模具工程：第二版

第一篇模具工程
第一部分有关模具.注塑机.塑料原料
及其制品的基础知识第1章模具工程入门3
11注塑模3
12注塑机4
121合模机构4
122塑化装置4
123注射装置5
124控制装置6
13模塑时间和技术术语7
131模具闭合过程和开启过程时间（空程周期）8
132顶出时间和开模行程9
133模具打开状态时间9
134注射时间9
135注射保压时间10
136冷却时间10
参考文献11
第2章模具的基本功能12
21成型制品12
ⅷ211制品形状13
22塑料从注塑机到模腔的输送14
221冷流道14
222热流道16
23充模时空气从模腔的排出17
231单浇口17
232不均匀壁厚18
233多浇口18
24塑料的冷却18
25塑料制品的顶出19
26生产的经济性和适当的要求20
261模具类型和模腔数目20
262在一副模具中模塑不同形状的制品23
263多色或多种材料的模塑24
第3章对模具的要求25
31精度和精整25
311精度要求25
312精整要求26
32生产率27
321模腔数目27
322冷却质量28
323顶出速度和时机28
324模具的强度和耐久性29
325安装.启动方便29
33物理强度30
331拉伸强度31
332压缩强度32
333板挠度33
34耐磨性33
341在压力下运动的模具零件的磨损33
342微动磨损34
343塑料的磨蚀和腐蚀磨损34
344锈蚀35
35安全操作35
351对模具的损伤35
352人身伤害37
36保养和互换性37
361保养37
362互换性38
ⅸ37在注塑机中易于安装38
38合适的模具成本（价格）39
381模具设计工程成本(CE)40
382生产工程成本(CP)40
383模块成本(CS)40
384模套成本(CM)41
385装配成本(CA)41
386调试成本(CT)41
387企业管理成本和利润率(CO和P)41
388多模腔模具的成本41
389迭层模具成本42
3810塑料件（制品）的成本42
第4章模具设计的一般指导原则43
41在开始设计模具之前43
42指定塑料的模塑特性45
43预期模塑周期46
44考察制品47
441检查制品图47
442从一个制品或模型开始工作52
45为预算员和设计师设计的典型的检验清单52
451注塑机技术规范52
452制品.制品图和生产技术规范53
第5章塑料鉴别56
51塑料类型的鉴别56
第二部分模具设计的一般指导原则
第6章模具方案设计60
61模具设计规则60
611设计之前60
612首先要考虑的问题61
613逐步设计--模具模块设计62
614逐步法设计--模套设计69
62模腔中水平方向力的平衡72
63流道的平衡和模腔的布置74
631流道的平衡74
632二板式模具（冷流道）75
633三板式模具89
634热流道布局93
ⅹ参考文献94
第7章模塑操作程序95
第8章塑料收缩98
81理论方面98
82实际应用100
821注塑变量和收缩100
822收缩的基本公式103
823对收缩负责（收缩因子的选择）104
824收缩对开模和脱模力的影响105
825收缩设计的实用化建议106
826部分材料的成型收缩率107
827影响收缩的其他因素108
828SPI标准成型公差111
829收缩对容器形状的影响111
参考文献112
第9章模具表面公差113
91标注公差的基本考虑113
911误解之一113
912误解之二114
913误解之三114
92制品壁厚的公差115
93对公差负责115
第10章浇口和流道116
101每个模腔浇口的位置和数量116
1011每个模腔开一个浇口116
1012每个模腔开两个或更多浇口--大制品120
1013每个模腔开两个或更多浇口--细长的制品121
1014浇口残迹122
102热流道浇口的类型和结构125
1021开式浇口125
1022阀式浇口132
1023影响浇口尺寸和形状的因素134
1024对正确设计浇口的要求137
1025浇口形状和尺寸137
103冷流道浇口类型和结构140
1031概要140
1032边缘浇口141
1033扇形浇口142
1034盘形浇口143
1035柄形浇口144
1036隧道式浇口145
1037复式隧道式浇口149
1038弧形或沉陷的隧道式浇口149
1039三板式浇口149
104冷流道顶出和拔出器151
1041流道拔出器和流道的顶出152
1042吸料销头部周围的塑料流动155
1043顶出元件.吸料穴或吸料销的位置和数量155
1044靠近隧道式浇口的吸料穴的布置156
1045用于三板式下沉式流道的吸料销157
105冷流道模具157
1051二板式模具158
1052三板式模具160
1053三板式模具的综合评述161
106热流道模具164
1061热流道系统的商品化工作167
参考文献168
第11章排气169
111背景知识及理论169
112术语及规则170
113分型面排气171
1131排气道和排气槽173
114排气杆和镶件排气175
