塑料成型工艺与模具设计学习任务一塑件的设计

塑料成型工艺 与模具设计,国家“十二五” 规划教材,重庆大学出版社,目的与要求：,目的： 了解常见塑料的类型及性能，能为塑件选择合适的材料。 要求： 1、能正确说出塑料的组成及特性； 2、能正确区分常见塑料的类型； 3、能正确为塑件选择合适的材料,学习任务一 塑件的设计,学习活动塑件的选材,重点与难点：,重点： 1、常用塑料的性能及用途 2、选材的步骤与方法 难点： 1、常用塑料的性能 2、选材的方法,学习任务一 塑件的设计,学习活动塑件的选材,塑料的组成及特性,定义,学习任务一 塑件的设计,塑料的组成=合成树脂+添加剂,内容,学习任务一 塑件的设计,塑料的特性,1. 密度小、质量轻,2. 比强度、比刚度高,3. 电绝缘性能好,4. 化学稳定性好,5. 减摩、耐磨性能好,6. 减振、消音性能好,7. 绝热性好、透光率高,8. 成型性能好、经济效益高,9.成型收缩率高，不耐热，易燃烧，易老化， 会“蠕变”，会造成环境污染等,常见塑料的类型,定义,学习任务一 塑件的设计,热塑性塑料：合成树脂分子结构都是线型或带支链线型,在受热后变软，继续加热会变成熔融黏稠液体，施加压力会流动，可充满一定形状的空腔，冷却后能定型,过程中一般只发生物理变化，此过程可反复进行。,热固性塑料：合成树脂分子结构也是线型或带支链线型,第一次加热时可软化，施加压力会流动充满型腔，继续加热到一定温度则与交联剂发生交联反应，分子形成网状（体型）结构而固化变硬，如再继续加热，也不再软化流动，,既有物理变化又有化学变化，该变化过程是不可逆的。,塑料合成树脂分子结构,学习任务一 塑件的设计,常见塑料的类型,内容,学习任务一 塑件的设计,热塑性塑料、热固性塑料,塑料的分类：,（）按合成树脂的热性能分,（）按塑料的用途分,通用塑料：指产量大、用途广、成型性好、价格低的塑料,工程塑料：可作为工程结构件的塑料,特种塑料：具有特种功能，适用于某种特殊用途的塑料,常用的热塑性塑料的性能及用途,学习任务一 塑件的设计,使用性能,工艺性能,应用范围,高密度（High Density）聚乙烯PEHD（低压聚乙烯） 低密度（Low Density） 聚乙烯PELD（高压聚乙烯） 聚丙烯（俗称百折胶）PP 聚氯乙烯 PVC 聚苯乙烯 PS 丙烯腈.丁二烯.苯乙烯共聚物 ABS 聚碳酸酯 PC 聚甲醛 POM 聚酰胺 PA 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）PMMA,选材的步骤和方法,学习任务一 塑件的设计,（1）选材的步骤,根据使用的目的，列出制件的全部功能要求，并尽可能定量化。,根据制件的功能要求，考虑使用性能数值（工程性能）和设计数据，提出目标材料（部件材料）的性能数值，并通过这些性能要求来预选材料,最后通过部件工程性能要求与材料性能的比较来确定候选材料。,选材的步骤和方法,学习任务一 塑件的设计,（1）选材的方法,学习任务一 塑件的设计,例：网络交换机外壳选材,（1）确定产品的技术要求,（2）初选材料,（3）筛选材料,PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯,PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯,PC 聚碳酸酯,根据客户的要求，比较重要性的大小，对技术要求分配权重；分别进行比较选择综合性能最接近理想值的材料。,目的与要求：,目的： 通过学习塑料的成型工艺特性对塑件质量的影响,能选择合适的塑料模塑成型工艺条件,为模具设计及成型设备工艺参数的设置,产品成型打下基础。 要求： 1、能正确分析塑料的成型工艺特性对塑件质量的影响。 2、能选择合适的塑料模塑成型工艺条件。,学习任务一 塑件的设计,学习活动2塑料的成型工艺特性,重点与难点：,重点： 1、塑料成型的工艺性能 2、塑料模塑成型工艺条件 难点： 1、塑料的收缩性 2、塑料的模塑窗口,学习任务一 塑件的设计,学习活动2塑料的成型工艺特性,塑料模塑成型工艺条件,塑料的成型工艺特性对塑件质量的影响,定义,学习任务一 塑件的设计,塑料成型工艺特性: 成型过程、特有性能,流动性：充填模腔的能力,溢料间隙：不溢出、最大间隙值,收缩性：冷却、尺寸缩小,收缩率：收缩量、百分率,聚合物的结晶：形成稳定、规整排列分子链,热敏性：料温高和受热时间较长，变色、降解,相容性：不同品种的塑料、熔融状态、不相分离,内容,学习任务一 塑件的设计,（）塑料成型的工艺性能,塑料成型的工艺特性，主要包括流动性、收缩性、结晶性、热敏性、吸湿性等。