第1章 绪论

1.1注射成型过程概述

1.2模具功能

1.3模具结构

1.3.1模具的外部视图

1.3.2制品推出时的模具视图

1.3.3模具断面和功能

1.4其他常见的模具类型

1.4.1三板、多腔集成模具

1.4.2热流道、多浇口、单型腔模具

1.4.3比较

1.5模具开发过程

1.6本章小结

第2章 塑料零件设计

2.1产品开发过程

2.1.1产品的定义

2.1.2产品的设计

2.1.3业务和生产的开发

2.1.4放大和投产

2.1.5模具设计的作用

2.2设计要求

2.2.1应用工程信息

2.2.2生产数据

2.2.3最终使用要求

2.2.4产品设计方法

2.2.5塑料材料特性

2.3注射成型的设计

2.3.1均匀壁厚

2.3.2加强筋的设计

2.3.3凸台的设计

2.3.4拐角的设计

2.3.5表面粗糙度和纹理

2.3.6脱模斜度

2.3.7倒陷

2.4本章小结

第3章 模具费用评估

3.1模具的报价过程

3.2注射制品的成本驱动因素

3.2.1产量的影响

3.2.2收支平衡分析

3.3模具成本评估

3.3.1型腔成本评估

3.3.2模架成本评估

3.3.3模具定制成本评估

3.4制品成本评估

3.4.1单个制品的模具成本

3.4.2单个制品的材料成本

3.4.3单个制品的加工成本

3.4.4单个制品的缺陷成本

3.5本章小结

第4章 模具设计

4.1分型面的设计

4.1.1确定开模方向

4.1.2确定分型线

4.1.3分型面

4.1.4流道

4.2型腔和型芯的制造

4.2.1高度尺寸

4.2.2长度、宽度尺寸

4.2.3调整

4.3模具底板的选择

4.3.1型腔的分布

4.3.2模具底板的尺寸

4.3.3注射成型机的兼容性

4.3.4模具底板供应商

4.4模具材料的选择

4.4.1强度与热传递性

4.4.2硬度与机械加工性能

4.4.3模具制造商的成本与注射成型机的成本

4.4.4材料汇总

4.5本章小结

第5章 型腔填充分析与设计

5.1概述

5.2型腔填充分析的目的

5.2.1完全填充模具型腔

5.2.2避免不均匀填充或过保压

5.2.3控制熔体流动

5.3黏性流动

5.3.1剪切应力、剪切速率、黏度

5.3.2压力降

5.3.3流变特性

5.3.4牛顿模型

5.3.5幂律模型

5.4验证

5.5型腔填充分析和设计

5.5.1预测工艺条件

5.5.2预测填充压力和最小壁厚

5.5.3预测锁模力

5.5.4预测填充形式

5.5.5设计流动引导

5.6本章小结

第6章 浇注系统设计

6.1概述

6.2浇注系统设计的目的

6.2.1把聚合体熔体从机器传到型腔

6.2.2产生最小压力降

6.2.3消耗材料最少

6.2.4控制流动速率

6.3浇注系统的类型

6.3.1两板式模具

6.3.2三板式模具

6.3.3热流道模具

6.4浇注系统分析

6.4.1确定流道系统的类型

6.4.2确定流道系统的布局

6.4.3预测压力降

6.4.4计算流道体积

6.4.5优化流道直径

6.4.6平衡流量

6.4.7预测流道冷却时间

6.4.8预测滞留时间

6.5实际问题

6.5.1流道横截面

6.5.2拉料杆

6.5.3流道开关

6.5.4标准流道尺寸

6.5.5保险设计

6.6本章小结

第7章 浇口设计

7.1浇口设计的目的

7.1.1连接流道与型腔

7.1.2提供自断浇口

7.1.3提供美观的断浇口

7.1.4避免额外的剪切或压力降

7.1.5控制保压时间

7.2常见浇口设计

7.2.1直浇口

7.2.2点浇口

7.2.3侧浇口

7.2.4搭接浇口

7.2.5扇形浇口

7.2.6闸式/盘形浇口

7.2.7隧道式/潜伏式浇口

7.2.8热浇口

7.2.9阀式浇口

7.3浇口设计步骤

7.3.1确定浇口类型

7.3.2计算剪切速率

7.3.3计算压力降

7.3.4计算浇口冻结时间

7.3.5调整尺寸

7.4本章小结

第8章 排气设计

8.1排气设计的目的

8.1.1释放压缩空气

8.1.2避免塑料熔体溢出

8.1.3维修最小化

8.2排气分析

8.2.1估算空气排除速率

