本书内容包括3篇，16章。第1篇为塑料成型基础知识(包括第1～3章)，内容有塑料概论、塑料成型理论基础、塑料制件设计，此篇所介绍的基础理论知识的涉及面、深度与广度以实用、够用为度。第2篇为注射成型工艺及模具设计(包括第4～12章)，内容包括注射成型原理、工艺及设备，注射模概述，注射模浇注系统、成型零部件、导向及脱模机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统设计，注射模设计举例及材料选用，注射成型及模具新技术应用，此篇为全书的重点详述部分。而且还特别加大了新技术应用内容的介绍篇幅与力度。第3篇为压缩、压注、挤出等其他塑料成型及模具设计(包括第13～16章)，内容除了介绍压缩、压注、挤出成型及模具设计外还介绍了中空吹塑、气动、发泡成型及模具设计，此篇是在与注射成型方法及模具相比较的基础上以特点、要点的精简方式展开介绍其他成型方法及模具。各章均配有精选的思考题。附录作为对全书相关章节资料的补充和扩展，为读者提供了必要的设计相关资料和成型生产现场解决制品缺陷的相应措施。
本书可作为材料成型及控制工程(模具设计与制造)、高分子材料与工程等专业学生的教材，也可供从事塑料成型加工及模具设计的相关技术人员参考。

前 言
　　自20世纪90年代以来，我国的高等工科教育为适应人才市场需求，在教学实施过程中逐步形成了人才培养模式的基本特征，即：①以培养适应生产、管理第一线需要的高等技术应用性人才为根本任务；②以社会需求为目标，技术应用能力的培养为主线构建教学体系和培养方案；③专业课程加强针对性和实用性，基础理论教学以应用为目的，以必需、够用为度；④加大以培养学生技术应用能力为目的的实践教学环节的教育力度。为立足于上述不断发展的教学和实践需求，我们特别组织了教学一线的教师和生产一线的工程师，在总结多年教学实践经验和生产实践经验的基础上，并参照普通高等院校材料成型及控制工程专业(模具设计与制造专业)的教学大纲编写了这本教材，书中内容丰富、翔实，强调实用，重视新技术，个别章节有独到新颖之处，整体布局与取材上力求理论与实践的紧密结合，且努力着重于技术运用能力的培养。
　　本书由南昌大学骆生教授编写第5章、第10章，南昌大学李绅元高工编写第4章、第13章、第14章，南昌大学许琳教授编写第1章、第2章、第3章，南昌大学孙玲副教授编写绪论和第12章的12.2节、12.3节、12.4节、12.5节，江西省机械研究所涂常新高工(现任江西蓝天学院副教授)编写第6章、第7章和第15章、第16章，东华理工大学张达响副教授编写第8章、第9章、第11章，鸿准精密模具有限公司肖翔工程师与孙玲编写第12.6节，涂常新、孙玲编写第12.1节，李绅元、张达响、孙玲编写附录，南昌大学黄兴元教授、清华泰豪有限公司周爱娇高工绘制并审核了部分插图。全书由南昌大学孙玲副教授统稿、定稿，南昌航空大学王家宣教授主审，南昌大学辛勇教授兼任学术顾问。
　　本书在编写、出版过程中得到了华东交通大学李淑桢教授、富士康电脑接插件有限公司杜小波等同志，以及清华大学出版社、南昌大学等单位的大力支持与帮助，在此一并表示最诚挚的感谢。
　　由于受个人水平和知识范围所限，书中难免有错误和疏漏之处，恳请读者批评指正。
　　
　　
　　
　孙玲等

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II
计算机网络技术与应用
　　
III
前言
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　

目 录
绪论1
0.1 塑料及塑料工业发展概况1
0.2 塑料工业体系及塑料成型在塑料
工业中的地位2
0.3 塑料成型模具及其地位3
0.4 塑料成型技术的发展趋势4
0.5 本课程的学习目的和要求6

