造型材料與工藝-塑料加工

1、第五章 塑料制品的生產(chǎn)第一節(jié) 塑料制品的生產(chǎn)以瑞聯(lián)實(shí)業(yè)生產(chǎn)的遙控器的外殼為例 設(shè)計(jì)-模具-注塑-清理- 噴油-烘干-絲印-包裝模具加工模具加工機(jī)械加工注塑成型清理 上線噴油烘干 檢驗(yàn)絲網(wǎng)印刷第二節(jié) 塑料制品的成型工藝一、成型的方法二、塑料成型的工藝特性1、流動(dòng)性流動(dòng)性大 溢出料過多、填充型腔不密實(shí)、組織稀松、易黏模、冷卻硬化過早流動(dòng)性小 填充不足、成型壓力大2、松弛和內(nèi)應(yīng)力塑料內(nèi)部高分子鏈隨時(shí)間的延長逐漸變化的現(xiàn)象，成為松弛。內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致裂紋、翹曲和尺寸不穩(wěn)定?？梢酝ㄟ^改變注塑參數(shù)和零件的結(jié)構(gòu)來改善。壓縮應(yīng)力松弛儀膨脹效應(yīng)冷卻收縮5、熱敏現(xiàn)象及水分分解長時(shí)間高溫下塑料變色、降聚、分解，有刺激性氣

2、體縮合水分、水解，氣泡、流動(dòng)性差三、塑料制品的生產(chǎn)過程一、注塑成型 受熱融化的材料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成形品的方法。該方法適用于形狀復(fù)雜部件的批量生產(chǎn)，是重要的加工方法之一。1、注塑成型工藝過程： 模具安裝-合模-原料混合-加熱-加壓-注射-冷卻-開模-頂出-取出-修整-二次加工-烤漆-電鍍-印刷第三節(jié) 塑料制品的成型方法2、注塑設(shè)備 圖為：普通型螺桿式注塑機(jī)的側(cè)視結(jié)構(gòu) 1 -機(jī)身；2油泵電動(dòng)機(jī)；3合模油缸；4-固定板；5合模肘桿；6拉桿； 7移動(dòng)模板；8固定模板；9一機(jī)簡；10料斗；11一減速箱；12電動(dòng)機(jī)；13-注射油缸，11-計(jì)量裝置；15-注射座移動(dòng)油缸；16 操作臺 F

3、1v系列注射成型機(jī) 3、注塑產(chǎn)品二、擠出成型1、擠出成型工藝過程 配備不同樣式的口模，這種機(jī)械被用于生產(chǎn)不同斷面形狀的型材。2、擠出機(jī)結(jié)構(gòu)3、擠出的產(chǎn)品三、真空成型（吸塑成型）1、成型原理 常稱為吸塑，是一種塑料加工工藝，主要原理是將平展的塑料硬片材加熱變軟后，采用真空吸附于模具表面，冷卻后成型，廣泛用于塑料包裝、燈飾、廣告、裝飾等行業(yè)。 2、真空成型機(jī)3、真空成型產(chǎn)品四、中空成型（擠出吹塑）1、原理2、中空設(shè)備3、中空產(chǎn)品五、模壓成型1、模壓成型(又稱壓制成型或壓縮成型)是先將粉狀,粒狀或纖維狀的塑料放入成型溫度下的模具型腔中,然后閉模加壓而使其成型并固化的作業(yè).模壓成型可兼用于熱固性塑料,

4、熱塑性塑料和橡膠材料 。2、模壓成型的優(yōu)缺點(diǎn)生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和自動(dòng)化生產(chǎn)；產(chǎn)品尺寸精度高，重復(fù)性好；表面光潔，無需二次修飾；能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品；因?yàn)榕可a(chǎn)，價(jià)格相對低廉。 不足之處在于模具制造復(fù)雜，投資較大，加上受壓機(jī)限制，最適合于批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品。 生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低。 較難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，因而勞動(dòng)強(qiáng)度大。 因?yàn)轱w邊厚，塑件厚度方向的尺寸難以控制(p157) 層壓成型工藝主要是生產(chǎn)各種規(guī)格、不同用途的復(fù)合材料板材。它具有機(jī)械化、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，但是設(shè)備一次性投資大。與擠出和注射等成型工藝相比，模壓成型工藝所需設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、制造精度不高、制造費(fèi)

