塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)

塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)主講：塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)第一章塑料成型基礎(chǔ)第二章塑料成型工藝第三章塑料成型工藝及制品結(jié)構(gòu)工藝性第四章注射模設(shè)計(jì)第六章壓縮模與傳遞模設(shè)計(jì)第一章塑料成型基礎(chǔ)第一節(jié)塑料成型制品與成型技術(shù)的發(fā)展第二節(jié)塑料模具及發(fā)展趨勢§1.1塑料成型制品與成型技術(shù)的發(fā)展

●塑料成型制品是以塑料為主要材料經(jīng)成型加工獲得的制品，簡稱塑件。塑料工業(yè)原料生產(chǎn)制品成型

●塑料工業(yè)是一個(gè)新興的工業(yè)領(lǐng)域，又是一個(gè)發(fā)展迅速的領(lǐng)域。

●塑料廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、包裝行業(yè)、日用消費(fèi)品、交通運(yùn)輸、電子、電訊、機(jī)械化工、建筑材料等各個(gè)領(lǐng)域。

●當(dāng)今世界把一個(gè)國家的塑料消耗量和塑料工業(yè)水平，作為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。一、塑料與工程塑料1、塑料以合成樹脂為主要成分，加入適量添加劑，在一定溫度和壓力下成型的有機(jī)高分子材料。2、工程塑料作為工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的塑料。（一）塑料與工程塑料的區(qū)別（二）塑料之優(yōu)點(diǎn)1、質(zhì)量輕：密度0.83-2.3g/cm3，為鋼鐵的1/7-1/4，鋁的1/22、比強(qiáng)度高：增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度/密度》金屬3、耐化學(xué)腐蝕性好：耐酸堿比金屬好4、耐磨性好：摩擦系數(shù)小，甚至可以在無潤滑下工作5、吸震性好：噪音小、壽命高6、電絕緣性優(yōu)：塑料是電的不良導(dǎo)體（三）塑料之缺點(diǎn)1、剛性差：塑料的彈性模量僅為鋼鐵的1/1002、耐熱性差：溫度升高時(shí)，強(qiáng)度變低，即熱強(qiáng)性低3、導(dǎo)熱性差：雖然可作隔熱件，但散熱不好，不宜作傳動(dòng)摩擦件4、儒變性：長期載荷下，易發(fā)生變形（一）按受熱時(shí)的特征1、熱塑性塑料

