塑料模具设计与制造电子教案.docx
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1、一、 塑料的成型原理:是指将配制好的塑料原料(粉料、粒料、溶液或分散体)在肯定的工艺装备和工艺条件下塑制成所需形态、尺寸塑料制品的过程。 第四节 常用塑料一、 聚乙烯(PE)(1)根本特性 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的品种。按聚合时采纳的消费压力的凹凸可分为高压、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、强度和硬度。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松软性、耐寒性、耐冲击性,但耐热、耐光、耐氧化实力差、易老化。 聚乙烯无毒、无味、呈乳白色的蜡状半透亮状,柔而韧,比水轻,有肯定的机械强度,但及
2、其他塑料相比机械强度偏低、外表硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异,介电性能稳定;化学稳定性好,能耐稀硫酸、稀硝酸及其他任何浓度的酸、碱、盐的侵蚀;除苯及汽油外,一般不溶于有机溶剂;其透水气性能较差,而透氧气、二氧化碳及很多有机物质蒸气的性能好;聚乙烯的耐低温性能较好,在-60下仍具有较好的力学性能,但其运用温度不高,一般LDPE的运用温度在80左右,HDPE的运用温度在100左右。 (2)主要用处 高密度聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板以及承载不高的零件,如齿轮、轴承等;低密度聚乙烯常用于制作塑料薄膜、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,收缩率大,在流淌方向及
3、垂直方向上的收缩差异大,且注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率,易产生变形和产生缩孔;冷却速度慢,必需充分冷却;聚乙烯质软易脱模,制品有浅的侧凹时可强行脱模。 二、 聚氯乙烯(PVC)(1)根本特性 聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一:硬聚氯乙烯不含或少含增塑剂,有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能;软聚氯乙烯含有较多的增塑剂,松软性、断裂伸长率较好,但硬度、抗拉强度较低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能,可以用作低频绝缘材料。其化学稳定性也较好,但聚氯乙烯的热稳定性较差。(2)主要用处 由于聚氯乙烯的化学稳定性高,所以可用于防腐管道等;由于电气绝缘性能优良而在电气、电子工业中用于制造插座、插
4、头、开关、电缆;在日常生活中用于制造凉鞋、雨衣、玩具、人造革等。(3)成型特点 聚氯乙烯在成型温度下简洁分解,所以必需参加产稳定剂和光滑剂,并严格限制温度及熔料的滞留时间。三、 聚丙烯(PP)(1)根本特性 聚丙烯是由丙烯单体经聚合而成。无味、无毒,外观似聚乙烯,呈白色的蜡状半透亮状,是通用塑料中最轻的聚合物,聚丙烯具有优良的耐热性、耐化学腐蚀性、电性能和力学性能。强度比聚乙烯好,特殊是经定向后的聚丙烯具有极高的抗弯曲疲惫强度,可制作铰链。聚丙烯可在107121下长期运用,在无外力作用下,运用温度可达150。聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸且在135蒸汽中消毒而不被破坏的塑料。 聚丙烯的低温
5、特性不如聚乙烯, (2)主要用处 聚丙烯可用作各种机械零件以及自带铰链的盖体合一的箱壳类制件。(3)成型特点留意成型温度四、 聚苯乙烯(PS) (1)根本特性 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,易燃烧,燃烧时带有很浓的黑烟,并有特殊气味。聚苯乙烯具有优良的光学性能,易于着色,聚苯乙烯具有良好的电学性能,尤其是高频绝缘性。质地硬而脆,并具有较高的热膨胀系数。 (2)主要用处 聚苯乙烯在工业上可制造仪器仪表零件、灯罩、透亮模型、绝缘材料、接线盒、电池盒等。在日用品方面可用于制造包装材料、装饰材料、各种容器、玩具等。(3)成型特点 流淌性和成型性优良,成品率高,但易出现裂纹,
