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文档简介
1、第六节第六节 锻造锻造 锻造锻造是在加压设备及工(模)具的作用下,通过金是在加压设备及工(模)具的作用下,通过金属体积的转移和分配,使坯料、铸锭产生局部或全部属体积的转移和分配,使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形,以获得具有一定几何尺寸、形状和质量的塑性变形,以获得具有一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。的锻件的加工方法。锻造的目的锻造的目的是使坯料成形及控制是使坯料成形及控制其内部组织性能达到所需几何形状、尺寸以及品质的其内部组织性能达到所需几何形状、尺寸以及品质的锻件。锻件。 一般铸件的内部组织和力学性能不如锻件。一般铸件的内部组织和力学性能不如锻件。 比较重要的零件都选用锻造工艺
2、过程生产。比较重要的零件都选用锻造工艺过程生产。 原则上任何一种金属材料都可用锻造方法制成锻原则上任何一种金属材料都可用锻造方法制成锻件或零件。随着锻造工业的发展,锻件的精度和表件或零件。随着锻造工业的发展,锻件的精度和表面粗糙度逐步达到了车床、铣床加工的水平。特别面粗糙度逐步达到了车床、铣床加工的水平。特别是粗糙度,有的精锻件甚至超过磨削加工水平。是粗糙度,有的精锻件甚至超过磨削加工水平。 冷镦、冷挤压、冷精压件(锻件)可以不需机械冷镦、冷挤压、冷精压件(锻件)可以不需机械加工或少量机械加工而直接装机使用。加工或少量机械加工而直接装机使用。 按所用的工具不同,锻造可分为自由锻和模锻两按所用的
3、工具不同,锻造可分为自由锻和模锻两大类。大类。 自由锻自由锻(open die forging)只使用简单工具利)只使用简单工具利用上下砧直接使坯料成形。用上下砧直接使坯料成形。 自由锻的工序包括自由锻的工序包括基本工序、辅助工序和修整基本工序、辅助工序和修整工序工序。 常用的自由锻设备有空气锤、蒸汽常用的自由锻设备有空气锤、蒸汽空气自由空气自由锻锤、液压机等。锻锤、液压机等。 自由锻锤自由锻锤压力机(液压,水压)压力机(液压,水压)(一)自由锻基本工序(一)自由锻基本工序 1. 1.镦粗镦粗 使坯料高度减小而横截面积增大的锻造工序称为镦粗使坯料高度减小而横截面积增大的锻造工序称为镦粗 2.2
4、.拔长拔长 使坯料横截面减小而长度增加的锻造工序叫拔长。使坯料横截面减小而长度增加的锻造工序叫拔长。3.3.冲孔冲孔 将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序称为冲孔。将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序称为冲孔。 4 4 错移错移 错移是指将坯料的一部分相对于另一部分平移错移是指将坯料的一部分相对于另一部分平移错开,但仍保持轴线平行的锻造工序。错开,但仍保持轴线平行的锻造工序。 5 5 锻接锻接 锻接是指将坯料在炉内加热至高温后用锤快击锻接是指将坯料在炉内加热至高温后用锤快击,使两坯料在固相状态下结合的方法。,使两坯料在固相状态下结合的方法。 6 6 弯曲弯曲 弯曲是指采用一定的工模具将坯料弯成规定外弯
5、曲是指采用一定的工模具将坯料弯成规定外形的锻造工序。形的锻造工序。 二、模型锻造(二、模型锻造(Model ForgingModel Forging) 利用模具使毛坯变形获得锻件的锻造方法称为模型锻造。利用模具使毛坯变形获得锻件的锻造方法称为模型锻造。 1. 1. 锤上模锻锤上模锻 在锻锤上进行的模锻称为锤上模锻。在锻锤上进行的模锻称为锤上模锻。 锤上模锻示意图:锤上模锻示意图:模锻件图:模锻件图:2. 2. 锻造压力机上模锻锻造压力机上模锻 (1 1)热模锻压力机上模锻)热模锻压力机上模锻 热模锻压力机采用整体床身或有预应力的框架式机身,热模锻压力机采用整体床身或有预应力的框架式机身,通过曲
6、柄连杆机构使滑块往复运动进行模锻。热模锻压力机通过曲柄连杆机构使滑块往复运动进行模锻。热模锻压力机滑块运动精确,模具有导向装置,分为预成形、预锻、终锻滑块运动精确,模具有导向装置,分为预成形、预锻、终锻等工步。等工步。 (2 2)螺旋压力机上模锻)螺旋压力机上模锻 螺旋压力机是利用飞轮旋转积蓄的能量,靠主螺杆的旋螺旋压力机是利用飞轮旋转积蓄的能量,靠主螺杆的旋转带动滑块上、下运动使坯料模锻成形的。转带动滑块上、下运动使坯料模锻成形的。 (3 3)平锻机模锻)平锻机模锻 平锻机是具有镦锻滑块和夹紧滑块的卧式压力机,其主平锻机是具有镦锻滑块和夹紧滑块的卧式压力机,其主滑块水平运动,故称之为平锻机。
