塑料成型應(yīng)用手冊(cè)

1、塑料成型應(yīng)用手冊(cè)學(xué)習(xí)情境一塑料成型概貌認(rèn)識(shí)第一講緒論、塑料概論一 .教學(xué)要求與目的了解塑料成型的基本概念，了解塑料成型技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。了解聚合物,塑料的 概念；掌握聚合物的結(jié)構(gòu)，組成，分類；了解聚合物的性能。二教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)塑料盛型技企發(fā)展的趨勢(shì)；聚合物的結(jié)構(gòu)、組成、分類及其性能三.授課內(nèi)容(一)緒論L塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展(1)塑料：以高分子量的合成樹(shù)脂為主要成分，在一定條件下(如溫度，壓力等)可 塑制成一定形狀且在常溫下保持形狀不變的材料。(2)塑料工業(yè)含義：L塑料生產(chǎn)2.塑料制件生產(chǎn)塑料之間生產(chǎn)過(guò)程與成型方法：成型加工E料制件裝 配型 成 射縮注出塑壓注塑結(jié)泡延材它(3)塑料具有的特殊優(yōu)點(diǎn)a

2、密度小、質(zhì)量輕。b.比強(qiáng)度高(鋼的拉伸比強(qiáng)度為160Mpa,玻璃纖維增強(qiáng)的塑料高達(dá) 170-400MPa) c絕緣性能好，介電損耗低。d.化學(xué)穩(wěn)定性高。如聚四氟乙烯(PTFE)e.減磨、耐磨性能好。f.許多塑料有透光性能、絕熱性能和防水、防透氣、防輻射等特殊性能。2 .塑料成型工業(yè)在生產(chǎn)中的重要地位塑料成型工業(yè)是從事塑料模具的制造和塑料制件的生產(chǎn)。塑料成型工業(yè)在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響顯得日益重要。3 .塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1 1) CAD/CAE/CAM技術(shù)的快速發(fā)展和推廣應(yīng)用(2)各種模具新材料的研制和應(yīng)用模具材料直接影響到模具的制造工藝、模具的使用壽命、塑件的成型質(zhì)量 和模具

3、的加工成本。(3)塑料制件的微型化、大型化和精密化德國(guó)已研究出注射量只有0.1g的微型注射機(jī)可生產(chǎn)0.05g左右的微型注射 成型塑件。我國(guó)已能生產(chǎn)0.5g的微型注射機(jī)，可生產(chǎn)0.1g左右的微型塑件。法國(guó)已擁有注射量為L(zhǎng)7X105g的超大型注射機(jī)，合模力達(dá)到150MN。美國(guó)和日本分別制造出注射量為L(zhǎng)OX 105g和9.6X 104g的超大型注射機(jī)。國(guó)產(chǎn)注射機(jī)注射量也達(dá)到了 3.5X 104g,合模力達(dá)到80MN©(4)模具的標(biāo)準(zhǔn)化GB/T125551990是大型注射模架的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T125561990是中小型注射模架的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)塑料模具零件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)從推桿的GB/4169.1-198

4、4到模具技術(shù)條件的 GB/4169.121984 總計(jì) 12 個(gè)。(5)快速成形技術(shù)是八十年代后期發(fā)展起來(lái)的新興先進(jìn)制造技術(shù)，是現(xiàn)代工業(yè)從的規(guī)模批量 生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨總€(gè)性化生產(chǎn)，產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和 外觀設(shè)計(jì)水平的要求也越來(lái)越高而產(chǎn)生的?？焖俪尚渭夹g(shù)是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造復(fù)雜形狀三維物理實(shí)體的技術(shù)的總稱，其基本過(guò)程是:成形過(guò)程的難度與待成形的物理實(shí)體形狀的復(fù)雜程度無(wú)關(guān)快速成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：大大縮短新品研制周期，可使模型或模具制造時(shí)間縮短數(shù)倍甚至數(shù)十倍；原型的復(fù)制性、互換性高，制作工藝與制造原型的幾何形狀無(wú)關(guān)，在加工 復(fù)雜曲面時(shí)更顯優(yōu)越；加工周期短，成本低，成本與產(chǎn)品

5、復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，一般制造費(fèi)用降低50 %加工周期節(jié)約70%以上；B可及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)錯(cuò)誤并盡更改；B高度技術(shù)集成，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。B快速成形典型工藝a.熔融擠壓快速成形利用熱塑性塑料的熱熔性、粘結(jié)性，在計(jì)算機(jī)控制下層層堆積成型工作原理將絲狀材料送進(jìn)噴頭，在噴頭內(nèi)被加熱熔化，噴頭沿零件截面輪廓和填充 軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并于下層的材料粘結(jié)，堆 積成型。b.熔融擠壓快速成形特點(diǎn)B最形材料種類較多，成形塑件強(qiáng)度好b熔融擠壓工藝的材料一般是熱塑性塑料，如ABS、PC、PC/ABS、PPSF 等°0 B尺寸精度較高，表面質(zhì)量較好，易于裝配B材料利用率高B成型速度較

6、快一般可達(dá)1550立方厘米/小時(shí)（相當(dāng)于1550克/小時(shí)），最高速度已接近 100立方厘米/小時(shí)?？焖倌＞呒夹g(shù)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)塑料制品的快速模具技術(shù)進(jìn)行了 系統(tǒng)研究，到目前為止，已形成了 3種比較成熟的適應(yīng)中小批量生產(chǎn)的快速模 具制造工藝，即真空注型工藝、低壓灌注工藝以及高溫樹(shù)脂型腔模工藝。4 .塑料模具的分類注射模壓縮模壓注模擠出模氣動(dòng)成型模（二）塑料概論1、聚合物分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）基本概念1）塑料的主要成分是樹(shù)脂f樹(shù)脂分為天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂2）聚合物：是由一種或幾種簡(jiǎn)單化合物通過(guò)聚合反應(yīng)而生成的一種高分子 化合物。合成樹(shù)脂就是一種聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物或聚合物（2）聚合

7、物的特點(diǎn)：1）含原子數(shù)量多，一個(gè)高分子中含有幾千個(gè)、幾萬(wàn)個(gè)、甚至幾百萬(wàn)個(gè)原子。2）分子量大，高分子化合物的分子量一般可自幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)甚至 上千萬(wàn)。例如尼龍分子的分子量為二萬(wàn)三千左右，天然橡膠的為四十萬(wàn)。3）分子長(zhǎng)度相對(duì)于低分子長(zhǎng)，例如低分子乙烯的長(zhǎng)度約為0.0005 pm,而 高分子聚乙烯的長(zhǎng)度則為6.8U m,是前者的13600倍。（3）聚合物的分類：1）聚合物大分子基本上都屬于長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)，按結(jié)構(gòu)不同可分為：a）線型聚合物b）帶有支鏈的線型聚合物c）體型聚合物2）按分子結(jié)構(gòu)及熱性能不同分a）熱塑性（PE、PP、PVC、PS、ABS. PMMA. PA、POM、PC 等）b）熱固性（酚

