《成型模具设计》教案.pdf

成型模具设计教案成型模具设计教案（修订版）（修订版）屈华昌屈华昌 主编主编李和平李和平 主讲主讲高等教诲出版社高等教诲出版社绪论绪论教授教化目标：明白得塑料成型在工业临盆中的重要性、塑料模具的分类。教授教化重点：教授教化难点：教授教化课时：1 学时教授教化内容：一、塑料及塑料工业的成长1、始创时期；2、成长时期；3、飞跃成长时期；4、稳固增长时期。二、塑料成型在工业临盆中的重要性1、模具工业在公平易近经济中的重要地位；2、塑料模具设计与制造在塑料工业中的地位。三、塑料成型技巧的成长趋势1、模具的标准化；2、加强理论研究；3、塑料制件的周详化、微型化和超大年夜型化；4、新材料、新技巧、新工艺的研制、开创和应用。二、塑料模具的分类按照塑料制件的成型方法可分为以下几类：1、打针成型：打针成型又称打针模塑或注塑成型。其道理是将粒状或粉状的塑料原料参加到打针机的料筒中，经由加热熔融成粘流态，在柱塞或螺杆的推动下，以必定的流速打针入闭合的模具型腔中，充分硬化定型后从模内脱出成型的塑件。几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）及部分热固性塑料皆可经打针成型而获得各类外形的塑料成品，其应用覆盖了公平易近经济各个范畴。2、紧缩成型：其道理是将预热过的塑料原料直截了当参加到处于成型温度下的模具型腔中，然后闭模及加压加热，塑料在型腔内受热受压，熔融塑化并向型腔各部位充填，待充分固化定型后，卸压启模即得模压抑品。3、压注成型:压注成型又称传递成型。它的道理是将热固性塑料置于高温的模具加料腔内，使其受热熔融塑化成粘流态，并在活塞的压力感化下，经由过程模具的浇注体系打针入闭合的模腔中；熔融塑料在此连续受热受压，经交联固化而定型；最后打开模具获得所需外形的成品。4、挤出成型：挤出成型又称挤压成型。其成型道理是借助于迁移转变的螺杆，连续的将塑化好的、呈熔融状况的成型物料从挤出机的机筒中挤出，并经由过程特定断面外形的口模成型。并在冷却、牵引和割断等一系列的关心装配的感化下，获得具有必定截面外形的连续型材，如管材、棒材、板材、片材、电线电缆的包覆层及其它的异型材等。5、中空成型：中空成型又称中空吹塑成型。中空成型的道理是先经由过程挤出或注塑的成型方法临盆出高弹状况的塑料型坯，再把塑料型坯放入闭合的模腔内，然后向型坯内吹入紧缩空气，使其胀大年夜并紧贴在模腔表壁，经冷却定型后获得与模具型腔外形一致的中空成品。中空成型重要用于临盆塑料瓶子、水壶、提桶、玩具等。6、真空成型：将加热的塑料片材与模具型腔别处所构成的封闭空腔内抽真空，使片材在大年夜气压力下产生塑性变形而紧贴于模具型面上成为塑料制件的成型方法。7、紧缩空气成型：是应用紧缩空气，使加热软化的塑料片材产生塑性变形并紧贴在模具型面上成为塑料制件的成型方法。三、进修本课程应达到的目标进修目标与要求：1、明白得塑料的构成、分类及其机能；2、明白得塑料成型的基来源差不多理和工艺特点；3、操纵各类成型设备对各类模具的要求；4、操纵各类成型模具的构造特点及设计运算方法；5、具有初步分析、解决成型现场技巧问题的才能。第一章第一章 高分子聚合物构造特点与机能高分子聚合物构造特点与机能教授教化目标：明白得聚合物的分子构造与机能教授教化重点：聚合物的热力学机能教授教化难点：聚合物的热力学机能教授教化课时：2 学时教授教化内容：1.11.1 聚合物分子的构造特点聚合物分子的构造特点一、聚合物的分子构造（一）树脂与塑料1、天然树脂：从物体中直截了当提掏出来的树脂。2、合成树脂：人们依照天然树脂的分子构造和特点，应用人工方法制的的树脂。因为合成树脂有优良的机能，因此塑料一样差不多上用合成树脂制得的。（二）高分子与低分子1、高分子：含有原子数专门多、相对分子质量专门高、分子专门长的巨型分子。不管是天然树脂照样合成树脂差不多上高分子聚合物。2、低分子：原子数专门少、相对分子质量专门低的分子。如H2O、CaCO3等。（三）聚合物的分子构造1、线型聚合物：聚合物的分子链呈不规矩的线状，聚合物是一根根的分子链构成的，称线型聚合物。2、体型聚合物：在大年夜分子链之间有一些短链把它们互订交联起来，成为网状构造，称体型聚合物。1.21.2 聚合物的热力学机能聚合物的热力学机能图 2-3 聚合物的热力学曲线图 2-3 中曲线 1 为线型无定形聚合物受恒应力感化时变形程度与温度的关系曲线，也较热力学曲线。此曲线分为三个时期，即线型无定形聚合物常存在的三种物理状况：玻璃态、高弹态和粘流态。1）g，曲线全然是程度的，变形程度小，同时是可逆的；但弹性模量较高，聚合物处于刚性状况，表示为玻璃态。