　　塑料制品在汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等领域得到了广泛应用，塑料模具是塑料制品生产的主要工艺装备。《塑料模具设计师手册》以科学性、先进性和实用性为指导思想，兼顾理论基础和设计实践两个方面，较为详细地分析介绍了塑料模具设计常用资料、各类塑料模具设计方法、典型结构和设计实例、塑料模具CAD／CAE技术，并且包括了无流道凝料注射模、气体辅助注射成型模具、双色注射模、电子封装模具等新工艺、新技术方面应用的模具设计等内容，具有技术方法先进、典型结构图例丰富、标准数据资料新、实用性强等特点，可供从事塑料模具设计、制造以及塑料制品设计与生产的工程技术人员使用，也可供相关专业的工程技术人员以及大专院校相关专业师生参考。

内页插图

序
前言
第一篇模具设计常用资料
第一章塑料性能
1.1 材料特性
1.1.1 塑件分类
1.1.2 塑料名称与代号
1.1.3 塑料特性
1.2 塑料的可模塑性能
1.2.1 流动性能
1.2.2 收缩性能
1.2.3 结晶特性
1.2.4 取向作用
1.2.5 吸湿性能
1.2.6 硬化特性
1.3 塑料熔体的流动特性
1.3.1 粘性流动行为
1.3.2 塑料熔体的在管缝中的流动分析
1.3.3 影响粘性流动的因素
1.3.4 粘性模型
1.4 塑料熔体的热力学性质
1.4.1 PVT状态方程
1.4.2 热导率
1.4.3 比热容
1.4.4 热扩散系数
1.4.5 热焓
1.4.6 不流动温度
1.5 塑料熔体的弹性表现
1.5.1 入口效应
1.5.2 出模膨胀
1.5.3 熔体破碎
参考文献

第2章塑料制品设计
2.1 概述
2.2 塑料制品的精度与表面粗糙度
2.2.1 尺寸精度
2.2.2 表面粗糙度
2.3 材料选择的通用规则
2.4 塑料制品形状与结构设计
2.4.1 注塑制件
2.4.2 挤出成型制件结构设计
2.5 典型塑料制件设计
2.5.1 齿轮设计
2.5.2 光学塑件设计
2.5.3 电气用塑料零件的设计
2.5.4 铰链
2.5.5 塑料搭扣与压扣
2.5.6 阻尼器设计
2.5.7 夹芯板
参考文献

第3章成型机械
3.1 注射机
3.1.1 注射机的基本结构与分类
3.1.2 主要生产厂家及产品基本参数
3.2 挤出机
3.2.1 挤出机的基本结构与分类
3.2.2 主要生产厂家及产品基本参数
3.3 压力机
3.3.1 压力机的基本结构与分类
3.3.2 主要生产厂家及产品基本参数
参考文献

第4章模具标准化
4.1 模具标准化的重要性
4.1.1 模具标准化的意义
4.1.2 模具标准体系
4.1.3 模具标准化的制订原则
4.1.4 我国塑料模标准化的实施
4.2 注射模国家标准模架
4.2.1 标准模架组合形式
4.2.2 基本型模架组合尺寸
4.2.3 标准模架的技术条件
4.3 龙记五金有限公司及其标准模架
4.3.1 公司介绍
4.3.2 标准模架
4.4 注射模模架选择
4.4.1 注射模标准模架
4.4.2 标准模架CAD
参考文献

第5章塑料模具常用材料及热处理
5.1 塑料模具材料的基本性能要求
5.1.1 概述
5.1.2 塑料模具的工作条件
5.1.3 塑料模具的主要失效形式
5.1.4 塑料模具材料的主要性能要求
5.2 塑料模具材料
5.2.1 塑料模具常用材料的分类
5.2.2 塑料模具材料的选择原则
5.3 塑料模具材料热处理
5.3.1 塑料模具钢热处理
5.3.2 其他塑料模具材料及热处理
5.4 常用塑料模具材料性能数据
5.4.1 塑料模具专门用钢性能数据
5.4.2 其他塑料模具材料性能数据
参考文献

