塑料成型工艺及模具设计讲稿.ppt

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1、1第一页，讲稿共四十页哦第第2 2章章 塑料成型基础塑料成型基础本章基本内容本章基本内容l塑料成型基础理论塑料成型基础理论l注射工艺过程及主要成型工艺参数注射工艺过程及主要成型工艺参数l塑料的成型特性塑料的成型特性2第二页，讲稿共四十页哦第第2 2章章 塑料成型基础塑料成型基础 学习目的与要求学习目的与要求l掌握高聚物的三种物理、力学状态及其应用。掌握高聚物的三种物理、力学状态及其应用。l掌握塑料成型基本理论、注射工艺过程及主掌握塑料成型基本理论、注射工艺过程及主要成型工艺参数。要成型工艺参数。l充分了解塑料的成型特性，使塑料成型工艺充分了解塑料的成型特性，使塑料成型工艺性与模具结构相匹配。性

2、与模具结构相匹配。3第三页，讲稿共四十页哦第第2 2章章 塑料成型基础塑料成型基础本章重点本章重点l对塑料的特征温度的理解对塑料的特征温度的理解l牛顿型流体与非牛顿型流体的区别牛顿型流体与非牛顿型流体的区别l注射工艺过程注射工艺过程l对成型工艺条件的选择和控制对成型工艺条件的选择和控制4第四页，讲稿共四十页哦第第2 2章章 塑料成型基础塑料成型基础本章难点本章难点l对塑料的特征温度的理解，以及如何使对塑料的特征温度的理解，以及如何使用这些温度。用这些温度。l对成型工艺条件的选择和控制对成型工艺条件的选择和控制。5第五页，讲稿共四十页哦第第2 2章章 塑料成型基础塑料成型基础 l2.1 塑料成型

3、基塑料成型基础理理论l2.2 注射工注射工艺过程及主要成型工程及主要成型工艺参数参数l2.3 塑料的成型特性塑料的成型特性l2.4 思考思考题6第六页，讲稿共四十页哦2.1 2.1 塑料成型基础理论塑料成型基础理论l2.1.1 2.1.1 高聚物的三种物理、力学状态及其应用高聚物的三种物理、力学状态及其应用l2.1.2 2.1.2 成型加工中塑料受到的应力和应变成型加工中塑料受到的应力和应变l2.1.3 2.1.3 塑料熔体的流变性能塑料熔体的流变性能l2.1.4 2.1.4 对塑料粘度的调节对塑料粘度的调节l2.1.5 2.1.5 分子定向分子定向l2.1.6 2.1.6 热固性塑料流变学热

4、固性塑料流变学7第七页，讲稿共四十页哦2.1.1 2.1.1 高聚物的三种物理、力学状态及其应用高聚物的三种物理、力学状态及其应用 塑料的物理状态：玻璃态、高弹态和粘流态 塑料的物理状态与它本身的温度有关。如图2-1所示。A 塑料呈现刚性固体状，为玻璃态。C 高聚物呈现柔软的弹性状，称高弹态。E继续升高温度，分子热运动能量进一步增大，至能解开分子链间的缠结而发生整个大分子的滑移，在外力作用下便发生粘性流动，称粘流态。Tb称为脆化温度，是高聚物保持高分子力学特性的最低温度。Td称为分解温度，在温度高于Td后，高分子主链发生断裂，这现象称为降解。图2-2是结晶型高聚物的温度形变曲线。8第八页，讲稿

5、共四十页哦9第九页，讲稿共四十页哦10第十页，讲稿共四十页哦2.1.2 2.1.2 成型加工中塑料受到的应力和应变成型加工中塑料受到的应力和应变 只有在受到外力作用而产生应变时，塑料才会流动和变形。应力有三种力有三种类型型：剪切剪切应力、拉伸力、拉伸应力、力、压缩应力力，因而对应产生三种应变（在应力作用下产生的形状与尺寸变化叫做应变）：剪切剪切应变、拉伸、拉伸应变和和压缩应变。剪切应力对塑料的成型最为重要。如图2-311第十一页，讲稿共四十页哦12第十二页，讲稿共四十页哦2.1.3 2.1.3 塑料熔体的流变性能塑料熔体的流变性能 研究物质形变与流动的科学称为流变学研究物质形变与流动的科学称为

