工業(yè)材料及成型工藝-第二章(塑料與加工工藝)

1、工業(yè)材料及成型工藝工業(yè)材料及成型工藝塑料概述塑料的組成塑料的分類塑料的一般特性塑料的成型工藝塑料產(chǎn)品的面飾工藝塑料制品設(shè)計原則常見塑料代號第二章第二章 塑料與加工工藝塑料與加工工藝塑料加工方法靈活，造型美觀，色彩多樣，為人類社會生活提供了豐富多彩的產(chǎn)品，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、建筑、輕紡、化工、電器、汽車、造船和國防工業(yè)中。2.1 2.1 塑料概述塑料概述圖2-1 塑料收納盒圖2-2 塑料地鋪圖2-3 塑料衣架圖2-4 塑料家電最早的改性塑料是用硝酸處理過的纖維素，成為硝酸纖維素，俗稱“賽璐珞”。1869年，美國的海厄特把硝化纖維、樟腦和乙醇的在高壓下共熱，然后在常壓下硬化成型，制成了“賽璐珞

2、”?！百愯寸蟆敝泻邢跛徙y，極易著火?！百愯寸蟆笔怯商烊坏睦w維素加工而成的，并不是完全人工合成的塑料。第一種合成塑料是將酚醛樹脂加熱模壓制得，是在20世紀初，由美籍比利時化學(xué)家（Leo Baekeland）制成。1905年美國化學(xué)家貝克蘭用苯酚和甲醛放在燒2.1 2.1 塑料概述塑料概述瓶里，以酸做催化劑，然后進行加熱反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)里面生成了一種粘稠的東西，這東西就是現(xiàn)在的酚醛樹脂，她不滲水，受熱不變形，有一定的機械強度，易于加工，而且有很好的絕緣性，這對于剛興起的電器工業(yè)來說，是非常及時的材料。人們在酚醛樹脂里加進木屑、石棉或陶土等混合后，在高溫下用木子壓出成品。廣泛用來生產(chǎn)電燈開關(guān)、燈頭、燈座

3、、電話機等電器用品，因此稱為“電木”?，F(xiàn)在電木仍是普遍使用一種塑料。使其衍生的建材粘合劑含甲醛，造成污染。2.1 2.1 塑料概述塑料概述1920年以后塑料工業(yè)獲得了迅速發(fā)展。其主要原因首先是德國化學(xué)家齊格勒（Karl Ziegler）提出高分子鏈是由結(jié)構(gòu)相同的重復(fù)單元以共價鍵連接而成的理論和不溶性熱固性樹脂的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)理論。1929年美國化學(xué)家華萊士卡羅澤斯（Wallace H. Carothers）提出了縮聚理論，均為高分子化學(xué)和塑料工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。第一個無色的樹脂是脲醛樹脂。1928年，由英國氰胺公司投入工業(yè)生產(chǎn)。1911年，英國韋斯利馬修斯(Wesley Matthews)制成

4、了聚苯乙烯，但存在工藝復(fù)雜、樹脂老化等問題。2.1 2.1 塑料概述塑料概述1930年，德國法本公司解決了上述問題，逐漸形成以苯乙烯為基礎(chǔ)，與其他單體共聚的苯乙烯系樹脂，擴展了他的應(yīng)用范圍。1931年，美國羅姆-哈斯公司以本體法生產(chǎn)聚甲基苯烯酸甲酯，制造出有機玻璃。1926年，美國W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加熱下溶于高沸點溶劑中，在冷卻后，意外地得到柔軟、易于加工、且富于彈性的增塑聚氯乙烯。這一偶然發(fā)現(xiàn)打開了聚氯乙烯工業(yè)化的大門，成為五大通用樹脂中最早工業(yè)化的產(chǎn)品2.1 2.1 塑料概述塑料概述塑料工業(yè)發(fā)展歷程1868 硝酸纖維素（賽璐珞）1909 酚醛樹脂（電木）1931 聚

5、丙烯酸甲酯1933 聚乙烯（PE）1936 聚氯乙烯（PVC）1936 聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）1936 聚乙烯醇縮醛1938 聚苯乙烯1938 聚酰胺1940 聚酯、有機硅樹脂、氟樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯1955 聚丙烯1956 聚苯乙烯1970 聚甲醛、聚碳酸酯、ABS樹脂2.1 2.1 塑料概述塑料概述塑料的優(yōu)點： 塑料比較輕：這是相對于金屬和無機玻璃而言的，輕 的原因不是因為它是高分子化合物，而是因為他們是有機化合物，即由碳、氫、氧、氮等較輕的元素組成的； 塑料易于加工：塑料具有可塑性，即在加熱或加壓后變形，在降溫或壓力小時候維持原形不變；可以通過擠出、注射等方式加工成各自形狀的產(chǎn)品

6、；塑料不會腐爛也不會生銹：但是，這類材料也給人類帶來一個嚴重的問題：由于塑料不易腐爛，大量的塑料廢棄物無法被自然界吸收、分解，從而造成一定程度的環(huán)境污染。 2.1 2.1 塑料概述塑料概述 塑料的定義 塑料是以高分子合成樹脂為主要成分，在一定溫度和壓力下可塑制成一定形狀，且在一定條件（常溫、常壓）下保持不變的材料 塑料的組成 高分子聚合物（合成樹脂）+輔助材料（填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、潤滑劑） 2.2 2.2 塑料的組成塑料的組成合成樹脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40% 100%。人工合成的高分子化合物，是塑料的基本原料，起著膠粘作用，能將其他組分膠結(jié)成一個整體；并決定塑

