非金属材料成型.ppt

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1、安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 1 1 1 1 材料成形技术基础材料成形技术基础教师：陈教师：陈 丰丰邮箱：邮箱：第五章第五章 非金属材料成形过程非金属材料成形过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 2 2 2 2 第五章第五章 非金属材料成形非金属材料成形【计划学时计划学时】6学时学时【主要内容主要内容】塑料及橡胶的成形性能；注射成形过程；挤出塑料及橡胶的成形性能；注射成形过程；挤出成形过程；模压成形过程；塑料及橡胶制品的其它成形过程；成形过程；模压成形过程

2、；塑料及橡胶制品的其它成形过程；塑料及橡胶制品的结构技术特征。塑料及橡胶制品的结构技术特征。【学习目标学习目标】了解了解塑料及其复合材料制品在工农业及日常生塑料及其复合材料制品在工农业及日常生活生产中的应用，活生产中的应用，了解了解典型非金属材料的基本性能，非金属材典型非金属材料的基本性能，非金属材料成形的基本理论和方法，料成形的基本理论和方法，掌握掌握典型非金属材料成形方法，能典型非金属材料成形方法，能够进行产品成形全过程设计开发，生产高质量的非金属制品够进行产品成形全过程设计开发，生产高质量的非金属制品。【重点难点重点难点】重点是重点是常用非金属材料的成形工艺常用非金属材料的成形工艺，难点

3、是非难点是非金属材料成形过程的基本理论。金属材料成形过程的基本理论。安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 3 3 3 3 第第1 1部分部分 塑料制品的成形过程塑料制品的成形过程 塑料的成形性能；注射成形过程；挤出成形过程；模塑料的成形性能；注射成形过程；挤出成形过程；模压成形过程；塑料制品的其它成形过程；塑料制品的压成形过程；塑料制品的其它成形过程；塑料制品的结构技术特征。结构技术特征。主主 要要 内内 容容第第2 2部分部分 橡胶制品的成形过程橡胶制品的成形过程 橡胶制品的成形性能；橡胶制品的注射成形过橡胶制品的成形性能；橡胶

4、制品的注射成形过程；橡胶制品的压延过程；橡胶制品的挤出成程；橡胶制品的压延过程；橡胶制品的挤出成形过程形过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 4 4 4 4 随着随着机械、电子、汽车、摩托车、航空、航天、家电、机械、电子、汽车、摩托车、航空、航天、家电、日用五金日用五金等工业产品塑料化趋势的不断增强及塑料、橡胶等工业产品塑料化趋势的不断增强及塑料、橡胶制品的广泛应用与发展，对塑料、橡胶制品的成型技术的制品的广泛应用与发展，对塑料、橡胶制品的成型技术的发展与其模具在数量、品质、精度和复杂程度等方面都提发展与其模具在数量、品质、精

5、度和复杂程度等方面都提出了更高的要求，这就要求从事出了更高的要求，这就要求从事机械设计和加工、汽车设机械设计和加工、汽车设计与制造计与制造等专业的人员掌握塑料、橡胶制品设计、成型过等专业的人员掌握塑料、橡胶制品设计、成型过程及模具设计等方面的知识。程及模具设计等方面的知识。概概 述述安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 5 5 5 5 塑料制品的应用塑料制品的应用安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 6 6 6 6 塑料制品的应用塑料制品的应用安安徽徽科科技技学学院院

6、机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 7 7 7 7 塑料制品的应用塑料制品的应用安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 8 8 8 8 金属材料金属材料金属材料金属材料 高强度、高硬度、一定塑性和韧性高强度、高硬度、一定塑性和韧性高强度、高硬度、一定塑性和韧性高强度、高硬度、一定塑性和韧性 难以达到满足一些特殊性能的要求（耐高温、耐腐蚀、绝缘、难以达到满足一些特殊性能的要求（耐高温、耐腐蚀、绝缘、难以达到满足一些特殊性能的要求（耐高温、耐腐蚀、绝缘、难以达到满足一些特殊性能的要求（耐高温、耐