5、用低，所以投資少、見效快，為發(fā)展多品種、小批量的生產(chǎn)提供了有利條件，這也是模壓成型工藝目前還在大量運(yùn)用的原因之一。 在模壓成型過程中，由于塑料的流動(dòng)距離很短，受填料的定向影響小，所以塑件的尺寸變動(dòng)小，不易變形，尺寸穩(wěn)定性好，機(jī)械性能穩(wěn)定。 相同噸位的壓機(jī)可以成型較大平面的制品。 模壓成型工藝成熟，生產(chǎn)過程易于控制。 模壓成型中沒有澆注系統(tǒng)，原材料浪費(fèi)相對較少。對于不能重復(fù)利用的熱固性材料來講，節(jié)約原料尤為重要。3、模壓設(shè)備4、模壓成型的產(chǎn)品六、壓注成型 1、定義：壓注成型又稱傳遞成型。也是熱固性塑料的主要成型方法之一。它是將塑料粒料裝入模具的加料室內(nèi)，在加熱，受壓下熔融的塑料通過模具加料室底部

6、的澆注系統(tǒng)充滿型腔，然后固化成型。2、壓注成型設(shè)備3、壓注成型的產(chǎn)品第四節(jié) 塑料制品的二次加工一、機(jī)械加工二、塑料件的連接1、熔接 同種材料2、粘接 適用范圍廣三、塑料件的表面處理電鍍、噴漆、鍍膜、絲網(wǎng)印刷第五節(jié) 塑料制品的工藝性一、壁厚的設(shè)計(jì) 壁厚過小時(shí)，流動(dòng)阻力大，大型復(fù)雜的制品就難以充滿型腔。制件壁厚的最小尺寸應(yīng)當(dāng)滿足以下幾個(gè)方面的要求： 具有足夠的強(qiáng)度和剛度； 脫模時(shí)能經(jīng)受脫模機(jī)構(gòu)的沖擊和震動(dòng)； 裝配時(shí)能承受緊固力。一般塑料制件都規(guī)定有最小壁厚值。壁厚過大不僅浪費(fèi)原料，對熱固性塑料成型來說，還增加了模壓的時(shí)間，并且容易造成固化不完全；而對熱塑性塑料來說，則增加了冷卻時(shí)間（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推算，

7、制品厚度增加一倍，冷卻時(shí)間將增加四倍）。壁厚盡可能保持一致，否則會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，比如容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲等缺陷。熱固性塑料的小型制件，壁厚一般取1.62.5mm，大型制件取3.28mm。熱塑性塑料比較容易成型薄壁制件，但一般不宜小于0.60.9mm，常選取24mm。幾種熱塑性塑料的壁厚和加工條件 材料料溫() 注射壓力(KG/cm2) 模溫() 壁厚(mm) PE 150200 6001500 4060 0.94.0 PP 160260 8001200 5565 0.63.5 PA 200320 8001500 80120 0.63.0 均聚POM 180220 10002000 801

8、10 1.55.0 PS和AS 200300 8002000 4060 1.04.0 ABS 200260 8002000 4060 1.54.5 丙烯酸酯類 180250 10002000 5070 1.55.0 硬質(zhì)PVC 180210 10002500 4560 1.55.0 PC 280320 4002200 90120 1.55.0 醋酸纖維素 160250 6002000 5060 1.04.0二、脫模斜度 脫模斜度也就是拔模斜度，是為了方便出模而在模膛兩側(cè)設(shè)計(jì)的斜度。脫模斜度的取向要根據(jù)塑件的內(nèi)外型尺寸而定 。脫模斜度的設(shè)計(jì)1，產(chǎn)品有特殊要求的，按要求做到最大斜度。2，對高度不大

