塑料成型工艺与塑料模具

第二篇 塑料成型工艺与塑料模具,塑料模具是应用最广泛的一类模具,在模具类中塑料模比例一般占30%-40%.随着现代工业的发展,塑料模具在工业中的应用越来越广,例如:美国波音747客机有2500个重量达2000Kg的零部件使用塑料制造的，美国全塑料火箭中所用的玻璃钢占总重量的80%。我国塑料模具的种类、设计水平与制造精度发展也很快。在大型模具方面，已经能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具；在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具，多型腔小模数齿轮模具及塑封模具.,本章要点,塑料的组成 塑料的成型工艺特性 塑料成型制件的结构工艺性 塑压设备简介 难点 塑料成型制件的结构工艺性,6.1塑料的组成,1.塑料的组成 塑料是以树脂为主要成分,并加入其他添加剂的高分子材料,它在一定温度和压力条件下具有一定的流动性, 可以被成型为一定的几何形状和尺寸,并在成型固化后保持其既得的形状.,树脂的分类 树脂分为天然树脂和合成树脂两大类. 天然树脂是由植物或动物分泌出来的脂物;也有从石油中得到的. 特点:产量有限,性能较差 合成树脂是用人工的方法合成的树脂,2.塑料的种类,按合成树脂的分子结构及热性能分类 (1)热塑性塑料 (2)热固性塑料 热塑性塑料这种塑料中树脂的分子是线形或支链形结构. 特点:再次加热,可以软化并熔融 热固性塑料这类塑料中树脂的分子最终是呈体形结构 特点:当第一次加热固化后,再次加热不再软化也不再具有可塑性.,3.塑料的特点及应用,密度小 质量轻 比强度高 按单位质量计算的强度称为比强度 绝缘性能好 介电损耗低 化学稳定性高 耐腐蚀性能特别好 减摩耐摩性能好 减震 隔音效果好,6.2塑料的模塑成型工艺,6.2.1压缩模塑成型原理 1.成型原理 成型前需将模具加热到成型温度,然后将塑料加入到模具中使其熔融,并在压力作用下闭合模具使塑料流动而充满型腔,同时发生化学反应硬化定型,脱模后既得塑件.这种方法是热固性塑料的主要成型方法之一.,2.压缩模塑成型的优缺点 (1)塑料容易成型，使用较方便，可压制较大面积的塑件 （）没有浇注系统，因而塑料消耗小 （）由于塑料在行腔内直接压缩成型，故有利于压制流动性较差的纤维状塑料，而且在成型过程中纤维不宜碎断，因而塑件的强度较高 （）由于塑料的加料室内塑化不够充分，因而不能压制形状复杂，壁厚相差较大的塑件 （）塑件的尺寸，特别是厚度尺寸不易保证精度 （）成型周期较长，生产效率低,压注模塑成型工艺,压注模塑成型原理 压注模塑成型是在压塑成型的基础上发展起的，也是热固型塑料的主要成型方法之一，塑料在外加料室内受热到可塑状态，在压力作用下，通过模具的浇注系统以高速射入闭合模具的型腔，并经一段时间的保温保压，塑料完全硬化，然后开模，取出塑件（如图）,压注模塑的优缺点,塑料在外加塑料室内预先受热，在外力的作用下，通过浇注系统射入模具型腔因此塑料在进入型腔前已经塑化，这样就可以成型深孔及形状复杂的塑件，塑件的密度和强度都较高 可以成型带有细薄镶件的塑件 由于塑料在成型前模具完全闭合，模具分型面发飞边很薄，因而塑件精度容易保证，表面光洁度也高 由于塑件在温度和压力下进入型腔已塑化，因此塑料在模具内的保压硬化时间较短缩短了成型周期，提高了生产效率 操作过程比压塑成型复杂 成型压力比压塑成型大 