塑料制品的形成方法

第四章非金属制品的成形

一、塑料的成形性分析

1）塑料的三态③粘流态：塑料温度处

于Tf(Tm)～Td(热分解

温度)之间。

Tb——脆化温度。

(塑料使用的下限温度)。4.1塑料制品的成形1．塑料的加工适应性①玻璃态(结晶态)：塑料

温度处于玻璃温度Tg

以下。②高弹态：塑料温度处

于Tg～Tf(粘流温度，

对结晶聚合物是熔

点Tm)之间。2）不同状态下塑料的加工适应性d子成形2．塑料的可挤压性

塑料的可挤压性是指塑料在受到挤压作用变形时获

得和保持一定形状的能力。塑料只有在粘流态才具有可

挤压性。2）影响因素

①熔体粘度。②成形设备,模具结构等。1）挤压性3．塑料的可模塑性

可模塑性是指塑料

在温度和压力作用下产

生变形和在模具中模制

成形的能力。③压力2）影响因素①流变性(流动性)②温度1）模塑性4．塑料的主要工艺特性

塑料自模具中取出冷到室温后,发生尺寸收缩,这种性能称为

收缩性。由于收缩不仅是本身的热胀冷缩,而且还与各成形因素

有关,所以成形后塑件的收缩应称为成形收缩。

塑料成形时,由于各种成形因素(成形压力、各相异性、密度

不均、模温不匀等)的影响,塑件内存在残余应力,塑件脱模后残

余应力发生变化,使塑件发生再收缩,称为后收缩。1）成形收缩性A成形收缩的形式及特征

由于热胀冷缩,塑料脱模时的弹性恢复、塑性变形等因素，

会导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小。

成形时分子按方向排列,塑性呈现各向异性,沿料流方向（平

行方向)收缩大、强度高；垂直料流方向收缩小、翘曲、变形、

裂纹等缺陷少。①塑件的线尺寸收缩②收缩方向性③后收缩

有时塑件按其性能及工艺要求,在成形后须热处理,热处理后

亦会导致塑件尺寸发生变形,称为后处理收缩。B影响成形收缩性的因素

④后处理收缩①塑料品种：同种塑料的填料、相对分子量及配比。②塑件特性：形状、尺寸、壁厚、有无嵌件等。③模具结构：分型面及加压方向、浇注系统的形式及尺寸。2）流动性流动性好的塑料,在成形时易形成溢料过多、填充型腔不密实、塑料组织疏松、易粘模、硬化过早等缺陷。塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。流动性差的塑料,易造成填充不足，不易成形。5．塑料的成形特性