6、流变学 牛顿型流体牛顿型流体 非牛顿型流体非牛顿型流体13第十三页，讲稿共四十页哦2.1.3 2.1.3 塑料熔体的流变性塑料熔体的流变性能能 牛顿型流体牛顿型流体 符合下式的流体称为牛顿型流体：=（dv/drdv/dr）=(dr/dv)=(dr/dv)=以切应力 对剪切速率或者以粘度对剪切速率作用所得到的曲线称为流体的流动（或流变）流体的流动（或流变）曲线曲线，它是确定塑料成型加工工艺条件的重要依据。图2-42-4 牛顿型流体的的流动曲线特点：图2-52-5、图2-62-614第十四页，讲稿共四十页哦15第十五页，讲稿共四十页哦16第十六页，讲稿共四十页哦17第十七页，讲稿共四十页哦2.1.

7、3 2.1.3 塑料熔体的流变性塑料熔体的流变性能能 非牛顿型流体非牛顿型流体 非牛非牛顿型流体包括粘性流体、粘型流体包括粘性流体、粘弹性流性流体和体和时间依依赖性流体。性流体。粘性流体又分粘性流体又分为宾哈流体、膨哈流体、膨胀性流性流体和假塑性流体体和假塑性流体.实际中，几乎中，几乎绝大多数大多数聚合物熔体和熔液的流聚合物熔体和熔液的流动行行为都接近于都接近于假塑性流体。假塑性流体。见图-18第十八页，讲稿共四十页哦19第十九页，讲稿共四十页哦2.1.3 2.1.3 塑料熔体的流变性塑料熔体的流变性能能 用于描述假塑性流体定律的是一幂律用于描述假塑性流体定律的是一幂律函数方程：函数方程：=a

8、 a （a a=K =K n-n-1 1）n n流动行为指数，对牛顿流体流动行为指数，对牛顿流体n=1,n=1,假塑假塑性流体性流体n n1,n1,n越小则流体的非牛顿越小则流体的非牛顿 值值性越强。性越强。K K流体稠度，流体稠度，k k值越高，流体粘度越大。值越高，流体粘度越大。如图如图2-2-20第二十页，讲稿共四十页哦21第二十一页，讲稿共四十页哦2.1.4 2.1.4 对塑料粘度的调节对塑料粘度的调节 从成型工艺出发，欲获得理想的粘度，主要取决于对温度、剪切速率及压力。1.1.温度温度 提高其温度不超过分解温度，粘度可下降。提高其温度不超过分解温度，粘度可下降。但是,将温度调节，对有

9、的塑料效果颇佳，有的则差。如图2-92-9 2.2.剪切速率剪切速率 绝大多数塑料熔体属于塑性流体，具有表现粘度随剪切速率或切应力的增大而减小的流变性能。与温度一样，各种假塑性塑料的粘度对其所受剪切速率发生改变的敏感性亦不一致。如图2-2-1010、2-112-11 22第二十二页，讲稿共四十页哦23第二十三页，讲稿共四十页哦-1.24第二十四页，讲稿共四十页哦(S-1)25第二十五页，讲稿共四十页哦2.1.4 2.1.4 对塑料粘度的调节对塑料粘度的调节 3.压力压力 提高压力（注射压力和挤压压力）对塑料粘度起增大作用。粘度对压力的敏感性也因塑料品种而异。成型制品时，应注意模具温度状况和浇注

10、系统结构同样对塑料熔体充模流动粘度发生重要影响，要真正实现合理的粘度，还必须包括这部分的设计要合理。26第二十六页，讲稿共四十页哦2.1.5 2.1.5 分子定向分子定向 1.分子取向机理分子取向机理 塑料中的聚合物大分子、细而长的纤维状填料分子在成型过程中由于受到应力作用而产生分子整齐、平行排列的现象，这种现象称之为分子取向分子取向。如图2-1227第二十七页，讲稿共四十页哦28第二十八页，讲稿共四十页哦2.1.5 2.1.5 分子定向分子定向 2.分子定向作用分子定向作用有定向分子存在将对制品的力学性能、收缩与变形产生重要影响。29第二十九页，讲稿共四十页哦2.1.5 2.1.5 分子定向

