河南科技大學(xué)塑料模具課件楊永順

1、第一章 緒論11 課程的性質(zhì)、內(nèi)容和要求251. 性質(zhì)：主要專業(yè)課2. 內(nèi)容： 由于注射成型的用途廣泛，所以近年來(lái)，注射成型技術(shù)無(wú)論是在成型物料方面，或者是在成型設(shè)備、成型模具和成型工藝方面，均在迅速發(fā)展。 本門課主要闡述： 注射成型理論；注射成型工藝條件選擇與控制；注射模的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計(jì)方法等。3. 要求：1）熟悉塑料注射成型的基本原理和工藝過(guò)程。2）掌握塑料注射模的工作原理、結(jié)構(gòu)組成和基本設(shè)計(jì)方法3）了解塑料擠出成型、壓注成型等其他成型工藝的基本原理。4. 教學(xué)安排：本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)，綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的課程 1）為配合本課程的學(xué)習(xí)，安排了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及試驗(yàn)課，以了解注射機(jī)的結(jié)構(gòu)

2、、原理、工藝、模具特點(diǎn)。 2）此外，還有2周的課程設(shè)計(jì)和約13周的畢業(yè)設(shè)計(jì)。由此，對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面復(fù)習(xí)與應(yīng)用，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)分析問(wèn)題和獨(dú)立設(shè)計(jì)模具的能力。使用教材： 楊永順主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 哈爾濱：哈工大出版社，2008參考書(shū)目：齊曉杰主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 哈爾濱：機(jī)械工業(yè)出版社，2007曹洪深主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993王孝培主編. 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000任鴻烈、馮良編. 塑料成型模具制造技術(shù). 廣洲：華南理工大學(xué)出版社，1989王樹(shù)勛、鄧庚厚編. 典型注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè). 長(zhǎng)沙

3、：中南工大學(xué)出版社，1992許健南主編. 塑料材料. 中國(guó)輕工業(yè)出版社. 北京，199912 塑料及其應(yīng)用一、塑料的概念1. 概念：塑料是以高聚物（樹(shù)脂）為主要組分，在其制造或加工過(guò)程中的某一階段能流動(dòng)成型或聚合成型，并在常溫下保持形狀不變的固體材料。2. 性能：可在一定溫度和壓力下具有流動(dòng)性，可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸的塑料制件。3. 組成： 1）樹(shù)脂：又稱高分子有機(jī)化合物、聚合物。一般相對(duì)分子量在一萬(wàn)數(shù)百萬(wàn)之間，分天然與合成兩種。 合成樹(shù)脂：是人工將低分子化合物單體通過(guò)合成方法生產(chǎn)出的高分子化合物。 作用：粘結(jié)作用，又叫粘料。 2）添加劑：添加到樹(shù)脂中，以改善樹(shù)脂的某種性能的材料

4、。單純樹(shù)脂不能滿足成型工藝要求和使用要求。4. 特點(diǎn)：1）密度?。?11.4gcm3，約為鋁的12，銅的16。泡沫塑料：=0. 010. 5gcm3。制成同樣大小的制品，塑料件要輕得多。 2）比強(qiáng)度高：按單位質(zhì)量計(jì)算的強(qiáng)度。雖然塑料的強(qiáng)度不如金屬，但因小，其相當(dāng)高。如：40Cr調(diào)質(zhì)后=1000MPa，10007. 8=128。而用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料，拉伸比強(qiáng)度可達(dá)170400 3）絕緣性好： 原因：塑料原子內(nèi)部一般沒(méi)有電子和離子，故大多數(shù)絕緣性好。 用途：廣泛用于電機(jī)電器、電子行業(yè)，作結(jié)構(gòu)零件和絕緣材料，如插頭、插座、開(kāi)關(guān)、手柄、電器等。4）化學(xué)穩(wěn)定性好：對(duì)酸、堿等化學(xué)藥品具有良好的耐腐蝕能力

5、。 其中PTFE的化學(xué)穩(wěn)定性最高，抗蝕能力優(yōu)于黃金，”王水” 對(duì)它也無(wú)可奈何，故稱為”塑料王”。廣泛用于化工行業(yè)和日用品中，如：管道、密封件等。5）減摩、耐磨性好：摩擦系數(shù)小、耐磨性強(qiáng)，可用來(lái)制造軸承、齒輪、密封圈等。如PTFE：對(duì)鋼的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)為0. 04，使用溫度250。6）減振、隔音性好：來(lái)自聚合物大分子的彈性、柔韌性。制成的傳動(dòng)摩擦零件噪音小、吸振性好。7）不耐熱，在陽(yáng)光、壓力和某些介質(zhì)下易老化。8）線脹系數(shù)大，影響精度。 9）透光、絕熱。13 塑料成型技術(shù)的發(fā)展1. 塑料制品成型方法分類塑料制品生產(chǎn)是根據(jù)塑料性能，利用各種成型加工手段，使其成為具有一定形狀和使用價(jià)值的物件或定型材

6、料。塑料制品生產(chǎn)主要包括成型、機(jī)械加工、修飾和裝配四個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。成型是將各種形態(tài)的塑料制成所需形狀的制品或型坯的過(guò)程。塑料制品成型后，可以直接使用或與其他件裝配組合后使用，亦可通過(guò)機(jī)械加工、修飾加工等后處理工藝提高其使用性能和品質(zhì)。2. 塑料成型技術(shù)的發(fā)展隨著工業(yè)產(chǎn)品塑料化趨勢(shì)的不斷增強(qiáng)，新型材料的不斷出現(xiàn)，塑料制品應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，對(duì)塑料制品在數(shù)量、質(zhì)量、精度等方面均的要求也越來(lái)越高，并促使塑料成型技術(shù)不斷向前發(fā)展。（1） 塑料成型理論的深入研究 加深對(duì)塑料成型過(guò)程中所發(fā)生的物理、化學(xué)變化和力學(xué)行為的認(rèn)識(shí)，借以改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、方法和設(shè)備。到目前為止，有關(guān)擠出成型的流動(dòng)理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)基本建

