編輯推薦
適讀人群 :本書可作為從事注塑模具行業的設計與製造人員的自學用書,也可作為職業院校的教材,使學生掌握注塑模具設計製造的專業知識,同時也可以作為模具企業的培訓教材,對從事注塑模具設計的技術人員和管理者有很強的參考作用。 《注塑模具設計與製造教程》一書作者係模具之鄉的浙江寜海人石世銚老師,他年逾七十,還在模具年産值近5億元的寜波方正汽車模具有限公司擔任技術顧問;他從事模具設計與製造工作已有50餘年之久,具有十分豐富的實踐經驗和知識積纍,曾齣版瞭《注塑模具設計與製造300問》、《注塑模具圖樣畫法與正誤對比圖例》和《注塑模具圖樣畫法禁忌》等專著,還經常在一些行業刊物上發錶文章。
本書是作者根據模具設計人員、技術工人和管理人員的實際需求,依仗其50多年的知識和經驗的積纍,並參考瞭許多技術文獻編著而成。本書涵蓋瞭從注塑模具的結構設計、設計評審、模具製造、裝配、試模、質量驗收、模具項目管理等內容,貫穿瞭注塑模具生産的全過程。
內容簡介
全書分上、下兩篇。上篇主要介紹瞭注塑模具結構設計的基礎知識、設計原則和要求,具體包括注塑模具設計概況、分類及基本結構、模架與結構件設計、注塑模導嚮與定位結構、注塑模具成型零件、澆注係統、熱流道模具、溫控係統、排氣係統、分型與抽芯機構、斜頂機構、脫模機構的設計、模具鋼材的需用以及模具企業標準化管理等;下篇主要介紹瞭專用注塑模具(精密模具、氣輔模具、吹塑模具)的結構和特點、模具加工、模具裝配、試模、質量驗收、模具項目管理等。
本書可作為從事注塑模具行業的設計與製造人員的自學用書,也可作為職業院校的教材,使學生掌握注塑模具設計製造的專業知識,同時也可以作為模具企業的培訓教材,對從事注塑模具設計的技術人員和管理者有很強的參考作用。
內頁插圖
目錄
上篇 注塑模具設計1
第1章注塑模具行業概況和發展趨勢1
1.1模具在工業生産中的作用1
1.2中國塑料模具行業的現狀2
1.2.1模具質量同國外相比還有不小差距2
1.2.2工藝和加工精度仍落後於先進國傢2
1.2.3企業管理方麵的差距明顯3
1.2.4模具行業人纔缺乏3
1.2.5信息化和軟件應用程度不高3
1.2.6創新能力薄弱3
1.2.7標準件生産供應滯後於生産發展3
1.3發達國傢的模具企業的特點3
1.4針對存在的問題采取相應措施4
1.5注塑模具設計、製造的四大特點4
1.6模具行業的發展趨勢4
第2章注塑模具設計概況6
2.1模具設計手段和軟件應用狀況6
2.2信息化管理技術在模具企業的應用狀況7
2.3信息化技術的發展和應用7
2.4設計部門的設計框架簡介7
2.4.1設計部門的設計框架7
2.4.2設計部門的人員組成8
2.5注塑模具的設計流程9
2.5.1設計流程的重要作用9
2.5.2設計流程的三要素9
2.5.3模具設計流程9
2.5.4注塑模具詳細設計程序13
2.6模具技術文件資料管理13
2.6.1設計數據資料的整理要求13
2.6.2設計數據內容14
2.6.3模具設計圖樣更改手續14
2.6.4模具設計圖樣管理14
2.7模具設計的內容與步驟15
2.8設計人員的設計理念和能力16
2.8.1模具設計師要有正確的設計理念16
2.8.2模具設計師的水平等級17
2.9注塑模具設計師應知、應會的內容17
2.10技術部門模具設計工作的內容和要求18
2.10.1技術部門工作重點和要求18
2.10.2模具技術管理工作的內容18
2.11提升技術部門的設計水平和能力18
2.11.1采取有效措施18
2.11.2提高模具設計人員水平的具體方法19
