塑料成型工藝與塑料模具

第二篇 塑料成型工藝與塑料模具,塑料模具是應(yīng)用最廣泛的一類模具,在模具類中塑料模比例一般占30%-40%.隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,塑料模具在工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣,例如:美國(guó)波音747客機(jī)有2500個(gè)重量達(dá)2000Kg的零部件使用塑料制造的，美國(guó)全塑料火箭中所用的玻璃鋼占總重量的80%。我國(guó)塑料模具的種類、設(shè)計(jì)水平與制造精度發(fā)展也很快。在大型模具方面，已經(jīng)能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具；在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具.,本章要點(diǎn),塑料的組成 塑料的成型工藝特性 塑料成型制件的結(jié)構(gòu)工藝性 塑壓設(shè)備簡(jiǎn)介 難點(diǎn) 塑料成型制件的結(jié)構(gòu)工藝性,6.1塑料的組成,1.塑料的組成 塑料是以樹脂為主要成分,并加入其他添加劑的高分子材料,它在一定溫度和壓力條件下具有一定的流動(dòng)性, 可以被成型為一定的幾何形狀和尺寸,并在成型固化后保持其既得的形狀.,樹脂的分類 樹脂分為天然樹脂和合成樹脂兩大類. 天然樹脂是由植物或動(dòng)物分泌出來的脂物;也有從石油中得到的. 特點(diǎn):產(chǎn)量有限,性能較差 合成樹脂是用人工的方法合成的樹脂,2.塑料的種類,按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及熱性能分類 (1)熱塑性塑料 (2)熱固性塑料 熱塑性塑料這種塑料中樹脂的分子是線形或支鏈形結(jié)構(gòu). 特點(diǎn):再次加熱,可以軟化并熔融 熱固性塑料這類塑料中樹脂的分子最終是呈體形結(jié)構(gòu) 特點(diǎn):當(dāng)?shù)谝淮渭訜峁袒?再次加熱不再軟化也不再具有可塑性.,3.塑料的特點(diǎn)及應(yīng)用,密度小 質(zhì)量輕 比強(qiáng)度高 按單位質(zhì)量計(jì)算的強(qiáng)度稱為比強(qiáng)度 絕緣性能好 介電損耗低 化學(xué)穩(wěn)定性高 耐腐蝕性能特別好 減摩耐摩性能好 減震 隔音效果好,6.2塑料的模塑成型工藝,6.2.1壓縮模塑成型原理 1.成型原理 成型前需將模具加熱到成型溫度,然后將塑料加入到模具中使其熔融,并在壓力作用下閉合模具使塑料流動(dòng)而充滿型腔,同時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)硬化定型,脫模后既得塑件.這種方法是熱固性塑料的主要成型方法之一.,2.壓縮模塑成型的優(yōu)缺點(diǎn) (1)塑料容易成型，使用較方便，可壓制較大面積的塑件 （）沒有澆注系統(tǒng)，因而塑料消耗小 （）由于塑料在行腔內(nèi)直接壓縮成型，故有利于壓制流動(dòng)性較差的纖維狀塑料，而且在成型過程中纖維不宜碎斷，因而塑件的強(qiáng)度較高 （）由于塑料的加料室內(nèi)塑化不夠充分，因而不能壓制形狀復(fù)雜，壁厚相差較大的塑件 （）塑件的尺寸，特別是厚度尺寸不易保證精度 （）成型周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低,壓注模塑成型工藝,壓注模塑成型原理 壓注模塑成型是在壓塑成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起的，也是熱固型塑料的主要成型方法之一，塑料在外加料室內(nèi)受熱到可塑狀態(tài)，在壓力作用下，通過模具的澆注系統(tǒng)以高速射入閉合模具的型腔，并經(jīng)一段時(shí)間的保溫保壓，塑料完全硬化，然后開模，取出塑件（如圖）,壓注模塑的優(yōu)缺點(diǎn),塑料在外加塑料室內(nèi)預(yù)先受熱，在外力的作用下，通過澆注系統(tǒng)射入模具型腔因此塑料在進(jìn)入型腔前已經(jīng)塑化，這樣就可以成型深孔及形狀復(fù)雜的塑件，塑件的密度和強(qiáng)度都較高 可以成型帶有細(xì)薄鑲件的塑件 由于塑料在成型前模具完全閉合，模具分型面發(fā)飛邊很薄，因而塑件精度容易保證，表面光潔度也高 由于塑件在溫度和壓力下進(jìn)入型腔已塑化，因此塑料在模具內(nèi)的保壓硬化時(shí)間較短縮短了成型周期，提高了生產(chǎn)效率 操作過程比壓塑成型復(fù)雜 成型壓力比壓塑成型大 塑料耗量比壓塑成型大,塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性,設(shè)計(jì)塑料制件必須考慮以下因素 （）成型方法 壓縮成型注射成型 （）塑料的性能 塑料制件的尺寸、公差、結(jié)構(gòu)形狀與塑料的物理性能、力學(xué)性能和工藝性能等相適應(yīng) （）模具結(jié)構(gòu)及加工工藝性 塑料制件形狀應(yīng)有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，尤其是有利于簡(jiǎn)化抽芯和脫模機(jī)構(gòu)，還要考慮模具零件尤其是成型零件的加工工藝性,塑料制件的尺寸公差表面質(zhì)量 塑料制件的尺寸 這里的尺寸是指制件的總體尺寸，而不是壁厚、孔徑等結(jié)構(gòu)尺寸 注意尺寸是為了避免熔體不能充滿型腔，影響外觀和強(qiáng)度 此外壓塑成型尺寸受到壓力機(jī)最大壓力及臺(tái)面尺寸的限制；注射成型制件的尺寸受到注射機(jī)的公稱注射量、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類型、結(jié)構(gòu)與制造誤差及摩損，成型零件的制造與裝配誤差以及使用中的磨損，塑料收縮率的波動(dòng)，成型工藝條件的變化 模塑件尺寸公差的代號(hào)為，公差等級(jí)分為級(jí)，每一級(jí)又可分為兩部分，,塑料制件的表面質(zhì)量 表面質(zhì)量有：無斑點(diǎn)條紋凹痕起泡變色表面光澤性表面粗糙度 塑件的表面粗糙度一般為，模具的表面粗糙度數(shù)值要比塑件低級(jí),塑料制件的幾何形狀 (1)形狀 為了方便取出塑料制件，制件應(yīng)盡量避免側(cè)壁凹槽或與制件脫模方向垂直的孔（以免產(chǎn)生飛邊）,設(shè)計(jì)時(shí)注意通過結(jié)構(gòu)的變化提高制件的強(qiáng)度和剛度.為此,薄殼狀塑料制件可設(shè)計(jì)成球面或拱形曲面.如上圖所示設(shè)計(jì)成如圖的形狀,可以大大增強(qiáng)其剛度.(生活中的容器,大部分都是這樣的底,緊固用的凸耳或臺(tái)階應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,以承受緊固時(shí)的作用力.所以要避免臺(tái)階的突然變化,應(yīng)逐步過度,在容器的邊緣設(shè)計(jì)成如圖的形狀以增強(qiáng)剛度,減少變形.,綜上所述:塑料制件的形狀必須便于成型以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),降低成本,提高生產(chǎn)率和保證制件的質(zhì)量,(2)壁厚 壁厚小:不宜保證制件的強(qiáng)度和剛度 壁厚大:用料太多增加成型時(shí)間和冷卻時(shí)間,延長(zhǎng)成型周期,容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹痕、翹曲等缺陷。 合適：熱固型塑料的小型件，壁厚取mm大型件取3-8mm熱塑性塑料制件中的壁厚一般應(yīng)力求均勻，否則會(huì)因?yàn)楣袒蚶鋮s速度不同引起收縮不均勻，從而在制件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致制件產(chǎn)生翹曲縮孔甚至開裂等缺陷壁厚可達(dá)mm，但一般不易小于mm，長(zhǎng)取mm.,壁厚不均塑件,可在易產(chǎn)生凹痕表面設(shè)計(jì)成波紋形式或在壁厚處開設(shè)工藝孔,以掩蓋或消除凹痕,(3)脫模斜度 為了便于塑料制件脫模,以防止脫模時(shí)擦傷制件表面,與脫模方向平行的制件表面一般應(yīng)具有合理的脫模斜度. 在一般情況下,脫模斜度為30-130,但應(yīng)根據(jù)具體情況而定.但應(yīng)根據(jù)具體的精度要求而定. 斜度的取向原則:內(nèi)孔以小端為準(zhǔn),符合圖樣要求,斜度由擴(kuò)大方向得到;外形以大端為準(zhǔn),符合圖樣要求,斜度由縮小方向得到.一般脫模斜度值不包括在塑料制件尺寸的公差范圍內(nèi).但制件精度要求高的,脫模斜度應(yīng)包括在公差范圍內(nèi),(4)塑料制件的加強(qiáng)肋 設(shè)計(jì)加強(qiáng)肋的原則:增加塑料制件的強(qiáng)度和剛度而又不至于使制件的壁厚過大,有的加強(qiáng)肋還可以改善成型時(shí)熔體的流動(dòng)狀況 要求:設(shè)置時(shí),盡量減少塑料的局部集中,以免產(chǎn)生縮孔和氣泡.加強(qiáng)肋的尺寸不宜過大,以矮一些 、多一些為好,加強(qiáng)肋之間中心距大于兩倍壁厚,這樣即可以避免縮孔產(chǎn)生,有可以提高制件的強(qiáng)度和剛度.加強(qiáng)肋的方向應(yīng)盡量與熔體的方向一致,以利于熔體充滿型腔,避免熔體流動(dòng)受到攪亂.加強(qiáng)肋的端面不應(yīng)與制件支撐面平齊,應(yīng)有一定間隙.(如下實(shí)例),