成形特性与

塑料品种有关,也

与所含填料品种

和粒度及颗粒均

匀度有关。常用热固性塑料的成型特性常用热塑性塑料

的成型特性续前表表续前表表二、塑塑料制制品的的主要要成形形方法法及选选用注射成成形又又称注注塑成成形,是塑料料成形形物料料在注注射机机加热热料筒筒中塑塑化后后,由螺杆杆或柱柱塞注注射到到闭合合模模具的的模腔腔中形形成制制品的的成成形方方法。。工艺过过程分分为三三个阶阶段:塑化—注射—模塑1．注射射成形形先将装装于注注射机机料筒筒内的的塑塑料加加热,使其熔熔化(塑化),然后对对熔熔融塑塑料施施加高高压，，使其其经喷喷嘴嘴高速速注入入模具具型腔腔,最后经经一一定时时间的的冷却却定型型(硬化)后,开启模模具即即得制制品。。1)基本原原理2)特点和和应用用②注射制制品的的重量量从一一克到到几十十千克克不等等。注射成成形是是塑料料的一一种重重要成成形方方法。。几乎乎所有有的热热塑性性塑塑料都都可用用此法法成形形。某某些热热固性性塑料料目前前也能能用此此方法法成成形。。因因此,注射成成形广广泛用用于热热塑性性塑料料制品品的生生产。。尤其其适用用于形形状复复杂、、尺寸寸精确确度高高、带带嵌件件、批批量大大的塑塑料制制品的的成形形加工工。应用：：特点：：③能成形形形状状复杂杂,尺寸精精度高高或带带嵌件件的制制品。。①便于实实现自自动化化；生生产效效率高高，适适于大大批量量生产产。2．挤出出成形形与注射射成形形相似似,首先将将粒状状或粉粉状塑塑料加加入料料斗中中,在旋转转的的挤出出机螺螺杆(或柱塞塞推动动)的作用用下,塑料沿沿螺杆杆的螺螺旋槽槽向前前方方输送送,在此过过程中中,不断的的接受受外加加热和和内部部摩擦擦热,逐渐熔熔融呈呈粘粘流态态,然后在在挤压压系统统的作作用下下,塑料熔熔体通通过具具有一一定形形状的的挤挤出模模具(机头)口模以以及一一系列列辅助助装置置(定型、、冷却却、牵牵引、、切切割等等装置置),从而获获得截截面形形状一一定的的塑料料型材材。成形工工艺过过程分分为三三个阶阶段:塑化—成形—定型1)挤出原原理2）工艺艺特点点①能连续续成形形、产产量大大、生生产率率高、、成本本低；；适应应性强强，应应用范范围围广广；②模具结结构较较简单单,制造维维修方方便；；③塑件内内部组组织均均衡紧紧密、、尺寸寸比较较稳定定；④所用设设备结结构简简单、、操作作方便便；3．模压压成形形模压成成形又又称压压缩模模塑成成形或或压塑塑成形形,是塑料料成形形物料料在闭闭合模模具的的模腔腔内内借助助加热热、加加压,使其固固化而而形成成制品品的成成形方方法。。模压成成形是是将塑塑料粉粉料或或予压压锭锭料料直接接加入入到高高温(一般为为130~180℃)的模具具加料料腔或或型腔腔内预预热热,然后以以一定定的速速度合合模、、加压压，塑塑料料在热热和压压力的的作用用下逐逐渐软软化成成粘粘流状状态,并在压压力作作用下下流动动而使使其其充满满型腔腔,经过保保压一一段时时间后后,塑料料固化化定型型,然后开开模取取出制制品,1)原理及及工艺艺过程程模压成成形主主要由由预压压—预热—模压三三个过过程组组成。。2)特点及及应用用压缩成成形主主要用用于各各种热热固性性塑料料制品品的生生产,特别别适适宜宜制制作作带带嵌嵌件件的的塑塑料料制制品品。。广广泛泛用用于于电电器器、、电电讯讯、、仪仪器器仪仪表表及及日日用用产产品品的的生生产产。。特点点:①生产产工工艺艺及及设设备备简简单单；；②料耗耗少少,且制制件件的的收收缩缩率率较较小小,变形形小小,各向向性性能能较较均均匀匀；；③可成成形形大大型型制制品品；；适适用用于于流流动动性性差差的的塑塑料料；；④周期期长长,效率率低低；；劳劳动动强强度度较较大大,条件件较较差差，，不不易易实实现现自自动动化化；；模模具具寿寿命命较较低低。。⑤毛边边较较厚厚,不易易成成形形形形状状复复杂杂、、带带有有深深孔孔、、薄薄壁壁及及厚厚壁壁、、尺尺寸寸精精度度较较高高的的制制品品；；应用用：：4．传传递递模模压压成成形形将塑塑料料加加入入模模具具加加料料腔腔内内,使其其受受热热成成为为粘粘流流态态,在柱柱塞塞压压力力的的作用用下下,粘流流态态的的塑塑料料经经过过浇浇注注系系统统,进入入并并充充满满闭闭合合的的模模具具型型腔腔,塑料料在在型型腔腔内内继继续续受受热热受受压压,经过过一一定定时时间间的的固固化化后后,打开开模模具具即即可可取取出出制制品品。。