2）gf，曲线开端急剧变更，但专门快稳固趋于程度。聚合物的体积膨胀，表示为柔嫩而富有弹性的高弹态。外力去除变形量能够复原，弹性是可逆的。3）f，曲线变形灵敏成长，弹性模量再次专门快降低，聚合物即产生粘性流淌，成为粘流态。此变形弗成逆。个中 g玻璃化温度，是聚合物从玻璃态改变为高弹态的临界温度，是塑料应用的上限温度；f粘流温度，是聚合物从高弹态改变为粘流态的临界温度；b脆化温度，是塑料应用的下限温度；d热分化温度；b g塑料的应用温度范畴。表 2-1热塑性塑料在不合状况下的物理、工艺机能状况温度分子状况工艺状况加工可能性可作为构造材料进行锉、锯、钻、车、铣等机械加工曲折、吹塑、引伸、真空成型等，成型后会缠身较大年夜的内应力分子蛮缠为无规矩线团或卷曲状坚硬的固态高弹性固态，橡胶状分子链展开，链段活动高分子链活动，彼此滑移塑性状况或高粘滞状况可打针、挤出、压延等，成型后应力小。玻璃态高弹态粘流态g以下g ffd1.31.3 聚合物的流变学性质聚合物的流变学性质一、牛顿流体及其流变方程图 2-4液体在流道中流淌时的速度梯度图从图中可得出v=dx/dt（1）故dv/drd(dx/dt)/drd(dx/dr)/dt（2）式中v 液层移动速度；dv/dr 单位距离内的速度差（速度梯度）；dx/dr 一个液层相关于另一个液层移动的距离，它是剪切力感化下该层液体产生的切应变，即dx/dr。因此 dv/drd/dt（3）式中 单位时刻内的切应变，称为剪切速度。故能够用剪切速度代替速度梯度，两者在数值上相等。切应力和剪切速度的关系（dv/dr）（4）式中 液层单位别处上所加的切应力；比例常数（牛顿粘度）。式（4）为牛顿流淌定律，即牛顿流体的流变方程。它注解液层单位别处上所加的切应力与液层间的速度梯度成正比。二、聚合物熔体的粘弹性流淌熔体中的弹性形变与聚合物的相对分子质量、外力感化速度或时刻以及熔体的温度等有关。当相对分子质量越大年夜、外力感化时刻越短、熔体温度超高于材料熔点时，弹性现象表示明显。三、热塑性和热固性聚合物流变行动的比较1、热塑性聚合物加热是一种物理感化，加工过程所获得的外形必须经由过程冷却定型（硬化）。在加热的过程中，材料内涵性质产生必定变更，但未改变材料整体可塑性的全然特点，材料是能够反复塑造成型的。2、热固性聚合物加热可使材料熔融，同时在足够高的温度下产生交联反响，最终完成硬化等化学反响。材料一旦硬化，就掉去了再次软化、流淌和改变外形的才能，也确实是说这种聚合物弗成以反复塑造成型。1 14 4 聚合物在成型过程中的物理化学变更聚合物在成型过程中的物理化学变更一、聚合物的结晶1、概念结晶过程：聚合物由非晶态转为晶态的过程。结晶度：结晶区在聚合物中所占的重量百分比。2、结晶度对塑件的阻碍为了改良塑件的机能，平日采取热处理的方法使非晶相改变为晶相，不稳固的晶形构造转为稳固的晶形构造，微小的晶粒转为较大年夜的晶粒，但晶粒过分粗大年夜，会使聚合物变脆，机能变差。二、成型过程中的取向感化1、概念取向感化：热固性和热塑性塑估中各自存在的细而长的纤维状填料和聚合物分子，在专门大年夜程度上，都邑顺着流淌的偏向作平行的分列，这种分列称为取向感化。2、打针、压注成型塑件中纤维状填料的取向图 2-24扇形片试样中填料的取向从图中能够看出，填料分列的偏向重要顺着流淌的偏向，碰着阻力后，改称与阻力垂直的偏向，并按此定形。3、打针、压注成型塑件中聚合物分子的取向图 2-25打针成型长条形试样中聚合物取向程度分析（a）横向截面（b）轴向纵截面从图中能够看出，沿试件轴向的分子取向程度从浇口处顺着料流偏向逐步增长，达到最大年夜值后又逐步减弱。沿试件截面越接近中间区域取向程度越小，中间两侧而不到表层的一带取向程度较高。三、聚合物的降解1、概念降解：又叫裂解，是把相对分子质量降低的现象，称为降解。2、削减和幸免聚合物降解的方法1）严格操纵聚合物的技巧指标，应用合格的原材料；2）聚合物在应用进步行干燥处理；3）确信合理的加工工艺和加工前提；4）应用附加剂来加强聚合物对降解的抗击才能。四、聚合物的交联1、概念交联：聚合物在加工过程中，形成三维构造的反响称为交联。2、交联聚合物的机能交联聚合物的机械强度、耐热性、耐溶剂性、化学稳固性和塑件的外形稳固性等都有所进步。热固性塑料成型时平日产生交联反响。第二章第二章 塑料的构成与工艺特点塑料的构成与工艺特点教授教化目标：操纵塑料的构成及工艺特点教授教化重点：塑料的构成及工艺特点教授教化难点：塑料的构成及工艺特点教授教化课时：2 学时教授教化内容：2 21 1 塑料的全然构成塑料的全然构成211 塑料的构成塑料以合成树脂为重要成分，经与不合的添加剂混淆而成具有可塑成型的混淆物,在加热加压的前提下具有可塑性,常温下为柔韧的固体。