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文档简介
第一篇塑料成型基础第三章塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性1第一篇塑料成型基础第三章塑料成型工艺及塑料制件的结构第三章塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性
塑料模塑成型种类:注塑成型压缩成型压注成型挤塑成型气动成型(吹塑)塑料成型制件的结构工艺性
3.1注塑成型动画3.2压缩成型动画3.3压注成型动画3.4挤塑成型动画3.5气动成型动画2第三章塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性塑料模塑成3.1注射成型原理及工艺特性目的和要求:1.了解注塑工艺过程及工艺条件的选择;2.掌握工艺条件对塑件质量的影响。重点难点:难点:工艺条件与各个因素之间的关系重点:成型时间成型温度成型压力33.1注射成型原理及工艺特性目的和要求:1.了解注塑工艺过程3.1注射成型原理及工艺特性3.1.1注射成型工艺塑料注塑成型又称注射成型。塑料注射成型大部分用于热塑性塑料成型,也用于部分热固性塑料成型加工。3.1.1.1注射成型原理(1)注射成型原理:将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗,在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状态,然后在一定压力下注人闭合的模具,经冷却定型后,熔融的塑料就固化成为所需的塑件。43.1注射成型原理及工艺特性3.1.1注射成型工艺3.1注射成型原理及工艺特性53.1注射成型原理及工艺特性53.1注射成型原理及工艺特性63.1注射成型原理及工艺特性63.1注射成型原理及工艺特性(2)注射成型工作循环加料合模注塑充模保压补缩冷却定型开模清模塑件脱模预塑3.1.1注射成型模拟动画3.1.2注射成型过程动画73.1注射成型原理及工艺特性(2)注射成型工作循环加料加料塑化充模保压倒流冷却脱模成型前的准备注塑过程塑件的后处理注射成型工艺退火处理调湿处理原料外观检验及工艺性能测定塑料预热和干燥料筒清洗嵌件预热脱模剂的选用3.1.1.2注射成型工艺过程注射3.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型过程动画8加料成型前的准备注塑过程塑件的后处理注射成型工艺退火处理原料3.1.2.1成形前准备:原料外观检验及工艺性能测定:包括塑料色泽、粒度及均匀性、流动性(熔体指数、粘度)热稳定性及收缩率的检验。塑料预热和干燥:除去物料中过多的水分和挥发物,以防止成型后塑件表面有缺陷或发生降解,影响塑料制件的外观和内在质量。物料干燥的方法:小批量生产,采用烘箱干燥;大批量生产,采用沸腾干燥或真空干燥。3.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺93.1.2.1成形前准备:3.1注射成型原理及工艺特性3电热鼓风干燥箱(烘箱干燥)
本产品广泛用于机电、化工、塑料、轻工等行业及科研单位对各种产品、试品进行烘培、干燥、固化、热处理及其它方面的加热。
10电热鼓风干燥箱(烘箱干燥)本产品广泛用于机电、化工、塑料、轻沸腾干燥机工作原理:洁净的热风经阀板分配进入床体内,从加料器进入的湿物料被热风形成沸腾状态。由于热风与物料广泛接触,增加了传热传质的过程,因此在较短时间内就可干燥。从床体的一头进入,经过几十秒至几分钟沸腾干燥,自动从床体另一头流出。本设备一般进行负压操作
11沸腾干燥机工作原理:洁净的热风经阀板分配进入床体内,从加料器圆形真空干燥机真空干燥机是利用水的露点与压力成反比的原理,将物料置于真空条件下加热,通过真空泵进行抽气抽湿,从而达到快速干燥的目的。特别适用于热敏性物料干燥,能在干燥时确保物料内在性能。
12圆形真空干燥机真空干燥机是利用水的露点与压力成反比的原理,将料筒清洗:当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。嵌件预热:减少物料和嵌件的温度差,降低嵌件周围塑料的收缩应力,保证塑件质量。脱模剂的选用:常用脱模剂包括硬脂酸锌、液态石蜡和硅油。3.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺3.1.2.1成形前准备:13料筒清洗:当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。3.加料将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。塑化通过注射机加热装置的加热,使得螺杆中的塑料原料熔融,成为具有良好的可塑性的塑料熔体。充模塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的推动作用下,以一定的压力和速度经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模具型腔。3.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺3.1.2.2注射过程:14加料将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。3.1注射成3.1注射成型原理及工艺特性3.1.2.2注射过程:保压补缩
从熔体充满型腔后,在注射机柱塞或螺杆推动下,熔体仍然保持压力进行补料,使料筒中的熔料继续进入型腔,以补充型腔中塑料的收缩需要,并且可以防止熔体倒流。
倒流
浇口冻结后的冷却
经过一段时间使型腔内的熔融塑料凝固成固体,确保当脱模时塑件有足够的刚度,不致产生翘曲或变形。脱模
塑件冷却到一定的温度,推出机构将塑件推出模外。3.1.2注射成型工艺3.1.2注射成型过程动画153.1注射成型原理及工艺特性3.1.2.2注射过程:3.1.3.1注射成型原理及工艺特性注射过程:合模(动模向定模移动)163.1注射成型原理及工艺特性注射过程:合模(动模向定模移动)3.1注射成型原理及工艺特性注射过程:合模(动模与定模形成模腔)173.1注射成型原理及工艺特性注射过程:合模(动模与定模形成模3.1注射成型原理及工艺特性注射过程:注塑(喷嘴移到定模的浇口套,向模腔注入胶料)183.1注射成型原理及工艺特性注射过程:注塑(喷嘴移到定模的浇3.1注射成型原理及工艺特性注射过程:保压、冷却定型。193.1注射成型原理及工艺特性注射过程:保压、冷却定型。193.1注射成型原理及工艺特性注射过程:开模(动模、喷嘴移开定模)203.1注射成型原理及工艺特性注射过程:开模(动模、喷嘴移开定3.1注射成型原理及工艺特性注射过程:顶杆将塑件顶出213.1注射成型原理及工艺特性注射过程:顶杆将塑件顶出213.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺3.1.2.3塑件后处理后处理原因及作用:由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶、取向和冷却不均匀;或由于金属嵌件的影响或由于塑件的二次加工不当等原因,塑件内部不可避免地存在一些内应力,从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂,因此,应该设法消除。223.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺223.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺3.1.2.3塑件后处理(1)退火处理