7、立，并且在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。有關(guān)注射成型的流動(dòng)理論和數(shù)學(xué)模型尚在探討，注射成型的塑料熔體在一維和二維簡(jiǎn)單模腔中的流動(dòng)理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)解決，今后的工作是如何將理論和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)塑料熔體在三維模腔中流動(dòng)行為的研究。（2） 塑料加熱塑化技術(shù)研究 目前，電阻加熱與螺桿輸送塑化依然是塑料熔融塑化最主要的方式，但近幾年已有新的塑料熔融塑化技術(shù)出現(xiàn)。電磁動(dòng)態(tài)塑化理論與技術(shù)已問(wèn)世，電磁感應(yīng)加熱技術(shù)也正為越來(lái)越多的擠出、注射加工與設(shè)備制造企業(yè)所接受。（3） 改革創(chuàng)新成型工藝 如多種塑料共注射成型、無(wú)流道注射成型、熱固性塑料注射成型、反應(yīng)注射成型、高光無(wú)痕跡注射成型、氣體（水）輔助注射成型、模具

8、滑動(dòng)注射成型、熔芯注射成型、受控低壓注射成型、剪切控制取向注射成型、推-拉注射成型、層狀注射成型、低發(fā)泡注射成型、微孔發(fā)泡注射成型等；塑料擠出膨脹成型新技術(shù)、多層共擠出中空塑料成型技術(shù)、不同塑料共擠出成型技術(shù)；注射-壓縮成型、多種工藝復(fù)合模塑成型、發(fā)泡塑料制品的注射和擠出成型技術(shù)等。以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。 目前塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化、超大型化和自動(dòng)化生產(chǎn)的方向發(fā)展。精密注射成型可將塑件的尺寸公差控制在110m以內(nèi)，以滿足電子、儀器儀表的需要。在微成型制件方面，德國(guó)已研制出注射量只有0.1g的微型注射機(jī)，可生產(chǎn)0.05g左右的微型塑件。具有超大型注射機(jī)才能成型超大型塑料件，目前法國(guó)

9、已擁有注射量為170kg的超大型注射機(jī)，合模力為150MN；美國(guó)和日本已分別生產(chǎn)出注射量為100kg和96kg的超大型注射機(jī)。國(guó)產(chǎn)注射機(jī)（海天公司）的注射量已達(dá)65kg，合模力為50MN。14 塑料成型模具及發(fā)展趨勢(shì)1.4.1 塑料模具在塑料成型中的重要性模具成型因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗少、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛應(yīng)用。統(tǒng)計(jì)表明，利用模具制造的零件數(shù)量，在飛機(jī)、汽車、摩托車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占80%以上；在電腦、電視機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)、錄像機(jī)等電子產(chǎn)品中占85 %以上；在電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、電風(fēng)扇、自行車、手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占90%以上；在子彈、槍支等兵器產(chǎn)品

10、中占95%以上。模具是最重要的工業(yè)生產(chǎn)手段和工藝發(fā)展方向，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力，已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”；日本稱模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”；德國(guó)給模具工業(yè)冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”稱號(hào)；歐盟一些國(guó)家稱“模具就是黃金”；新加坡把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”；中國(guó)則稱“模具是印鈔機(jī)”?？梢?jiàn)模具工業(yè)在世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所具有的重要地位。模具技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值將超過(guò)

11、模具自身價(jià)格的幾十倍乃至上百倍、上千倍。塑料成型模具是成型塑料制品的主要工藝裝備之一。成型模具使塑料獲得一定的形狀和所需性能，對(duì)達(dá)到塑料加工工藝要求、使用要求和造型設(shè)計(jì)要求起著重要作用。在塑料加工行業(yè)中約有95%的產(chǎn)品靠模具生產(chǎn)，產(chǎn)品的更新也都是以工藝的改進(jìn)和模具的更新為前提的。1.4.2 我國(guó)塑料模具水平近年來(lái)，我國(guó)塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)重量達(dá)50t以上的注塑模；精密塑料模的精度已達(dá)到3m，并已能生產(chǎn)精度為0.5m的小模數(shù)齒輪模具及高光學(xué)要求的車燈模具等；多腔塑料模已能生產(chǎn)7800腔的塑封模；擠出模已能生產(chǎn)4m/min以上擠出速度的塑料異型材高速擠出模及主型材雙腔共擠

12、、雙色共擠、硬軟共擠、后共擠、再生料共擠和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化已有較大程度提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面甚為擴(kuò)大，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來(lái)越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了模具設(shè)計(jì)制造水平和企業(yè)管理水平的提高。1.4.3 塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)（1） 發(fā)展模具新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝 重點(diǎn)開(kāi)發(fā)精密、復(fù)雜、大型、微型、高效、長(zhǎng)壽命模具，以滿足塑料制品精密化、微型化和大型化的要求；發(fā)展多腔、多層、多工位模具及多功能模具、組合模具。隨著注射機(jī)注射速度與壓

13、力的提高，以及增強(qiáng)塑料的廣泛應(yīng)用和添加劑的不斷增多，模具壽命已成為一個(gè)突出問(wèn)題，必須從模具材料及表面處理技術(shù)入手發(fā)展長(zhǎng)壽命模具。為了提高模具制造精度縮短制造周期，在模具型腔加工中廣泛應(yīng)用高精度、高效率、自動(dòng)化機(jī)床，如仿形、數(shù)控、電加工機(jī)床和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等精密測(cè)量設(shè)備。此外，對(duì)精密鑄造、冷擠壓、超塑成形、電鑄等型腔加工工藝應(yīng)大力研究和推廣應(yīng)用，還應(yīng)發(fā)展光能、聲能和超聲波等加工方法，如快速制造技術(shù)等，為現(xiàn)代模具制造提供新的工藝方法和加工途徑。（2） 加強(qiáng)電子計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用 塑料流變學(xué)、幾何造型技術(shù)、數(shù)控加工以及計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，為塑料模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。

14、目前國(guó)內(nèi)外已陸續(xù)推出一些相應(yīng)的軟件系統(tǒng)并在生產(chǎn)中獲得應(yīng)用，其內(nèi)容涉及注射產(chǎn)品造型、模具設(shè)計(jì)、繪圖到數(shù)控加工數(shù)據(jù)的生成，并預(yù)測(cè)成型工藝及模具結(jié)構(gòu)等相關(guān)參數(shù)的正確性。例如，采用熔體流動(dòng)模擬軟件考察塑料熔體在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程，以此改進(jìn)流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高一次試模的成功率；采用應(yīng)力分析軟件預(yù)測(cè)塑件出模后的變形或翹曲程度。模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、3D化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化方向發(fā)展。模具軟件功能集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過(guò)程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。傳統(tǒng)的

