1、导论1. 熟悉什么是模具，常用的塑料成型加工方法及模具。2了解塑料模具设计工作流程、塑料成型的地位及发展趋势熟悉模具的定义、常用的塑料成型加工方法及模具多媒体讲解、举例讲解、音像讲解引导：什么是模具？举例：蜂窝煤、月饼。引出塑料制件的生产工具即塑料模具（图片展示） 提问：生活中的塑件？新课：一、什么是模具、塑料模具及分类 1、模具：是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。2、塑料模具：成型塑料制品所用的工装称为塑料成型模具（简称塑料模）。3、模具分类：二、塑料成型在塑料工业中的重要地位 塑料属合成高分子材料塑料工业=塑料生产+塑料制品生产塑料制品生产系统：（塑料原料预处理）
2、成型机械加工修饰装配三、塑料成型方法简介（音像讲解，动画演示）1、注射成型：衣架、灯座2、挤出成型：塑料管、塑料板3、压缩成型：开关、插头4、压注成型：塑料洗手盆中空吹塑成型：塑料瓶5、气动成型 真空成型 ：计算机键盘压缩空气成型：四、塑料成型技术发展趋势国内外塑料模具技术比较表项 目 国 外 国 内注塑模型腔精度 0.0050.01mm 0.020.05mm型腔表面粗糙度 Ra0.010.05m Ra0.20m非淬火钢模具寿命 1060 万次 1030 万次淬火钢模具寿命 160300 万次 50100 万次热流道模具使用率 80%以上 总体不足 10%标准化程度 7080% 小于 30%中
3、型塑料模生产周期 一个月左右 24 个月趋势：1、CAD/CAE/CAM 技术的快速发展和推广应用2、加强塑料材料性能研究，加强模具新型材料的开发与应用3、塑料制件的复杂化、微型化、超大型化和精密化4、模具的标准化、系列化、商品化5、高速数控切削技术（410 万/min）五、塑料模具设计工作流程图 0-2 模具设计与制造工作流程图 0-3 模具 设计员的主要工作任务与工作流程六、课程任务与学习目标1、能力目标2、知识目标认识塑料（一）1. 熟悉塑料的组成和分类2. 了解高聚物的分子结构，常用塑料的代号、性能和用途熟悉塑料的组成，区分热塑性塑料和热固性塑料多媒体讲解、举例讲解、音像讲解复习：什么
4、是模具？引导：图片展示生活中的各种塑料制件。这些塑料制件有哪些性能？是采用什么加工方法生产的？生产这些塑料制件需要什么样的工具或模具？这些工具或模具是如何工作的？ 新课：一、塑料的组成 定义：塑料是指以树脂为主要成份、加入添加剂在一定温度、压力和溶剂等条件的作用下温度和压力下具有塑性和流动性，可被模塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的原材料。组成：聚合物合成树脂（高分子有机物、简称高聚物，40 100%）和添加剂天然树脂1、树脂合成树脂聚合反应、缩聚反应2、添加剂（辅助材料）填充剂即填料、稳定剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。二、塑料的通用性能1、塑料的优良性能（1）密度小
5、，重量轻，比强度和比刚度高（2）多种优良的机械性能（3）耐化学作用好（4）电绝缘、绝热、隔声性能好（5）成型和着色能力好 （6）加工性能好（7）自润滑性好2、塑料的不足性能（1）机械强度低（2）尺寸精度低（3）耐热温度低另外，高温下容易降解和老化；导热性能较差；吸湿性大，容易发生水解老化；使用寿命短。三、高聚物的分子结构1、高聚物的分子结构特点单个高分子结构线型 支链型 网状热塑性塑料 热固性塑料2、聚合物分子链的聚集状态结晶型塑料结构非结晶型塑料（线性无定型）四、塑料的分类1、按塑料的成型性能分类（1）热塑性塑料物理变化 可逆 （2）热固性塑料物理变化、化学变化 不可逆 表 1-1 常用塑料
6、名称及英文代号2、按塑料的应用范围分类 （1）通用塑料（2）工程塑料（3）特殊塑料认识塑料（二）1. 了解塑料热力学性能与成型加工方法之间的关系2. 掌握用塑料流变理论解释塑料熔体流动行为的能力能用塑料流变理论解释塑料熔体流动行为多媒体讲解、举例讲解、音像讲解复习：塑料的组成？按塑料的成型性能分类？二者的区别？引导：绝大多数塑料在成型时，为使其获得良好的流动性都要借助加热等手段，使成型材料温度升高。聚合物的物理、力学性能与温度密切相关，在温度变化时，树脂聚合物所处的力学状态也必然随之发生变化。 新课：五、聚合物的热力学性能和成型加工适应性塑料在恒定压力下，随着加工温度的变化，存在三种状态：1、