6、成型制品的脱模斜度不宜过小,顶出要匀称;由于热膨胀系数高,制品中不宜有嵌件,否则会因两者的热膨胀系数相差太大而导致开裂。宜用高料温、低注射压力成型并延长注射时间,以防止缩孔及变形,但料温过高,简洁出现银丝。因流淌性好,模具设计中大多采纳点浇口形式。五、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)(1)根本特性 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,具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有较高的耐热性、耐化学腐蚀性及外表硬度;丁二烯使ABS具有良好的弹韧性、冲击强度、耐寒性以及较高的抗拉强度;苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性、着色性和介电特性,使ABS制品的外表光
7、滑。 ABS无毒、无味、不透亮,色泽微黄,可燃烧,有良好的机械强度和极好的抗冲击强度,有肯定的耐油性和稳定的化学性和电气性能。 (2)主要用处 ABS广泛应用于家用电子电器、工业设备及日常生活用品等领域。(3)成型特点 ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;易吸水,成型加工前应进展枯燥处理;易产生熔接痕。六、聚酰胺(PA) (1)根本特性 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性能,抗拉、抗压、耐磨。其抗冲击强度比一般塑料有显著进步,其中以尼龙6更优。作为机械零件材料,具有良好的消音效果和自光滑性能。尼龙还具
8、有良好的耐化学性、气体透过性、耐油性和电性能。但吸水性强、收缩率大,经常因吸水而引起尺寸的改变。 (2)主要用处 尼龙由于具有较好的力学性能,在工业上广泛地用来制作轴承、齿轮、等机械零件和着陆伞、刷子、梳子、拉链、球拍等。(3)成型特点 熔融粘度低、流淌性好,简洁产生飞边。成型加工前必需进展枯燥处理;易吸潮,制品尺寸改变大;成型时解除的热量多,模具上应设计冷却匀称的冷却回路;熔融状态的尼龙热稳定性较差,易发生降解使制品性能下降,因此不允许尼龙在高温料筒内停留时间过长。七、酚醛塑料(PF)(1)根本特性 酚醛脂本身很脆,呈琥珀玻璃态,刚性好,变形小,而热耐磨,能在150200的温度范围内长期运用
9、,在水光滑条件下,有极低的摩擦系数。其电绝缘性能优良。缺点是质脆,冲击强度差。(2)主要用处用于制造齿轮、轴瓦、导向轮、轴承及电工构造材料和电气绝缘材料。石棉布层压塑料主要用于高温下工作的零件。木质层压塑料适用于作水光滑冷却下的轴承及齿轮等。(3)成型特点 成型性能好,特殊适用于压缩成型;模温对流淌性影响较大,一般当温度超过160时流淌性快速下降;硬化时放出大量热,厚壁大型制品易发僵硬化不匀及过热现象。八、环氧树脂,环氧树脂具有很强的粘结实力,是人们熟识的(万能胶)的主要成分。此外还耐化学药品、耐热,电气绝缘性能良好,收缩率小。比酚醛树脂有较好的力学性能。其缺点是耐气候性差、耐冲击性低,质地脆
10、。(2)主要用处 环氧树脂可用作金属和非金属材料的粘合剂,用于封闭各种电子元件。用环氧树脂配以石英粉等来浇铸各种模具。还可以作为各种产品的防腐涂料。(3)成型特点 流淌性好,硬化速度快;用于浇注时,浇注前应加脱模剂,因环氧树脂热刚性差,硬化收缩小,难于脱模;硬化时不析出任何副产物,成型时不需排气。九、 氨基塑料氨基塑料也是热固性塑料,由氨基化合物及醛类(主要是甲醛)经缩聚反响而得到,主要包括脲甲醛(UF)、三聚氰胺甲醛等(MF)。(1)根本特性及主要用处脲甲醛塑料经染色后具有各种艳丽的色调,外观光亮,部分透亮,外表硬度较高,耐电弧性能好,而矿物油,但耐水性较差,在水中长期浸泡后电气绝缘性能下降
11、。脲甲醛大量用于压制日用品及电气照明用设备的零件、 机、收音机、钟表外壳、开关插座及电气绝缘零件。三聚氰胺甲醛可制成各种色调,耐光、耐电弧、无毒,在-20100的温度范围内性能改变小,重量轻不易碎,能耐茶、咖啡等污染性强的物质。三聚氰胺甲醛主要用作餐具、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 压注成型收缩率大;含水分及挥发物多,运用前需预热枯燥,且成型时有弱酸性分解及水分析出;流淌性好,硬化速度快。因此,预热及成型温度要适当,装料、合模及加工速度要快;带嵌件的塑料易产生应力集中,尺寸稳定性差。第四节 塑料制品的构造工艺性一、脱模斜度脱模斜度一般依靠阅历数据选取,通常状况下脱
12、模斜度取30130,最小为1520。二、 壁厚1、壁厚过小成型时流淌阻力大,难以充溢型腔。壁厚过大,增加了冷却时间,产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。2、同一制品零件的壁厚应尽可能一样。三、 加强肋加强肋的形态和尺寸如图所示。其高度h3t,脱模斜度a23,肋的顶部应为圆角,肋的底部也必需用圆角R向四周壁部过渡。R不应小于0.25t,肋的宽度b不应大于制品壁厚t,否则制品的壁面将会产生凹陷,如图(b)所示,通常b可取制品壁厚的0.5 mm左右。加强肋的形态和尺寸 a)正确设计 b)不正确设计四、 圆角为了避开应力集中,均应采纳过渡圆弧,一般外圆弧半径R1应取壁厚t的1.5倍,内圆角半径R取壁厚t的0.
