模具工程 (Mold Engineering, 2/e)

第一篇　塑膠模具工程
第一部分　有關模具、射出成形機、塑膠原料及其製品的基礎知識
第1章　模具工程入門
1.1　射出成形模
1.2　射出成形機
1.2.1　合模機構
1.2.2　塑化裝置
1.2.3　注射裝置
1.2.4　控制裝置
1.3　模塑時間和技術術語
1.3.1　模具閉合過程和開啟過程時間(空程週期)
1.3.2　頂出時間和開摸行程
1.3.3　模具打開狀態時間
1.3.4　射出時間
1.3.5　射出保壓時間
1.3.6　冷卻時間
第2章　模具的基本功能
2.1　成形製品
2.1.1　製品形狀
2.2　塑膠從注塑機到模穴的輸送
2.2.1　冷流道
2.2.2　熱流道
2.3　充模時空氣從模穴的排出
2.3.1　單澆口
2.3.2　不均勻壁厚
2.3.3　多澆口
2.4　塑膠的冷卻
2.5　塑膠製品的頂出
2.6　生產的經濟性和適當的要求
2.6.1　模具類型和模腔數目
2.6.2　在一副模具中模塑不同形狀的製品
2.6.3　多色或多種材料的模塑
第3章　對模具的要求
3.1　精度和精整
3.1.1　精度要求
3.1.2　精整要求
3.2　生產率
3.2.1　模腔數目
3.2.2　冷卻品質
3.2.3　頂出速度和時機
3.2.4　模具的強度和耐久性
3.2.5　安裝、啟動方便
3.3　物理強度
3.3.1　拉伸強度
3.3.2　壓縮強度
3.3.3　板撓度
3.4　耐磨性
3.4.1　在壓力下運動的模具零件的磨損
3.4.2　微細磨損
3.4.3　塑膠的磨耗和腐蝕磨損
3.4.4　銹蝕
 3.5　安全操作
3.5.1　對模具的損傷
3.5.2　人身傷害
 3.6　保養和互換性
3.6.1　保養
3.6.2　互換性
 3.7　在射出機中易於安裝
 3.8　合適的模具成本(價格)
3.8.1　模具設計工程成本(CE)
3.8.2　生產工程成本(CP)
3.8.3　模板成本(CS)
3.8.4　模套成本(CM)
3.8.5　裝配成本(CA)
3.8.6　調試成本(CT)
3.8.7　企業管理成本和利潤率(CO和P)
3.8.8　多模腔模具的成本
3.8.9　疊層模具成本
3.8.10塑膠件(製品)的成本
第4章　模具設計的一般原則
4.1　在模具開發設計之前
4.2　指定塑膠的模塑特性
4.3　預期模塑週期
4.4　檢查製品
4.4.1　檢查製品圖
4.4.2　從一個製品或模型開始工作
4.5　為預算員和設計師設計的典型的檢驗清單
4.5.1　注塑機技術規範
4.5.2　製品、製品圖和生產技術規範
第5章　塑料鑑別
5.1　塑料類型的鑑別
第一篇　模具工程
第二部分　模具設計的一般原則
第6章　模具設計方案
6.1　模具設計規則
6.1.1　設計之前
6.1.2　首先要考慮的問題
6.1.3　逐步設計模具模板設計
6.1.4　逐步法設計模套設計
6.2　模腔中水平方向力的平衡
6.3　流道的平衡和模腔的佈置
6.3.1　流道的平衡
6.3.2　二板式模具(冷流道)
6.3.3　三板式模具
6.3.4　熱流道佈局
第7章　模塑操作程序
第8章　塑膠收縮
8.1　理論方面
8.2　實際應用
8.2.1　注塑變數和收縮
8.2.2　收縮的基本公式
8.2.3　對收縮負責(收縮係數的選擇)
8.2.4　收縮對開模和脫模力的影響
8.2.5　收縮設計的實用化建議
8.2.6　部分材料的成形收縮率
8.2.7　影響收縮的其他因素
8.2.8　標準成形公差
8.2.9　收縮對容器形狀的影響
第9章　模具表面公差
9.1　標注公差的基本考慮
9.1.1　誤解之一
9.1.2　誤解之二
9.1.3　誤解之三
9.2　製品壁厚的公差
9.3　對公差負責
第10章　澆口和流道
10.1　每個模腔澆口的位置和數量
10.1.1　每個模腔開一個澆口
10.1.2　每個模腔開兩個或更多澆口---大製品
10.1.3　每個模腔開兩個或更多澆口---細長的製品