7、玻璃态2、高弹态3、黏流态图 1-5 聚合物的温度、力学状态及成型加工适应性1线形无定形 2结晶型六、聚合物的黏性流动 1、黏度与剪切稀化效应流体在管内一般有两种流动状态：层流和湍流图 流体质点在管内流动轨迹示意图（1）牛顿流体（低分子物质及少部分聚合物如 PC、PA 等）（2）非牛顿流体（大部分聚合物）（3） 假塑性液体的流变学性质在注射成型中，除了热固性聚合物和少数热塑性聚合物外，大多数聚合物熔体均有近似假塑性液体流变学的性质。不同类型流体的流变曲线1 膨胀性流体； 2 牛顿流体； 3 假塑性流体2、影响黏度的主要因素（1）聚合物本身的影响：分子结构、相对分子质量、相对分子质量分布 （2）
8、聚合物中添加剂的影响（3）温度、压力对黏度的影响剪 切 变 稀剪 切 变 稀压力温度等效应：改变压力和温度都能使粘度达到相同的变化效应3、聚合物熔体在模内的流动现象（1）端末效应入口效应 离模膨胀效应图 1-7 聚合物熔体在管道入口区和出口区的流动（2）失稳流动和熔体破裂（3）聚合物熔体的充模流动图 1-10 熔体充模速度不同时的表现 了解塑料成型原理1. 掌握注射成型原理2. 了解压缩成型、压注成型、挤压成型原理掌握注射成型原理，区分压缩成型及压注成型多媒体讲解、举例讲解、音像讲解复习：聚合物熔体在模内的三类流动现象？引导：塑料成型方法中，注射成型是热塑性塑料成型的主要方法。新课：一、注射成
9、型原理 注射模又称为注塑模注射成型所用模具。首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热熔融成粘流态，然后在螺杆或柱塞的推动下，熔融塑料以一定的流速通过料筒前端的喷嘴射入闭合的模具型腔中，经过一定的保压，塑料在模内冷却、硬化定型，接着打开模具，从模内脱出成型的塑件。 图 1-13 螺杆式注射机机构示意图1合模液压缸 2锁模机构 3推出液压缸 4移动模板5模具 6喷嘴 7固定模板 8加热器 9料筒 10料斗11电机 12注射缸 13螺杆二、压缩成型原理将塑料原料直接放在经过加热的模具型腔（加料室）内，凸模向下工作，在热和压力的作用下，塑料呈熔融状态并充满型腔，然后再固化成型。压缩模多
10、用于热固性塑料制件的成型，但该方法成型周期较长、生 产效率低。图 1-15 压缩成型1上模座 2上凸模 3凹模 4下凸模 5下模板 6下模座三、压注成型原理将压注模的加料室与型腔是通过浇注系统连接起来的，通过压柱或柱塞将加料室内受热塑化熔融的热固性塑料经浇注系统压入被加热的闭合型腔，最后固化定型。压注模主要用于热固性塑料制件的成型。图 1-16 压 注成型原理1压注柱塞 2加料腔 3上模座 4凹模 5凸模6凸模固定板 7下模座 8浇注系统凝料 9制件四、挤出成型原理挤出成型工艺过程一般分为 3 个阶段：固态塑料的塑化成型定型认识塑料模具结构1. 掌握注射模具结构的组成2. 了解注射模具的分类和
11、几种典型注射模具的结构掌握注射模具结构的组成多媒体讲解、举例讲解、音像讲解复习：注射成型原理？引导：注射模具的种类很多，注射模具类型不同，其结构和复杂程度各不相同，但其基本结构都由定模和动模两部分组成。新课：一、注射模具的分类动画演示各类注射模具的工作原理、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、二、注射模具的组成注射模均由动模、定模两大部分构成图 1-18 注射模的结构1、成型部分2、浇注系统3、导向机构4、侧向分型与抽芯机构5、推出机构6、温度调节系统7、排气系统8、支承零部件三、典型注射模具结构1、单分型面注射模（二板式注射模） 图 1-182、双分型面注射模（三板式注射模）3、
12、侧向分型与抽芯注射模图 1-20 斜导柱侧抽芯注射模4、带有活动镶件和嵌件的注射模（图 1-21）5、角式注射机用注射模（图 1-22）6、自动卸螺纹的注射模（图 1-23）7、定模设置推出机构的注射模（图 1-24）选择与分析塑料原料（一）1. 熟悉常用塑料代号、性能、用途2. 掌握常用塑料的基本性能掌握常用塑料的基本性能多媒体讲解、举例讲解复习：提问：塑料的概念？引导：新课：一、塑料使用性能及应用塑料的使用性能包括物理性能、化学性能、力学性能、热性能、电 性能等。表 2-1 常用 热塑性塑料的性能与应用表 2-2 常用热固性塑料的性能与应用二、塑料的工艺特性（表 2-4 常见塑料的成型工艺