1141排气杆175
1142筋的排气175
115混杂排气176
1151流道排气176
1152模腔底部的排气177
第12章顶出178
121内容及概念概述178
122顶出方式的基本要求178
1221顶出零件179
1222注塑机顶出杆的长度179
123顶出的一般原则180
1231行程.间隙和制品高度181
1232排气183
1233顶出制品的位置183
124顶杆和顶管186
1241顶杆配合间隙和长度186
1242尺寸,表面精整和顶杆的形状186
1243专用顶杆的形状188
1244顶杆的数量和布置189
125顶杆和顶杆固定板190
1251顶出力190
1252注射压力191
1253与注塑机顶杆相关的顶杆位置的影响192
1254顶杆固定板192
1255防止顶杆偏移转动193
1256复位销194
1257顶杆箱195
1258顶杆托板导向197
1259顶杆托板的复位198
126脱模板201
1261脱模板的一般准则202
1262脱模板导向204
1263脱模圈207
1264脱模杆209
1265从注射侧脱模210
127压缩空气顶出211
1271空气顶出带来的问题211
1272压缩空气顶出的基本要求212
1273阀杆顶出213
1274吹气喷嘴216
1275吹气缝219
1276从注射侧进行空气顶出222
1277机械和空气联合顶出223
ⅹⅲ128多次顶出行程224
129专用顶出方法224
1291颈圈顶出224
1292分瓣顶出225
1293拉模芯顶出226
1294摆杆顶出227
1210两级（和多级）顶出228
12101使用两级顶出的原因及场合229
12102典型的两级顶出驱动器230
12103活动模腔233
1211成型面的精整237
1212顶出顺序238
1213可拆分模芯240
12131斜向运动模芯241
1214退螺纹模具242
12141传统的退螺纹方式242
12142哈斯科（Husky）独创的退螺纹模具243
12143哈斯科的新退螺纹模具系统245
第13章模具冷却246
131引言246
1311模具设计的目的247
1312可利用的帮助248
132注塑模冷却248
133影响模具冷却的因素249
1331冷却介质的温度250
1332塑料的温度--热平衡250
1333热量.温度和能量的基本原理258
1334流道系统262
1335模套的温度263
134冷却通道的设计263
1341钻孔通道与其他通道以及模壁间的距离263
1342模板中的冷却设计及尺寸确定266
1343串联冷却和并联冷却267
1344三板式模具中的流道与模腔板271
1345与模塑制品直接接触的模具部件内的冷却
通道尺寸布置273
ⅹⅳ135供水管路（软管）的尺寸和数量300
136一副模具冷却介质的需求量302
1361引言302
1362输入热量的计算303
1363冷却需要量304
1364冷却水的温度305
1365露点306
1366所需冷却水的量306
1367冷却效率307
1368冷却水的供应308
1369冷却管路的大小311
参考文献312
第14章热膨胀313
141影响热膨胀的变量313
142许用应力中的因素315
1421材料选择315
1422“冷间隙”的产生316
143热梯度317
144模板318
1441联锁装置319
1442模块的各自定位319
145热流道歧管320
1451模具温度321
1452塑料温度321
146注吹模具322
第15章迭层模具323
151迭层模具理论323
152定义和名称323
153结构布置324
154行程324
155支撑325
156合模力328
157非对称布置329
158注塑机和模具的其他重要特性330
1581注射量330
1582回复速度330
1583注射速度330
1584注射量和产品质量的可重复性331
1585注道切断331
1586热塑料的压力释放331
1587开式注嘴注塑331
1588截流式注嘴注塑332
1589压板间距.闭合高度和合模行程332
15810注射滑座的移动333
ⅹⅴ15811无人防护区334
15812顶出装置334
15813中间部分的支撑334
15814下落限制器334
15815开模力335
159迭层模具设计原则335
1591模腔布置335
1592注道杆长度336
1593注道杆的加热337
1594意外接触注道杆的防护337
1595注道杆导向337
1596合模行程337
1597顶出机构的驱动338
1510模具中间部分的水.气.电供给340
15101模具维修341
1511迭层模具的举例341
第三部分模具设计者要考虑的特殊问题
第16章模具材料规格344
161材料比较344
162模具材料选择准则345
163热处理349
1631消除应力349
1632渗碳349
1633氮化351
1634火焰淬火.感应淬火352
164模具精整352
1641模具表面精整352
1642模具表面精整符号353