1、合成树脂合成树脂是塑料的全然成分，是人们仿照天然树脂的成分用化学方法人工制取获得的各种树脂。2、填充剂（又称填料）添加填充剂的目标是降低塑估中树脂的应用量，从而降低成品成本；其次是改良塑料的加工机能和应用机能，填充剂在塑估中的含量一样操纵在 40%以下。3、增塑剂增塑剂的感化是进步塑料的可塑性和柔嫩性。4、稳固剂添加稳固剂的感化是进步塑料抗击光、热、氧及霉菌等外界身分感化的才能，阻缓塑料在成型或应用过程中的变质。稳固剂的用量一样为塑料的 0.30.5%。5、润滑剂润滑剂对塑料的别处起润滑感化。6、着色剂合成树脂的本质大年夜差不多上白色半透亮或无色透亮的。在工业临盆中常应用着色剂来增长塑料成品的色彩。对着色剂的要求是：耐热、耐光，机能稳固，不易与其它组分起化学反响，易扩散，着色力强，与树脂有优胜的相溶性。着色剂用量一样为塑料的0.010.02。7、固化剂在热固性塑料成型时，有时要参加一种能够促使合成树脂完成交联反响而固化的物质。212 塑料的分类1、按合成树脂的分子构造及其特点分类1)热塑性塑料这类塑料的合成树脂差不多上线型或带有支链型构造的聚合物，在必定的温度下受热变软，成为可流淌的熔体。在此状况下具有可塑性可塑制成型成品，冷却后保持既得的外形；如再加热，又可变软塑制成另一外形，如斯能够反复进行。2)热固性塑料这类塑料的合成树脂是带有体型网状构造的聚合物，在加热之初，因分子呈线型构造，具有可熔性和可塑性，可塑制成必定外形的成品，但当连续加热温度达到必定程度后，分子显现网状构造，树脂变成了不熔的体型构造，现在即使再加热到接近分化的温度，也不再软化。2、按塑料的用处分类1)通用塑料 指产量大年夜、成形性好、价格低、用处广，常作为非构造材料应用的塑料。2)工程塑料 指具有优良的力学机能和较宽温度范畴内的尺寸稳固性，同时还具有耐磨、耐腐化、自润滑等综合机能，能在必定程度上代替金属作为工程构造材料应用的塑料。3)专门塑料 指具有某些专门机能的塑料，这类塑料平日有高的耐热性或高的电绝缘性及耐腐化性。2 22 2 塑料成型的工艺特点塑料成型的工艺特点221 热塑性塑料的工艺性1、紧缩性（1）导致塑料成型紧缩的身分1)塑料材料的热胀冷缩；2)成品脱模后的弹性复原；（2）阻碍塑料成型紧缩的身分1)塑料品种；2)塑件构造；3)模具构造；4)成型工艺。2、流淌性在塑料的模塑成型过程中，塑料熔体在必定的温度和压力下充填模具型腔的才能，称为塑料的流淌性。阻碍塑料流淌性的身分重要有以下几方面：（1）温度一样情形料温高，流淌性大年夜，但不合塑料也各有差别。（2）压力打针压力增大年夜，流淌性也增大年夜。（3）模具构造浇注体系的情势、尺寸、构造、冷却体系的设计和流淌阻力的都直截了当阻碍流淌性，凡促使料温降低、流淌阻力增长的身分，都邑使流淌性降低。3、相容性相容性是指两种或两种以上不合品种的塑料，在熔融状况下不产生相分别现象的才能。塑料的相容性也称为共混性。4、吸湿性吸水性是指塑料对水分的亲疏程度。5、热敏性热敏性是指某些热稳固性差的塑料，在较高温下受热时刻稍长或料温过高时产生变色、降解、分化的偏向。具有这种偏向的塑料称为热敏性塑料，如硬聚氯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯等。222 热固性塑料的工艺性1、紧缩性阻碍热固性塑料紧缩性的身分与热缩性塑料雷同。2、流淌性阻碍流淌性的身分如下：（1）塑料品种（2）模具构造（3）成型工艺3、比容和紧缩率比容指单位重量的松散塑料所占的体积，单位为cm3/g；压塑率指塑料的体积与塑件的体积比，其值恒大年夜于1。4、硬化速度硬化是指塑料成型时完成交联反响的过程。硬化速度平日以塑料试样硬化每1mm 厚度所须要的秒数来表示，此值越小，硬化速度越快。5、水分及挥发物含量2 23 3 常用塑料简介常用塑料简介231热塑性塑料1、聚乙烯（PE）（1）全然特点 聚乙烯塑料由乙烯单体经聚合而成,是塑料工业中产量最大年夜的品种。按聚应时采取的临盆压力的高低可分为高压、中压和低压聚乙烯三种。高密度聚乙烯（HDPE）又称低压聚乙烯，具有较高的刚性、硬度、耐磨、耐蚀及耐热性，但柔韧性、透亮性较差。低密度聚乙烯（LDPE）又称高压聚乙烯，具有较好的柔嫩性、耐冲击性及透亮性，但耐热、耐光、耐氧化才能差、易老化。聚乙烯无毒、无味、呈乳白色的蜡状半透亮状，有必定的机械强度，但与其他塑料比拟机械强度偏低、别处硬度差。