1、压力机的主要技术参数,标称压力（KN）：压力机距下止点的一小段距离（即标称压力行程，一般为10mm左右），所产生的最大压力。 滑块行程：滑块由上止点运动到下止点的距离。 模柄孔尺寸和工作台面尺寸。 闭合高度（H）：滑块处于下止点时，其底面到工作台上平面的距离。,压力机选择的原则,压力机标称压力应大于等于冲压加工所须总压力。 压力机的行程应满足制件高度尺寸。 压力机冲压次数应符合生产率和材料变形速度的要求。 压力机的闭合高度与模具闭合高度的关系,第二章冲裁模设计,所谓冲裁，就是利用冲模将板料（以封闭的轮廓）与坯料分离的一种冲压方法。 冲裁主要指：冲孔、落料和切口。 冲孔：所冲的孔为要得到的形状和
2、尺寸，即带孔部分为制件，冲落部分为废料。 落料：所冲外形轮廓为要求的形状和尺寸，即冲落的外形轮廓为制件，剩余部分为废料。,2-1冲裁机理 一、冲裁变形过程：,在模具间隙合理时，冲裁可主要分为三个阶段，如图1-4。 弹性变形阶段（OA）：凸模刚接触板料，剪切力很小板料上翘，这时如果凸模后退，变形恢复。 塑性变形阶段（AC）：凸模开始压入板料，板料产生塑性变形并产生微裂纹。这时如果凸模后退，板料变形不会恢复。该阶段剪切力达最大值。 断裂分离阶段（CE）：凸模继续下压，微裂纹扩展，当上下裂纹重合时，板料断裂，剪切过程结束。这个阶段剪切力急剧下降。,二、冲裁件断面特征,表面塌角（圆角带） 剪切面（光亮
3、带） 断裂带 毛刺,三、冲裁件质量分析,影响冲裁件尺寸精度的因素： 模具制造精度 冲裁模间隙：间隙小，精度高。 冲裁件的相对厚度t/D：相对厚度大，精度高。 板料的力学特性 冲裁件的形状：简单，精度高。 影响毛刺大小的因素： 刃口的锋利程度，凸凹模间隙的合理与否及均匀程度。,影响冲裁件断面质量的因素：,影响冲裁件断面质量的主要因素是凸凹模间隙,2-2排样设计,所谓排样，就是制件在板料或条料上排置的方法。,一、材料的合理利用,材料利用率：冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，它是衡量合理利用材料的经济性指标。 ：一个步距内的材料利用率,一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率,板料的裁剪方法,
4、二、提高材料利用率的方法,冲裁所产生的废料：一类是结构废料；另一类是工艺废料。,工艺废料与结构废料,结构废料是由制件本身的形状决定，一般是固定不变的；工艺废料取决于搭边和余量的大小，也取决于排样方式和冲压方式。因此，要提高材料的利用率，就要合理排样，减少工艺废料。,设计合理的排样方案； 选择合适的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾和边余料）； 利用废料作小零件（如混合排样）等。,减少工艺废料的有力措施是：,利用结构废料的措施有：,当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料利用率。,零件形状不同
5、材料利用情况的对比,三、排样方法,1.有废料排样（） 2.少废料排样（b） 3.无废料排样（c、d）,根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：,排样设计,搭边：排样时，制件和制件之间，制件与条料（板料）边缘之间的余料。 搭边的作用是补偿定位误差；保持条料刚度，以利送进。,搭边值的确定,搭边值大，材料利用率低； 搭边值过小，材料易被拉断，且产生毛刺，甚至损坏模具刃口，降低模具寿命。,搭边值的影响因素,材料的力学性能 板料的厚度 制件的形状和尺寸 送料方式 有无压料装置,2-3冲裁间隙,冲裁间隙是指凹模与凸模尺寸之差值，在普通冲裁中均为正值，常用Z表示对于圆形凸、凹模: Z=Dd-dp 叫
