陷及分析419

附录H　塑料模具工作零件的常用材料特性及用途420

附录I 热塑性塑料注射机锁模机构与装模尺寸429

附录J　塑料模具零件公差等级数值表（GB1800—79）434

参考文献436