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1、塑料成型工藝 與模具設計,國家“十二五” 規(guī)劃教材,重慶大學出版社,目的與要求:,目的: 了解常見塑料的類型及性能,能為塑件選擇合適的材料。 要求: 1、能正確說出塑料的組成及特性; 2、能正確區(qū)分常見塑料的類型; 3、能正確為塑件選擇合適的材料,學習任務一 塑件的設計,學習活動塑件的選材,重點與難點:,重點: 1、常用塑料的性能及用途 2、選材的步驟與方法 難點: 1、常用塑料的性能 2、選材的方法,學習任務一 塑件的設計,學習活動塑件的選材,塑料的組成及特性,定義,學習任務一 塑件的設計,塑料的組成=合成樹脂+添加劑,內容,學習任務一 塑件的設計,塑料的特性,1. 密度小、質量輕,
2、2. 比強度、比剛度高,3. 電絕緣性能好,4. 化學穩(wěn)定性好,5. 減摩、耐磨性能好,6. 減振、消音性能好,7. 絕熱性好、透光率高,8. 成型性能好、經(jīng)濟效益高,9.成型收縮率高,不耐熱,易燃燒,易老化, 會“蠕變”,會造成環(huán)境污染等,常見塑料的類型,定義,學習任務一 塑件的設計,熱塑性塑料:合成樹脂分子結構都是線型或帶支鏈線型,在受熱后變軟,繼續(xù)加熱會變成熔融黏稠液體,施加壓力會流動,可充滿一定形狀的空腔,冷卻后能定型,過程中一般只發(fā)生物理變化,此過程可反復進行。,熱固性塑料:合成樹脂分子結構也是線型或帶支鏈線型,第一次加熱時可軟化,施加壓力會流動充滿型腔,繼續(xù)加熱到一定溫度則與交聯(lián)劑
3、發(fā)生交聯(lián)反應,分子形成網(wǎng)狀(體型)結構而固化變硬,如再繼續(xù)加熱,也不再軟化流動,,既有物理變化又有化學變化,該變化過程是不可逆的。,塑料合成樹脂分子結構,學習任務一 塑件的設計,常見塑料的類型,內容,學習任務一 塑件的設計,熱塑性塑料、熱固性塑料,塑料的分類:,()按合成樹脂的熱性能分,()按塑料的用途分,通用塑料:指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價格低的塑料,工程塑料:可作為工程結構件的塑料,特種塑料:具有特種功能,適用于某種特殊用途的塑料,常用的熱塑性塑料的性能及用途,學習任務一 塑件的設計,使用性能,工藝性能,應用范圍,高密度(High Density)聚乙烯PEHD(低壓聚乙烯) 低密度(
4、Low Density) 聚乙烯PELD(高壓聚乙烯) 聚丙烯(俗稱百折膠)PP 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 聚甲醛 POM 聚酰胺 PA 聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃)PMMA,選材的步驟和方法,學習任務一 塑件的設計,(1)選材的步驟,根據(jù)使用的目的,列出制件的全部功能要求,并盡可能定量化。,根據(jù)制件的功能要求,考慮使用性能數(shù)值(工程性能)和設計數(shù)據(jù),提出目標材料(部件材料)的性能數(shù)值,并通過這些性能要求來預選材料,最后通過部件工程性能要求與材料性能的比較來確定候選材料。,選材的步驟和方法,學習任務一 塑件的設計,(1)選材的方法,
5、學習任務一 塑件的設計,例:網(wǎng)絡交換機外殼選材,(1)確定產(chǎn)品的技術要求,(2)初選材料,(3)篩選材料,PBT 聚對苯二甲酸丁二醇酯,PET 聚對苯二甲酸乙二醇酯,PC 聚碳酸酯,根據(jù)客戶的要求,比較重要性的大小,對技術要求分配權重;分別進行比較選擇綜合性能最接近理想值的材料。,目的與要求:,目的: 通過學習塑料的成型工藝特性對塑件質量的影響,能選擇合適的塑料模塑成型工藝條件,為模具設計及成型設備工藝參數(shù)的設置,產(chǎn)品成型打下基礎。 要求: 1、能正確分析塑料的成型工藝特性對塑件質量的影響。 2、能選擇合適的塑料模塑成型工藝條件。,學習任務一 塑件的設計,學習活動2塑料的成型工藝特性,重點與
6、難點:,重點: 1、塑料成型的工藝性能 2、塑料模塑成型工藝條件 難點: 1、塑料的收縮性 2、塑料的模塑窗口,學習任務一 塑件的設計,學習活動2塑料的成型工藝特性,塑料模塑成型工藝條件,塑料的成型工藝特性對塑件質量的影響,定義,學習任務一 塑件的設計,塑料成型工藝特性: 成型過程、特有性能,流動性:充填模腔的能力,溢料間隙:不溢出、最大間隙值,收縮性:冷卻、尺寸縮小,收縮率:收縮量、百分率,聚合物的結晶:形成穩(wěn)定、規(guī)整排列分子鏈,熱敏性:料溫高和受熱時間較長,變色、降解,相容性:不同品種的塑料、熔融狀態(tài)、不相分離,內容,學習任務一 塑件的設計,()塑料成型的工藝性能,塑料成型的工藝特性,主要