聚乙烯的绝缘机能优良，除苯及汽油外，一样不溶于有机溶剂；化学稳固性好，能耐稀硫酸、稀硝酸及其他任何浓度的酸、碱、盐的腐蚀；其透水气机能较差，而透氧气、二氧化碳及专门多有机物质蒸气的机能好；聚乙烯的耐低温机能较好，在-60下仍具有较好的机械机能，但其应用温度不高，一样LDPE 的应用温度在 80阁下，HDPE的应用温度在 100阁下。（2）重要用处 低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载力不高的零件，如齿轮、轴承等；高压聚乙烯常用于制造塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。（3）成型特点 聚乙烯成型时，紧缩率大年夜，在流淌偏向与垂直偏向上的紧缩差别也较大年夜。打针偏向的紧缩率大年夜于垂直偏向的紧缩率，易产生变形和产生缩孔；冷却速度慢，必须充分冷却；聚乙烯质软易脱模，成品有浅的侧凹时可强行脱模。2、聚丙烯（PP）（1）全然特点 聚丙烯是由丙烯单体经聚合而成。无味、无色、无毒，外不雅似聚乙烯，呈白色的蜡状半透亮状，是通用塑估中最轻的聚合物。聚丙烯具有优良的耐热性、耐化学腐化性、电机能和力学机能；聚丙烯具有较好的刚度和易定向性；聚丙烯的高频绝缘机能较好；强度比聚乙烯好，专门是经定向拉伸后的聚丙烯具有极高的抗曲折疲乏强度，可制造搭钮；聚丙烯可在 107121下经久应用，在无外力感化下，应用温度可达 150；聚丙烯的防潮机能较好，它是通用塑估中独一能在水中煮沸且在135蒸气中消毒而不被破坏的塑料。聚丙烯的韧性较差，专门是在低于其玻璃化温度的前提下，能够经由过程添加冲击改性剂来进步其抗冲击机能（填料一样为玻璃纤维、云母、滑石和碳酸钙）。（2）重要用处 因为聚乙烯的耐热机能好，故能够制造硬的高压容器以及汽车的模塑部件；因为其定向机能较好，能够制造各类纺织纤维；因为其抗疲乏强度较高，故可用作各类机械零件以及自带搭钮的盖体合一的箱壳类制件；抗冲击机能的聚乙烯重要用于汽车、家用品、器具中的注塑件。（3）成型特点留意成型温度。聚丙烯的熔化温度在220275，成型模温为 80阁下，弗成低于 50，温度过高也弗成，易产生翘曲现象。3、聚氯乙烯（PVC）（1）全然特点 聚氯乙烯是世界上产量最大年夜的塑料品种之一，聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。硬聚氯乙烯不含或少含增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击机能；软聚氯乙烯含有较多的增塑剂，柔嫩性、断裂伸长率较好，但硬度、抗拉强度较低；聚氯乙烯不易燃、耐气候变更性较好；其电断气缘机能较好，能够用作低频绝缘材料；其化学稳固性也较好，对氧化剂、还原剂和强酸都有专门强的抗击力，然而它能够或许被浓氧化酸（如浓硫酸、浓硝酸）所腐化；其紧缩率相当低，一样为0.20.6；聚氯乙烯的热稳固性较差。（2）重要用处 因为聚氯乙烯不易燃，可用于房屋墙板；因为其化学稳固性高，因此可用于防腐管道、管件、输油管等；因为电断气缘机能优良，可在电气、电子工业顶用于制造插座、插头、开关、电缆；在日常生活顶用于制造凉鞋、雨衣、玩具、人造革等。（3）成型特点留意成型温度。聚氯乙烯的熔化温度为 185205，成型模温为 2050，聚氯乙烯在成型温度下轻易分化，是以，在成型时必须参加产稳固剂和润滑剂，并严格操纵温度及熔料的滞留时刻。4、聚苯乙烯（PS）（1）全然特点聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成，为无色、无味、无毒的透亮塑料。聚苯乙烯具有较好的几何稳固性、热稳固性和优良的光学透过机能；易于着色；同时具有优胜的电学机能，专门是高频绝缘性；它还具有必定的化学稳固性，它能抗击水及稀释的无机酸，但能够或许被强氧化酸（如浓硫酸）腐化；质地硬而脆，在一些有机溶剂中易膨胀变形；其紧缩率在 0.40.7之间。（2）重要用处因为聚苯乙烯的光学透过机能较好，故在工业上可制造灯罩、透亮容器等；因为具有高频绝缘性，可用于电气方面的接线盒、电池盒等；在日用品方面可用于制造包装材料、家庭用品（餐具、托盘等）。（3）成型特点熔化温度在 180280之间，成型模温为 4050，因为热膨胀系数高，成品中不宜有嵌件。5、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）（1）全然特点 ABS 是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）共聚生成的三元共聚物，具有优胜的综合力学机能。