15、2D模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的3D化、無(wú)紙化，要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具，所采用的3D數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工，成形過(guò)程模擬及信息的管理與共享?；谥R(shí)、面向制造的智能化功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)發(fā)展使得虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)在模具行業(yè)應(yīng)用既有必要，也有可能。美國(guó)在其21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略中指出，到2006年實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案，使汽車開(kāi)發(fā)周期從4

16、0個(gè)月縮短到4個(gè)月。隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，產(chǎn)品更新速度將越來(lái)越快，同時(shí)產(chǎn)品訂單、客戶輸入信息的維護(hù)必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息化實(shí)現(xiàn)，模具設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)將以產(chǎn)品項(xiàng)目文件夾的形式進(jìn)行管理，產(chǎn)品圖形及技術(shù)資料通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行審批流程，快捷高速的信息劃時(shí)代將帶領(lǐng)模具進(jìn)入新時(shí)代。（3） 加速模具零件標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化 模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具的重要組成部分，是模具制造的基礎(chǔ)。它對(duì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具質(zhì)量都具有十分重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)，極大地促進(jìn)了模具工業(yè)的發(fā)展。據(jù)國(guó)外資料介紹，廣泛應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件可縮短設(shè)計(jì)制造周期達(dá)25%40%；可節(jié)約社會(huì)工時(shí)，減少原材料及能源的浪費(fèi)；可為模具C

17、AD/CAM等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；可顯著提高模具的制造精度和使用性能，通常采用專業(yè)化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件比自制標(biāo)準(zhǔn)件其配合精度和位置精度將至少提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，并可保證互換性，提高模具的使用壽命，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)體制、經(jīng)營(yíng)機(jī)制以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)管理方面的改革，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)，并帶動(dòng)模具標(biāo)準(zhǔn)件商品市場(chǎng)的形成與發(fā)展?？梢哉f(shuō)沒(méi)有模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化和商品化，就沒(méi)有模具工業(yè)的現(xiàn)代化。目前美國(guó)和日本模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和應(yīng)用水平已達(dá)70 %90 %，而我國(guó)不足30 %，因此，必須加速進(jìn)行這方面的工作。思考題為什么塑料有廣泛的用途？學(xué)習(xí)塑料工藝與模具課程有什么意義？ 了解塑料與合成樹(shù)脂的概念。第二章 注射成

18、型理論基礎(chǔ)21 聚合物大分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、概念： 1. 聚合反應(yīng)：將低分子化合物單體轉(zhuǎn)變成大分子物質(zhì)的過(guò)程。NCH2CH2 CH2CH2 N式中，CH2CH2是乙烯單分子， CH2CH2 是聚乙烯結(jié)構(gòu)單元分子式。 N是聚合度，即聚合物所含結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量，N越大，則聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量越高。 2. 聚合物：聚合反應(yīng)的產(chǎn)物。3. 高分子化合物（也叫大分子物質(zhì)、高聚物）：相對(duì)分子質(zhì)量大于10000時(shí)的聚合物。二、 大分子的形態(tài)特點(diǎn)： 1. 大分子長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)：通過(guò)聚合反應(yīng)形成的大分子呈長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，象一根細(xì)絲，很易彎曲，無(wú)外力時(shí)為蜷曲狀。 2. 具有柔順性：由于CC鍵彼此相接時(shí)有一定角度，在外力作用時(shí)可改變

19、角度，且可自由旋轉(zhuǎn)。致使具有一定柔軟性和彈性。三、大分子鏈狀結(jié)構(gòu)的類型：1. 線形結(jié)構(gòu)：整條大分子象一根長(zhǎng)長(zhǎng)的鏈條，基本上沒(méi)有分支。 特點(diǎn)：可反復(fù)加熱，冷卻。2. 支鏈型：整條大分子具有一個(gè)線型主鏈，旁邊帶有一些分支。 特點(diǎn)：可反復(fù)加熱，冷卻。3. 體形結(jié)構(gòu)：多個(gè)大分子之間發(fā)生交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)，使彼此聯(lián)接起來(lái)，形成網(wǎng)狀。 特點(diǎn)：1）一般是有相對(duì)分子質(zhì)量較小的預(yù)聚物經(jīng)過(guò)交聯(lián)反應(yīng)生成。2）只能在交聯(lián)時(shí)進(jìn)行一次加熱，之后便永遠(yuǎn)固化22 聚合物的物理狀態(tài)及加工性能聚合物的物理力學(xué)性能與溫度密切相關(guān)，溫度變化時(shí)聚合物的受力行為發(fā)生變化，呈現(xiàn)出不同的力學(xué)狀態(tài)。如圖：曲線1為非結(jié)晶聚合物即線形無(wú)定型聚合物受恒應(yīng)

20、力作用時(shí)變形程度與溫度的曲線關(guān)系，此曲線明顯分為三個(gè)階段，即此聚合物存在三種物理狀態(tài)。1. 玻璃態(tài)：Tg，曲線基本是水平的，變形程度小，且可逆，處于剛性狀態(tài)特點(diǎn)：1）呈堅(jiān)硬固體狀。 2）受力變形符合虎克定律，彈性模量和力學(xué)強(qiáng)度較高。3）可進(jìn)行車、銑、刨、磨等切削加工2. 高彈態(tài)：gTf，溫度在玻璃化溫度與粘流溫度之間。表現(xiàn)為柔軟而有彈性。特點(diǎn)：1）也呈固體狀（橡膠狀）。2）可獲得很大的彈性變形（不服從虎克定律），彈性是可逆的3）長(zhǎng)時(shí)間施加外力后，可產(chǎn)生塑性變形（外力強(qiáng)制分子鏈運(yùn)動(dòng)的結(jié)果）即外力等效溫度作用的性質(zhì)。4）變形量不能滿足注射成型要求。5）可進(jìn)行彎曲、吹塑、引伸、真空成型、沖壓等。3.