将塑件在定温的加热液体介质(如热水、热油和液体石蜡等)或热空气循环烘箱中静置一段时间,然后缓慢冷却至室温的一种热处理工艺。温度:高于使用温度10°~15°或低于热变形温度10°~20°时间:与塑料品种和塑件厚度有关一般可按每毫米约半小时计算。作用:消除塑件的内应力,稳定塑件尺寸,提高结晶度、稳定结晶结构,从而提高其弹性模量和硬度。233.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺233.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺3.1.2.3塑件后处理(2)调湿处理:将刚脱模的塑件放入加热介质(如沸水、醋酸钾溶液)中,加快吸湿平衡速度的一种后处理方法。(主要用于吸湿性很强且又容易氧化的塑料,如PA)塑料制品的调湿处理,主要是对聚酰氨类(尼龙)原料制品。因为这种原料制品,存放一段时间后,会因吸收空气中的水分变形膨胀,尺寸发生变化。所以,尼龙原料制品成型后,应先浸在100-120度水中或醋酸钾水溶液中,制品与空气隔绝,根据制品的壁厚及形状,决定浸泡处理时间,然后缓慢降至室温,取出制品。温度:100~121℃(热变形温度高时取上限,反之取下限)。时间:保温时间与塑件厚度有关,通常取2~9h。目的:消除残余应力;使制品尽快达到吸湿平衡,以防止在使用过程中发生尺寸变化。243.1注射成型原理及工艺特性3.1.2注射成型工艺243.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数温度压力时间料筒温度喷嘴温度模具温度——控制塑料的塑化和流动影响塑料的流动和冷却塑化压力(背压)注射压力重要参数253.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数温度3.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数3.1.3.1温度(1)料筒温度料筒温度应在粘流温度(或熔点)Tf和热分解温度Td之间。柱塞式料筒温度高于螺杆式料筒温度10~20℃。塑料特性:①热敏性塑料如聚甲醛、聚氟乙烯等要严格控制料筒的最高温度和在料筒中的停留时间;②增加玻璃纤维的热塑性塑料由于流动性差而要适当提高料筒温度。③热固性塑料为防止熔体在料筒时发生早期硬化,料筒温度趋向取小值。塑件及模具结构:①对于薄壁制件料筒温度高于厚壁制件;②形状复杂或带有嵌件的制件料筒温度也应高一些。料筒温度的分布:一般遵循前高后低的原则,即料筒后端温度最低,喷嘴温度最高。对螺杆式注射机为防止因螺杆与熔料、熔料与熔料、熔料与料筒之间的剪切摩擦热而导致塑料热降解,可使料筒前段温度略低于中段263.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数料筒温3.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数3.1.3.1温度
判断料筒温度是否合适:可采用对空注射法观察或直接观察塑件质量的好坏。对空注射时,如果料流均匀、光滑、无泡、色泽均匀则说明料温合适;如果料流毛糙,有银丝或变色现象,则说明料温不合适。
银丝:由于料内有水分或充气,及挥发物过多,融料受剪切作用过大,融料与模具表面密合不良,或急速冷却或混入异料或分解变质,而使塑件表面沿料流方向出现银白色光泽的针状条纹或云母片状斑纹(1)料筒温度273.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数3.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数3.1.3.1温度(2)
喷嘴温度:
一般略低于料筒最高温度,以防止熔料在喷嘴处产生流涎现象。但不能过低,否则熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵塞,或者有早凝料注入模腔而影响塑件的质量。283.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数283.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数3.1.3.1温度(3)模具温度:模具温度的高低决定于塑料的特性、塑件尺寸与结构、性能要求及其它工艺条件。模具温度↑,流动性↑,密度和结晶度↑,收缩率和生产率↓。模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的;也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热达到平衡的方式来保持一定的温度;在特殊情况下,也可用电阻丝和电阻加热棒对模具加热来保持模具的定温。但无论怎样,对塑料熔体来说,都是冷却的过程。293.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数293.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数3.1.3.2压力
塑化压力(背压):指采用螺杆式注射机时,螺杆顶部熔体在螺杆旋转后退时所受的压力。塑化压力增加,熔体的温度及其均匀性提高、色料的混合均匀并排出熔体中的气体。但塑化速率降低,延长成型周期。
一般操作中,在保证塑件质量的前提下,塑化压力应越低越好,一般为6MPa左右,通常很少超过20MPa303.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数303.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数3.1.3.2压力注射压力:指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。
作用:注射时克服熔体流动充模过程中的流动阻力,使熔体具有一定的充模速率;保压时对熔体进行压实和防止倒流。
大小:取决于注射机的类型、塑料的品种、模具结构、模具温度、塑件的壁厚及浇注系统的结构和尺寸等。一般情况下:
粘度高的塑料注射压力>粘度低的塑料;薄壁、面积大、形状复杂塑件注射压力高;模具结构简单,浇口尺寸较大,注射压力较低;柱塞式注射机注射压力>螺杆式注射机;料筒温度、模具温度高,注射压力较低。313.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数313.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数成型周期注射时间其他时间充模时间(3~5s)保压时间(20~120s)合模冷却时间(30~120s)(开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件、合模时间)3.1.3.3时间
完成一次注塑过程所需的时间称为注塑成型周期。323.1注射成型原理及工艺特性3.1.3注射成型工艺参数成型周3.1注射成型原理及工艺特性3.1.4.注射成型的特点:优点成型周期短、生产效率高、易实现自动化能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件产品质量稳定适应范围广
到目前为止,除氟塑料以外,几乎所有的热塑性塑料都可以用注塑成型的方法成型。另外,一些流动性好的热固性塑料也可用注塑成型。333.1注射成型原理及工艺特性3.1.4.注射成型的特点:33.1注射成型原理及工艺特性缺点注塑设备价格较高注塑模具结构复杂生产成本高、生产周期长、不适合于单件小批量的塑件生产343.1注射成型原理及工艺特性缺点343.2压缩成型原理及工艺特性1.了解压缩成型工艺过程及工艺条件的选择;2.掌握工艺条件对塑件质量的影响。
目的与要求:重点与难点:难点:工艺条件与各因素的关系重点:成型压力成型温度压缩时间353.2压缩成型原理及工艺特性1.了解压缩成型工艺过程及工艺条3.2压缩成型原理及工艺特性
压缩成型又称为压塑成型、模压成型或压制成型。主要用于热固性塑料的成型,也可以用于热塑性塑料的成型。3.2压缩成型动画(不溢式压缩模)363.2压缩成型原理及工艺特性3.2压缩成型动画(不溢式压缩模3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.1压缩成型原理及特点
粉粒状、纤维状的料(预热预压)置于成型温度的型腔中合模加压成型固化373.2压缩成型原理及工艺特性3.2.1压缩成型原理及特1)预热和干燥塑料成型前加热的目的:干燥预热塑料成型前加热的方法:高频加热红外线预热烘箱预热热板预热去除水分和挥发物提高料温,便于缩短成型周期,提高塑件内部固化的均匀性3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.2压缩成型工艺过程(1)压缩成型前的准备381)预热和干燥塑料成型前加热的目的:干燥预热塑料成型前加热3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.2压缩成型工艺过程
为方便操作和提高塑件的质量,先用预压模将粉状、纤维状的塑料原料在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。(1)压缩成型前的准备2)预压①预压方法:393.2压缩成型原理及工艺特性3.2.2压缩成型工艺过程3.2压缩成型原理及工艺特性②采用预压锭料的优点:加料快而准确降低压缩率,减小压料腔尺寸,空气含量少,不仅传热快且气泡少。但生产过程较为复杂避免加料过程粉尘飞扬,改善劳动条件。可提高预热温度,缩短预热和固化时间。锭料与塑件形状类似,便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。3.2.2压缩成型工艺过程(1)压缩成型前的准备2)预压403.2压缩成型原理及工艺特性②采用预压锭料的优点:加料快而3.2压缩成型原理及工艺特性③对塑料原料的要求:④预压条件:颗粒最好大小相间压缩率(塑料/锭料)宜为3.0左右含有润滑剂压力:压力范围40~200MPa温度:室温或50~90℃预压原则:锭料的密度达到塑件最大密度的80%3.2.2压缩成型工艺过程(1)压缩成型前的准备2)预压413.2压缩成型原理及工艺特性③对塑料原料的要求:④预压条件:3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.2压缩成型工艺过程
作为塑件中导电部分或使塑件与其它零件相连接的零件。3)嵌件的安放嵌件的安放要求位置正确、平稳嵌件——
常用嵌件有轴套、螺钉、螺帽、接线柱等等大嵌件在模具装上压机后要先预热(1)压缩成型前的准备423.2压缩成型原理及工艺特性3.2.2压缩成型工艺过程3.2压缩成型原理及工艺特性1)加料①加料的关键是加料量②定量的方法:③合理堆放塑料,粉料或粒料的堆放要做到中间高四周低,便于气体排放。容量法:方便但不很准重量法:准确、麻烦计件法:预压锭料,计数放入(2)、压缩成型过程加料合模排气保压固化脱模模具清理3.2.2压缩成型工艺过程433.2压缩成型原理及工艺特性1)加料①加料的关键是加料量②定3.2压缩成型原理及工艺特性(2)、压缩成型过程3.2.2压缩成型工艺过程2)合模②凸模触及塑料之后:减慢合模速度(利于排气)①凸模触及塑料之前:尽量加快合模速度(缩短周期,避免塑料过早固化)加料后即可合模,合模时间一般从几秒到几十秒不等。合模过程分为两个部分:443.2压缩成型原理及工艺特性(2)、压缩成型过程3.2.23.2压缩成型原理及工艺特性(2)、压缩成型过程3.2.2压缩成型工艺过程合模后加压至一定压力,立即卸压,凸模稍微抬起,连续1~3次。3)排气排除水分和挥发物变成的气体及化学反应的副产物,以免影响塑件性能与表面质量。②流动性好的塑料采用迟压法,即从凸模与塑料接触到压模完全闭合的过程中停顿15~30秒。①塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作,以免移位或损坏。注意:目的:方法:453.2压缩成型原理及工艺特性(2)、压缩成型过程3.2.23.2压缩成型原理及工艺特性(2)、压缩成型过程3.2.2压缩成型工艺过程
在成型压力与温度下保持一定的时间,使交联反应进行到要求的程度。
