機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第1.2章 塑料模的基本概念學(xué)習(xí)課件

塑料成形工藝及塑料模中國石油大學(xué)機電工程學(xué)院

2007

年11

月6日汽車模具系列MouldingDieForAutomotive保險杠注射模輪轂壓鑄模輪胎橡膠模密封圈擠出模大型覆蓋件模反光鏡玻璃模絕緣陶瓷模美國工業(yè)界認(rèn)為：模具是美國工業(yè)的基石日本工業(yè)界認(rèn)為：模具是促進社會繁榮的動力國外將模具比喻為“金鑰匙”、“進入富裕社會的原動力”。

模具工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)密集的高技術(shù)行業(yè)。模具是制造過程中的重要工藝裝備。

模具設(shè)計與制造專業(yè)人才是制造業(yè)緊缺人才。

塑料的優(yōu)點1、大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反應(yīng)。

2、塑料制造成本低。

3、耐用、防水、質(zhì)輕。

4、容易被塑制成不同形狀。

5、是良好的絕緣體。

6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，可以降低原油消耗。塑料的缺點1、回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經(jīng)濟上不合算。

2、塑料容易燃燒，燃燒時產(chǎn)生有毒氣體。

3、塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。

塑料的分類1、熱塑性塑料

由熱塑性樹脂所成的塑料叫熱塑性塑料。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酯，聚酰胺，丙烯酸類塑料、其它聚烯烴及其共聚物、聚砜、聚苯醚、氯化聚醚等都是熱塑性塑料。熱塑性塑料中樹脂是高分子（分子量1萬以上）的線型或支鏈線型的聚合物，通常是無色、白色等粉狀或塊狀固體。它具有可熔可溶的特點，即可以在一定的溫度下熔化為熔融體，也可以溶解于適宜的溶劑而成為液體，當(dāng)溫度下降或溶劑析出后仍為固體；這個過程可以反復(fù)進行多次，其制品仍具可塑性，成型過程僅發(fā)生物理變化。熱塑性塑料占塑料總產(chǎn)量的大多數(shù)。這類塑料加工成形簡便，具有較高的機械性能，但耐熱性和剛性比較差。變化過程可逆2、熱固性塑料

熱固性樹脂通常是分子量小于1萬的線型的含有化學(xué)活性基團的低聚物。固化前是線型或帶支鏈的，固化后分子鏈之間形成化學(xué)鍵，成為三度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅不能再熔融，在溶劑中也不能溶解。第一次加熱時可以軟化流動，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化而變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時，已不能再變軟流動了。正是借助這種特性進行成型加工，利用第一次加熱時的塑化流動，在壓力下充滿型腔，進而固化成為確定形狀和尺寸的制品。這種材料稱為熱固性塑料。酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚酯、有機硅等塑料，都是熱固性塑料。這類塑料具有耐熱性高，受壓不易變形等優(yōu)點，但機械性能不好。變化過程不可逆

各種塑料的流動性也因各成形因素而變，主要影響的因素有如下幾點：

溫度料溫高，則流動性增大，但不同塑料也各有差異，聚苯乙烯（尤其耐沖擊型及MI值較高的）、聚丙烯尼龍、有機玻璃、改性聚苯乙烯（例ABS·AS）、聚碳酸酯、醋酸纖維等塑料的流動性隨溫度變化較大。對聚乙烯、聚甲醛而言，則溫度增減對其流動性影響較小。所以前者在成形時宜調(diào)節(jié)溫度來控制其流動性。

壓力成型壓力增大，則融料受剪切作用大，流動性也增大，特別是聚乙烯、聚甲醛較為敏感，所以成形時宜調(diào)節(jié)成型壓力來控制流動性。

模具結(jié)構(gòu)澆注系統(tǒng)的形式，尺寸，布置；冷卻系統(tǒng)設(shè)計，融料流動阻力（如型面光潔度，料道截面厚度，型腔形狀，排氣系統(tǒng)）等因素都直接影響到融料在型腔內(nèi)的實際流動性，凡促使融料降低溫度，增加流動性阻力的，則流動性就降低。2、收縮性

一定量的塑料在熔融狀態(tài)下的體積總比其固態(tài)下的體積大，說明塑料經(jīng)成形冷卻后體積發(fā)生了收縮，這種特性稱為收縮性。

引起塑件收縮性的原因很多，如熱脹冷縮、脫模時的彈性恢復(fù)、塑性變形、成形工藝條件和塑性殘余應(yīng)力的釋放等。塑件的收縮性用計算收縮率S來表示：a——型腔在常溫下的實際尺寸；b——塑件在常溫下的實際尺寸。c——塑件在成形溫度下的單向尺寸。塑料成型方法及其模具

壓注模

注射模壓縮模吹塑模

發(fā)泡模

搪塑模

真空成型模

壓棍（模）擠出模

熱壓印模

彩印模

塑料的成型工藝方法與成型模具注射原理

注射成形及注射模

注射成形是指通過注射機的螺桿或柱塞的作用，將熔融塑料射入閉合的模具型腔，經(jīng)過保壓、冷卻、硬化定型后，即可得到由模具成形出的塑件。注射成形所使用的模具即為注射模（也成注塑模）。主要用于熱塑性塑料的成形。

熔融成型——又稱注射成型(InjectionMolding)，主要用于熱塑性塑料的成型，也可用于熱固性塑料的成型。2.1塑料注射模塑工藝一、注射模塑原理注射模塑顆粒、粉狀塑料注射機料筒加熱熔融充模冷卻固化塑件2025年2月24日合模單元注射單元2.1塑料注射模塑工藝2.1塑料注射模塑工藝二、注射成型設(shè)備1.注射機的主要作用頂件開模與合模動作注射結(jié)束，進行保壓與補縮在一定壓力和速度下將塑料注入型腔加熱熔融塑料，達粘流態(tài)2.1塑料注射模塑工藝2.注射機的分類二、注射成型設(shè)備——指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達到流動狀態(tài)并具有良好的可塑性的過程。按外形可分為：臥式、立式和角式注射機。塑化

注射機按塑化方式分為：柱塞式注射機和螺桿式注射機。2.1塑料注射模塑工藝二、注射成型設(shè)備1.柱塞式注射機(1).模具合模前,柱塞后退,塑料從料斗中進入料筒;(2).模具合模,柱塞向前推進,將料筒中已熔融的塑料注入模具型腔中,冷卻定型;(3).模具開模后,柱塞向后退回至料斗口處,產(chǎn)品由推出機構(gòu)推出,完成一個生產(chǎn)周期.

