模具工程：第二版

第一篇模具工程
第一部分有關模具.注塑機.塑料原料
及其制品的基礎知識第1章模具工程入門3
11注塑模3
12注塑機4
121合模機構4
122塑化裝置4
123注射裝置5
124控制裝置6
13模塑時間和技術術語7
131模具閉合過程和開啟過程時間（空程周期）8
132頂出時間和開模行程9
133模具打開狀態(tài)時間9
134注射時間9
135注射保壓時間10
136冷卻時間10
參考文獻11
第2章模具的基本功能12
21成型制品12
ⅷ211制品形狀13
22塑料從注塑機到模腔的輸送14
221冷流道14
222熱流道16
23充模時空氣從模腔的排出17
231單澆口17
232不均勻壁厚18
233多澆口18
24塑料的冷卻18
25塑料制品的頂出19
26生產(chǎn)的經(jīng)濟性和適當?shù)囊?0
261模具類型和模腔數(shù)目20
262在一副模具中模塑不同形狀的制品23
263多色或多種材料的模塑24
第3章對模具的要求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生產(chǎn)率27
321模腔數(shù)目27
322冷卻質(zhì)量28
323頂出速度和時機28
324模具的強度和耐久性29
325安裝.啟動方便29
33物理強度30
331拉伸強度31
332壓縮強度32
333板撓度33
34耐磨性33
341在壓力下運動的模具零件的磨損33
342微動磨損34
343塑料的磨蝕和腐蝕磨損34
344銹蝕35
35安全操作35
351對模具的損傷35
352人身傷害37
36保養(yǎng)和互換性37
361保養(yǎng)37
362互換性38
ⅸ37在注塑機中易于安裝38
38合適的模具成本（價格）39
381模具設計工程成本(CE)40
382生產(chǎn)工程成本(CP)40
383模塊成本(CS)40
384模套成本(CM)41
385裝配成本(CA)41
386調(diào)試成本(CT)41
387企業(yè)管理成本和利潤率(CO和P)41
388多模腔模具的成本41
389迭層模具成本42
3810塑料件（制品）的成本42
第4章模具設計的一般指導原則43
41在開始設計模具之前43
42指定塑料的模塑特性45
43預期模塑周期46
44考察制品47
441檢查制品圖47
442從一個制品或模型開始工作52
45為預算員和設計師設計的典型的檢驗清單52
451注塑機技術規(guī)范52
452制品.制品圖和生產(chǎn)技術規(guī)范53
第5章塑料鑒別56
51塑料類型的鑒別56
第二部分模具設計的一般指導原則
第6章模具方案設計60
61模具設計規(guī)則60
611設計之前60
612首先要考慮的問題61
613逐步設計--模具模塊設計62
614逐步法設計--模套設計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熱流道布局93
ⅹ參考文獻94
第7章模塑操作程序95
第8章塑料收縮98
81理論方面98
82實際應用100
821注塑變量和收縮100
822收縮的基本公式103
823對收縮負責（收縮因子的選擇）104
824收縮對開模和脫模力的影響105
825收縮設計的實用化建議106
826部分材料的成型收縮率107
827影響收縮的其他因素108
828SPI標準成型公差111
829收縮對容器形狀的影響111
參考文獻112
第9章模具表面公差113
91標注公差的基本考慮113
911誤解之一113
912誤解之二114
913誤解之三114
92制品壁厚的公差115
93對公差負責115
第10章澆口和流道116
101每個模腔澆口的位置和數(shù)量116
1011每個模腔開一個澆口116
1012每個模腔開兩個或更多澆口--大制品120
1013每個模腔開兩個或更多澆口--細長的制品121
1014澆口殘跡122
102熱流道澆口的類型和結構125
1021開式澆口125
1022閥式澆口132
1023影響澆口尺寸和形狀的因素134
1024對正確設計澆口的要求137
1025澆口形狀和尺寸137
103冷流道澆口類型和結構140
1031概要140
1032邊緣澆口141
1033扇形澆口142
1034盤形澆口143
1035柄形澆口144
1036隧道式澆口145
1037復式隧道式澆口149
1038弧形或沉陷的隧道式澆口149
1039三板式澆口149
104冷流道頂出和拔出器151
1041流道拔出器和流道的頂出152
1042吸料銷頭部周圍的塑料流動155
1043頂出元件.吸料穴或吸料銷的位置和數(shù)量155
1044靠近隧道式澆口的吸料穴的布置156
1045用于三板式下沉式流道的吸料銷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3三板式模具的綜合評述161
106熱流道模具164
1061熱流道系統(tǒng)的商品化工作167
參考文獻168
第11章排氣169
111背景知識及理論169
112術語及規(guī)則170
113分型面排氣171
1131排氣道和排氣槽173
114排氣桿和鑲件排氣175
1141排氣桿175