丙烯腈使 ABS 有较高的耐化学腐化性及别处硬度；丁二烯使 ABS 具有优胜的弹韧性；苯乙烯使ABS 具有优胜的加工性和染色机能。ABS 无毒、无味、呈微黄色，有优胜的机械强度和必定的耐磨性、耐寒性和耐水性，有必定的耐油性和稳固的化学性和电气机能。但耐热性和耐气候机能较差。（2）重要用处 ABS 广泛应用于运算机和机械壳体，电器设备、汽车挡泥板等。（3）成型特点 熔化温度在 230300，模温操纵在 6080，ABS 在升温时粘度增高，因此成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大年夜；易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕。6、聚酰胺（PA）（1）全然特点 聚酰胺又称尼龙（Nylon），尼龙树脂为无毒、无味，呈白色或淡黄色的结晶颗粒。尼龙具有优良的力学机能，抗拉、抗压、耐磨。其抗冲击强度比一样塑料有明显进步，个中以尼龙 6 更优。作为机械零件材料，具有优胜的消音后果和自润滑机能。尼龙还具有优胜的耐化学性、气体透过性、耐油性和电机能。但吸水性强、紧缩率大年夜，经常因吸水而引起尺寸的变更。（2）重要用处 尼龙因为具有较好的力学机能，在工业上广泛地用来制造轴承、齿轮、输油管、绳索等零件。（3）成型特点 熔化温度 230280，成型模温 8090。熔融粘度低、流淌性好，易产生飞边，成型加工前必须进行干燥处理；易吸潮，塑件尺寸变更大年夜；成型时清除的热量多，模具上应设计冷却平均的冷却回路；熔融状况的尼龙热稳固性较差，易产生降解使成品机能降低，是以不许可尼龙在高温料筒内逗留时刻过长。232 热固性塑料1、酚醛塑料（PF）（1）全然特点 酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂的前提下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。酚醛树脂本身专门脆，呈琥珀玻璃态。酚醛树脂具有较好的耐酸机能，但不克不及耐浓硫酸、浓硝酸等强氧化介质；同时具有较好的力学机能，刚性好，变形小；耐热耐磨，能在150200的温度范畴内经久应用，在水润滑前提下，有极低的摩擦系数；其电绝缘机能优良；缺点是质脆，冲击强度差，紧缩率大年夜。（2）重要用处 酚醛树脂广泛用于防腐化工程；又能够制造胶粘剂；能够用于制造齿轮、轴瓦、导向轮、轴承及电工构造材料和电断气缘材料。酚醛层压塑料可制成各类型材和板材，石棉布层压塑料重要用于高温下工作的零件，木质层压塑料有用于作水润滑冷却下的轴承及齿轮等。（3）成型特点 成型机能好，专门有用于紧缩成型；模温对流淌性阻碍较大年夜，一样当温度跨过 160时流淌性灵敏降低；硬化时放出大年夜量热，厚壁大年夜型成品易产生硬化不匀及过热现象。2、氨基塑料氨基塑料是由氨基化合物与醛类（主假如甲醛）经缩聚反响而制得的塑料，重要包含脲甲醛（UF）、三聚氰胺甲醛等（MF）。（1）全然特点及重要用处脲甲醛塑料经染色后具有各类鲜艳的色彩，外不雅光亮，部分透亮，别处硬度较高，耐电弧机能好，耐矿物油，但耐水性较差，在水中经久浸泡后电断气缘机能降低。脲甲醛大年夜量用于压抑日用品及电气照明用设备的零件、德律风机、收音机、钟表外壳、开关插座及电断气缘零件。三聚氰胺甲醛可染成各类色彩，制成耐光、耐电弧、无毒的塑件，在-20100的温度范畴内机能变更小，重量轻不易碎，能耐茶、咖啡等污染性强的物质。三聚氰胺甲醛重要用作餐具、航空茶杯及电器开关、灭弧罩及防爆电器的配件。（2）成型特点 压注成型紧缩率大年夜；含水分及挥发物多，应用前需预热干燥；且成型时有弱酸性分化及水分析出；流淌性好，硬化速度快，是以，预热及成型温度要恰当，装料、合模及加工速度要快；带嵌件的塑料易产生应力集中，尺寸稳固性差。3、环氧树脂环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂具有专门强的粘结才能，是人们熟悉的“全能胶”的重要成分。（1）全然特点环氧树脂粘附力强；化学稳固性较好，具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性；它比酚醛树脂有较好的力学机能；它具有高的绝缘机能、耐别处漏电、耐电弧等机能；耐热、耐霉菌机能较好，可在苛刻的高温情形下应用；环氧树脂在固化过程中显示出专门低的紧缩性（小于 2）；其缺点是耐气候性差、耐冲击性低，质地脆。（2）重要用处 环氧树脂可用作金属和非金属材料的粘合剂，用于封装各类电子元件；用环氧树脂配以石英粉等来浇铸各类模具；因其耐霉菌机能较好，故可用作各类产品的防腐涂料。