第二章 塑料及模塑成型工艺

目录退出◆2.1塑料的工艺性能◆2.2塑件的工艺性◆2.3塑料压缩模塑工艺◆2.4塑料注射模塑工艺第二章塑料及模塑成型工艺◆2.5压注模塑成型工艺◆2.6挤出模塑成型工艺目录退出问题：1.塑料按物理化学性质可分为几种,主要区别？2.合成树脂与天然树脂的区别？3.塑料按性能及用途分可分为？2.1塑料的工艺性能目录退出目的和要求：1.掌握热固性塑料和热塑性塑料的成型特性；2.掌握常用塑料的牌号，性能。重点难点：固化特性结晶性2.1塑料的工艺性能目录退出2.1塑料的工艺性能一、热塑性塑料的工艺性能1.收缩性塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为收缩性。成型收缩的形式：⑴塑件的线尺寸收缩⑵收缩方向性⑶后收缩⑷后处理收缩目录退出影响收缩的基本因素：⑴塑料品种⑵塑件特性⑶进料口的形式、尺寸、分布⑷成型条件一、热塑性塑料的工艺性能2.1塑料的工艺性能1.收缩性收缩率的计算：塑件的成型收缩值可用以下公式2－4来示。目录退出1.收缩性bba实Scbc计S式中：──实际收缩率（%）──计算收缩率（%）a──塑件在成型温度时的单向尺寸（mm）b——塑件在室温下的单向尺寸（mm）c——塑模在室温下的单向尺寸（mm）实S计S(2-4)目录退出2.流动性塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。流动性好、流动性中等、流动性差分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的塑料流动性就好。常用塑料根据它的流动性可分为三类：目录退出凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。2.流动性影响流动性的主要因素：模具结构压力温度料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大。目录退出2.1塑料的工艺性能一、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。结晶型塑料非结晶型（又称无定形）塑料目录退出2.1塑料的工艺性能一、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性无定形料为透明（如有机玻璃等）一般结晶性塑料为不透明或半透明例外：聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性ABS为无定形塑料但却并不透明目录退出2.1塑料的工艺性能一、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性结晶型塑料在模具设计及选择注塑机时的要求及注意事项:冷凝时放出热量大，要充分冷却。料温上升到成形温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。目录退出——有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性。——对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易出现变色、降解、分解的倾向。这种性能称为热敏性。2.1塑料的工艺性能4.热敏性及水敏性热敏性一、热塑性塑料的工艺性能水敏性目录退出2.1塑料的工艺性能5.吸湿性一、热塑性塑料的工艺性能吸湿性据此，塑料大致可分为以下两种：不吸水也不易粘附水分吸湿、粘附水分聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚砜聚乙烯、聚丙烯——塑料对水分的亲疏程度目录退出——是指当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时当流速超过某一数值时，熔体表面即发生横向裂纹，这种现象被称为熔体破裂。——是指有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象，被称为应力开裂。2.1塑料的工艺性能应力开裂一、热塑性塑料的工艺性能6.应力开裂及熔体破裂熔体破裂目录退出2.1塑料的工艺性能一、热塑性塑料的工艺性能——指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。7.相容性(共混性)相容性8.塑料状态与加工性注射成型薄膜吹塑成型挤出成型压延成型中空成型真空和压力成型熔融纺丝成型目录退出2.1塑料的工艺性能热固性塑料收缩的表现形式、影响因素和计算方法与热塑性塑料基本相同。二、热固性塑料的工艺性能1.收缩性热固性塑料流动性通常以拉西格流动性（以毫米计）来表示，数值大则流动性好。2.流动性目录退出每一品种的热固性塑料通常分三个不同等级的流动性：2.1塑料的工艺性能二、热固性塑料的工艺性能2.流动性拉西格流动值为100-130mm：适用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑件；拉西格流动值为131-150mm：用于压制中等复杂程度的塑件；拉西格流动值为151-180mm：可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件或用于压注成型。目录退出2.1塑料的工艺性能二、热固性塑料的工艺性能2.流动性影响流动性的因素：⑴塑料品种⑵模具结构⑶成型工艺一般树脂分子量小,填料颗粒细且呈球状,水、增塑剂、润滑剂含量高的，流动性大。模具成型表面光滑、型腔形状简单，有利于改善流动性。采用预压锭及先预热，提高成型压力，提高成型温度（在低于塑料硬化温度的条件下）等都能提高塑料的流动性。目录退出2.1塑料的工艺性能二、热固性塑料的工艺性能2.流动性流动性对成型的影响：流动性过小则填充不足，不易成型，成型压力增大。流动性过大溢料过多，填充不密实，塑件组织疏松，树脂与填料混合不均，易粘模，脱模和清理困难及早硬化等缺陷；目录退出2.1塑料的工艺性能二、热固性塑料的工艺性能3.比容和压缩率比容——压缩率——每一克塑料所占有的体积（以厘米3/克计）。塑粉与塑件两者体积或比容之比值（其值恒大于1）。在热固性塑料的成型过程中，树脂发生交联反应，分子结构由线型变为体型，塑料由既可熔又可溶变为既不熔又不溶的状态，在成型工艺中把这一过程称为固化（熟化）。4.固化特性目录退出2.1塑料的工艺性能二、热固性塑料的工艺性能5.水分及挥发物含量⑴塑料生产过程中遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收。⑵是成型过程中化学反应的副产物。（流动、收缩、气泡、腐蚀、气味等）（预热干燥，开排气槽，加排气工步）处理方法：产生的影响：来源：目录退出2.1塑料的工艺性能二、热固性塑料的工艺性能6.热固性塑料受热时的物理状态热固性塑料：化学作用使分子结构由线性变为网状，分子停止运动，塑料硬化成坚硬的固体。加热时很快由固态变成粘流态，这种状态存在的时间很短；目录退出1.热固性塑料的工艺性能有哪些？热塑性塑料的工艺性能有哪些？2.热塑性塑料在玻璃态、高弹态和粘流态各适宜于哪些加工？思考题：2.1塑料的工艺性能目录退出1.什么是塑料的收缩性？影响收缩率的因素有哪些？