7、滑块水平运动,故称之为平锻机。第七节第七节 冲压成形冲压成形冲压成形(冲压成形(Sheet FormingSheet Forming) 板材冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法板材冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。板材冲压成形具有下列特点:。板材冲压成形具有下列特点: 板材冲压生产主要是依靠冲模和冲压设备完成加工,工艺板材冲压生产主要是依靠冲模和冲压设备完成加工,工艺过程便于实现机械化和自动化,生产率很高,操作简便,故零件过程便于实现机械化和自动化,生产率很高,操作简便,故零件成本低。成本低。 可以冲压出形状复杂的零件,一般不需再进行切削加工,可以冲压出形状复杂的零
8、件,一般不需再进行切削加工,且废料较少,因而节省原材料和能源消耗。且废料较少,因而节省原材料和能源消耗。 板材冲压常用的原材料有低碳钢以及塑性高的合金钢和有板材冲压常用的原材料有低碳钢以及塑性高的合金钢和有色金属,多是表面质量好的板料、条料或带料,产品重量轻、色金属,多是表面质量好的板料、条料或带料,产品重量轻、材料消耗少、强度高、刚性好。材料消耗少、强度高、刚性好。 冲压件的尺寸公差主要由冲模来保证,因此产品具有足够冲压件的尺寸公差主要由冲模来保证,因此产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度,尺寸稳定,互换性好。但冲模高的精度和较低的表面粗糙度,尺寸稳定,互换性好。但冲模制造复杂、成本高,只
9、有在大批量生产条件下,其优越性才显制造复杂、成本高,只有在大批量生产条件下,其优越性才显得突出。得突出。 冲压生产中常用的设备是剪床和冲床冲压生产中常用的设备是剪床和冲床。 (二)变形工序(二)变形工序 变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序,如不破裂的工序,如拉深、弯曲、翻边、成形拉深、弯曲、翻边、成形等。等。1. 1. 拉深(拉深(Deep FormingDeep Forming) 拉深是利用拉深模具使冲裁后得到的平板坯料变形成开拉深是利用拉深模具使冲裁后得到的平板坯料变形成开口空心件的冲压工序。拉深可以制成筒形、阶梯形
10、、盒形、口空心件的冲压工序。拉深可以制成筒形、阶梯形、盒形、球形、锥形及其它复杂形状的薄璧零件。球形、锥形及其它复杂形状的薄璧零件。 2. 2. 弯曲(弯曲(BendingBending) 弯曲是将坯料弯成具有一定角度和曲率的变形工序。弯曲弯曲是将坯料弯成具有一定角度和曲率的变形工序。弯曲时还应尽可能使弯曲线与板料纤维垂直时还应尽可能使弯曲线与板料纤维垂直。 . . 胀形胀形 胀形主要用于平板毛坯的局部成形(或叫起伏成型),如胀形主要用于平板毛坯的局部成形(或叫起伏成型),如压制凹坑,加强筋,起伏形的花纹及标记等。胀形所使用的模压制凹坑,加强筋,起伏形的花纹及标记等。胀形所使用的模具可分为钢模
11、和软模两类。具可分为钢模和软模两类。 4. 4. 翻边翻边 翻边是在带孔的平坯料上用扩孔的方法使板料沿一定的翻边是在带孔的平坯料上用扩孔的方法使板料沿一定的曲率翻成直立边缘的冲压成形方法。曲率翻成直立边缘的冲压成形方法。 . . 旋压旋压 有些空心回转体件还可用旋压方法来制造。旋压是在专有些空心回转体件还可用旋压方法来制造。旋压是在专用旋压机上进行。用旋压机上进行。 第七章第七章 高分子材料成形与加工高分子材料成形与加工第一节第一节 塑料成形加工塑料成形加工 任何对塑料产品的讨论都离不开生产制造的技术问任何对塑料产品的讨论都离不开生产制造的技术问题。许多塑料产品都可以由多种加工工艺制造而成。题
12、。许多塑料产品都可以由多种加工工艺制造而成。选择正确的生产流程有以下几点标准:产品的形状,选择正确的生产流程有以下几点标准:产品的形状,材料的要求,想投资的模具数量和你想制造的零件材料的要求,想投资的模具数量和你想制造的零件数量。注塑的工具投资相当高,但是单件的价格往数量。注塑的工具投资相当高,但是单件的价格往往很低。其他的方法相对较低,但是单件产品价格往很低。其他的方法相对较低,但是单件产品价格却较高。却较高。 塑料的工艺特性是指将塑料原料转变为塑料制塑料的工艺特性是指将塑料原料转变为塑料制品的工艺特性,即塑料的成型加工性。塑料的品的工艺特性,即塑料的成型加工性。塑料的成型方法很多根据加工时
