《模具設(shè)計(jì)》課件.ppt

1、第二章 塑料成型基礎(chǔ)2.2 塑料成型的工藝特性,能力目標(biāo)：,能從各種塑料的不同工藝特性方面考慮學(xué)會(huì)選擇塑料。,知識(shí)目標(biāo)：,掌握塑料成型的工藝特性,討論：,在塑料成型過程中是否真正做到“一模一樣”？,塑料成型的工藝性能：,塑料在成形過程中表現(xiàn)出來的特有性質(zhì)。,熱塑性塑料的工藝性能：,1、收縮性塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性稱為收縮性 成型收縮的大小可用收縮率來表示：,式中 Ss實(shí)際收縮率 Sj 計(jì)算收縮率 a 模具或塑件在成型溫度時(shí)的尺寸 b 塑件在室溫時(shí)的尺寸 c 模具在室溫時(shí)的尺寸,熱塑性塑料的工藝性能：, 成型收縮的形式 1）塑件的線尺寸收縮： 由于熱脹冷縮和塑件脫模時(shí)

2、彈性恢復(fù)、塑性變形等原因，導(dǎo)致塑件脫模冷卻到室溫后其尺寸縮小。 2）收縮的方向性： 塑料在成型時(shí)由于分子的取向作用使塑件呈現(xiàn)各向異性，沿料流方向（即平行方向）收縮大，強(qiáng)度高，與料流垂直方向則收縮小，強(qiáng)度低。,熱塑性塑料的工藝性能：,3）后收縮： 塑件成型時(shí)，由于受成型壓力、切應(yīng)力、各向異性、密度不均、填料分布不均、模溫不一致、硬化不均和塑性變形等因素的影響，塑件內(nèi)存在殘余應(yīng)力。當(dāng)脫模后，由于應(yīng)力趨向平衡及儲(chǔ)存條件的影響，使塑件再次收縮，這種收縮稱為后收縮。一般塑件在脫模后10h內(nèi)變化最大，24h后基本定型，但最后穩(wěn)定要經(jīng)過3060天。通常熱塑性塑料的后收縮比熱固性塑料大，擠塑和注射的后收縮比壓

3、縮成型大。,熱塑性塑料的工藝性能：,4）后處理收縮： 在某些情況下，塑件按其性能和工藝要求，成型后要進(jìn)行熱處理，處理后也會(huì)導(dǎo)致塑件尺寸收縮，這種收縮叫后處理收縮。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)高精度塑件則應(yīng)考慮后收縮及后處理收縮的偏差并予以補(bǔ)償。,熱塑性塑料的工藝性能：,影響收縮的基本因素：,塑料品種 塑件特性 進(jìn)料口的形式、尺寸、分布 成型條件,熱塑性塑料的工藝性能：,熱塑性塑料的流動(dòng)性常用熔融指數(shù)（單位g）、螺旋線長(zhǎng)度（單位cm）來表示。,2.流動(dòng)性,熔融指數(shù)用如右圖所示的標(biāo)準(zhǔn)裝置（熔融指數(shù)測(cè)定儀）來測(cè)定。 將被測(cè)塑料裝入加熱料筒中并進(jìn)行加熱，在一定的溫度和壓力下，測(cè)定塑料熔體在10min內(nèi)從出料孔擠出

4、的重量。,熱塑性塑料的工藝性能：,2.流動(dòng)性,塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動(dòng)性。,流動(dòng)性好、流動(dòng)性中等、流動(dòng)性差,分子量小，分子量分布寬，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性差，熔融指數(shù)高、螺流動(dòng)長(zhǎng)度長(zhǎng)、表觀粘度小，流動(dòng)比大的塑料流動(dòng)性好。,常用塑料根據(jù)它的流動(dòng)性可分為三類：,熱塑性塑料的工藝性能：,2.流動(dòng)性,模具結(jié)構(gòu)：凡促使熔融料降低溫度，增加流動(dòng)性阻力的則流動(dòng)性就降低。,影響流動(dòng)性的主要因素：,溫度：料溫高則流動(dòng)性增大，但不同塑料也各有差異。,壓力：注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大，流動(dòng)性也增大。,塑料的分子結(jié)構(gòu)與成分： 具有線型分子結(jié)構(gòu)塑料流動(dòng)性好。加入填料，降低流動(dòng)性，加入增塑劑和潤(rùn)滑劑，增