2.什么是塑料的流动性？影响流动性的因素有哪些？3.什么是塑料的相容性？用在什么地方？问题：4.热固性塑料的水分及挥发物的来源？有什么危害？怎么防止？2.1塑料的工艺性能目录退出内容简介：1.掌握塑件的尺寸精度和表面粗糙度；2.掌握塑件的结构设计（脱模斜度、加强筋、圆角设计、支承面及凸台）。重点难点：会分析产品的工艺性能2.2塑件的工艺性目录退出2.2塑件的工艺性是塑件对成型加工的适应性塑件工艺性设计包括:塑料材料选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件结构塑件的工艺性——塑件工艺性设计的特点：应当满足使用性能和成形工艺的要求，力求做到结构合理、造型美观、便于制造。目录退出2.2塑件的工艺性一、塑料材料的选择(分析)塑料的选材包括：选定塑料基体聚合物（树脂）种类、塑料具体牌号、添加剂种类与用量等塑料原料选择方法：使用环境(不同的温度、湿度及介质条件、不同的受力类型选择不同的塑料)使用对象（根据国别、地区、民族和具体使用者的不同选材）按用途进行分类（按应用领域、功能）目录退出塑件的尺寸——二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.2塑件的工艺性1.塑件的尺寸指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响：塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）目录退出塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。2.塑件的精度影响塑件尺寸精度的因素:二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.2塑件的工艺性塑件成型后的时效变化塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化模具的制造精度、磨损程度和安装误差目录退出2.塑件的精度二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.2塑件的工艺性尺寸精度的确定：会根据教材表2－5（常用材料模塑件公差等级和选用）选择塑件公差等级模塑件公差代号为MT（附录E）MT1级精度最高（一般不采用）MT7级精度最低目录退出2.塑件的精度A项：不受模具活动部分影响的尺寸公差值B项：受模具活动部分影响的尺寸公差值一、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.2塑件的工艺性目录退出2.塑件的精度一、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.2塑件的工艺性尺寸精度的确定：对于塑件上孔的公差可采用基准孔，可取表中数值冠以（＋）号。对于塑件上轴的公差可采用基准轴，可取表中数值冠以（－）号。一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级。目录退出3.塑件的表面质量表面质量表面粗糙度、光亮程度色彩均匀性表面缺陷：缩孔、凹陷推杆痕迹对拼缝、熔接痕、毛刺等一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高1～2级一、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.2塑件的工艺性目录退出二、塑件的几何形状1.表面形状2.2塑件的工艺性塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型目录退出二、塑件的几何形状1.表面形状2.2塑件的工艺性目录退出二、塑件的几何形状2.脱模斜度为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度α，在模具上称为脱模斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30′～1°30′。2.2塑件的工艺性目录退出2.脱模斜度脱模斜度方向内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得目录退出脱模斜度表示方法：2.脱模斜度2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状目录退出脱模斜度设计要点：2.脱模斜度塑件精度高，采用较小脱模斜度2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度收缩率大，斜度加大增强塑料采用较大的脱模斜度目录退出2.脱模斜度脱模斜度设计要点：3.塑件的壁厚壁厚过小壁厚过大强度及刚度不足，塑料流动困难原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度从留模方位考虑:留在型芯，内表面脱模斜度﹤外表面留在型腔，外表面脱模斜度﹤内表面目录退出3.塑件的壁厚塑件壁厚设计原则：厚薄适中均匀壁厚满足成型时熔体充模所需的壁厚2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度能承受推出机构等的冲击和振动满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚目录退出3.塑件的壁厚改善壁厚典型实例：2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状目录退出3.塑件的壁厚改善壁厚练习：2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状目录退出平板类零件加强筋方向与料流方向平行4.塑件的加强筋⑴加强筋的作用：⑵加强筋设计要点：它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防外力作用时，产生应力集中而被破坏。2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状目录退出加强筋厚度小于壁厚加强筋与支承面间留有间隙4.塑件的加强筋⑵加强筋设计要点：2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状目录退出在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。5.圆角⑴圆角的作用：2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状圆角可避免应力集中，提高制件强度圆角可有利于充模和脱模圆角有利于模具制造，提高模具强度目录退出5.圆角⑵圆角的确定：内壁圆角半径应为壁厚的一半2.2塑件的工艺性二、塑件的几何形状外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍一般圆角半径不应小于0.5mm壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上目录退出6.塑件的支承面2.2塑件的工艺