　　
第1篇 塑料成型基础知识
第1章 塑料概论7
1.1 塑料的来源7
1.2 塑料的组成8
1.2.1 合成树脂8
1.2.2 添加剂8
1.3 塑料的分类10
1.3.1 根据塑料中树脂分子结构
及热性能分类10
1.3.2 根据塑料的用途分类11
1.4 塑料的优缺点11
思考题13
第2章 塑料成型理论基础14
2.1 聚合物的分子结构及热力学性能14
2.1.1 聚合物的分子结构14
2.1.2 聚合物的热力学曲线及加工
适应性15
2.2 聚合物的流变学性质17
2.2.1 牛顿流动规律17
2.2.2 指数流动规律和表观黏度19
2.3 聚合物熔体的弹性24
2.3.1 端末效应24
2.3.2 失稳流动和熔体破裂26
2.4 塑料成型过程中聚合物的物理变化27
2.4.1 聚合物的结晶27
2.4.2 聚合物的取向29
2.4.3 残余应力32
2.5 塑料成型过程中聚合物的化学变化32
2.5.1 聚合物的降解33
2.5.2 聚合物的交联34
2.6 塑料的成型工艺性能35
2.6.1 收缩性35
2.6.2 流动性36
2.6.3 结晶性38
2.6.4 热敏性和水敏性39
2.6.5 应力开裂与熔体破裂39
2.6.6 热性能39
2.6.7 吸湿性和粘水性40
2.6.8 比容与压缩率40
2.6.9 硬化速度40
2.7 常用塑料的性能及应用40
2.7.1 热塑性塑料41
2.7.2 热固性塑料49
思考题50
第3章 塑料制件设计51
3.1 塑料制件的尺寸和精度51
3.1.1 塑件的尺寸51
3.1.2 塑件的尺寸精度53
3.2 塑料制件的表面质量55
3.2.1 塑件表面粗糙度55
3.2.2 塑件表观质量55
3.2.3 塑料制件的结构设计55
3.3 塑件的壁56
3.3.1 壁的脱模斜度56
3.3.2 壁的圆角57
3.3.3 壁的加强及防变形结构57
3.4 塑件的孔及侧凹60
3.4.1 通孔61
3.4.2 盲孔61
3.4.3 异形孔61
3.4.4 侧孔、侧凹62
3.5 塑件螺纹设计63
3.6 嵌件65
3.7 其他68
3.7.1 齿轮68
3.7.2 铰链70
3.7.3 标记、符号70
3.7.4 表面装饰71
思考题71
第2篇 注射成型工艺及模具设计