1643特殊织构354
1644喷砂和蒸汽珩磨354
ⅹⅵ1645抛光和擦光355
1646非模塑表面精整规格359
第17章模板360
171用途和材料选择360
172模板挠曲361
173作用于模板的力362
174模板挠度和应力的简化计算362
1741挠度362
1742应力363
1743设计校验363
175动模板的导向364
1751支承导向364
1752模板导向365
第18章金属疲劳369
181材料力学性能369
182金属疲劳370
1821疲劳的定义370
183四种基本类型载荷371
1831轴向载荷371
1832弯曲载荷371
1833剪切载荷371
1834扭转载荷372
184载荷波动.尺度和方向372
185疲劳寿命曲线373
186避免模具疲劳失效376
1861材料选择376
1862精整376
1863产品形状377
1864应力集中377
187硬度对疲劳极限的影响378
188精整的影响379
189应力集中源对疲劳极限的影响379
1891截面变化379
1892拐角的应力集中源380
1893刀具痕迹380
1894花键和键槽381
ⅹⅶ1810微动磨损383
1811焊接与疲劳383
1812其他影响疲劳寿命的因素383
18121晶粒组织383
18122雕刻位置384
18123颗粒喷射384
1813疲劳举例384
18131模腔镶件385
18132模腔钻孔387
参考文献388
第19章模具螺丝389
191螺纹紧固件389
192螺丝工作情况389
193螺纹加工方法不同的螺丝类型391
1931轧制螺纹391
1932切削螺纹391
194螺纹螺距类型：细牙和粗牙391
195螺丝的紧固作用和预载392
196温度对螺丝的影响394
197循环载荷对螺丝的影响397
198螺丝的润滑397
199钢制螺丝标准398
1991螺丝用钢的性能398
1992129级螺丝的螺纹公差398
1993螺纹接合长度399
1994关于螺丝和螺丝连接的附加建议400
1995带肩螺丝（脱模板螺栓）和紧固螺丝401
1910螺丝数据401
1911用于调整的螺丝和柱螺栓406
1912安全螺丝408
19121锁紧垫圈408
19122LoctiteTM,PermaflexTM等408
19123变形螺丝409
19124金属丝拴住螺丝头部409
19125塑料插件保证安全的螺丝（NylokTM等）409
1913螺帽410
19131安全螺帽410
19132开口销410
19133压紧螺帽410
19134用塑料嵌件（NylokTM等）保证螺帽安全411
19135保证螺帽安全的其他方法411
参考文献411
ⅹⅷ第20章模具和模具零件的装卸412
201安全412
202模板吊装412
2021模具零件的加工412
2022模板面上的吊孔413
203吊环螺栓414
2031提升和吊起理论414
2032提升载荷416
2033吊环螺栓使用注意事项417
2034吊环螺栓使用举例418
204吊杆420
205注塑机上模具的安装421
2051较大模具421
2052快速换模器422
206搭袢422
2061模具维修的搭袢423
第21章气体和油压驱动器425
211气缸和活塞425
2111单作用驱动器425
2112双动驱动器426
2113力F建立的速度426
2114密封件428
2115驱动器的位置和数量428
2116定位429
2117缸壁和活塞杆的精整429
2118要求的力429
2119排气噪声430
21110空气驱动的成本430
212油压驱动器430
2121液压油管路431
2122行程432
2123气体的放出432
2124与注塑机的对接432
213模具安全432
ⅹⅸ第22章设计人员的计算规则433
221产品的投影面积（App)433
222钢板的合模沿口面积（Ass)434
223合模力Fc434
224疲劳435
225模块的压缩436
226圆周应力和模腔扩展437
227弹簧438
228楔439
229几个问题的计算439
2291通过滚柱或滚珠的测量439
2292止动器440
2210热导率441
22101热膨胀441
2211比热容441
2212加热器功率442
22121管状加热器442
22122圆筒加热器442
22123单位质量热流道歧管的热输入（用W)442
2213常用转换系数443
2214锥体配合的预载446
22141模具中锥体的作用446
22142锥体预载目的446
22143模楔子和合模沿口449
2215锥体尺寸的标出451
22151外锥体451
22152内锥体452
22153带角度的表面452
22154设计（校验）球453
2216脱模圈或预载锥体的疲劳454
22161脱模圈454
22162锥体自锁455
22163应力455
22164磨削锥体对预载的影响456
2217倒角和半径457
22171一般知识457
22172标定倒角458