8、醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、聚鄰苯二甲酸、二烯丙酯、有 機(jī)硅塑料、硅酮塑料）3）聚合物的結(jié)構(gòu)按照分子排列的幾何特征，可分：a）結(jié)晶型聚合物b）無(wú)定形聚合物（遠(yuǎn)程無(wú)序，近程有序）注：結(jié)晶只發(fā)生在線型聚合物和含交聯(lián)不多的體型聚合物中。2、聚合物的熱力學(xué)性能（1）聚合物的物理狀態(tài)：1）定義：聚合物在不同溫度下所表現(xiàn)出來(lái)的分子熱運(yùn)動(dòng)特征稱為聚合物的 物理狀態(tài)。2）分類：j 玻璃態(tài)（結(jié)晶態(tài)）高彈態(tài)粘流態(tài)（2）聚合物的熱力學(xué)曲線:1線型無(wú)定形聚合物；2線型結(jié)晶聚合物3、聚合物的流變學(xué)性質(zhì)流變學(xué)一研究物質(zhì)變形與流動(dòng)的科學(xué)。粘流態(tài)的聚合物在外力作用下，相互交纏卷曲的大分子鏈將會(huì)沿受力方向 發(fā)生解纏，伸直以及相

9、對(duì)滑移，從而表現(xiàn)出一種變形量很大的宏觀流動(dòng)。聚合物的流變學(xué)主要研究聚合物在外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)變速 率等力學(xué)現(xiàn)象與自身粘度之間的關(guān)系,以及影響這些關(guān)系的各種因素O(1)牛頓流動(dòng)規(guī)律：牛頓在研究液體流動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，溫度一定時(shí)，低分子液體在流動(dòng)時(shí)的切應(yīng)力 和剪切速率之間存在著如下關(guān)系：加式中一液層之間的單位距離內(nèi)的速度差，稱為速度梯度曳不一單位時(shí)間內(nèi)的切應(yīng)變，稱為剪切速率。V比例常數(shù)，稱為剪切粘度或牛頓粘度。凡是液體層流時(shí)符合牛頓流動(dòng)規(guī)律的通稱牛頓流體，其特征為應(yīng)變隨應(yīng)力 作用的時(shí)間線性地增加，且粘度保持不變(定溫情況下)，應(yīng)變具有不可逆性 質(zhì)，應(yīng)力解除后應(yīng)變以永久變形保持下來(lái)。(2)指數(shù)流

10、動(dòng)規(guī)律：r=4S=唁)=罰式中K與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，可反映聚合物熔體的粘稠性，稱為粘度 系數(shù)；I】一與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，可反映聚合物熔體偏離牛頓流體性質(zhì)的程度，稱為非牛頓指數(shù)。注：在注射成型中，只有少數(shù)聚合物熔體的粘度對(duì)剪切速率不敏嬤如PA、PC等，除常把它們近似視為牛 頓流體外，其它絕大多數(shù)的聚合物熔體都表現(xiàn)為非牛頓流體這些聚合物熔體都近似地服從指數(shù)流動(dòng)規(guī)律。 上式可改寫為：(1.5) (L6)于是，式（L5）改寫為(1.7)”式中一非牛頓液體的表觀粘度O就表觀粘度的力學(xué)性質(zhì)而言，它與牛頓粘度相同。但是，表觀粘度表征的 是非牛頓液體（服從指數(shù)流動(dòng)規(guī)律）在外力的左右下抵抗剪切變形的

11、能力。由 于非牛頓液體的流動(dòng)規(guī)律比較復(fù)雜，表觀粘度除與流體本身的性質(zhì)以及溫度有 關(guān)以外，還受剪切速率的影響，這就意味著外力的大小及其作用時(shí)間也能改變 流體的粘稠性。（3）影響聚合物流變學(xué)性質(zhì)的因素1）聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)粘度的影響分子結(jié)構(gòu)相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量分布（聚合物內(nèi)大分子之間相對(duì)分子質(zhì)量的差異）2）溫度對(duì)粘度的影響注射成型生產(chǎn)中，依靠提高溫度降低熔體粘度以改善流動(dòng)性的工藝控制方 法，主要適用于粘度對(duì)剪切速率不太敏感或其熔體近似服從牛頓流動(dòng)規(guī)律的聚 合物，如PMMA、PC、PA_66等這些材料不需要增加很多溫度而它們的粘度卻 下降不少。3）壓力對(duì)粘度的影響粘度對(duì)壓力的敏感性會(huì)因聚合物不同而不同

12、。通常認(rèn)為，聚合物熔體的壓 縮率越大，其粘度對(duì)壓力的敏感性越強(qiáng)（4）熱固性聚合物的流變學(xué)性質(zhì)4、聚合物熔體在成型過(guò)程中的流動(dòng)狀態(tài)（1）熔體在圓形導(dǎo)管內(nèi)的流動(dòng)：a8攻"二稿室（2）在扁形導(dǎo)槽內(nèi)的流動(dòng):（3）成型過(guò)程中的流動(dòng)狀態(tài)分析m ii ii .塑料聚合物熔體在注射機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)螺桿與料筒之間進(jìn)行輸送、壓縮、熔 融塑化，并將塑化好的熔體儲(chǔ)存在料筒的端部。n.儲(chǔ)存在料筒端部的熔體受螺桿的向前推壓力并通過(guò)噴嘴、模具的主流道、 分流道和澆口，開(kāi)始射入模腔內(nèi)。DL塑料熔體經(jīng)澆口射入模具型腔過(guò)程中的流動(dòng)、相變與固化。（4）速度分布與末端效應(yīng)V / Vm1）速度分布：2）端末效應(yīng)（與聚合物的彈性有關(guān)

13、）簡(jiǎn)單地說(shuō)：熔體在入口端出現(xiàn)壓力降，在出口端出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象稱為端末 效應(yīng)，亦分別稱為入口效應(yīng)和離模膨脹效應(yīng)。產(chǎn)生入口效應(yīng)的原因：聚合物液體以收斂流動(dòng)方式進(jìn)入導(dǎo)管入口時(shí)，它必須變形以適應(yīng)它在新的 且有適當(dāng)壓縮性的流道內(nèi)流動(dòng)，但聚合物熔體具有彈性，也就是對(duì)變形具有抵 抗力，因此，就必須消耗適當(dāng)?shù)哪芰?，即消耗相?dāng)?shù)膲毫?，?lái)完成在這段管 內(nèi)的變形。熔體各點(diǎn)的速度在進(jìn)入導(dǎo)管前后是不同的，為調(diào)整速度，也要消耗 一定的壓力降。產(chǎn)生離模膨脹的原因（解釋之一）聚合物熔體從導(dǎo)管中流出后，周圍壓力大大減小，甚至完全消失，這意味 著聚合物內(nèi)的大分子突然變得自由了，因此，前段流動(dòng)中儲(chǔ)存于大分子中的彈 性變形能量被釋放