13、聚合物所处状态的成型方法很多根据加工时聚合物所处状态的不同,塑料成型加工的方法大体可分为三种:不同,塑料成型加工的方法大体可分为三种: 1、处于玻璃态的塑料,可以采用车、铣、钻、刨、处于玻璃态的塑料,可以采用车、铣、钻、刨等机械加工方法和电镀、喷涂等表面处理方法。等机械加工方法和电镀、喷涂等表面处理方法。 2、当塑料处于高弹态时,可以采用热压、弯曲、当塑料处于高弹态时,可以采用热压、弯曲、真空成型等加工方法。真空成型等加工方法。 3、把塑料加热到粘流态,可以进行注射成型、挤、把塑料加热到粘流态,可以进行注射成型、挤出成型、吹塑成型等加工。出成型、吹塑成型等加工。 塑料成型方法的选塑料成型方法的
14、选择取决于塑料的类型择取决于塑料的类型(热塑性或热固性热塑性或热固性)、特性、起、特性、起始状态及制成品的结构、尺寸和形状等。始状态及制成品的结构、尺寸和形状等。 液态成型类似于金属铸造工艺。在液态成型中,液态成型类似于金属铸造工艺。在液态成型中,当加热过的树脂进入模具或在模具中混合时候,当加热过的树脂进入模具或在模具中混合时候,(常是加压状态,)树脂为液态。在某些工艺(常是加压状态,)树脂为液态。在某些工艺中,树脂不会变为液体而在模具中的时候,热中,树脂不会变为液体而在模具中的时候,热固性塑料常象面团一样柔软。液态填充型腔时固性塑料常象面团一样柔软。液态填充型腔时向液体一样,使得柔顺的零件具
15、有极好的细部。向液体一样,使得柔顺的零件具有极好的细部。 塑料成型工艺的基本知识塑料成型工艺的基本知识 塑料制成品性能的好坏,除与所用塑料的品种、塑料制成品性能的好坏,除与所用塑料的品种、结构以及性能有关外,还与成型的方法和所采结构以及性能有关外,还与成型的方法和所采用的工艺条件等因素有关。用的工艺条件等因素有关。 塑料成型加工的特点:塑料成型加工的特点: 塑料的粘性流动塑料的粘性流动 :无论是热塑性塑料还是热固:无论是热塑性塑料还是热固性塑料,其成型都是在流动状态下进行的。所以,性塑料,其成型都是在流动状态下进行的。所以,在选择原材料、考虑成型方法和解决工艺条件时,在选择原材料、考虑成型方法
16、和解决工艺条件时,都必须认真研究不同品种塑料的流动性问题。都必须认真研究不同品种塑料的流动性问题。 塑料成型过程中的松弛现象和内应力:在外力塑料成型过程中的松弛现象和内应力:在外力作用下,塑料高分子链由原来的形状过渡到与作用下,塑料高分子链由原来的形状过渡到与外力相适应的另外一种状态,需要一定的时间,外力相适应的另外一种状态,需要一定的时间,形成过程中的这种现象,称为松弛现象。由于形成过程中的这种现象,称为松弛现象。由于松弛现象的存在,常会导致成品内部出现应力。松弛现象的存在,常会导致成品内部出现应力。 塑料成型过程中的膨胀效应塑料成型过程中的膨胀效应 :塑料熔体在成:塑料熔体在成型过程中同时
17、伴有弹性变性发生,当造成变形型过程中同时伴有弹性变性发生,当造成变形的外力去除后,熔体流动造成的变形有一部分的外力去除后,熔体流动造成的变形有一部分要恢复,这种现象称为膨胀效应。例如在要恢复,这种现象称为膨胀效应。例如在175-200度温度下快速挤出聚苯乙烯(度温度下快速挤出聚苯乙烯(PS)熔体时,熔体时,棒材直径将可能比模孔直径膨胀棒材直径将可能比模孔直径膨胀2.8倍。倍。 塑料的工艺性能:塑料的工艺性能:a) 吸湿性:塑料依据其对水分的亲疏程度,大致可吸湿性:塑料依据其对水分的亲疏程度,大致可分为有吸湿或粘附水分倾向的(如尼龙分为有吸湿或粘附水分倾向的(如尼龙PA、ABS)和既不吸水又不粘
18、附水分的(聚苯乙烯和既不吸水又不粘附水分的(聚苯乙烯PS、聚乙聚乙烯烯PE)两大类。两大类。b) 收缩性:塑料制件从热模中取出冷却至室温后,收缩性:塑料制件从热模中取出冷却至室温后,其尺寸缩减的特性。塑料的收缩率是模具设计的其尺寸缩减的特性。塑料的收缩率是模具设计的一个重要依据。一个重要依据。c) 相溶性:指两种不同品种的塑料,在熔融状态下相溶性:指两种不同品种的塑料,在熔融状态下能否相混融的性质。一般来说,分子结构相似的能否相混融的性质。一般来说,分子结构相似的较容易相溶。借助混融方法来改进单一塑料的性较容易相溶。借助混融方法来改进单一塑料的性能,合理选择各种添加剂。能,合理选择各种添加剂。
19、 塑料制品常用的主要原料和辅助材料塑料制品常用的主要原料和辅助材料 塑料制品常用的主要原料和辅助材料,一般包括塑料制品常用的主要原料和辅助材料,一般包括合成树脂和各种添加剂两大部分。合成树脂是塑合成树脂和各种添加剂两大部分。合成树脂是塑料中对各种添加剂起粘结作用的主要成分,一般料中对各种添加剂起粘结作用的主要成分,一般占占30%100%,对塑料的基本性能有决定性的影,对塑料的基本性能有决定性的影响。添加剂则是为了改善塑料的某些性能,以获响。添加剂则是为了改善塑料的某些性能,以获取更满足使用要求的塑料制品,而在生产中特意取更满足使用要求的塑料制品,而在生产中特意加入的成分。加入的成分。 1)主要
