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塑料的基本概念:
7 V( o6 I1 O( [; m" L& `〈一〉、塑料的定义及组成, ; U# a2 e$ K# ]" u( {5 p. g
塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有 塑性和流动性,可被塑制成一定形状,且在一定条件下保持形状不变的材料。 8 I' |) B B0 h7 J) ~
组成:聚合物合成树脂(40 ~ 100%) $ [0 ? b. M0 ^4 L/ n8 A6 z
辅助材料:增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。 0 y9 ~; k& e( n2 K
辅助材料作用:改善材料的使用性能与加工性能,节约树脂材料(贵)
8 o% u% _8 {- Y2 B" r5 I. w〈二〉塑料的分类:
0 `. l: `' Z0 F7 y9 \& i300余品种,常用的是40余种 9 ]7 Z. m7 ~- P* I
名称是以所使有的合成树脂作为名称来称呼:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、氧树脂,俗称:电木(酚醛树脂),有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂),玻璃钢(热固性树脂用玻璃纤维增强);英文名称:尼龙(聚酰胺)PA 聚乙烯 PE
! K1 Y# C( f7 j分类:热固性塑料与热塑性塑料(按塑料的分子结构) / Z- e: @+ y$ C1 |
1、 热塑性塑料
' X* x, Q$ _$ L具有线型分子链成支架型结构加热变软,泠却固化不可逆的 . J6 H& D* b5 g2 M! Z
2、 热固性塑料:
5 G4 f6 h2 D/ v* O9 E4 X0 F* ^2 X具有网状分子链结构加热软化,固化后不可逆.
* R3 G0 i; C: f4 o通用塑料:指产量大,用途广。价格低廉的一类塑料。如:聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,醛酚塑料,氨基塑料占塑料产量的60% : f5 o: M& e8 S- {6 q7 e/ b
工程塑料:指机械性能高,可替代金属而作工程材料的一类,尼龙,聚磷酸脂,聚甲醛,ABS
. k3 G* p2 d W" n M8 k特种塑料:隙氧树脂
- ~( }9 Z4 u( D* h7 o( k+ S* Q〈三〉塑料的性能 9 {; `8 [1 s/ G' W( ~$ H$ N
1、 质量轻,密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm ; Z5 F$ F J" T1 N& K
2、 比强度高:是金属材料强度的1/10 。 玻璃钢强度更高 + l3 A$ V( `; N; n
3、 化学稳定性好
- `+ d. `; n: r' L1 q4、 电气绝缘性能优良
2 R' S3 |2 ]1 O5 y1 B5、 绝热性好 h( I! W7 A! ]& w. n
6、 易成型加工性,比金属易 * f/ \* l: c/ I" a+ a
7、 不足:强度,刚度不如金属,不耐热。 100C以下热膨胀系数大,易蠕变,易老化。) b/ s% n# D, o3 z0 T
热塑性塑料成型加工性能:
$ l2 c; h) n) P6 i5 j( g〈一〉 吸湿性:吸水的(ABS.尼龙,有机中玻璃)懦水的(聚乙烯)含水量大,易起泡,需干燥。 0 i6 `6 _/ y5 v) {" w# _
〈二〉 塑料物态: ( S. j8 @! l0 v# }6 k, h9 F
1、 玻璃态:一般的塑料状态 TG 高于室温。
: `( ^" U. h c: r2、 高弹态:温度商于 TG ,高聚物变得像橡胶那样柔软,有弹性。 . V7 ?3 k" y6 |- W0 Y
3、 粘流态:沾流化温度以上,高聚物相继出现塑料流动性与粘性液体流动区移,塑料成型加工就在材料的粘流态进引。
% H8 S- [% K! o2 o0 o5 N〈三〉 流动性:
6 O7 z8 n! u' n k塑料在一定温度压力作用下,能够充分满模具型腔各部分的性能,称作流动性。 & w: Q3 n' g( F9 v% N
流动性差,注射成型时需较大的压力;流动性太好,容易发生流涎及造成制件溢边。 . @' x, d7 ]9 |" W, J% o/ r
〈四〉 流变性:高聚物在外加作用下产生流动性与变形的性质叫流变性。 ! s7 p a# j8 `9 Q7 x+ \' H
牛顿型流体与非牛顿型流体。 ( ^4 J1 J% l; A+ N