7、腐蚀、绝缘、隔音、减震等）隔音、减震等）隔音、减震等）隔音、减震等）非金属材料非金属材料非金属材料非金属材料 独特性能独特性能独特性能独特性能成型方法多样化成型方法多样化成型温度低、成型工艺简便成型温度低、成型工艺简便成型工艺与材料的制备工艺有机结合成型工艺与材料的制备工艺有机结合非金属材料特性非金属材料特性原料来源丰富，制造加工容易，节约能源原料来源丰富，制造加工容易，节约能源原料来源丰富，制造加工容易，节约能源原料来源丰富，制造加工容易，节约能源安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 9 9 9 9 塑料概念塑料概念:以合成树脂

8、或天然树脂为原料，在一定温度和压力条件以合成树脂或天然树脂为原料，在一定温度和压力条件下，可以用模具使其成型为具有一定形状和尺寸的塑料制件，下，可以用模具使其成型为具有一定形状和尺寸的塑料制件，当外力解除后，在常温下其形状保持不变。当外力解除后，在常温下其形状保持不变。多数以合成树脂多数以合成树脂为基本成分，一般含有添加剂如：填料、稳定剂，增塑剂、为基本成分，一般含有添加剂如：填料、稳定剂，增塑剂、色料或润化剂等。色料或润化剂等。塑料的特点塑料的特点:比重小，比强度大；比重小，比强度大；比重小，比强度大；比重小，比强度大；耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减震；耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减

9、震；耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减震；耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减震；易成型，易复合等优良的综合性能。易成型，易复合等优良的综合性能。易成型，易复合等优良的综合性能。易成型，易复合等优良的综合性能。易老化易老化耐热性差耐热性差刚性差刚性差尺寸稳定性差尺寸稳定性差 塑塑 料料 概概 述述安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 10101010 按受热后形态性能分按受热后形态性能分：热塑性：热塑性：受热时呈熔融状态，冷却时凝固，可反复成型加工受热时呈熔融状态，冷却时凝固，可反复成型加工。热固性：热固性：成型后成为不可溶材料。如

10、、等。成型后成为不可溶材料。如、等。按使用范围分按使用范围分通用塑料通用塑料 原料来源丰富，产量大，应用面广，价格便宜，如：、原料来源丰富，产量大，应用面广，价格便宜，如：、。、。工程塑料工程塑料具有较高物理机械性能，应用于工程技术领域塑料，具有较高物理机械性能，应用于工程技术领域塑料，如：如：A A、等。、等。塑塑 料料 分分 类类安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 11111111 原料原料树脂树脂塑料生产塑料生产塑料制品塑料制品塑料塑料塑料制品生产塑料制品生产塑料制品的生产流程塑料制品的生产流程ABSABS粒料粒料大型下水

11、道波纹管大型下水道波纹管安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 12121212 成型成型 塑料制品生产过程主要包括塑料制品生产过程主要包括 机械加工机械加工 修饰修饰 成型成型将原材料制成具有一定形状和尺寸制品的生将原材料制成具有一定形状和尺寸制品的生产过程。产过程。机械加工机械加工指成型后的制品采用机械加工的方法以指成型后的制品采用机械加工的方法以获得更高的精度和更低的表面粗糙或更复杂的形状。获得更高的精度和更低的表面粗糙或更复杂的形状。修饰修饰采用喷涂、浸渍、镀金属等方法改变塑料零采用喷涂、浸渍、镀金属等方法改变塑料零件表面性

12、质。件表面性质。5.15.1 塑料制品的成型过程塑料制品的成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 13131313 知识回顾和问题知识回顾和问题知识回顾知识回顾:1 1、金属材料的焊接性：定义、碳当量法和裂纹敏感系数法；、金属材料的焊接性：定义、碳当量法和裂纹敏感系数法；2 2、低碳钢、中高碳钢的焊接性；、低碳钢、中高碳钢的焊接性；3 3、不锈钢、铝合金及铜合金的焊接性；、不锈钢、铝合金及铜合金的焊接性；4 4、非金属材料的性能特点及应用。、非金属材料的性能特点及应用。问题：问题：1 1、什么是金属材料的焊接性、什么是金属材