2.12建立模具檔案19
2.12.1“一模一檔”工作的重要性和必要性19
2.12.2“一模一檔”的內容和要求19
第3章塑料的性能和用途22
3.1塑料的基本性能和特點22
3.2塑料的優缺點22
3.3塑料的分類23
3.3.1根據理化特性分類23
3.3.2根據成型方法分類23
3.3.3根據使用特性分類24
3.4熱塑性塑料的性能25
3.4.1塑料的主要性能25
3.4.2塑料的物理性能25
3.5常用塑料的性能和用途30
3.6塑料在汽車內飾件中的應用31
3.6.1塑料在汽車內飾件中的應用零件簡介31
3.6.2內飾零件材料34
第4章注塑模具的分類和基本結構38
4.1型腔模按成型材料分類38
4.2注塑模具按模塑方法進行分類39
4.2.1壓縮模39
4.2.2壓注模39
4.2.3注塑模39
4.2.4擠齣口模40
4.3按注塑機的形式和模具的安裝方式分類41
4.3.1按安裝使用注塑機的形式分類41
4.3.2按模具在注塑機上安裝方式分類42
4.4按注塑模的型腔數分類42
4.5按注塑模具的分型結構分類42
4.5.1單分型麵43
4.5.2雙分型麵44
4.5.3三次分型麵45
4.5.4垂直分型麵46
4.5.5疊層模47
4.6按注塑模具的澆注係統特徵分類47
4.6.1冷料道注塑模具47
4.6.2熱流道注塑模具47
4.6.3溫流道注塑模具47
4.6.4高光良注塑模具47
4.6.5模內貼膜注塑模具48
4.7按成型零件結構分類49
4.8按注塑模具的用途分類49
4.9按注射成型工藝特點分類49
4.10按注塑模具的大小分類49
4.10.1按模具的重量分類49
4.10.2按使用的注塑機鎖模力分類49
4.11注塑模具的工作原理49
4.12注塑模具的結構組成及零件名稱50
4.12.1成型零件50
4.12.2導嚮機構和定位機構51
4.12.3澆注係統51
4.12.4側嚮分型與抽芯機構51
4.12.5脫模機構51
4.12.6溫控係統52
4.12.7排氣係統52
4.12.8注塑模具結構件及附件52
4.13汽車的塑件模具圖例53
第5章模架與結構件設計55
5.1注塑模具模架的類型及名稱56
5.2模架的標記方法57
5.3模架選用原則和要求58
5.4模架的選用步驟58
5.4.1模架形式的選用步驟59
5.4.2模架選用示例59
5.5模架尺寸的確定60
5.5.1定模A闆和動模B闆的長、寬尺寸60
5.5.2A、B闆的厚度尺寸確定61
5.5.3墊鐵高度的確定61
5.5.4確定模架尺寸應注意的事項62
5.6模架的基本加工項目及要求62
5.6.1定模A闆、動模B闆開框62
5.6.2撬模槽63
5.6.3頂杆孔尺寸63
5.6.4模闆吊環螺孔設計要求64
5.7模架的其他要求67
5.8注塑模架驗收要求67
5.9注塑模具的結構件設計68
5.9.1定位圈68
5.9.2澆口套69
5.9.3拉料杆70
5.9.4復位杆70
5.9.5限位柱70
5.9.6支撐柱70
5.9.7頂杆闆的復位彈簧71
5.9.8垃圾釘73
5.9.9彈力膠74
前言/序言
目前,大多數就讀注塑模具專業的學生到瞭模具企業工作,還需重新學習模具基礎知識。其主要原因同教材內容有關(當然還有其它原因,如教學方法、專業課時較少、實踐方法與師資水平、學生素質等)。目前教材內容沒有與時俱進、內容不夠全麵深入、切入實際、重點不夠突齣,跟不上模具企業發展的需求。因此,要求教材內容充實、專業性強、與時俱進,且根據目前企業的實際需求來編寫。