第4章 注射成型原理、工艺及设备72
4.1 注射成型原理及其工艺特点72
4.1.1 注射成型原理、特点及应用72
4.1.2 注射成型工艺过程73
4.2 注射成型设备78
4.2.1 注射机分类78
4.2.2 注射机的基本结构80
4.2.3 注射机的主要技术参数
及型号规格83
4.2.4 如何选用注射机84
4.2.5 一般注射机的操作要点85
4.3 注射成型工艺条件的选择与控制87
4.3.1 温度87
4.3.2 压力88
4.3.3 成型周期90
4.4 几种常用热塑性塑料注射成型特点91
4.4.1 聚乙烯(PE)91
4.4.2 聚氯乙烯(PVC)91
4.4.3 聚丙烯(PP)91
4.4.4 聚苯乙烯(PS)92
4.4.5 ABS92
4.4.6 聚碳酸酯(PC)92
4.4.7 聚酰胺(PA)92
4.4.8 聚酯93
4.4.9 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)93
4.4.10 聚甲醛(POM)93
4.5 典型注射制品的工艺条件与各种
塑料的注射工艺参数94
4.5.1 典型注射制品的工艺条件94
4.5.2 各种热塑性塑料的注射
工艺参数96
4.6 注射机的辅机及辅助设施96
4.6.1 干燥机97
4.6.2 模温控制机98
4.6.3 模温速冷机99
思考題99
第5章 注射模概述100
5.1 注射模的基本结构100
5.1.1 注射模的结构组成100
5.1.2 注射模的分类102
5.2 注射模与注射机的关系109
5.2.1 注射量的校核109
5.2.2 注射压力的校核109
5.2.3 塑件在分型面上的投影面积
和锁模力的校核110
5.2.4 安装尺寸的校核110
5.2.5 开模行程的校核112
5.2.6 顶出装置的校核113
思考题114
第6章 注射模浇注系统115
6.1 普通流道浇注系统115
6.1.1 型腔总体布局115
6.1.2 浇注系统的组成及其设计
原则122
6.1.3 主流道的设计124
6.1.4 分流道的设计126
6.1.5 冷料穴的设计128
6.1.6 浇口的设计131
6.2 浇注系统的平衡140
6.2.1 相同塑件多型腔模具的浇口
平衡141
6.2.2 不同塑件多型腔模具的浇口
平衡141
6.3 排溢系统的设计141
思考题142
第7章 注射模成型零部件设计145
7.1 成型零部件的结构设计145
7.1.1 凹模145
7.1.2 凸模147
7.1.3 凸凹模148
7.1.4 螺纹型芯和螺纹型环149
7.2 成型零部件工作尺寸的计算151
7.2.1 平均值法151
7.2.2 公差带法155
7.2.3 螺纹型环和螺纹型芯工作
尺寸的计算160
7.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算161
7.3.1 矩形型腔结构尺寸计算162
7.3.2 圆形型腔结构尺寸的计算167
思考题169
第8章 注射模的导向及脱模机构
设计170
8.1 导向机构设计170
8.1.1 导向机构的作用与分类170
8.1.2 导柱导向机构170
8.1.3 锥面定位机构173
8.1.4 导向机构的应用174
8.2 脱模机构设计174
8.2.1 概述174
8.2.2 简单脱模机构176
8.2.3 二级脱模机构183
8.2.4 脱模机构的导向与复位188
8.2.5 动、定模双向脱模机构192
8.2.6 顺序脱模机构193
8.2.7 带螺纹塑件的脱模机构195
8.2.8 浇注系统凝料的脱模机构199
思考题202
第9章 侧向分型与抽芯机构设计203
9.1 概述203
9.1.1 侧向分型与抽芯机构的
分类203
9.1.2 抽芯距确定与抽芯力计算204
9.2 斜导柱侧向分型与抽芯机构204
9.2.1 斜导柱侧向分型与抽芯机构
设计204
9.2.2 斜导柱侧向分型抽芯的应用
形式218
9.3 弯销侧向分型与抽芯机构223
9.3.1 弯销侧向分型与抽芯机构的
结构特点224
9.3.2 弯销在模具上的安装方式224
9.4 斜导槽侧向分型与抽芯机构225
9.5 斜滑块侧向分型与抽芯机构227
9.5.1 斜滑块侧向分型与抽芯机构的
工作原理及其类型227
9.5.2 斜滑块的组合与导滑形式229
9.5.3 斜滑块侧向分型与抽芯机构
设计要点230
9.6 齿轮齿条侧向抽芯机构232
9.6.1 传动齿条固定在定模一侧232
9.6.2 传动齿条固定在动模一侧234
9.7 其他侧向分型与抽芯机构234
9.7.1 弹性元件侧抽芯机构234
9.7.2 液压或气动侧抽芯机构235
9.7.3 手动侧向分型与抽芯机构236
思考题238
第10章 注射模温度调节系统239
10.1 温度调节的重要性239
10.1.1 温度调节对塑件质量的
影响239
10.1.2 温度调节对生产效率的
影响240
10.2 冷却系统计算原则240
10.3 冷却系统的设计计算243
10.3.1 冷却时间的计算243
10.3.2 冷却水道传热面积及水道
数目的计算246
10.4 冷却回路的形式249
10.4.1 型腔冷却回路249
10.4.2 凸模(型芯)冷却回路251
10.5 模具的加热装置253
思考题254
第11章 注射模设计举例及材料
选用255
11.1 注射模设计程序255
11.1.1 设计前应明确的事项255
11.1.2 模具的结构设计257
11.1.3 确定模具的概略尺寸259
11.1.4 绘制模具装配图和非标准
零件图260
11.1.5 校对、审图后用计算机
出图260
11.2 注射模设计实例1260
11.2.1 设计前数据的收集261
11.2.2 注射模的结构设计262
11.2.3 模具设计的有关计算265
11.2.4 模具加热和冷却系统的
计算268
11.2.5 模具闭合高度的确定268
11.2.6 注射机有关参数的校核268
11.2.7 绘制模具总装图和非标零件
工作图268
11.3 注射模设计实例2269
11.3.1 设计前数据的收集269
11.3.2 模具结构设计269
11.3.3 模具装配图绘制270
11.4 模具零件材料的选用270
11.4.1 模具选材的一般原则270
11.4.2 模具选材的具体考虑因素271
11.4.3 塑料模具主要构件的材料272
11.4.4 塑料模具工作零件的常用
材料273
思考题273
第12章 注射成型及模具新技术
应用274
12.1 无流道注射成型及模具274
12.1.1 绝热流道注射模具274
12.1.2 半绝热流道注射模278
12.1.3 加热流道模具278
12.1.4 大型塑件热流道模具注意
事项280
12.1.5 延伸喷嘴及二级喷嘴281
12.2 热固性塑料注射成型工艺及模具284
12.2.1 发展概况284
12.2.2 热固性塑料注射成型原理
及工艺285
12.2.3 热固性塑料注塑模设计
要点290
12.2.4 热固性塑料无流道注射模298
12.2.5 热固性塑料无流道注压
成型300
12.3 精密注射成型及模具设计302
12.3.1 精密注射成型制品精度
确定302
12.3.2 精密注射成型对塑料原料的
要求303
12.3.3 精密注射成型对注射机的
要求303
12.3.4 精密注射成型工艺特点304
12.3.5 精密注射模具设计要点304
12.3.6 精密注射模具加工要点307
12.4 共注射成型及模具设计309
12.4.1 双清色注射成型及模具309
12.4.2 双层注射成型及模具310
12.4.3 混色注射成型及模具311
12.4.4 共注射成型工艺特点313
12.5 气体辅助注射成型及模具313
12.5.1 气体辅助成型原理314
12.5.2 气体辅助成型工艺314
12.5.3 气体辅助注射成型设备318
12.5.4 气体辅助注射的注气嘴
结构设计319
12.5.5 气辅塑件设计要点322
12.5.6 气辅模具设计与制造323
12.6 CAD/CAE/CAM技术在注塑
工程中的应用324
12.6.1 CAD/CAE/CAM 技术内容
与应用324
12.6.2 常用CAD/CAE/CAM
软件328
12.6.3 CAD/CAE/CAM软件在
注射模设计加工中的应用
实例333
思考题338