21、 粘流態(tài)：或稱熔融態(tài)熔體。fTd特點(diǎn)：1）可產(chǎn)生很大的宏觀流動(dòng)，且不能回彈。2）其變形屬于液態(tài)變形性質(zhì)，叫粘性變形（此為注射成型應(yīng)用的狀態(tài)，并可擠壓，壓延，模壓等）。4. 熱分解：即降解 Td5. Tg時(shí)塑料不能保持其尺寸穩(wěn)定性和使用性能。 曲線2為線形結(jié)晶聚合物的熱力學(xué)曲線。 可知，通常不存在高彈態(tài)，和m對(duì)應(yīng)的溫度即叫熔點(diǎn)，即熔融與凝固的臨界溫度。 1) 該聚合物低于m時(shí)變形量很小，耐熱性較好。 2) 故無(wú)明顯的高彈態(tài)可在脆化溫度和熔點(diǎn)之間應(yīng)用。所以使用溫度范圍較寬。23成形過(guò)程中聚合物的物理化學(xué)變化一、聚合物的結(jié)晶1. 概念：結(jié)晶： 材料的質(zhì)點(diǎn)既近程有序，又遠(yuǎn)程有序，即有規(guī)則緊密排列結(jié)晶型

22、聚合物： 聚合物中具有分子作有規(guī)則緊密排列的區(qū)域(結(jié)晶區(qū))無(wú)定型聚合物： 聚合物中沒(méi)有結(jié)晶區(qū)。結(jié)晶度： 結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的重量百分比。結(jié)晶過(guò)程： 聚合物由非晶態(tài)轉(zhuǎn)為晶態(tài)的過(guò)程。結(jié)晶特征： 在高溫熔體向低溫固體的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，分子鏈的構(gòu)型得到穩(wěn)定規(guī)整的排列。2. 結(jié)晶對(duì)聚合物性能的影響：* 聚丙烯PP結(jié)晶度 70% 90%1)密度： 結(jié)晶意味著有規(guī)則排列， 0. 896 0. 9032)抗拉強(qiáng)度： 結(jié)晶后分子間作用加強(qiáng)b(MPa)27. 5 423)沖擊韌度： 因其分子鏈規(guī)整排列 ak 15. 2 4. 864)彈性模量： E 4400 9805)熱性能： 軟化溫度熱變形溫度 g() 124.

23、 9 151. 1 6)脆性： 脆化溫度 b() 0 20 7)表面粗糙度： 結(jié)晶后分子規(guī)整排列，是致密性從而Ra8)透明度：球晶會(huì)引起光波散射，導(dǎo)致透明性下降或喪失。二、聚合物的取向1. 概念：聚合物的大分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)力作用下形成的有序排列。2. 原因：聚合物熔體在流道中流動(dòng)的速率是中心最大，管壁處為0，呈拋物線狀，此時(shí)大分子鏈段將順著流動(dòng)方向作平行排列。(若不作這樣的排列，細(xì)而長(zhǎng)的鏈段將以不同的速度運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上這是不可能的。)3. 分類： 1) 按應(yīng)力性質(zhì)分 拉伸取向：由拉應(yīng)力引起，取向方位與應(yīng)力作用方向一致。如取向薄膜，單絲等。 流動(dòng)取向：由切應(yīng)力引起，沿熔體流動(dòng)

24、方向形成。 如注射。 2)按熔體流動(dòng)性質(zhì)分 單軸取向：取向結(jié)構(gòu)單元均沿著一個(gè)流動(dòng)方向有序排列。 如流道中的流動(dòng)情況。 多軸取向：取向結(jié)構(gòu)單元均沿著兩個(gè)或多個(gè)方向有序排列 如模腔中的流動(dòng)情況。3）按溫度分布情況分等溫取向：機(jī)筒、噴嘴中的取向可近視為等溫取向。非等溫取向：各種流道、澆口及模腔中的取向。4. 取向?qū)π阅艿挠绊?取向的結(jié)果是出現(xiàn)各向異性，取向方位的力學(xué)性能顯著提高，收縮率增大，垂直與取向方位性能下降。 有時(shí)需要取向，如取向薄膜、單絲； 有時(shí)應(yīng)消除取向，如許多厚度較大的塑料件。5. 注射成型時(shí)影響取向的因素：取向程度1）溫度： 熔體R變形和流動(dòng)能力 模具m解取向能力增加更快 解取向：取向

25、后的聚合物大分子在高溫下因布朗運(yùn)動(dòng)而恢復(fù)原來(lái)的蜷曲狀態(tài)的能力2）注射壓力、保壓力熔體中切應(yīng)力和切變速率加速取向3）沖模速度：快速?zèng)_模時(shí)因流速作用，表層附近高度取向，內(nèi)部溫度解取向能力 慢速?zèng)_模時(shí)模具帶走的熱量，熔體溫度取向能力4）澆口凍結(jié)時(shí)間：澆口尺寸冷卻變慢凍結(jié)較晚充模延時(shí)可在一定程度上補(bǔ)償熱運(yùn)動(dòng)引起的解取向，尤其在澆口附近取向非常明顯。三、 降解 1. 概念：把相對(duì)分子質(zhì)量降低的現(xiàn)象稱為降解或裂解。 2. 原因：由于受到熱和應(yīng)力的作用或由于高溫下聚合物的微量水分、酸、堿等雜質(zhì)及空氣中氧的作用，導(dǎo)致分子斷裂、交聯(lián)與結(jié)構(gòu)改變。 3. 影響：較輕時(shí)，使聚合物變色。進(jìn)一步，分解出低分子物質(zhì)，粘度出

26、現(xiàn)氣泡、流紋等弊病，并削弱塑料的物理力學(xué)性能。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使塑料燒焦、碳化、變黑。 4. 措施：對(duì)成型來(lái)說(shuō)，熱降解是主要的，由應(yīng)力、氧氣和水引起的為次要的。 1）嚴(yán)格控制原材料的技術(shù)指標(biāo)，避免雜質(zhì)； 2）生產(chǎn)前，干燥處理，特別是聚酯、聚醚、聚酰胺等易吸水分 3）制定合理的成型工藝，特別是對(duì)熱穩(wěn)定性差，加工溫度與分解溫度接近塑料；4）加入穩(wěn)定劑、抗氧化劑等，以提高抗降解能力。四、交聯(lián) 1. 概念：聚合物線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。 2. 特點(diǎn)：交聯(lián)后聚合物的強(qiáng)度、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性提高。 3. 適應(yīng)：熱固性塑料。對(duì)熱塑性塑料是有害的。4. 原理：聚合物分子鏈中帶有反應(yīng)基團(tuán)（羥