6、双边间隙 C=Z/2叫单边间隙Z为冲裁工艺及模具设计中一个主要的工艺参数,22,一、间隙对冲裁工作的影响,间隙值关系到冲裁时弯曲、拉深、挤压等附加变形的大小因此它对冲裁工序有很大的影响，主要有以下几个方面,23,1、间隙对精度及质量的影响,模具间隙是影响断面质量的主要因素，也是影响尺寸精度的主要因素 提高断面质量的关键在于延长塑性变形阶段、推迟裂纹的产生，以增大光亮带宽度 其主要途径就是减小间隙,24,2、间隙对冲裁力的影响,Z大，材料所受的拉应力增大，冲裁力有一定程度的降低 且落料件小于凹模尺寸，冲孔件大于凸模尺寸，因此，卸料力、推件力及顶件力均小 但继续增大Z值，由于刃口处上、下裂纹不重合
7、的影响，冲裁力的下降变缓 并且由于毛刺增大，间隙减小，冲裁力增大。,25,3、间隙对模具寿命的影响,模具寿命通常以保证获得合格产品时的冲压次数来表示 间隙主要对模具的磨损和胀裂有影响 间隙过小，落料件或废料往往梗塞在凹模洞口，易导致凹模胀裂 间隙过大，零件毛刺增大，卸料力增大，反而使刃口磨损加大 在合理间隙时，模具磨损最小，模具寿命最高,合理的间隙可以通过下列方式得到： 理论计算 经验公式计算 实用间隙表（P21表2.12） 确定凸、凹模合理间隙常用经验确定法,二、间隙的确定,合理间隙的选择原则,当对制件精度和断面均有较高的要求时，应考虑选择较小的冲裁间隙，以满足冲裁件的精度要求和较为光洁、平
8、直的断面。 当冲裁件对断面及精度均无较高要求时，在间隙允许的条件下，可选用偏大的间隙，以提高模具的寿命，减小冲裁力。 在通常情况下取中间值。,28,本节总结,提高断面质量的主要途径是减小间隙 间隙大，则冲裁力小、模具寿命长；间隙小时则相反 设计和制造模具时应采用最小合理间隙值,一、刃口尺寸的计算方法,凸凹模分别加工所谓凸凹模分别加工，是在图纸上分别标注凸模、凹模的尺寸及公差，然后按要求分别加工，这样的模具具有互换性。,2-4刃口尺寸的确定,凸凹模分别加工,落料件（基准件为凹模，间隙取在凸模上）：工件尺寸为 。其中 ：凸模制造公差；：凹模制造公差。:选择系数。,凸凹模分别加工,冲孔件（基准件为凸
9、模，间隙取在凹模上）：工件尺寸为 。其中 ：凸模制造公差；：凹模制造公差。：选择系数。,校核：,（满足间隙公差条件）,凸凹模配合加工,凸凹模配合加工，就是先加工作为基准件的凸模或凹模，然后配做凹模或凸模，保证它们之间有足够的间隙值。 对凸凹模配合加工，只需计算和标注基准件的尺寸及公差，并注明相应的凹模或凸模按基准件配制，以及所须保证的间隙值。,凸凹模配合加工,落料件（基准件为凹模，间隙取在凸模上）： 凹模磨损后尺寸增加凹模磨损后尺寸减小凹模磨损后尺寸不变,凸凹模配合加工,冲孔件（基准件为凸模，间隙取在凹模上）： 凸模磨损后尺寸增加凸模磨损后尺寸减小凸模磨损后尺寸不变,刃口尺寸的计算小结,对于落