13、料的焊接性?2 2、中碳钢焊接过程中存在哪些问题？、中碳钢焊接过程中存在哪些问题？3 3、不锈钢焊接接头会发生晶界腐蚀，如何防止？、不锈钢焊接接头会发生晶界腐蚀，如何防止？安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 14141414 1 1）流动性）流动性 ：塑料在一定的温度与压力下填充模腔的能塑料在一定的温度与压力下填充模腔的能力称为流动性。力称为流动性。流动性小流动性小，将使填充不足，不易成型，成型压力大；，将使填充不足，不易成型，成型压力大；流动性大，流动性大，易使溢料过多，填充型腔不密实，塑料制易使溢料过多，填充型腔不密实，塑料

14、制品组织疏松，模具易黏及清理困难，硬化过早。品组织疏松，模具易黏及清理困难，硬化过早。因此，选用塑料的流动性必须与塑料制品要求、成型因此，选用塑料的流动性必须与塑料制品要求、成型过程及成型条件相适应。过程及成型条件相适应。5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 15151515 流动性能的表征流动性能的表征热塑性塑料热塑性塑料：流动性的大小，可流动性的大小，可以从树脂分子量及其分布，以从树脂分子量及其分布，熔体熔体流动指数（流动指数（MFIMFI）,表观黏度及表观黏度及阿阿基米德螺

15、旋线长度基米德螺旋线长度等一系列参数等一系列参数进行预测。进行预测。熔融指数熔融指数(MFI)(MFI)、t10 minHDPE 5000S MFI0.9g/10minHDPE 6098 MFI 0.14g/10minA A、流动性好、流动性好，如，如PSPS、PAPA、PPPP、PEPE、CECE等；等；B B、流动性中等、流动性中等，如改性，如改性PSPS、ABSABS、PMMAPMMA、POMPOM、CPTCPT等等；C C、流动性差、流动性差，PCPC、RPVCRPVC、PPOPPO、PSFPSF、F F塑料等塑料等。安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Pag

16、e Page Page Page 16161616 热固性塑料：热固性塑料：拉西格流动值拉西格流动值拉西格模具拉西格模具截面截面逐渐逐渐减小减小的棱的棱柱体柱体流道流道压圆锭压圆锭考察塑料在棱柱体流道中的流动长度考察塑料在棱柱体流道中的流动长度第一级、拉西格流动值第一级、拉西格流动值100100130mm130mm，压制无嵌件、形状简单的一般厚度塑件压制无嵌件、形状简单的一般厚度塑件；第二级、拉西格流动值第二级、拉西格流动值131131150mm150mm，压制中等复杂程度的塑件；压制中等复杂程度的塑件；第三级、拉西格流动值第三级、拉西格流动值151151180mm180mm，压制结构复杂、深

17、型腔、多嵌件的薄壁压制结构复杂、深型腔、多嵌件的薄壁塑件，或用于传递（压注）成型。塑件，或用于传递（压注）成型。流动性能的表征流动性能的表征安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 17171717 （1 1）温度的影响）温度的影响 料温高则流动性增大料温高则流动性增大，但不同塑料品种，其影响程度差异，但不同塑料品种，其影响程度差异甚大。甚大。（2 2）压力的影响）压力的影响 “剪切变稀剪切变稀”现象现象 剪切敏感塑料有：剪切敏感塑料有：、ABSABS、等塑料，这些塑料在成型加工时，宜使用等塑料，这些塑料在成型加工时，宜使用“低温高压

18、低温高压”的技的技术。术。影响流动性的主要因素影响流动性的主要因素5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 18181818 （3 3）模具的影响）模具的影响 浇注系统浇注系统形式、尺寸、布置，冷却系统形式、尺寸、布置，冷却系统设计，设计，流速阻流速阻力力等因素都直接影响到熔体在模腔内的实际流动性等因素都直接影响到熔体在模腔内的实际流动性 。（4 4）塑料种类的影响）塑料种类的影响 就热固性塑料而言，如就热固性塑料而言，如粒度细匀、湿度大，含水分及粒度细匀、湿度大，含水分及挥发物多，