27、甲基）或反應(yīng)活點(diǎn)（不飽和鍵等），成型時(shí)與交聯(lián)劑（硬化劑）作用而交聯(lián)在一起。思考題聚合反應(yīng)的概念。高聚物的相對(duì)質(zhì)量有多少。聚合物大分子的形態(tài)特點(diǎn)。聚合物大分子有哪幾種結(jié)構(gòu)類型。聚合物的物理狀態(tài)。結(jié)晶與結(jié)晶度的概念。 取向的原因和對(duì)制品性能的影響。影響取向的因素。降解的概念。產(chǎn)生降解原因和預(yù)防措施。交聯(lián)反應(yīng)的概念和特點(diǎn)。第三章 成型物料31 塑料的組成1. 樹(shù)脂（塑料的主要成分）作用： 1）聯(lián)系或膠粘著塑料中的其他一切組成部分； 2）決定塑料的類型和性能。 2. 助劑 用以改善塑料原料的某些性能的添加劑。 作用：改善工藝性能：改進(jìn)加工條件，提高生產(chǎn)效率；提高使用性能：改善制品性能，延長(zhǎng)壽命。1）填

28、充劑：作用：大大降低塑料成本；顯著改善塑料性能。如：* 酚醛樹(shù)脂中加入苯酚，克服了脆性，成本降低； PE、PVC中加入鈣，提高剛性耐熱性，成本降低；聚酰胺、聚甲醛中加入MoS2、石墨、PTFE，使耐磨耐熱，抗水，硬度提高；* 塑料中加入玻璃纖維，機(jī)械強(qiáng)度大大提高。類型：按化學(xué)性能：無(wú)機(jī)填料、有機(jī)填料 按形狀：粉狀、層狀、纖維狀等 粉狀：木粉、硅藻土、滑石粉、云母粉、石棉粉、高嶺土、石墨、金屬粉； 層片狀：紙張、棉布、石棉布、玻璃布、木片； 纖維狀：棉花、亞麻、石棉絲、玻璃絲、碳纖維、金屬須2）增塑劑 概念：能與樹(shù)脂相溶的不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物。作用： (1）降低樹(shù)脂的熔融粘度和溫度，改善流

29、動(dòng)性；(2）改進(jìn)塑料的柔軟性、提高延伸率、沖擊性及耐寒性。 原理：加大樹(shù)脂分子間距，因而削弱大分子間的作用力，使樹(shù)脂分子容易滑移，從而使塑料在較低溫度下具有良好的可塑性和柔軟性。常用：鄰苯二甲酸二丁酯、氯化石蠟。3）穩(wěn)定劑 概念：可以提高樹(shù)脂在熱、光、氧和霉菌等因素作用時(shí)的穩(wěn)定性，阻緩塑料變質(zhì)的添加劑。類型：熱穩(wěn)定劑抑制成型過(guò)程中可能發(fā)生的熱降解反應(yīng)；延緩制品在儲(chǔ)存使用中因熱、光、氧的引起的降解。 光穩(wěn)定劑防止在陽(yáng)光、燈光、高能射線下的降解和性能變壞。抗氧劑預(yù)防和抑制高溫氧化、光輻射氧化脫氫等。 要求：穩(wěn)定效果好；耐水、油、化學(xué)藥品，與樹(shù)脂相溶；成型過(guò)程中不分解，揮發(fā)小，無(wú)色。 常用：硬脂酸鹽

30、（鋅）、鉛的化合物等。4）潤(rùn)滑劑作用：改進(jìn)流動(dòng)性，減少或避免對(duì)設(shè)備、模具的摩擦和粘附。常用：硬脂酸及其鹽類。5）著色劑 類型：有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料、染料。 要求：性質(zhì)穩(wěn)定、不易變色、著色力強(qiáng)；與樹(shù)脂有良好的相溶性，不與其他成分起化學(xué)反應(yīng)。6）固化劑（硬化劑）、交聯(lián)劑 如：酚醛樹(shù)脂加入六亞甲基四胺，環(huán)氧樹(shù)脂加入乙二胺等。另外，還有發(fā)泡劑、阻燃劑、防靜電劑、導(dǎo)電劑、導(dǎo)磁劑。32 塑料的分類 一）按受熱行為分1. 熱塑性塑料 特點(diǎn)：1）大分子鏈比較容易活動(dòng)，受熱時(shí)分子間可以相互移動(dòng)； 2）具有較好的可熔性和可模塑性。 3）固化后可以再次加熱、冷卻而反復(fù)具有流動(dòng)性和固化性。常見(jiàn)品種：聚乙烯、聚丙烯、聚苯

31、乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯、 PE PP PS PVC PA ABS聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚礬 PMMA PTFE POM PC PSF2. 熱固性塑料特點(diǎn)：1）加熱之初分子呈線型結(jié)構(gòu)，具有可熔性和可塑性，可制成一定形狀塑料件。 2）繼續(xù)加熱時(shí)發(fā)生交聯(lián)，分子呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，固化后，可熔性、可塑性消失。 3）冷卻后無(wú)法再次加熱軟化或熔融，高溫下只能被燒焦碳化。 常見(jiàn)品種：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯、PF EP UP 硅塑料。二）按固態(tài)聚合物大分子構(gòu)型分 1. 結(jié)晶型塑料 PE、PP、PA、POM、甲醛 2. 不定型 PS、PVC、PMMA、PC

32、三）按應(yīng)用范圍分 1. 通用塑料：產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低、性能一般。產(chǎn)量占總量的一大半以上。 包括6大品種：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛、氨基塑料 PE PP PVC PS 2. 工程塑料：在工程技術(shù)中用作結(jié)構(gòu)材料。 具有較高的強(qiáng)度，很好的耐磨性、耐腐蝕性、自潤(rùn)滑性及尺寸穩(wěn)定性，即具有某些金屬性能，可以替代金屬作某些機(jī)械構(gòu)件。 常用：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、ABS、聚礬、聚苯醚、聚四氯乙烯 PA POM PC ABS PSF PPO PTFE 3. 特殊塑料：具有某些特殊性能的塑料 。 有高的耐熱性或高的電絕緣性及耐腐蝕性。如：氟塑料：聚四氟乙烯。減摩自潤(rùn)滑零件，高溫下或腐蝕介質(zhì)