14、出來(lái)，致使在流動(dòng)變形中已經(jīng)伸展開(kāi)的大分子鏈重新恢復(fù)卷 曲，各分子鏈的間距隨著增大，從而導(dǎo)致聚合物內(nèi)自由空間增大，于是體積相 應(yīng)發(fā)生膨脹。入口效應(yīng)和出模膨脹效應(yīng)通常對(duì)塑料的成型都是不利的，特別是 在注射成型、擠出成型和拉絲過(guò)程中，可能導(dǎo)致產(chǎn)品變形和扭曲，降低塑件的 尺寸穩(wěn)定性，并可能在塑件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，降低塑件物理和力學(xué)性能。增加管 子或口模的平直部分長(zhǎng)度，適當(dāng)降低成型時(shí)的壓力和提高成型溫度，并對(duì)擠出 物加以適當(dāng)速度的牽引或拉伸等，均有利于減小或消除端末效應(yīng)帶來(lái)的不利影 響。5、聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化要求：了解聚合物加工過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)晶、取向、降解和交聯(lián)等現(xiàn)象的物理和化 學(xué)變化的特點(diǎn)

15、以及成型工藝條件對(duì)它們的影響。（1）成型過(guò)程中聚合物的結(jié)晶1）結(jié)晶聚合物：聚合物在從高溫熔體向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，若其分子鏈構(gòu)型（結(jié)構(gòu)形 態(tài)）能夠得到規(guī)整排列，則該聚合物為結(jié)晶聚合物。（如：PE、PTFE、POM 等）2）結(jié)晶度：結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的重量百分?jǐn)?shù)。（大多數(shù)聚合物的 結(jié)晶度約為10%60%,但有些也可能達(dá)到很高的數(shù)值，如PP的結(jié)晶度達(dá)到 70%95%, HDPE和PTFE的也能超過(guò)90%）3）結(jié)晶過(guò)程：4）影響結(jié)晶的因素B溫度B壓力和切應(yīng)力增大壓力可使聚合物在高于正常情況下的熔化溫度發(fā)生結(jié)晶；切應(yīng)力可導(dǎo) 致微晶生成，產(chǎn)生均勻的微晶結(jié)構(gòu)B分子結(jié)構(gòu)聚合物分子結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單

16、、越規(guī)整，結(jié)晶越快，結(jié)晶度越高，同一種聚合物 的最大結(jié)晶速率隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而減小。B添加劑5）結(jié)晶對(duì)塑件性能的影響B(tài)密度密度隨結(jié)晶度的增大而提高。B力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度隨結(jié)晶度的增大而提高；沖擊韌性將下降；彈性模量將減小。B熱性能結(jié)晶有助于提高聚合物的軟化溫度和熱變形溫度。B翹曲結(jié)晶程度越高，體積收縮越大，因此結(jié)晶態(tài)塑件比非結(jié)晶態(tài)塑件更容易因 收縮不均而發(fā)生翹曲。B表面粗糙度和透明度結(jié)晶后，塑件表面粗糙度將降低，而透明度會(huì)減小或喪失。b 結(jié)晶型塑料有 PE、PP、PTFE、POM. PA、CPT 等b非結(jié)晶型塑料有PS、PMMA> PC、ABS、PSU等一般來(lái)說(shuō)，結(jié)晶型塑料是不透明的或

17、半透明的，非結(jié)晶型塑料是透明的。特例：聚4.甲基戊烯/為結(jié)晶型塑料卻高度透明性；ABS為非結(jié)晶型塑料 卻不透明。6）成型結(jié)晶塑料時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題B料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的設(shè)備B冷凝時(shí)放出熱量大，要充分冷卻B熔態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔B各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大B結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄，易發(fā)生未熔粉末注入模具或堵塞澆口（2）成型過(guò)程中的取向作用1）取向的概念聚合物大多分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)力作用下形成的有 序排列叫做取向結(jié)構(gòu)。2）分類B按應(yīng)力性質(zhì)不同分拉伸取向一由拉應(yīng)力引起，取向方向與拉伸方向一致流動(dòng)取向在切應(yīng)力作用下沿著熔體流動(dòng)方向形成的B按

18、流動(dòng)性質(zhì)不同，取向結(jié)構(gòu)可分為單軸取向一取向結(jié)構(gòu)單元均沿著一個(gè)流動(dòng)方向有序排列多軸取向一結(jié)構(gòu)單元可沿兩個(gè)或兩個(gè)以上流動(dòng)方向有序排列B按結(jié)晶與非結(jié)晶聚合物分結(jié)晶取向非結(jié)晶取向2）取向?qū)λ芗阅艿挠绊態(tài)取向?qū)λ芗W(xué)性能的影響對(duì)單軸取向而言，取向后在取向平行方向的抗拉強(qiáng)度大為增強(qiáng)，而與取向 軸垂直方向的抗拉強(qiáng)度則有所減弱；而雙軸取向的薄片或薄膜在平面的任何方 向上均有較高的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊韌度，抗撕裂能力也有所提高。B取向使塑件具有各向異性（在光、熱、電等方面）B取向?qū)ζ渌阅艿挠绊懢酆衔锏牟ＡЩ瘻囟入S取向程度的提高而上升；取向程度越大，回縮或熱 收縮越大。綜上所述，聚合物的取向?qū)λ芗男?/p>

19、能影響很大。在塑料成型生產(chǎn)中，可 以利用聚合物的取向來(lái)提高塑件的性能，例如吹塑薄膜就是利用聚合物雙軸取 向原理來(lái)提高其性能的，但并不是說(shuō)聚合物取向?qū)λ芗阅芫幸嫣?，在生產(chǎn) 厚度較大的塑件時(shí)，就應(yīng)力圖消除取向現(xiàn)象，使塑件不致發(fā)生翹曲變形或裂紋, 從而保證塑件質(zhì)量。1未取向區(qū)2高度取向區(qū)3中等取向區(qū)4一輕度取向區(qū)聚合物熔體從澆口流入模腔時(shí),熔體處于充模的初期階段，料流呈輻射狀, 所以形成平面取向結(jié)構(gòu)。熔體與型腔表壁接觸后，開(kāi)始實(shí)現(xiàn)充模過(guò)程，在這個(gè) 過(guò)程中，先與型腔表壁接觸熔體迅速冷卻，形成一個(gè)來(lái)不及取向的薄殼，以后 的熔體將在薄殼內(nèi)流動(dòng)。由于薄殼對(duì)熔體的摩擦作用，其附近的熔體流動(dòng)阻力 很大，熔體

20、內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大的切應(yīng)力，所以大分子能在此處高度取向。與此同時(shí), 熔體中部所受摩擦最小，切應(yīng)力也不太大，所以大分子一般只能輕度取向。而 在中部熔體與薄殼附近熔體之間的過(guò)渡區(qū)中，大分子取向程度中等。（3）成型過(guò)程中聚合物的降解1）概念 由于聚合物大分子受熱和應(yīng)力的作用，或由于在高溫下受微量水 分、酸、堿等雜質(zhì)及空氣中氧的作用，聚合物會(huì)發(fā)生相對(duì)分子量降低或大分子 結(jié)構(gòu)改變等化學(xué)變化，這種現(xiàn)象叫降解或裂解。2）防治B嚴(yán)格控制原材料的技術(shù)指標(biāo)和使用合格的原材料B使用前對(duì)聚合物進(jìn)行嚴(yán)格的干燥B確定合理的加工工藝和加工條件B使用添加劑注：聚合物降解通常是有害的，但也有例外，如通過(guò)機(jī)械降解（根壓貨共 擠）作用使