20、原料:)主要原料:最常用的合成树脂有聚氯乙烯最常用的合成树脂有聚氯乙烯PVC、聚乙烯聚乙烯PE、聚丙烯聚丙烯PP、聚苯乙烯聚苯乙烯PS、聚酰胺聚酰胺PA、聚甲醛聚甲醛POM、酚醛树脂酚醛树脂PF和氨基塑料和氨基塑料UF/MF等。等。出厂时形状:粒状、粉状、液状、糊状等出厂时形状:粒状、粉状、液状、糊状等 2)辅助材料)辅助材料 :增塑剂、润滑剂、填充剂、着色剂、增塑剂、润滑剂、填充剂、着色剂、发泡剂、阻燃剂、抗氧剂、抗静电剂等。发泡剂、阻燃剂、抗氧剂、抗静电剂等。 塑料制品的一般生产过程塑料制品的一般生产过程 配方设计:配方设计:根据塑料制品的性能要求进行塑料各组成根据塑料制品的性能要求进行塑
21、料各组成分的配方设计。添加不同组分或不同剂量的添加剂可分的配方设计。添加不同组分或不同剂量的添加剂可制造出性能各异的不同塑料制品;制造出性能各异的不同塑料制品; 混炼:混炼:将树脂与各种添加剂充分混合,制成多相均态将树脂与各种添加剂充分混合,制成多相均态的混合物;的混合物; 造粒:造粒:将混合物塑料加工成便于成型时使用的颗粒状将混合物塑料加工成便于成型时使用的颗粒状半成品原料;如聚氯乙烯半成品原料;如聚氯乙烯PVC经造粒后要求粒料大小经造粒后要求粒料大小均匀,外形尺寸最大不超过均匀,外形尺寸最大不超过3-4mm; 成型:成型:用不同的成型工艺设备,将半成品加工成塑料用不同的成型工艺设备,将半成
22、品加工成塑料制件。制件。 塑料的成型工艺塑料的成型工艺 塑料成型是将不同形态塑料成型是将不同形态(粉状、粒状、溶剂或粉状、粒状、溶剂或分散体分散体)的塑料原料按不同方式制成所需形状的塑料原料按不同方式制成所需形状的坯件,是塑料制品生产的关键环节。的坯件,是塑料制品生产的关键环节。 1、注射成型、注射成型 注射成型又称注塑成型(注铸)。是热塑性塑料注射成型又称注塑成型(注铸)。是热塑性塑料的主要成型方法之一。这种工序使设计师获得彻的主要成型方法之一。这种工序使设计师获得彻底的自由,几乎能创造出想象中的所有形态,并底的自由,几乎能创造出想象中的所有形态,并且被应用在所有塑料产品的制造领域。最初只限
23、且被应用在所有塑料产品的制造领域。最初只限于热塑塑料,现在这种制模工序也可以用于部分于热塑塑料,现在这种制模工序也可以用于部分流动性较好的热固塑料的制造上。流动性较好的热固塑料的制造上。 其原理是利用注射机中螺杆或柱塞的运动,将料筒内其原理是利用注射机中螺杆或柱塞的运动,将料筒内已加热塑化的粘流态塑料用较高的压力和速度注入到已加热塑化的粘流态塑料用较高的压力和速度注入到预先合模的模腔内,冷却硬化后成为所需的制品。整预先合模的模腔内,冷却硬化后成为所需的制品。整个成型是一个循环的过程,每一成型周期包括:定量个成型是一个循环的过程,每一成型周期包括:定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件等加料熔
24、融塑化施压注射充模冷却启模取件等步骤。在现代塑料的成型技术中,用注射成型法生产步骤。在现代塑料的成型技术中,用注射成型法生产的制品,约占热塑性塑料制品的的制品,约占热塑性塑料制品的2030,注射成,注射成型原理如下图型原理如下图77所示。所示。 注射机是注射成型的主要设备,按外形特征可分注射机是注射成型的主要设备,按外形特征可分为卧式、立式和角式注射机为卧式、立式和角式注射机 注塑模具具有一个型腔,它的形状与需要加工成注塑模具具有一个型腔,它的形状与需要加工成型的零件形状相反。熔融的塑料通过模具中心的型的零件形状相反。熔融的塑料通过模具中心的浇铸口进入,填满模具。溶液在模具内部形成中浇铸口进入
25、,填满模具。溶液在模具内部形成中空的形状或者许多孔,如果该形状位置发生偏心,空的形状或者许多孔,如果该形状位置发生偏心,成型的零件会被切去一部分。成型的零件会被切去一部分。 双色注射是将两种颜料或材料注入同一个模具中,从而获双色注射是将两种颜料或材料注入同一个模具中,从而获得两种不同的肌理或颜色。得两种不同的肌理或颜色。 加工通常占入注塑成型的大部分费用。设计一个注塑件,加工通常占入注塑成型的大部分费用。设计一个注塑件,设计师应当充分考虑,避免尖角,并且保持壁厚一致。最设计师应当充分考虑,避免尖角,并且保持壁厚一致。最麻烦的成型就是在注塑件上形成切口。可以使用侧向力或麻烦的成型就是在注塑件上形
26、成切口。可以使用侧向力或后期处理打磨等拿走注塑中出现切口的零件。但侧向力减后期处理打磨等拿走注塑中出现切口的零件。但侧向力减慢了生产周期,并且最终需要维修,或者更换磨损的模具。慢了生产周期,并且最终需要维修,或者更换磨损的模具。 一个工具的其他零件还包括挡板或者顶销,能将成型好的一个工具的其他零件还包括挡板或者顶销,能将成型好的零件快速的推出,以进行下一个注塑周期。零件快速的推出,以进行下一个注塑周期。 注射成型方法有以下优点:高产量,高制造成本。注射成型方法有以下优点:高产量,高制造成本。能一次成型出外形复杂、尺寸精确和带嵌件的制品;能一次成型出外形复杂、尺寸精确和带嵌件的制品;可以极方便的
