注塑成型工艺-PPT.ppt
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1、注塑成型工艺目 录 塑料的基本概念塑料的基本概念塑料的基本概念塑料的基本概念 塑料的分类塑料的分类塑料的分类塑料的分类 塑料制品的分类塑料制品的分类塑料制品的分类塑料制品的分类 塑料零件的设计要点塑料零件的设计要点塑料零件的设计要点塑料零件的设计要点 常用热塑性塑料简介常用热塑性塑料简介常用热塑性塑料简介常用热塑性塑料简介 常用热塑性塑料的鉴别常用热塑性塑料的鉴别常用热塑性塑料的鉴别常用热塑性塑料的鉴别 注塑设备的分类及规格表示方法注塑设备的分类及规格表示方法注塑设备的分类及规格表示方法注塑设备的分类及规格表示方法 注塑机的结构注塑机的结构注塑机的结构注塑机的结构 注塑机的工作原理注塑机的工作
2、原理注塑机的工作原理注塑机的工作原理 注塑机的主要参数注塑机的主要参数注塑机的主要参数注塑机的主要参数 注塑机主要参数的调整注塑机主要参数的调整注塑机主要参数的调整注塑机主要参数的调整 常用塑料的注塑工艺参数常用塑料的注塑工艺参数常用塑料的注塑工艺参数常用塑料的注塑工艺参数 注塑模具的分类注塑模具的分类注塑模具的分类注塑模具的分类 注塑模具的结构及设计重点注塑模具的结构及设计重点注塑模具的结构及设计重点注塑模具的结构及设计重点 几种特殊注塑工艺介绍几种特殊注塑工艺介绍几种特殊注塑工艺介绍几种特殊注塑工艺介绍注塑零件常见缺陷分析与解决方法注塑零件常见缺陷分析与解决方法注塑零件常见缺陷分析与解决方
3、法注塑零件常见缺陷分析与解决方法塑料的基本概念塑料的基本概念定义定义定义定义:塑料通常是指可以按照设计的形状进行加工,且其形状基本保持不变的:塑料通常是指可以按照设计的形状进行加工,且其形状基本保持不变的一类天然或人工合成的高分子化合物。是一种质量轻耐腐蚀、绝缘性好、易于一类天然或人工合成的高分子化合物。是一种质量轻耐腐蚀、绝缘性好、易于成型为各种外观形状零件的材料,其强度比金属差,但比木材、玻璃、陶瓷等成型为各种外观形状零件的材料,其强度比金属差,但比木材、玻璃、陶瓷等材料强。材料强。塑料的主要性能:塑料的主要性能:塑料的主要性能:塑料的主要性能:物理性能密度、吸水性、透气性、成雾性等物理性
4、能密度、吸水性、透气性、成雾性等机械性能抗张强度、抗压强度、抗冲击强度、弹性模量、疲劳强度、蠕变、机械性能抗张强度、抗压强度、抗冲击强度、弹性模量、疲劳强度、蠕变、硬度、伸长率等硬度、伸长率等电性能表面电阻、体积电阻、击穿电压、介电常数、介质损耗等电性能表面电阻、体积电阻、击穿电压、介电常数、介质损耗等热性能软化点或熔点、耐热温度(马丁、维卡)、热变形温度、玻璃化温度、热性能软化点或熔点、耐热温度(马丁、维卡)、热变形温度、玻璃化温度、热膨胀系数、导热系数等热膨胀系数、导热系数等稳定性耐化学腐蚀性、耐老化性(高、低温、光照)、耐气候性等稳定性耐化学腐蚀性、耐老化性(高、低温、光照)、耐气候性等
5、透明塑料浊度、透光率、表面光泽度等透明塑料浊度、透光率、表面光泽度等塑料的分类塑料的分类按加工性能分按加工性能分:热塑性塑料热塑性塑料指在一定温度范围内可以反复加热熔融软化而冷却后又硬化的一类塑料。这种塑料加热后一般只发生物理变化,不发生化学变化,因此可以反复受热加工。比如PE、PP、PS、PVC、ABS、PC、PA、POM等热固性塑料热固性塑料指受热后形成不熔性物质的一类塑料。这类塑料加热后发生化学反应,使其分子链结构发生变化,当其再次加热时就不具有可塑性。比如酚醛、氨基、环氧树脂、聚氨酯、聚二苯醚等按用途分:按用途分:按用途分:按用途分:通用塑料通用塑料通用塑料通用塑料指产量大、用途广、加
6、工容易、价格低廉、性能不高的一类塑料,一般作指产量大、用途广、加工容易、价格低廉、性能不高的一类塑料,一般作为非结构材料使用,如为非结构材料使用,如PEPE、PPPP、PVCPVC、PSPS、EPEP、PFPF等。此类塑料主要缺点是性能差、使等。此类塑料主要缺点是性能差、使用温度不高、导热性能差、受热膨胀系数大、易变形、易燃、易老化等用温度不高、导热性能差、受热膨胀系数大、易变形、易燃、易老化等工程塑料工程塑料工程塑料工程塑料指可以作为结构材料使用,能在较宽的温度范围内承受机械应力和在较苛指可以作为结构材料使用,能在较宽的温度范围内承受机械应力和在较苛刻的环境中使用的一类塑料。如刻的环境中使用