10、料件，基准件是凹模，间隙选在凸模上。 对于冲孔件，基准件是凸模，间隙选在凹模上。 对于模具磨损后尺寸增加的尺寸，其模具刃口尺寸尽量接近工件的最小值（- ）。 对于模具磨损后尺寸减小的尺寸，其模具刃口尺寸尽量接近工件的最大值（+ ）。,例一,工件如图所示 通过查表知,例一,根据已知条件，求得凸凹模尺寸如下,例二,已知,例二,由于是落料件，其基准件为凹模，相应的凸凹模尺寸为：,查表得,凸模以0.100.40的间隙与；落料凹模配制,2-6压力中心的计算(p15),压力中心：冲裁力合力的作用点。 压力中心的求法： 按比例绘出冲裁轮廓线。 任意选定坐标轴X-Y，坐标轴的选定应使计算简便。 把图形轮廓分成
11、几个部分，计算各部分的长度 、 ，并求各部分重心位置的坐标值 、 。 计算中心坐标值。,中心坐标的计算,中心坐标值：线段的重心是线段的中点，圆弧的重心可按下式求出：圆弧半径。：圆弧中心角。：圆弧重心与中心的距离。,2-7冲裁模的常用结构 一、单工序模,单工序模只是完成一种工序如落料、冲孔等的冲模。单工序模可以具有多个凸模，但只完成相同的工序类型。 1、敞开式冲模：适合形状简单、工件精度不高、材料偏（大于1毫米）的制件。,2、导板式冲模,在冲裁过程中，导板与凸模始终保持良好的配合，一般两者保持间隙配合。 导板除具有导向作用外，还具有卸料作用。 导向性好，精度高、结构简单、寿命长。,3、导柱式冲裁
12、模（模架导向冲裁模）,模架的主要作用是对凸凹模进行导向，其次是对各零部件组合装配，构成整体，使模具精度、寿命提高，安装简便生产周期缩短。,二、复合模,复合模是利用复合式的凸凹模，一次完成两个以上工序的模具。 复合模中必须有一个以上的凸凹模。,三、级进模 （连续模）,级进模是在压力机的一次行程中，完成多个工序的模具。,第三章拉身模设计,拉深也叫拉延，分为普通拉深和变薄拉深。 拉深是利用模具使冲裁后得到的平面毛坯变成开口空心件的冲压工艺方法。 拉深件的类型： 旋转体类件：如搪瓷杯、车灯罩等。 盒形类件：如饭盒、电容器外壳等。 复杂形状件：如汽车覆盖件等。,3-2拉深件的工艺性,拉深件的形状应简单、
13、对称，并尽量避免急剧的轮廓变化。 拉深件直径尺寸应明确标注，不得同时标注内、外部直径。 拉深件的圆角半径 底部 凸缘处 对于盒形件 并尽可能,3-3圆筒形拉深件毛坯尺寸计算,根据面积相等的原则，筒形拉深件的毛坯尺寸为：,3-4圆筒形拉深件拉深工序计算,拉深系数：即拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯（或半成品）直径的比值。,3-4圆筒形拉深件拉深工序计算,影响拉深系数的因素 板料的力学性能 板料的相对厚度：T/D 模具结构及其参数：有无压边圈、凹模圆角半径、凸模圆角半径。 拉深工艺条件：拉深次数、压边条件、润滑条件、拉深速度。,拉深次数,第一次 第二次第n次 总拉深次数为即,3-6拉深件的起皱与破
14、裂 1、起皱,拉深件的起皱：受切向压应力失稳而起皱。 影响因素： 毛坯相对厚度 拉深系数 凹模工作部分几何形状,防止起皱的措施：,采用压边圈,防止起皱的措施,采用锥形凹模,防止起皱的措施,采用反拉深,防止起皱的措施,采用软模拉深,2、破裂,原因：危险断面变薄并被拉断。 影响因素 压边力大。 润滑不良。 拉深系数小。 模具结构：凸模圆角大，凹模圆角小。 毛坯力学性能 防止措施：选择合适的润滑剂；利用网格技术防止拉深件破裂。,3-7常用拉深模的结构设计,一、结构设计要点 拉深工艺计算要有很高的精确性。 压力机行程S=2H。 拉深模必须有通气孔。 凸凹模、压边圈要有足够的硬度、耐磨性，低的表面粗糙度