加熱時(shí)軟化、熔融，成形后冷卻硬化。該過程具可逆性。加工方便，耐熱性和剛性差2、熱固性塑料

加熱時(shí)軟化、熔融，可塑制成形。該過程不可逆。耐熱性高，不易變形二、塑料分類（二）按用途和特性1、通用塑料

產(chǎn)量大、價(jià)格低、應(yīng)用廣的塑料2、工程塑料

可替代金屬作為工程結(jié)構(gòu)之用的塑料3、耐高溫塑料

150℃以上，甚至200-250℃長期工作（一）熱熱塑性塑塑料三、塑料料特性與與應(yīng)用熱塑性塑料主要性能酸性主要應(yīng)用PE聚乙烯耐化學(xué)腐蝕、電絕緣、吸水性小小載荷齒輪、容器、軸承、閥件、涂層、化工管道PP聚丙烯密度最小、耐腐蝕、吸水性小、耐熱汽車零件、化工容器、管道、涂層、蓄電池匣PVC聚氯乙烯耐腐蝕、電絕緣、耐燃酸化工管道、泵、插頭、開關(guān)、電纜絕緣層PS聚苯乙烯電絕緣、透光、吸濕低、硬度高、易燃酸儀表儀器外殼、汽車燈罩、裝飾件ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯綜合性能好電機(jī)外殼、儀表殼、儀表板、蓄電池槽、汽車零件、齒輪、軸承、轎車車身、裝飾件熱塑性塑料主要性能酸性主要應(yīng)用PMMA有機(jī)玻璃透光極好、尺寸穩(wěn)定性好、剛度及耐化學(xué)藥品性好酸油杯、窺鏡、管道、車燈、儀表零件、光學(xué)鏡片、絕緣零件、裝飾件、航空玻璃、光學(xué)纖維PA聚酰胺（尼龍）堅(jiān)韌、耐磨、耐疲勞、抗儒變、吸水性大酸軸承、齒輪、凸輪、滾子、風(fēng)扇葉輪、高壓密封圈、輸油管POM聚甲醛綜合性能好、吸水性小、耐磨軸承、齒輪、凸輪、閥門、汽車儀表板、風(fēng)扇PC聚碳酸酯力學(xué)性能良好、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱、透明、不耐堿酸軸承、齒輪、凸輪、滑輪、透鏡、燈罩、磁盤、光學(xué)儲(chǔ)存盤、計(jì)算機(jī)零部件（二）熱熱固性塑塑料熱塑性塑料主要性能酸性主要應(yīng)用PU聚氨酯樹脂粒狀、延性鞋底、椅墊、人造皮革、油漆常用的塑塑料成型型工藝注射壓縮傳遞擠出中空吹塑塑真空吸塑塑氣壓成型型目前，塑塑料成型型技術(shù)正正朝著精精密化、、微型化化和超大大型化方方向發(fā)展展。常用的塑塑料成型型工藝注射壓縮傳遞擠出中空吹塑塑真空吸塑塑氣壓成型型目前，塑塑料成型型技術(shù)正正朝著精精密化、、微型化化和超大大型化方方向發(fā)展展。§1.2塑料模具具及發(fā)展展趨勢一、模具具與塑料料模具模具是材材料成型型加工中中的工藝藝裝備。。模具是是利用其其特定形形狀去復(fù)復(fù)制成型型或復(fù)制制加工具具有一定定形狀和和尺寸制制件的工工具。塑料模具具是成型型塑料制制件的工工藝裝備備或工具具。在塑料加加工行業(yè)業(yè)中約有有95%的產(chǎn)品靠靠模具生生產(chǎn)，產(chǎn)產(chǎn)品的更更新都是是以工藝藝的改進(jìn)進(jìn)和模具具的更新新為前提提的。塑料制品品生產(chǎn)的的三大重重要因素素合理的加加工工藝藝高效的設(shè)設(shè)備先進(jìn)的模模具通常將塑塑料模具具分為注射模具具壓縮模具具傳遞模具具擠出模具具中空吹塑塑模具熱成型模模具能生產(chǎn)出出在尺寸寸精度、、外觀、、物理性性能、力力學(xué)性能能等方面面均能滿滿足使用用要求的的優(yōu)質(zhì)制制件。在模具使使用時(shí)，，力求生生產(chǎn)效率率高、自自動(dòng)化程程度高、、操作簡簡便、壽壽命長；；在模具具制造方方面，要要求結(jié)構(gòu)構(gòu)合理、、制造容容易、成成本低廉廉。對塑料模模具設(shè)計(jì)計(jì)的要求求：工業(yè)品零零件粗加加工的70％，，精加工工的50％都是由模模具成型型完成的的。我國國模具工工業(yè)的產(chǎn)產(chǎn)值在國國際上排排名第三三位，僅僅次于日日本和美美國。日日本模具具產(chǎn)業(yè)年年產(chǎn)值達(dá)達(dá)13000億日元。。目前，深深圳周邊邊及珠江江三角洲洲地區(qū)已已經(jīng)成為為中國塑塑料模具具工業(yè)最最為發(fā)達(dá)達(dá)、科技技含量最最高的區(qū)區(qū)域。今今后幾年年，隨著著全球制制造業(yè)重重心加快快向我國國轉(zhuǎn)移，，這一地地區(qū)有可可能在10年內(nèi)發(fā)展展成為世世界模具具生產(chǎn)中中心。隨隨著發(fā)達(dá)達(dá)國家將將制造業(yè)業(yè)紛紛轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到我我國，使使我國塑塑料模具具工業(yè)面面臨空前前的發(fā)展展機(jī)遇。。1.塑塑料模具具標(biāo)準(zhǔn)化化隨著模具具種類和和要求的的提高，，模具標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)件已已經(jīng)成為為模具企企業(yè)參與與國際競競爭的重重要條件件。品種種多、分分類細(xì)是是目前模模具標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)件的主主要趨勢勢。傳統(tǒng)統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)件品種種越來越越多，質(zhì)質(zhì)量要求求越來越越高。新新的功能能結(jié)構(gòu)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)單元元與具有有更多制制造柔性性的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)件也越越來越重重要，成成為新技技術(shù)和創(chuàng)創(chuàng)新提升升競爭力力的新方方向。