10.1.4　澆口殘跡
10.2　熱流道澆口的類型和結構
10.2.1　開式澆口
10.2.2　閥式澆口
10.2.3　影響澆口尺寸和形狀的因素
10.2.4　對正確設計澆口的要求
10.2.5　澆口形狀和尺寸
10.3　冷流道澆口類型和結構
10.3.1　概要
10.3.2　壓邊澆口
10.3.3　扇形澆口
10.3.4　盤形澆口
10.3.5　柄形澆口
10.3.6　隧道式澆口
10.3.7　複式隧道式澆口
10.3.8　弧形或沉陷的隧道式澆口
10.3.9　三板式澆口
10.4　冷流道頂出和拔出器
10.4.1　流道拔出器和流道的頂出
10.4.2　吸料銷頭部周圍的塑膠流動
10.4.3　頂出元件、吸料穴或吸料銷的位置和數量
10.4.4　靠近隧道式澆口的吸料穴的佈置
10.4.5　用於三板式下沉式流道的吸料銷
10.5　冷流道模具
10.5.1　二板式模具
10.5.2　三板式模具
10.5.3　三板式模具的綜合評述
10.6　熱流道模具
10.6.1　熱流道系統的商品化工作
第11章　排氣
11.1　背景知識及理論
11.2　術語及規則
11.3　分模面排氣
11.3.1　排氣道和排氣槽
11.4　排氣桿和鑲件排氣
11.4.1　排氣桿
11.4.2　肋的排氣
11.5　混雜排氣
11.5.1　流道排氣
11.5.2　模腔底部的排氣
第12章　頂出
12.1　內容及概述
12.2　頂出方式的基本要求
12.2.1　頂出零件
12.2.2　射出機頂出桿的長度
12.3　頂出的一般原則
12.3.1　行程、間隙和製品高度
12.3.2　排氣
12.3.3　頂出製品的位置
12.4　頂桿和頂管
12.4.1　頂桿配合間隙和長度
12.4.2　尺寸、表面精整和頂桿的形狀
12.4.3　專用頂桿的形狀
12.4.4　頂桿的數量和佈置
12.5　頂桿和項桿固定板
12.5.1　頂出力
12.5.2　射出壓力
12.5.3　與射出機頂桿相關的頂桿位置的影響
12.5.4　頂桿固定板
12.5.5　防止頂桿偏移轉動
12.5.6　復位銷
12.5.7　頂桿箱
12.5.8　頂桿托板導向
12.5.9　頂桿托板的復位
12.6　脫模板
12.6.1　脫模板的一般準則
12.6.2　脫模板導向
12.6.3　脫模圈
12.6.4　脫模桿
12.6.5　從注射側脫模
12.7　壓縮空氣頂出
12.7.1　空氣頂出帶來的問題
12.7.2　壓縮空氣頂出的基本要求
12.7.3　閥桿頂出
12.7.4　吹氣噴嘴
12.7.5　吹氣縫
12.7.6　從注射側進行空氣頂出
12.7.7　機械和空氣聯合頂出
12.8　多次頂出行程
12.9　專用頂出方法
12.9.1　頸圈頂出
12.9.2　分瓣頂出
12.9.3　拉模芯頂出
12.9.4　擺桿頂出
12.10　兩級(和多級)頂出
12.10.1　使用兩級頂出的原因及場合
12.10.2　典型的兩級頂出驅動器
12.10.3　活動模腔
12.11　成型面的精整
12.12　頂出順序(詳細介紹，請見第7章)
12.13　可拆卸模芯
12.13.1　斜向運動模芯
12.14　退螺紋模具
12.14.1　傳統的退螺紋方式
12.14.2　哈斯科(HUsky)獨創的退螺紋模具
12.14.3　哈斯科的新退螺紋模具系統
第13章　模具冷卻
13.1　引言
13.1.1　模具設計的目的
13.1.2　可利用的資源
13.2　射出機冷卻
13.3　影響模具冷卻的因素
13.3.1　冷卻介質的溫度
13.3.2　塑膠的溫度熱平衡
13.3.3　熱量、溫度和能量的基本原理
13.3.4　流道系統
13.3.5　模套的溫度
13.4　冷卻通道的設計
13.4.1　鑽孔通道與其他通道以及模壁間的距離
13.4.2　模板中的冷卻設計及尺寸確定
13.4.3　串聯冷卻和並聯冷卻
13.4.4　三板式模具中的流道與模腔板
13.4.5　與模塑製品直接接觸的模具元件內的冷卻通道
