造型材料与工艺-塑料加工课件

造型材料与工艺-塑料加工2024/3/15造型材料与工艺-塑料加工第一节塑料制品的生产以瑞联实业生产的遥控器的外壳为例设计---模具---注塑---清理---喷油---烘干---丝印---包装造型材料与工艺-塑料加工模具加工造型材料与工艺-塑料加工模具加工造型材料与工艺-塑料加工机械加工造型材料与工艺-塑料加工注塑成型造型材料与工艺-塑料加工清理上线造型材料与工艺-塑料加工喷油造型材料与工艺-塑料加工烘干检验造型材料与工艺-塑料加工丝网印刷造型材料与工艺-塑料加工第二节塑料制品的成型工艺一、成型的方法热塑性塑料热固性塑料注塑成型模压成型挤出成型层压成型吹塑成型浇注成型真空成型缠绕成型压延成型滚塑成型滚塑成型注塑成型挤出成型造型材料与工艺-塑料加工二、塑料成型的工艺特性1、流动性流动性大溢出料过多、填充型腔不密实、组织稀松、易黏模、冷却硬化过早流动性小填充不足、成型压力大造型材料与工艺-塑料加工2、松弛和内应力塑料内部高分子链随时间的延长逐渐变化的现象，成为松弛。内应力导致裂纹、翘曲和尺寸不稳定。可以通过改变注塑参数和零件的结构来改善。压缩应力松弛仪造型材料与工艺-塑料加工膨胀效应冷却收缩造型材料与工艺-塑料加工5、热敏现象及水分分解长时间高温下塑料变色、降聚、分解，有刺激性气体缩合水分、水解，气泡、流动性差造型材料与工艺-塑料加工三、塑料制品的生产过程造型材料与工艺-塑料加工一、注塑成型受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。1、注塑成型工艺过程：模具安装---合模---原料混合---加热---加压---注射---冷却---开模---顶出---取出---修整---二次加工---烤漆---电镀---印刷第三节塑料制品的成型方法造型材料与工艺-塑料加工2、注塑设备

图为：普通型螺杆式注塑机的侧视结构

1

-机身；2—油泵电动机；3—合模油缸；4-固定板；5—合模肘杆；6—拉杆；

7—移动模板；8固定模板；9一机简；10—料斗；11一减速箱；12—电动机；13-注射油缸，11-计量装置；15-注射座移动油缸；16

—操作台

造型材料与工艺-塑料加工F1v系列注射成型机造型材料与工艺-塑料加工3、注塑产品造型材料与工艺-塑料加工二、挤出成型1、挤出成型工艺过程配备不同样式的口模，这种机械被用于生产不同断面形状的型材。造型材料与工艺-塑料加工2、挤出机结构造型材料与工艺-塑料加工造型材料与工艺-塑料加工造型材料与工艺-塑料加工3、挤出的产品造型材料与工艺-塑料加工三、真空成型（吸塑成型）1、成型原理常称为吸塑，是一种塑料加工工艺，主要原理是将平展的塑料硬片材加热变软后，采用真空吸附于模具表面，冷却后成型，广泛用于塑料包装、灯饰、广告、装饰等行业。造型材料与工艺-塑料加工2、真空成型机造型材料与工艺-塑料加工3、真空成型产品造型材料与工艺-塑料加工四、中空成型（挤出吹塑）1、原理造型材料与工艺-塑料加工造型材料与工艺-塑料加工2、中空设备造型材料与工艺-塑料加工3、中空产品造型材料与工艺-塑料加工五、模压成型1、模压成型(又称压制成型或压缩成型)是先将粉状,粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化的作业.模压成型可兼用于热固性塑料,热塑性塑料和橡胶材料。造型材料与工艺-塑料加工2、模压成型的优缺点①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型结构复杂的制品；⑤因为批量生产，价格相对低廉。

不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。

①生产周期长，生产效率低。

②较难实现生产自动化，因而劳动强度大。

③因为飞边厚，塑件厚度方向的尺寸难以控制(p157)层压成型工艺主要是生产各种规格、不同用途的复合材料板材。它具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但是设备一次性投资大。

造型材料与工艺-塑料加工造型材料与工艺-塑料加工①与挤出和注射等成型工艺相比，模压成型工艺所需设备结构简单、制造精度不高、制造费用低，所以投资少、见效快，为发展多品种、小批量的生产提供了有利条件，这也是模压成型工艺目前还在大量运用的原因之一。