13、5倍。五、 孔六、 支承面及凸台通常采纳的是底脚(三点或四点)支承或边框支承,凸台是用来增加孔或装配附件的凸出部分的。七、标记及符号采纳 “凹坑突字”。八、塑料制品的尺寸精度及外表质量 1、制品的尺寸精度 制品的尺寸精度是指所获得的制品尺寸及产品图中尺寸的符合程度,即所获制品尺寸的精确度。在GB/T14486-1993中,将不同塑料的公差等级要求分为高精度、一般精度、未标注公差的尺寸精度三种,依据工程实际的须要,选用不同的精度等级。2、塑料制品的外表质量塑料制品的外表质量主要指制品外表缺陷和外表粗糙度。第一节注射模的根本构造组成(1) 成型零部件 (2) 浇注系统 (3) 合模导向机构 (4)
14、 侧向分型及侧向抽芯机构 (5) 顶出机构 (6) 温度调整系统 (7) 排气系统 (8) 支撑零件第二节注射模的典型构造一、注射模具的分类1、 单分型面注射模整个模具中只在动模及定模之间具有一个分型面的注射模叫单分型面注射模或双板式注射模(动模板和定模板)。2、双分型面注射模双分型面注射模具有两个分型面,如图所示。AA为第一分型面,分型后浇注系统凝料由此脱出;BB为第二分型面,分型后制品由此脱出。 卧式双分型面注射模1动模座 2垫板 3凸模 4推件板 5导柱 6限位钉7弹簧 8定距拉板 9主流道衬套 10定模底板 11中间板12导柱 13凸模固定板 14推杆 15推杆固定板 16推板分析可知
15、,因为双分型面注射模增设了一个中间板,整体构造比单分型面困难,模具制造本钱较高,且须要较大的开模行程,因此,双分型面注射模多用于采纳点浇口的单模腔或多模腔注射成型消费中,而对大型制品或流淌性差的塑料成型则比拟少用。3、斜导柱侧向分型及抽芯注射模当制品上有侧孔或侧凹时,模具中成型侧孔或侧凹的零部件必需制成可挪动的,开模时,必需使这一零部件先行移开才能使制品顺当脱模。4、斜滑块侧向分型及抽芯注射模斜滑块侧向分型及抽芯注射模和斜导柱侧向分型及抽芯注射模一样,也是用来成型带有侧向凹凸制品的一类模具,所不同的是,其侧向分型及抽芯动作是由可沿斜面对外挪动的斜滑块来完成的,经常用于侧向分型及抽芯间隔 较短的
16、场合。5、 带有活动镶件的注射模由于某些塑料制品的特殊构造(如制件部分或内、外侧外表带有凸台、凹槽),无法通过简洁的分型从模具内取出制品,须要在注射模中设置可以活动的成型零部件,如活动凸模、活动凹模、活动成型杆、活动成型镶块等,以便能在开模时便利地脱取制品。6、定模带有推出装置的注射模7、无流道凝料注射模无流道凝料注射模具常被简称为无流道注射模具。这类模具包括热流道和绝热流道模具,它们通过采纳对流道加热或绝热的方法,使从注射机喷嘴到浇口处之间的塑料保持熔融状态,使开模取出制品时无浇注系统凝料。前者称热流道注射模,后者称绝热流道注射模。第三节注射模及注射机的关系一、 注射机的规格及主要技术参数我
17、国制定的注射机国家标准草案规定可以采纳锁模力表示法和锁模力/注射容量表示法来表示注射机的型号。注射机应具有较完好的技术参数,供用户选择和运用。注射机的主要技术参数包括注射、合模、综合性能等三个方面,如公称注射量、螺杆直径及有效长度、注射行程、注射压力、注射速度、塑化实力、合模力、开模力、开模合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循环周期、机器的功率、体积和重量等。二、 注射机有关工艺参数的校核(1) 注射量的校核注射机标称注射量有两种表示方法,一是用容量(cm3)表示,一是用质量(g)表示。国产的标准注射机的注射量均以容量(cm3)表示。模具设计时,必需使制品所需注射的塑料熔体的容
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