塑料耗量比压塑成型大,塑料制件的结构工艺性,设计塑料制件必须考虑以下因素 （）成型方法 压缩成型注射成型 （）塑料的性能 塑料制件的尺寸、公差、结构形状与塑料的物理性能、力学性能和工艺性能等相适应 （）模具结构及加工工艺性 塑料制件形状应有利于简化模具结构，尤其是有利于简化抽芯和脱模机构，还要考虑模具零件尤其是成型零件的加工工艺性,塑料制件的尺寸公差表面质量 塑料制件的尺寸 这里的尺寸是指制件的总体尺寸，而不是壁厚、孔径等结构尺寸 注意尺寸是为了避免熔体不能充满型腔，影响外观和强度 此外压塑成型尺寸受到压力机最大压力及台面尺寸的限制；注射成型制件的尺寸受到注射机的公称注射量、合模力和模板尺寸的限制,塑料制件的公差 塑料制件的公差受模具类型、结构与制造误差及摩损，成型零件的制造与装配误差以及使用中的磨损，塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化 模塑件尺寸公差的代号为，公差等级分为级，每一级又可分为两部分，,塑料制件的表面质量 表面质量有：无斑点条纹凹痕起泡变色表面光泽性表面粗糙度 塑件的表面粗糙度一般为，模具的表面粗糙度数值要比塑件低级,塑料制件的几何形状 (1)形状 为了方便取出塑料制件，制件应尽量避免侧壁凹槽或与制件脱模方向垂直的孔（以免产生飞边）,设计时注意通过结构的变化提高制件的强度和刚度.为此,薄壳状塑料制件可设计成球面或拱形曲面.如上图所示设计成如图的形状,可以大大增强其刚度.(生活中的容器,大部分都是这样的底,紧固用的凸耳或台阶应有足够的强度和刚度,以承受紧固时的作用力.所以要避免台阶的突然变化,应逐步过度,在容器的边缘设计成如图的形状以增强刚度,减少变形.,综上所述:塑料制件的形状必须便于成型以简化模具结构,降低成本,提高生产率和保证制件的质量,(2)壁厚 壁厚小:不宜保证制件的强度和刚度 壁厚大:用料太多增加成型时间和冷却时间,延长成型周期,容易产生气泡、缩孔、凹痕、翘曲等缺陷。 合适：热固型塑料的小型件，壁厚取mm大型件取3-8mm热塑性塑料制件中的壁厚一般应力求均匀，否则会因为固化或冷却速度不同引起收缩不均匀，从而在制件内部产生内应力，导致制件产生翘曲缩孔甚至开裂等缺陷壁厚可达mm，但一般不易小于mm，长取mm.,壁厚不均塑件,可在易产生凹痕表面设计成波纹形式或在壁厚处开设工艺孔,以掩盖或消除凹痕,(3)脱模斜度 为了便于塑料制件脱模,以防止脱模时擦伤制件表面,与脱模方向平行的制件表面一般应具有合理的脱模斜度. 在一般情况下,脱模斜度为30-130,但应根据具体情况而定.但应根据具体的精度要求而定. 斜度的取向原则:内孔以小端为准,符合图样要求,斜度由扩大方向得到;外形以大端为准,符合图样要求,斜度由缩小方向得到.一般脱模斜度值不包括在塑料制件尺寸的公差范围内.但制件精度要求高的,脱模斜度应包括在公差范围内,(4)塑料制件的加强肋 设计加强肋的原则:增加塑料制件的强度和刚度而又不至于使制件的壁厚过大,有的加强肋还可以改善成型时熔体的流动状况 要求:设置时,尽量减少塑料的局部集中,以免产生缩孔和气泡.加强肋的尺寸不宜过大,以矮一些 、多一些为好,加强肋之间中心距大于两倍壁厚,这样即可以避免缩孔产生,有可以提高制件的强度和刚度.加强肋的方向应尽量与熔体的方向一致,以利于熔体充满型腔,避免熔体流动受到搅乱.加强肋的端面不应与制件支撑面平齐,应有一定间隙.(如下实例),