牛顿流体 :主要取决于(流变形为)剪切应力,剪切速率和绝对粘度,低分子化合物的液体或溶液流体属于牛顿流体。 3 t6 {8 B' m1 v/ X
大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体。
/ v7 M% r8 S8 H* S9 `〈五〉 结晶性:冷凝时能否结晶。 , R! l. ]0 o( ?6 d8 Z
无定型塑料与结晶型塑料。 5 p& N# Z& V/ H. w+ l H
结晶型:尼龙,聚丙烯,聚乙烯,无定型塑料:ABS
$ N7 G+ g, D) s3 H6 o〈六〉 热敏性与水敏性。
4 O/ r1 @# R1 G7 [2 t) x: q〈七〉 相熔性:熔融状态下,两种塑料能否相熔到一起,不能则会分层,脱皮。
& F3 E* ~2 h0 g) O〈八〉 应力开裂及熔体破裂。 ( x3 E2 f% b/ }2 l$ p+ b
〈九〉 热性能及冷却速度。 F: S8 H3 d" h
〈十〉 分子定向(取向)。
6 K0 b' c( t; N" C5 a, n* U' x〈十一〉收缩性。 + v7 n- p. j/ e6 e" h$ F* x% h
〈十二〉毒性,刺激性,腐蚀性。
, R. M: v2 D6 q9 n$ B8 x' I热塑料制品设计原则 - {- k' l3 `0 c' U* z' J6 b
一、 尺寸,精度及表面精粗糙度
# Q" U# Z R8 }〈一〉尺寸 3 @% E9 h W9 Y3 c) R0 V5 @
尺寸主要满足使用要求及安装要求,同时要考虑模具的加工制造,设备的性能,还要考虑塑料的流动性。 ( c8 H9 p. K+ Q4 K2 w3 |
〈二〉精度 % Z# ]0 c8 q4 P$ I! Q ~
影响因素很多,有模具制造精度,塑料的成份和工艺条件等。 . ]. l E# Q2 g# A N) v( g) ~& P2 G* A
〈三〉表面粗糙度
3 C0 W9 [7 o9 H! J& @+ ?/ k由模具表面的粗糙度决定,故一般模具表面粗糙比制品要低一级,模具表面要进引研磨抛光,透过制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度要一致 Ra 〈 0.2 um : X! M2 }$ P/ c+ y$ U
塑件圈上无公差要求的仍由尺寸,一般采用标准中的8 级,对孔类尺寸可以标正公差,而轴类各件尺寸可以标负出差。中心距尺寸可以棕正负公差,配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。 + \4 y4 h1 E" b9 F
二、 脱模斜度 ! h" i! B! f, Z$ |
由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象,使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分,使塑件取出困难,强行取出会导至塑件表面擦分,拉毛,为了方便脱模,塑件设计时必须考虑与脱模(及轴芯)方向平行的内、外表面,设计足够的脱模斜度,一般1°——1°30`。 . h# `- U9 H' l) ?" O, n
一般型芯斜度要比型腔大,型芯长度及型腔深度越大,则斜度不减小。 : D1 Q6 M8 L5 ]5 F- y
三、 壁厚 9 X6 m! k5 \* w4 ~) T
根据塑件使用要求(强度,刚度)和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定
9 x& x6 s; ~) g. W& |壁厚太小,强度及刚度不足,塑料填充困难 & `9 O- U% y- v0 N" i2 R7 T
壁厚太大,增加冷却时间,降低生产率,产生气泡,缩孔等 。
2 v2 O) m5 c3 c2 U& z要求壁厚尽可能均匀一致,否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力,引起塑件的变形及开裂。
/ v# b% B: I" N' F" \& \4 s7 A% g四、加强筋
h/ ?# [/ W! Y3 T4 y) z! b% |5 k设计原则: ) h; c" D8 B3 I0 Z: w
〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上,使支承面易于平直。 / a Z. Z# w! {' s ` {. J# d
〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。
K5 o. z8 J! L& W〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。
