本手册以流畅的语言给出了关于注射成型加工设备和技术、有关化学、物理学、材料科学及工程学方面全面的最新的观点。它覆盖了与注射成型加工直接有关的所有焦点问题。前3章介绍了基本工作原理和材料及加工过程对最终制品性能的影响;第4~第6章介绍了注射成型机械;第7章介绍了原材料预处理;第8章讲述了与注射成型相关的统计过程控制;第9章对特种注射成型过程进行了深入研究;第10章、11章介绍了制品设计和注射成型模拟;12章、13章介绍了加工过程的故障检修和材料问题的诊断处理。

本书适用于从事塑料成型的加工和设计人员使用。

1 绪论1 1?1 历史背景1 1?2 往复式螺杆注射成型机8

1?2?1 塑化和注射装置8

1?2?2 合模装置9

1?2?3 模具型腔10 1?3 注射成型循环12 1?4 相关的注射成型过程15 参考文献16 2 注射成型用原材料17 2?1 历史背景17 2?2 大分子链结构22 2?3 分子量 24 2?4 分子链构型与构象27 2?5 热塑性高分子材料30

2?5?1 无定型热塑性塑料30

2?5?2 半结晶型热塑性塑料32

2?5?3 几种常见的热塑性塑料40 2?6 热固性高分子材料43

2?6?1 交联反应43

2?6?2 常见的热固性树脂44 2?7 共聚合高分子材料和高分子共混物45 2?8 弹性体46 2?9 有效交联体系47 2?10 热塑性弹性体48

2?10?1 几个重要温度49

2?10?2 几种常见的热塑性弹性体50 参考文献55 3 加工原理58 3?1 加工参数58

3?1?1 温度设定59

3?1?2 注射压力和保压压力设定60

3?1?3 干燥61

3?1?4 热塑性弹性体的加工参数62

3?1?5 热固性树脂的加工参数65

3?1?6 弹性体的加工参数66 3?2 聚合物熔体流变学67

3?2?1 聚合物的剪切变稀行为67

3?2?2 注射成型中常见的简单流动68

3?2?3 注射压力和合模力的估算(Stevenson模型)71

3?2?4 聚合物加工中的非等温流动76

3?2?5 剪切流动中的法向应力76

3?2?6 Deborah准数77

3?2?7 热固性树脂固化时的流变性质78

3?2?8 悬浮液的流变性质79 3?3 流变测量80

3?3?1 熔体流动指数80

3?3?2 毛细管流变仪81

3?3?3 毛细管流变仪测量黏度81 3?4 加工中出现的各向异性83

3?4?1 最终制品中的取向现象83

3?4?2 纤维的损伤90 3?5 固化过程和硫化过程92

3?5?1 热塑性塑料的固化92

3?5?2 热固性树脂的固化100

3?5?3 残余应力、收缩和翘曲105 参考文献109 4 塑化112 4?1 塑化装置112

4?1?1 柱塞式挤出机113

4?1?2 往复式螺杆113 4?2 塑化装置的功能125

4?2?1 固体输送125

4?2?2 熔融或塑化129

4?2?3 熔体输送135

4?2?4 排气装置140

4?2?5 混合140 4?3 结论155 参考文献155 5 合模装置157 5?1 金属疲劳及其在合模装置设计中的重要性157

5?1?1 合模装置设计的重要性157

5?1?2 关于金属疲劳的研究综述158

5?1?3 金属疲劳的三个阶段158

5?1?4 针对金属疲劳确定设计应力159

5?1?5 确定可靠因子166

5?1?6 关于金属疲劳的几点结论168 5?2 合模装置的功能168 5?3 合模装置的三种类型168

5?3?1 液压式168

5?3?2 液压-机械式169

5?3?3 机械式170

5?3?4 肘杆类型171 5?4 合模机构的关键部件173

5?4?1 模板173

5?4?2 拉杆和拉杆螺母179

5?4?3 肘杆轴销和轴衬187

5?4?4 拉杆轴衬189

5?4?5 动模板支座190

5?4?6 闭模高度的调整193

5?4?7 顶出机构194 5?5 关于拉杆设计的讨论195

5?5?1 拉杆的重要性195

5?5?2 螺纹载荷分布196

5?5?3 螺纹弯曲应力196

5?5?4 螺纹轴向应力198

5?5?5 应力的合成199

5?5?6 调节因子199

5?5?7 改善设计的方法200 5?6 关于合模机构弹性率(硬度)的理解202

5?6?1 如何确定合模机构的弹性率202

5?6?2 合模机构弹性率的重要性203 5?7 肘杆合模系统的数学模型204 5?8 Farrell平方根法则208

5?8?1 由Farrell平方根法则得到的关系209

5?8?2 整机可按平方根法则设计210 参考文献210 6 模具设计212 6?1 标准模具装配213 6?2 冷流道模具215

6?2?1 二板式冷流道模具215

6?2?2 三板式冷流道模具216 6?3 热流道模具219

6?3?1 外加热分流道板和外加热喷嘴221

6?3?2 带内加热喷嘴的外加热分流道板221

6?3?3 内加热分流道板和内加热喷嘴222

6?3?4 绝热的分流道板和喷嘴223

6?3?5 多样化的热流道系统设计224

6?3?6 热注浇口224

6?3?7 热喷嘴225

6?3?8 使用热流道模具需特别考虑的问题228

6?3?9 叠腔模具232 6?4 流道设计233

6?4?1 冷流道设计234

6?4?2 几何形平衡流道中的流道平衡(冷、热流道)235

6?4?3 非几何形的平衡流道布置242 6?5 浇口设计244

6?5?1 浇口类型245

6?5?2 浇口位置251 6?6 长寿命和高刚度模具的结构设计253

6?6?1 模具材料的选择253

6?6?2 疲劳255

6?6?3 型腔侧壁的变形255

6?6?4 型芯偏移255

6?6?5 垫板的变形256 6?7 模具冷却258

6?7?1 实际设计中考虑的因素259

6?7?2 热膨胀261

6?7?3 串联、并联冷却管路261

6?7?4 挡板冷却器和喷管冷却器264 6?8 模具顶出系统265

6?8?1 顶出的基本问题265

6?8?2 顶出方式268

6?8?3 顶出需要考虑的问题270

6?8?4 顶出设计271 6?9 排气设计277 参考文献279 7 原材料预处理及辅助准备工序280 7?1 干燥280 7?2 料斗装料283 7?3 清洁室285 7?4 计量和混合286 7?5 输送系统289 7?6 冷却和深冷290 8 统计法控制过程292 8?1 统计法控制过程293