（3）成型特点 流淌性好，硬化速度快；因环氧树脂的紧缩性小，难于脱模，故浇注前应加脱模剂；硬化时不析出任何副产品，成型时不需排气。第三章第三章 塑料成型制件的构造工艺性塑料成型制件的构造工艺性教授教化目标：操纵塑料的构造工艺性教授教化重点：塑料塑料的构造工艺性教授教化难点：塑料塑料的构造工艺性教授教化课时：4 学时教授教化内容：31 尺寸精度成品的尺寸精度是指所获得的成品尺寸与产品图中尺寸的相符程度，即所获成品尺寸的精确度。在 SJ137278 中，将不合塑料的公差等级要求分为高精度、一样精度和低精度三种，依照工程实际的须要，选用不合的精度等级（见表3-9）。32别处粗拙度塑料制件的别处粗拙度决定其别处质量。塑件的别处粗拙度重要取决于模具型腔别处的粗拙度。塑料制件的别处粗拙度一样为Ra 0.80.2m 之间。别处粗拙度的阻碍：1）对耐磨性的阻碍别处粗拙度越大年夜，越不耐磨；2）对耐疲乏强度的阻碍别处粗拙度越大年夜，耐疲乏强度越低；3）对抗腐化性的阻碍 别处粗拙度越大年夜，化学腐化越严峻；4）对外不雅的阻碍 别处粗拙度越大年夜，外不雅越粗拙。33 外形塑件设计应尽可能幸免侧向凹凸或侧孔，尽量不采取侧向抽芯机构。当塑件内侧凹较浅并带有圆角时，能够采取强迫脱模的方法使塑件从凸模上脱下。多半情形下，弗成强迫脱模，现在应采取侧向分型抽芯构造的模具。34 脱模斜度脱模斜度取决于塑件的外形、壁厚及塑料的紧缩率，一样依附体会数据拔取，平日情形下脱模斜度取 30130，最小为1520。成型型芯愈长或型腔愈深，则斜度应取偏小值；塑件高度不大年夜，可不设计脱模斜度；脱模偏向有孔或呈矩形槽而使脱模阻力增大年夜时，宜采取较大年夜的脱模斜度；为使塑件留在凹模内或凸模上，应有意地减小凹模的脱模斜度而增大年夜凸模的脱模斜度或者相反；紧缩成型较大年夜的塑件时，表里面的脱模斜度应比外别处的大年夜些。35 壁厚1、壁厚过小，塑件的刚度差、易变形；壁厚过大年夜，增长了冷却时刻，易产朝气泡、缩孔、凹陷等缺点。2、同一成品零件的壁厚应尽可能一致。壁厚处的处所比薄壁处的处所冷却得慢，同时在相接处所别处在浇口凝固后显现紧缩痕，更甚者显现翘曲、热内应力、色彩不合、裂纹等。3、热固性塑料的小型塑件，壁厚取1.62.5 mm，大年夜型塑件取 3.28 mm。脆性塑料壁厚应不小于 3.2 mm；热塑性塑料易成型薄壁塑件，最小壁厚能达到0.25 mm，但一样不宜小于 0.60.9 mm，常取 24 mm。36 加强肋1、加强筋的感化：1）可加强迫品的强度和刚性，节约塑料用量，减轻重量，降低成本；2）可克服成品薄厚差带来的应力不均所造成的成品曲解变形；3）可充当内部流道，有助模腔充填。2、加强肋的外形和尺寸如图所示。其高度 h3t，脱模斜度 1 2.5，肋的顶部应为圆角，肋的底部也必须用圆角R 向四周壁部过渡。R 不该小于 0.25t，肋的宽度 b不该大年夜于成品壁厚 t，不然成品的壁面将会产生凹陷，如图（b）所示。平日 b（0.251）*t。(a)精确设计 (b)不精确设计3、各部分感化：肋端部圆角，有助于塑件顶出；脱模斜度，可削减脱模时顶出的摩擦阻力；肋根部用圆弧过渡，可幸免外力感化时产生应力集中而破坏，根部圆角过大年夜会显现凹陷，尖角处易产生应力集中。37 支承面及凸台平日采取的是底脚（三点或四点）支承或边框支承，凸台是用来加强孔或装配附件的凸出部分的(见表 3-16)。凸台应当位于边角部位，高度不该跨过其直径的二倍，并应具有足够的脱模斜度。38 圆角为了幸免应力集中，在塑件各表里别处的连接处，均应采取过渡圆弧，一样外圆弧半径R1应取壁厚 T 的 1.5 倍，内圆弧半径 R2取壁厚 T 的 0.5 倍。图 3-13 应力集中系数与 RT 的关系如图 3-13 可知，RT 由 0.1 增至 0.5，应力集中系数减小了 50，即由 3 减至 1.5，因此最佳的圆角 RT 在 0.5 之间。39 孔的设计孔应设置在不以减弱塑件强度的处所，在孔与孔之间、孔与边壁之间应留有足够的距离。如图 3-14 所示。同时，洞孔的壁厚应尽量大年夜，不然穿孔地位轻易产生断裂的情形，假如洞孔内附有螺纹，因为螺纹的地位易形成应力集中，从体会所得，要使螺孔边沿的应力集中系数降低至一安稳的程度，螺孔边沿与塑件边沿的距离必须大年夜于螺孔直径的三倍。图 3-14 孔离边位或内壁边的距离1、通孔1)可采取一端固定的两个型芯来成型，因为型芯单支点固定，孔较深时或孔较小时型芯易曲折；2）可采取一端固定的两个型芯来成型，这种方法应使两个型芯的直径不合，幸免因为两条型芯轴心稍有误差而引起塑件显现倒扣现象，相接的两个端面必须磨平。