7、料的基本性能。生產(chǎn)合成樹脂的原料來源豐富，早期以煤焦油產(chǎn)品和電石碳化鈣為主，現(xiàn)多以石油和天然氣的產(chǎn)品為主，如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。2.2.1 2.2.1 合成樹脂合成樹脂 填料填料又叫填充劑，它可以提高塑料的機械性能、耐熱性能和電性能，同事降低成本，通常填料的加入量為40% 70%。主要是一些在塑料配方中相對成惰性的粉狀材料和纖維材料。 增塑劑增塑劑可增加塑料的可塑性和柔軟性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑劑一般是能與樹脂混溶，無毒、無臭，對光、熱穩(wěn)定的高沸點有機化合物，最常用的是鄰苯二甲酸脂類。 2.2.2 2.2.2 添加劑添加劑 穩(wěn)定劑防止塑料在加工和使用過程中，因受熱、氧氣

8、和光線作用而變質(zhì)、分解和破壞，延長塑料制品的使用壽命，而在塑料中加入穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑在塑料成型過程中應(yīng)不分解，應(yīng)耐水、耐油、耐化學(xué)腐蝕，并已與樹脂混溶。 著色劑著色劑可使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色。常用有機染料和無機顏料作為著色劑。 2.2.2 2.2.2 添加劑添加劑 潤滑劑潤滑劑的作用是防止塑料在成型時黏在金屬模具上，同時可使塑料的表面光滑美觀。常用的潤滑劑有硬脂酸機器鈣鎂鹽等。除了上述助劑外，塑料中還可加入阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑等，以滿足不同的使用要求。 2.2.2 2.2.2 添加劑添加劑2.3 2.3 塑料的分類塑料的分類- -按塑料用途按塑料用途分類分類定義定義實例實例通用塑料產(chǎn)

9、量大、用途廣、成型性好、價廉的塑料聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、環(huán)氧樹脂（EP）、酚醛樹脂（PF）、聚氨酯（PU）、不飽和聚酯泛用工程塑料能承受一定外力作用，并有良好的機械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料聚酰胺（PA）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）特種塑料具有特種功能（耐熱、自潤滑等），應(yīng)用于特殊要求的塑料聚苯硫醚（PPS）、聚砜（PSU）、聚醚砜（PES）、聚四氟

10、乙烯（PTFE）表2-1 塑料分類-按塑料用途分類2.3 2.3 塑料的分類塑料的分類- -按塑料熱行為按塑料熱行為分類分類定義定義特點特點實例實例熱塑性塑料在特定溫度范圍內(nèi)受熱軟化（或熔化），冷卻后硬化，能反復(fù)加熱軟化和反復(fù)冷卻硬化，且在軟化狀態(tài)通過流動能模塑成型塑性好，耐熱性差，剛性差聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、ABS、聚丙烯、聚氯乙烯（PVC）、有機玻璃、尼龍熱固性塑料初加熱時軟化，可塑造成形，但固化后（加入固化劑、用紫外線輻射）再加熱不再軟化，也不溶于溶劑較高的耐熱性，不易變形，剛度大，硬度高環(huán)氧塑料、酚醛塑料、氨基樹脂、不飽和聚酯表2-2 塑料分類-按塑料熱行為分類2.3 2.

11、3 塑料的分類塑料的分類- -按塑料成型方法分類按塑料成型方法分類表2-3 塑料分類-按塑料成型方法分類分類分類定義定義模壓塑料供模壓用的樹脂混合料，如一般的熱固性塑料層壓塑料浸有樹脂的纖維織物，可經(jīng)疊合、熱壓結(jié)合而成為整體材料注射、擠出和吹塑塑料能在料筒溫度下熔融、流動，在模具中迅速硬化的樹脂混合料，如一般的熱塑性塑料澆鑄塑料能在無壓或稍加壓力的情況下，傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹脂混合料，如MC尼龍反應(yīng)注射模塑料液態(tài)原材料，加壓注入模腔內(nèi)，使其反應(yīng)固化制得成品，如聚氨酯2.3 2.3 塑料的分類塑料的分類- -按塑料半制品和制品分類按塑料半制品和制品分類表2-4 塑料分類-按塑

12、料成型方法分類分類分類定義定義模塑粉供模壓用的樹脂混合料，如一般的熱固性塑料增強塑料加有增強材料而某些力學(xué)性能比原樹脂有較大提高的一類塑料泡沫塑料整體內(nèi)含有無數(shù)微孔的塑料薄膜一般指厚度在0.25mm以下的平整而柔軟的塑料制品2.4 2.4 塑料的一般特性塑料的一般特性優(yōu)點優(yōu)點（1）多數(shù)塑料制品有透明性并富有光澤，能著鮮艷色彩，大多數(shù)塑料可制成透明或半透明制品，可以任意著色，且著色堅固，不易變色。表2-5 各種塑料的透光率與玻璃的比較2.4 2.4 塑料的一般特性塑料的一般特性優(yōu)點優(yōu)點圖2-5 有機玻璃及有機玻璃制品圖2-4 塑料家電2.4 2.4 塑料的一般特性塑料的一般特性優(yōu)點優(yōu)點（2）塑料