从压模闭合加压至卸压取出塑件所用的时间。4)保压与固化欠熟过熟不足过度注:保压时间长短受塑料类型、预热情况、塑件形状及压缩程度的影响。保压时间:固化阶段的要求:固化程度463.2压缩成型原理及工艺特性(2)、压缩成型过程3.2.23.2压缩成型原理及工艺特性(2)、压缩成型过程3.2.2压缩成型工艺过程复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模5)脱模塑件脱模方法:模外手动推出推出机构机自动推出(6)模具清理用铜铲或压缩空气清理,以免损模具外观473.2压缩成型原理及工艺特性(2)、压缩成型过程3.2.23.2压缩成型原理及工艺特性(3)、压后处理3.2.2压缩成型工艺过程1)后处理在整形模中冷却脱模后放入一定温度的油池或烘箱中缓慢冷却,或者进行退火处理大型、厚壁件对薄壁易变形件2)修饰抛光3)特殊处理二次加工:防潮、美观(电镀、喷涂)去飞边、毛刺、表面抛光483.2压缩成型原理及工艺特性(3)、压后处理3.2.2压3.2压缩成型原理及工艺特性压缩成型工作循环粉料或预压锭料型腔或加料室合模清模金属嵌件开模排气交联固化塑件脱模预热卸压保压保温加热卸压加压加热493.2压缩成型原理及工艺特性压缩成型工作循环粉料或预压锭料型3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.3压缩成型工艺参数(1)压缩成型温度——指压塑时所需的模具温度。(对塑件质量、模压时间影响很大)成型温度硬化速度慢、周期长,硬化不足;塑件表面无光;物理、力学性能差太高树脂、有机物分解,塑件表面颜色暗淡;塑件外层先硬化,引起充模不满,内应力大,变形、开裂、翘曲合适成型周期短,生产率提高过低503.2压缩成型原理及工艺特性3.2.3压缩成型工艺参数(2)压缩成型压力定义:指压缩时压力机通过凸模对塑件熔体在充满型腔和固化时在分型面单位投影面积上施加的压力,简称成型压力。影响:成型压力大,塑件的密度高,塑件的力学性能高。塑料流动性较差、塑件较厚、形状复杂的塑件所需成型压力大。施加成型压力的目的:使模具闭合,防止飞边克服塑料在成型过程中产生的各种顶模力使粘流态物质在一定压力下固化使塑料充满型腔3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.3压缩成型工艺参数51(2)压缩成型压力定义:指压缩时压力机通过凸模对塑件熔体在充3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.3压缩成型工艺参数(3)压缩时间定义:指塑料在闭合模具中固化变硬所需的时间。与塑料种类、含水量、塑件形状尺寸、成型温度、压塑模具结构、预压预热、成型压力等因素有关。塑件性能反而下降过短硬化不足,外观及力学性能差,易变形过长原则:在保证塑件质量的前提下,应力求缩短模压时间。影响:523.2压缩成型原理及工艺特性3.2.3压缩成型工艺参数(3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.4压缩成型特点⑴塑料直接加入型腔,加料腔是型腔的延伸。⑵模具是在塑件最终成型时才完全闭合。⑶压力通过凸模直接传给塑料不易获得尺寸精度尤其是高精度的塑件不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件的塑件。有利于成型流动性较差的以纤维为填料的聚合物533.2压缩成型原理及工艺特性3.2.4压缩成型特点⑴塑料3.2压缩成型原理及工艺特性3.2.4压缩成型特点⑸生产周期长、效率低。(6)对模具材料要求较高,模具使用寿命为20~30万次⑷操作简单,模具结构简单。塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强度高。可压制较大平面塑件或一次压制多个塑件没有浇注系统,料耗少543.2压缩成型原理及工艺特性3.2.4压缩成型特点⑸生产3.3压注成型原理及工艺特性目的与要求:1.了解压注成型原理。2.掌握压注成型工艺过程。3.掌握压注成型工艺参数对塑件质量的影响。4.掌握压注成型、注射成型的各自优缺点。重点:塑料压注模塑工艺条件与各种影响因素的关系;塑料压注模的工艺条件;时间、温度和压力;难点:553.3压注成型原理及工艺特性目的与要求:1.了解压注成型原
是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法,又称传递成型。
其工艺类似于注塑成型工艺,压注成型时塑料在模具的加料腔内塑化,再经过浇注系统进入型腔,而注塑成型在注塑机料筒内塑化。3.3.1压注成型3.3压注成型原理及工艺特性56是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型3.3压注成型原理及工艺特性3.3.1压注成型原理及特点
合模后将经过预处理的原料加入加料腔加热软化,在柱塞的挤压下通过模具的浇注系统将熔融塑料挤入型腔,塑料在型腔内继续受热受压而固化成型,然后开模取出制品,并清理型腔、加料室和浇注系统。573.3压注成型原理及工艺特性3.3.1压注成型原理及特点3.3压注成型原理及工艺特性3.3.2压注成型工作循环(工艺过程)合模压注交联固化开模脱模制品预热加压加热保压保温卸压清模与压塑成型区别是:压注:合模--加料压缩:加料--合模3.3压注成型动画583.3压注成型原理及工艺特性3.3.2压注成型工作循环(工3.3.3压注成型工艺参数
要保证塑料在10~30秒内充满型腔,塑料在压力和温度的作用下,因为流经浇口时的料少,加热快而均匀,化学反应也均匀,所以塑料进入型腔时已临近树脂固化的最后温度。(1)成型温度
比压缩成型低15~30℃,一般在130~190℃。加料室和下模温度低于中框的温度。(2)成型压力
经浇注系统压力有消耗,P压注=(2~3)P压缩。(3)压注时间和保压时间3.3压注成型原理及工艺特性593.3.3压注成型工艺参数要保证塑料在10~30秒内充3.3压注成型原理及工艺特性3.3.4压注成型特点加料前模具处于闭合状态。模具结构相对复杂,制造成本较高,成型压力较大,操作复杂,耗料比压缩模多。塑件飞边很薄,尺寸准确,性能均匀,质量较高。可成型深孔、形状复杂、带有精细或易碎嵌件的塑件。气体难排除,一定要在模具上开设排气槽。压注成型周期短,生产效率高。603.3压注成型原理及工艺特性3.3.4压注成型特点加3.4挤出成型原理及工艺特性目的与要求:1.了解挤出成型原理。2.掌握挤出成型工艺过程。3.掌握挤出成型工艺参数对塑件质量的影响。4.掌握压注成型、压缩成型及注射成型的各自优缺点。重点:塑料挤出模塑工艺条件与各种影响因素的关系;塑料挤出模塑的工艺条件;时间、温度和压力;难点:613.4挤出成型原理及工艺特性目的与要求:1.了解挤出成型原3.4.1挤塑成型原理及工艺特点将熔融的塑料自模具内以挤压的方式往外推出,而得到与模口相同几何形状的流体,冷却固化后,得到所要的零件。3.4挤出成型原理及工艺特性623.4.1挤塑成型原理及工艺特点3.4挤出成型原理及工艺3.4.1挤塑成型原理及工艺特点3.4挤出成型原理及工艺特性633.4.1挤塑成型原理及工艺特点3.4挤出成型原理及工艺3.4.2挤塑成型工艺过程挤出成型冷却定型塑化塑件的牵引、卷取、切割原料的准备干法湿法外径定型(常用)内径定型水冷空气冷3.4挤出成型原理及工艺特性3.4挤塑成型动画(管材挤出流程)详细介绍热塑性塑料的干法塑化挤出成型工艺过程(P59)643.4.2挤塑成型工艺过程挤出成型冷却定型塑化塑件的牵引3.4挤出成型原理及工艺特性(1)温度口模的温度比机头温度可稍低一些,但要保证塑料有良好的流动性。(相当于注射成型时模温)机头的温度控制在塑料热分解温度以下加料段的温度不宜过高,压缩段和均化段的温度可高一些。3.4.3.挤塑成型工艺参数压力、温度、挤出速度、牵引速度(2)压力
