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出版者:中南大学出版社

作者:张秀玲、黄红辉/国别：中国大陆

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2006-5

价格:31.00元

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isbn号码:9787811052282

丛书系列:

图书标签:

• 塑料成型
• 模具设计
• 注塑成型
• 挤出成型
• 热成型
• 塑料工艺
• 模具制造
• 材料成型
• 工程塑料
• 工业设计

《塑料成型工艺与模具设计》—— 洞悉材料智慧，铸就精密器形 本书旨在为读者深入剖析塑料这一现代工业基石的加工奥秘，以及与之紧密相连的模具设计核心技术。从宏观的材料特性到微观的分子行为，从基础的成型原理到复杂的工艺参数调控，再到精密的模具结构分析与优化，我们将带领您一步步走进塑料制品制造的精彩世界。本书内容详实，理论与实践相结合，力求为读者提供一套系统、全面、深入的学习和参考体系，无论您是初入此行的学生，还是经验丰富的工程师，都能从中汲取养分，提升专业素养。 第一篇：塑料材料的科学与应用 在任何塑料成型工艺的讨论之前，深入理解塑料材料本身是不可或缺的第一步。本篇将从塑料的本质出发，揭示其独特的分子结构、物理性能和化学稳定性，这些基础知识是正确选择材料、优化工艺参数以及预判产品性能的关键。 高分子科学基础： 我们将从单体的聚合过程讲起，详细介绍不同类型的聚合反应（如加聚、缩聚），以及链结构、支化度、分子量等对塑料性能的影响。读者将了解什么是结晶性高分子与非结晶性高分子，它们在加工过程中表现出的不同形态变化，以及如何通过控制分子结构来赋予材料特定的功能。 常见工程塑料的性能解析： 本书将重点介绍一系列在工业生产中应用广泛的工程塑料，包括但不限于聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA，俗称尼龙）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等。对于每种材料，我们将详细阐述其力学性能（如拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、硬度）、热性能（如熔点、玻璃化转变温度、热变形温度）、电性能（如绝缘性）、化学性能（如耐腐蚀性、耐溶剂性）以及加工性能（如流动性、收缩率、吸湿性）。 塑料的改性与助剂： 为了满足日益严苛的应用需求，塑料的改性技术显得尤为重要。本部分将介绍各种改性方法，包括物理共混（如增强、增韧、阻燃）、化学接枝、交联等，以及常用助剂的功能和作用机理，如抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、脱模剂、着色剂、发泡剂等。读者将明白如何通过科学的改性手段，显著提升塑料制品的性能，拓宽其应用领域。 材料选择与应用指南： 基于对各种塑料性能的深入了解，本篇的最后部分将提供一套实用的材料选择指南。通过分析不同应用场景对材料性能的要求（如耐高温、耐磨、高强度、透明度、生物相容性等），指导读者如何从海量的塑料品种中，精准地挑选出最适合的材料，并给出一些经典的应用案例分析，帮助读者将理论知识转化为实际的选材决策。 第二篇：塑料成型工艺的原理与实践 掌握了材料特性，接下来的核心便是如何将这些材料塑造成所需的复杂形状。