第二篇塑料模具设计
第6章普通注射模设计
6.1 概述
6.1.1 注射模的分类
6.1.2 注射模的组成
6.1.3 注射模与注射机的关系
6.2 浇注系统设计
6.2.1 浇注系统的设计原则
6.2.2 熔体在浇注系统和型腔中的流动分析
6.2.3 主流道和冷料穴的设计
6.2.4 分流道设计
6.2.5 浇口设计
6.2.6 浇注系统截面尺寸计算
6.3 分型面与排气槽设计
6.3.1 分型面设计
6.3.2 排气结构设计
6.4 成型零件设计
6.4.1 成型零件的结构设计
6.4.2 成型零件工作尺寸计算
6.4.3 型腔侧壁及底板厚度的强度、刚度计算
6.5 导向与定位机构设计
6.5.1 机构的功能
6.5.2 导柱导向机构的设计
6.5.3 精确定位合模机构的设计（锥面定位机构）
6.6 推出机构设计
6.6.1 设计原则及分类
6.6.2 脱模力的计算
6.6.3 简单脱模机构
6.6.4 定模脱模机构
6.6.5 双脱模机构
6.6.6 二级脱模机构
6.6.7 顺序脱模机构
6.6.8 浇注系统凝料脱出机构
6.6.9 螺纹塑件脱出机构
6.7 侧向分型与抽芯机构的设计
6.7.1机构分类和特点
6.7.2抽拔距和抽拔力的计算
6.7.3手动分型抽芯机构
6.7.4机动分型抽芯机构
6.7.5液压或气动抽芯机构
6.8模温调节系统的设计
6.8.1概述
6.8.2冷却系统设计计算
6.8.3冷却回路的布置与设计
6.8.4模具加热
6.9普通注射模典型结构
6.9.1大家电零件注射模结构
6.9.2小家电零件注射模结构
6.9.3汽车零件注射模结构
6.9.4通信零件注射模结构
6.9.5管件注射模结构
6.9.6瓶盖注射模结构
参考文献

第7章特种注射模设计
7.1 无流道凝料注射模
7.1.1 绝热流道注射模
7.1.2 热流道注射模
7.1.3 温流道注射模
7.1.4 热流道注射模典型结构
7.2 热固性塑料注射模
7.2.1 热固性塑料注射模总体结构
7.2.2 热固性塑料注射模设计
7.2.3 热固性塑料注射模典型结构
7.3 气体辅助注射成型模具
7.3.1 气体辅助注射成型原理及工艺
7.3.2 气体辅助注射成型制件设计
7.3.3 气体辅助注射成型模具设计要点
7.3.4 气体辅助注射成型模具典型结构
7.4 低发泡注射模
7.4.1 低发泡的工艺特点
7.4.2 低发泡注射模设计要点
7.5 反应成型注射模
7.5.1 反应成型的工艺特点
7.5.2 反应成型注射模设计要点
7.6 双色注射模
7.6.1 双色注射成型工艺的分类及特点
7.6.2 双色注射制品及模具设计要点
7.6.3 双色注射模典型结构
7.6.4 夹心注射
参考文献

第8章压模设计
8.1 概述
8.1.1 压模结构
8.1.2 压模类型
8.1.3 压模与压力机的关系
8.2 压模结构设计
8.3 压模零件设计
8.3.1 成型零件结构设计
8.3.2 结构零件设计
8.3.3 压模加热与冷却
8.4 聚四氟乙烯压锭模设计
8.4.1 聚四氟乙烯加工特点
8.4.2 压锭模设计要点
8.4.3 压锭模典型结构
8.5 泡沫塑料压模
8.5.1 泡沫塑料模压特性
8.5.2 泡沫塑料压模设计要点
8.5.3 泡沫塑料压模典型结构
参考文献

第9章传递模设计
9.1 概述
9.1.1 传递成型特点
9.1.2 熔体充模流动特性
9.2 传递模的类型与结构
9.2.1 传递模的类型
9.2.2 传递模的结构
9.3 传递模结构设计
9.3.1 加料室设计
9.3.2 压料柱塞设计
9.3.3 浇注系统设计
9.3.4 溢料槽和排气槽设计
9.4 传递模典型结构
参考文献