8.2.2确定排气孔数目和位置

8.2.3确定排气孔尺寸

8.3排气设计

8.3.1分型面上的排气孔

8.3.2推杆周围的排气孔

8.3.3死角处的排气孔

8.4本章小结

第9章 冷却系统设计

9.1冷却系统设计的目的

9.1.1最大传热率

9.1.2保持壁温均匀

9.1.3最小模具成本

9.1.4最小体积和复杂性

9.1.5最小应力和腐蚀

9.1.6模具使用设施

9.2冷却系统设计过程

9.2.1计算所需冷却时间

9.2.2预估所需传热速率

9.2.3预估冷却介质的流动速度

9.2.4预估冷却通道直径

9.2.5选择冷却通道深度

9.2.6选择冷却通道间距

9.2.7冷却通道排布

9.3冷却系统设计

9.3.1冷却通道网络

9.3.2冷却镶件

9.3.3随形冷却

9.3.4高热导率镶件

9.3.5长芯的冷却

9.3.6单边热流

9.4本章小结

第10章 收缩和翘曲变形

10.1收缩分析流程

10.1.1估计工艺条件

10.1.2压缩行为模型

10.1.3估计体积收缩

10.1.4估计各向同性线性收缩

10.1.5估计各向异性收缩

10.1.6评估收缩范围

10.1.7建立最终的收缩推荐

10.2收缩分析和验证

10.2.1数值模拟

10.2.2“保险柜”模具设计

10.2.3工艺关系

10.2.4半结晶塑料

10.2.5填料的影响

10.3翘曲

10.3.1翘曲的原因

10.3.2避免翘曲的措施

10.4本章小结

第11章 推出系统设计

11.1推出系统设计目标

11.1.1开模

11.1.2传递给制品的推出力

11.1.3制品扭曲最小

11.1.4驱动快速可靠

11.1.5冷却干扰最小

11.1.6制品表面影响最小化

11.1.7复杂性和成本最小化

11.2推出系统设计流程

11.2.1确定模具分型面

11.2.2估算推出力

11.2.3确定推出面积和周长

11.2.4明确推出部件的类型、数量和尺寸

11.2.5推出部件的排布

11.2.6具体的推出部件和相关部件

11.3推出系统分析和设计

11.3.1推杆

11.3.2扁推杆

11.3.3推管

11.3.4推件板

11.3.5围绕倒陷的弹性变形

11.3.6抽芯

11.3.7滑块

11.3.8先行推出回退系统

11.3.9高级推出系统

11.4本章小结

第12章 结构系统设计

12.1模具设计的目的

12.1.1应力最小化

12.1.2模具变形最小化

12.1.3模具外形尺寸最小化

12.2板的分析与设计

12.2.1板的压缩

12.2.2板的弯曲

12.2.3支承柱

12.2.4侧壁中的剪切应力

12.2.5互锁

12.2.6应力集中

12.3型芯的分析与设计

12.3.1轴向压缩

12.3.2环向应力

12.3.3型芯变形

12.4紧固件

12.4.1配合

12.4.2内六角圆柱头螺钉

12.4.3定位销

12.5本章小结

第13章 模具技术

13.1引言

13.2共注射成型模具

13.2.1共注射成型工艺

13.2.2共注射成型模具设计

13.2.3气体/水辅助成型

13.3镶件注射成型模具

13.3.1低压力模压成型

13.3.2镶件注射成型模具的壁面温控

13.3.3失芯注射成型

13.4注吹成型模具

13.4.1注吹成型

13.4.2多层注吹成型

13.5多重注射成型模具

13.5.1多次成型

13.5.2退型芯注射成型

13.5.3多工位注射成型模具

13.6浇注系统

13.6.1绝热流道

13.6.2叠层模具

13.6.3分支流道

13.6.4熔体动态控制

13.7模具壁温控制

13.7.1脉冲冷却

13.7.2传导加热

13.7.3电磁感应加热

13.7.4传热管理

13.8模内贴标

13.8.1静电膜

13.8.2牵引膜

13.9推出

13.9.1分瓣型腔模具

13.9.2可拆卸型芯

13.9.3旋转型芯

13.9.4反向推出

13.10本章小结

附录

附录A塑料性能

附录B模具材料性能

附录C冷却剂性能

附录D劳动力统计数据

附录E单位换算

附录F高级推导——熔化速率推导

术语

参考文献