本篇将聚焦于当前主流的塑料成型工艺，深入剖析其基本原理、工艺流程、关键设备以及操作要点。 注塑成型（Injection Molding）： 作为产量最大、应用最广的塑料成型工艺，注塑成型将占据本篇的重要篇幅。我们将详细讲解注塑机的基本结构与工作原理（注射单元、合模单元、控制系统），塑化过程（螺杆塑化、温度分布），注射过程（注射速度、注射压力、保压压力、保压时间），合模与顶出等各个环节。在此基础上，我们将深入探讨影响制品质量的关键工艺参数，如料温、模温、注射速度、保压压力与时间、冷却时间、注射行程等，以及如何通过这些参数的精确调控，有效解决缩痕、熔接痕、翘曲变形、尺寸不稳定等常见成型缺陷。 吹塑成型（Blow Molding）： 适用于生产中空制品（如瓶、罐、桶），吹塑成型包括挤出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑等多种形式。本部分将详细介绍不同吹塑工艺的原理，例如如何通过挤出或注射将熔融塑料形成型坯，再通过吹胀和冷却使其贴合模具内壁成型。读者将学习到影响制品壁厚均匀性、尺寸精度、外观质量的关键因素，如型坯的温度均匀性、吹胀比、吹胀压力、吹胀时间等。 挤出成型（Extrusion Molding）： 挤出成型是生产连续性制品（如管材、板材、薄膜、型材）的主要方法。我们将解析挤出机的结构与工作原理，重点关注螺杆的设计（长径比、压缩比、排气孔等）以及其对熔体产量、均化度和温度控制的影响。对于板材、片材、管材、薄膜等不同挤出制品，我们将分别介绍其成型原理、模具结构（口模、导流板、牵引装置、冷却装置）以及相应的工艺控制要点。 热成型（Thermoforming）： 热成型工艺通过加热片状或膜状塑料，使其软化后在模具上通过真空、压力或机械方式成型。本部分将介绍吸塑（Vacuum Forming）和压塑（Pressure Forming）的基本原理，以及影响制品拉伸比、壁厚均匀性、表面质量的工艺参数，如加热温度、加热时间、模具设计、真空度或压力等。 其他成型工艺简介： 除了上述主流工艺，本书还将简要介绍其他重要的塑料成型方法，如滚塑成型（Rotational Molding，适用于大型中空制品）、发泡成型（Foaming Molding，通过引入气体形成泡沫结构）、压铸成型（Die Casting for Plastics，类似金属压铸，但用于某些高性能工程塑料）等，让读者对塑料成型的技术图谱有一个更全面的认识。 第三篇：模具设计与制造的关键要素 模具是塑料成型工艺的灵魂，其设计水平直接决定了产品的质量、生产效率以及生产成本。本篇将深入探讨模具设计与制造的核心内容，为读者构建一个完整的模具工程知识框架。 模具基本结构与组成： 详细解析塑料模具的基本构成，包括型腔（Cavity）、型芯（Core）、分型面（Parting Line）、导向机构（Guide Pins/Bushings）、锁模机构（Locking Mechanism）、推出机构（Ejection Mechanism）、冷却系统（Cooling System）、排气系统（Venting System）等。理解各组成部分的功能与相互配合关系是进行有效模具设计的前提。 模具设计原则与流程： 介绍模具设计的通用原则，如结构简化、强度与刚度保证、易于加工与维修、冷却高效、排气充分、操作安全等。在此基础上，阐述完整的模具设计流程，包括前期分析（产品图纸审核、材料分析、成型工艺评估）、初步设计（确定分型面、拟定型腔数量、设计浇口与流道）、详细设计（绘制三维模型、进行结构细节设计）、冷却与排气系统设计、推出机构设计、模架选择与设计等。 