3）可采取一端固定，另一端导向支撑的双支点型芯来成型。2、盲孔打针成型时，孔深不跨过孔径的4 倍；紧缩成型时，孔的深度应浅些，平行于紧缩偏向的孔深一样不跨过孔径的2.5 倍，垂直于紧缩偏向的孔一样不跨过孔径的2 倍，直径小于1.5mm 的孔或深度太大年夜的孔最好用成型后再机械加工的方法获得。盲孔只能用一端固定的型芯来成型，因此专门轻易被熔融的塑料使其曲折变形，形成盲孔显现椭圆的外形（如图3-15），因此型芯不克不及过长，其深度应比通孔浅。图 3-15盲孔的设计要点(a)标准设计 (b)底壁厚小于 16D 成型后变形3、异型孔采取拼合的方法来成型，加工大年夜多采取电火花、线切割等特种加工方法来加工。310 螺纹设计1、螺纹成型方法：采取螺纹型芯或螺纹型环在成型之后将塑件旋下；外螺纹采取瓣合模方法；要求不高的软塑件成型内螺纹时，可强迫脱模。2、留意事项螺纹直径 D 不宜过小，外直径 D14mm，内直径 D22mm，精度不跨过 3 级。螺距 P1.5R。螺纹最外圈和最里圈应留有台阶。图 3-19 塑件内、外螺纹的精确外形同一螺纹型芯或型环上有前后两端螺纹时，应使两段螺纹旋向雷同，螺距相等，不然无法将塑件从螺纹型芯或型环上旋下来。当螺距不等或旋向不应时，就须要采取两段型芯或型环组合在一路的情势，成型后分段旋下。图 3-20 两段同轴齿轮螺纹的成型311 齿轮设计齿轮各部分尺寸关系：（1）（2）（3）（4）最小轮缘宽度 t1应为齿高 t 的 3 倍；辐板厚度 H1应不大年夜于轮缘厚度H；轮毂厚度 H2应不小于轮缘厚度 H；最小轮毂外径 D1应为轴孔直径 D 的 1.5-3 倍；（5）轮毂厚度 H2应相当于轴径 D。图 3-21 齿轮各部尺寸312 嵌件设计金属嵌件的设计原则：（1）（2）（3）（4）（5）（6）嵌件应稳固地固定在塑件中，嵌件别处设计应有恰当的凸凹状；模具内嵌件应定位靠得住，嵌件的高度不跨过其定位部分直径的2 倍；选用与塑料线膨胀系数邻近的金属嵌件，内应力值能够降低；嵌件四周的塑料层应有足够的厚度；嵌件不该带尖角，以削减应力集中；若诚型前将嵌件放入模具，为了使塑料将嵌件包合得好，必须先对嵌件进行预热，再放入模具，如许能够降低塑件的内应力和紧缩现象；（7）成型后放入嵌件，可分为热式和冷式。热式法，先将嵌件加热到塑胶部件的熔化温度，然后灵敏的将嵌件压入专门预留的孔中冷却定型；冷式法，用超声波焊接方法将嵌件压入。图 3-22 塑较部件成型后嵌入情形313 文字、符号及标记采取“凹坑凸字”。标记的凸出高度不小于0.2 mm，线条宽度一样不小于0.3 mm，平日认为 0.8 mm 宜。两条线的间距不小于 0.4 mm，边框可比字赶过 0.3mm 以上，标记的脱模斜度可大年夜于 10。第四章第四章打针成型道理及工艺特点打针成型道理及工艺特点4 41 1 打针成型道理打针成型道理1、打针成型道理打针成型又称打针模塑或注塑成型。其道理是将粒状或粉状的塑料原料参加到打针机的料筒中，经由加热熔融成粘流态，在柱塞或螺杆的推动下，以必定的流速打针入闭合的模具型腔中，充分硬化定型后从模内脱出成型的塑件。几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）及部分热固性塑料皆可经打针成型而获得各类外形的塑料成品，其应用覆盖了公平易近经济各个范畴。2、打针成形特点及应用1）成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件；2）适应性强；3）临盆效力高；4）设备价格高，不适于单件及小批量临盆。4 42 2 打针成型工艺打针成型工艺1、成型前的预备（1）原材料的考查与预处理（2）料筒的清洗（3）加料（4）嵌件的预热与安排。2、打针过程1）加料将粒状或粉状塑料参加打针机料斗，由柱塞或螺杆带入料筒进行加热。2)塑化成型塑料在打针机料筒内经由加热、压实、混料感化后，由松散的粉状颗粒或粒状的固态改变成连续的具有可塑性的熔体的过程。3）充模将塑化好的塑料熔体在柱塞或螺杆的推挤下，经打针机喷嘴及模具浇注体系而注入模具型腔并充斥型腔，这一时期称为充模。4）保压保压是自熔体充斥模具型腔起到柱塞或螺杆开端回退止的这一时期的施压过程。其目标除了防止模内熔体倒流外，更重要的是确保模内熔体冷却紧缩时连续保持施压状况以获得有效的熔料补偿，确保所得成品外形完全而致密。5）倒流压力解除后，熔料的压力会高于浇口处的压力，若浇口未冻结，熔料就会产生倒流现象。6）浇口冻结后的冷却浇注体系塑料冻结后，退回塑料或螺杆，卸除压力，通入冷却水、油等冷却介质，对模具进行进一步冷却。