15、。 多次拉深的凸模稳定性、垂直度要求高。 有凸缘拉深模应设有限位器。 多次拉深件最后设计落料模。,二、常用拉深模,无压边圈拉深模,二、常用拉深模,带压边圈拉深模,二、常用拉深模,双动压力机使用的拉深模,三、凸凹模刃口尺寸及公差,当工件要求外形尺寸 时： 凹模尺寸： 凸模尺寸： 当工件要求内形尺寸 时： 凸模尺寸： 凹模尺寸： 当工件内外形均有要求时：凹模内径按工件外径的下偏差，凸模外径按工件内径的上偏差进行设计。,第四章弯曲模设计,把平板毛坯、管材、型材弯曲成一定角度、形成一定形状的零件的冲压工序叫弯曲。如图所示。,4-1弯曲变形过程分析 一、弯曲变形过程,二、弯曲变形的特点,弯曲变形主要在弯
16、曲件的圆角部分。 变形区内，板料外侧受拉，内侧受压，中间有一应变中性层。 弯曲变形区板厚变薄。,二、弯曲变形的特点,窄板弯曲时，宽度方向可以自由弯曲，故宽度方向应力为零，应变则相反。 宽板弯曲时，宽度方向不可自由弯曲，故宽度方向应力不为零，而应为零。,4-2弯曲件的工艺性 一、最小弯曲半径,最小弯曲半径:弯曲时最外层金属不发生破坏时，弯曲件内侧半径称为最小弯曲半径。 影响最小弯曲半径的因素 材料的性能：塑性好，最小弯曲半径小。 下料的方向和折弯的方向。 毛坯边缘的状况：毛刺、裂纹、加工硬化。 材料热处理状态：退火材料，塑性好。 板料宽度：窄板弯曲，材料可自由流动，最小弯曲半径小。,二、弯曲件的
17、形状,弯曲件的圆角半径不宜小于最小弯曲半径。 弯曲件边长不能过小：hr+2t。 弯曲件的形状力求对称，避免弯曲过程发生窜动。 弯曲件中孔的位置：孔应处于弯曲变形区外。 T=t; t=2mm, l=2t. 三、弯曲件的尺寸精度：弯曲件的尺寸精度不应高于IT13级。,4-3弯曲件的质量 一、弯曲件的裂纹,产生裂纹的原因： 材料:板料塑性差； 折弯方向：弯曲线与板料轧纹方向不符合要求。 相对弯曲半径：过小。 毛坯断面质量：不好或有毛刺的一面在弯曲件的外侧。 间隙：弯曲间隙太小。 润滑：润滑不良等,防止裂纹的措施： 用剪切面和表面质量都比较好的毛坯。 采用合理模具间隙，改善润滑条件。 制件尽量采用大弯
18、曲半径，否则实行多次弯曲。 塑性差或加工硬化严重的毛坯应先退火。 脆材或厚板可用加热弯曲。 毛坯有毛刺的一面应置于变形区的内侧,二、弯曲件的滑移,制件结构不对称、两边弯曲角不同；凹模两边半径不等、间隙不同、润滑情况不同。,滑移原因,二、弯曲件的滑移,措采用对称凹模结构，保证间隙均匀 采用有弹顶装置的弯曲模 采用挡料销。,克服滑移的措施,三、弯曲件的回弹,回弹：弯曲卸载后，弯曲件会产生弹性恢复，称为弯曲件的回弹。 影响回弹的因素 材料的力学性能：变形抗力大 相对弯曲半径 r/t： r/t越小，纯弹性变形所占比例小，回弹小。 弯曲方法：自由弯曲回弹大，校正弯曲回弹小。 模具间隙：间隙大，回弹大。
19、弯曲件的形状：u形比v形回弹小。,减小回弹的措施,用补偿法克服回弹：对于塑性较好的材料，在凹模或凸模上做出等于回弹角的斜度. 用校正法克服回弹：对于板料较薄又是软材料弯曲时，可将凸模局部突起，或使凹模圆角半径大于凸模圆角半径。 用增加拉应力的方法克服回弹 用软模法克服回弹：可以使毛坯在弯曲时三向受压。 从零件结构上采取措施,4-4弯曲件展开长度的计算,弯曲毛坯尺寸可以根据应变中性层在弯曲前后长度不变的特点确定。 弯曲时应变中性层的位置 大圆角半径弯曲：根据弯曲前后体积不变的特点，可计算出小圆角半径弯曲：变形中应变中性层内移，根据经验公式有,弯曲件的展开长度,圆角弯曲尖角弯曲或,4-6弯曲件工序