13.5　供水管路(軟管)尺寸和數量
13.6　一副模具冷卻介質的需求量
13.6.1　引言
13.6.2　輸入熱量的計算
13.6.3　冷卻需要量
13.6.4　冷卻水的溫度
13.6.5　露點
13.6.6　所需冷卻水的量
13.6.7　冷卻效率
13.6.8　冷卻水的供應
13.6.9　冷卻管路的大小
第14章　熱膨脹1
14.1　影響熱膨脹的變數
14.2　許用應力的因素
14.2.1　材料選擇
14.2.2　“冷間隙”的產生
14.3　熱梯度
14.4　模板
14.4.1　聯鎖裝置
14.4.2　模塊的各自定位
14.5　熱流道歧管
14.5.1　模具溫度
14.5.2　塑膠溫度
14.6　吹製模具
第15章　疊層模具
15.1　疊層模具理論
15.2　定義和名稱
15.3　結構佈置
15.4　行程
15.5　支撐
15.6　合模力
15.7　非對稱佈置
15.8　射出機和模具的其他重要特性
15.8.1　注射量
15.8.2　回復速度
15.8.3　注射速度
15.8.4　注射量和產品品質的可重複性
15.8.5　注道切斷
15.8.6　熱塑膠的壓力釋放
15.8.7　開式注嘴注塑
15.8.8　截流式注嘴注塑
15.8.9　壓板間距、閉合高度和合模行程
15.8.10注射滑座的移動
15.8.11無人防護區
15.8.12頂出裝置
15.8.13　中間部分的支撐
15.8.14　下落限制器
15.8.15　開模力
15.9　疊層模具設計原則
15.9.1　模腔佈置
15.9.2　注道桿長度
15.9.3　注道桿的加熱
15.9.4　意外接觸注道桿的防護
15.9.5　注道桿導向
15.9.6　合模行程
15.9.7　頂出機構的驅動
15.10　模具中間部分的水、氣、電供給
15.11  疊層模具的實例
第一篇　模具工程
第三部分　模具設計者要考慮的特殊問題
第16章　模具材料規格
16.1　材料比較
16.2　模具材料選擇準則
16.3　熱處理
16.3.1　應力消除
16.3.2　滲碳
16.3.3　氮化
16.3.4　火焰淬火、感應淬火
16.4　模具精整
16.4.1　模具表面精整
16.4.2　模具表面精整符號
16.4.3　特殊織構
16.4.4　噴砂和蒸汽研磨
16.4.5　拋光和擦光
16.4.6　非模塑表面精整規格
第17章　模板
17.1　用途和材料選擇
17.2　模板撓曲
17.3　作用於模板的力
17.4　模板撓度和應力的簡化計算
17.4.1　撓度
17.4.2　應力
17.4.3　設計校驗
17.5　動模板的導向
17.5.1　支承導向
17.5.2　模板導向
第18章　金屬疲勞
18.1　材料力學性能
18.2　金屬疲勞
18.2.1　疲勞的定義
18.3　四種基本類型負載
18.3.1　軸向負載
18.3.2　彎曲負載
18.3.3　剪切負載
18.3.4　扭轉負載
18.4　負載波動、尺度和方向
18.5　疲勞壽命曲線
18.6　避免模具疲勞失效
18.6.1　材料選擇
18.6.2　精整
18.6.3　產品形狀18-10
18.6.4　應力集中
18.7　硬度對疲勞限的影響
18.8　精整的影響
18.9　應力集中源對疲勞限的影響
18.9.1　截面變化
18.9.2　彎角的應力集中源
18.9.3　刀具痕跡
18.9.4　栓槽和鍵槽
18.10　微動磨損
18.11　焊接與疲勞
18.12　其他影響疲勞壽命的因素
18.12.1　晶粒組織
18.12.2　雕刻位置
18.12.3　顆粒噴射
18.13　疲勞實例
18.13.1　模腔鑲件
18.13.2　模腔鑽孔
第19章　模具螺絲
19.1　螺紋緊固件
19.2　螺絲工作情形
19.3　螺紋加工方法不同的螺絲類型
19.3.1　軋製螺紋
19.3.2　切削螺紋
19.4　螺紋螺距類型：細牙和粗牙
19.5　螺絲的緊固作用和預載
19.6　溫度對螺絲的影響