7）脱模塑件冷却到必定为温度即可开模，应用推出机构将塑件推出模外。3、塑件的后处理1）退火处理将塑件放在定温的加热介质（热水、热油等）保温一段时刻的热处理过程。退火温度一样在塑件应用温度以上1020至热变形温度以下1020之间。2）调湿处理调试处理时将刚脱模的塑件放在热水中，以隔断空气，防止对塑料制件的氧化，加快吸湿均衡速度的一种后处理方法。调湿介质一样为沸水或醋酸钾熔液（沸点为121），加热温度为 100121。4.34.3 打针成型工艺的参数打针成型工艺的参数1、温度在打针成型过程中，须要操纵的温度重要有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。（1）料筒温度 Tt塑件料筒的温度应操纵在粘流态温度f和热分化温度 d之间。料筒温度过高，时刻过长，会使塑料的热氧化降解量增长，专门使热敏性材料，在临盆时应严格操纵料筒最高温度和塑料在料筒内逗留的时刻。关于平均相对分子质量高、分布较窄的塑料，因其熔融温度偏高，故应进步料筒温度；玻璃纤维加强的热塑性塑料，随其含量的增长，熔体的流淌性降低，是以应响应地进步料筒温度；薄壁窄型腔的塑料，熔体注入时的阻力较大年夜，冷却较快，应进步料筒温度；外形复杂带有嵌件的塑料，因其流程曲折或较长，应选择高料温。（2）喷嘴温度 Tz喷嘴温度一样应略低于料筒最高温度。喷嘴温度过低会造成熔料的早凝而将喷嘴堵逝世，或因为早凝料注入模腔中阻碍塑件的质量。料筒和喷嘴的温度与打针压力有关，当打针压力较低时，为包管塑料流淌，应选用较高的料筒温度；料筒温度偏低，选用较高的打针压力。（3）模具温度 Tm模具温度平日由冷却介质（常用水）的温度与流量来操纵，也有靠熔体注入模具天然升温与天然散热达到均衡而保持必定的模温。模具温度应保持必定，温度弗成高于玻璃化温度g。熔融粘度较低或中等的无定型塑料（聚苯乙烯等），模具温度常偏低；熔融粘度高的塑料（聚碳酸酯等），采取较高的模温。模具温度阻碍塑件的结晶度和结晶构型，模具温度高，冷却速度小，但结晶速度可能大年夜。模温高有利于分子的放松过程，分子取向效应小，但周期较长。模温较低时，冷却速度大年夜，此过程熔体的流淌与结晶同时进行。2、压力打针成型工艺过程中的压力，包含塑化压力和打针压力。（1）塑化压力塑化压力又称背压，是指螺杆式打针机在预塑物料时，螺杆头部熔料在螺杆迁移转变撤退撤退时所受到的压力。该压力的大年夜小可经由过程打针机液压体系中的溢流阀来调剂。增长塑化压力可进步熔体的温度，并使熔体的温度平均、色料的混淆平均并排出熔体中的气体。但增长塑化压力会降低塑化速度、延长成型周期，还可能导致塑料的降解。因此，平日情形下，塑化压力应在包管塑件质量的前提下越低越好，平日不跨过6 MPa。（2）打针压力打针压力指柱塞或螺杆头部轴向移动时其头部对塑料熔体所施加的压力。压力一样为40-130 MPa。打针压力能克服塑料熔体从料筒流向型腔的流淌阻力，赐与熔体必定的充型速度以及对熔体进行压实等。塑料和模具浇注体系及型腔之间的摩擦系数和熔融粘度越大年夜时，打针压力应越高。塑件的壁厚阻碍打针速度，打针速度阻碍打针压力，故要求打针速度较低的厚壁的塑件应采取较低的打针压力进行打针。3、时刻（成型周期）完成一次打针成型过程所需的时刻称为成型周期。为了进步临盆率，在临盆中包管质量的前提下，应尽量缩短成型周期中各时期的相干时刻。一样情形下，充模时刻为35s；保压时刻（型腔内塑料的压及时刻）为2025s（特厚塑件可达 510min）；冷却时刻取决于塑件的厚度、塑料的热机能以及模具温度，一样情形下为30120s。（四）、打针成型新工艺1气体(水)关心打针成型1）管状、棒状成品 如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷优等；2）大年夜型平板制件 如汽车外表板、内饰件格栅、商用机械的外军及抛物线形卫星天线等；3）厚、薄壁一体的复杂构造成品 如电视机、运算机、打印机外壳及内部支撑和外部装潢件等；2.模具滑动打针成型 模具滑动打针成型是由日本制钢所开创的一种两步打针成型法，重要用于中空成品的制造。3.熔芯打针成型适于临盆外形复杂、中空和不宜机械加工的复合伙料成品。网球鼓掌柄、汽车水泵、水泵推动轮、离心热水泵、航天器油泵等。4.受控低压打针成型适于临盆小批量周详塑料件。5.打针-紧缩成型广泛用于成型塑料光学透镜。6.剪切操纵取向打针成型7.推-拉打针成型进步材料的拉伸强度（420）和曲折弹性模量（270）。8.层状打针成型该种成型在材料的耐溶剂、透亮性方面有凸起长处。9.微孔发泡打针成型能够供给缓冲、隔音、隔热等优良机能的