21、聚合物之間或兩種聚合物的彈體之間進(jìn)行接枝或嵌段聚合物配置共 聚物，以改良聚合物性能并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍就是一例。（4）成型過(guò)程中聚合物的交聯(lián)1）硬化不足件的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱、耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性等會(huì)下降；熱膨脹、內(nèi)應(yīng) 力、受力時(shí)的蠕變量等會(huì)增加；塑件缺少光澤，容易發(fā)生翹曲變形；有時(shí)甚至 會(huì)產(chǎn)生裂紋。2）過(guò)度硬化塑件機(jī)械強(qiáng)度不高、變色、發(fā)脆，表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)密集的小泡；可使塑件 產(chǎn)生焦化和裂解現(xiàn)象。四.作業(yè)布置P60.1.2.五.參考資料塑料模具設(shè)計(jì)與制造齊衛(wèi)東 高等教育出版社塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)屈華昌 高等教育出版社第二講塑料的組成及分類一 .教學(xué)要求與目的掌握塑料的結(jié)構(gòu)，組成，分類；掌握熱塑性.

22、熱固性塑料的工藝性能；了解 各種塑料的使用特性，成形特性。二.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)熱塑性.熱固性塑料的工藝性能三.授課內(nèi)容（一）塑料的組成合成樹(shù)脂+添加劑L合成樹(shù)脂 (40%100% )受熱軟化后可將塑料的其它組分加以粘合，并決定塑料的主要性能2.添加劑包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑和固化劑等添加 劑作用填充調(diào)整塑料的物理劑化學(xué)性能；提高材(填料強(qiáng)度；減少合成料)樹(shù)脂的用量；降低 塑料成本增塑提高塑件的可塑劑性和柔軟性但會(huì) 降低塑件的穩(wěn)定 性、介電性和機(jī)械 強(qiáng)度穩(wěn)定抑制和防止塑料劑在加工和使用過(guò) 程中因受熱、光及 氧等作用而分解 變質(zhì)潤(rùn)滑防止塑料在成型劑加工過(guò)程中粘附 在模具上提高塑常用

23、的各種添加 劑含量木粉、紙、棉屑、 硅石、硅藻土、 云母、石棉、石 金屬粉、玻璃纖 維、和碳纖維等20%50%不易揮發(fā)的高沸 點(diǎn)的液體有機(jī)化 合物或低熔點(diǎn)的 固體有機(jī)化合物硬脂酸鹽、鉛的 化合物及環(huán)氧化 合物0.3%-0.5%硬脂酸及其鹽類1%件的流動(dòng)性著色劑有機(jī)顏料、無(wú)機(jī) 鹽料、染料0.01%-0.02%固化 劑促使合成樹(shù)脂進(jìn) 行交聯(lián)反應(yīng)或加 快交聯(lián)反應(yīng)速度（二）塑料的分類1.按合成樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)及特性分b 熱塑性塑料 如：PE、PP、PS、PVC、PMMA、PA、POM、ABS、PC、PPO、PSU、PTFE 等B熱固性塑料如：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、胭醛塑料、三聚帆胺 甲醛和不飽和

24、聚酯等2 .按塑料的用途分 通用塑料如：PE、PP、PS、PVC.酚醛塑料和氨基塑料 工程塑料 如：POM、PA、PC、PPO、ABS、PSU、PTFE、PMMA 和 環(huán)氧樹(shù)脂等 特殊塑料如：氟塑料、聚酰亞胺塑料、有機(jī)硅樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂等3 .塑料成型的工藝特性塑料的工藝性能塑料在成形過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的特有性質(zhì)0收縮性 f流動(dòng)性 執(zhí)塑性塑料j相容性 吸濕性 '熱敏性/收縮性流動(dòng)性執(zhí)固性塑料比容和壓縮比 硬化速度1水分及揮發(fā)物含量（三）熱塑性塑料的工藝性能L收縮性塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性稱為 收縮性成型收縮的大小可用收縮率來(lái)表示:Sx =X100%C hS產(chǎn)“100

25、%式中 Ss實(shí)際收縮率SJ計(jì)算收縮率a模具或塑件在成型溫度時(shí)的尺寸b塑件在室溫時(shí)的尺寸c模具在室溫時(shí)的尺寸B成型收縮的形式塑件的尺寸收縮：由于熱脹冷縮和塑件脫模時(shí)彈性恢復(fù)、塑性變形等原因，導(dǎo)致塑件脫模冷 卻到室溫后其尺寸縮小。收縮的方向性：塑料在成型時(shí)由于分子的取向作用使塑件呈現(xiàn)各向異性，沿料流方向（即 平行方向）收縮大，強(qiáng)度高，與料流垂直方向則收縮小，強(qiáng)度低。后收縮：塑件成型時(shí)，由于受成型壓力、切應(yīng)力、各向異性、密度不均、填料分布 不均、模溫不一致、硬化不均和塑性變形等因素的影響，塑件內(nèi)存在殘余應(yīng)力。 當(dāng)脫模后，由于應(yīng)力趨向平衡及儲(chǔ)存條件的影響，使塑件再次收縮，這種收縮稱為后收縮。一般塑件在

26、脫模后101】?jī)?nèi)變化最大，241】后基本定型，但最后 穩(wěn)定要經(jīng)過(guò)3060天。通常熱塑性塑料的后收縮比熱固性塑料大，擠塑和注射 的后收縮比壓縮成型大。后處理收縮：在某些情況下，塑件按其性能和工藝要求，成型后要進(jìn)行熱處理，處理后 也會(huì)導(dǎo)致塑件尺寸收縮，這種收縮叫后處理收縮。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)高精度塑 件則應(yīng)考慮后收縮及后處理收縮的偏差并予以補(bǔ)償。8影響塑件收縮的因素：塑料的品種各種塑料都有其各自的收縮率范圍，同一種塑料由于相對(duì)分子質(zhì)量、填料 及配比等不同，則其收縮率及各向異性也不同。塑件的結(jié)構(gòu)塑件的形狀、尺寸、壁厚、有無(wú)嵌件、嵌件數(shù)量及布局等對(duì)收縮率值有很大影響。塑件的形狀復(fù)雜、尺寸小、壁薄、帶嵌件

27、，收縮 率就小。模具結(jié)構(gòu)模具的分型面、加壓方向、澆口形式、尺寸及分布等對(duì)收縮率及方向性影 響也很大，如采用直接澆口，澆口截面大，收縮小，但方向性明顯。成型工藝條件模具溫度高、塑件冷卻慢，則密度高、收縮大；注射壓力高、脫模后彈性 恢復(fù)大收縮?。槐簳r(shí)間長(zhǎng)收縮小。2 .流動(dòng)性：塑料在一定溫度、壓力作用下，填充模具型腔的性能，稱為塑料 的流動(dòng)性。B塑料的流動(dòng)性差，就不易充滿型腔，因此需要較大的成形壓力才能成形。B塑料的流動(dòng)性好，可以用較小的成形壓力充滿型腔。但流動(dòng)性太好，會(huì)使 塑料在成形時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊，填充不密實(shí)，塑件組織疏松，易粘模。B熱塑性塑料的流動(dòng)性常用熔融指數(shù)（單位g）、螺旋線長(zhǎng)度（單位c