②在模压成型过程中，由于塑料的流动距离很短，受填料的定向影响小，所以塑件的尺寸变动小，不易变形，尺寸稳定性好，机械性能稳定。

③相同吨位的压机可以成型较大平面的制品。

④模压成型工艺成熟，生产过程易于控制。

⑤模压成型中没有浇注系统，原材料浪费相对较少。对于不能重复利用的热固性材料来讲，节约原料尤为重要。造型材料与工艺-塑料加工3、模压设备造型材料与工艺-塑料加工4、模压成型的产品造型材料与工艺-塑料加工六、压注成型1、定义：压注成型又称传递成型。也是热固性塑料的主要成型方法之一。它是将塑料粒料装入模具的加料室内，在加热，受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统充满型腔，然后固化成型。造型材料与工艺-塑料加工2、压注成型设备造型材料与工艺-塑料加工造型材料与工艺-塑料加工3、压注成型的产品造型材料与工艺-塑料加工第四节塑料制品的二次加工一、机械加工造型材料与工艺-塑料加工二、塑料件的连接1、熔接同种材料造型材料与工艺-塑料加工2、粘接适用范围广造型材料与工艺-塑料加工三、塑料件的表面处理电镀、喷漆、镀膜、丝网印刷造型材料与工艺-塑料加工第五节塑料制品的工艺性一、壁厚的设计壁厚过小时，流动阻力大，大型复杂的制品就难以充满型腔。制件壁厚的最小尺寸应当满足以下几个方面的要求：⒈具有足够的强度和刚度；⒉脱模时能经受脱模机构的冲击和震动；⒊装配时能承受紧固力。造型材料与工艺-塑料加工一般塑料制件都规定有最小壁厚值。壁厚过大不仅浪费原料，对热固性塑料成型来说，还增加了模压的时间，并且容易造成固化不完全；而对热塑性塑料来说，则增加了冷却时间（根据经验推算，制品厚度增加一倍，冷却时间将增加四倍）。壁厚尽可能保持一致，否则会影响产品的质量，比如容易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷。热固性塑料的小型制件，壁厚一般取1.6~2.5mm，大型制件取3.2~8mm。热塑性塑料比较容易成型薄壁制件，但一般不宜小于0.6~0.9mm，常选取2~4mm。造型材料与工艺-塑料加工几种热塑性塑料的壁厚和加工条件材料料温(℃)注射压力(KG/cm2)模温(℃)壁厚(mm)

PE

150~200

600~1500

40~60

0.9~4.0

PP

160~260

800~1200

55~65

0.6~3.5

PA

200~320

800~1500

80~120

0.6~3.0

均聚POM

180~220

1000~2000

80~110

1.5~5.0

PS和AS

200~300

800~2000

40~60

1.0~4.0

ABS

200~260

800~2000

40~60

1.5~4.5

丙烯酸酯类

180~250

1000~2000

50~70

1.5~5.0

硬质PVC

180~210

1000~2500

45~60

1.5~5.0

PC

280~320

400~2200

90~120

1.5~5.0

醋酸纤维素

160~250

600~2000

50~60

1.0~4.0造型材料与工艺-塑料加工二、脱模斜度脱模斜度也就是拔模斜度，是为了方便出模而在模膛两侧设计的斜度。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。脱模斜度的设计1，产品有特殊要求的，按要求做到最大斜度。2，对高度不大的产品，可不取脱模斜度。3，产品凸起或加强筋单边应有4～5度斜度。4，沿脱模方向有孔或有方格从而使脱模力加大时，应在产品要求的范围内斜度做到最大。5，侧壁有纹时，应做3度以上的斜度。造型材料与工艺-塑料加工加强筋造型材料与工艺-塑料加工支承面圆角造型材料与工艺-塑料加工嵌件造型材料与工艺-塑料加工凸凹纹造型材料与工艺-塑料加工标志阴文与阳文的名称标志等，阴文防伪收缩与公差收缩率小的材料，精度高，6~7精度收缩率大的材料，精度低，7~8精度造型材料与工艺-塑料加工第六节塑料模具的基本知识一、注塑模的结构1、成型零部件2、浇注系统3、脱模机构4、导向机构5、抽芯机构6、冷却和加热装置7、排气结构造型材料与工艺-塑料加工实例说明手机面壳,要求具有一定的强度、刚度、耐热和耐磨损等性能,同时还必须满足绝缘性。ABS合成塑料以其具有很好的韧性(抗震性)、密封性,很高的机械强度,耐化学腐蚀,拿在手上很有质感的特点而受到人们的青睐。