13、質(zhì)輕，耐振動和沖擊，比強度高(比強度是指強度與密度的比值)。一般塑料比金屬輕，比重在0.92.3之間（一般泡沫塑料的比重在0.010.5之間），具有良好的耐振動和沖擊能力，適合用作其他產(chǎn)品的包裝材料。強度比木材高，可以制成很薄很堅固的制品。圖2-6 泡沫塑料及泡沫塑料制品2.4 2.4 塑料的一般特性塑料的一般特性優(yōu)點優(yōu)點表2-6 幾種金屬和塑料的比強度2.4 2.4 塑料的一般特性塑料的一般特性優(yōu)點優(yōu)點（3）塑料具有良好的電、熱絕緣性。因此被廣泛用作電絕緣不見和絕熱保溫材料。圖2-7 絕緣塑料及絕緣塑料制品2.4 2.4 塑料的一般特性塑料的一般特性優(yōu)點優(yōu)點（4）化學(xué)性能穩(wěn)定。大部分塑料耐化

14、學(xué)腐蝕性大于金屬和木材，對一般酸、堿、鹽及普通化學(xué)藥品具有良好的抗蝕能力。所以是一種優(yōu)良的防腐蝕材料，很適合制作各種包裝。圖2-8 絕緣塑料及絕緣塑料制品2.4 2.4 塑料的一般特性塑料的一般特性優(yōu)點優(yōu)點（5）良好的成型加工性能。塑料質(zhì)地細膩，具有適當(dāng)?shù)膹椥约澳湍p性，容易加工，成型較快。可大批量生產(chǎn)，某些塑料品種還可進行機械加工，焊接及表面電鍍處理。圖2-9 超聲波塑料焊接機2.4 2.4 塑料的一般特性塑料的一般特性缺點缺點（1）塑料不耐高溫，低溫容易發(fā)脆。多數(shù)塑料雖不易燃燒，但在300左右發(fā)生變形，燃燒時放出有毒氣體。由于耐熱性較差，使塑料的用途受到限制。（2）塑料制品易變形。溫度變化

15、時尺寸穩(wěn)定性較差，成型收縮較大，即使在常溫負荷下也容易變形。（3）塑料有“老化”現(xiàn)象。塑料在使用過程中，受周圍環(huán)境如光、熱、輻射等因素影響，色澤會改變、化學(xué)構(gòu)造收到破壞，機械性能下降，變得硬脆或軟黏而無法正常使用。2.5 2.5 塑料的成型工藝塑料的成型工藝 在塑料成型生產(chǎn)中，塑料原料、成型設(shè)備和成型所用模具是3個必不可少的物質(zhì)條件，必須運用一定的技術(shù)方法，使這三者聯(lián)系起來形成生產(chǎn)能力，這種方法稱為塑料成型工藝。表2-7 常用的成型加工方法與模具2.5 .12.5 .1注射成型注射成型1. 原理 注射成型又稱注塑成型，是熱塑性塑料的主要成型方法之一。其原理是利用注射機中螺桿或柱塞的運動，將料筒

16、內(nèi)已加熱塑化的粘流態(tài)塑料用較高的壓力和速度注入到預(yù)先合模的模腔內(nèi)，冷卻硬化后成為所需的制品。2. 成型過程整個成型是一個循環(huán)的過程，每一成型周期包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模保壓冷卻脫模取件等步驟。 2.5 .12.5 .1注射成型注射成型3. 特點 生產(chǎn)性能好，成型周期短，一般制件只需3060秒可成型，而且可實現(xiàn)自動化或半自動化作業(yè)，具有較高的生產(chǎn)效率和技術(shù)經(jīng)濟指標； 能一次成型出外形復(fù)雜、尺寸精確的制品； 成型各種塑料的適應(yīng)性強，可以極方便的利用一套模具，成批生產(chǎn)尺寸、形狀、性能完全相同的產(chǎn)品； 設(shè)備價格高，模具制造費用較高，不適合單件及小批量塑件的生產(chǎn)。2.5 .12.5 .1注射成

17、型注射成型4. 注射機的結(jié)構(gòu)注射機是注射成型的主要設(shè)備按外形特征可分為臥式、立式和角式注射機。注射成型設(shè)備由合模裝置，注射裝置和注塑模具三部分組成。圖2-10 臥式注射成型機1-合模裝置，2-注射裝置，3-注塑模具圖2-11 立式注射成型機1-合模裝置，2-注射裝置，3-注塑模具圖2-12 角式注射成型機1-合模裝置，2-注射裝置，3-注塑模具2.5 .12.5 .1注射成型注射成型 注射裝置是注射機的主要部分，將塑料加熱塑化成流動狀態(tài)，加壓注射入模具。合模裝置泳衣閉合模具的定模和動模，并實現(xiàn)模具開閉動作及頂出成品。注射模具簡稱注模，它由澆鑄系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件所組成。 澆注系統(tǒng)指自注射機