28、m）來(lái) 表示。B影響塑料流動(dòng)性的因素塑料的分子結(jié)構(gòu)與成分：具有線型分子結(jié)構(gòu)塑料流動(dòng)性好。加入填料，降低流動(dòng)性，加入增塑劑和 潤(rùn)滑劑，增加塑料的流動(dòng)性。溫度：塑料溫度高，流動(dòng)性好。在成形時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)溫度控制流動(dòng)性。PS、PP、 PA、PMMA. ABS、AS、PC、CA 對(duì)溫度敏感。壓力：注射壓力3受剪切作用t,流動(dòng)性3模具結(jié)構(gòu)：包括模具澆注系統(tǒng)的形式、尺寸和布置；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性；熔料流 動(dòng)阻力等因素。凡促使熔料溫度降低，流動(dòng)阻力增加的因素，都會(huì)使流動(dòng)性降 低。3常用熱塑性塑料的流動(dòng)性：流動(dòng)性好尼龍PA、聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、聚丙烯PP、醋酸纖維素CA。流動(dòng)性中等ABS、有機(jī)玻璃PMM

29、A、聚甲醛POM、氯化聚醯CPT。流動(dòng)性差聚碳酸酯PC、硬聚氯乙烯、聚苯酸PPO、聚硼PSU、氨塑料。3 .相容性（共混性）：指兩種或兩種以上不同品種的塑料，在熔融狀態(tài)下不 產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力。不同塑料的相容性與其分子結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系，分子結(jié)構(gòu)相似者較易相容； 反之較難。通過(guò)塑料的這一性質(zhì)，可得到類似共聚物的綜合性能，這是改進(jìn)塑料性能 的重要途徑之一。4 .吸濕性：表明塑料對(duì)水分的敏感程度。b具有吸濕或粘附水分傾向的塑料：PA、PC、PSU、ABS等；b既不吸濕也不易粘附水分的塑料：如PE、PP、POM等。注：凡是具有吸濕或粘附水分傾向的塑料，如成型前水分未去除，則在成 型過(guò)程中由于水分在成型

30、設(shè)備的高溫料筒中變?yōu)闅怏w并促使塑料發(fā)生水解，成 型后塑料出現(xiàn)氣泡、銀絲等缺陷。因此，對(duì)吸濕性和粘附水分傾向大的塑料， 在成型之前應(yīng)進(jìn)行干燥，使水分控制在0.50.2%以下5 .熱敏性：某些熱穩(wěn)定性差的塑料，在料溫高和受熱時(shí)間長(zhǎng)的情況下就會(huì)產(chǎn) 生降解、分解、變色的特性。b熱敏性塑料：硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、 聚甲醛（POM）等。b解決方法：選用螺桿式注射機(jī)，流道截面取大一些（避免過(guò)大的摩擦熱）注射機(jī)筒內(nèi) 壁、流道和模腔表壁鍍倍熔體在模內(nèi)流動(dòng)時(shí)不得有死角和滯料現(xiàn)象生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格 控制成型工藝條件（四）熱固性塑料的工藝性能L收縮率B產(chǎn)生收縮的原因熱收縮：是由于

31、熱脹冷縮而使塑件成型冷卻后所產(chǎn)生的收縮。熱收縮與模 具溫度成正比，是影響收縮的最主要因素。結(jié)構(gòu)變化引起收縮：由于交聯(lián)反應(yīng), 分子由線性結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子鏈間距縮小，結(jié)構(gòu)變得緊密，而產(chǎn)生了體 積收縮。彈性恢復(fù)：塑件從模具中取出后作用在塑件上的壓力消失，由于彈性回復(fù), 會(huì)造成塑件體積的負(fù)收縮（膨脹）。塑性變形：塑件脫模時(shí)，成型壓力迅速降低，但模壁緊壓在塑件周圍，使 其產(chǎn)生塑性變形。B影響收縮率的因素塑料品種：品種不同，收縮率不同，同種塑料，牌號(hào)不同，收縮率不同， 同種牌號(hào)，批次不同，收縮率也可能不同塑件結(jié)構(gòu)：壁厚大，收縮率大，有嵌 件，收縮率小，形狀復(fù)雜，收縮率小模具結(jié)構(gòu)成形工藝6 .流動(dòng)性B

32、表示方法拉西格流動(dòng)性（單位皿）B測(cè)定方法：將一定重量的被側(cè)塑料預(yù)壓成圓錠，將圓錠放入壓模中，在一定的溫度和 壓力下，測(cè)定它從?？字袛D出的長(zhǎng)度（毛糙部分不計(jì)在內(nèi)），即為拉西格流動(dòng) 值B影響因素塑料品種加入填料，流動(dòng)性降低，加入增塑劑，流動(dòng)性增加。模具結(jié)構(gòu)模具成型表面光滑，型腔形狀簡(jiǎn)單，采用不溢式壓縮模等有利于改善流動(dòng) 性。成型工藝采用壓錠及預(yù)熱和提高成型壓力，在低于塑料硬化溫度的條件下提高成型 溫度等都能提高塑料的流動(dòng)性。7 .比容和壓縮率 松散塑料的體積 ”它的重量E'g比容:塑料粉體積小 塑件體積壓縮率=表示粉狀塑料的松散程度，用來(lái)確定壓縮模加料腔容積的大小。比容和壓 縮率大，要求加

33、料腔體積增大，同時(shí)成形困難。8 .硬化速度B硬化是指熱固性塑料成形時(shí)分子由線形向體型轉(zhuǎn)變，完成交聯(lián)反應(yīng)的過(guò) 程O B硬化速度通常以塑料試樣硬化每1皿厚度所需的秒數(shù)來(lái)表示。B影響硬化速度的因素：塑料品種；塑件形狀及壁厚；成型溫度及是否預(yù) 熱、預(yù)壓等有密切關(guān)系。例如：采用預(yù)壓、預(yù)熱、提高成型溫度和增長(zhǎng)加壓時(shí)間等措施，都能顯著 加快硬化速度。B硬化速度的調(diào)整：壓注或注射成形時(shí)，應(yīng)要求在塑化、填充時(shí)化學(xué)反應(yīng) 慢，硬化慢以保持長(zhǎng)時(shí)間的流動(dòng)狀態(tài)，但當(dāng)充滿型腔后，在高溫、高壓下應(yīng)快 速硬化。5 .水分和揮發(fā)物含量B來(lái)源制造時(shí)未除凈存儲(chǔ)、運(yùn)輸過(guò)程中吸收（吸濕性塑料）成型時(shí)化學(xué)反應(yīng)附產(chǎn)物B水發(fā)及揮發(fā)物含量過(guò)多的