20、的安排,工序安排的原则 先弯外角，后弯内角。 后道工序安排时不能破坏前道工序弯曲变形部分。 前道工序弯曲时必须考虑后道工序弯曲时有合适的定位。,4-7弯曲模的结构设计,一、简单弯曲模 V形弯曲模 U形弯曲模 Z形弯曲模 圆形件弯曲模 铰链弯曲模,二、复合弯曲模,三、级进弯曲模,四、凸凹模工作部分尺寸及公差,1、工件尺寸标注在外形上（基准件为凹模） 工件为双向公差 凹模宽度： 凸模宽度： 工件为单向公差 凹模宽度： 凸模宽度：,四、凸凹模工作部分尺寸及公差,2、工件尺寸标注在内形上（基准件为凸模） 工件为双向公差 时 凸模宽度： 凹模宽度： 工件为单向公差 时 凸模宽度： 凹模宽度：,第五章成形
21、模设计,成形工艺是指除弯曲、拉深外，包括起伏成形、翻孔、缩口、胀形、校平、整形等。 成形工序可以分为三类： 伸长类成形：变形区主要受拉应力，其破坏形式主要是拉裂，如翻孔、起伏成形和胀形等。 压缩类成形：变形区主要受切向压应力，其破坏形式主要是失稳起皱，如缩口、外缘翻边等。 拉压类成形：变形区受拉应力和压应力共同作用，起破坏形式与实际变形条件有关，可能破裂、可能失稳起皱，如旋压、变薄翻边等。,5-1翻边,翻边是将制件的孔边缘或外边缘在模具的作用下翻出竖立或成一定角度的直边。 翻边可分为内孔翻边和外缘翻边两种。 外缘翻边又可分为外凸外缘翻边和内凹外缘翻边。,一、内孔翻边,翻边系数：翻边前的孔径与翻
22、边后的孔径的比值，即：最小翻边系数：翻边时孔边不破坏所能达到的最大变形程度。 影响翻边系数的因素：材料、孔边缘的状况、t/d、凸模形状。,外缘翻边,外凸外缘翻边的特点近似于浅拉深。变形区主要产生切向压缩，在变形过程中易起皱。 内凹外缘翻边的变形特点近似于内孔翻边，其变形区主要受切向拉应力，边缘易拉坏。,5-2起伏成形,起伏成形是使板料在凸凹模的作用下，通过材料的变薄拉长，冲压出某些形状（如压筋、压包、压字、压花等），以达到零件的要求。,5-2起伏成形,区别起伏成形和宽凸缘拉深件，可以看零件拉深时，主要由材料局部变形而得到，还是由材料流入凹模而得到。 比值D/d是区分起伏成形与凸缘拉深的重要参数
23、。D/d3时大致属于起伏成形； D/d3时大致属于拉深变形。,5-3缩口与胀形,缩口：是把冲压件或管件某部分缩小，缩口变形中材料主要是受压应力失稳而起皱。,胀形,胀形是通过模具使空心件或管状坯料扩张，胀出所需凸起曲面。,5-4校平与整形,校平：主要是在冲压工序后进行，特别是压料的连续模冲裁中。薄而软的制件采用光面校平，板厚的制件采用齿形校平。 整形：是对没有达到要求的弯曲、拉深、成形件再次进行成形加工。,第六章冲压工艺规程编制,一、分析零件图 二、拟订冲压件的总体工艺过程 三、确定毛坯尺寸、形状 四、拟订冲压工艺方案 五、确定模具类型与结构型式 六、选择冲压设备,第七章复合模和级进模 7-1复
24、合模结构设计,复合模是冷冲模的一种，它是在模具的同一中心处，在压力机的一次行程中便可完成两道或两道以上的冲压工序。 正装复合模：落料凹模在下模 倒装复合模：落料凹模在上模,二、复合模的特点和设计要点,复合模必定有一个或几个凸凹模； 复合模冲出的工件均由模具型口中推出（上出件），工件较平。 因凸凹模较脆弱，故只适合薄料冲裁。 结构复杂，封闭高度较高。 凸凹模最小壁厚不要超过允许值。 复合模制造成本偏高，制造周期长。,7-2级进模的结构设计,在一副模具中，存在着两道或两道以上冷冲压工序的模具。,一、级进模的特点,在一次冲压行程中可完成多道工序，具有比复合模更高的生产率。 因工序可以分散，故不存在最