13、特性）1、热塑性塑料的工艺特性（1）收缩性收缩率是一个范围值(查 2-3 可得 Sman Smin)，设计时收缩率一般取平均值，但精确确定收缩率需反复实验求其平均值。（2） 流动性 常用塑料的流动性大致分为三类：A、好：聚酰胺 PA、聚乙烯 PE、聚苯乙烯 PS、聚丙烯 PP、醋酸纤维素 CA 等；B、中等：改性聚苯乙烯、ABS、AS、聚甲基丙 烯酸甲酯PMMA、聚甲醛 POM、氯化聚醚等；C、差：聚碳酸 酯 PC、硬聚氯乙烯 HPVC、聚苯醚 PPO、聚砜 PSU、氟塑料等。（3） 相容性（共混性 ） 高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚丙烯彼此之间的混熔聚碳酸酯和 ABS 塑料相容（4） 结晶性属于
14、结晶型塑料的有 PE、PP、PTFE、POM、PA、CPT 等；属于非结晶型的塑料有 PS、PMMA、PC、ABS、PSU 等。结晶型塑料注射成型注意事项（5）吸水性具有吸水或粘附水分倾向的塑料：如聚甲基丙稀酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜、ABS 等；在成型之前 应进行干燥处理。既不吸水也不易粘附水分的塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛。（6）取向性各向异性：取向方向力学性能明显升高。如 PP 铰链、纺丝纤维、薄膜产品。线收缩率：取向方向明显大于垂直方向。各向异性塑件翘曲变形（7）降解控制原料纯度，干燥；控制加工工艺；加稳定剂。（8）热敏性加入热稳定剂；选择合适的成型设备，正确控制成型加工温度和加工
15、周期。2、热固性塑料的工艺特性（1）收缩性（2） 流动性 （3）比体积与压缩率 （4）水分和挥发物的含量成型前预热干燥；模具中开排气槽或压制操作时设排气工步；模具表面镀铬是防止腐蚀。（5）交联与硬化速度(固化特征) 选择与分析塑料原料（二）1. 熟悉常用塑料的基本性能2. 掌握合理选择塑料种类和分析原料成型工艺性的能力掌握合理选择塑料种类和分析原料成型工艺性的能力多媒体讲解、举例讲解复习：提问：热塑性塑料的工艺特性？热固性塑料的工艺特性？引导：新课：本次课为实训课。教师指导学生完成项目任务。一、选择制件材料灯座为电器类零件，需大批量生产，通过查表 2-1、表 2-2 及相关塑料模具设计资料（如
16、百度百科http:/ 三、分析塑料工艺性能 四、结论 灯座制件为日常生活用品，要求具有一定的强度和耐磨性能，中等精度，外表面无瑕疵、美观、性能可靠。采用 PC 材料，产品的使用性能基本能满足要求，但在成型时，要注意选择合理的成型工艺，对 原料充分干燥，采用较高的温度和压力。 五、连续作业实训项目（开关盒原材料选择）参考：开关为电器类零件，要求电性能良好，需大批量生产，要求成型工艺性能好，通过查阅常用塑料的性能及应用等资料，对多种塑料进行综合比较，材料品种可选择通用聚苯乙烯(GPPS)和聚氯乙烯(PVC)，但是，一般 PVC 含有不被国家相关标准允许使用的二(2- 乙基己基 )己二酸酯(DEHA
17、) 增塑 剂，DEHA 在高温时(超过 100)容易释放出来，人体接触后危害身体健康，所以本开关盒的塑料材料选用通用聚苯乙烯(GPPS)。(a)开关盒 3D 图；(b)开关盒 2D 图确定塑料成型方式及工艺过程（一）1. 掌握注射成型工作原理、成型工艺过程及特点2. 了解其他各类塑料成型工作原理、成型工艺过程及特点掌握注射成型工作原理、成型工艺过程及特点多媒体讲解、举例讲解、音像讲解复习：提问：热塑性塑料的工艺特性？热固性塑料的工艺特性？引导：塑料制品成型方式有很多，确定塑料制品成型方式应考虑所选择塑料的种类、制品生产批量、模具成本及不同成型方式的特点、应用范围。然后根据塑料的成型工艺特点，不同成型方式的工艺过程确定所生产制品的成型工艺过程。新课：一、注射成型 1、注射成型原理（播放视频）2、注射成型工艺过程 (1)注射成型前的准备1)原料的检验 和预处理2)对 于吸水性强的塑料(PC 、PA、PSU、PMMA)：干燥处理3)嵌件的预热 ：减少内应力4)料筒的清洗：塑料不同或颜色不一致时，要进行清洗。5)脱模剂的 选用：