,流动性,根据溢料间隙划分好、中等和差3个等级,影响热塑性塑料流动性的主要因素：,塑料品种,模具结构,成型工艺,学习任务一 塑件的设计,（）塑料成型的工艺性能,影响塑料收缩性的主要因素：,收缩性,塑料的组成及结构、成型工艺方法、工艺条件、制件几何形状及金属嵌件的数量、模具结构、浇口形状与尺寸等,收缩的主要形式:线型收缩 方向性收缩 成型后收缩,学习任务一 塑件的设计,收缩性,a塑料品种 b制件结构 c模具结构 d成型温度 e成型压力 f成型时间,影响热塑性塑料收缩性的主要因素,结晶性,聚合物结晶的特点,结晶速度慢,结晶不完全,结晶型塑料成型时的注意事项,学习任务一 塑件的设计,热敏性,吸湿性,成型时应选用螺杆式注射机 严格控制料温和成型时间 加入稳定剂,吸湿性强的塑料成型前，一般都要经过干燥,相容性,分子结构相似者较易相容,吸湿性弱的材料，成型前可不干燥,分子结构不同时较难相容,塑料模塑成型工艺条件,定义,学习任务一 塑件的设计,塑料的可模塑性：一定的温度和压力、塑料在模具中、可模塑成型的能力,塑料的模塑窗口,内容,学习任务一 塑件的设计,成型区域；表面不良线；缺料线； 塑料分解线； 溢料线,成型温度过高：塑料分解、 收缩率也会增大,成型温度过低：熔体黏度 大，流动困难,过高的压力：溢料、内 应力,压力过低：充模不足,目的与要求：,目的： 通过学习塑件的设计,能对塑件不合理的设计进行修正,并在塑件的创新设计时，能考虑产品对模具设计及成型的影响, 为产品设计打下基础。 要求： 1、能对塑件不合理的设计进行修正,学习任务一 塑件的设计,学习活动3塑件的设计,重点与难点：,重点： 1、制件设计的基本原则 2、塑件的形状和结构设计 难点： 1、塑件形状、加强肋设计 2、铰链、金属嵌件设计,学习任务一 塑件的设计,学习活动3塑件的设计,塑料的成型工艺特性对塑件质量的影响,定义,学习任务一 塑件的设计,脱模斜度:沿脱模方向、塑件内外表面上、足够的斜度,加强肋：增加强度、刚度,金属嵌件：塑件内嵌入金属零件,塑件的尺寸精度：制件尺寸、产品图中尺寸的符合程度,支承面：支承物体的平面,制件设计的基本原则,内容,学习任务一 塑件的设计,需考虑原料的物理、化学、机械性能和成型工艺特性,满足使用要求，力求结构简单、壁厚均匀、成型方便,有利于模具的分型、排气、补缩和冷却,模具型腔易于制造，模具抽芯和推出机构简单,需考虑原料价格，模具成本及寿命，产品的利润率等,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,设计的主要内容包括： 塑件形状、尺寸精度、表面粗糙度、脱模斜度、壁厚、加强肋、支承面、凸台、孔、圆角、螺纹、金属嵌件、文字符号及标记等,设计的目标： 满足性能要求、结构合理、造型美观、成型方便。,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,塑件形状,尽量避免侧孔或侧向凸凹,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,塑件尺寸精度及表面粗糙度,尽可能选用低精度等级,可根据GB/T14886-2008的标准来选取,模具表面粗糙度要比制件的要求低级（ 值更小）,可参考GB/T14234-1993的标准来选取,一般取为0.21.6,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,脱模斜度,取值方向,基本尺寸标注方法,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,壁厚,壁厚尽可能地均匀,加强肋,加强肋的高度L=(13) 肋根宽b=(1/41/2) 制件厚度2mm时， 可取= 肋根过渡圆角R=(1/8 1/4) 肋端部圆角r=/8 收缩角 两肋的间隔,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,支承面及凸台,底脚（三点或四点）支承、边框支承,凸台,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,孔,孔与边距离,孔的大小设计,孔的成型方法, 倍的塑件壁厚,参考相关的设计手册,与孔的形状、大小有关,通孔成型,斜孔、复杂孔的成型方法,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,圆角,圆角特点,圆角尺寸,避免应力集中,有利于充模和脱模。,有利于提高模具强度、便于模具制造,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,螺纹,塑件上的螺纹可直接模塑成型、也可机加工,不宜采用细牙、精度不能要求太高、一般低于MT3级,金属嵌件。,金属嵌件与塑件连接的方法,黏结、压入、一起成型,设计带嵌件的塑件应注意的问题,如何保证嵌件在塑件中固定牢固？,塑件的形状和结构设计,学习任务一 塑件的设计,铰链的截面形式,铰链的设计要点： 薄、厚度均匀、脱模时弯折、不长、圆弧过渡,学习任务一 塑件的设计,