第10章塑料热成型模具设计
10.1 概述
10.1.1 热成型方法简介
10.1.2 热成型方法的分类
10.2 热成型制品的工艺性设计
10.2.1 几何形状设计
10.2.2 脱模斜度和转角
10.2.3 制品外观
10.2.4 凹槽设计
10.2.5 引伸比、径深比和展开倍率
10.2.6 产品尺寸精度和形位精度
10.2.7 壁厚控制
10.2.8 修边考虑
10.3 热成型机及模具设计
10.3.1 热成型机
10.3.2 热成型模具
参考文献
第11章挤出模设计
11.1 概述
11.1.1 挤出生产过程
11.1.2 挤出产品类型及其设计原则
11.1.3 挤出生产设备
11.1.4 挤出模的种类
11.1.5 挤出模设计的一般原则
11.1.6 挤出模设计须考虑的因素
11.1.7 挤出模与挤出机的联接
11.1.8 塑料熔体在挤出模中的流动过程
11.1.9 塑料熔体在挤出过程中的一些特殊现象
11.2 塑料棒材挤出模设计
11.2.1 塑料棒材产品的发展
11.2.2 塑料棒材挤出模的相关计算
11.2.3 塑料棒材挤出模典型结构
11.2.4 其他常用塑料棒材挤出模
11.2.5 棒材冷却定型装置
11.2.6 塑料棒材挤出模的发展趋势
11.3 塑料管材挤出机头设计
11.3.1 概述
11.3.2 塑料管材的发展过程
11.3.3 塑料管材的挤出过程
11.3.4 典型塑料管材挤出机头结构
11.3.5 挤管机头结构参数设计
11.3.6 其他新型及特殊塑料管材挤出机头结构
11.3.7 塑料管材定径装置设计
11.4 挤出吹塑薄膜机头设计
11.4.1 吹塑薄膜产品的发展过程
11.4.2 常用吹塑薄膜机头设计
11.4.3 其他吹塑薄膜机头设计
11.4.4 辅助装置设计——冷却装置设计
11.5 中空吹塑型坯挤出模设计
11.5.1 概述
11.5.2 型坯挤出模设计的基本原则
11.5.3 型坯挤出模的典型结构
11.5.4 型坯挤出模工艺参数
11.5.5 型坯机头中存在的典型问题
11.5.6 储料缸设计
11.6 板、片及平膜机头设计
11.6.1 板、片及平膜产品的发展过程
11.6.2 板、片及平膜机头典型结构
11.6.3 其他板、片及平膜机头结构
11.6.4 平缝式机头的调节措施
11.7 线缆包覆机头设计
11.7.1 电线电缆产品类型
11.7.2 线缆包覆机头的典型结构
11.7.3 其他线缆包覆机头设计
11.7.4 不偏心机头设计
11.8 塑料异型材挤出模设计
11.8.1 概述
11.8.2 塑料异型材发展概述
11.8.3 塑料异型材挤出机头的典型结构
11.9 结构发泡型材挤出机头设计
11.9.1 概述
11.9.2 结构发泡型材挤出机头结构类型
11.9.3 结构发泡型材挤出机头的流道设计
11.10 其他常见挤出成型模具
11.10.1 单丝挤出机头
11.10.2 造粒机头
11.10.3 塑料网成型机头
第12章中空吹塑模设计
第13章电子封装模具设计
第14章快速经济制模设计

第三篇塑料模具CAD/CAE技术
第15章注射模CAD技术
第16章挤塑模CAD
第17章注射模CAE技术
第18章 Moldflow应用

精彩书摘

　　第1章　塑料性能
　　1.1　材料特性
　　塑料（plastic）是以合成或天然的高分子化合物为基本成分，在其制造或加工过程中的某一阶段能流动成型或原位聚合而成型，而产品最后能固化成保持形状不变的材料。大多数塑料是以合成高分子化合物（树脂）为基本成分，并在聚合物中添加一定数量的助剂，通过这些助剂来改善聚合物的性能。因此可以认为，塑料是由聚合物和某些助剂结合而成的。
　　1.1.1 塑件分类
　　常用的塑料分类如下。
　　1.根据塑料的来源分
　　可分为天然树脂和合成树脂。
　　2.根据聚合物链之间在凝固后的结构形态分
　　（1）非结晶型（无定型）塑料无定型塑料在凝固时，没有晶核的形成和晶体成长过程，只是自由的大分子链的“冻结”，如聚苯乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃、聚碳酸酯等。
　　（2）半结晶型、结晶型结晶型塑料在凝固时，有晶核到晶粒的生成过程，形成一定的形态结构，如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等。
　　3.根据化学结构及其基本行为分
　　（1）热塑性塑料指在特定温度范围内可反复加热软化和冷却硬化（成型）的塑料，或者说是反复可溶可熔、可以多次成型的塑料。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（又称尼龙）、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚酯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、氯化聚醚、聚砜和氟塑料等以及由这些塑料组成的共混物或塑料合金。
　　（2）热固性塑料指在一定条件（如加热、加压）下能通过化学反应固化成不熔不溶性物料的塑料。常用的热固性塑料有酚醛塑料、聚氨酯塑料、氨基塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、呋喃树脂、有机硅树脂、烯丙基树脂等及其改性树脂为基体制成的塑料。
　　4.根据塑料用途分
　　（1）通用塑料指产量大、用途广、价格低的一类塑料。主要包括六大品种，即聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料。这类塑料虽然只有六种，但是它们的产量占塑料总产量的75％以上，构成了塑料工业的主体。
　　（2）工程塑料指能承受一定的外力，有良好的力学性能和尺寸稳定性，在高、低温下能保持优良性能，可用作为工程结构制件的塑料。这类塑料可替代金属作某些机械构件或作其他特殊用途。常用的工程塑料有聚碳酸酯、尼龙、聚甲醛、聚砜、ABS、聚苯醚、聚苯硫醚、氯化聚醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、超高分子量聚乙烯、环氧树脂、酚醛一环氧树脂和聚氨酯等。
　　（3）特种塑料指具有特种功能（如耐热性、自润滑性），应用于特殊场合的塑料。按聚合物交联与否，可分为交联型和非交联型特种工程塑料。常用的交联型特种工程塑料品种有聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树脂等；常用的非交联型特种工程塑料品种有氟塑料、有机硅、聚苯硫醚、聚苯酯、聚醚醚酮和聚苯并咪唑等。
　　5.根据塑料成型方法分
　　（1）模压塑料指供模压成型用的树脂混合料，如酚醛模压塑料、聚酰亚胺模压塑料、聚苯并咪唑模压塑料。