34、影響易造成不易成型，塑件質(zhì)量低等缺陷。例如：塑件易產(chǎn)生氣泡、內(nèi)應(yīng)力和 塑性變形，使機(jī)械強(qiáng)度降低；會(huì)促使流動(dòng)性過(guò)大，容易溢料，成型周期增長(zhǎng)， 收縮率增大，使塑件容易產(chǎn)生翹曲、波紋及光澤不好等現(xiàn)象。有害氣體對(duì)模具 和人體會(huì)有損害。注意：塑料中水分及揮發(fā)物的含量不足，也會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)性不良，成型困難, 同時(shí)不利于壓錠。B測(cè)定采用15 +0.2g的試驗(yàn)用料，在烘箱中于103105C干燥30min后，其試驗(yàn) 前后重量差M。設(shè)水分及揮發(fā)物的含量為X,貝打（五）常用塑料簡(jiǎn)介L(zhǎng)聚乙烯（PE） 是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。1）物理形態(tài)：無(wú)毒、無(wú)味，白色或乳白色，柔軟、半透明顆粒狀。使用溫度范圍 I8（rc；吸水性極

35、小，且介電性能好，是最理想的高頻電絕緣材料。2）分類按聚合時(shí)采用壓力，分為高壓PE （低密度）：強(qiáng)度、耐熱性低，介電性、柔軟性、耐沖擊性、透明 性高中壓PE低壓PE （高密度）：強(qiáng)度、耐熱性高,介電性、柔軟性、耐沖擊性、透明 性低。3）用途:低壓聚乙烯用于制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載不高的零件；中壓 聚乙烯適宜的成型方法有高速吹塑成形.可制造瓶類、包裝用的薄膜以及各種 注射成形制品和旋轉(zhuǎn)成形制品；高壓聚乙烯常用于制作塑料薄膜、軟管、塑料 瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和電纜外皮等。4）成形特點(diǎn)：收縮率范圍及收縮值大，方向性明顯，易變形、扭曲；流動(dòng)性好且對(duì)壓力 變化敏感；注射成形時(shí)采用高壓注射，

36、慢速冷卻。塑件可強(qiáng)行脫模。6 .聚丙?。≒P）D物理特性.聚丙烯無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒。比聚乙烯更透明、更輕。它不吸水，光澤好， 易著色。介電性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性好，易于加工成形。能在iooc以上的溫 度下進(jìn)行消毒滅菌，其最低使用溫度可達(dá)與PE相比較：派收縮率大X力學(xué)性能好，特別抗彎曲疲勞強(qiáng)度高，定向拉伸后聚丙烯可制作較鏈，2）用途制作各種機(jī)械零件，如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件水蒸汽、各種酸堿等的輸送管道、化工容器和其他設(shè)備的襯里、表面涂層蓋和本體合一的箱殼、各種絕緣零件。3）成形特點(diǎn)成形收縮范圍及收縮率大易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，方向性強(qiáng)；流動(dòng)性極 好易于成形；注射成形模具必須設(shè)計(jì)能

37、充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路，并注意控制 成形溫度。四.作業(yè)布置P60.3. 5. 6.五.參考資料塑料模具設(shè)計(jì)與制造 齊衛(wèi)東 高等教育出版社塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社第三講塑料成型工藝一 .教學(xué)目的與要求熟悉注射、壓縮、壓注、擠出成型工藝。二.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)注射成型工藝三.授課內(nèi)容（一）塑料成型工藝L注射成型原理及其成型特點(diǎn)1）注射成型原理：將粒狀或粉狀的塑料加入到注射機(jī)的料斗，在注射機(jī)內(nèi)塑料受熱熔融并使 之保持流動(dòng)狀態(tài)，然后在一定壓力下注人閉合的模具，經(jīng)冷卻定型后，熔融的 塑料就固化成為所需的塑件。注射成型的特點(diǎn)：一優(yōu)點(diǎn)B成型周期短、生產(chǎn)效率高、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化B能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金

38、屬或非金屬嵌件的塑料制件B產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定B適應(yīng)范圍廣到目前為止，除氟塑料以外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用注射成型的 方法成型。另外，一些流動(dòng)性好的熱固性塑料也可用注射成型。一缺點(diǎn)B注射設(shè)備價(jià)格較高B注射模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜B生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、不適合于單件小批量的塑件生產(chǎn)建射成型原理卜銳喉液壓融2錢粳機(jī)煤3-移動(dòng)也板；4攻桿；5-固定穰祗%控制臺(tái); "料向及加熱/8科斗；9定，供料裝$ 10-在射槽R缸1）成形前準(zhǔn)備：B原料外觀檢驗(yàn)及工藝性能測(cè)定：包括塑料色澤、粒度及均勻性、流動(dòng)性 （熔體指數(shù)、粘度）熱穩(wěn)定性及收縮率的檢驗(yàn)。B塑料預(yù)熱和干燥：除去物料中過(guò)多的水分和揮發(fā)物，以防止成型后塑件

39、 表面有缺陷或發(fā)生降解，影響塑料制件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。物料干燥的方法： 小批量生產(chǎn)，采用烘箱干燥；大批量生產(chǎn)，采用沸騰干燥或真空干燥。B料筒清洗：當(dāng)改變產(chǎn)品、更換原料及顏色時(shí)均需清洗料筒。B嵌件預(yù)熱：減少物料和嵌件的溫度差，降低嵌件周圍塑料的收縮應(yīng)力， 保證塑件質(zhì)量。B脫模劑的選用：常用脫模劑包括硬脂酸鋅、液態(tài)石蠟和硅油。2）注射過(guò)程：B加料 將粒狀或粉狀塑料加入注射機(jī)的料斗。B塑化 通過(guò)注射機(jī)加熱裝置的加熱，使得螺桿中的塑料原料熔融，成為 具有良好的可塑性的塑料熔體oB充模 塑化好的塑料熔體在注射機(jī)柱塞或螺桿的推動(dòng)作用下，以一定的 壓力和速度經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿模具型腔。B保壓

40、補(bǔ)縮 從熔體充滿型腔后，在注射機(jī)柱塞或螺桿推動(dòng)下，熔體仍然 保持壓力進(jìn)行補(bǔ)料，使料筒中的熔料繼續(xù)進(jìn)入型腔，以補(bǔ)充型腔中塑料的收縮 需要，并且可以防止熔體倒流。B澆口凍結(jié)后的冷卻 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使型腔內(nèi)的熔融塑料凝固成固體，確 保當(dāng)脫模時(shí)塑件有足夠的剛度，不致產(chǎn)生翹曲或變形。B脫模 塑件冷卻到一定的溫度,推出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外。后處理原因及作用：由于塑化不均勻或由于塑料在型腔內(nèi)的結(jié)晶、取向和冷卻不均勻；或由于 金屬嵌件的影響或由于塑件的二次加工不當(dāng)?shù)仍?，塑件?nèi)部不可避免地存在 一些內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致塑件在使用過(guò)程中產(chǎn)生變形或開(kāi)裂，因此，應(yīng)該設(shè)法消 除之。退火處理將塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)（如熱水、