8?1?1 统计法控制过程的实施293

8?1?2 基本统计概念295 8?2 控制图301

8?2?1 引言301

8?2?2 变量数据的控制图301

8?2?3 属性数据的控制图307 8?3 过程能力和用于模塑成型的特殊SPC工具308

8?3?1 引言308

8?3?2 能力指数310

8?3?3 计算机的应用311

8?3?4 用于注射成型过程的特殊SPC技术313 参考文献317 9 特种注射成型工艺318 9?1 共注射成型(三明治式)320

9?1?1 工艺说明321

9?1?2 工艺优点324

9?1?3 工艺缺点325

9?1?4 适用材料325

9?1?5 典型应用327 9?2 熔芯(失芯、溶芯)注射成型327

9?2?1 工艺说明327

9?2?2 工艺优点329

9?2?3 工艺缺点330

9?2?4 适用材料330

9?2?5 典型应用330 9?3 气体辅助注射成型331

9?3?1 工艺说明331

9?3?2 工艺优点334

9?3?3 工艺缺点335

9?3?4 适用材料336

9?3?5 典型应用337 9?4 注射-压缩成型338

9?4?1 工艺说明338

9?4?2 工艺优点339

9?4?3 工艺缺点340

9?4?4 适用材料340

9?4?5 典型应用340

9?4?6 注射-压缩成型的计算机模拟340 9?5 模内装饰和模内层压341

9?5?1 工艺说明341

9?5?2 工艺优点343

9?5?3 工艺缺点344

9?5?4 模具设计和工艺注意事项344

9?5?5 适用材料345

9?5?6 典型应用346 9?6 嵌件和外嵌成型347

9?6?1 嵌件成型工艺说明348

9?6?2 外嵌成型工艺说明349 9?7 层状(微层)注射成型350

9?7?1 工艺说明350

9?7?2 工艺优点352

9?7?3 工艺缺点352

9?7?4 适用材料352

9?7?5 典型应用353 9?8 低压注射成型353

9?8?1 工艺说明353

9?8?2 工艺优点356

9?8?3 工艺缺点358

9?8?4 适用材料359

9?8?5 典型应用359 9?9 微注射成型359

9?9?1 工艺说明359

9?9?2 工艺优点362

9?9?3 工艺缺点362

9?9?4 适用材料362

9?9?5 典型应用362 9?10 微发泡成型363

9?10?1 工艺说明363

9?10?2 工艺优点365

9?10?3 工艺缺点366

9?10?4 适用材料366

9?10?5 典型应用366 9?11 多组分注射成型366

9?11?1 工艺说明367

9?11?2 工艺优点368

9?11?3 工艺缺点368

9?11?4 适用材料369

9?11?5 典型应用369 9?12 多点活动喂入注射成型370

9?12?1 工艺说明371

9?12?2 工艺优点371

9?12?3 工艺缺点372

9?12?4 适用材料373

9?12?5 典型应用374 9?13 推-拉注射成型374

9?13?1 工艺说明374

9?13?2 工艺优点和缺点376

9?13?3 适用材料376

9?13?4 典型应用376 9?14 粉末注射成型377

9?14?1 工艺说明377

9?14?2 工艺优点379

9?14?3 工艺缺点379

9?14?4 典型应用380 9?15 反应注射成型380

9?15?1 工艺说明381

9?15?2 工艺优点382

9?15?3 工艺缺点382

9?15?4 适用材料382

9?15?5 典型应用382 9?16 树脂传递模塑和结构型RIM383

9?16?1 工艺说明383

9?16?2 工艺优点384

9?16?3 工艺缺点385

9?16?4 适用材料385

9?16?5 典型应用385 9?17 流变成型386