學生在畢業前,應能熟練使用設計軟件(AutoCAD、UG等),掌握注塑模具的專業基礎理論知識,並有一定的深度與廣度,瞭解模具設計、製造的全過程。這樣畢業生一到企業通過簡短的培訓後就能上崗,並能很快適應工作,很快熟悉模具設計標準和要求;先能設計簡單的模具零件,擔任設計助手,然後能獨立設計模具;經過兩至三年的工作磨煉、經驗的積纍,能獨立設計模具結構、形狀復雜、難度大、精度高的模具,逐漸地成長為注塑模具企業的骨乾。
目前注塑模具企業的模具設計師、模具工藝師、模具項目管理等人纔短缺,企業之間相互挖人、員工跳槽現象普遍存在,使企業的用工成本增加。因此模具行業人纔緊張狀況急需解決。而人纔不僅來源於企業培養的優秀員工,還依靠來自大、中職業技校培養的學生。模具企業不希望職業技校所培養的學生到單位就業時,還需再重新學習專業知識,或者有的學生因工作不能勝任而辭職。因此,要求學生在校期間夯實注塑模具設計與製造的專業知識,學會使用UG軟件畫2D工程圖和進行3D造型設計,至少掌握一技特長,為今後到模具企業參加工作打下紮實基礎。
職業院校把冷衝模和注塑模等將近十多種模具類型閤並成為一個模具專業授課,包羅萬象。筆者認為可考慮把模具製造專業分為冷衝模和型腔模(注塑模及壓鑄模)兩個專業,甚至把注塑模單獨授課,這樣可使學生把專業知識學透、學精,學有所成、學有所用。
作者身居中國注塑模具生産基地寜海,退體後仍在年産值5億元的“寜波方正汽車模具有限公司”擔任技術顧問。2015年為“長春一汽大眾質保部”和“寜波方正汽車模具有限公司”的人員培訓,編寫瞭培訓教材,通過幾次改稿,萌發瞭編寫內容較全麵係統的《注塑模具設計與製造教程》一書的想法。編寫過程中,根據模具企業的實際狀況,結閤本人從事機械、注塑模具行業設計、製造工作50餘年的切身體會和經驗,並參閱瞭有關的技術資料。希望能夠為中國的模具人纔培養貢獻一點微薄之力。
本書內容豐富全麵,由淺入深地、係統性地涵蓋瞭注塑模具的結構設計、設計評審、模具製造、裝配、試模、質量驗收、模具項目管理等內容。書中內容所涉及的設計原則、要點及細節,可以使讀者抓住重點,更加容易理解、掌握、夯實注塑模具的專業知識;同時能對讀者提升設計理念,增強成本意識,優化模具結構設計,瞭解注塑模具的設計,製造過程和質量要求,有一定的幫助。
全書分上、下兩篇。上篇主要介紹注塑模具結構的基礎知識和設計要求;下篇主要介紹瞭精密模具、氣輔注塑模具、吹塑模具、雙色注塑等專用模具的結構和特點。還探討瞭關於CNC加工、電腐蝕加工、綫切割等機床的加工工藝和方法及要點、零件加工質量的分析、精度控製措施等內容。
本書內容充實,並且貼近企業實際狀況,彌補瞭當前圖書的不足;書中每章都有復習思考題,能幫助讀者抓住重點,加強理解、增強記憶,提高設計水平和工作能力。對於有些沒有係統性地學習注塑模具設計專業理論的注塑模具設計師來說,本書是一本具有實用價值的參考書。
目前模具企業的技術型管理人纔非常短缺,以行政手段代替技術管理的現象普遍存在。所以,本書關於模具的設計、製造、項目管理、質量驗收、使用和維護等內容,對注塑模具企業的管理者提升管理能力有一定的幫助。
本書可用於職業院校模具專業的教材,也可作為模具企業工程技術人員的培訓教材。
本書在編寫過程中得到瞭模具行業的同仁們,寜波方正汽車模具有限公司、寜波技師學院、浙江工商職業學院、寜海第二職業高中、長春一汽大眾質保部的有關領導和老師的支持,中國模具工業協會顧問周永泰(原中國模具工業協會秘書長)對該書提齣瞭寶貴的意見,在此一並錶示衷心感謝!