1142筋的排氣175
115混雜排氣176
1151流道排氣176
1152模腔底部的排氣177
第12章頂出178
121內(nèi)容及概念概述178
122頂出方式的基本要求178
1221頂出零件179
1222注塑機頂出桿的長度179
123頂出的一般原則180
1231行程.間隙和制品高度181
1232排氣183
1233頂出制品的位置183
124頂桿和頂管186
1241頂桿配合間隙和長度186
1242尺寸,表面精整和頂桿的形狀186
1243專用頂桿的形狀188
1244頂桿的數(shù)量和布置189
125頂桿和頂桿固定板190
1251頂出力190
1252注射壓力191
1253與注塑機頂桿相關的頂桿位置的影響192
1254頂桿固定板192
1255防止頂桿偏移轉(zhuǎn)動193
1256復位銷194
1257頂桿箱195
1258頂桿托板導向197
1259頂桿托板的復位198
126脫模板201
1261脫模板的一般準則202
1262脫模板導向204
1263脫模圈207
1264脫模桿209
1265從注射側(cè)脫模210
127壓縮空氣頂出211
1271空氣頂出帶來的問題211
1272壓縮空氣頂出的基本要求212
1273閥桿頂出213
1274吹氣噴嘴216
1275吹氣縫219
1276從注射側(cè)進行空氣頂出222
1277機械和空氣聯(lián)合頂出223
ⅹⅲ128多次頂出行程224
129專用頂出方法224
1291頸圈頂出224
1292分瓣頂出225
1293拉模芯頂出226
1294擺桿頂出227
1210兩級（和多級）頂出228
12101使用兩級頂出的原因及場合229
12102典型的兩級頂出驅(qū)動器230
12103活動模腔233
1211成型面的精整237
1212頂出順序238
1213可拆分模芯240
12131斜向運動模芯241
1214退螺紋模具242
12141傳統(tǒng)的退螺紋方式242
12142哈斯科（Husky）獨創(chuàng)的退螺紋模具243
12143哈斯科的新退螺紋模具系統(tǒng)245
第13章模具冷卻246
131引言246
1311模具設計的目的247
1312可利用的幫助248
132注塑模冷卻248
133影響模具冷卻的因素249
1331冷卻介質(zhì)的溫度250
1332塑料的溫度--熱平衡250
1333熱量.溫度和能量的基本原理258
1334流道系統(tǒng)262
1335模套的溫度263
134冷卻通道的設計263
1341鉆孔通道與其他通道以及模壁間的距離263
1342模板中的冷卻設計及尺寸確定266
1343串聯(lián)冷卻和并聯(lián)冷卻267
1344三板式模具中的流道與模腔板271
1345與模塑制品直接接觸的模具部件內(nèi)的冷卻
通道尺寸布置273
ⅹⅳ135供水管路（軟管）的尺寸和數(shù)量300
136一副模具冷卻介質(zhì)的需求量302
1361引言302
1362輸入熱量的計算303
1363冷卻需要量304
1364冷卻水的溫度305
1365露點306
1366所需冷卻水的量306
1367冷卻效率307
1368冷卻水的供應308
1369冷卻管路的大小311
參考文獻312
第14章熱膨脹313
141影響熱膨脹的變量313
142許用應力中的因素315
1421材料選擇315
1422“冷間隙”的產(chǎn)生316
143熱梯度317
144模板318
1441聯(lián)鎖裝置319
1442模塊的各自定位319
145熱流道歧管320
1451模具溫度321
1452塑料溫度321
146注吹模具322
第15章迭層模具323
151迭層模具理論323
152定義和名稱323
153結構布置324
154行程324
155支撐325
156合模力328
157非對稱布置329
158注塑機和模具的其他重要特性330
1581注射量330
1582回復速度330
1583注射速度330
1584注射量和產(chǎn)品質(zhì)量的可重復性331
1585注道切斷331
1586熱塑料的壓力釋放331
1587開式注嘴注塑331
1588截流式注嘴注塑332
1589壓板間距.閉合高度和合模行程332
15810注射滑座的移動333
ⅹⅴ15811無人防護區(qū)334
15812頂出裝置334
15813中間部分的支撐334
15814下落限制器334
15815開模力335
159迭層模具設計原則335
1591模腔布置335
1592注道桿長度336
1593注道桿的加熱337
1594意外接觸注道桿的防護337
1595注道桿導向337
1596合模行程337
1597頂出機構的驅(qū)動338
1510模具中間部分的水.氣.電供給340
15101模具維修341
1511迭層模具的舉例341
第三部分模具設計者要考慮的特殊問題
第16章模具材料規(guī)格344
161材料比較344
162模具材料選擇準則345
163熱處理349
1631消除應力349
1632滲碳349
1633氮化351
1634火焰淬火.感應淬火352
164模具精整352
1641模具表面精整352
1642模具表面精整符號353
1643特殊織構354