19、预热及成型条件适当挥发物多，预热及成型条件适当等均有利于改善流动性；等均有利于改善流动性；反之则流动性变差。反之则流动性变差。5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 19191919 知识回顾和问题知识回顾和问题知识回顾知识回顾:1 1、金属材料的焊接性：定义、碳当量法和裂纹敏感系数法；、金属材料的焊接性：定义、碳当量法和裂纹敏感系数法；2 2、低碳钢、中高碳钢的焊接性；、低碳钢、中高碳钢的焊接性；3 3、不锈钢、铝合金及铜合金的焊接性；、不锈钢、铝合金及铜合金的焊接性；4 4、非

20、金属材料的特点及应用；影响非金属材料流动性的因素、非金属材料的特点及应用；影响非金属材料流动性的因素问题：问题：1 1、什么是金属材料的焊接性、什么是金属材料的焊接性?2 2、中碳钢焊接过程中存在哪些问题？、中碳钢焊接过程中存在哪些问题？3 3、不锈钢焊接接头会发生晶界腐蚀，如何防止？、不锈钢焊接接头会发生晶界腐蚀，如何防止？4 4、影响非金属材料流动性的因素有哪些？、影响非金属材料流动性的因素有哪些？安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 20202020 塑料制品自模腔中取出冷却至室温后，其尺寸发生缩小的这塑料制品自模腔中取出冷

21、却至室温后，其尺寸发生缩小的这种性能称之为种性能称之为收缩性收缩性。（1 1）成型收缩形式）成型收缩形式 线尺寸收缩线尺寸收缩方向性收缩方向性收缩冷却固化收缩冷却固化收缩后处理收缩后处理收缩（2 2）影响收缩的因素）影响收缩的因素塑料品种的影响塑料品种的影响塑料制品特性的影响塑料制品特性的影响模具的影响模具的影响成型条件的影响成型条件的影响塑料塑料=310 钢钢2 2）收缩性：影响塑料制件尺寸精度和质量）收缩性：影响塑料制件尺寸精度和质量5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 21

22、212121 3 3）结晶性）结晶性塑塑料料结晶型塑料结晶型塑料（PEPE、PPPP、PAPA、POMPOM）非结晶型塑料（无定型塑料）非结晶型塑料（无定型塑料）PSPS、PVCPVC、PCPC、ABSABS影响收缩率大小的因素很多，影响收缩率大小的因素很多，收缩率不是一个固定值，收缩率不是一个固定值，而是在一定范围内变化，收缩率的变化将引起塑料制而是在一定范围内变化，收缩率的变化将引起塑料制品尺寸波动。品尺寸波动。模具设计时应根据以上因素综合考虑选模具设计时应根据以上因素综合考虑选择塑料的收缩率。择塑料的收缩率。（3 3）收缩率）收缩率k k的计算的计算 S SCPCP平均收缩率；平均收缩率

23、；L Lm m 模腔在室温下单向尺寸；模腔在室温下单向尺寸；L L1 1 塑料制品在室温下单向尺寸。塑料制品在室温下单向尺寸。5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 22222222 结晶熔解需要热量，比非结晶型塑料达到成型温度需要结晶熔解需要热量，比非结晶型塑料达到成型温度需要更更多的热量多的热量；冷凝时，结晶型塑料放出热量多，需要；冷凝时，结晶型塑料放出热量多，需要较长的冷却较长的冷却时间时间。不像金属具有单一熔点，而是一个不像金属具有单一熔点，而是一个熔程熔程；结晶型塑料硬化

24、密度与熔融时密度差别很大，成型结晶型塑料硬化密度与熔融时密度差别很大，成型收缩大，收缩大，易发生缩孔、气孔易发生缩孔、气孔。由于分子的定向作用和收缩的方向性，结晶型塑料制品由于分子的定向作用和收缩的方向性，结晶型塑料制品易易变形、翘曲变形、翘曲。结晶型塑料成型特性：结晶型塑料成型特性：5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 23232323 冷却速度冷却速度对结晶型塑料的对结晶型塑料的结晶度影响很大结晶度影响很大；结晶度大结晶度大的塑料制品密度大，强度、硬度高，刚度、耐的塑料制品密