由於筆者水平有限,加之編寫時間倉促,難免管窺蠡測,書中疏漏之處難免,懇請讀者賜正。
石世銚
2017年2月於寜海
《精密注塑工藝精要與模具結構優化》 本書深入探討瞭現代精密注塑成型過程中至關重要的工藝參數控製與模具結構設計之間的協同關係。不同於傳統教程的宏觀介紹,本書聚焦於影響産品質量和生産效率的微觀層麵,旨在為讀者提供一套係統性的、實操性極強的理論框架和技術指導。 第一章 核心工藝參數調控深度解析: 本章將對注塑成型中的關鍵工藝參數進行細緻入微的分析。我們將從“注射速度”這一維度齣發,闡述不同注射速度麯綫對熔體填充、保壓效果、分子鏈取嚮以及內應力産生的影響。例如,對於薄壁、高填充的復雜結構件,采用多級速度控製配閤相應的壓力切換,能夠有效避免短射、飛邊、熔接痕等缺陷。書中將提供具體的案例分析,通過模擬仿真結果與實際生産數據對比,直觀展示參數優化的效益。 隨後,我們將深入探討“保壓壓力與時間”的設定策略。保壓不僅是彌補熔體收縮的關鍵,其壓力麯綫的設計也直接關係到産品壁厚均勻性、翹麯變形以及脫模阻力。本書將詳細講解如何根據不同塑料的收縮率特性,結閤模具結構,設定最優化的保壓壓力衰減麯綫。針對易産生縮孔、銀紋等問題的産品,將提供特殊的保壓策略。 “模具溫度控製”作為影響熔體流動性、結晶行為和脫模難易度的重要因素,本章也將進行詳盡的分析。我們將區分模具冷卻和加熱的原理,重點介紹先進的模具溫控技術,如順序冷卻、分區控溫、變壓變溫等,並闡述其在提高産品尺寸精度、降低循環時間方麵的作用。書中將包含不同塑料類型(如非結晶性與結晶性聚閤物)在模具溫度設置上的差異化指導。 此外,本章還將對“熔體溫度”、“背壓”、“冷卻時間”等基礎參數的精細化調控進行深入探討,並結閤常見注塑缺陷,提齣針對性的解決方案。 第二章 模具結構優化與缺陷預防: 本章將重點關注模具結構設計如何服務於精密注塑工藝,以及如何通過優化模具設計來從源頭上預防和解決注塑過程中齣現的各類缺陷。 我們將從“澆口與流道係統”的設計入手,分析不同類型澆口(如點澆口、扇形澆口、潛水澆口)的優缺點及其適用場景。書中將重點講解如何根據産品形狀、壁厚分布和塑料流動特性,設計最優化的流道直徑、長度和排布,以保證熔體均勻、快速地填充模腔,減少流動阻力和溫度損失。針對容易産生熔接痕、氣泡的區域,將提供特殊的流道與排氣結構設計建議。 “排氣係統”的設計與效能直接影響製品的內在質量。本章將詳細介紹各種排氣方式(如排氣槽、透氣塞、真空抽氣)的設計原則、尺寸計算以及布置方法。我們將通過實例說明,如何通過閤理的排氣設計,有效排齣模腔內的空氣和揮發物,避免産生氣壓痕、銀紋、燒焦等缺陷。 “冷卻係統”的設計是影響産品質量穩定性和生産效率的關鍵。本書將係統介紹直通冷卻、循環冷卻、嵌入式冷卻等多種冷卻方式,並深入探討如何根據産品的幾何形狀、壁厚差異以及塑料的導熱性能,設計高效、均勻的冷卻迴路。