11、分子定向 3.3.影响分子定向的因素影响分子定向的因素 定向方向定向方向 在流动取向下，分子方向沿着料流方向平行 排列。料流方向又取决于料流进入型腔的位置即浇口位置，故在型腔一定时影响分子定向方向的因素是浇口位置。定向程度定向程度 分子定向程度与塑料的类别和塑料制品的壁厚大小有关。此外，分子定向程度还与注射工艺条件及模具的浇口设计关系密切，现将其各项影响及相互关系归纳列于表2 22 2中。30第三十页，讲稿共四十页哦表表2-2成型条件与模具浇口对分子定向程度的影响成型条件与模具浇口对分子定向程度的影响影响因素定向程度 增大 减小 成 型 物料温度 充模温度 注射压力 塑料充模时间 模具温度 制

12、品冷却速度条件 冷 热 慢 快 高 低 长 短 冷 热 快 慢模具 浇口位置选择 浇口截面大小浇口选较薄处 选较厚处 大 小31第三十一页，讲稿共四十页哦2.1.6 2.1.6 热固性塑料流变学热固性塑料流变学 热固性塑料热固性塑料的流变性与热塑性塑料的有着本质差异，因其粘度是随分子的交联反应而发生变化，在成型热固性塑料制品过程中的粘度变化是不可逆转的，因此在制订成型工艺条件和模具设计时要十分重视对温度的合理选择和控制。图2-2-1313 热固性塑料热固性塑料制品分子定向现象是无法消除的。为此，在设计模具对应该考虑这样一个问题：浇口的位置和形状能左右塑料的流动方向和定向程度，应使塑料在模内流动

13、所产生的分子取向方向与制品在使用中的受力方向保持一致。32第三十二页，讲稿共四十页哦33第三十三页，讲稿共四十页哦2.2 2.2 注射工艺过程及主要成型工艺参数注射工艺过程及主要成型工艺参数l2.2.1 注塑工注塑工艺过程程l2.2.2 主要成型工主要成型工艺参数参数34第三十四页，讲稿共四十页哦2.2.1 2.2.1 注塑工艺过程注塑工艺过程l（1 1）.注射前的准注射前的准备l（2 2）注射成型）注射成型过程程l（3 3）制品的后）制品的后处理理图图2-1435第三十五页，讲稿共四十页哦36第三十六页，讲稿共四十页哦2.2.2 2.2.2 主要成型工艺参数主要成型工艺参数 （1 1）.温度

14、温度：料筒温度、喷嘴温度、模具温度、脱模温度（2 2）.压力力：塑化压力、注射压力、保压压力、模腔压力（3 3）.时间：注射时间、保压时间、冷却时间模塑周期模塑周期：它由注射时间、保压时间、冷却时间和辅助时间四部分组成。图2-15表示了它们的关系。37第三十七页，讲稿共四十页哦38第三十八页，讲稿共四十页哦2.32.3塑料的成型特性塑料的成型特性l2.3.1 流流动性性l2.3.2 收收缩性、收性、收缩率、比容和率、比容和压缩l2.3.3 结晶性、相容性、晶性、相容性、热敏性、固化和敏性、固化和熔体破裂熔体破裂l2.3.4 熔熔结痕、内痕、内应力、制品的后力、制品的后处理理39第三十九页，讲稿共四十页哦2.3.1 2.3.1 流动性流动性 1 1、合理选择流动性、合理选择流动性 遇到成型形状复杂、壁薄或尺寸较大的制品时，产品设计者应考虑在满足制品使用性能的前提下，优先选择流动性好的塑料来成型。、流动性等级流动性等级 测定流动性的方法用标准测试模具（仪器），测定值越高，表明流动性越好。人们习惯引用与塑料流动性相关的塑料溢料间隙（溢边值）概念。所谓溢溢料间隙料间隙是指熔体塑料在成型高压下不得流过的最大间隙值。40第四十页，讲稿共四十页哦