传递递模模压压成成形形是是将将模模压压成成形形与与注注射射成成形形相相结结合合,用于于热热固固性性塑塑料料成成形形的的方方法法。。1）原原理理：：工艺艺过过程程分分为为三三个个阶阶段段:准备备(加料料予予热热)——施压压—卸料料(出模模)②可成成形形结结构构复复杂杂，，薄薄壁壁、、高高度度大大而而嵌嵌件件多多的的塑塑料料制制品品；；制制品品尺尺寸寸精精度度高高；；2）特特点点及及应应用用主要要用用于于模模压压成成形形无无法法达达到到要要求求的的高高精精度度、、嵌嵌件件多多、、薄薄壁壁、、批批量量小小的的塑塑件件。。应用用:特点点:①分型型面面处处毛毛边边薄薄，，易易于于清清除除；；成成形形周周期期短短；；③料耗耗较较大大；；模模具具结结构构复复杂杂，，成成形形压压力力较较高高。。5．其其它它成成形形方方法法成形形过过程程包包括括塑塑料料型型坯坯的的制制造造和和型型坯坯的的吹吹塑塑。。即即先先用用挤挤出出机机或或注注射射机机挤挤出出或或注注出出管管筒筒状状的的熔熔融融坯坯料料，，然然后后将将此此坯坯料料放放入入吹吹塑塑模模具具内内，，向向坯坯料料内内吹吹入入压压缩缩空空气气，，使使中中空空的的坯坯料料均均匀匀膨膨胀胀直直至至紧紧贴贴模模具具内内壁壁，，冷冷却却定定型型后后开开启启模模具具取取出出中中空空制制品品。。1)吹塑塑成成形形①原理理及及工工艺艺过过程程吹塑塑成成形形又又称称中中空空吹吹塑塑成成形形。。它它是是制制造造中中空空制制品品和和管管筒筒型型薄薄膜膜的的方方法法。。②特点点及及应应用用吹塑塑成成形形工工艺艺广广泛泛用用于于瓶瓶、、桶桶、、球球、、壶壶、、箱箱一一类类中中空空的的热热塑塑料料制制品品和和塑塑料料薄薄膜膜的的生生产产。。挤出吹塑塑成形模模具结构构简单，，投资少少，操作作容易，，适于多多种塑料料的中空空吹塑成成形，但但是壁厚厚不易均均匀，塑塑件需后后加工以以去除飞飞边。注射吹塑塑成形法法优点是是壁厚均均匀无飞飞边、不不需后加加工。由由于注射射型坯有有底，故故塑件底底部没有有拼合缝缝，强度度高，生生产率高高，但设设备与模模具的投投资大，，多用于于小型塑塑件的大大批量生生产。2）发泡成成形模塑泡沫沫塑料是是将液体体原料经经搅拌器器混合均均匀,灌入模具具中完完成发发泡经固固化处理理而制得得与模具具型腔相相同的泡泡沫塑料料制品。。B分类①高发泡工工艺(倍率大于于5)②低发泡工工艺(倍率小于于5)A原理及工工艺过程程发泡成形形是通过过机械、、物理或或化学方方法使塑塑料成形形物料内内部部形成大大量微孔孔,并固化形形成固定定微孔结结构的泡泡沫塑料料制品的的成形形方法法。产生微孔孔─微微孔增长长─微微孔固定定基本过程程为：C特点及应应用发泡成形形广泛应应用于交交通、运运输、房房屋、建建筑、包包装、日日常生活活用品以以及国防防尖端工工业等部部门。特特别适用用于家具具、汽车车、拖拉拉机、飞飞机等坐坐靠垫材材料、鞋鞋等的生生产。模塑泡沫沫制品的的优点是是可制成成形状复复杂、使使用舒适适、经济济的模制制品；省省工省料料。泡沫塑料料具有质质轻、比比强度高高、导热热系数低低、吸湿湿性低，，回弹性性好、绝绝热、防防冻保温温。缓冲冲防震等等优点。。3)压延成形形压延成形形是将加加热塑化化的热塑塑性塑料料通过两两个以上上相向旋旋转转的辊筒筒间隙使使其成为为连续片片状材料料的成形形方法。。压延成形形是生产产塑料膜膜和片材材的主要要方法。。压延成成形广泛泛地地用作农农业薄膜膜、工业业包装薄薄膜、室室内装饰饰品、地地板、录录音唱片片基基材及橡橡胶制品品等的生生产。②特点及应用①原理及工艺过过程配料—搅拌混合—压延—冷却—卷捆工艺过程为：：加工能力大，，生产速度快快，产品质量量好，能连续续生产；压延延产品厚薄均均匀，厚度公公差可控制在在10%以内,表面平整。设设备庞庞大，投投资高，维修修复杂，制品品宽度受到压压延辊筒长度度的限制。三、塑料件的的二次加工塑料切削加工工性能一般较较好，可进行行车、铣、刨刨、磨钻以以及抛光光等切削加工工；可采用与与金属加工相相同的切削刀刀具与设设备。1．塑料的机械械加工1）切削加工④切削加工成形形适用于单件件或小批量生生产。B塑料切削加工工的特点①刀具前角与后后角比加工金金属材料要大大，刀口要锋锋利；钻头的的顶顶角比加加工金属材料料要小，螺旋旋角偏大。②要有足够的冷冷却(风冷或水冷)③精加工时工件件不宜夹持过过紧,为了得到较高高的表面光洁洁度,切削削速度要要高些，进刀刀量要小。A切削加工性2)冲压加工塑料板材或棒棒材可进行剪剪切或冲裁。。不能进行弯弯曲或拉深深变形。