25、小壁厚的问题，可任意留出空位，从而保证了模具的强度，延长了模具的寿命。 采用自动送料、出件等自动化装置，操作安全，可采用高速冲床。 级进模结构复杂，加工精度要求高，给模具制造、维修带来困难。,二、级进模的分类 1、按级进模的设计方法分,A、封闭型孔连续式级进模：各冲裁工位成形的工件型孔与零件的形状完全一样，并把它们分别设置在一定的工位上，以封闭型孔进行冲压。,B、分段切除多段式级进模,对于被冲零件的外形，采用分段切除多余废料的方法进行。 在分段切除多余废料的同时，又伴随着对工件的弯曲、拉深、成形工序。,2、按模具包含的冲压工序性质分类,冲裁级进模 冲裁、弯曲多工位级进模 冲裁、拉深多工位级进模
26、 冲裁、成形多工位级进模 冲裁、弯曲、拉深多工位级进模 冲裁、弯曲、成形多工位级进模 冲裁、拉深、成形多工位级进模 冲裁、弯曲、拉深、成形多工位级进模,四、级进模的设计要点,首先要进行条料排样图设计 必须设计完好的导料系统 必须设计完好、可靠的卸料机构 凸模必须安装稳定，便于拆卸、刃磨与维修 凹模一般采用镶拼结构或分段拼合，便于制造与刃磨 必须设计良好、可行的定距机构,条料排样图设计,确定工位数及各工位作业内容和作业顺序 确定被冲零件的排列样式及方位，即确定材料的利用率。 确定模具的步距尺寸、精度及定位方式。 确定条料宽度、供料方式，即确定冲压时的自动化程度。 以上结构的确定使得模具结构基本确
27、定，也就是模具复杂程度得到确定。,级进模排样图,第二篇塑料模,成型塑料制品的模具叫塑料模具。 塑料模具的发展趋势 大量采用高效率、自动化的模具结构。 大型、超小型及高精度模具的应用日趋扩大。目前我国已能生产大容量洗衣机全套塑料模具等大型塑料模具。 塑 料模热流道技术更臻成熟。 气体铺助注射技术已开始采用。,第一章 基本知识 一、塑料的组成,塑料是由合成树脂、填加剂组成，在一定条件下可塑成形，并在常温下保持形状不变的材料。 合成树脂是构成塑料的主要成分，来源于煤、石油、琥珀、虫胶、松香等。 填加剂是指稳定剂、增塑剂、润滑剂、固化剂和着色剂、发泡剂等。 填充剂在塑料中占4070%，它的作用是使塑料
28、获得不同的性能，减少树脂用量，以降低成本。常用填充剂为云母、石棉和一些纤维状填充剂。,二、塑料的分类,按加热、冷却时的特性分 热塑性塑料（受热可熔塑料）：在常温下是硬的固体，加热后会变软，冷却后还会变硬。 热固性塑料（受热不可熔塑料）：在加热时，它的化学结构发生了变化，加热时间越长，这种变化越深，最后变成为很硬的物体（硬化）。 按其使用范围和生产情况分 通用塑料 工程塑料,三、塑料的特性,密度小：塑料的密度比金属小，但机械强度高。 化学稳定性好：耐腐蚀性强。 耐热性和导热性差：耐热性在50200度范围内。 电绝缘性好 摩擦性能好 多次加工性 成型容易,四、塑件成型的主要方法,注射成型：生产效率
29、高，塑件尺寸精度高；可以成型形状复杂的零件；容易实现自动化生产。 压缩成型：可以压制大面积的塑件；利用多槽可以大批量生产；但制件不能复杂、精度较底。 挤出成型：通常是制造连续型材的塑件。 压注成型：模具损耗小，壁薄、精度高；但塑件机械强度稍差。 中空吹塑成型：主要成型中空类零件，生产自动化程度高。 其他方法成型,第二章 热塑性塑料注射模设计2-1热塑性塑料成形工艺特性,一、热塑性塑料成形工艺特性 吸湿性：具有吸湿性和粘附水分倾向的塑料，在加热时将会有气体挥发，使塑件产生气泡，影响塑件强度和美观。 流变性：塑料的粘度随压力的升高而降低。 流动性：在一定压力和温度下，塑料在流道及型腔内流动并充满型