9、的產(chǎn)品，可不取脫模斜度。3，產(chǎn)品凸起或加強(qiáng)筋單邊應(yīng)有45度斜度。4，沿脫模方向有孔或有方格從而使脫模力加大 時(shí)，應(yīng)在產(chǎn)品要求的范圍內(nèi)斜度做到最大。5，側(cè)壁有紋時(shí)，應(yīng)做3度以上的斜度。加強(qiáng)筋支承面圓角嵌件凸凹紋標(biāo)志 陰文與陽文的名稱標(biāo)志等，陰文防偽收縮與公差收縮率小的材料，精度高，67精度收縮率大的材料，精度低，78精度第六節(jié) 塑料模具的基本知識一、注塑模的結(jié)構(gòu)1、成型零部件2、澆注系統(tǒng)3、脫模機(jī)構(gòu)4、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5、抽芯機(jī)構(gòu)6、冷卻和加熱裝置7、排氣結(jié)構(gòu) 實(shí)例說明手機(jī)面殼,要求具有一定的強(qiáng)度、剛度、耐熱和耐磨損等性能,同時(shí)還必須滿足絕緣性。ABS 合成塑料以其具有很好的韌性( 抗震性) 、密封性,

10、 很高的機(jī)械強(qiáng)度, 耐化學(xué)腐蝕, 拿在手上很有質(zhì)感的特點(diǎn)而受到人們的青睞。 根據(jù)以上特點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)因素, 采用ABS與PC合成塑料, 其收縮率為0.6%。 ( 1) 脫模斜度。脫模斜度。 設(shè)計(jì)脫模斜度的目的是便于塑件的脫模, 避免在脫模過程中拉傷塑件表面, 其大小取決于塑料的收縮率。 塑件外形以型腔大端為準(zhǔn), 尺寸要符合圖紙要求, 斜度沿形狀減小方向。要求開模后塑件留在型芯上, 塑件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)小于外表面的脫模斜度。根據(jù)ABS 的性能, 型芯的脫模斜度取1.5。 ( 2) 加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋。 為了使塑件與底殼便于裝配, 并有一定的強(qiáng)度和剛度, 同時(shí)又能避免因壁過厚而產(chǎn)生成型缺陷, 在塑件內(nèi)表面

11、外側(cè)增設(shè)了多處加強(qiáng)筋, 小端厚度0.6mm,并做1斜度。 ( 3) 塑件尺寸公差與精度塑件尺寸公差與精度 該塑件長98mm, 寬43mm, 最高13mm, 其粗糙度值為Ra0.06!m。影響塑件公差的主要因素是: 模具制造誤差及磨損誤差, 尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損、塑料收縮的波動(dòng)、注射工藝條件的變化、塑件的形狀和飛邊厚度的波動(dòng)、脫模斜度及成型后塑件的尺寸變化。該塑件選用尺寸精度等級為6 級, 公差為GB/T14486- 93 尺小公差數(shù)值。 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 分型面和型腔數(shù)的確定分型面和型腔數(shù)的確定 在塑件設(shè)計(jì)時(shí), 必須考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置,

12、否則無法用模具成型。因側(cè)向合模鎖緊力較小,故應(yīng)將投影面積大的分型面放在動(dòng)、定模的合模主平面上, 而將投影面積較小的分型面作為側(cè)向分型面。 本模具的分型面選擇在塑件的大平面處。根據(jù)所用注塑機(jī)的工藝參數(shù), 如開模行程、注射壓力、裝?？臻g等決定將該產(chǎn)品用1 模1 腔的形式生產(chǎn)。 2.2 型腔、型芯的結(jié)構(gòu)型腔、型芯的結(jié)構(gòu) ( 1) 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 本設(shè)計(jì)采用嵌入式型腔結(jié)構(gòu)。加工方法可采用普通機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床、電火花、電鑄成型等方法。將一個(gè)整體型腔嵌入到型腔固定板中, 嵌入的型腔材料定模為SHD61, 硬度為35HRC;動(dòng)模為NAK80, 硬度達(dá)40HRC。該結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于中小型塑件的模具中。 ( 2

13、) 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 型芯是用來成型塑料塑件的內(nèi)表面的成型零件。本模具中動(dòng)模型芯采用鑲拼式型芯結(jié)構(gòu)。目的是既可節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼, 便于機(jī)加工和熱處理, 又利于型芯冷卻和排氣。 2.3 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于抽芯距離不大, 為使模具結(jié)構(gòu)緊湊, 采用整體式側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示, 主要結(jié)構(gòu)有: ( 1) 圖2中2、4、5、7各為一個(gè)整體滑塊, 將側(cè)向型芯固定在該滑塊上, 利用滑塊上的斜面對產(chǎn)品外側(cè)面的凹坑( 圖1中、處) 進(jìn)行抽芯。經(jīng)過充分考慮各項(xiàng)工藝參數(shù), 斜面與垂直面的傾斜角度確定為18,既達(dá)到了抽芯目的, 又確保了模具的整體結(jié)構(gòu)合理。 ( 2) 圖2 中