7、的一类塑料。如PCPC、PAPA、POMPOM、ABSABS、PTFEPTFE、PSU(PSU(聚砜)、聚砜)、PPOPPO(聚苯(聚苯醚)、醚)、PPS(PPS(聚苯硫醚)、聚苯硫醚)、PIPI(聚酰亚胺)等。与通用塑料相比其优点有:密度小、比强度(聚酰亚胺)等。与通用塑料相比其优点有:密度小、比强度大、耐磨、吸震、自润滑、抗冲击、抗疲劳、电绝缘性好、耐热、抗腐蚀等,广泛应用与大、耐磨、吸震、自润滑、抗冲击、抗疲劳、电绝缘性好、耐热、抗腐蚀等,广泛应用与机械工业、电子电器、化工机械设备等领域。机械工业、电子电器、化工机械设备等领域。功能塑料功能塑料功能塑料功能塑料指用于特定用途具有特定功能的
8、一类塑料,如医用塑料、抗菌塑料、磁性指用于特定用途具有特定功能的一类塑料,如医用塑料、抗菌塑料、磁性塑料、阻燃塑料等。塑料、阻燃塑料等。1、热稳定性 热稳定性较好的树脂聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等;热稳定性差的树脂硬聚氯乙烯(HPVC)、软聚氯乙烯(SPVC)、聚甲醛(POM)和防火塑料等。2、熔融指数(FMI)熔融指数较低的树脂HPVC、SPVC、PC、PMMA等;熔融指数较高的树脂聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙等。了解所用树脂的性能3、塑料的含水率与干燥温度大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和
9、交流塑料制品的设计要点塑料制品的设计要点一、零件的形状应尽量简单、合理、便于成型一、零件的形状应尽量简单、合理、便于成型:在保证使用要求前提下,力求简单、便于脱模,尽量避免或减少抽芯机构,不仅可以大大简化模具结构,便于成型,且能提高生产效率。二、零件的壁厚应合理确定:二、零件的壁厚应合理确定:塑料零件的壁厚取决于塑件的使用要求,太薄会造成制品的强度和刚度不足,受力后容易产生翘曲变形,成型时流动阻力大,大型复杂的零件就难以充满型腔。反之,壁厚过大,不但浪费材料,而且加长成型周期,降低生产率,还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。因此塑料零件设计时确定零件壁厚应注意以下几点:1 在满足使用要求的前提下
10、,尽量减小壁厚;2 零件的各部位壁厚尽量均匀,以减小内应力和变形。不均匀的壁厚会造成严重的翘曲及尺寸控制的问题;3 承受紧固力部位必须保证压缩强度;4 避免过厚部位产生缩孔和凹陷,如果必须增加紧固力部分的壁厚,需要设计防收缩结构;见右图所示:5 成型顶出时能承受冲击力的冲击。塑料制品的设计要点塑料制品的设计要点三、必须设置必要的脱模斜度三、必须设置必要的脱模斜度 为确保制件成型时能顺利脱模,设计时必须在脱模方向设置脱模斜度,其大小与塑料性能、零件的收缩率和几何形状有关,对于工程塑料的结构件来说,一般应在保证顺利脱模的前提下,尽量减小脱模斜度。下表为根据不同材料而推荐的脱模斜度:塑料制品的设计要
11、点塑料制品的设计要点在具体选择在具体选择脱模斜度脱模斜度时,还应注意以下几个问题:时,还应注意以下几个问题:1 凡零件精度要求高时,应采用较小的脱模斜度;2 凡零件有较高、较大的尺寸形状,应选用较小的脱模斜度;3 零件形状复杂的、不易脱模的应选用较大的脱模斜度;4 材料的收缩率大的应选用较大的脱模斜度值;5 零件壁厚较厚时,会使成形收缩增大,脱模斜度应采用较大的数值;6 如果要求脱模后零件保持在型芯的一边,零件内表面的脱模斜度可比外表面 小;反之,要求脱模后零件留在型腔内,则塑件外表面的脱模斜度应小于内表面;但当内外表面要求不一致时,往往不能保证壁厚的均匀;7 增强塑塑料零件脱模斜度应相对偏大