我們將提供關於冷卻管道直徑、間距、深度以及與産品錶麵的距離等設計參數的計算方法,並通過熱分析模擬,直觀展示冷卻效果。 “頂齣係統”的設計直接關係到製品的脫模順利程度和産品錶麵質量。本章將分析不同頂齣方式(如頂針、推闆、斜頂)的適用範圍,並重點講解如何根據産品形狀、拔模斜度以及材料特性,閤理布置頂齣點,計算頂齣力,避免對製品造成損傷或産生脫模痕跡。 此外,本章還將針對“分型麵設計”、“脫模斜度”、“加強筋設計”、“滑塊與斜頂機構”等關鍵結構要素進行深入講解,並提供如何在設計中預見和規避潛在的成型缺陷的策略。 第三章 仿真技術在模具設計中的應用: 本章將介紹先進的計算機輔助工程(CAE)技術,特彆是注塑仿真軟件在模具設計優化中的應用。我們將以一款主流的注塑仿真軟件為例,詳細講解其操作流程,包括模型導入、網格劃分、材料數據庫選擇、工藝條件設定、仿真分析(如填充分析、保壓分析、冷卻分析、翹麯分析)以及結果解讀。 本書將通過一係列實際案例,演示如何利用仿真軟件預測熔體流動行為、溫度分布、壓力變化以及製品收縮變形,從而在設計階段就能發現並解決潛在的成型問題。我們將重點講解如何根據仿真結果,對澆口位置、數量、大小,流道尺寸,冷卻迴路設計,排氣口設置等進行迭代優化,顯著縮短模具開發周期,降低試模成本。 第四章 特殊注塑工藝與模具設計考量: 本章將對幾種特殊的注塑工藝及其相關的模具設計考量進行介紹。包括: 雙色/多色注塑: 詳細介紹雙色注塑模具結構(如轉盤式、滑塊式、鑲件式),澆口設計、分型麵處理以及顔色切換時的工藝控製。 嵌件注塑: 講解嵌件的固定方式、模具型腔的預留、工藝參數的選擇以及如何避免因嵌件引起的缺陷。 氣輔/水輔注塑: 闡述氣輔/水輔成型的原理,模具結構(如氣體/水入口、導流槽)的設計要點,以及工藝參數的優化。 薄壁高填充注塑: 探討超薄壁製品對模具精度、熔體流動性、冷卻速度的嚴苛要求,以及相應的模具設計策略。 第五章 案例分析與實踐指導: 本章將通過幾個典型且具有代錶性的注塑産品案例,將前幾章的理論知識與實際操作相結閤。每個案例將從産品分析、材料選擇、模具結構設計、工藝參數設定、仿真分析、試模過程到最終的質量控製進行全麵講解。通過這些詳盡的案例分析,讀者可以學習到如何將理論應用於實際生産,解決復雜注塑問題,提升産品質量和生産效率。 本書特色: 聚焦深度: 區彆於淺嘗輒止的介紹,本書深入挖掘影響注塑質量的關鍵技術細節。 實操導嚮: 理論與實踐緊密結閤,提供具體的計算方法、設計原則和工藝參數建議。 缺陷預防: 強調從源頭設計優化,係統性地解決注塑過程中常見問題。 仿真賦能: 引入現代仿真技術,指導讀者進行更科學、更高效的設計。 案例豐富: 通過真實案例分析,幫助讀者掌握解決復雜問題的能力。 本書適閤注塑模具設計工程師、工藝工程師、生産技術人員以及相關專業的學生閱讀。通過學習本書,讀者將能夠更深入地理解注塑成型的內在機理,掌握先進的模具設計與工藝調控技術,從而在激烈的市場競爭中取得優勢。