由于挤出过程中的阻力,使塑料内部建立了一定的压力。和温度一样压力也随时间产生周期波动,合理控制螺杆转速,保证温控系统的精度,可以减小压力波动。温度是挤出成型过程得以顺利进行的重要条件之一。并且温度还会随着时间的变化产生波动,波动还具有一定周期性,对塑件质量有影响。产生波动的原因很多,但以螺杆的设计选用影响最大。(见图3.6PE挤出成型温度曲线)653.4挤出成型原理及工艺特性(1)温度口模的温度比机头温度3.4挤出成型原理及工艺特性3.4.3.挤塑成型工艺参数压力、温度、挤出速度、牵引速度——牵引速度与挤出速度的比值,其值等于或大于1。(4)牵引速度生产长度连续的塑件,必须设置牵引装置。牵引速度与挤出速度相当,可略大于挤出速度。但牵引力会造成拉伸取向。牵引比(3)挤出速度单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好的物料量或塑件长度,它表示挤出能力的高低。调整螺杆转速是控制挤出速度的主要措施。挤出速度也存在波动,应该严格控制螺杆转速、挤出温度,减小波动。663.4挤出成型原理及工艺特性3.4.3.挤塑成型工艺参数3.4.4.挤塑成型特点1)成形设备结构简单,操作方便,环境清洁
2)可以连续生产,效率高,投资少,成本低
3)模具结构简单,制造维修方便
4)成型塑件内部组织均衡致密,尺寸稳定
5)挤塑成型适应性强,适用材料范围广3.4挤出成型原理及工艺特性673.4.4.挤塑成型特点1)成形设备结构简单,操作方3.5气动成型原理及工艺特性目的与要求:1.了解气动成型原理。2.掌握气动成型工艺过程。3.掌握气动成型工艺参数对塑件质量的影响。4.掌握压注成型、压缩成型、注射成型、气动成型各自优缺点。重点:塑料气动成型工艺条件与各种影响因素的关系;塑料气动成型的工艺条件:时间、温度和压力;难点:683.5气动成型原理及工艺特性目的与要求:1.了解气动成型原3.5气动成型原理及工艺特性气动成型:借助压缩空气或抽真空的的方法来成型塑料瓶、罐、盒类零件,主要包括中空吹塑成型、真空成型以及压缩空气成型。3.5.1中空吹塑成型原理吹塑原理
将处于塑性状态的型坯置于模具型腔内,借助压缩空气将其吹胀,使之紧贴于型腔壁上,经冷却定型得到中空塑料制品的模塑方法。(动画)693.5气动成型原理及工艺特性气动成型:借助压缩空气或抽真空吹塑成型产品3.5气动成型原理及工艺特性70吹塑成型产品3.5气动成型原理及工艺特性703.5气动成型原理及工艺特性3.5.2中空吹塑成型分类挤出吹塑成型注射吹塑成型注射拉伸吹塑成型3.5.2.1挤出吹塑成型
吹塑过程包括(见动画)(1)挤出型坯;
(2)型坯达到预定长度时,夹住型坯定位后合模;
(3)型坯的头部成型或定径;
(4)压缩空气导入型坯进行吹胀并贴于型腔表壁成型;
(5)塑件在模内经保压和冷却定型;
(6)排出压缩空气,开模取出塑件,并对塑件进行修边、整饰。713.5气动成型原理及工艺特性3.5.2中空吹塑成型分类3.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.2注射吹塑成型(见动画)
工艺过程:1)首先注射机将熔融的塑料注入注射模内形成管坯,管坯成型在四壁带有微孔的空心凸模上
2)接着趁热移到吹塑模内
3)然后合摸并从芯棒的管道内通入压缩气体,使型坯吹胀并贴于模具型腔壁上
4)最后保压、冷却放出气体,取出塑件723.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.2注射吹塑成型3.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.2注射吹塑成型特点:综合注射与吹塑工艺的成型方法应用:成型容积较小的包装容器的大批量生产。
优点:⑴、壁厚均匀,无飞边,不必进行后加工;⑵、底部无接合缝,强度高,生产率高。733.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.2注射吹塑成型特3.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.3注射拉伸吹塑成型(见下图)将注射成型的有底型坯加热到熔点以下的适合温度后置于模具内,先用拉伸杆进行轴向拉伸后再通入压缩气体吹胀成型的加工方法743.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.3注射拉伸吹塑1、拉伸吹塑过程注射工位成型型坯→拉伸吹塑工位进行拉伸并吹塑→经保压、冷却后取出制品。特点:⑴透明度、冲击韧度、刚度、表面硬度3.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.3注射拉伸吹塑成型751、拉伸吹塑过程3.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.33.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.3注射拉伸吹塑成型2、拉伸吹塑分类:
1)热坯法—拉伸吹塑成型(见上图):将注射好的型坯直接移到吹塑模中进行拉伸吹塑成型
2)冷坯法—拉伸吹塑成型:将注射好的型坯加热到适合的温度后再将其置于吹塑模中进行拉伸吹塑成型3、拉伸吹塑工艺要点:型坯加热温度、吹塑压力、吹
塑时间和吹塑模具温度等工艺因素的影响。
4、拉伸吹塑用塑料聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯睛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜等。5、拉伸吹塑方法:挤出拉伸吹塑、注射拉伸吹塑6、拉伸吹塑设备:挤出机和吹塑机组成;注塑机和吹塑机组成。763.5气动成型原理及工艺特性3.5.2.3注射拉伸吹塑注射吹塑成型塑料中空制品生产过程1一中空制品;2—成型模具;3—芯棒,4一制品型坯:5
—型坯模具;
6—原料塑化注射装置;7—摸具转位固定架;8—脱模板77注射吹塑成型塑料中空制品生产过程77注拉吹一次成型中空制品生产工序1—注塑机;2—型坯模具;3—型坯;4—型坯控温;
5—型坯拉伸、吹塑;6—拉伸吹塑模具;7—制品脱模78注拉吹一次成型中空制品生产工序78真空成形3.5.3真空成型3.5气动成型原理及工艺特性真空成形原理
把热塑性塑料板、片固定在模具上,用辐射加热器进行加热至软化温度,然后用真空泵把板材和模的空气抽掉,从而使板材贴在模腔上成型。真空成形过程
a.将塑料板材夹持固定在真空成型上;
b.将塑料成板材加热到软化温度;
c.在真空成型模内抽真空使塑料板材紧贴在真空成型模型内而成型;
d.充分冷却;
e.脱模3.5.3真空成型模原理动画79真空成形3.5.3真空成型3.5气动成型原理及工艺特性3.5气动成型原理及工艺特性真空成型分类:(1)凹模真空成型(2)凸模真空成型(3)凹凸模先后抽真空成型(4)吹泡真空成型(5)柱塞延伸法真空成型3.5.3真空成型3.5.3真空成型模原理动画803.5气动成型原理及工艺特性真空成型分类:3.5.3真3.5气动成型原理及工艺特性3.5.3真空成型3.5.3.1凹模真空成型
图a是把加热器移动夹紧的塑料板的上方.为防止空气进入板材和型腔中间,固定部分要加密封圈.