19.7　循環負載對螺絲的影響
19.8　螺絲的潤滑
19.9　鋼製螺絲標準
19.9.1　螺絲用鋼的性能
19.9.2　12.9級螺絲的螺紋公差
19.9.3　螺紋接合長度
19.9.4　關於螺絲和螺絲連接的附加建議
19.9.5　帶肩螺絲(脫模板螺栓)和緊固螺絲
19.10　螺絲數據
19.11　用於調整的螺絲和柱螺栓
19.12　安全螺絲
19.12.1　鎖緊墊圈
19.12.2　LoctiteTM, PermaflexTM等
19.12.3　變形螺絲
19.12.4　金屬絲拴住螺絲頭部
19.12.5　塑膠插件保證安全的螺絲(NylokTM等)
19.13　螺帽
19.13.1　安全螺帽
19.13.2　開口銷
19.13.3　壓緊螺帽
19.13.4　用塑膠鑲件(Nylok等)保證螺帽安全
19.13.5　保證螺帽安全的其他方法
第20章　模具和模具零件的裝卸
20.1　安全
20.2　模板吊裝
20.2.1　模具零件的加工
20.2.2　模板面上的吊孔
20.3　吊環螺栓
20.3.1　提升和吊起理論
20.3.2　提升負載
20.3.3　吊環螺栓使用注意事項
20.3.4　吊環螺栓使用實例
20.4　吊桿
20.5　射出機上模具的安裝
20.5.1　較大模具
20.5.2　快速換模器
20.6　閂鎖
20.6.1　模具維修的閂鎖
第21章　氣壓和油壓驅動器
21.1　氣缸和活塞
21.1.1　單作用驅動器
21.1.2　雙動驅動器
21.1.3　力F建立的速度
21.1.4　密封件
21.1.5　驅動器位置和數量
21.1.6　定位
21.1.7　缸壁和活塞桿的精整
21.1.8　要求的力
21.1.9　排氣噪音
21.1.10　空氣驅動的成本
21.2　油壓驅動器
21.2.1　液壓油管路
21.2.2　行程
21.2.3　氣體的放出
21.2.4　與射出機的對接
21.3　模具安金
第22章　設計人員的計算規則
22.1　產品的投影面積(APP)
22.2　鋼板的合模沿口面積(ASS)
22.3　合模力FC
22.4　疲勞
22.5　模塊的壓縮
22.6　圓周應力和模腔擴展
22.7　彈簧
22.8　楔
22.9　幾個問題的計算
22.9.1　滾柱或滾珠的測量
22.9.2　止動器
22.10　熱傳導率
22.10.1　熱膨張
22.11　比熱容
22.12　加熱器
22.12.1　管狀加熱器
22.12.2　筒狀加熱器
22.12.3　單位質量熱流道歧管的熱輸入(用W)
22.13　常用轉換係數
22.14　錐體配合的預載
22.14.1　模具中錐體的作用
22.14.2　錐體預載目的
22.14.3　模楔子和合模沿口
22.15　錐體尺寸的標示
22.15.1　外錐體
22.15.2　內錐體
22.15.3　帶角度的表面
22.15.4　設計(校驗)球
22.16　脫模圈或預載錐體的疲勞
22.16.1　脫模圈
22.16.2　錐體自鎖
22.16.3　應力
22.16.4　磨削錐體對預載的影響
22.17　倒角和半徑
22.17.1　一般知識
22.17.2　標定倒角
22.17.3　標注半徑
22.17.4　彎角的半徑
22.17.5　跟部
22.18　O形環安裝
22.19　模具上鑽孔
22.19.1　麻花鑽
22.19.2　深孔鑽削(槍鑽)
22.19.3　模具冷卻和氣體通道的鑽削
第二篇　模具性能
第23章　模具性能和壽命
第24章　模具性能方面常問到的問題
24.1　模具的期望壽命
24.1.1　製品報廢
24.1.2　模具報廢
24.2　影響模具壽命的因素
24.2.1　機械部分
24.2.2　電氣部分
24.3　生產量、生產率和效率之間的區別
24.3.1　生產量
24.3.2　生產率
24.3.3　效率
24.4　模塑作業影響製品成本的原因
24.4.1　塑膠的成本
24.4.2　能源、水及壓縮空氣的成本