# g* o' B* [; R* ?五、支承面 5 e2 l5 V+ y; E/ c
塑件一般不以整个平面作为支承面,而取而代之以边框,底脚作支承面。 # s0 o3 P) J, R, B6 r. i+ h
六、圆角
' x9 a" S* C/ J; A; d1 V' Q, j6 P$ {要求塑件防有转角处都要以圆角(圆弧)过渡,因尖角容易应力集中。
. U: g! Y+ w8 c3 e" }7 l4 @) v塑件有圆角,有利于塑料的流动充模及塑件的顶出,塑件的外观好,有利于模具的强度及寿命。
* {( }* v( R n七、孔(槽) ; G' |) m7 f* C, Z4 N: G
塑件的孔三种成型加工方法: % i4 N3 h! l: B! s
(1)模型直接模塑出来。 - ~. e0 O0 Q$ i: h; Z
(2)模塑成盲孔再钻孔通。
3 o/ s' e- f4 t3 {0 ^5 ^/ e3 O(3)塑件成型后再钻孔。先模塑出浅孔好。 " Z( k& W& o% X8 }2 G
1、 模塑通孔要求孔径比(长度与孔径比)要小些,当孔径〈1.5MM,由于模芯易弯曲折断,不适于模塑 模塑型芯的三种方式。
0 |* @7 q, a1 K( [2、 肓孔的深度:h 〈 (3—5)d * b" K- I- a, y$ F
d〈 1.5时, h 〈 3d " W" n: n% ], b4 U( g6 f
3、 异形孔(槽)设计
5 }+ w6 Q% y4 h' [1 t3 t0 E1 h塑件如有侧孔或凹槽,则需要活动块或抽芯机构"平行射成原则"确定塑件侧孔(槽)是否适合于脱模。 $ M1 b0 \8 r) I: y6 z
热塑性塑料中软而有弹性的,如聚乙烯,聚丙烯,聚甲醛导制品,内孔与外像浅的可强制脱模。 , Q" H8 O% I: y# h1 O" t ^0 q
八、螺纹 2 _2 ~. P& v4 X4 b1 c! P6 ?! a
塑件中的螺纹可用模塑成型出来,或切削方法获得通常折装或受力大的,要采用
8 U' ]3 n* ~2 n) C9 v金属螺纹嵌件来成型。 : n m: V2 Z; s6 Z" e: }3 J
九、嵌件 6 g- S' R: i% e3 D
为了增加塑料制品整体或某一部位的强度与刚度,满足使用的要求,常在塑件体内设置金属嵌件。 8 Q0 f0 W' D+ Y" j e3 D1 Y
由于装潢或某些特殊需要,塑料制品的表面常有文字图案。 * W: j, t+ L; A4 R3 v
1、 标志
- ~8 [* W8 `+ y2、 凹凸纹:如把手,旋钮,手轮制品的固边,以增加摩擦力,凹凸纹要做成直纹,以便于脱模。
+ l+ r: |: m, B0 e# l3、 花纹:凹凸纹,皮革纹,桔皮纹,纹浪纹,点格纹,菱形纹。 7 E1 z9 Z/ F3 `5 b1 V, e; G
加工花纹方法:电火花加工,照像化学磨蚀,雕刻冷挤压。
% Q, D$ b4 ~$ A. N) M' N/ b注射成型概述 / a: ^* `* J; a3 ^
一、 注射成型原理与过程: ; |# g8 h3 H/ e9 n
是热塑性塑料成型的一种主要加工方法
: K: k# S% h0 X' N1、 合模,加料,加热,塑化,挤压 7 b5 g+ b3 p& j7 t6 `0 I
2、 注射,保压,冷却,固化,定型 0 q! M% A2 v/ j
3、 螺杆嵌塑,脱模顶出 , t" h- U9 O9 S* O
二、 注射成型设备
7 H5 ^ p) Z( b5 B〈一〉注射成型机的分类:
5 a- M: @1 z A: W7 P# r" ^- b; i〈1〉 按用途:热塑性塑料注射成型机,热固性塑料注射成型机 9 D5 P/ H$ A, y( O4 r" m( n
〈2〉 按外形:立式,卧式,角式 & o0 @+ ^, E0 X# k2 W) h
〈3〉 按能力:小型(〈50cm注射量,中型(50~1000cm^)大型〉1000cm^
! Q0 ^1 g7 V" x〈4〉 按塑化分:有塑化装置,有塑化装置 ) W4 \9 w7 {7 }% e
〈5〉 按操作:手动,半回动,自动
+ u$ G' H3 y ^! v6 A〈6〉 按绕动:机械绕动,液压绕动,机械液压绕动 9 S- J2 w. c" X+ P, E* ` m
〈二〉 注射成型的结构组成
/ V: x+ w, L( R5 [5 U1、 注射紧绕:料斗,塑化部件(料筒,螺杆,电热圈)喷嘴。
( x- d$ t0 `+ f+ f2、 锁模紧绕:实现模具的启闭,锁紧,塑件顶出。 % Y- p3 ?" s4 m1 j9 ?; [7 v
3、 传动操作控制紧绕。 0 p/ U* j9 ?4 ?, `' i5 p
〈三〉 注射机的型号,规格,基本参数 7 B0 p4 g8 {7 n7 |1 m. O
1、 一般以注射量表示注射机的容量,Xs - ZY ,25表示:一次最大注射量为 1- 25CM^的倒式螺杆注射成型机.