图b是当塑料板材软化后将加热器移去,抽去型腔内的空气,使塑料板材紧贴在型腔面上.图c是冷却后用压缩空气吹出塑料.813.5气动成型原理及工艺特性3.5.3真空成型3.5.3.5.3.2凸模真空成型
图a所示是被加紧的塑件板超出模面一定高度;图b为加热后盖后阳模上;图c为抽真空,塑料板材紧贴在凸模上而成型。用途:多用于有凸起形状的薄壁塑件,可以避免收缩,所成型的塑件内表面尺寸较为精确。3.5气动成型原理及工艺特性3.5.3真空成型823.5.3.2凸模真空成型3.5气动成型原理及3.5.3.3凹凸模先后抽真空成型
首先把塑料板紧固在凹模上加热,软化后将加热器移开,然后通过凸模吹人压缩空气,而凹模抽真空使塑料板鼓起,最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且从中抽真空,同时凹模通人压缩空气,使塑料板贴附在凸模的外表面而成形。
3.5气动成型原理及工艺特性3.5.3真空成型833.5.3.3凹凸模先后抽真空成型3.5气动成型原理及工艺
首先将片材加热,然后向密闭箱内送压缩空气。热片材向外吹涨,再将凸模升起,与片材之间形成密闭状态;最后由凸模上的气孔抽真空,利用外面的大气压力使它成形。
3.5气动成型原理及工艺特性3.5.3真空成型3.5.3.4吹胀真空成型84首先将片材加热,然后向密闭箱内送压缩空气。热片材向外吹涨3.5气动成型原理及工艺特性3.5.3真空成型3.5.3.5柱塞延伸法真空成型
辅助凸模真空成形分为下向真空成形和上向真空成形。
下向真空成形首先将固定于凹模的塑料板加热至软化状态;接着移开加热器,用辅助凸模将塑料板推下,这凹模里的空气被压缩,软化的塑料板由于辅助凸模的推力和型腔内封闭的空气移动而延伸;然后凹模抽真空成形
853.5气动成型原理及工艺特性3.5.3真空成型3.5.3.5气动成型原理及工艺特性
a.适宜制造壁厚小尺寸大的制品;
b.塑料制品与模具贴合的一面,结构上比较鲜明,而且,光洁度也较高;
c.在成型时间上,凡板材与模具贴合得愈晚的部位,其厚度愈小;
d.生产效率高;
e.设备简单,成本低廉,操作简单,对操作工人无过高技术要求;
f.不宜加工制品本身壁厚不均匀和带嵌件的制品.3.5.3真空成型特点863.5气动成型原理及工艺特性3.5.3真空成型特点861、塑件的几何形状和尺寸要求用真空成形方法成形塑件,成形后冷却收缩率较大,很难得到较高的尺寸精度。一般凸模真空成形时,塑件内部尺寸精确;而凹模真空成形时,塑件外部尺寸精确。2、塑件的深度H与宽度(或直径)D之比塑件的深度H与宽度(或直径)D之比称为引伸比。引伸比越大,成形越难。引伸比过大会使最小壁厚处变得非常薄,这时应选用较厚的塑料来成形。引伸比和塑料品种、成形方法有关。3、圆角塑件设计时应使联接处圆滑过渡,圆角半径不小于型坯厚度。4、斜度即工艺倾斜面,以便从模具中取出制品。5、加强肋加强肋应沿制品外形或面的方向设计。3.5气动成型原理及工艺特性3.5.3
真空成型塑件设计871、塑件的几何形状和尺寸要求3.5气动成型原理及工艺特性33.5.4压缩空气成型3.5气动成型原理及工艺特性压缩空气成形工艺(见下图)将塑料板材置于加热板和凹模之间,固定加热板,塑料板材被轻轻地压在模具刃口上,在加热板抽出空气的同时,从位于型腔底部的空气口向型腔中送入空气,使被加工板材紧贴加热板;这样塑料板很快被软化,达到适合于成形的温度。这时加强从加热板进出的空气,使塑料板材逐渐贴紧模具。与此同时,型腔内的空气通过其底部的通气孔迅速排出,最后使塑料板紧贴模具。待板材冷却后,停止从加热板喷出压缩空气,再使加热板下降,对塑件进行切边;在加热板回升的同时,从型腔底部进入空气使塑件脱模后,取出塑件。借助压缩空气的压力,将加热软化的塑料板压入型腔的成型方法883.5.4压缩空气成型3.5气动成型原理及工艺特性压缩3.5.4压缩空气成型3.5气动成型原理及工艺特性开模-------闭模加热--------吹塑成型--------剪切-------取件893.5.4压缩空气成型3.5气动成型原理及工艺特性开模3.5.4压缩空气成型3.5气动成型原理及工艺特性压缩空气成形模具设计压缩空气成形用的模具结构与真空成形模具的不同点是增加了模具型刃,塑件成形后,在模具上就可将余料切除,并且塑料板直接接触加热板,加热速度快。模具设计要点:压缩空气成形的模具型腔与真空成形模具型腔基本相同。压缩空气成形模具的主要特点是在模具边缘设置型刃。903.5.4压缩空气成型3.5气动成型原理及工艺特性压缩
压缩空气成型
真空成型
成型原理用压缩空气把板压入阴阳模上成型把板和行腔之间抽成真空,使板吸附在型腔上
成型压力用压缩空气把板在型腔上,一般压力为3~8公斤/厘米用大气压把塑料板压在型腔上成型速度
快
比压缩空气成型慢成型周期
短,比真空成型快3倍以上
长加热方法
用加热板直接加热
辐射加热加热时间
短
长切边塑件在模具上切边塑件取出后在别的装置上切边塑件质量尺寸精度好,细小部的再现性好,光泽,透明性好各方面质量都比压缩空气成型差模具复杂,阳模成型不易装切边装置阴阳模成型均无问题装置价格
高
低压缩空气成型与真空成型比较91压缩空气成型真空成型3.6塑料成型制件的结构工艺性内容简介:
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923.6塑料成型制件的结构工艺性内容简介:1.掌握塑件的尺塑件设计原则:在设计塑件时,应考虑原料的成形工艺性,如流动性、收缩性等,塑件形状便于成型加工。在设计塑件时应考虑其模具的总体结构,使模具型腔易于设计制造,模具抽芯和推出机构简单,尽量简化模具结构。在保证塑件的使用性能、物理、化学、介电性能与力学性能等的前提下,尽量选用价格低廉和成形性能较好的塑料,并力求结构简单、壁厚均匀、成形方便。满足使用要求和外观要求时,应先通过造型,然后逐步绘制图样。3.6塑料成型制件的结构工艺性93塑件设计原则:3.6塑料成型制件的结构工艺性93设计塑件时所包含的内容:包含的内容1、塑件的尺寸设计2、塑件的精度设计3、塑件的几何形状设计4、塑料的螺纹、孔、齿轮、嵌件设计、标记3.6塑料成型制件的结构工艺性形状和结构设计1.尺寸
7.支承面和凸台
2.表面粗糙度
8.圆角设计3.形状结构
9.孔的设计4.脱模斜度10.螺纹设计5.塑件的壁厚11.齿轮的设计6.加强筋及增强措施12.嵌件设计13.符号、文字及标记的设计94设计塑件时所包含的内容:包含的内容1、塑件的尺寸设计2、塑3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.1尺寸及精度设计原则:受到塑料的流动性制约,流动性好的塑料可以成形较大尺寸的塑件,反之能成形的塑件尺寸就较小。受成形设备的限制,注射成形的塑件尺寸要受到注射机的注射量、锁模力和模板尺寸的限制;压缩和压注成形的塑件尺寸要受到压机最大压力和压机工作台面最大尺寸的限制。在满足使用要求的前提下,应尽量将塑件设计得紧凑、尺寸小巧一些。1、塑件尺寸953.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.1尺寸及精度设计原3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.1尺寸及精度2、塑件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,即所获得塑件尺寸的准确度。在满足用要求的前提下,应尽可能设计得低一些。963.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.1尺寸及精度2、塑3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.2塑件表面质量塑件尺寸公差根据GB/T14486《工程塑料模塑塑料件尺寸公差标准》确定
塑件尺寸公差的代号为MT,公差等级分7级一般的:塑件上孔的公差采用单向正偏差,即塑件上轴的公差采用单向负偏差,即中心距及其他位置尺寸公差采用双向等值偏差,即973.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.2塑件表面质量3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.2塑件表面质量1)塑件表面粗糙度GB/T14234《塑料件表面粗糙度标准——不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度》决定因素:模具成形零件表面粗糙度表面粗糙度选择:塑件的表面粗糙度一般为1.6~0.2,而模具的表面粗糙度数值要比塑件低1~2级。983.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.2塑件表面质量12)塑件表观质量指塑件成形后的表观缺陷状态:如缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、皱纹、翘曲与收缩、尺寸不稳定等。产生原因:由塑件成形工艺条件、塑件成形原材料选择、模具总体设计等多种因素造成的。3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.2塑件表面质量992)塑件表观质量3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.23.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3