很大一部分壓力用在壓實固體塑料和克服塑料與料筒摩擦。

最大注射量取決于料筒的塑化能力（與塑料受熱面積有關(guān)）與柱塞直徑與行程。

塑料靠料筒壁和分流梭傳熱，柱塞推動塑料無混合作用，易產(chǎn)生塑化不均的現(xiàn)象。2.1塑料注射模塑工藝二、注射成型設(shè)備3.柱塞式注射機①塑化不均：②最大注射量受限：③注射壓力損失大：柱塞式注射機存在的缺點：4.螺桿式注射機播放螺桿式注射機2.1塑料注射模塑工藝2.1塑料注射模塑工藝二、注射成型設(shè)備4.螺桿式注射機合模注射保壓冷卻開模頂件合模注射螺桿預(yù)熱螺桿式注射機模塑工作循環(huán)螺桿式注射機的優(yōu)點：借助螺桿的旋轉(zhuǎn)運動，材料內(nèi)部也發(fā)熱，均勻塑化，塑化能力大。2.1塑料注射模塑工藝2.1塑料注射模塑工藝二、注射成型設(shè)備4.螺桿式注射機螺桿式注射機的優(yōu)點：加熱缸內(nèi)的材料滯留處少，熱穩(wěn)定性差的材料也很少因滯留而分解。由于加熱缸的壓力損失小，用較低的射出壓力也能成型。成型周期短、效率高，生產(chǎn)過程可實現(xiàn)自動化可成型形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高及帶各種嵌件的塑件。2.1塑料注射模塑工藝

螺桿式較柱塞式多一旋轉(zhuǎn)動作，產(chǎn)生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽間產(chǎn)生混煉作用，增加了塑化能力。2.1塑料注射模塑工藝二、注射成型設(shè)備5.螺桿式注射機與柱塞式注射機的比較2.1塑料注射模塑工藝三、注射成型工藝1.成型前準(zhǔn)備原料檢驗原料染色原料干燥質(zhì)量體積流動性水分及揮發(fā)物含量收縮率烘箱干燥紅外線干燥熱板干燥高頻干燥2.1塑料注射模塑工藝三、注射成型工藝2.注射過程原料檢驗預(yù)處理合模注射裝入料斗保壓脫模裝入嵌件清理料筒清理模具涂脫模劑嵌件清理、預(yù)熱預(yù)塑化塑件后處理冷卻注塑模設(shè)計過程及組成原理

壓縮成形及壓縮模壓縮成型原理

壓縮成形是將預(yù)熱過的塑料原料放在經(jīng)過加熱的敞開模具型腔（加料室）內(nèi)，凸模向下運動，在熱和壓力的作用下，塑料呈熔融狀態(tài)并充滿型腔，經(jīng)過排氣和保壓，然后固化成形。主要用于熱固性塑料的成形。熔融成型壓注成形及壓注模

壓注成形是指通過壓柱或柱塞將加料室內(nèi)受熱熔融的塑料經(jīng)澆注系統(tǒng)壓入加熱的模具型腔，然后固化定型。與壓縮成形一樣，主要用于熱固性塑料的成形。壓注原理

熔融成型擠出成形及擠出模

擠出成形是利用擠出機的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓、連續(xù)地將熔融狀態(tài)的塑料從料筒中擠出，通過特定截面形狀的機頭口模成形并借助于牽引裝置將擠出的塑件均勻拉出，同時冷卻定型。再通過切割裝置獲得截面形狀一致的、一定尺寸的連續(xù)型材。擠出成形所使用的模具即為擠出模（也稱擠出機頭）。熔融成型吹塑成型壓機吹塑成形及吹塑模

吹塑——中空吹塑(又稱吹塑模塑)是借助于氣體壓力使閉合在模具中的熱熔型坯料吹脹形成中空制品的方法，是第三種最常用的塑料加工方法。吹塑用的模具只有陰模(凹模)，與注塑成型相比，設(shè)備造價較低，適應(yīng)性較強，可成型性能好、可成型具有復(fù)雜起伏曲線(形狀)的制品。固相成型

按成型過程中物理狀態(tài)不同，塑料的成形工藝方法有熔融成型和固相成型兩種。

熔融成型——把塑料加熱至其熔點以上（使之處于熔融態(tài)），對其進行成型加工的一種方法。

固相成型——塑料處在其熔融溫度以下（至少低于熔點10-20℃），塑料尚處于軟化狀態(tài)時進行的一種成型方法。壓縮成型壓注成型注塑成型擠出成型吹塑成型真空與壓縮氣體成型氣輔成型三、塑件的幾何形狀

1.

塑件的表面形狀

塑件的形狀在滿足使用要求的前提下，應(yīng)使其有利于成形，特別是應(yīng)盡量不采用測向抽芯機構(gòu)，因此，塑件設(shè)計時應(yīng)盡可能避免測向凹凸或側(cè)孔。2.脫模斜度

為了便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，必須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度α，在模具上稱為脫模斜度。