18、噴嘴到型腔的塑料流動通道； 成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，由陰模、陽模組成；結(jié)構(gòu)零件，包括導(dǎo)向、脫模、抽芯、分型等各種零件。2.5 .12.5 .1注射成型注射成型圖2-13 臥式注射成型機1-鎖模液壓缸，2-料斗，3-移動模板，4-頂桿，5-固定板，6-控制臺，7-料筒，8-料斗，9-定量供料裝置，10-注射液壓缸圖2-14 臥式注射成型機2.5 .22.5 .2擠出成型擠出成型1. 原理擠出成型又稱擠塑成型，主要適合熱塑性塑料成型，也適合一部分流動性較好的熱固性塑料和增強塑料的成型。其原理是料自料斗進入料筒，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，通過料筒內(nèi)壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段，在此松散固

19、體向前輸送同時被壓實；在壓縮段，螺槽深度變淺，進一步壓實，同時在料筒外加熱和螺桿與料筒內(nèi)壁摩擦剪切作用，料升溫開始熔融，壓縮段結(jié)束；均化段使物料均勻、定溫、定量、定壓擠出熔體，到機頭后成型，經(jīng)定型得到產(chǎn)品。2.5 .22.5 .2擠出成型擠出成型圖2-15 塑料在普通螺桿擠出機中的擠出過程1-加熱外筒區(qū)，2-冷卻補充區(qū)，3-固體輸送區(qū)，4-固體區(qū)，5-熔池，6-熔融區(qū)，7-熔體輸送區(qū)2.5 .22.5 .2擠出成型擠出成型2. 特點擠出成型是塑料加工工業(yè)中應(yīng)用最早、用途最廣、適用性最強的成型方法。 擠出生產(chǎn)過程是連續(xù)的，其產(chǎn)品可根據(jù)需要生產(chǎn)任意長度的塑料制品； 模具結(jié)構(gòu)簡單，尺寸穩(wěn)定； 設(shè)備成

20、本低，占地面積小，生產(chǎn)環(huán)境清潔，勞動條件好； 生產(chǎn)效率高；操作簡單，工藝過程容易控制，便于實現(xiàn)連續(xù)自動化生產(chǎn)； 產(chǎn)品質(zhì)量均勻、致密； 可以一機多用，進行綜合性生產(chǎn)。 2.5 .22.5 .2擠出成型擠出成型3. 擠出機的結(jié)構(gòu)擠出設(shè)備通常由擠出機（主機）、輔機（機頭、定型、冷卻、牽引、切割、卷取等裝置）、控制系統(tǒng)三部分組成。圖2-16 擠出機組的組成1-擠出機，2-機頭口模，3-定型裝置，4-冷卻水槽，5-牽引裝置，6-切割裝置，7-塑料管2.5 .22.5 .2擠出成型擠出成型圖2-17 臥式單螺桿擠出機結(jié)構(gòu)示意圖1-機頭連接法蘭，2-過濾網(wǎng)，3-冷卻水管，4-加熱器，5-螺桿，6-料筒，7-

21、液壓泵，8-測速電動機，9-推動軸承，10-料斗，11-減速器，12-螺桿冷卻裝置2.5 .22.5 .2擠出成型擠出成型4. 幾種塑料管材的擠出成型工藝參數(shù) 溫度、壓力、擠出速率都存在波動現(xiàn)象，但三者之間相互制約。為了抱枕塑件質(zhì)量，應(yīng)正確設(shè)計螺桿、控制好加熱冷卻系統(tǒng)和螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，以減少參數(shù)波動。2.5 .22.5 .2擠出成型擠出成型表2-8 幾種塑料管材的擠出成型工藝參數(shù)2.5 .32.5 .3壓縮成型壓縮成型1. 原理 壓縮成型也稱模壓成型、壓塑成型。壓縮成型主要用來成型熱固性塑料，也可用于成型熱塑性塑料。壓縮熱固性塑料時，塑料在型腔中處于高溫、高壓作用下，由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)熔體，并在

22、這種狀態(tài)下充滿型腔，同時塑料發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，逐步固化，最后脫模得到塑件。2. 特點 壓力損失小，適用于成型流動性差的塑料，比較容易成型大型制品； 和注塑成型相比，成型塑件的收縮率小，變形小，各項性能均勻性好2.5 .32.5 .3壓縮成型壓縮成型 和注塑成型相比，成型塑件的收縮率小，變形小，各項性能均勻性好； 使用的設(shè)備（用液壓機）及模具結(jié)構(gòu)要求比較簡單，對成型壓力要求比較低； 成型中無澆注系統(tǒng)廢料產(chǎn)生，好料少。3. 壓力機的結(jié)構(gòu) 壓力機分為機械式和液壓式兩種。機械壓力機結(jié)構(gòu)簡單，但由于壓力不準確，運動噪聲大，容易磨損，只適用于一些小型設(shè)備；液壓機能提供較大的壓力和行程，工作壓力可調(diào)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡

23、單，操作方便，工作平穩(wěn)，因此，目前所使用的大多數(shù)為液壓機。2.5 .32.5 .3壓縮成型壓縮成型 液壓機的結(jié)構(gòu)一般由機身、操縱和動力3個基本部分組成。圖2-18 YB32-200液壓機圖2-19 YB32-200液壓機實物2.5 .32.5 .3壓縮成型壓縮成型4. 壓縮成型過程將松散塑料原料加入高溫的型腔和加料室中，然后以一定的速度將模具閉合，塑料在熱和壓力的作用下熔融流動，并且很快地充滿整個型腔，同時固化定型，開啟模具取出制品，成為所需的具有一定形狀的塑件。圖2-20 壓縮成型原理（a）加料，（b）壓模，（c）脫模2.5 .32.5 .3壓縮成型壓縮成型5. 常見熱固性塑料壓縮成型相關(guān)參

24、數(shù)成型壓力的大小可通過調(diào)節(jié)液壓機的壓力閥來控制，由壓力表上讀出。表2-9 常見熱固性塑料的壓縮成型溫度和成型壓力 2.5 .42.5 .4壓注成型壓注成型原理 壓注成型又稱傳遞成型或擠塑成型，它是成型熱固性塑料制品的常見方法之一。閉合模具，把預(yù)熱的原料加到加料腔內(nèi)，塑料經(jīng)過加熱塑化，在與加料室配合的壓料柱塞的作用下，使熔料通過設(shè)在加料室底部的澆注系統(tǒng)高速擠入型腔。型腔內(nèi)的塑料在一定壓力和溫度下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)并固化成型。然后打開模具將其取出，得到所需的塑件。清理加料室和澆注系統(tǒng)后，進行下一次成型。2.5.42.5.4壓注成型壓注成型圖2-20 壓注成型原理（a）加料腔，（b）型腔，（c）塑件2.5

25、.42.5.4壓注成型壓注成型2. 特點優(yōu)點： 壓注成型塑件飛邊?。?可以成型深腔薄壁塑件或帶有深孔的塑件，也可成型形狀較復(fù)雜以及帶精細或易碎嵌件塑件，還可成型難以用壓縮法成型的塑件，并能保持嵌件和孔眼位置的正確； 塑件性能均勻，尺寸準確，質(zhì)量較高；模具的磨損較小。2.5.42.5.4壓注成型壓注成型缺點： 壓注模具比壓縮模具復(fù)雜，制造成本較壓縮模具較高； 塑料損耗增多； 成型壓力也比壓縮成型時高壓制帶有纖維性填料的塑料時，產(chǎn)生各向異性；2.5.52.5.5中空吹塑成型中空吹塑成型中空吹塑成型工藝是將呈熔融狀態(tài)的型胚置入模具之中，并輸入壓縮空氣，將其從中間吹脹，使之緊貼于模具型腔完全一致的中空

26、容器，經(jīng)保壓、冷卻定型后成為所需制品的成型方法。中空吹塑成型包括擠出吹塑成型和注射吹塑兩種。擠出吹塑和注射吹塑成型的不同之處僅僅在于型胚成型方法的不同，前者的型腔是由擠出機機頭直接擠出成型的，而后者的型胚則是由注射機注入注射模的型腔中成型的。2.5.52.5.5中空吹塑成型中空吹塑成型 擠出吹塑 用擠出機擠出管狀型坯，趁熱將其夾在模具腔內(nèi)并封底，向管坯內(nèi)腔通入壓縮空氣吹脹成型。 特點：制品形狀適應(yīng)廣 ，特別適于制造大型制件，制件底部強度不高，有邊角料。應(yīng)用：適合各種工具和手提式機器，化學(xué)清潔液等的大小容器。以及非常大的空心外形，如轎車的緩沖器和卡車底的地板。2.5.52.5.5中空吹塑成型中空

27、吹塑成型 注射吹塑從字面上的理解，這種工序就是象吹氣球一樣把塑料充氣成型，而這個形狀是由模具的形狀決定的。使用注吹塑的好處是：可以制造微小的產(chǎn)品細節(jié)，甚至是瓶口擰蓋子的螺旋線。分為冷型坯吹塑和熱型坯吹塑。前者是將注射制成的試管狀有底型坯)冷卻后移吹塑模內(nèi)，將型坯再加熱并通人壓縮空氣吹脹成型；后者則是將注射制成的試管。2.5.52.5.5中空吹塑成型中空吹塑成型 擠出吹塑中空成型工藝 擠出機頭1擠出熔融狀態(tài)的塑料型胚3，將型胚3放入對開的吹塑模具2之中，將模具閉合上端夾緊型胚并將壓縮空氣吹管插入型胚3之中，再輸入一定的壓縮空氣，使型胚脹大而充滿型腔，并緊密貼附于型腔壁，保壓使之成型，待冷卻成型后

28、，關(guān)閉壓縮空氣，打開模具，取出制品。圖2-21 擠出吹塑成型（a）擠出型胚，（b）模具閉合，（c）通入壓縮空氣、保壓，（d）冷卻、定型、排氣2.5.52.5.5中空吹塑成型中空吹塑成型 注射吹塑中空成型工藝注射機噴嘴將熔融塑料射入型胚模具中包附于空心凸模3之制成型胚2，將凸模3連同型胚2一同移動吹塑模5之中，合模并輸入壓縮空氣，將型胚吹脹，使之緊貼于模具型腔壁，冷卻，保壓成型，關(guān)閉壓縮空氣，抽出空心凸模，打開模具，取出制品。圖2-21 注射吹塑成型（a）注射型胚，（b）移入注射模具內(nèi)，（c）通入壓縮空氣、吹脹，（d）保壓、冷卻定型、排氣2.62.6塑料產(chǎn)品的面飾工藝塑料產(chǎn)品的面飾工藝 一般來說

