塑料成型模具设计与CAD第

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1、第一章塑料制品设计和成型本章主要概述塑料制品的设计原则，从制品设计和用模具成型的角度，评述材料的选用和加工方法的选择。1.1塑料制品的设计方法和原则需要掌握的知识：1、机械设计（制图、公差配合与技术测量、工程力学和机械设计等方面的知识和技能）2、塑料加工工程（塑料及配方、塑料加工、塑料成型模具和成型机械等知识）塑料件设计的三个阶段：设计方案的拟定结构设计生产准备和定型（1）拟定设计方案第一步，科学地确定制品的功能和性能第二步，选择合适的塑料材料第三步，确定制品的加工方法第四步，对塑件进行失效分析（2）结构设计结构功能结构工艺结构造型结构是结构设计的核心。确定使用功能实现的制品形状、尺寸

2、和壁厚。是制品生产的前提。合理处理熔体流动性、收缩率、脱模等问题。予以制品装饰和美化的效果。各种草图、轴侧图、三视图和三维造型等。慎重确定尺寸精度、公差、表面质量后，绘制生产用得工程图。（3）生产准备和定型通过各种CAE/CAD数值分析软件，可获知充模流动、保压冷却、固化收缩和翘曲变形的分析结果。可对塑件进行修正和优化。总结设计塑料制品的原则：保证其在使用期限中的功能和性能；在上面的前提下选料、考虑加工可行性和成本；聚合物流变和固化过程对制品的影响；大多数塑件是各种装置和设备中的组成元件。其设计必须统一在整体产品中，在保证整机质量的前提下降低塑件成本。1.2塑料材料的选择本节主要内容：

3、介绍塑料材料的分类；介绍热塑性塑料和热固性塑料的常用品种；介绍常用塑料的应用、加工和失效的特征；讨论塑料材料的选择方法。1.2.1塑料材料的分类和常用品种热塑性塑料，是指在特定的温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化的材料。热固性塑料，是指在一定温度和压力下熔融，保持一定时间而固化，固化后成为不能熔融、不能溶解的材料。按分子结构及其热性能分类按用途分类通用塑料工程塑料特殊塑料聚乙烯（PE)是结晶性聚合物，熔体流动性好。LDPEHEPEUHMWPE结晶度（%）45-6585-95分子量大于70万性能柔软，断裂伸长率、冲击强度、透明性好较高力学强度和使用温度很高力学强度，耐磨性能好，用途吹塑

4、薄膜、挤出线缆绝缘层等中空吹塑、注射、挤出各种管材等减摩耐磨的支承和传动件环境应力裂纹：塑料树脂当有应力存在下，受化学试剂作用发生的降解现象，最终导致塑料组分的损坏。在受热和光照下会发生氧降解，致使塑料件脆化，损失了弯曲和拉伸强度。聚丙烯（PP)是密度小而耐热性较好的结晶性聚合物，成型收缩率大，熔体流动性好，有突出的抗疲劳性能。不会因为环境应力开裂而失效。耐老化能力比PE差。Tg为-20℃，低温冲击强度低。PP瓶壁的水汽渗透速率高于PE。聚氯乙烯（PVC)具有无定形聚合物的特征，成型收缩率较小。熔体的热稳定性差，成型温度的范围小，对模具有腐蚀作用。软PVC,吹塑薄膜、压延片材和挤出线缆

5、护套硬PVC，挤出各种棒材、管材、板材、型材注射及硬PVC，流动性差，成型管接头和较小的结构件硬PVC的冲击强度较低，改性可以提高，但同时刚度下降。聚苯乙烯（PS)无色透明塑料，透光率仅次于PMMA。电绝缘性优良。着色性、耐水性和化学稳定性好，但是不耐苯和汽油等溶剂。无定形聚合物，熔体流动性好且不易分解，具良好的注射工艺性。力学性能一般，抗冲击性能差。PS塑料件：壁厚应均匀一致，各连接面处应有圆角，不宜设计嵌件；不能承受动态的弯曲载荷，不能设计制造弹性夹钳等；有较大的热膨胀系数，交替的膨胀和收缩会使塑件的连接基座开裂。抗冲聚苯乙烯（HIPS)为丁苯橡胶增韧改性的PS,具有较高的韧性和冲

6、击强度。若相对分子量偏低，胶含量较少，或注射工艺不良，会有较低的强度和高的残余应力。HIPS制品抗氧化和热化学阻抗的稳定性较差，尤其在承载情况下，扭曲和弯曲会产生热变形或疲劳裂纹。ABSAS（SAN)PMMA苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚的无定形塑料丙烯腈和苯乙烯共聚的无定形塑料聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）较好的综合力学性能，韧性比HIPS好，熔体流动性中等，易于注射成型。成型收缩率小，制品尺寸稳定。透光率与PS相当，韧性和强度超过PS,熔体流动性较好。但是模塑成型时易生成残余应力，会引发裂纹。有环境应力开裂现象。透明度高地无定形塑料，具有良好的电绝缘性、染色性和装饰性能。熔体流动性中等。

7、脆，不能承受高应力。表面硬度差，容易擦伤起划痕。有环境应力开裂现象。各种壳体和结构件，表面电镀的装饰件，设计寿命通常10年。电子零部件等可制成棒，管、板等型材聚酰胺（PA)PA系为多品种的结晶型聚合物。坚韧、耐磨且耐疲劳，但及能吸湿。注射前必须充分干燥物料。熔融温度高，熔体粘度低，注射时容易出现流延和溢边。塑件的成型收缩率大，且有波动。因吸湿而尺寸不稳定。PA6，弹性好，冲击强度高，吸水率大；PA66，强度高，耐磨性好。PA610，性能类似于P