27、利用一套模具,成批生产得到尺寸、可以极方便的利用一套模具,成批生产得到尺寸、形状、性能完全相同的产品;生产性能好,成型周形状、性能完全相同的产品;生产性能好,成型周期短,一般制件只需期短,一般制件只需3060秒可成型,而且可实现秒可成型,而且可实现自动化或半自动化作业,具有较高的生产效率和技自动化或半自动化作业,具有较高的生产效率和技术经济指标。单件成本较低,但是通常需要更高的术经济指标。单件成本较低,但是通常需要更高的前期制造模具成本。前期制造模具成本。 典型用途:电脑机箱,垒高拼装玩具,塑料餐具。典型用途:电脑机箱,垒高拼装玩具,塑料餐具。 2、挤出成型(挤压成型)、挤出成型(挤压成型)
28、挤出成型又称挤塑成型,主要适合热塑性塑料成型,挤出成型又称挤塑成型,主要适合热塑性塑料成型,也适合一部分流动性较好的热固性塑料和增强塑料的成也适合一部分流动性较好的热固性塑料和增强塑料的成型。其原理是利用机筒内螺杆的旋转运动,使熔融塑料型。其原理是利用机筒内螺杆的旋转运动,使熔融塑料在压力作用下连续通过挤出模的型孔或口模,待冷却定在压力作用下连续通过挤出模的型孔或口模,待冷却定型硬化后而得各种断面形状的制品,其成型原理如图所型硬化后而得各种断面形状的制品,其成型原理如图所示。一台挤出机只要更换螺杆和机头,就能加工不同品示。一台挤出机只要更换螺杆和机头,就能加工不同品种塑料和制造多种规格的产品。
29、相对注铸而言,成本较种塑料和制造多种规格的产品。相对注铸而言,成本较低,但生产上常受限于最低长度的定购量。低,但生产上常受限于最低长度的定购量。 挤出模口模的截面形状决定了挤出制品的截面形挤出模口模的截面形状决定了挤出制品的截面形状,但是,挤出后的制品由于冷却受力等各种因素状,但是,挤出后的制品由于冷却受力等各种因素的影响,制品的截面形状和模头的挤出截面形状并的影响,制品的截面形状和模头的挤出截面形状并不是完全相同的。例如制品是正方形型材,见图不是完全相同的。例如制品是正方形型材,见图71 3(a),那么,口模形状肯定不是正方形的孔,那么,口模形状肯定不是正方形的孔,见图见图7-13(b);如
30、果将口模的孔设计成正方形见图如果将口模的孔设计成正方形见图713(d),则挤出的制品就是方鼓形,见图则挤出的制品就是方鼓形,见图713(c)。 挤出成型是塑料加工工业中应用最早、用途最广、挤出成型是塑料加工工业中应用最早、用途最广、适用性最强的成型方法。与其他成型方法相比,挤适用性最强的成型方法。与其他成型方法相比,挤出成型具有突出的优点:设备成本低,占地面积小,出成型具有突出的优点:设备成本低,占地面积小,生产环境清洁,劳动条件好,生产效率高;操作简生产环境清洁,劳动条件好,生产效率高;操作简单,工艺过程容易控制,便于实现连续自动化生产;单,工艺过程容易控制,便于实现连续自动化生产;产品质量
31、均匀、致密;可以机多用,进行综合性生产品质量均匀、致密;可以机多用,进行综合性生产。产。 挤出成型加工的塑料制品,主要是连续的型挤出成型加工的塑料制品,主要是连续的型材制品,如薄膜、管板、片、棒、单丝,扁带、网、材制品,如薄膜、管板、片、棒、单丝,扁带、网、复合材料、中空容器、电线被覆及异型材料等。复合材料、中空容器、电线被覆及异型材料等。 3压制成型压制成型 压制成型主要用于热固性塑料制品的生产,有模压压制成型主要用于热固性塑料制品的生产,有模压法和层压法两种。压制成型的特点是:制品尺寸范围法和层压法两种。压制成型的特点是:制品尺寸范围宽,可压制较大的制品;设备简单,工艺条件容易控宽,可压制
32、较大的制品;设备简单,工艺条件容易控制;制件无浇口痕迹,容易修整、表面平整、光洁;制;制件无浇口痕迹,容易修整、表面平整、光洁;制品收缩率小、变形小、各项性能较均匀;不能成型制品收缩率小、变形小、各项性能较均匀;不能成型结构和外形过于复杂、加强筋密集、金属嵌件多、壁结构和外形过于复杂、加强筋密集、金属嵌件多、壁厚相差较大的塑料制件;对模具材料要求高;成型周厚相差较大的塑料制件;对模具材料要求高;成型周期长,生产效率低,较难实现自动化生产。期长,生产效率低,较难实现自动化生产。 (1)模压成型模压成型 模压成型又称压塑成型。其原理是将定量的塑料模压成型又称压塑成型。其原理是将定量的塑料原料置于金