29、，塑料的著色和表面機理裝飾，在塑料成型時可以完成，但是為了增加產(chǎn)品的壽命，提高其美觀程度，一般都會對表面進行二次加工，進行各種裝飾處理。良好的著色性賦予產(chǎn)品各種顏色；金屬涂覆技術(shù)給塑料產(chǎn)品以金屬光亮的外觀；人造機理可以十分逼真的模仿自然材料的感覺物性；植絨技術(shù)讓塑料產(chǎn)品給人以柔軟、溫暖的親切感。2.6.12.6.1著色著色 塑料著色是在塑料原料中添加了著色劑，使塑料在熔融狀態(tài)下均勻著色，最后成型為有色制品的工藝。著色的塑料不僅具有美化外觀的功能，而且還增加了制品的其他功能，如色別標識、遮蔽缺陷，改變制品耐候性，紅外線的反射、吸收等。圖2-22 塑料的著色（單色）2.6.2 2.6.2 涂飾涂飾

30、圖2-23 塑料表面的涂飾（玩具車） 塑料的涂飾是將涂料施涂于塑料制品的表面，流平成光滑的薄薄的一層漆膜，然后使之固化，使圖層牢固的附著于制品表面的工藝過程。特點：可以方便調(diào)整制品表面的色澤；可以覆蓋制品成型時產(chǎn)生的色差、收縮紋、接縫線、輕微傷痕等表面缺陷，得到光滑表面；采用涂飾工藝可以滿足制品不同部位的多種顏色要求。2.6.32.6.3絲網(wǎng)印絲網(wǎng)印 絲網(wǎng)印刷是將絲織物、合成纖維織物或金屬絲網(wǎng)繃在網(wǎng)框上，采用手工刻漆膜或光化學(xué)制版的方法制作絲網(wǎng)印版。現(xiàn)代絲網(wǎng)印刷技術(shù)，則是利用感光材料通過照相制版的方法制作絲網(wǎng)印版（使絲網(wǎng)印版上圖文部分的絲網(wǎng)孔為通孔，而非圖文部分的絲網(wǎng)孔堵?。?。圖2-24 絲網(wǎng)

31、印刷制版及印刷制品2.6.4 2.6.4 移印移印 移印工藝十分簡單，采用凹版，利用硅酸橡膠材料制成的曲面移印頭，將凹版上的油墨蘸到移印頭的表面，然后往需要的對象表面壓一下就能夠印出文字、圖案等。圖2-24 移印過程示意圖（a）上墨；（b）刮墨；（c）沾墨；（d）移印2.6.4 2.6.4 移印移印 移印工藝可印制各種復(fù)雜的不規(guī)則曲面，甚至表面相當(dāng)粗糙的塑件。由于使用凹版，文字及精細的圖案均能精確印制。印刷時的油墨干燥很快，所以不通過干燥程序，便可實現(xiàn)連續(xù)多色印刷。圖2-25 移印產(chǎn)品2.6.5 2.6.5 熱轉(zhuǎn)印熱轉(zhuǎn)印 熱轉(zhuǎn)印印刷方式分為轉(zhuǎn)印膜印和轉(zhuǎn)印加工兩部分，轉(zhuǎn)印膜印刷采用網(wǎng)點印刷，將圖

32、案預(yù)先印刷在薄膜表面，印刷的圖案層次豐富，色彩鮮艷，千變?nèi)f化，再現(xiàn)性好；轉(zhuǎn)印加工通過熱轉(zhuǎn)印機一次加工，將轉(zhuǎn)印膜上精美的圖案轉(zhuǎn)印在產(chǎn)品表面，成型后油墨層與制品表面融為一體，大大提高產(chǎn)品的檔次。圖2-26 熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品2.6.6 2.6.6 電鍍電鍍 在塑料制品的表面電沉積金屬鍍層的過程稱為塑料電鍍。塑料電鍍制品不僅可以實現(xiàn)很好的金屬質(zhì)感，還能減輕制品重量，在有效改善塑料外觀及裝飾性的同時，也改善了其在電熱及耐蝕等方面的性能。圖2-27 電鍍水龍頭圖2-28 電鍍標牌2.6.7 2.6.7 其它面飾工藝其它面飾工藝塑料產(chǎn)品除了上述表面裝飾工藝外，還有植絨，真空鍍膜，貼面裝飾，模內(nèi)復(fù)合，模內(nèi)鑲嵌，模內(nèi)

33、貼標等。圖2-29 塑料植絨2.6.7 2.6.7 其它面飾工藝其它面飾工藝圖2-30 模內(nèi)貼標2.6.7 2.6.7 其它面飾工藝其它面飾工藝圖2-31 模內(nèi)鑲嵌圖2-32 真空鍍膜2. 7 2. 7 塑料制品設(shè)計原則塑料制品設(shè)計原則2. 7.1 2. 7.1 塑料制件設(shè)計基本原則塑料制件設(shè)計基本原則（1）在保證使用要求的前提下盡量選用價格低廉和成型性能較好的塑料。（2）力求結(jié)構(gòu)簡單、壁厚均勻、成型方便，利用模具分型、排氣、補縮和冷卻。（3）塑件結(jié)構(gòu)能使其模具的總體結(jié)構(gòu)盡可能簡化，避免模具側(cè)抽芯和簡化脫模機構(gòu)。（4）塑件成型以后盡量不再進行機械加工。2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)