25、度大，强度、硬度高，刚度、耐磨性好，耐化学性和电性能好；磨性好，耐化学性和电性能好；结晶度小结晶度小的塑料制品柔软性、的塑料制品柔软性、透明性好，伸长率和冲击韧度较大。透明性好，伸长率和冲击韧度较大。5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能塑料吸湿性大致可分为两类：塑料吸湿性大致可分为两类：一类是一类是具有吸湿和粘附水分倾向的塑料，具有吸湿和粘附水分倾向的塑料，如如ABSABS、PAPA、PAAMPAAM；另一类是另一类是既不吸湿也不易粘附水分的塑料既不吸湿也不易粘附水分的塑料，如，如PEPE、PPPP。4 4）吸湿性与粘水性）吸湿性与粘水性 安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车

26、车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 24242424 热敏性塑料是指对热敏性塑料是指对热较为敏感，在高温下受热时间较热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易发生变色、长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易发生变色、降聚、分解的倾向，降聚、分解的倾向，具有这种特性的塑料称之为具有这种特性的塑料称之为热敏性塑料热敏性塑料。如如、等。等。有的塑料即使含有少量水分，但在有的塑料即使含有少量水分，但在高温、高压下也会发高温、高压下也会发生分解或使塑件产生气泡、银纹等缺陷生分解或使塑件产生气泡、银纹等缺陷，称此性能为，称此性能为水敏性水敏

27、性。如如C C等。等。5 5）热敏性和水敏性）热敏性和水敏性5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 25252525 图图5.15.1所示为结晶型塑料和无定型塑料三态与温度之间的关系。所示为结晶型塑料和无定型塑料三态与温度之间的关系。玻璃态玻璃态 t t t tg g 机械加工机械加工 高弹态高弹态 t tg g t t t tf f 真空成型、压力成型、压延真空成型、压力成型、压延弯曲成型弯曲成型 黏流态黏流态 t tf f t t t td d 注射、模压、吹塑、挤出成形注射、

28、模压、吹塑、挤出成形 t tt td d，塑料降解，塑料降解 图图5.1 5.1 塑料状态与温度的关系塑料状态与温度的关系 6 6）塑料状态与温度的关系）塑料状态与温度的关系5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 26262626 塑料的黏度随着压力和温度的升高而降低。黏度塑料的黏度随着压力和温度的升高而降低。黏度降低可增加塑料的流动性，有利于塑料制品的成型。降低可增加塑料的流动性，有利于塑料制品的成型。7 7）温度和压力对黏度的影响）温度和压力对黏度的影响图图5.2 5.2 塑料

29、黏度与压力、温度的关系塑料黏度与压力、温度的关系5.1.1 5.1.1 塑料的成型性能塑料的成型性能安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 27272727 注射成型又称注射成型又称注射模塑或注塑成型注射模塑或注塑成型，是热塑性塑料，是热塑性塑料制品的一种主要成型方法。制品的一种主要成型方法。注注射射成成型型具具有有生生产产周周期期短短，能能一一次次成成型型外外形形复复杂杂，尺尺寸寸精精确确和和带带有有金金属属嵌嵌件件的的塑塑料料制制品品，生生产产效效率率高高，易易于于实现自动化操作，加工适应性强等优点。实现自动化操作，加工适应性强

30、等优点。5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 28282828 5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 29292929 注塑机与模具注塑机注塑机与模具注塑机塑化注射系统塑化注射系统合模锁模系统合模锁模系统 操作控制系统操作控制系统其它：模温调节系其它：模温调节系统、统、安全系统等安全系统等注射成型设备注射成型设备5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车

31、车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 30303030 卧式注塑机卧式注塑机立式注塑机立式注塑机角式注塑机角式注塑机5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 31313131 注射成型原理注射成型原理注射成型原理注射成型原理 将将粒状原料粒状原料在注射机的料筒内加热熔融塑化，在柱塞或在注射机的料筒内加热熔融塑化，在柱塞或螺杆加压下，压缩熔融物料并向前移动，然后通过料筒前端螺杆加压下，压缩熔融物料并向前移动，然后通过料筒前端的喷嘴以很高的速度注入温度较低的闭合模具内，冷却

32、定型的喷嘴以很高的速度注入温度较低的闭合模具内，冷却定型后，开模即得制品。后，开模即得制品。1 1）注射成型原理及过程）注射成型原理及过程5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 32323232 注射成型工艺过程注射成型工艺过程包括：成型前准备、注射成型过程和塑料制品的后处理三个阶段。包括：成型前准备、注射成型过程和塑料制品的后处理三个阶段。注射成型过程分为注射成型过程分为加料、塑料熔融、注射、制品冷却和制品脱模加料、塑料熔融、注射、制品冷却和制品脱模等等5 5个工序。个工序。图图6.4 6.