33、属模具内,闭合模具,加热加压,使塑原料置于金属模具内,闭合模具,加热加压,使塑性原料塑化流动并充满模腔,同时发生化学反应而性原料塑化流动并充满模腔,同时发生化学反应而固化成型,图固化成型,图7 1 4为模压成型示意图。模压成型制为模压成型示意图。模压成型制品质地致密,尺寸精确外观平整光洁,无浇口痕品质地致密,尺寸精确外观平整光洁,无浇口痕迹,但生产效率较低。是热固性塑料和增强塑料成迹,但生产效率较低。是热固性塑料和增强塑料成型的主要方法,部分热塑性塑料的成型也可采用此型的主要方法,部分热塑性塑料的成型也可采用此法,如聚四氟乙烯塑料先模压成型再烧结成制品。法,如聚四氟乙烯塑料先模压成型再烧结成制
34、品。 (2)层压成型层压成型 将浸渍过树脂的片状材料叠合至所需厚度后放入将浸渍过树脂的片状材料叠合至所需厚度后放入层压机中,在一定的温度和压力下使之粘合固化层压机中,在一定的温度和压力下使之粘合固化成层状制品,如图成层状制品,如图71-5所示。分为连续式层压所示。分为连续式层压成型和间歇式层压成型。层压成型制品质地密实,成型和间歇式层压成型。层压成型制品质地密实,表面平整光洁,生产效率高。多用于生产增强塑表面平整光洁,生产效率高。多用于生产增强塑料板材、管材、棒材和胶合板等层压材料。料板材、管材、棒材和胶合板等层压材料。 4、吹塑成型、吹塑成型 用挤出、注射等方法制出管状型坯,然后将压用挤出、
35、注射等方法制出管状型坯,然后将压缩空气通入处于热塑状态的型坯内腔中,使其缩空气通入处于热塑状态的型坯内腔中,使其膨胀成为所需形状的塑料制品。分为薄膜吹塑膨胀成为所需形状的塑料制品。分为薄膜吹塑和中空吹塑成型。用于制造塑料薄膜、中空塑和中空吹塑成型。用于制造塑料薄膜、中空塑料制品料制品(如瓶子、包装桶、油箱、玩具等如瓶子、包装桶、油箱、玩具等)。 (1)、薄膜吹塑、薄膜吹塑 薄膜吹塑成型是将熔融塑料从挤出机机头口模薄膜吹塑成型是将熔融塑料从挤出机机头口模的环行间隙中呈圆筒形薄管挤出,同时从机头的环行间隙中呈圆筒形薄管挤出,同时从机头中心孔向薄管内腔吹入压缩空气,将薄管吹胀中心孔向薄管内腔吹入压缩
36、空气,将薄管吹胀成直径更大的管状薄膜成直径更大的管状薄膜(俗称泡管俗称泡管),冷却后卷,冷却后卷取。薄嗅吹塑成型主要用于生产塑料薄膜。图取。薄嗅吹塑成型主要用于生产塑料薄膜。图71 6为薄膜吹塑成型示意图。为薄膜吹塑成型示意图。 (2)中空吹塑中空吹塑 中空吹塑成型是生产中空塑料制品的方法。通常有以下几中空吹塑成型是生产中空塑料制品的方法。通常有以下几种工艺:种工艺: A 挤出吹塑挤出吹塑 用挤出机挤出管状型坯,趁热将其夹在模具用挤出机挤出管状型坯,趁热将其夹在模具腔内并封底,向管坯内腔通入压缩空气吹胀成型。腔内并封底,向管坯内腔通入压缩空气吹胀成型。 特点:特点:制品形状适应广制品形状适应广
37、 ,特别适于制造大型制件,制件底部强,特别适于制造大型制件,制件底部强度不高,有边角料。度不高,有边角料。 适合各种工具和手提式机器,化学清洁液等的大小容器。适合各种工具和手提式机器,化学清洁液等的大小容器。以及非常大的空心外形,如轿车的缓冲器和卡车底的地板。以及非常大的空心外形,如轿车的缓冲器和卡车底的地板。 在汽车零件设计中,该工艺所提高的中空的形在汽车零件设计中,该工艺所提高的中空的形状为汽车仪表板的设计提供了气路和线路,以状为汽车仪表板的设计提供了气路和线路,以及在后挡设计中具有极高的强度重量比。通常及在后挡设计中具有极高的强度重量比。通常在车挡设计中充满泡沫以增加强度。吹塑成型在车挡
38、设计中充满泡沫以增加强度。吹塑成型车挡的独特特征是碰撞后迅速的弹回原来的形车挡的独特特征是碰撞后迅速的弹回原来的形状,常常只有轻微的或没有损害。状,常常只有轻微的或没有损害。 Eg 亚克力浴缸。亚克力浴缸。 吹塑又称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压吹塑又称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法,吹塑包括吹塑薄吹胀为空心制品的一种方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及儿童玩具薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及
39、儿童玩具等。等。 B注射吹塑注射吹塑 从字面上的理解,这种工序就是象吹气球一样把塑从字面上的理解,这种工序就是象吹气球一样把塑料充气成型,而这个形状是由模具的形状决定的。料充气成型,而这个形状是由模具的形状决定的。使用注吹塑的好处是:可以制造微小的产品细节,使用注吹塑的好处是:可以制造微小的产品细节,甚至是瓶口拧盖子的螺旋线。甚至是瓶口拧盖子的螺旋线。 分为分为冷型坯吹塑和热型坯吹塑冷型坯吹塑和热型坯吹塑。前者是将注射制成。前者是将注射制成有底型坯的试管状有底型坯的试管状,冷却后移至吹塑模内,将型坯再冷却后移至吹塑模内,将型坯再加热并通人压缩空气吹胀成型;后者则是将注射制加热并通人压缩空气吹胀