浇注系统设计： 浇注系统是将熔融塑料从注塑机喷嘴引入型腔的关键通道。本部分将详细讲解浇口（Gate）的类型（如点浇口、扇形浇口、搭接浇口、潜伏浇口、隧道浇口）及其选择原则，流道（Runner）的设计（尺寸、形状、冷却、平衡）以及平衡流道的意义。读者将学会如何通过优化浇注系统设计，实现熔体均匀填充、减少注塑压力、降低熔接痕，提高产品质量。 排气系统设计： 良好的排气是保证制品质量、避免气泡、烧焦等缺陷的重要措施。我们将深入分析气体在模具中的产生与流动，并介绍排气槽（Vent）的设计（尺寸、深度、位置）和排气阀的应用。 冷却系统设计： 冷却对缩短成型周期、提高生产效率、减小制品内应力与翘曲变形至关重要。本部分将介绍冷却水道（Cooling Channels）的设计原则，包括布置方式（直通式、环绕式、分区式）、直径、间距、流速等，以及如何利用热流道（Hot Runner）技术来提高效率和改善产品质量。 推出机构设计： 推出机构负责将成型好的塑料制品从模具中安全、高效地取出。我们将详细介绍各种推出机构的类型（如推杆、推板、推套、斜顶、司筒）及其设计计算，以及如何根据产品形状和脱模阻力选择合适的推出方式。 模具材料选择与热处理： 针对不同类型的模具和不同的成型工艺，模具材料的选择至关重要。本部分将介绍常用模具钢材的性能特点、热处理工艺（如淬火、回火、氮化）及其对模具寿命和性能的影响。 模具制造工艺与质量控制： 简要介绍模具制造过程中常用的加工方法，如数控加工（CNC）、电火花加工（EDM）、线切割（WEDM）等，并强调模具制造过程中的精度控制、表面处理和最终检验的重要性。 模具寿命与维护： 讨论模具的正常使用寿命、常见损坏原因以及定期的维护保养措施，以延长模具的使用寿命，降低生产成本。 第四篇：成型工艺与模具设计的协同优化 塑料成型工艺与模具设计并非孤立的技术，而是相互依存、协同作用的有机整体。本篇将探讨如何在两者之间建立起有效的联系，实现工艺与设计的最佳匹配，从而生产出高质量、低成本的塑料制品。 基于产品特性的工艺与模具协同设计： 从产品设计的初期就考虑其可塑性（Design for Manufacturability, DFM）。我们将指导读者如何分析产品结构（壁厚均匀性、圆角半径、拔模斜度、筋条设计等）对成型工艺和模具设计的影响，以及如何通过设计优化来规避潜在的成型难题。 CAE在工艺与模具设计中的应用： 介绍计算机辅助工程（CAE）技术，特别是CAD/CAE/CAM在塑料成型领域的应用。重点讲解如何利用模拟软件（如Moldflow、Moldex3D）对塑料填充、保压、冷却、翘曲等过程进行仿真分析，预测成型过程中的潜在问题，并基于仿真结果优化模具设计和工艺参数。 成型过程监控与质量反馈： 讨论如何通过成型过程中的实时监控（如压力、温度、速度曲线）来判断工艺稳定性，以及如何将实际生产中的质量反馈（如尺寸偏差、外观缺陷）及时地应用于模具的优化和工艺参数的调整。 故障诊断与排除： 针对塑料制品生产中可能出现的各种成型缺陷，本书将提供一套系统的故障诊断方法，分析缺陷产生的原因（材料、设备、模具、工艺等），并给出相应的解决方案。 本书的编写力求语言通俗易懂，但又不失科学的严谨性。我们通过大量的实例、图表和数据，帮助读者直观地理解复杂的概念。希望通过本书的学习，读者能够真正掌握塑料成型工艺与模具设计的精髓，成为塑料制品行业的优秀技术人才，为推动相关产业的发展贡献力量。