形状和结构设计
塑件内外表面的形状设计除满足其使用性能外,应易于成型,尽量避免侧抽芯结构设计。侧面有孔时,通过改变孔的位置或形状来避免侧抽芯。1003.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计3.6塑料成型制件的结构工艺性侧孔改侧凹3.6.3形状和结构设计侧孔件成型凹模侧凹件成型凹模1013.6塑料成型制件的结构工艺性侧孔改侧凹3.6.3形成型凹模3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计102成型凹模3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计成型凹模及塑件剖视图1033.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计成型凸模及塑件三视图1043.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构侧孔件成型模具开模示意侧凹件成型模具开模示意3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计105侧孔件成型模具开模示意侧凹件成型模具开模示意3.6塑料成型3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计1063.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计1073.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计1083.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计1093.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计改变侧孔免抽芯改变外形免抽芯1.形状1103.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构左图塑件的内侧有凸起,需采用由侧向抽芯机构驱动的组合式型芯,模具制造困难。右图避免了组合式型芯,模具结构简单。内侧凹的改进3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计1.形状111左图塑件的内侧有凸起,需采用由侧向抽芯机构驱动的组合式型芯,3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计不合理合理1.形状1123.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计当塑件的内外侧凹陷较浅,同时成型塑件的塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛这类在脱模温度下仍带有足够弹性的塑料时,模具可采取强制脱模。为使强制脱模时的脱模阻力不要过大引起塑件损坏和变形,塑件侧凹深度必须在要求的合理范围内,同时还要重视将凹凸起伏处设计为圆角或斜面过渡结构。
2.结构1133.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计2.结构(A-B)x100C%≦5%强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足1143.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计2.结构1153.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计2.结构1163.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计2.结构(A-B)x100C%≦5%强制脱出的浅侧凸,尺寸应满足1173.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计2.结构强制脱出的浅侧凸,尺寸应满足%≦5%(A-B)x100B1183.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构设计2.结构强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足(A-B)x100B%≦5%1193.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.3形状和结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度
由于塑料冷却后产生收缩,会紧紧地包在凸模上,或由于粘附作用,塑件紧贴在型腔内,为了便于脱模,在设计时应考虑塑件表面具有合理的脱模斜度。1203.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度由于3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度选取原则:1)脱模斜度的取向应根据塑件的内外形尺寸而定,塑件内孔以型芯小端为准,斜度沿扩大方向变出,塑件外形以型腔大端为准,斜度沿减少方向标出.1213.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度选取原
选取原则:2)塑件形状复杂,应取较大脱模斜度3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度122选取原则:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度选取原则:3)长条形、高深塑件应取较小脱模斜度1233.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度选取原选取原则:4)热塑性塑料件脱模斜度取20’-3.0°。热固性酚醛压塑件取30’-1.0°。收缩率大的塑件应取较大的脱模斜度。塑料名称脱模斜度型腔(a)型芯(b)聚酰胺通用级20´~40´25´~40´聚酰胺增强级20´~50´20´~40´聚乙烯20´~45´25´~45´聚甲基丙烯甲脂35´~1°30´30´~1°聚苯乙烯35´~1°30´30´~1°ABS塑料40´~1°20´30´~1°聚碳酸脂30´~1°30´~1°聚甲醛35´~1°30´30´~1°热固性塑料20´~1°20´~1°3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度124选取原则:塑料名称脱模斜度型腔(a)型芯(b)聚酰胺通用级2选取原则:5)精度要求高时,取较小脱模斜度3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度125选取原则:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模选取原则:6)如果要求脱模后塑件保持在型芯一边,则塑件的内表面的脱模斜度可选的比外表面小(如图a);反之,要求脱模后塑件留在型腔内,则塑件的外表面的脱模斜度应小于内表面(如图b)
,但当内、外表面要求脱模斜度不一致时,往往不能保证壁厚的均匀。3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模斜度126选取原则:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.4脱模3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚
塑件应有一定的厚度才能具有足够的强度和刚度,即使产品设计时对塑件的强度要求不高,为了承受脱模推出力,也要考虑塑件应有一定的壁厚,应合理设计壁厚。
1)壁厚太厚,收缩率加大,塑件变形大,冷却时间处长,易产生内部气孔、外部凹陷、生产效率低。(如下图)2)壁厚太薄,强度和刚度下降,影响使用性能,成型时流动阻力大,成型困难,成型后脱模困难。设计要点:1273.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚设计要点:3)壁厚应尽量均匀,否则制品成型收缩不均,易产生内应力,导致制品开裂、变形。受力大的部件可设加强筋。