40、成型;后者则是将注射制成有底型坯的试管状立即趁热移入吹塑模内连行吹成有底型坯的试管状立即趁热移入吹塑模内连行吹胀成型。注射吹塑的基本过程如图所示。特点是制胀成型。注射吹塑的基本过程如图所示。特点是制件外观好,重量稳定,尺寸精确、无边角料。件外观好,重量稳定,尺寸精确、无边角料。 用于生产饮料用于生产饮料 瓶和牛奶瓶,消费化妆品,药品,以瓶和牛奶瓶,消费化妆品,药品,以及工业容器。最大的用户之一是碳酸饮料工业。及工业容器。最大的用户之一是碳酸饮料工业。 拉伸吹塑:将挤出或注射制成的型坯加热到适拉伸吹塑:将挤出或注射制成的型坯加热到适当的温度,进行纵向拉伸,同时或稍后用压缩空当的温度,进行纵向拉伸
41、,同时或稍后用压缩空气吹胀进行横向拉伸。拉伸后制品的透明度、强气吹胀进行横向拉伸。拉伸后制品的透明度、强度、抗渗透性明显提高。根据制坯方式,分为注度、抗渗透性明显提高。根据制坯方式,分为注射拉伸吹塑工艺射拉伸吹塑工艺(图图7 1 9所示所示)和挤出拉伸吹塑工和挤出拉伸吹塑工艺。前者主要用于艺。前者主要用于生产盛饮料用生产盛饮料用PET瓶后者多瓶后者多用于生产聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。用于生产聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。 注射拉伸吹塑工艺:注射拉伸吹塑工艺: 可分为一步加工法和二步加工法。可分为一步加工法和二步加工法。 一步加工法是指拉伸吹塑工艺过程中制备型坯、拉伸、一步加工法是指拉伸吹塑工艺过程
42、中制备型坯、拉伸、吹塑三道主要工序是在一台机器中连续依次完成的。吹塑三道主要工序是在一台机器中连续依次完成的。 两步加工法指生产过程分两步进行,第一步制备型坯,两步加工法指生产过程分两步进行,第一步制备型坯,型坯经冷却后成为一种待加工的半成品。第二步将冷型坯经冷却后成为一种待加工的半成品。第二步将冷型坯进行再加热,便其达到要求的拉伸取向温度范围,型坯进行再加热,便其达到要求的拉伸取向温度范围,然后进行拉伸和吹塑。然后进行拉伸和吹塑。 5、压延成型(轮压)、压延成型(轮压) 利用一对或数对相对旋转的加热辊筒,将热塑性塑利用一对或数对相对旋转的加热辊筒,将热塑性塑料(塑料小圆球)塑化并延展成定厚度
43、和宽度的薄料(塑料小圆球)塑化并延展成定厚度和宽度的薄型材料,常用来生产厚度为型材料,常用来生产厚度为0.05-0.5mm薄膜和薄膜和0.25-0.7mm的片材。如图的片材。如图 所示。薄片上的花纹和构造所示。薄片上的花纹和构造可以先在滚轮上制作。压延成型产品质量好,生产可以先在滚轮上制作。压延成型产品质量好,生产能力大多用于生产塑料薄膜、薄板、片材及人造能力大多用于生产塑料薄膜、薄板、片材及人造革、壁纸、地板革等。革、壁纸、地板革等。PVC薄片,浴帘和桌布。薄片,浴帘和桌布。 6滚塑成型(环铸成型)滚塑成型(环铸成型) 被用于制造空心产品,通常进行大规模产品的生产。被用于制造空心产品,通常进
44、行大规模产品的生产。它的制造成本较低,是小批量生产的理想工艺手段。它的制造成本较低,是小批量生产的理想工艺手段。 剂量精确的粉末或液体被装进去两部分组成的模具剂量精确的粉末或液体被装进去两部分组成的模具中。材料用量决定了最终产品的壁厚。模具在加热中。材料用量决定了最终产品的壁厚。模具在加热的空间中顺着两个轴旋转而过。模具中融化的塑料的空间中顺着两个轴旋转而过。模具中融化的塑料在选择的过程中覆在模具内壁上。然后模具被冷却,在选择的过程中覆在模具内壁上。然后模具被冷却,最终的产品形成。这个工序的特性意味着最终产品最终的产品形成。这个工序的特性意味着最终产品拥有一致的壁厚。由于这个工序中没有加压程序
45、,拥有一致的壁厚。由于这个工序中没有加压程序,所以并不适用于需要微妙细节处理的部件制作。产所以并不适用于需要微妙细节处理的部件制作。产品的外表是模具内壁的复制,而内层的后处理则较品的外表是模具内壁的复制,而内层的后处理则较为粗劣。为粗劣。 把粉状或糊状塑料置于模具中,加热并沿两垂直把粉状或糊状塑料置于模具中,加热并沿两垂直轴旋转模具,使模内物料熔融并均匀散布到模腔轴旋转模具,使模内物料熔融并均匀散布到模腔表面,经冷却脱模而得制品,如图所示。滚塑成表面,经冷却脱模而得制品,如图所示。滚塑成型所用模具及设备成本低,可同时生产多个制件,型所用模具及设备成本低,可同时生产多个制件,但生产效率较低。多用