33、4 注射成型过程注射成型过程5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 33333333 影响注射成型工艺过程的主要参数影响注射成型工艺过程的主要参数:料筒温度料筒温度 成型温度成型温度 喷嘴温度喷嘴温度 模具温度模具温度 注射压力注射压力 成型周期成型周期 5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 34343434 温温 度度（1 1）料筒温度）料筒温度 加料段加料段压缩段压缩段 m m（T Tf

34、 f）d d均化段均化段（2 2）喷嘴温度）喷嘴温度 T T料筒料筒（防止流涎）（防止流涎）（3 3）模具温度）模具温度低模温，、；低模温，、；高模温，高模温，、等、等注射成型工艺条件注射成型工艺条件5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 35353535（4 4）注射压力）注射压力注射压力注射压力指柱塞或螺杆顶部对塑料所施加的压力指柱塞或螺杆顶部对塑料所施加的压力。作用：克服塑料流动充模过程中的流动阻力，使熔体具作用：克服塑料流动充模过程中的流动阻力，使熔体具有一定的充模速率，对熔体进行压实

35、。有一定的充模速率，对熔体进行压实。注射压力一般取注射压力一般取4040PaPa130130PaPa；其大小取决于其大小取决于塑料品种、注射机类型、模具结构、塑料制品厚度和流程及塑料品种、注射机类型、模具结构、塑料制品厚度和流程及其他技术条件，其他技术条件，尤其是尤其是浇注系统的结构和尺寸浇注系统的结构和尺寸。在塑料熔体黏度较高、壁薄、流程长和针点浇口等情况在塑料熔体黏度较高、壁薄、流程长和针点浇口等情况下，采用较高的注射压力。下，采用较高的注射压力。模具结构简单，浇口尺寸较大时，注射压力可以较低；模具结构简单，浇口尺寸较大时，注射压力可以较低；料筒温度高、模具温度高的注射压力也可以较低。料筒

36、温度高、模具温度高的注射压力也可以较低。5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 36363636 完成一次注射成型全过程所需的时间。完成一次注射成型全过程所需的时间。完成一次注射成型全过程所需的时间。完成一次注射成型全过程所需的时间。模具动作时间模具动作时间注射时间注射时间保压时间保压时间冷却时间冷却时间一般是在一般是在.5.5minmin；有的可以到；有的可以到10 min10 min以上以上（5 5）成型时间）成型时间5.1.5.1.注射成型过程注射成型过程安安徽徽科科技技学学院院机机电电

37、与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 37373737 组成部分：组成部分：组成部分：组成部分：成型零部件成型零部件成型零部件成型零部件浇注系统浇注系统浇注系统浇注系统导向机构导向机构导向机构导向机构脱模机构脱模机构脱模机构脱模机构分型抽芯机构分型抽芯机构分型抽芯机构分型抽芯机构调温系统调温系统调温系统调温系统排气系统排气系统排气系统排气系统连接部分连接部分连接部分连接部分（1 1 1 1）注射成型模具结构）注射成型模具结构）注射成型模具结构）注射成型模具结构2 2）注射成型模具设计）注射成型模具设计安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院

38、Page Page Page Page 38383838 成型零部件设计成型零部件设计 成型零部件是构成模具型腔的零件。它包括成型零部件是构成模具型腔的零件。它包括凹模、凹模、凸模（型芯）、各种成型杆和成型环凸模（型芯）、各种成型杆和成型环，是塑料模具的主要，是塑料模具的主要组成部分。组成部分。a)a)凹模凹模 凹模用以形成塑料制品的外凹模用以形成塑料制品的外表面，按其结构不同可分为整体表面，按其结构不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和式、整体嵌入式、局部镶嵌式和拼合式等形式。拼合式等形式。b)b)凸模和成型杆凸模和成型杆 凸模的结构形式凸模的结构形式可分为整体式和组合可分为整体式和组合