壁厚应尽量均匀1283.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚设计3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚设计要点:4)当无法避免壁厚不均时,可做成倾斜的形状,
使壁厚逐渐过渡。或者使壁厚相差过大的两分别成型然后粘合成为制品。
1293.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚设计3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚5)应根据塑件外形尺寸及塑料品种合理选择塑件的壁厚。(查表)设计要点:1303.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚5)131131改善措施:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚132改善措施:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件改善措施:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚133改善措施:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚改善措施:1343.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.5塑件的壁厚改善加强筋的作用:①在不增加壁厚的情况下提高塑件强度、刚度,避免翘曲变形。②在一定程度上可以改善塑料的充模流动性。3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施
135加强筋的作用:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加加强筋的形状尺寸:高度L=(1~3)δ筋条宽A=(1/4~1)δ收缩角α=2°~5°根部圆角R=(1/8~1/4)δ顶部圆角r=δ/8,注:加强筋常引起局部凹陷3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施
136加强筋的形状尺寸:高度L=(1~3)δ注:加强筋常引起局部凹3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施
设计要求:①加强筋的厚度应小于塑件厚度,并与壁用圆弧过渡②加强筋端面高度不应超过塑件高度,宜低于0.5mm以上不合理合理1373.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施
设计要求:③尽量采用数个高度较矮的筋代替孤立的高筋,筋与筋之间的距离应大于壁厚的两倍。④加强筋的设置方向应与受力方向一致,并尽可能与熔体流动方向一致。同一面上,如果设置多根加强筋,其分布排列应互相错开,以减少收缩不均引起的变形。不合理合理3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施
138设计要求:不合理合理3.6塑料成型制件的结构工艺性3.设计要求:⑤在布置加强筋时,应避免或减少塑料的局部集中。3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施
139设计要求:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋设计要求:⑥一些加强筋会引起塑件局部凹陷,可采用以下措施来修饰和隐藏。3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施
140设计要求:3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施
⑦薄壁容器的边缘是强度、刚性薄弱处易于开裂变形损坏,可按照下图所示方法给予加强。容器边缘的增强容器侧壁的增强1413.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.6加强筋及增强措施3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.7支承面和凸台
对于盒形、容器类塑件,当采用底平面作支承面时,应将底平面设计成凹形或设置加强筋及凸台、凸边等结构。
1423.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.7支承面和凸台3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.7支承面和凸台1433.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.7支承面和凸台13.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.7支承面和凸台
固定用的凸耳或台阶应有足够的强度,以承受紧固时的作用力。应避免台阶突然过渡和支承面过小,凸耳应用加强筋加强。
1443.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.7支承面和凸台3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.8圆角设计塑件设计成圆角的作用:⑴使模具在淬火和使用时避免产生应力集中而开裂,提高模具的坚固性。⑵提高了塑件强度及美观。⑶利于塑料的充模流动和脱模。
1453.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.8圆角设计塑件3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计1)设计原则:
a.孔设在不易削弱塑件强度的地方
b.孔与孔之间,孔与边壁之间应留有足够的距离。1463.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计1)设计3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计2)孔与孔、孔与边壁最小壁厚1473.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计2)孔与3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计3)孔深与孔径关系
孔深要小于孔径的4倍,否则,如孔太深,对于通孔,则型芯容易弯曲;对于盲孔,则型芯难抽出。直径小于1.5mm或深度大于孔径的4倍时,一般用成型后再机械加工的方法获得。4)通孔成型方法
(P77,图3.23)注:压缩成形时尤应注意,通孔深度应不超过孔径的3.75倍1483.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计3)孔深3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计5)盲孔盲孔只能用一端固定的型芯来成型。为避免型芯弯曲,对于注射和压注成型,孔深不得大于孔径的4倍;对于压缩成型,平行与施压方向的孔深度为孔径的2倍.成型方法:类似通孔。1493.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计1493.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计6)异形孔设计:斜孔或形状复杂的孔可采用拼合的方法来成形,避免侧向抽芯。1503.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计6)异7)对于细长型芯,为防止其弯曲变形,在不影响塑件的条件下,可在塑件的下方设支承柱来支撑。3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计1517)对于细长型芯,为防止其弯曲变形,在不影响塑件的条件下,
8)对穿孔应注意设计成能设置型芯的结构3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.9孔的设计1528)对穿孔应注意设计成能设置型芯的结构3.6塑料成型制3.6塑料成型制件的结构工艺性3.6.10螺纹设计1、塑件上螺纹成型可用以下三种成型方法①模具成型②机械加工制作③在塑件内部镶嵌金属螺纹构件。2、模塑螺纹的性能特点:①模塑螺纹强度较差,一般宜设计为粗牙螺纹。②模塑螺纹的精度不高,一般低于GB3级。3、设计要点:①为减小螺距积累误差,螺纹配合长度应小于螺纹直径的1.5~2倍②外螺纹直径不小于
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