7、包括流動性、收縮性、結晶性、熱敏性、吸濕性等。,流動性,根據(jù)溢料間隙劃分好、中等和差3個等級,影響熱塑性塑料流動性的主要因素:,塑料品種,模具結構,成型工藝,學習任務一 塑件的設計,()塑料成型的工藝性能,影響塑料收縮性的主要因素:,收縮性,塑料的組成及結構、成型工藝方法、工藝條件、制件幾何形狀及金屬嵌件的數(shù)量、模具結構、澆口形狀與尺寸等,收縮的主要形式:線型收縮 方向性收縮 成型后收縮,學習任務一 塑件的設計,收縮性,a塑料品種 b制件結構 c模具結構 d成型溫度 e成型壓力 f成型時間,影響熱塑性塑料收縮性的主要因素,結晶性,聚合物結晶的特點,結晶速度慢,結晶不完全
8、,結晶型塑料成型時的注意事項,學習任務一 塑件的設計,熱敏性,吸濕性,成型時應選用螺桿式注射機 嚴格控制料溫和成型時間 加入穩(wěn)定劑,吸濕性強的塑料成型前,一般都要經(jīng)過干燥,相容性,分子結構相似者較易相容,吸濕性弱的材料,成型前可不干燥,分子結構不同時較難相容,塑料模塑成型工藝條件,定義,學習任務一 塑件的設計,塑料的可模塑性:一定的溫度和壓力、塑料在模具中、可模塑成型的能力,塑料的模塑窗口,內容,學習任務一 塑件的設計,成型區(qū)域;表面不良線;缺料線; 塑料分解線; 溢料線,成型溫度過高:塑料分解、 收縮率也會增大,成型溫度過低:熔體黏度 大,流動困難,過高的壓力:溢料、內 應力,壓力過低:充模
9、不足,目的與要求:,目的: 通過學習塑件的設計,能對塑件不合理的設計進行修正,并在塑件的創(chuàng)新設計時,能考慮產(chǎn)品對模具設計及成型的影響, 為產(chǎn)品設計打下基礎。 要求: 1、能對塑件不合理的設計進行修正,學習任務一 塑件的設計,學習活動3塑件的設計,重點與難點:,重點: 1、制件設計的基本原則 2、塑件的形狀和結構設計 難點: 1、塑件形狀、加強肋設計 2、鉸鏈、金屬嵌件設計,學習任務一 塑件的設計,學習活動3塑件的設計,塑料的成型工藝特性對塑件質量的影響,定義,學習任務一 塑件的設計,脫模斜度:沿脫模方向、塑件內外表面上、足夠的斜度,加強肋:增加強度、剛度,金屬嵌件:塑件內嵌入金屬零件,塑件的
10、尺寸精度:制件尺寸、產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度,支承面:支承物體的平面,制件設計的基本原則,內容,學習任務一 塑件的設計,需考慮原料的物理、化學、機械性能和成型工藝特性,滿足使用要求,力求結構簡單、壁厚均勻、成型方便,有利于模具的分型、排氣、補縮和冷卻,模具型腔易于制造,模具抽芯和推出機構簡單,需考慮原料價格,模具成本及壽命,產(chǎn)品的利潤率等,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,設計的主要內容包括: 塑件形狀、尺寸精度、表面粗糙度、脫模斜度、壁厚、加強肋、支承面、凸臺、孔、圓角、螺紋、金屬嵌件、文字符號及標記等,設計的目標: 滿足性能要求、結構合理、造型美觀、成型方便。,塑件的形狀和結構設
11、計,學習任務一 塑件的設計,塑件形狀,盡量避免側孔或側向凸凹,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,塑件尺寸精度及表面粗糙度,盡可能選用低精度等級,可根據(jù)GB/T14886-2008的標準來選取,模具表面粗糙度要比制件的要求低級( 值更?。?可參考GB/T14234-1993的標準來選取,一般取為0.21.6,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,脫模斜度,取值方向,基本尺寸標注方法,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,壁厚,壁厚盡可能地均勻,加強肋,加強肋的高度L=(13) 肋根寬b=(1/41/2) 制件厚度2mm時, 可取= 肋根過渡圓角R=(1/8 1/4)
12、肋端部圓角r=/8 收縮角 兩肋的間隔,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,支承面及凸臺,底腳(三點或四點)支承、邊框支承,凸臺,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,孔,孔與邊距離,孔的大小設計,孔的成型方法, 倍的塑件壁厚,參考相關的設計手冊,與孔的形狀、大小有關,通孔成型,斜孔、復雜孔的成型方法,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,圓角,圓角特點,圓角尺寸,避免應力集中,有利于充模和脫模。,有利于提高模具強度、便于模具制造,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,螺紋,塑件上的螺紋可直接模塑成型、也可機加工,不宜采用細牙、精度不能要求太高、一般低于MT3級,金屬嵌件。,金屬嵌件與塑件連接的方法,黏結、壓入、一起成型,設計帶嵌件的塑件應注意的問題,如何保證嵌件在塑件中固定牢固?,塑件的形狀和結構設計,學習任務一 塑件的設計,鉸鏈的截面形式,鉸鏈的設計要點: 薄、厚度均勻、脫模時彎折、不長、圓弧過渡,學習任務一 塑件的設計,