34、計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素1 脫模斜度設(shè)計2 塑件壁厚設(shè)計3 設(shè)置加強筋4 增加剛性減少變形的其他措施5 塑件支承面的設(shè)計6 塑件圓角的設(shè)計7 塑件孔的設(shè)計8 采用型芯拼合復(fù)雜型孔 為便于塑件從模腔中脫出，在平行于脫模方向的塑件表面上，必須設(shè)有一定的斜度，此斜度稱為脫模斜度。 斜度留取方向，對于塑件內(nèi)表面是以小端為基準(即保證徑向基本尺寸)，斜度向擴大方向取，塑件外表面則應(yīng)以大端為基準(保證徑向基本尺寸)，斜度向縮小方向取，如圖2-33所示。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度圖2-33 塑件上斜度留取方向2. 7.2 2. 7.2

35、 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度設(shè)計塑件時如果未注明斜度，模具設(shè)計時必須考慮脫模斜度。模具上脫模斜度留取方向：型芯是以小端為基準，向擴大方向取;型腔是以大端為基準，向縮小方向取。這樣規(guī)定斜度方向有利于型芯和型腔徑向尺寸修整。斜度大小應(yīng)在塑件徑向尺寸公差范圍內(nèi)選取。當(dāng)塑件尺寸精度與脫模斜度無關(guān)時，應(yīng)盡量地選取較大的脫模斜度。當(dāng)塑件尺寸精度要求嚴格時，可以在其尺寸公差范圍內(nèi)確定較為適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍取?塑件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)大于其外表面的脫模斜度。2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度脫模斜度的大小取決于塑

36、料的性質(zhì)、收縮率的大小、制品的壁厚和形狀，設(shè)計時一般考慮以下幾種情況：制品形狀復(fù)雜，深度較深，不易脫模的應(yīng)選用較大的脫模斜度；塑料的收縮率大的應(yīng)選用較大的斜度值；制品尺寸精度要求高的應(yīng)選用較小的脫模斜；制品較高、較大的也應(yīng)選用較小的脫模斜度。2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度開模脫出塑件時，希望塑件留在有脫模裝置的模具一側(cè)。要求塑件留在型芯上，則該塑件內(nèi)表面脫模斜度應(yīng)比其外表面小。反之，若要求塑件留在型腔內(nèi)，則其外表面的脫模斜度應(yīng)小于其內(nèi)表面的脫模斜度。塑件上脫模斜度可以用線性尺寸、角度、比例等三種方式來標注,如圖2-34所示。 脫

37、模斜度的推薦值可供設(shè)計塑件時參考。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度圖2-34脫模斜度的標注 返回2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度脫模斜度的設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：精度越高的塑件，脫模斜度應(yīng)取小值，才能得到精度高的塑件；尺寸越大的塑件，由于脫模較容易，脫模斜度可取小值。對于含有玻璃纖維的增強塑料制作的塑件，由于摩擦因素較大，宜選用較小脫模斜度。如果塑件配方含有潤滑劑，這種塑件的脫模較容易，宜選用較小脫模斜度。2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)

38、構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度脫模斜度的設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：對于形狀復(fù)雜的塑件，脫模難度往往較大，應(yīng)選用較大的脫模斜度。對于收縮率較大的塑件，與模腔的黏附性較強，須選用較大的脫模斜度。斜度的方向，內(nèi)孔以小端為準，滿足圖樣尺寸要求，斜度向擴大方向取得；外形以大端為準，滿足圖樣要求，斜度向偏小方向取得。2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度脫模斜度的設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：一般情況下，脫模斜度可不受塑件公差帶的限制，但高精度塑件的脫模斜度應(yīng)在公差帶內(nèi)。型芯表面的粗糙度較小，拋光方向與脫模方向一致，塑件與模具材料的摩擦因素較低

39、，塑料成型收縮率較小，塑件剛度足夠時，脫模較為容易，脫模斜度可取小值，反之，取大值。2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度脫模斜度的設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：若塑件內(nèi)外側(cè)都有斜度，并要塑件留在型芯上，則內(nèi)表面的斜度應(yīng)小于外表面，甚至不設(shè)計斜度，或?qū)⑿颓坏拿撃Ｐ倍燃哟笮Ｋ芰掀贩N不同，脫模斜度也有區(qū)別。2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-1.-1.脫模斜度脫模斜度表2-5塑件的脫模斜度 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-2.-2.壁厚壁厚 在滿足工作要求和工藝要求的前提