9?17?1 工艺说明386

9?17?2 工艺优点387

9?17?3 工艺缺点387 9?18 结构泡沫注射成型387

9?18?1 工艺说明388

9?18?2 工艺优点390

9?18?3 工艺缺点391

9?18?4 适用材料391

9?18?5 典型应用392 9?19 薄壁成型393

9?19?1 工艺说明394

9?19?2 工艺优点396

9?19?3 工艺缺点397

9?19?4 适用材料397

9?19?5 典型应用397 9?20 振动气体注射成型397

工艺说明397 9?21 橡胶注射398

9?21?1 橡胶成型工艺398

9?21?2 橡胶注射工艺的硫化体系400 参考文献402 10 塑料制品设计408 10?1 设计过程408 10?2 塑料制品设计的四个结构模块412

10?2?1 原材料412

10?2?2 产品设计421

10?2?3 模具设计和制造423

10?2?4 加工工艺424 10?3 注塑制品设计准则436

10?3?1 设计主要的壁437

10?3?2 肋、筋和凸台440

10?3?3 凸台443

10?3?4 拐角、倒角和半径445

10?3?5 锥度和脱模角445

10?3?6 凹切和孔446

10?3?7 浇口和工艺考虑449

10?3?8 型芯449

10?3?9 避免相框特征450

10?3?10 整体铰链451 10?4 制品设计实例452 10?5 制品成本估计455 参考文献458 11 模拟技术459 11?1 历史背景460 11?2 基本方程462

11?2?1 流动模型463

11?2?2 取向模型465

11?2?3 传热模型466

11?2?4 本构方程467 11?3 数值方法469

11?3?1 有限差分法470

11?3?2 有限元法470

11?3?3 边界元素法471 11?4 简化计算472

11?4?1 基于有限差分的计算472

11?4?2 基于实体模型的计算473

11?4?3 基于模具的计算476 11?5 高级计算477

11?5?1 商业软件478

11?5?2 特殊计算482 11?6 注射-压缩成型484

11?6?1 热塑性材料的注射-压缩成型486

11?6?2 热固性材料的注射-压缩成型486 11?7 全三维建模及其假定487 11?8 成型过程的优化488

11?8?1 浇口优化488

11?8?2 主动过程控制488 11?9 结束语489 参考文献490 12 加工过程的故障检修 491 12?1 故障检修简介491 12?2 故障检修指南495

12?2?1 故障检修表496

12?2?2 橡胶注塑过程的故障检修526

12?2?3 关于故障检修的重要讨论529 12?3 工艺和加工过程故障检修530

12?3?1 工艺技术的意义531

12?3?2 注塑过程和传感器532

12?3?3 压力传感器533

12?3?4 温度传感器535

12?3?5 工艺过程监视535

12?3?6 自动故障检修536

12?3?7 实验设计536

12?3?8 实验的因子设计537 12?4 结论539 参考文献539 13 材料问题的诊断处理540 13?1 成分问题541

13?1?1 聚合物的诊断工具542

13?1?2 填料、增强剂的诊断工具558

13?1?3 添加剂的诊断工具564 13?2 分子量问题569 13?3 性能问题590

13?3?1 材料选择程序591

13?3?2 填料的使用596

13?3?3 载荷下的曲挠温度597

13?3?4 冲击性能600 13?4 黏弹性的简要讨论605

玻璃化转变623 13?5 结论628 参考文献628 附录 换成法定计量单位的换算系数630

作者:(美)T.A.?奥斯瓦德 L.特恩格 P.J.?格尔曼

页数:630

出版日期:2005-3-1

版次: 1

开本:小16开

包装:平装