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作为一名刚进入高分子材料领域的研究生，我发现这本书在处理“疑难杂症”方面的能力非常突出。它有一个专门的章节梳理了常见缺陷，比如“银纹”、“黑点”和“熔接痕”，但它没有像其他书籍那样只给出表面的解决办法，而是深入挖掘了产生这些缺陷的根本原因，比如高分子链的断裂、气体残留物的扩散路径，甚至是模具表面粗糙度对流动前沿的影响。阅读这部分时，我感觉自己像是在进行一场侦探工作，作者引导我一步步排查，从原料预处理到锁模力设置，每一个环节的参数波动都可能是一个“真凶”。特别是关于“脱模剂”和“润滑剂”在复杂模具中的应用策略，其讨论的细致程度，甚至涉及到环保法规对某些化学成分的限制，这体现了作者对行业前沿和实际生产环境的深刻洞察力，绝非闭门造车之作。

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从整体的阅读体验来说，这本书的篇幅虽然不薄，但节奏掌握得非常好，张弛有度。前半部分偏向理论构建，语言沉稳有力，逻辑链条清晰到几乎不需要反复阅读就能理解其核心思想；而后半部分则转向应用和案例分析，语言变得更加灵活，充满了解决实际问题的“招式”。我尤其欣赏作者在撰写不同材料（如通用塑料、工程塑料和特种树脂）的工艺参数对比部分时，所使用的对比表格和总结框架。这些表格结构清晰，一目了然，极大地提高了查阅效率。对于我们这些需要经常在不同材料间切换的工程师来说，这本书已经不仅仅是一本参考书，更像是一部随身携带的“工艺宝典”。它成功地弥合了高分子物理化学理论与车间实际操作之间的鸿沟，将晦涩的原理转化为可量化的、可执行的生产指导方针，其价值是不可估量的。

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这本书的插图和图表质量简直是业界良心级别。很多技术书籍的配图往往是简单粗糙的线条稿，但《塑料成型工艺与模具设计》中的示意图，无论是截面图、三维透视图还是工艺参数曲线图，都清晰锐利，信息密度极高。举个例子，在讲解“收缩率预测与补偿”时，作者绘制了一张非常复杂的等温线分布图，清晰地标示了收缩率的各向异性。通过这张图，我立刻明白了为什么某些方向上的尺寸误差总是难以控制。更棒的是，书中对一些高级的模拟软件（比如Moldflow）的输出结果进行了反向解析，这对于我们这些试图将理论与CAE结合起来的工程师来说，是无价的参考资料。它教会我如何“阅读”模拟结果，而不是盲目相信数字。这种理论指导实践，实践反哺理论的写作手法，使得全书的知识体系非常闭环，具有很强的可操作性。

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说实话，我当初买这本书是冲着“模具设计”那部分去的，因为我在实际工作中经常遇到设计与实际生产脱节的问题。这本书在这方面确实没让我失望，它的内容深度远远超出了我预期的入门级别。它没有停留在简单的几何结构讲解上，而是详细剖析了模具结构的优化策略，比如如何通过流道和浇口的设计来平衡型腔内的压力分布，从而减少飞边和缩痕。我尤其欣赏作者在讲解“热流道系统”时所展现的细致，不仅分析了不同类型热流道的原理差异，还给出了针对不同树脂材料的最佳温度控制方案，这在很多中文资料里是很难找到的深度。此外，书中穿插的几个经典案例分析非常到位，它们不仅仅是展示了最终的模具图纸，更重要的是还原了设计过程中的思维路径——为什么要选择这种分型面，为什么要用这种顶出方式。读完这一块，我感觉自己对模具的“工程美学”有了更深层次的理解，不再是简单的画图，而是在设计一个精密的“物理过程控制器”。

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这本书的封面设计挺有意思，采用了那种深沉的蓝色调，让人一眼就能感觉到专业和严谨。我刚翻开目录，就被它详尽的章节安排吸引住了，从最基础的材料科学讲起，一直深入到复杂的成型缺陷分析，结构布局非常合理，很适合我这种需要系统学习的读者。尤其值得称赞的是，作者在讲解热力学基础时，没有过多纠缠于繁复的数学推导，而是巧妙地结合了实际的注塑过程，比如熔体流动性和温度梯度的关系，讲得非常直观。我特别关注了关于“保压和冷却”那一章，作者用了大量的图例来展示不同冷却速率对制品内部应力和结晶度的影响，这对于我目前正在处理的一个高精度零件的翘曲问题，提供了非常直接的思路。这本书的文字功底也很扎实，用词精准，不像有些教材那样晦涩难懂，读起来感觉像是在跟一位经验丰富的老工程师交流，娓娓道来，引人入胜。可以说，光是第一部分的基础理论就让我受益匪浅，为我后续深入研究打下了坚实的理论基础。

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