1644噴砂和蒸汽珩磨354
ⅹⅵ1645拋光和擦光355
1646非模塑表面精整規(guī)格359
第17章模板360
171用途和材料選擇360
172模板撓曲361
173作用于模板的力362
174模板撓度和應力的簡化計算362
1741撓度362
1742應力363
1743設計校驗363
175動模板的導向364
1751支承導向364
1752模板導向365
第18章金屬疲勞369
181材料力學性能369
182金屬疲勞370
1821疲勞的定義370
183四種基本類型載荷371
1831軸向載荷371
1832彎曲載荷371
1833剪切載荷371
1834扭轉(zhuǎn)載荷372
184載荷波動.尺度和方向372
185疲勞壽命曲線373
186避免模具疲勞失效376
1861材料選擇376
1862精整376
1863產(chǎn)品形狀377
1864應力集中377
187硬度對疲勞極限的影響378
188精整的影響379
189應力集中源對疲勞極限的影響379
1891截面變化379
1892拐角的應力集中源380
1893刀具痕跡380
1894花鍵和鍵槽381
ⅹⅶ1810微動磨損383
1811焊接與疲勞383
1812其他影響疲勞壽命的因素383
18121晶粒組織383
18122雕刻位置384
18123顆粒噴射384
1813疲勞舉例384
18131模腔鑲件385
18132模腔鉆孔387
參考文獻388
第19章模具螺絲389
191螺紋緊固件389
192螺絲工作情況389
193螺紋加工方法不同的螺絲類型391
1931軋制螺紋391
1932切削螺紋391
194螺紋螺距類型：細牙和粗牙391
195螺絲的緊固作用和預載392
196溫度對螺絲的影響394
197循環(huán)載荷對螺絲的影響397
198螺絲的潤滑397
199鋼制螺絲標準398
1991螺絲用鋼的性能398
1992129級螺絲的螺紋公差398
1993螺紋接合長度399
1994關于螺絲和螺絲連接的附加建議400
1995帶肩螺絲（脫模板螺栓）和緊固螺絲401
1910螺絲數(shù)據(jù)401
1911用于調(diào)整的螺絲和柱螺栓406
1912安全螺絲408
19121鎖緊墊圈408
19122LoctiteTM,PermaflexTM等408
19123變形螺絲409
19124金屬絲拴住螺絲頭部409
19125塑料插件保證安全的螺絲（NylokTM等）409
1913螺帽410
19131安全螺帽410
19132開口銷410
19133壓緊螺帽410
19134用塑料嵌件（NylokTM等）保證螺帽安全411
19135保證螺帽安全的其他方法411
參考文獻411
ⅹⅷ第20章模具和模具零件的裝卸412
201安全412
202模板吊裝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吊環(huán)螺栓414
2031提升和吊起理論414
2032提升載荷416
2033吊環(huán)螺栓使用注意事項417
2034吊環(huán)螺栓使用舉例418
204吊桿420
205注塑機上模具的安裝421
2051較大模具421
2052快速換模器422
206搭袢422
2061模具維修的搭袢423
第21章氣體和油壓驅(qū)動器425
211氣缸和活塞425
2111單作用驅(qū)動器425
2112雙動驅(qū)動器426
2113力F建立的速度426
2114密封件428
2115驅(qū)動器的位置和數(shù)量428
2116定位429
2117缸壁和活塞桿的精整429
2118要求的力429
2119排氣噪聲430
21110空氣驅(qū)動的成本430
212油壓驅(qū)動器430
2121液壓油管路431
2122行程432
2123氣體的放出432
2124與注塑機的對接432
213模具安全432
ⅹⅸ第22章設計人員的計算規(guī)則433
221產(chǎn)品的投影面積（App)433
222鋼板的合模沿口面積（Ass)434
223合模力Fc434
224疲勞435
225模塊的壓縮436
226圓周應力和模腔擴展437
227彈簧438
228楔439
229幾個問題的計算439
2291通過滾柱或滾珠的測量439
2292止動器440
2210熱導率441
22101熱膨脹441
2211比熱容441
2212加熱器功率442
22121管狀加熱器442
22122圓筒加熱器442
22123單位質(zhì)量熱流道歧管的熱輸入（用W)442
2213常用轉(zhuǎn)換系數(shù)443
2214錐體配合的預載446
22141模具中錐體的作用446
22142錐體預載目的446
22143模楔子和合模沿口449
2215錐體尺寸的標出451
22151外錐體451
22152內(nèi)錐體452
22153帶角度的表面452
22154設計（校驗）球453
2216脫模圈或預載錐體的疲勞454
22161脫模圈454
22162錐體自鎖455
22163應力455
22164磨削錐體對預載的影響456
2217倒角和半徑457
22171一般知識457
22172標定倒角458
22173標注半徑458
22174拐角的半徑459