24.4.3　製品生產的人工勞動費用
24.4.4　模具成本
24.4.5　機器(機時)成本
24.4.6　維修成本
24.4.7　建廠費用
第25章　循環週期
25.1　製品設計的影響
25.1.1　壁厚t
25.1.2　壁的均勻性
25.1.3　製品所有部位良好冷卻的可行性
25.2　模具設計的影響
25.2.1　熱交換
25.2.2　塑料充模
25.2.3　排氣
25.2.4　頂出
25.3　射出機尺寸選擇的影響
25.4　模塑材料(塑膠)的影響
25.4.1　黏度
25.4.2　結晶度
25.4.3　料溫
25.4.4　熱導率
25.4.5　塑膠來源
25.5　頂出製品溫度的影響
25.5.1　製品應力
25.5.2　倒陷和螺紋的脫模
25.6　注射(充料)速度的影響
25.6.1　射出機的能力
25.6.2　塑膠類型
25.6.3　製品設計
25.6.4　模具設計
25.7　注射量
25.7.1　塑化能力
25.7.2　注射量和模腔數目
25.8　頂出時間的確定
25.9　合模行程長度
25.10  模具冷卻
25.10.1　冷卻效率
第26章　壁厚
26.1　注射壓力
26.1.1　射出機注嘴後的注射壓力
26.1.2　模腔空間內的實際壓力
26.2　流動長度
26.3　合模力
26.4　熔體指數
26.5　收縮率
26.5.1　壁厚和收縮率
26.6　冷卻時間
26.6.1　薄壁
26.6.2　厚壁
26.7　模芯位移
26.7.1　製造誤差
26.7.2　複式澆口
26.7.3　撓曲
26.7.4　模芯支撐
26.7.5　定位機構的特性
26.7.6　模楔鎖緊
26.7.7　影響模芯位移的其他因素
第27章　製品的尺寸和形狀
27.1　收縮裕度
27.2　模塑材料
27.3　操作環境
27.4　模具精度
27.5　模具冷卻
第28章　結晶性
28.1　注塑級塑膠的性能
28.2　冷卻對結晶性材料的影響
28.3　結晶層和非結晶層分佈的實際影響
28.4　熔點(Tm)和玻璃轉移溫度(Tg)
28.5　聚對苯二甲酸乙二醇酯的預成形
28.6　塑膠乾燥
第29章　模具中的力
29.1　合模力
29.2　螺桿的力
29.3　開模力
29.4　頂出力
29.4.1　拉伸
29.4.2　壓縮
29.4.3　撓曲
29.4.4　扭轉
29.5　注射力
29.5.1　液壓力
29.5.2　壓縮
29.5.3　拉伸
29.5.4　撓曲
29.6　剪切力
29.7　模具不均勻冷卻引起的力
29.7.1　熱膨脹
29.7.2　熱流道元件
29.8　注射裝置力
29.9　表面清晰度的影響
第30章　預載
30.1　預載的定義
30.2　合模力
30.3　側型芯受力
30.3.1　側型芯內、外移動的力
30.3.2　支撐力
30.3.3　側型芯預載
30.4　跟合模力方向垂直的成形力
30.5　鑲入式模腔
30.6　一件式(標準的)模腔
30.7　組合模穴
30.8　側分模穴
30.8.1　帶柄杯子
30.8.2　箱形製品模具
30.8.3　水桶模具
30.9　螺釘預緊
30.9.1　帶軸肩螺釘
30.9.2　模具固定螺釘
30.9.3　模具壓板
第31章　磨損和潤滑
31.1　樹脂作用引起的磨損
31.1.l　磨耗
31.1.2　腐蝕
31.2　冷卻劑引起的腐蝕
31.3　氣體引起的腐蝕
31.4　錐體磨損
31.5　模具潤滑
31.5.1　導柱、球軸承和導套
31.5.2　壓力或中心潤滑
31.6　減少磨損的特殊表面處理
31.6.1　鍍硬鉻
31.6.2　氮化(硬或軟)
31.6.3　其他鍍層
第32章　模具零件的壓製製造
32.1　壓製製模
32.2　不希望產生壓印的典型區域
32.3　壓印的控制
32.3.1　鋼材的選擇
32.3.2　接觸面積大小
32.4　錐體鎖緊
32.5　模板的支撐
32.6　模板上的模腔、模芯和其他鑲件的支撐
32.7　溫度升高的影響
模塑技術術語彙編
索引