②冲压特点为避免剪切或或冲裁时塑料料脆裂，常将将板料加热；；板料越厚，，加工温度越越高。①冲压加工性2．塑料的连接接②感应焊接在焊接中，一一种金属嵌件件被放在塑料料件中间并通通以电流使之之具有一一个电磁场。。外面用高频频振荡器包围围，使嵌件感感应生热，致致使热熔熔体融合塑件件进行焊接。。感应焊接速度度快（3～10S的时间)、焊接强度也也较好,但焊接接缝缝处留有金属属物,设备投资高。。这种焊接方法法适于绝大多多数的热塑性性塑料制品。。利用热塑性塑塑料受热熔化化而使塑料部部件进行接合合。1)焊接A原理①普通焊接普通焊接方法法有热焊接、、摩擦焊接和和电阻加热焊焊。其原理与与金属焊焊接相类同。。B常用焊接方法法：超声波焊接速速度快，清洁洁。很少需要要进行加工，，特别适用于于不能拆卸的的组合件，可可实现自动化化，适于高生生产率生产。。它几几乎适用用于所有的热热塑性塑料。。③超声波焊接利用超声波作作用在待焊的的塑料表面时时，塑料质点点会被超声波波激发而做快快速振荡，因因而产生热量量。使塑料熔熔化进行粘接接的方方法称为为超声波焊接接。2）粘接通过一种粘合合剂的物质而而使塑料与塑塑料，塑料与与金属或其其它它非金属彼此此连接的作业业称为粘接。。塑料粘接有以以下几个优点点：①接头头处处应应力力均均匀匀；；②强度度与与质质量量比比值值高高；；表表面面平平滑滑；；③能有有效效的的防防潮潮,防腐腐蚀蚀；；绝绝缘缘,耐震震及及经经济济,简便便等等。。3）机机械械连连接接机械械连连接接包包括括螺螺纹纹联联接接、、铆铆接接、、钩钩扣扣联联接接等等。。这这种种方方法法适适用用于于大大多多数数塑塑料料件件的的联联接接。。切削削自自攻攻螺螺钉钉、、挤挤压压自自攻攻螺螺钉钉A螺纹纹连连接接模制制螺螺纹纹连连接接方方式式与与金金属属件件相相同同,塑件件上上的的螺螺纹纹可可通通过过模模塑塑或或切切削削加加工工方方法法成成形形。。借助助机机械械力力的的作作用用,使塑塑料料部部件件之之间间或或塑塑料料件件与与其其他他材材料料的的部部件件之之间间连连接接起起来来的的方方法法称称为为机机械械连连接接。。①模制制螺螺纹纹连连接接②自攻攻螺螺纹纹连连接接B铆钉钉连连接接用铆铆钉钉铆铆合合塑塑料料制制品品的的方方法法叫叫铆铆钉钉连连接接,简称称铆铆接接。。铆接接方方法法与与铆铆合合金金属属制制品品相相同同,铆接接广广泛泛用用于于塑塑料料件件之之间间及及其其与与金金属属件件之之间间的的连连接接。。③钩扣扣连连接接钩扣扣连连接接是是使使塑塑件件上上的的一一个个球球状状物物或或搭搭钩钩压压入入一一个个受受阻阻物物或或扣扣孔孔，，利利用用塑塑料料本本身身的的弹弹性性完完成成两两零零件件的的连连接接（（装装配配））。。一个零件件模制成成内部侧侧凹或孔孔，另一一零件模模塑出外外部凸缘缘或钩与与之相配配。钩扣联接接简单，，快速（（不需附附加销钉钉、工具具等）广广泛用于于仪器、、仪表、、家用电电器、电电气设备备等零部部件的装装配。特点及应应用：一个零件件上模制制一个侧侧凹，相相应的零零件上模模制一个个凸缘与与之相配配。内钩扣：：外钩扣：：四、塑料料制品的的结构工工艺性③收缩率的的大小主主要跟塑塑脂的种种类、制制件的形形状、尺尺寸、壁壁厚厚、有无无嵌件等等有关。。1．收缩率率①塑件自模模具中取取出冷到到室温要要发生尺尺寸收缩缩，这是是塑脂所所故故有的特特性。②收缩率影影响塑件件的精度度。设计塑件件时，其其形状和和尺寸精精度要求求应与塑塑料品种种的选择择相结结合，使使之协调调。常用热塑塑性塑料料收缩率率(Q)2．壁厚③壁厚太薄薄，强度度、刚度度受影响响；流动动性变差差，成形形困困难。。常用塑料料零件壁壁厚范围围①塑件须有有合适的的壁厚。。②壁厚太大大，浪废废原料，，易产生生气泡、、凹陷、、缩孔、、翘翘曲等等质量缺缺陷。壁厚设计计应均匀匀，壁间间连接处处厚薄不不宜相差差太大，，尽量圆圆弧过度度，避免免收缩差差产生应应力集中中、开裂裂。3．脱模斜斜度①塑件沿脱脱模方向向的内外外表面应应设计合合理的脱脱模斜度度，以便便成形形后后脱模。。塑件脱模模斜度②脱模斜度度的大小小与塑料料性能、、收缩率率，制品品形状和和壁厚等等因素素有有关。4．加强筋筋①设置加强强筋，确确保制品品的强度度和刚度度又不使使制品厚厚度过大大。②设置加加强筋筋必须须合理理、均均匀，，并与与料流流方向向一致致，否否则会会给塑塑件带带来缩缩孔，，气气泡、、凹凹痕痕甚至至变形形、开开裂等等缺陷陷。5．圆角角制品的的转角角处应应尽量