39、式。式。2 2）注射成型模具设计）注射成型模具设计安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 39393939 浇注系统浇注系统 指模具中连接喷嘴和型腔的进料通道。普通浇注系统一般由四部指模具中连接喷嘴和型腔的进料通道。普通浇注系统一般由四部分组成即分组成即主流道、分流道、浇口及冷料井主流道、分流道、浇口及冷料井。导向机构导向机构 合模导向作用为了使动模与定模在合模时能准确对中，以及合模导向作用为了使动模与定模在合模时能准确对中，以及防止推件板歪斜而设置的机构。防止推件板歪斜而设置的机构。组成：组成：导柱、导套等零件导柱、导套等零件。抽

40、芯机构抽芯机构 成型侧向凹凸形状的孔或凸台。侧向分型抽芯机构类型很成型侧向凹凸形状的孔或凸台。侧向分型抽芯机构类型很多，按动力分为多，按动力分为手动、液压（气压）和机动手动、液压（气压）和机动三类。三类。2 2）注射成型模具设计）注射成型模具设计安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 40404040 顶出机构顶出机构 结构组成：结构组成：推板、推杆固定板、推杆、拉料杆推板、推杆固定板、推杆、拉料杆等。等。常见的顶出机构有：简单顶出机构、一次顶出机构、二常见的顶出机构有：简单顶出机构、一次顶出机构、二次脱模机构、双脱模机构、顺序脱模

41、机构、螺纹塑料制品次脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、螺纹塑料制品脱模装置。脱模装置。调温系统调温系统 为了满足注射成形过程对模具温度的要求，注射模设为了满足注射成形过程对模具温度的要求，注射模设有有冷却或加热系统冷却或加热系统。排气系统排气系统 为了将模腔内的气体顺利排出，在模具分型面处开设为了将模腔内的气体顺利排出，在模具分型面处开设排气槽或利用模具的推杆或型芯与模板的配合间隙排气。排气槽或利用模具的推杆或型芯与模板的配合间隙排气。2 2）注射成型模具设计）注射成型模具设计安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 4141414

42、1 轿车保险杠整体图尺寸轿车保险杠整体图尺寸实实 例例安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 42424242 实实 例例安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 43434343 注射模具相关的国家标准注射模具相关的国家标准 塑料注射模具零件塑料注射模具零件塑料注射模具零件技术条件塑料注射模具零件技术条件塑料成型模具术语塑料成型模具术语塑料注射模具技术条件塑料注射模具技术条件塑料注射模大型模架塑料注射模大型模架塑料注射模中小型模架及技术条件塑料注射模中小型模架及技术条件安

43、安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 44444444 知识回顾和问题知识回顾和问题知识回顾知识回顾:1 1、塑料的成型性能：流动性及流动性的表征，影响流动性的、塑料的成型性能：流动性及流动性的表征，影响流动性的主要因素；主要因素；2 2、塑料的成型性能：收缩性及收缩的类别，影响收缩性的主、塑料的成型性能：收缩性及收缩的类别，影响收缩性的主要因素；要因素；3 3、注射成型过程及主要工艺参数设计；、注射成型过程及主要工艺参数设计；4 4、注射成型模具主要结构组成。、注射成型模具主要结构组成。问题：问题：1 1、影响塑料流动性的主要因素

44、有哪些、影响塑料流动性的主要因素有哪些?2 2、影响塑料收缩性的因素有哪些？模具设计中如何考虑收缩？、影响塑料收缩性的因素有哪些？模具设计中如何考虑收缩？3 3、注射成型主要工艺参数有哪些？如何选择？、注射成型主要工艺参数有哪些？如何选择？安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 45454545（2 2）注射模浇注系统设计）注射模浇注系统设计浇注系统浇注系统模具中连接喷嘴和型腔的进料通道。模具中连接喷嘴和型腔的进料通道。类型：浇注系统通常分为两大类类型：浇注系统通常分为两大类 普通浇注系统普通浇注系统 无流道浇注系统无流道浇注系统