$ l4 H7 v& f( y$ i; N, T2、 基本参数:公称注射量,合模压力,注射压力,注射速度,注射功率,塑化能力,合模与开模速率,机器盾隙次数,最大成型面积,模板尺寸,模板间距离,模板过程。 * O2 c* I5 |; [9 _6 z/ d: E2 j- ?
〈四〉 注射成型机的工作过程 6 [0 ^; X+ g) _5 a2 \3 Q+ S6 L P
& X/ |9 e3 W T. c- u, }7 i" T) J
$ E5 b' w4 w; M/ { y
注射成型模具基本结构及分类
' @5 @$ k P, N" v1 o一、 基本结构,根据部分起作用不同分类: ( G$ N" S3 m2 \ @7 V4 p/ k) a
〈一〉 浇注系统 & O9 x6 }" z2 q4 `# T
将塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统,其由主流道,分流道,内浇口,冷料穴等结构组成,由零件的浇注套,拉料杆等组成。
: `. A6 @# O7 D: B〈二〉 成型零件
" @& z$ T) d, D. P, f/ o" H" c是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件,由型芯(成型塑件内部形状),型腔(成型塑料外部形状),成型杆,镶块等构成。
) o* j& r& l. D; L6 z〈三〉 结构零件
k* R1 g- K7 ?3 q- V5 R9 K. Z% C构成零件结构的各种零件,在模具中起安装,导向,机构动作及调温等作用。 . L, x! ~ h/ y" L2 K
导向零件:导柱,导套 。
% X. N+ \1 a$ p9 l4 a. [" g: `装配零件:定位隙,定模底板,定模板,动模板,动模垫板,模脚
+ `2 v, A' F$ b! n0 H- \; w冷却加热系统 1 J/ b5 p( ]- O, c( C5 b
- [4 j0 r( L: x$ I, `1 C9 l5 W根据其运动特点均可分为两大部分: ) Q2 f: U8 @. E3 }
定模部分:一部份留于模具机座的定模板上,
* j' d/ A0 J5 P8 |5 }动模部分:随注射机动模板运动的部分 3 H6 F9 F* h; T
定模部分与动模部分闭合则可形成型腔与浇注系统
7 J) b) q; `& t0 a6 x1 _7 o, C二、 模具的分类
6 z" ?4 P: \2 A〈一〉 按注射机类型分: 2 _: W4 _6 O8 u
立式注射机,卧式注射机,直角式注射机上用的模具 & P4 @+ X6 ^2 G" c$ H h. _: W: }
〈二〉 按注射模具的总体结构特征分: % q' _( p- G9 g. O4 b
1、 单分型面模 分流道位于分型面上,需切除流道凝料。(模拟动画)
k! i4 M: \5 S* P4 B" U2、 点浇口脱出模具(三板式模具)(模拟动画) 0 o e2 |# K! P6 W$ q
3、 带横向轴芯的分型模具(模拟动画)
! x3 d) E S' ^) D5 \4、 自动卸螺纹注射成型模具 |
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