33、中的各種無(wú)潤(rùn)滑活塞環(huán)，低轉(zhuǎn)速摩擦軸承等。33 塑料的成型工藝性 一）收縮性 1. 概念： 塑料經(jīng)成型冷卻后，其尺寸或體積發(fā)生收縮的現(xiàn)象。 2. 表現(xiàn)形式： 1）線尺寸收縮：熱脹冷縮、脫模時(shí)的彈性恢復(fù)、塑性變形等原因。 2）后收縮：脫模后，各種殘余應(yīng)力松弛導(dǎo)致尺寸變化。 3）收縮的方向性： 取向效應(yīng)各向異性使收縮量因方向不同而有差異。沿取向方位強(qiáng)度大，收縮大，出現(xiàn)方向性，會(huì)造成扭曲現(xiàn)象。3. 收縮率 實(shí)際收縮率： Ss=(LSQLs)Ls100% 計(jì)算收縮率： SJ=(LMLs)Ls100% 對(duì)大型、精密模具成型零件尺寸計(jì)算時(shí)常采用Ss 對(duì)普通中、小模具成型零件尺寸計(jì)算時(shí)常采用SJ二）流動(dòng)性1.

34、 概念：在成型過(guò)程中，塑料熔體在一定溫度和壓力作用下充填模腔的能力。 2. 表示方法： * 熔體指數(shù)MI：在一定溫度和壓力下，10min內(nèi)從熔體指數(shù)測(cè)定儀出料孔擠出的聚合物熔體質(zhì)量(g)表示。 g10min。 MI越大則流動(dòng)性越好。* 螺旋流動(dòng)試驗(yàn)值： 將被測(cè)塑料在一定溫度和壓力下注入標(biāo)準(zhǔn)的阿基米德螺旋線模具內(nèi)，用其所能達(dá)到的流動(dòng)長(zhǎng)度（cm）表示。 流動(dòng)長(zhǎng)度越大，流動(dòng)性越好。3. 影響流動(dòng)性的因素1成分 2溫度 3壓力 4剪切作用 5模具結(jié)構(gòu)思考題熱塑性物料、熱固性物料的概念。通用塑料、工程塑料、特殊塑料的概念。試述收縮性及其表現(xiàn)形式。流動(dòng)性的概念與表達(dá)方式。第四章 普通注射成型工藝41 注射

35、成型原理及工藝過(guò)程一、原理 二、工藝過(guò)程一）成型前準(zhǔn)備 1、原料檢驗(yàn) 成型前對(duì)原料進(jìn)行外觀和工藝性檢驗(yàn)內(nèi)容：色澤、粒度、均勻性、流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性、收縮率 2、干燥處理 （除去水分子及揮發(fā)物 ） 作用：避免制件表面出現(xiàn)銀絲、斑紋、氣泡和物料降解。3. 嵌件的預(yù)熱 嵌件：為了滿足裝配和使用強(qiáng)度的要求，注射成型時(shí)鑲嵌在塑料制品內(nèi)部的金屬件。 注射成型制件冷卻時(shí)，制件與嵌件收縮量不一樣，嵌件周圍會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致嵌件周圍的強(qiáng)度下降或出現(xiàn)裂紋。 預(yù)熱 溫度差 內(nèi)應(yīng)力 4. 料筒清理 除去殘存廢料 5. 脫模劑的選用 1）液體石蠟 用于聚酰胺（PA） 2）硬脂酸鋅 用于聚酰胺以外的塑料 3）硅油 潤(rùn)

36、滑效果好，但是價(jià)格較貴，使用不便。（需配甲苯溶液） 二）注射過(guò)程( 包括加料、塑化、充模、冷卻和脫模幾個(gè)過(guò)程) 1. 加料 要求：因是間歇過(guò)程，需定量加料，以保證操作穩(wěn)定，塑化均勻，獲得良好的塑件。 加料過(guò)多 熱降解、功率損耗 加料過(guò)少 壓力，難于補(bǔ)縮，出現(xiàn)凹陷、空洞 2. 塑化 概念：指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)并且具有良好的可塑性的過(guò)程。 要求： 1）達(dá)到規(guī)定的成型溫度； 2）熔料各點(diǎn)溫度應(yīng)均勻一致； 3）能提供足夠數(shù)量的熔融塑料。 故應(yīng)視塑料的成型特性，正確選擇工藝參數(shù)和設(shè)備 3. 注射指用柱塞或螺桿推動(dòng)塑化后的塑料熔體充滿塑料模型腔，并使熔體在壓力下冷卻凝固定型，直止制品脫模的全過(guò)

37、程。1）充模階段：從柱塞或螺桿向前推進(jìn)，將熔體射入型腔開(kāi)始，到填滿型腔為止時(shí)間：0t1； 壓力：0P0 2）保壓補(bǔ)縮階段：熔體填滿型腔開(kāi)始，直到柱塞（螺桿）開(kāi)始后退為止。時(shí)間：t1t2； 壓力：P0保壓：注射壓力對(duì)模腔內(nèi)的熔體繼續(xù)進(jìn)行壓實(shí)的過(guò)程。補(bǔ)縮：對(duì)模腔內(nèi)熔體因成型收縮而出現(xiàn)的孔隙進(jìn)行補(bǔ)料的動(dòng)作。作用：補(bǔ)充因收縮（冷卻）而在模腔中造成的空隙，使模腔內(nèi)熔體壓力不變，從而提高制品的完整性和致密型，減少制品因收縮而造成的缺陷。若保壓力不足，補(bǔ)縮會(huì)因澆口摩擦阻力限制不易進(jìn)行。若保壓時(shí)間不足，也會(huì)因倒流造成模腔壓力迅速下降的現(xiàn)象。3）倒流：從柱塞開(kāi)始后退到澆口處熔料凍結(jié)為止。時(shí)間：t2t3，因柱塞后