第3篇 压缩、压注、挤出等其他塑料成型及模具设计

第13章 压缩成型及模具设计339
13.1 压缩成型原理与工艺339
13.1.1 压缩成型原理和特点339
13.1.2 压缩成型工艺过程340
13.1.3 压缩成型工艺条件的选择342
13.2 压缩模的结构与分类343
13.2.1 压缩模的结构343
13.2.2 压缩模的分类345
13.2.3 选用压缩模结构347
13.3 压缩模与压力机的关系347
13.3.1 压力机的分类347
13.3.2 压力机的主要技术参数348
13.3.3 液压机技术参数的校核349
13.4 压缩模的设计352
13.4.1 塑料在模具内加压方向的
确定352
13.4.2 凸、凹模的配合形式353
13.4.3 凹模加料腔尺寸的计算357
13.4.4 压缩模脱模机构设计360
13.4.5 压缩模的侧向分型抽芯
机构364
思考题366
第14章 压注成型及模具设计367
14.1 压注成型原理与工艺367
14.1.1 压注成型原理和特点367
14.1.2 压注成型的工艺过程
和工艺条件368
14.2 压注模设计369
14.2.1 压注模类型370
14.2.2 压注模结构设计372
思考题381
第15章 挤出成型及模具设计382
15.1 挤出成型原理与工艺382
15.1.1 挤出成型原理382
15.1.2 挤出成型工艺过程382
15.1.3 挤出成型工艺参数383
15.2 挤出模具设计383
15.2.1 挤出成型机头分类和设计
原则383
15.2.2 管材挤出成型机头设计384
15.2.3 棒材挤出成型机头设计389
15.2.4 吹塑薄膜机头设计391
15.2.5 板材、片材挤出成型机头391
15.2.6 异型材挤出成型机头393
15.2.7 电线电缆挤出成型机头394
思考题395
第16章 气动、发泡成型工艺与模具
设计396
16.1 中空吹塑成型工艺与模具设计396
16.1.1 中空吹塑成型模具的分类、
特点及成型工艺396
16.1.2 吹塑成型的工艺参数396
16.1.3 中空塑件的设计397
16.1.4 中空吹塑设备397
16.1.5 吹塑模具设计要点398
16.2 真空成型工艺与模具设计399
16.2.1 真空成型的特点及成型
工艺399
16.2.2 真空成型塑件设计400
16.2.3 真空成型模具设计400
16.3 压缩空气成型工艺与模具设计401
16.3.1 压缩空气成型特点及成型
工艺401
16.3.2 模具设计要点402
16.4 泡沫塑料成型工艺及模具设计402
16.4.1 可发性聚苯乙烯的制备402
16.4.2 泡沫聚苯乙烯的成型工艺403
16.4.3 泡沫塑料成型模具403
思考题404
附录A 塑料名称及缩写代号
(GB/T1844—1995)和俗称405
附录B 常用热塑性塑料的重要性能
参数408
附录C 部分国产热塑性塑料(通用型)
注塑机规格409
附录D 各种热塑性塑料的注射工艺
参数410
附录E 热塑性塑料注射成型塑件缺陷
及分析413
附录F 热固性塑料压缩成型缺陷
及分析417
附录G 热固性塑料压注成型缺陷
及分析419
附录H 塑料模具工作零件的常用材料
特性及用途420
附录I 热塑性塑料注射机锁模机构
与装模尺寸429
附录J 塑料模具零件公差等级数值表
(GB1800—79)434
参考文献436

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VI
塑料成型工艺与模具设计
　　
VII
目录
　　
　　
　　
　　
　　

　　
　　
　　
IV
塑料成型工艺与模具设计
　　
VII
目录