46、于生产各种形状的中空塑但生产效率较低。多用于生产各种形状的中空塑料制件,如大型容器,汽车零部件,玩具等。车料制件,如大型容器,汽车零部件,玩具等。车上的(工具)箱,贮藏桶。上的(工具)箱,贮藏桶。 v 铸塑成型又称浇铸成型。将加有固化剂和其他助剂的铸塑成型又称浇铸成型。将加有固化剂和其他助剂的液态树脂混合物料倒人成型模具中,在常温或加热条液态树脂混合物料倒人成型模具中,在常温或加热条件下使其逐渐固化而成为具有一定形状的制品,如图件下使其逐渐固化而成为具有一定形状的制品,如图722所示。铸塑成型工艺简单,成本低,可以生产所示。铸塑成型工艺简单,成本低,可以生产大型制件,适用于流动性大而又有收缩性
47、的塑料,大型制件,适用于流动性大而又有收缩性的塑料,v如有机玻璃、尼龙、聚氨酯等热塑性塑料和酚醛树脂如有机玻璃、尼龙、聚氨酯等热塑性塑料和酚醛树脂、不饱和聚酯、环氧树脂等热固性塑料成型采用。、不饱和聚酯、环氧树脂等热固性塑料成型采用。 7铸塑成型铸塑成型8、搪塑成型、搪塑成型v将配置好的塑料糊注入预热的阴撵由,使整个模具将配置好的塑料糊注入预热的阴撵由,使整个模具内壁均为该糊所温润附着,待接触模壁的部分糊料内壁均为该糊所温润附着,待接触模壁的部分糊料胶凝时,倒出多余的末胶凝糊料,将模具加热使其胶凝时,倒出多余的末胶凝糊料,将模具加热使其中的糊料层完成胶凝,中的糊料层完成胶凝,经过冷却脱模而得制
48、件。多经过冷却脱模而得制件。多用于生产中空软质塑料制品。用于生产中空软质塑料制品。 9醮涂成型醮涂成型 将醮涂用的预热阳模漫入配置好的塑料糊料或粉将醮涂用的预热阳模漫入配置好的塑料糊料或粉料内,一段时间后慢慢提起阳模,阳模表面便均匀地料内,一段时间后慢慢提起阳模,阳模表面便均匀地附上一层塑料,经过热处理和冷却,从阳模上可剥下附上一层塑料,经过热处理和冷却,从阳模上可剥下中空的成型制件,用粉末物料醮涂时,先将粉末物料中空的成型制件,用粉末物料醮涂时,先将粉末物料变为沸腾状态,再将加热的阳模浸入,此法称为硫化变为沸腾状态,再将加热的阳模浸入,此法称为硫化床醮涂法,多用来制作防护手套、把手、玩具柔性
49、床醮涂法,多用来制作防护手套、把手、玩具柔性管等。管等。 10、流延成型、流延成型v流延成型是生产薄膜的方法之一。将流动性好的塑流延成型是生产薄膜的方法之一。将流动性好的塑料糊料均匀地流布在运行的载体料糊料均匀地流布在运行的载体(如金属滚筒或传(如金属滚筒或传送带送带)上。随即用适当方法将其固化、干燥然后从上。随即用适当方法将其固化、干燥然后从载体上剥取薄膜。此法模具成本低,产品表面光洁载体上剥取薄膜。此法模具成本低,产品表面光洁,适合小批量产品的生产。,适合小批量产品的生产。 11、传递模塑成型、传递模塑成型v传递成型又称传递压铸成型,热固性塑料的成型方传递成型又称传递压铸成型,热固性塑料的
50、成型方法之一。将热固性塑料原料在加料法之一。将热固性塑料原料在加料空中加热熔化。空中加热熔化。然后加压注入成型模腔中将其固化成型。与模压成然后加压注入成型模腔中将其固化成型。与模压成型类似,但又具有注射成型的特点,如制品尺寸精型类似,但又具有注射成型的特点,如制品尺寸精确,生产周期短。所用模具结构复杂确,生产周期短。所用模具结构复杂(设有浇口和流设有浇口和流道道),适合生产形状复杂和带嵌件的制品。多用于酚,适合生产形状复杂和带嵌件的制品。多用于酚醛塑料、氨基塑料和环氧塑料等热固塑料成型。醛塑料、氨基塑料和环氧塑料等热固塑料成型。 12、反应注塑成型、反应注塑成型v反应注塑成型简称反应注塑成型简
51、称RlM。即有化学反应的注射成型即有化学反应的注射成型法;将能发生化学反应的两种或两种以上液态单体法;将能发生化学反应的两种或两种以上液态单体或预聚体按一定比例混合后,立即注射到模具型腔或预聚体按一定比例混合后,立即注射到模具型腔中,快速反应而固化成型,冷却脱模而得制品。反中,快速反应而固化成型,冷却脱模而得制品。反应注塑成垫要求原料应具有较高活性,能快速反应应注塑成垫要求原料应具有较高活性,能快速反应固化。主要用于聚氨酯塑料成型固化。主要用于聚氨酯塑料成型 1 3、手糊成型手糊成型v手糊成型是增强塑料成型方法之一,以手工作业为手糊成型是增强塑料成型方法之一,以手工作业为主。在涂有脱模剂的模具上均匀地刷层树脂,再将主。在涂有脱模剂的模具上均匀地刷层树脂,再将按要求剪裁成一定形状的片状增强材料按要求剪裁成一定形状的片状增强材料(如纤维增强如纤维增强织物织物),铺贴到模具上,然后再涂刷树脂,再铺贴增,铺贴到模具上,然后再涂刷树脂,再铺贴增强材料,如此重复直至达到所需厚度和预定形状,强材料,如此重复直至达到所需厚度和预定形状,然后加热固化,脱模即得制品,如同然后加热固化,脱模即得制品,如同7 .24所示,成所示,成型时要求铺贴平整、无皱折,涂刷树脂要均匀浸透型时要求铺贴平整、无皱折,涂刷树脂要均匀浸透织物层并派出气泡。织物层并派出气泡。v成型工艺简单,操作
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