30、腔的性能。 结晶性：高分子聚合物由无次序的杂乱状态变为有次序的正规模型，此塑料为结晶性塑料。,一、热塑性塑料成形工艺特性,相溶性：两种以上的塑料，分子结构相似，在熔融状态下具有相互混溶的性质，并可提高其综合性能。 热敏性：塑料过热时将分解变色，具有对温度敏感的性质。 毒性、刺激性、腐蚀性 塑料状态与温度的关系：随加热温度上升，塑料将呈现玻璃态、高弹态、可塑态、直至降解（塑料变稀，易从模具分型面处流出）。,二、热塑性塑料状态与温度的关系,塑料受热时有三种状态：固态、液态、气态。 在恒定压力下，热塑性塑料的温度与变形的关系如下 玻璃状态（A）：在此状态可用机械加工的方法加工塑件。 高弹塑性状态（B
31、）：对塑件施加不大的压力就可以得到较大的变形，在此阶段可以真空成形、吹塑成形。 可塑性状态（C）：塑料的成型温度大都超过流动温度，塑件可以用注塑、挤出的方法成型。,三、热塑性塑料的收缩特性,塑件从热模中取出并冷却至室温，其尺寸与模具型腔尺寸发生变化的特性称为成型收缩。 成型收缩率用下式表达：S-成型收缩率（%）； A-常温时的模具型腔尺寸（MM）； B-常温时塑件尺寸（MM）,影响塑件收缩率的因素,塑件的品种：结晶性塑件的收缩率大，收缩变动范围也大；加入玻璃纤维填料后收缩率减小。 塑件形状：形状复杂的塑件收缩率减小。 塑件流动的方向：沿流动方向的收缩率比垂直于流动方向的收缩率大。 注射压力：压
32、力大，收缩率小。 模具温度：温度高，收缩率大。 收缩率还与模具浇口的位置、模具冷却水道的分布、脱模时间等有关。,四、热塑性塑料注射的成型条件,温度：注射成型过程中要控制温度，包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度等，模具温度一般由冷却系统来控制。 压力：包括塑化压力和注射压力，塑化压力又称背压。 时间：完成一次注射成型过程所需要的总时间，称为成型周期。包括：充模时间、保压时间、冷却时间、开模时间、脱模时间。一般充模时间为35秒，保压时间为20120秒，冷却时间为30120秒。,热塑性塑料注塑成形的三个阶段,1、注塑阶段：模具已安装在注射机上，锁模液压缸已锁紧模具，料筒内的塑料已被加热到熔融状态时，注
33、射液压缸中的活塞推动料筒内的螺杆，将熔融状态的塑料通过喷嘴及模内浇道、浇口高速注入型腔。 2 、保压阶段：塑料充满型腔后需保持一段时间的注射压力，使型腔内有足够的压力以对塑件收缩进行补料，使塑件密实，同时塑件在模内冷却定型。 3、预塑阶段:料斗中的颗粒塑料通过计量装置落入料筒，并随着螺杆的转动向前输送，在料筒外加热和螺杆剪切热的作用下，物料实现物理状态的变化，最后呈粘流态，并建立一定的压力;当螺杆头部的熔料压力达到能克服注塑油缸活塞退回时的阻力（背压）时，螺杆开始后退并进行计量，与此同时螺杆前端的熔料逐渐达到注射量，使计量装置撞击限位开关螺杆停止转动和后退，预塑完毕。与此同时动模打开，塑件被推