41、熱油和液體石蠟等）或熱空氣循 環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)間，然后緩慢冷卻至室溫的一種熱處理工藝。溫度：高于使用溫度10°15?；虻陀跓嶙冃螠囟?0°20。時(shí)間：與塑料品種和塑件厚度有關(guān)一般可按每毫米約半小時(shí)計(jì)算。作用：消除塑件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定塑件尺寸，提高結(jié)晶度、穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)， 從而提高其彈性模量和硬度。調(diào)濕處理將剛脫模的塑件放入加熱介質(zhì)（如沸水、醋酸鉀溶液）中，加快吸濕平衡 速度的一種后處理方法。（主要用于吸濕性很強(qiáng)且又容易氧化的塑料，如PA）溫度：100121c （熱變形溫度高時(shí)取上限，反之取下限）。時(shí)間：保溫時(shí)間與塑件厚度有關(guān)，通常取29h。目的：消除殘余應(yīng)力；使制品盡快達(dá)到吸

42、濕平衡，以防止在使用過(guò)程中發(fā) 生尺寸變化。2.注射成型的工藝參數(shù)1）溫度B料筒溫度料筒溫度應(yīng)在粘流溫度（或熔點(diǎn)）和熱分解溫度之間。柱塞式料筒溫度高 于螺桿式料筒溫度1020C。塑件及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：對(duì)于薄壁制件料筒溫度高 于厚壁制件；形狀復(fù)雜或帶有嵌件的制件料筒溫度也應(yīng)高一些。料筒溫度的分布，一般遵循前高后低的原則，即料筒后端溫度最低，噴嘴溫度最高。對(duì)螺桿式注射機(jī)為防止因螺桿與熔料、熔料與熔料、熔料 與料筒之間的剪切摩擦熱而導(dǎo)致塑料熱降解，可使料筒前段溫度略低于中段。判斷料筒溫度是否合適，可采用對(duì)空注射法觀察或直接觀察塑件質(zhì)量的好 壞。對(duì)空注射時(shí)，如果料流均勻、光滑、無(wú)泡、色澤均勻則說(shuō)明料溫合適

43、；如 果料流毛糙，有銀絲或變色現(xiàn)象，則說(shuō)明料溫不合適。B噴嘴溫度一般略低于料筒最高溫度，以防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生流涎現(xiàn)象。但不能過(guò) 低，否則熔料在噴嘴處會(huì)出現(xiàn)早凝而將噴嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影 響塑件的質(zhì)量。B模具溫度模具溫度的高低決定于塑料的特性、塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求及其它工 藝條件。模具溫度t，流動(dòng)性t ,密度和結(jié)晶度3收縮率和生產(chǎn)率1。模具溫度通常是由通入定溫的冷卻介質(zhì)來(lái)控制的；也有靠熔料注入模具自 然升溫和自然散熱達(dá)到平衡的方式來(lái)保持一定的溫度；在特殊情況下，也可用 電阻絲和電阻加熱棒對(duì)模具加熱來(lái)保持模具的定溫。但無(wú)論怎樣，對(duì)塑料熔體 來(lái)說(shuō)，都是冷卻的過(guò)程。2）壓力B塑化壓力

44、（背壓）：指采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉(zhuǎn) 后退時(shí)所受的壓力。塑化壓力增加，熔體的溫度及其均勻性提高、色料的混合均勻并排出熔體 中的氣體。但塑化速率降低，延長(zhǎng)成型周期。一般操作中,在保證塑件質(zhì)量的前提下,塑化壓力應(yīng)越低越好,一般為6MPa 左右，通常很少超過(guò)20Mpa。b注射壓力指柱塞或螺桿頂部對(duì)塑料熔體所施加的壓力。作用：注射時(shí)克服熔體流動(dòng)充模過(guò)程中的流動(dòng)阻力，使熔體具有一定的充 模速率；保壓時(shí)對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)和防止倒流。大?。喝Q于注射機(jī)的類型、塑料的品種、模具結(jié)構(gòu)、模具溫度、塑件的 壁厚及澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和尺寸等。一般情況下：粘度高的塑料注射壓力粘度低的塑料；薄壁、面積大、形狀復(fù)

45、雜塑件注射壓力高；模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，澆口尺寸較大,注射壓力較低；柱塞式注射機(jī)注射壓力螺桿式注射機(jī)；料筒溫度、模具溫度高，注射壓力較低3）時(shí)間成型周期r充模時(shí)間 L保壓時(shí)間模內(nèi)冷卻時(shí)間、.其他時(shí)間（開(kāi)模、脫模、噴涂脫模劑、安放嵌件、合模時(shí)間）四、作業(yè)布置P60. 4.五、參考資料塑料模具設(shè)計(jì)與制造 齊衛(wèi)東 高等教育出版社塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社第四講塑件設(shè)計(jì)（一）一 .教學(xué)目的與要求熟悉塑件尺寸、精度、表面質(zhì)量,了解塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2 .教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3 .授課內(nèi)容設(shè)計(jì)原則：B應(yīng)考慮原材料的成型工藝性；B應(yīng)考慮模具的總體結(jié)構(gòu)，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn) 單；B在保證塑

46、件使用性能、物理性能與力學(xué)性能、電性能等的前提下，力求 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壁厚均勻，使用方便。1 .塑件尺寸及其精度1）塑件尺寸設(shè)計(jì)原則：B受到塑料的流動(dòng)性制約，流動(dòng)性好的塑料可以成形較大尺寸的塑件，反 之能成形的塑件尺寸就較小。B受成形設(shè)備的限制，注射成形的塑件尺寸要受到注射機(jī)的注射量、鎖模 力和模板尺寸的限制；壓縮和壓注成形的塑件尺寸要受到壓機(jī)最大壓力和壓機(jī) 工作臺(tái)面最大尺寸的限制。S在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量將塑件設(shè)計(jì)得緊湊、尺寸小巧一些。2）塑件尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲得塑件尺寸的 準(zhǔn)確度。在滿足用要求的前提下，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)得低一些。B塑件尺寸公差根據(jù)G

47、B/T14486工程塑料模塑塑料件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)確 定b塑件尺寸公差的代號(hào)為MT,公差等級(jí)分7級(jí)一般的：塑件上孔的公差采用單向正偏差；塑件上軸的公差采用單向負(fù)偏差；中心距及其他位置尺寸公差采用雙向等值偏差。2 .塑件表面質(zhì)量1）塑件表面粗糙度GBC14234塑料件表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)不同加工方法和不同材料所能達(dá)到 的表面粗糙度決定因素：模具成形零件表面粗糙度表面粗糙度選擇：塑件的表面粗糙度一般為L(zhǎng)60.2,而模具的表面粗糙度 數(shù)值要比塑件低12級(jí)。2）塑件表觀質(zhì)量指塑件成形后的表觀缺陷狀態(tài)，如缺料、溢料、飛邊、凹陷氣孔、熔接痕、 皺紋、翹曲與收縮、尺寸不穩(wěn)定等。產(chǎn)生原因：由塑件成形工藝條件、塑件成形原

48、材料選擇、模具總體設(shè)計(jì)等 多種因素造成的。3 .塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足使用要求的前提下具有好的結(jié)構(gòu)工藝性：是指塑件在滿足使用要求的 前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能符合成形工藝要求，從而簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成 本。1）塑件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：在保證塑件的使用性能、物理、化學(xué)、介電性能與力學(xué)性能等的前提下， 盡量選用價(jià)格低廉和成形性能較好的塑料，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻、成形 方便。在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使模具型腔易于設(shè)計(jì)制造，模具 抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，應(yīng)考慮原料的成形工藝性，如流動(dòng)性、 收縮性等，塑件形狀有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。當(dāng)設(shè)計(jì)的塑件外觀要 求較高時(shí)，應(yīng)先