根据以上特点以及经济因素,采用ABS与PC合成塑料,其收缩率为0.6%。

(1)脱模斜度。

设计脱模斜度的目的是便于塑件的脱模,避免在脱模过程中拉伤塑件表面,其大小取决于塑料的收缩率。

塑件外形以型腔大端为准,尺寸要符合图纸要求,斜度沿形状减小方向。要求开模后塑件留在型芯上,塑件内表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。根据ABS的性能,型芯的脱模斜度取1.5°。

造型材料与工艺-塑料加工(2)加强筋。

为了使塑件与底壳便于装配,并有一定的强度和刚度,同时又能避免因壁过厚而产生成型缺陷,在塑件内表面外侧增设了多处加强筋,小端厚度0.6mm,并做1°斜度。(3)塑件尺寸公差与精度

该塑件长98mm,宽43mm,最高13mm,其粗糙度值为Ra0.06!m。影响塑件公差的主要因素是:模具制造误差及磨损误差,尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损、塑料收缩的波动、注射工艺条件的变化、塑件的形状和飞边厚度的波动、脱模斜度及成型后塑件的尺寸变化。该塑件选用尺寸精度等级为6级,公差为GB/T14486-93尺小公差数值。造型材料与工艺-塑料加工

2模具结构设计

2.1分型面和型腔数的确定

在塑件设计时,必须考虑成型时分型面的形状和位置,否则无法用模具成型。因侧向合模锁紧力较小,故应将投影面积大的分型面放在动、定模的合模主平面上,而将投影面积较小的分型面作为侧向分型面。

本模具的分型面选择在塑件的大平面处。根据所用注塑机的工艺参数,如开模行程、注射压力、装模空间等决定将该产品用1模1腔的形式生产。

2.2型腔、型芯的结构

(1)型腔的结构设计:本设计采用嵌入式型腔结构。加工方法可采用普通机加工、数控机床、电火花、电铸成型等方法。将一个整体型腔嵌入到型腔固定板中,嵌入的型腔材料定模为SHD61,硬度为35HRC;动模为NAK80,硬度达40HRC。该结构广泛应用于中小型塑件的模具中。

(2)型芯的结构设计:型芯是用来成型塑料塑件的内表面的成型零件。本模具中动模型芯采用镶拼式型芯结构。目的是既可节省优质模具钢,便于机加工和热处理,又利于型芯冷却和排气。

造型材料与工艺-塑料加工2.3侧向分型抽芯机构设计

由于抽芯距离不大,为使模具结构紧凑,采用整体式侧向抽芯机构。其结构示意图如图2所示,主要结构有:

(1)图2中2、4、5、7各为一个整体滑块,将侧向型芯固定在该滑块上,利用滑块上的斜面对产品外侧面的凹坑(图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处)进行抽芯。经过充分考虑各项工艺参数,斜面与垂直面的倾斜角度确定为18°,既达到了抽芯目的,又确保了模具的整体结构合理。

造型材料与工艺-塑料加工(2)图2中设计有3个斜顶块,目的是成型塑件内侧凹坑(图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ处的内侧面)。将斜顶块固定在顶杆固定板上,顶出时,斜顶块随着固定板一起运动,斜顶块在向前运动的同时,也作侧向移动,达到抽芯的目的。

斜顶块采用优质合金材料,选用718材料,并用经过调质处理的螺钉紧固在顶杆固定板上;通过对塑件结构的分析计算,斜顶块倾斜角度为6°。这样既保证了侧向抽芯动作的顺利完成,又使模具工作顺畅,受力均匀。造型材料与工艺-塑料加工1塑件结构工艺分析

图2侧向抽芯机构示意图

1.斜顶块(3个)2、4、5、7.滑块3.动模型芯6.动模

2.4浇口的设计

浇口是浇注系统的关键部分,浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件的质量影响很大。根据塑件的结构要求,本设计采用点浇口形式。点浇口的直径由推荐值取d=1.0mm。而且,为了更有效地充满型腔,采用热唧嘴。图3所示为本模具采用的单点热浇口结构示意图。造型材料与工艺-塑料加工

图3单点热浇口结构示意图

采用热挤嘴的主要优点是:

(1)无水口料,不需要后续加工,使整个成型过程完全自动化,节省工作时间,提高工作效率。

(2)压力损耗小。热浇道温度与注塑机射嘴温度相同,避免了原料在浇道内的表面冷凝现象,注射压力损耗小。

(3)水口料重复使用会使塑料性能降解,而使用热流道系统没有水口料,可减少原材料的损耗,从而降低产品成本。在型腔中温度及压力均匀,塑件应力小,密度均匀,在较小的注射压力下,较短的成型时间内,注塑出比一般的注塑系统更好的产品。