38、退 模腔壓力澆注系統(tǒng)壓力熔體從型腔中倒流型腔壓力（P0Ps） 影響因素：保壓時(shí)間短倒流嚴(yán)重 保壓時(shí)間長(zhǎng)倒流減少，甚至無(wú)倒流 對(duì)制品質(zhì)量的影響：Ps和溫度決定制品的平均收縮率4）澆口凍結(jié)后的冷卻：t3t4 制件在密封狀態(tài)下繼續(xù)冷卻、硬化、定型，同時(shí)注射機(jī)開(kāi)始重新塑化。隨溫度塑件、p開(kāi)模時(shí)型腔與大氣壓力之差稱殘余壓力r。 影響r大小的因素：P0大小及保壓與冷卻時(shí)間長(zhǎng)短。 Pr對(duì)質(zhì)量的影響：Pr0 脫模較困難，制品易刮傷或破裂。 Pr0 制品表面易凹陷，內(nèi)部有真空泡。Pr0 脫模容易，質(zhì)量好。5）脫模三）制品的后處理 1. 原因：塑化、冷卻不均勻 收縮不均勻內(nèi)應(yīng)力使用中變形開(kāi)裂。 2. 作用：消除內(nèi)

39、應(yīng)力，改善性能，提高尺寸穩(wěn)定性。 3. 方法： （1）退火處理：制品在一定溫度下保溫一段時(shí)間后緩慢冷卻。介質(zhì)：熱水、動(dòng)物油、甘油、液體石蠟等。溫度：大于使用溫度1020到小于熱變形溫度1020。時(shí)間：取決于塑料品種、介質(zhì)溫度、制件形狀、壁厚和精度 （2）調(diào)濕處理：主要用于聚酰胺類塑料 原因：該類塑料脫模時(shí)，高溫下接觸空氣容易氧化變色。在空氣中存放或使用時(shí)容易吸水膨脹，使精度下降。 方法：制品脫模后立即放在熱水中處理，以隔絕空氣防止氧化，消除內(nèi)應(yīng)力，且加快吸濕平衡，穩(wěn)定制品尺寸。 溫度：100120。時(shí)間：取決于品種、形狀、厚度、結(jié)晶度大小。42 注射機(jī)與注射成型系統(tǒng)1）注射成型系統(tǒng)：指注射機(jī)內(nèi)

40、用于成型動(dòng)作的注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)以及安裝在注射機(jī)上的模具。2）注射量：指注射機(jī)一次工作行程所能注射出的熔體的體積(cm3）或質(zhì)量（g）。 理論注射量：在對(duì)空注射條件下，柱塞（螺桿）作一次最大行程時(shí)，注射裝置所能注射出來(lái)的熔料的體積VT （cm3）。 VT=Ds2S4 實(shí)際注射量：按85%的理論注射量折算出的聚苯乙烯Ps的質(zhì)量Q（g）。 Q=0. 85VT 式中，=1. 05Ps的密度(gcm3)3）合模力：指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)所能施加的最大加緊力。*最大成型面積的確定 經(jīng)驗(yàn)公式 A=KV23(cm2)式中：V注射量cm3 K經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 約為1. 21. 5*所需合模力F F=C Pm A式中：C安

41、全系數(shù)， C=1. 11. 5 Pm模腔平均壓力（Pa）A面積（cm2）43注射成型工藝條件的選擇與控制一、溫度1. 料溫 料溫適當(dāng)時(shí)，塑化好、粘度 流動(dòng)阻力 壓力損失 熔體在模內(nèi)流動(dòng)充模條件較好。料溫太低，不利于塑化物料粘度流動(dòng)成型比較困難、制品容易出現(xiàn)熔接痕、表面無(wú)光澤、缺料。 料溫太高，易熱降解 制品性能下降。 其中，噴嘴溫度略低于料筒最高溫度，以防止出現(xiàn)”流涎”現(xiàn)象。2. 模溫指和制品接觸的模腔表壁的溫度。 模具溫度對(duì)熔體的充型能力及塑件的內(nèi)在性能和外觀質(zhì)量影響很大，模溫的高低取決于結(jié)晶性的有無(wú)、塑件尺寸和結(jié)構(gòu)、性能要求及其他工藝條件。 1）模溫對(duì)非結(jié)晶型塑料成型工藝的影響 模溫 熔料

42、粘度 充模能力，但冷卻時(shí)間長(zhǎng)。 在實(shí)現(xiàn)順利充模情況下，模溫 冷卻時(shí)間 生產(chǎn)率2）模溫對(duì)結(jié)晶型塑料的成型工藝及制品性能的影響 熔料注入型腔后，當(dāng)溫度降到熔點(diǎn)以下即開(kāi)始結(jié)晶，模溫的高低影響冷卻速度和結(jié)晶速度，從而影響制品性能。 模溫較高 冷卻速度 模溫較低冷卻速度 因此，以中溫比較合適。3）模溫的控制 熱平衡：熔料注入模具自然升溫和自然散熱達(dá)到平衡來(lái)保持模溫 降溫：通入冷卻介質(zhì)。 升溫：采用介質(zhì)加熱或電加熱。二、壓力 1. 塑化壓力 背壓 * 概念：采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頭部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)受到的壓力叫背壓。 背壓的大小影響螺桿對(duì)物料的塑化效果及塑化能力。故又稱塑化壓力。該壓力可通過(guò)溢流閥來(lái)

43、調(diào)節(jié)。 * 背壓對(duì)成型工藝和制品質(zhì)量的影響：背壓 1）驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度。2）螺桿后退速度剪切作用摩擦熱熔體溫度塑化效果 3）但塑化速度成型周期甚至導(dǎo)致降解*背壓的選擇：在滿足制品質(zhì)量的前提下，背壓低一些為好，一般小于2Ma2. 注射壓力 1）概念： 螺桿（柱塞）向前移動(dòng)時(shí)，其頭部對(duì)塑料熔體施加的力。 2）作用： 克服熔體從料筒流向型腔的流動(dòng)阻力； 使熔體具有一定的充模速度； 對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)。壓力范圍一般在40130MPa之間 3）選擇規(guī)則： a 對(duì)于玻璃化溫度和熔體粘度較高的塑料宜用較大的注射壓力 b 對(duì)尺寸較大、形狀復(fù)雜或薄壁制品，因流動(dòng)阻力大，也需要較大的注射壓力。 c