前言/序言

　　通过模具制造产品有“三高两低”的特点，即高生产率、高精度、高材料利用率和低成本、低能耗，而且产品的一致性好，有利于装配和互换，因而在汽车、家电、机械、电子、通信、军工、航空航天、轻工、建材等领域的产品制造中得到了广泛应用。模具制造技术水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平的标准。国外将模具比喻为“金钥匙”、“进入富裕社会的原动力”等。我国从20世纪80年代以来十分重视模具工业，相继成立了中国模具工业协会、全国模具标准化技术委员会和教育培训委员会。1989年在国务院“关于当前产品政策要点的决定”中，将模具列为机械工业产业技术改造序列的第一位。
　　据中国模具工业协会的统计数据，1995年我国模具工业产值约为145亿元，2001年为310亿元，2002年为360亿元，2003年为450亿元，2004年为530亿元，2005年为610亿元，2006年的销售额约为720亿元。在2001年至2006年的六年间，模具工业产值的平均年增长率达18％。据不完全统计，目前全国共有模具生产厂点约3万多家，大多为中小企业，从业人员近100万人，产值在1亿元以上的模具企业只有40多家，超过3000万元的企业约有200多家。
　　虽然我国的模具生产产值已成为世界第三，在2006年第十一届中国国际模具展中我国亦展出了不少已达到国际水平的高质量、高效率、高寿命的大型、复杂、精密模具，但与国外模具企业相比，我国模具企业在生产设备水平与先进技术应用，尤其在从业人员素质和人才培训方面，仍然有很大差距。
　　一个产品由设计到生产的过程大致如下：产品设计一模具设计一模具制造一试模一产品生产。其中，模具设计起着特殊的作用，它要将产品设计的理念“现实化”，一直到试模出合格制品，模具设计的任务才算完成和成功。
　　模具属单件生产，又是订单式生产。目前新产品的结构越来越复杂、质量要求越来越高、交货期越来越短，这就对模具设计和制造提出了更高的要求。一方面是新产品无经验可凭，另一方面又希望一次试模成功，以缩短周期、降低成本。
　　由于模具生产具有以上特点，因此世界上最先进的加工设备和制造技术，包括电火花线切割和成型加工、高速、多轴联动数控铣、各种快速原型制造和快速经济制模、各种新型高级模具钢、热处理及表面处理、三坐标测量及反求技术、cAD／CAE／CAM一体化技术等都已经在模具企业中得到了广泛的应用。模具企业已由人力密集型转化为技术密集型和资金密集型企业。而这些新技术及加工设备仍在不断发展和改进。
　　对模具设计师的要求是：他应掌握力学、热学、材料学、机械制造学和计算机技术等，而且必须具有创新精神。
　　基于以上情况，在目前虽已有不少有关模具设计和制造方面书籍，然而仍不能满足需求的情况下，我们决心编写这套“模具设计师手册系列”，奉献给全国从事模具设计及相关工作的工程技术工作者及大专院校师生们，希望有助于他们的工作和学习。“科学性、先进性和实用性”是编写本手册的指导思想，也是我们希望能达到的目标。
　　“模具设计师手册系列”内容包括塑料模具、冲压模具和压铸模具。分为《塑料模具设计师手册》、《冲压模具设计师手册》和《压铸模具设计师手册》三个分册。这三大类模具的数量约占我国模具总量的90％。
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