許多模具具加工裝裝備企業(yè)業(yè)紛紛對對接互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)，積積極打造造“模具具制造+互聯(lián)網(wǎng)””模式，，有力地地推動(dòng)了了模具行行業(yè)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)型與升升級(jí)。2.商業(yè)互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)向模模具及其其產(chǎn)業(yè)鏈鏈延伸二、塑料料模具技技術(shù)發(fā)展展趨勢3.模具具智能化化在塑料模模具和壓壓鑄模具具行業(yè)，，已經(jīng)出出現(xiàn)了模模具型腔腔的壓力力、溫度度、流量量、冷卻卻過程的的智能控控制的模模具。另另外，模模具加工工裝備的的智能化化也正在在迅速推推進(jìn)模具具的智能能化制造造。4.塑塑料料模具具專用用材料料的研研究與與開發(fā)發(fā)新材料料與大大型塑塑料模模具的的出現(xiàn)現(xiàn)與優(yōu)優(yōu)化。。隨著著汽車車輕量量化的的發(fā)展展，輕輕量化化新材材料層層出不不窮，，國內(nèi)內(nèi)模具具企業(yè)業(yè)已經(jīng)經(jīng)開始始應(yīng)對對這種種變化化，展展開了了輕量量化新新材料料汽車車覆蓋蓋件模模具與與大型型復(fù)合合材料料模具具的開開發(fā)。。第二章章塑塑料料成型型技術(shù)術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ)第一節(jié)節(jié)塑塑料料的組組成和和特性性第二節(jié)節(jié)塑塑料料分類類與應(yīng)應(yīng)用第三節(jié)節(jié)塑塑料料成型型的工工藝性性能第四節(jié)節(jié)塑塑料料成型型流變變學(xué)基基礎(chǔ)一、聚聚合物物的熱熱力學(xué)學(xué)性能能與加加工工工藝§2.3塑料成型的工工藝性能（一）聚合物物的熱力學(xué)性性能（二）聚合物物的加工工藝藝二、塑料成型型工藝性(一)熱塑塑性塑料成型型的工藝性能能1．流動(dòng)性塑料熔體在一一定溫度與壓壓力作用下充充填模腔的能能力稱為流動(dòng)性。塑料成型工藝藝性是指塑料料在成型過程程中表現(xiàn)出的的特有性能。。熱塑性塑料的的流動(dòng)性常用用熔體流動(dòng)速速率指數(shù)，簡簡稱熔融指數(shù)來表示。熔融融指數(shù)越大，，塑料熔體的的流動(dòng)性越好好?？梢酝ㄟ^改變變工藝參數(shù)來來改變塑料的的流動(dòng)性，如如提高成型溫溫度和壓力，，合理設(shè)計(jì)澆澆口的位置與與尺寸，降低低模腔表面粗粗糙度值等都都能大大提高高流動(dòng)性。流動(dòng)性好：PA、PE、、PP、PS、CA流動(dòng)性中等：：改性PS、ABS、AS、PMMA、POM流動(dòng)性差：PC、硬PVC、PPO、PSU選用塑料的流流動(dòng)性必須與與塑件要求、、成型工藝及及成型條件相相適應(yīng)，模具具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根根據(jù)流動(dòng)性來來考慮澆注系系統(tǒng)、分型面面及進(jìn)料方向向等等。流動(dòng)性的大小小除取決于樹樹脂的內(nèi)在結(jié)結(jié)構(gòu)外，還受受到填料、添添加劑、模具具結(jié)構(gòu)和成型型工藝條件等等多種因素的的影響。2.收縮性塑料在成型及及冷卻過程中中發(fā)生的體積積收縮性質(zhì)稱稱為收縮性，塑料在熔融融狀態(tài)下的體體積總比其固固態(tài)下的體積積大。影響塑料收縮縮性的因素有有：塑料的組組成及結(jié)構(gòu)、、成型工藝方方法、工藝條條件、塑件幾幾何形狀及金金屬鑲件的數(shù)數(shù)量、模具結(jié)結(jié)構(gòu)及澆口形形狀與尺寸等等。收縮性的大小小以單位長度度塑件收縮量量的百分率來來表示，叫做做收縮率。3.熱穩(wěn)定性是指塑料在受受熱時(shí)性能發(fā)發(fā)生變化的程程度。熱穩(wěn)定定性差的塑料料：硬PVC、POM等。4.吸濕性性可分為兩類具有吸濕或粘粘附水分的傾傾向的塑料PA、PC、、ABS、、PPO、、PSU吸濕或粘附水水分傾向極小小的塑料PE、PP、、POM是指塑料對水水分的親疏的的程度。6.結(jié)晶性性結(jié)晶型塑料：：PE、PP、、POM、PA等，不透明或半透透明。非結(jié)晶型塑料料：PS、PVC、PMMA、PC、ABS、PSU等，透明。5.相容性是指兩種或兩兩種以上不同同品種的塑料料，在熔融狀狀態(tài)不產(chǎn)生相相互分離的能能力。7.應(yīng)力開開裂和熔體破破裂應(yīng)力開裂：在外力或溶劑劑作用下易產(chǎn)產(chǎn)生開裂，如如PS、PC、、PUS。熔體破裂：由于切應(yīng)力和和切變速率過過大而引起的的。(二)熱固固性塑料成型型的工藝性能能熱固性塑料同同熱塑性塑料料相比，具有有制件尺寸穩(wěn)穩(wěn)定性好、耐耐熱和剛性大大等特點(diǎn)，在在工程上應(yīng)用用十分廣泛。。1.收縮率熱固性塑料也也具有因成型型加工而引起起的尺寸減小小。產(chǎn)生收縮縮的原因主要要有以下幾點(diǎn)點(diǎn)：（1）熱收縮（2）結(jié)構(gòu)變化引起起的收縮（3）彈性恢復(fù)（4）塑性變形影響熱固性塑塑料收縮率的的原因還有：：原材料、模模具結(jié)構(gòu)、成成型方法及成成型工藝條件件等。2．流動(dòng)性熱固性塑料的的流動(dòng)性通常常以拉西格流流動(dòng)性來表