49、通過(guò)造型，而后逐步繪制圖樣。2）設(shè)計(jì)內(nèi)容B形狀（塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)在滿足使用要求的情況下盡可能易于成 形。）B脫模斜度一般的，材料性質(zhì)脆、硬的，脫模斜度要求大，但在具體選擇脫模斜度時(shí) 還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：凡塑件精度要求高的，應(yīng)采用較小的脫模斜度凡較高、較大的尺寸，應(yīng)選用較小的脫模斜度塑件形狀復(fù)雜的、不易脫模的應(yīng)選用較大的脫模斜度塑件的收縮率大的應(yīng)選用較大的斜度值塑件壁厚較厚時(shí)，會(huì)使成型收縮增大，脫模斜度應(yīng)采用較大的數(shù)值如果要求脫模后塑件保持在型芯一邊，則塑件的內(nèi)表面的脫模斜度可選的 比外表面??；反之，要求脫模后塑件留在型腔內(nèi),則塑件的外表面的脫模斜度 應(yīng)小于內(nèi)表面，但當(dāng)內(nèi)、外表面要求脫模斜度不

50、一致時(shí)，往往不能保證壁厚的 均勻增強(qiáng)塑料宜取大，含自潤(rùn)滑劑的易脫模塑料可取小脫模斜度和塑件公差關(guān) 系：脫模斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)，軸：大端尺寸保證要求，小端尺寸由斜度縮小孔：小端尺寸保證要求，大端尺寸由斜度擴(kuò)大脫模斜度包括在塑件公差范圍內(nèi)：大小端尺寸取兩極限，計(jì)算出脫模斜B壁厚熱塑性塑料與熱固性塑料相比允許較小的壁厚熱塑性塑料：最小壁厚允許到0.25 mm, 一般不宜小于060.9 mm常取24 mm熱固性塑料：小型塑件去.62.5 mm,大型塑件取328 mm壁厚與流程有關(guān)塑料品種t-L計(jì)算公式流動(dòng)性好的 （如 PE、PA 等）f = | + Oj5|xO.61100)流動(dòng)性中等（如 P

51、MMA、POM 等）=| +0_8|x0_7流動(dòng)性差（如 PC、PSU 等）第五講塑件設(shè)計(jì)（二）1 .教學(xué)目的與要求 熟悉塑件尺寸、精度、表面質(zhì)量,了解塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2 .教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3 .授課內(nèi)容B加強(qiáng)肋加強(qiáng)肋的作用： 在不增加壁厚的情況下提高塑件強(qiáng)度、剛度，避免翹曲變形。 在一定程度上可以改善塑料的充模流動(dòng)性。高度L二（13）8肋 條 寬A=（l/4 1）5收縮角a=2根部R=(l/ 1/4)5加強(qiáng)肋的形狀尺寸:常引起局部凹陷頂部圓角r= 5注：加強(qiáng)肋加強(qiáng)肋設(shè)計(jì)要求：加強(qiáng)肋的厚度應(yīng)小于塑件厚度，并與壁用圓弧過(guò)渡加強(qiáng)肋端面高度不應(yīng)超過(guò)塑件高度，宜低于0.5mm以上盡量采用數(shù)個(gè)

52、高度較矮的肋代替孤立的高肋，肋與肋之間的距離應(yīng)大于 肋寬的兩倍。加強(qiáng)肋的設(shè)置方向應(yīng)與受力方向一致，并盡可能與熔體流動(dòng)方向一致。平板狀塑件，加強(qiáng)肋應(yīng)預(yù)料流方向平行不合理合理加強(qiáng)肋設(shè)計(jì)應(yīng)矮一些不合理合理B支承面與凸臺(tái) 支承面設(shè)計(jì)上圖中，圖a不合理，應(yīng)采用圖b結(jié)構(gòu)和圖c結(jié)構(gòu)。凸臺(tái)設(shè)計(jì)塑件上突出的錐臺(tái)或支承塊，為螺釘?shù)染o固件提供坐落部位，或加強(qiáng)塑件 上的孔的強(qiáng)度。凸臺(tái)設(shè)計(jì)原則：凸臺(tái)應(yīng)盡可能設(shè)在塑件轉(zhuǎn)角處。應(yīng)有足夠的脫模斜度。側(cè)面應(yīng)設(shè)有角撐，以分散負(fù)荷壓應(yīng)力。凸臺(tái)與基面接合處應(yīng)有足量的圓弧過(guò)渡。凸臺(tái)直徑至少應(yīng)為孔徑的兩倍。凸臺(tái)高度一般不應(yīng)超過(guò)凸臺(tái)外徑的兩倍。凸臺(tái)壁厚不應(yīng)超過(guò)基面壁厚的3/4,以1/2為好

53、。b圓角（不小于051mm, 一般外圓角R=L5內(nèi)圓角Rl=0.5。）作用：避免應(yīng)力集中，提高塑件強(qiáng)度改善熔體流動(dòng)情況、便于脫模模具型腔不易因應(yīng)力集中而開(kāi)裂孔的設(shè)計(jì)（包括通孔、盲孔、異形孔、螺紋孔）設(shè)計(jì)原則：保證足夠強(qiáng)度，以滿足使用要求；盡量避免側(cè)孔。通孔的設(shè)計(jì)圖I. 25 通孔的成形方法注：壓縮成形時(shí)尤應(yīng)注意，通孔深度應(yīng)不超過(guò)孔徑的3775倍盲孔設(shè)計(jì)：壓注、注射成型，H<4d壓縮成型：平行加壓方向，H<2.5d；垂直加壓方向，H<2d直徑小于L5 mm或深度（H）大于上值時(shí)，應(yīng)用機(jī)械加工的方式獲得 異形孔設(shè)計(jì)：采用拼合的方法來(lái)成形，避免側(cè)向抽芯。ffi k26 用a合ft!蒼成杉弁性孔B塑料螺紋設(shè)計(jì)螺紋成形方法：模具直接成形；機(jī)械加工成形設(shè)計(jì)原則：直徑不宜太小，外徑不小于4mm,內(nèi)徑不小于2mm；塑件螺紋與金屬螺紋 配合長(zhǎng)度不超過(guò)螺紋直徑的L52倍螺紋最外圈和最里圈留有臺(tái)階，防止螺紋 崩裂變形。8嵌件設(shè)計(jì)嵌件的材料：有色金屬、黑色金屬、非金屬。作用：提高強(qiáng)度、硬度、耐磨性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等；提高塑件的精度、尺寸穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)原則：在塑件中可靠固定in在模具內(nèi)的定位可靠：成形時(shí)嵌件與模板孔配合H8/F8嵌件周圍壁厚應(yīng)足夠大，以保證強(qiáng)度和剛度B標(biāo)記符號(hào)及表面彩飾注意事項(xiàng)標(biāo)記符號(hào)應(yīng)放在分型面的平行方向上，并有適當(dāng)?shù)男倍龋?0° ）以便 于脫模。突出高度不小