40、下，在滿足工作要求和工藝要求的前提下，塑件壁厚設(shè)計應(yīng)遵循如下兩項基本原則：塑件壁厚設(shè)計應(yīng)遵循如下兩項基本原則： 盡量減小壁厚；減小壁厚不僅可以節(jié)約材料，節(jié)約能源，也可以縮短成型周期，也有利于獲得質(zhì)量較優(yōu)的塑件。塑件允許的最小壁厚與塑料品種和塑件尺寸有關(guān)。 盡可能保持壁厚均勻。制品最小壁厚的確定原則是：制品最小壁厚的確定原則是：脫模時受頂出零件的推力不變形，且能承受裝配時的緊固力。塑件壁厚不均勻時，成型中各部分所需冷卻時間不同，收縮率也不同，容易造成塑件的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形，因此設(shè)計塑件時應(yīng)盡可能減小各部分的壁厚差別，一般情況下應(yīng)使壁厚差別保持在30以內(nèi)。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)

41、設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-2.-2.壁厚壁厚對于由于塑件結(jié)構(gòu)所造成的壁厚差別過大情況，可采取如下兩種方法減小壁厚差：(1)可將塑件過厚部分挖空，如圖2-8所示。 (2)可將塑件分解，即將一個塑件設(shè)計為兩個塑件，在不得已時采用這種方法。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-2.-2.壁厚壁厚返回圖2-35 挖空塑件過厚部分使壁厚均勻 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-2.-2.壁厚壁厚壁厚因制品大小和塑料品種的不同而有差異。熱塑性制品的最小壁厚可達到0.25 mm，但一般在0.60.9 mm之間。熱固性塑料的小型制品，壁厚

42、為1.62.6 mm，大型制品為3.28 mm，流動性差的如纖維增強塑料，布基酚醛塑料取最大值，但不宜超過10 mm。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-2.-2.壁厚壁厚 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-2.-2.壁厚壁厚表2-6 熱固性塑料制品壁厚推薦值表2-7 熱塑性塑料制品壁厚推薦值此外，必須指出壁厚與流程有著密切關(guān)系。所謂流程是指熔體從澆口流向型腔各部分的距離。實驗證明，在一定條件下，流程與制品壁厚成直線關(guān)系。制品壁厚愈厚，所容許的流程愈長；反之，制品壁厚愈薄，所容許的流程愈短。如果不能滿足要求，則需增大壁厚或

43、增設(shè)澆口及改變澆口位置，以滿足模塑要求。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-2.-2.壁厚壁厚制件最小壁厚與流程L之間關(guān)系： 返回 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-2.-2.壁厚壁厚表2-8 制件最小壁厚與流程L之間關(guān)系圖2-36 增設(shè)澆口 塑件上增設(shè)加強筋是為了在不增加塑件壁厚的情況下增加塑件的剛性，防止塑件變形。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-3.-3.加強筋加強筋圖2-37 加強筋的尺寸圖2-38 采用加強筋減小壁厚（a）不良；（b）良加強筋設(shè)計原則是：（1）防止塑料局部集中

44、，以免產(chǎn)生縮孔、氣泡；（2）加強筋不易過高過密，兩筋之間距離大于23倍壁厚；（3）加強筋的朝向應(yīng)與成型時熔體方向一致，減少流動阻力利于成型；（4）加強筋端面應(yīng)低于制品支撐面0.60.8 mm。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-3.-3.加強筋加強筋 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-3.-3.加強筋加強筋圖2-39 加強筋設(shè)計實例 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-3.-3.加強筋加強筋圖2-40 加強筋的布置（a）不良；（b）良對加強筋設(shè)計的基本要求是： （1）筋條方向應(yīng)不妨礙脫模，

45、筋本身應(yīng)帶有大于塑件主體部分的脫模斜度，筋的設(shè)置不應(yīng)使塑件壁厚不均勻性明顯增加。圖2-41 （2）塑件上筋條方向也不應(yīng)妨礙塑料充模時的流動和塑料收縮。圖2-42 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-3.-3.加強筋加強筋 圖中2-41(a)的設(shè)計方案較好，而2-41(b)所示方案會使筋底與塑件主體連接部位壁厚增加過多，因而不可取。 返回圖2-41 加強筋尺寸 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-3.-3.加強筋加強筋圖2-42是對同一塑件端部筋條設(shè)計的兩種方案比較，方案(a)較好，方案(b)不可取，因為方案(b)中的筋條妨礙了

46、塑料收縮，會造成塑件內(nèi)應(yīng)力并引起塑件翹曲，固中箭頭所示方向為塑料收縮方向。 返回 圖2-42 筋的方向應(yīng)不妨礙塑料收縮 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-3.-3.加強筋加強筋 當(dāng)采用塑件的整個底平面作為支承面時，應(yīng)將塑件底面設(shè)計成凹形或設(shè)置加強筋，這樣不僅可提高塑件的基面效果，而且還可以延長塑件的使用壽命，如圖2-44所示，支承面設(shè)置加強筋的，筋的端部應(yīng)低于支承面約0.5毫米左右，如圖2-45。 2. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-4.-4.支撐面支撐面圖2-43 塑件的支撐面圖2-44 塑件的支承面 返回0.5122. 7.2 2. 7.2 塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計要素-4.-4.支撐面支撐面圖2-45 支承面上加強筋的設(shè)計 支撐面設(shè)計原則：支撐面設(shè)計原則：與制品的集合中心對稱、均衡，以保證制品使用的穩(wěn)定性；盡量設(shè)計在靠近受力點處并與受力中心對稱、均衡以免破壞其穩(wěn)定狀態(tài)；