34、出。,2-3热塑性塑料成形工艺参数,料筒温度：略高于塑料软化点； 注射压力：根据塑料性能、制件大小、壁厚和流道长短来确定； 成形时间：根据产品质量、生产率来确定。 辅助工艺参数 原料干燥 缓冲垫：注射完毕须保留1030mm的剩料使制件冷缩时能不断进入模腔。 模具温度：根据制件和塑料的品种而定，保证加工顺利成形、质量好。,2-5热塑性塑料模具结构与设计 一、注射模的典型结构,单分型面注射模具,一、注射模的典型结构,双分型面注射模具,一、注射模的典型结构,带有活动镶件的注射模具,二、注塑模各组成部分及其功用,1、成型零件 定模型腔：成形塑件的外形 动模型腔：成形零件的内形 2、浇注系统：由注射机喷
35、嘴经过主流道、分流道、浇口和冷料穴到型腔之间的进料通口。 3、推出机构：是由推出塑件所需的全部结构零件组成的。 4、侧抽芯机构：是由抽出塑件的侧凹所需的全部结构零件组成。,二、注塑模各组成部分及其功用,5、导向件：保证动模和定模和模准确。 6、冷却系统：为了保持一定的模具温度，在模具内开放循环冷却系统，以不断将塑件传给模具的热量带出模外。 7、定位圈：为确保注射机喷嘴与模具浇口套对中，定位圈凸出在定模座板外，其直径与注射机定位孔采用动配合进行装配。,二、注塑模各组成部分及其功用,8、模架 模板：包括定模座板、定模板、动模板、支承板、垫块、动模座板 导向系统：由导柱、导套组成 推板：包括推板固定
36、板和复位杆 9、限位钉：对推出机构起支承和调整作用 10、支承柱；在动模支承板和动模座板之间起支承作用。,第三章 热固性塑料注射模设计 一、概述,热固性塑料在耐热性、抗热变形等方面有突出的优点。 在成形过程中，热固性塑料既有物理变化，又有化学变化。 热固性塑料可以用压制法和注塑法等方法成形。,二、注射成形原理,热固性塑料注射机与热塑性塑料注射机结构基本相似，其主要区别是： 加热料筒由热水加热（热塑性塑料由电阻加热），水温由电热器自动控制，料筒内的预塑温度控制在90110C之间。 注射机的螺杆是特制的，压缩比较小，要求注射压力较高。 模具不需冷却水道，而要设放置加热棒的通孔以加热模具。模温约控制
37、在165205 C之间（酚醛树脂），具体温度由材料确定。模具与注射机间要有隔热垫，以防模具向注射机传热。,三、热固性塑料注射成型工艺过程,加热与预塑：把塑料加入料筒中用热水加热，用螺杆搅匀，使其达到临界塑性，一般预塑温度控制在45110C。在塑料由螺杆向前推进时，随着螺杆背压的提高，塑料的温度亦提高。塑料通过注射机喷嘴喷出时，由于剧烈的摩擦，料温可达110130 C。 闭模与注射：模具闭和后，熔融态塑料由注射机喷出，迅速充满整个型腔，此时模具温度保持在165205 C，在此温度下塑料开始固化。,三、热固性塑料注射成型工艺过程,保压与固化：保压的目的是为了防止受压塑料从模具主流道倒流，影响制品质
38、量。在此阶段，塑料在加热和保压的充分作用下固化成形。 排气：由于固化过程中有气体排出，所以合模过程中必须有排气动作，常用轻微的开启模具来实现，或由气槽溢出。,四、模具结构特点,浇注系统：由于塑料在料筒中没有加热到足够的温度，因此希望主流道断面积小些，以增大塑料的传热面积和摩擦热。 排气槽：型腔内有气体和化学挥发物，而热固性塑料流动性好，极易将模缝堵死，故利用配合间隙排气往往不能满足要求，需开设排气槽。 模具的加热：注射过程中，注射机的温度低，模具需加热，模具加热是十分重要的环节，它对制品的成型质量影响很大，必须严格控制模具成型表面温度差不能大于5度。,四、模具结构特点,塑料的流动性和模具结构：由于热固性塑料熔化温度比固化温度要低，在成型条件下，塑料的流动性好，能流入细小的缝隙成为毛边，这一特性必须要考虑到，所以要求 分型面接触面积要小。 避免采用镶拼件。 避免采用脱模板而采用顶出杆脱件。,