22175跟部460
2218O形圈安裝460
2219模具上鉆孔461
ⅹⅹ22191麻花鉆461
22192深孔鉆削（槍鉆）464
22193模具冷卻和氣體通道的鉆削468
參考文獻473

第二篇模具性能
第23章模具性能和壽命477
參考文獻479
第24章模具性能方面經(jīng)常問到的問題480
241模具的期望壽命480
2411制品報廢480
2412模具報廢480
242影響模具壽命的因素481
2421機械部分481
2422電氣部分481
243生產(chǎn)量.生產(chǎn)率和效率之間的區(qū)別482
2431生產(chǎn)量482
2432生產(chǎn)率483
2433效率483
244模塑作業(yè)影響制品成本的原因484
2441塑料的成本484
2442能源.水及壓縮空氣的成本485
2443制品生產(chǎn)的人工勞動費用486
2444模具成本487
2445機器（機時）成本489
2446維修成本490
2447建廠費490
第25章循環(huán)周期492
251制品設計的影響492
2511壁厚t492
2512壁的均勻性492
2513制品所有部位良好冷卻的可行性492
252模具設計的影響492
ⅹ2521熱交換493
2522塑料充模493
2523排氣493
2524頂出493
253注塑機尺寸選擇的影響493
254模塑材料（塑料）的影響494
2541黏度494
2542結晶度494
2543料溫495
2544熱導率495
2545塑料來源495
255制品頂出溫度的影響495
2551制品應力496
2552倒陷和螺紋的脫模496
256注射（充料）速度的影響496
2561注塑機的能力496
2562塑料類型497
2563制品設計497
2564模具設計497
257注射量498
2571塑化能力498
2572注射量和模腔數(shù)目500
258頂出時間的確定501
259合模行程長度501
2510模具冷卻502
25101冷卻效率502
第26章壁厚507
261注射壓力507
2611注塑機注嘴后的注射壓力507
2612模腔空間內(nèi)的實際壓力508
262流動長度509
263合模力510
264熔體指數(shù)511
265收縮率514
2651壁厚和收縮率514
266冷卻時間515
2661薄壁515
2662厚壁516
ⅹ267模芯位移516
2671制造誤差517
2672復式澆口517
2673撓曲517
2674模芯支撐517
2675定位機構的特性518
2676模楔鎖緊518
2677影響模芯位移的其他因素519
參考文獻519
第27章制品的尺寸和形狀520
271收縮余量520
272模塑材料521
273操作環(huán)境521
274模具精度521
275模具冷卻522
第28章結晶性523
281注塑級塑料的性能523
282冷卻對結晶性材料的影響523
283結晶層和非結晶層分布的實際影響528
284熔點（Tm）和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)529
285聚對苯二甲酸乙二醇酯的預成型530
286塑料干燥530
參考文獻530
第29章模具中的力531
291合模力531
292螺桿的力533
293開模力533
294頂出力534
2941拉伸534
2942壓縮534
2943撓曲535
2944扭轉(zhuǎn)537
295注射力537
2951液壓力537
2952壓縮539
2953拉伸539
2954撓曲540
296剪切力540
297模具不均勻冷卻引起的力540
2971熱膨脹540
ⅹⅹⅲ2972熱流道部件542
298注射裝置力542
299表面清晰度的影響542
第30章預載545
301預載的定義545
302合模力546
303側(cè)型芯受力548
3031側(cè)型芯內(nèi).外移動的力548
3032支撐力549
3033側(cè)型芯預載550
304跟合模力方向垂直的成型力551
305鑲?cè)胧侥Ｇ?52
306一塊（標準的）模腔553
307組合模腔553
308側(cè)分模腔556
3081帶柄杯子556
3082箱形制品模具564
3083水桶模具565
309螺釘預緊569
3091帶軸肩螺釘569
3092模具固定螺釘570
3093模具壓板570
第31章磨損和潤滑571
311樹脂作用引起的磨損571
3111磨蝕571
3112腐蝕572
312冷卻劑引起的腐蝕573
313氣體引起的腐蝕574
314錐體磨損574
315模具潤滑575
3151導柱.球軸承和導套575
3152壓力或中心潤滑576
316減少磨損的特殊表面處理576
3161鍍硬鉻576
ⅹⅹⅳ3162氮化（硬或軟）576
3163其他鍍層577
第32章模具零件的壓制制造578
321壓制制模578
322不希望產(chǎn)生壓印的典型區(qū)域579
323壓印的控制579
3231鋼材的選擇579
3232接觸面積大小580
324錐體鎖緊581
325模板的支撐581
326模板上的模腔.模芯和其他鑲件的支撐582
327溫度升高的影響582
模塑技術術語匯編584
模塑周期中的時間單元584
模具操作術語585