45、普通浇注系统一般由四部分组成普通浇注系统一般由四部分组成 主流道主流道 分流道分流道 浇口浇口 冷料井冷料井 作用：作用：使塑料熔体顺利地使塑料熔体顺利地充满型腔充满型腔，且把，且把压力充分传压力充分传递递到型腔的各个部位，到型腔的各个部位，适时冷却适时冷却以获得外形清晰内在品质以获得外形清晰内在品质优良的塑料制品。优良的塑料制品。安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 46464646（2 2）注射模浇注系统设计）注射模浇注系统设计足浴按摩器模具足浴按摩器模具安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page

46、Page Page Page 47474747 主流道设计主流道设计主流道主流道是指是指喷嘴口起至分流道入口处的一段通道。喷嘴口起至分流道入口处的一段通道。主流道对接处应制球形主流道对接处应制球形 凹坑凹坑,半径半径R R2 2=R=R1 1+(1+(12)mm2)mm，小端直径小端直径d d1 1=d=d2 2+(0.5+(0.51)mm1)mm。图图5.85.8主流道结构主流道结构1 1定模板；定模板；2 2浇口套；浇口套；3 3注射喷嘴注射喷嘴安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 48484848 冷料井设计冷料井设计 冷料

47、井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。作用作用:1.1.是搜集料流前锋的是搜集料流前锋的“冷料冷料”，防止，防止 “冷料冷料”进入型腔而影响塑料制品品质；进入型腔而影响塑料制品品质；2.2.开模时又能将主流道中的冷凝料拉出开模时又能将主流道中的冷凝料拉出。冷料井直径宜冷料井直径宜稍大于稍大于主流道直径，长度约为主流道大端主流道直径，长度约为主流道大端直径。直径。安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 49494949 分流道分流道主流道与浇口之间的通道主流道与浇口之间的通

48、道。分流道设计分流道设计作用：作用：使熔融塑料使熔融塑料过渡和转向过渡和转向。分流道截面形状有分流道截面形状有圆形、梯形、圆形、梯形、U U形和六角形形和六角形等，如下图。等，如下图。为为减少减少分流道内的分流道内的压力损失压力损失，希望分流道，希望分流道截面积要大截面积要大，为，为减减少散热少散热，希望分流道，希望分流道表面积要小表面积要小。可用分流道的截面积（。可用分流道的截面积（A A）与周长（与周长（L L）的比值（）的比值（R R）来表示流道的效率。其表达式为：）来表示流道的效率。其表达式为：R=A/LR=A/L 分流道设计分流道设计安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程

49、程学学院院 Page Page Page Page 50505050 圆形截面圆形截面的流道效率高，加工较困难的流道效率高，加工较困难，实际使用侧面具有斜，实际使用侧面具有斜度为度为551010的梯形流道的梯形流道。分流道截面尺寸应根据塑料的。分流道截面尺寸应根据塑料的成型成型体积、壁厚、尺寸、体积、壁厚、尺寸、塑料品种塑料品种的技术性能、注射速率以及分流的技术性能、注射速率以及分流道长度而定。道长度而定。其关系式为：其关系式为：H=2/3d;LH=2/3d;Lf f=（1 12.5)d;2.5)d;R R1 1=(2=(25)mm;R5)mm;R2 2=(1=(13)mm;=23)mm;=2

50、33 通常通常截面积相等截面积相等的分流道，其的分流道，其水力半径（水力半径（R R）随形状不同而异。随形状不同而异。水力半径大水力半径大意味着流体和道壁的意味着流体和道壁的接触少，阻力小，通流能力大，接触少，阻力小，通流能力大，压力损失小，散热少，即压力损失小，散热少，即流道效率高流道效率高；反之则流道效率低。；反之则流道效率低。分流道设计分流道设计安安徽徽科科技技学学院院机机电电与与车车辆辆工工程程学学院院 Page Page Page Page 51515151 平衡式平衡式 分流道的分流道的布置形式布置形式 非平衡式非平衡式平衡式特点平衡式特点:主流道至各型腔的分流道，其长度、形状、断