22173标注半径458
22174拐角的半径459
22175跟部460
2218O形圈安装460
2219模具上钻孔461
ⅹⅹ22191麻花钻461
22192深孔钻削（枪钻）464
22193模具冷却和气体通道的钻削468
参考文献473

第二篇模具性能
第23章模具性能和寿命477
参考文献479
第24章模具性能方面经常问到的问题480
241模具的期望寿命480
2411制品报废480
2412模具报废480
242影响模具寿命的因素481
2421机械部分481
2422电气部分481
243生产量.生产率和效率之间的区别482
2431生产量482
2432生产率483
2433效率483
244模塑作业影响制品成本的原因484
2441塑料的成本484
2442能源.水及压缩空气的成本485
2443制品生产的人工劳动费用486
2444模具成本487
2445机器（机时）成本489
2446维修成本490
2447建厂费490
第25章循环周期492
251制品设计的影响492
2511壁厚t492
2512壁的均匀性492
2513制品所有部位良好冷却的可行性492
252模具设计的影响492
ⅹ2521热交换493
2522塑料充模493
2523排气493
2524顶出493
253注塑机尺寸选择的影响493
254模塑材料（塑料）的影响494
2541黏度494
2542结晶度494
2543料温495
2544热导率495
2545塑料来源495
255制品顶出温度的影响495
2551制品应力496
2552倒陷和螺纹的脱模496
256注射（充料）速度的影响496
2561注塑机的能力496
2562塑料类型497
2563制品设计497
2564模具设计497
257注射量498
2571塑化能力498
2572注射量和模腔数目500
258顶出时间的确定501
259合模行程长度501
2510模具冷却502
25101冷却效率502
第26章壁厚507
261注射压力507
2611注塑机注嘴后的注射压力507
2612模腔空间内的实际压力508
262流动长度509
263合模力510
264熔体指数511
265收缩率514
2651壁厚和收缩率514
266冷却时间515
2661薄壁515
2662厚壁516
ⅹ267模芯位移516
2671制造误差517
2672复式浇口517
2673挠曲517
2674模芯支撑517
2675定位机构的特性518
2676模楔锁紧518
2677影响模芯位移的其他因素519
参考文献519
第27章制品的尺寸和形状520
271收缩余量520
272模塑材料521
273操作环境521
274模具精度521
275模具冷却522
第28章结晶性523
281注塑级塑料的性能523
282冷却对结晶性材料的影响523
283结晶层和非结晶层分布的实际影响528
284熔点（Tm）和玻璃化转变温度（Tg)529
285聚对苯二甲酸乙二醇酯的预成型530
286塑料干燥530
参考文献530
第29章模具中的力531
291合模力531
292螺杆的力533
293开模力533
294顶出力534
2941拉伸534
2942压缩534
2943挠曲535
2944扭转537
295注射力537
2951液压力537
2952压缩539
2953拉伸539
2954挠曲540
296剪切力540
297模具不均匀冷却引起的力540
2971热膨胀540
ⅹⅹⅲ2972热流道部件542
298注射装置力542
299表面清晰度的影响542
第30章预载545
301预载的定义545
302合模力546
303侧型芯受力548
3031侧型芯内.外移动的力548
3032支撑力549
3033侧型芯预载550
304跟合模力方向垂直的成型力551
305镶入式模腔552
306一块（标准的）模腔553
307组合模腔553
308侧分模腔556
3081带柄杯子556
3082箱形制品模具564
3083水桶模具565
309螺钉预紧569
3091带轴肩螺钉569
3092模具固定螺钉570
3093模具压板570
第31章磨损和润滑571
311树脂作用引起的磨损571
3111磨蚀571
3112腐蚀572
312冷却剂引起的腐蚀573
313气体引起的腐蚀574
314锥体磨损574
315模具润滑575
3151导柱.球轴承和导套575
3152压力或中心润滑576
316减少磨损的特殊表面处理576
3161镀硬铬576
ⅹⅹⅳ3162氮化（硬或软）576
3163其他镀层577
第32章模具零件的压制制造578
321压制制模578
322不希望产生压印的典型区域579
323压印的控制579
3231钢材的选择579
3232接触面积大小580
324锥体锁紧581
325模板的支撑581
326模板上的模腔.模芯和其他镶件的支撑582
327温度升高的影响582
模塑技术术语汇编584
模塑周期中的时间单元584
模具操作术语585