14、設(shè)計(jì)有3 個(gè)斜頂塊, 目的是成型塑件內(nèi)側(cè)凹坑( 圖1 中、處的內(nèi)側(cè)面) 。將斜頂塊固定在頂桿固定板上, 頂出時(shí), 斜頂塊隨著固定板一起運(yùn)動(dòng), 斜頂塊在向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí), 也作側(cè)向移動(dòng), 達(dá)到抽芯的目的。 斜頂塊采用優(yōu)質(zhì)合金材料, 選用718 材料, 并用經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的螺釘緊固在頂桿固定板上; 通過對塑件結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算, 斜頂塊傾斜角度為6。這樣既保證了側(cè)向抽芯動(dòng)作的順利完成, 又使模具工作順暢,受力均勻。1 塑件結(jié)構(gòu)工藝分析 圖2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)示意圖 1.斜頂塊( 3 個(gè)) 2、4、5、7.滑塊3.動(dòng)模型芯6.動(dòng)模 2.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分, 澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑

15、件的質(zhì)量影響很大。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)要求, 本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口形式。點(diǎn)澆口的直徑由推薦值取d=1.0mm。而且, 為了更有效地充滿型腔, 采用熱唧嘴。圖3所示為本模具采用的單點(diǎn)熱澆口結(jié)構(gòu)示意圖。 圖圖3 單點(diǎn)熱澆口結(jié)構(gòu)示意圖單點(diǎn)熱澆口結(jié)構(gòu)示意圖 采用熱擠嘴的主要優(yōu)點(diǎn)是: ( 1) 無水口料, 不需要后續(xù)加工, 使整個(gè)成型過程完全自動(dòng)化, 節(jié)省工作時(shí)間, 提高工作效率。 ( 2) 壓力損耗小。熱澆道溫度與注塑機(jī)射嘴溫度相同, 避免了原料在澆道內(nèi)的表面冷凝現(xiàn)象, 注射壓力損耗小。 ( 3) 水口料重復(fù)使用會使塑料性能降解, 而使用熱流道系統(tǒng)沒有水口料, 可減少原材料的損耗, 從而降低產(chǎn)品成本。在型腔中溫

16、度及壓力均勻, 塑件應(yīng)力小, 密度均勻, 在較小的注射壓力下, 較短的成型時(shí)間內(nèi), 注塑出比一般的注塑系統(tǒng)更好的產(chǎn)品。 ( 4) 熱擠嘴采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì), 配有各種可供選擇的噴嘴頭, 互換性好。獨(dú)特設(shè)計(jì)加工的電加熱圈, 可達(dá)到加熱溫度均勻, 使用壽命長。 2.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該模具選用標(biāo)準(zhǔn)模架CI2330, 采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套機(jī)構(gòu)導(dǎo)向, 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置方式均為標(biāo)準(zhǔn)布置, 有關(guān)尺寸及布置形式詳見模架資料, 這里不再贅述。 2.6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對于產(chǎn)品的成型至關(guān)重要, 如果冷卻不好或冷卻不均勻, 必然導(dǎo)致收縮不均勻, 為了使冷卻效果好, 在模具的定模型腔板和動(dòng)模型腔板內(nèi)開設(shè)了水道, 橫向穿過這兩塊模板, 這樣使塑件各處的冷卻均勻, 模具的模溫均勻。 動(dòng)、定模冷卻水道孔徑采用!6mm 鉆頭加工。其冷卻循環(huán)示意圖如圖4 所示, 其中IN5OUT5 通熱油, 其余通冷水, 以加強(qiáng)冷卻。 圖圖4 動(dòng)、定模冷卻循環(huán)水道示意圖動(dòng)、定模冷卻循環(huán)水道示意圖 2.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該模具塑件的