44、熔體溫度低時(shí)，注射壓力應(yīng)大些。d 實(shí)際流動(dòng)比應(yīng)小于熔體在定壓下的流動(dòng)比。三、時(shí)間 概念：充模時(shí)間（柱塞、螺桿前進(jìn)時(shí)間）保壓時(shí)間（柱塞、螺桿停留在前進(jìn)位置的時(shí)間） 閉模冷卻時(shí)間（柱塞后撤、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退的時(shí)間均在其中） 其他時(shí)間（開(kāi)模、脫模、涂脫模劑、放嵌件及合模時(shí)間）其中注射和冷卻時(shí)間是基本組成部分，對(duì)質(zhì)量有決定性影響1. 注射時(shí)間：注射活塞開(kāi)始向前運(yùn)動(dòng)至保壓補(bǔ)縮結(jié)束為止，所經(jīng)歷的時(shí)間。其中：充模時(shí)間不長(zhǎng)，一般小于10s； 保壓時(shí)間較長(zhǎng)，一般20120s，壁厚的可達(dá)510min。 * 保壓時(shí)間對(duì)質(zhì)量的影響： 不充分：倒流模壓制品內(nèi)部產(chǎn)生真空，表面出現(xiàn)凹陷。 足夠長(zhǎng)：澆口冷結(jié)無(wú)倒流制品密度收縮小，

45、無(wú)缺陷。 過(guò) 長(zhǎng)：浪費(fèi)時(shí)間無(wú)助于密度的增加。 * 保壓時(shí)間選擇： 1）形狀復(fù)雜和薄壁制件，為保證質(zhì)量，應(yīng)增加注射壓力。 2）通常以塑料制品收縮率最小為保壓時(shí)間的最佳值。 2. 冷卻時(shí)間：指注射結(jié)束到開(kāi)啟模具的時(shí)間。 * 影響因素：熔體溫度、模溫、制品厚度、塑料的熱性能、結(jié)晶性能。 * 選擇原則： 脫模時(shí)制品應(yīng)有一定的剛度，不因溫度過(guò)高而變形翹曲，同時(shí)盡量縮短冷卻時(shí)間，一般30120s。四、注射成型的用料量 1. 注射量 概念：注射機(jī)在每一次工作行程中向模內(nèi)注入的熔體質(zhì)量或體積。 要求：制品的注射量i設(shè)備的最大注射量I i=(0. 10. 8)I 或者imax=1. 25(Ng+j)I件I式中：

46、g塑件質(zhì)量 j澆注系統(tǒng)贅料質(zhì)量 N型腔個(gè)數(shù)I聚苯乙烯的密度 2. 塑化量 概念：注射機(jī)單位時(shí)間內(nèi)能夠使物料轉(zhuǎn)變成具有注射溫度下的最大熔體量（即最大塑化量）。gs（是針對(duì)聚四氟乙烯PS） 其他塑料的最大塑化量=PS的塑化量PS在注射溫度下的總熱容注射塑料在注射溫度下的總熱容五、合模力的計(jì)算和控制 1. 概念： 額定合模力FI：注射機(jī)合模系統(tǒng)產(chǎn)生的合模力。 工藝合模力Fi：注射時(shí)實(shí)際需要的合模力。 在不同階段，其值不同。 2. 要求： FiAPFI 或 Fi （0. 80. 9）FI式中：A制品（包括澆注系統(tǒng)和飛邊）在分型面上的投影面積；P平均模腔壓力。第五章 注射成型制品的設(shè)計(jì)一、注射成型制品的

47、工藝性： 概念：制品的注射成型性能的好壞。 制品的工藝性好，則成型容易，工藝條件寬松，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。二、影響工藝性的因素： 1. 形狀結(jié)構(gòu)； 2. 尺寸大小； 3. 尺寸精度；4. 表面質(zhì)量。三、制品設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)原則 1）保證制品的使用要求(幾何尺寸、精度、物理力學(xué)性能等) 2）力求選用成型性能好、價(jià)格低廉的塑料； 3）應(yīng)力求使形狀、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壁厚均勻（易成型）； 4）形狀合理，有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻； 5）避免明顯的各向異性，以免制品翹曲變形； 6）技術(shù)要求盡量放低；7）輔助工作量應(yīng)盡量少(成型后最好不再機(jī)加工)2. 制品尺寸 1）外形尺寸 * 影響因素： a. 塑料

48、的流動(dòng)性 可使制品尺寸 b. 注射機(jī)規(guī)格：注射量、合模力、成型面積、模具固定板尺寸 * 選擇方法： 在滿足制品使用要求前提下，盡量使結(jié)構(gòu)緊湊，以減小外形尺寸，節(jié)省材料和能耗。 2）制品壁厚 * 對(duì)工藝的影響： t材料消耗成本，冷卻時(shí)間（周期）易產(chǎn)生凹陷、縮孔、夾心強(qiáng)度 t流動(dòng)阻力不易成型 * 選擇方法（最小壁厚）：熱塑性塑料流動(dòng)性好，最小壁厚可達(dá)0. 25mm，但一般0. 60. 9mm，常取24mm。3. 制品的尺寸精度：（1）概念：指獲得的塑料件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度。（2）影響因素： 1）成型材料：塑料的收縮性、流動(dòng)性、水分、揮發(fā)物含量、原料配置工藝、生產(chǎn)批量等； 2）工藝條件：成

49、型溫度、壓力、時(shí)間 收縮量 精度； 3）制件形狀：形狀、壁厚成型收縮；脫模斜度尺寸精度； 4）模具：制造精度、磨損程度、形狀結(jié)構(gòu)收縮的方向性； 5）成型后的時(shí)效變化：后收縮，存放不當(dāng)將產(chǎn)生彎曲、扭曲等變形。由以上的分析可知塑件的尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下，選用較低的精度等級(jí)。（3）公差： 公差標(biāo)注時(shí)，孔前冠以”+”號(hào)；軸前冠以”號(hào)；中心取其半，冠以”號(hào)。 * 公差的選擇： 1）配合尺寸精度高于非配合尺寸精度； 2）受收縮波動(dòng)影響，小尺寸易達(dá)到高精度； 3）不同塑料，收縮率變化不同，尺寸穩(wěn)定性不同4）未注公差按表中8級(jí)精度處理 。 4. 表面粗糙度 影響因素： 原料質(zhì)量，操作水平，模腔表面質(zhì)量 制品Ra，要求模腔表面越光滑，制造難度越大 一般模腔表面Ra要比塑件Ra低12級(jí)或?yàn)橹破返?214選擇：主要考慮外觀，一般為Ra0. 021. 25um形狀結(jié)