5、加塑料的流動(dòng)性。,熱塑性塑料的工藝性能：,3 相容性（共混性）： 指兩種或兩種以上不同品種的塑料，在熔融狀態(tài)下不產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力。 不同塑料的相容性與其分子結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系，分子結(jié)構(gòu)相似者較易相容；反之較難。 通過塑料的這一性質(zhì)，可得到類似共聚物的綜合性能，這是改進(jìn)塑料性能的重要途徑之一。,熱塑性塑料的工藝性能：,4 吸濕性 ：表明塑料對(duì)水分的敏感程度。 具有吸濕或粘附水分傾向的塑料：PA、PC、PSU、ABS等； 既不吸濕也不易粘附水分的塑料，如PE、PP、PS、POM等。,凡是具有吸濕或粘附水分傾向的塑料，如成型前水分未去除，則在成型過程中由于水分在成型設(shè)備的高溫料筒中變?yōu)闅怏w并促使塑料

6、發(fā)生水降解，成型后塑料出現(xiàn)氣泡、銀絲等缺陷。因此，對(duì)吸濕性和粘附水分傾向大的塑料，在成型之前應(yīng)進(jìn)行干燥，使水分控制在0.20.5%以下,注意,熱塑性塑料的工藝性能：,5.熱敏性及水敏性,水敏性 有的塑料（如PC、PA）即使含有少量水分，在高溫、高壓下也會(huì)發(fā)生分解，這種性能稱為水敏性。,熱敏性 對(duì)熱較為敏感，在高溫下受熱時(shí)間較長(zhǎng)或進(jìn)料口截面過小，剪切作用大時(shí)，料溫增高易出現(xiàn)變色、降解、分解的傾向。這種性能稱為熱敏性。（如硬PVC、POM、PCTFE ）,熱固性塑料的工藝性能：,1.收縮性,熱固性塑料收縮的表現(xiàn)形式、影響因素和計(jì)算方法與熱塑性塑料基本相同。,熱固性塑料流動(dòng)性通常以拉西格流動(dòng)性（以毫

7、米計(jì)）來表示，數(shù)值大則流動(dòng)性好。,2.流動(dòng)性,熱固性塑料的工藝性能：,測(cè)定方法： 將一定重量的被測(cè)塑料預(yù)壓成圓錠，將圓錠放入壓模中，在一定的溫度和壓力下，測(cè)定它從?？字袛D出的長(zhǎng)度（毛糙部分不計(jì)在內(nèi)），即為拉西格流動(dòng)值,熱固性塑料的工藝性能：,2.流動(dòng)性,影響流動(dòng)性的因素：,塑料品種,模具結(jié)構(gòu),成型工藝,一般樹脂分子量小,填料顆粒細(xì)且呈球狀, 水、增塑劑、潤(rùn)滑劑含量高的，流動(dòng)性大。,模具成型表面光滑、型腔形狀簡(jiǎn)單，有利于改善流動(dòng)性。,采用預(yù)壓錠及先預(yù)熱，提高成型壓力，提高成型溫度（在低于塑料硬化溫度的條件下）等都能提高塑料的流動(dòng)性。,熱固性塑料的工藝性能：,3、比容和壓縮率,比容 壓縮率 表示粉狀塑料的松散程度，用來確定壓縮模加料腔容積的大小。比容和壓縮率大，要求加料腔體積增大，同時(shí)成形困難。,熱固性塑料的工藝性能：,4、硬化速度 硬化是指熱固性塑料成形時(shí)分子由線形向體型轉(zhuǎn)變，完成交聯(lián)反應(yīng)的過程。 硬化速度通常以塑料試樣硬化每1厚度所需的秒數(shù)來表示。 影響硬化速度的因素：塑料品種；塑件形狀及壁厚；成型溫度及是否預(yù)熱、預(yù)壓等有密切關(guān)系。 例如：采用預(yù)壓、預(yù)熱、提高成型溫度和增長(zhǎng)加壓時(shí)間等措施，都能顯著加快硬化速度。 硬化速度的調(diào)整：壓注或注射成形時(shí)，應(yīng)要求在塑化、填充時(shí)化學(xué)反應(yīng)慢，硬化慢以保持長(zhǎng)時(shí)間的流動(dòng)狀態(tài)，但當(dāng)充滿型腔