12、,含自润滑剂等易脱模塑料零件脱模斜度可相对偏小;8 脱模斜度的方向,一般内孔以小端为准,符合图样,斜度由扩大方向取得。外形以大端为准,符合图样,斜度由缩小方向取得,一般情况下,脱模斜度不包括在零件公差范围内。四、零件的刚度和强度不足时考虑设计加强筋四、零件的刚度和强度不足时考虑设计加强筋 为满足零件的使用所需的强度和刚度单用增加壁厚的办法,往往是不合理的,不仅大幅增加了零件的重量,而且易产生缩孔、凹痕等疵病,在零件设计时应考虑设置加强筋,这样能很好地解决这些问题,它能提高零件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。设置加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致,以防止充模时料流受到搅乱,降低零件的韧性或
13、影响制件外观质量。加强筋在塑料部件上是不可或缺的功能部份,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑料产品尤其适用。此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。加强筋一般被放在塑料产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置也受制于一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的内壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话,未端部份不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至结束,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气
14、不足或封闭的位置上。因为缩水的问题,筋骨的厚度不能大过平均壁厚的厚度。加强筋高度通常是塑料零件壁厚的35倍左右,并有25 度的脱模斜度,与零件侧壁的连接处应用圆弧连接,防止应力集中。加强筋的厚度应为零件平均壁厚的厚度应为零件平均壁厚的50%50%70%70%,如果太大,容易产生瘪凹。如果要设置多个加强筋,则分布应错开,防止破裂。塑料制品的设计要点塑料制品的设计要点五、零件的所有的转角尽可能设计成圆角或者用圆弧过渡五、零件的所有的转角尽可能设计成圆角或者用圆弧过渡圆角具有以下特点:1 圆角可避免应力集中,提高零件强度 在零件的转角处易产生应力集中,在受力或受冲击、振动时会发生破裂,如果成型条件不
15、当或零件结构不合理,则会产生很大的内应力,特别容易产生应力开裂。有实验数据证明,当圆角半径小于零件壁厚0.3 倍时应力集中急剧增大,当大于壁厚0.8 0.8 倍时,应力集中明显变小。因此产品设计倒圆角通常大于壁厚的倒圆角通常大于壁厚的0.80.8倍,不倍,不得小于壁厚的得小于壁厚的0.30.3倍。倍。2 圆角可有利于充模和脱模 对于一些流动性差的塑料或加入填冲料的塑料,零件设计圆角尤为重要,不仅可改善充模性能,而且可提高零件使用性能。3 圆角有利于模具制造,提高模具强度 零件上设计了圆角,模具的对应部位也呈圆角,这就增加了模具的坚固性,模具在淬火或使用时不致因应力集中而开裂,因而也增加了模具的
16、强度。六、塑料零件的公差确定六、塑料零件的公差确定 影响塑料零件尺寸精度的因素很多而且十分复杂,归纳起来主要有以下几方面:影响塑料零件尺寸精度的因素很多而且十分复杂,归纳起来主要有以下几方面:塑料制品的设计要点塑料制品的设计要点1 1 1 1 塑料原料本身的特性塑料原料本身的特性塑料原料本身的特性塑料原料本身的特性,一般结晶型和半结晶型的塑料其收缩率比无定型的大,范,一般结晶型和半结晶型的塑料其收缩率比无定型的大,范围也宽,因此零件尺寸精度也就有差异。围也宽,因此零件尺寸精度也就有差异。2 2 2 2 成型工艺条件成型工艺条件成型工艺条件成型工艺条件如料温、模温、注射压力、保压压力、塑化背压、
17、注射速度、成型如料温、模温、注射压力、保压压力、塑化背压、注射速度、成型周期等都会影响成型收缩率的大小和波动范围。周期等都会影响成型收缩率的大小和波动范围。3 3 3 3 模具的结构模具的结构模具的结构模具的结构如分型面选择、浇注系统的设计、排气、模具的冷却和加热等以及模如分型面选择、浇注系统的设计、排气、模具的冷却和加热等以及模具的刚度等都会影响零件尺寸精度。具的刚度等都会影响零件尺寸精度。4 4 4 4 模具在使用过程中的磨损模具在使用过程中的磨损模具在使用过程中的磨损模具在使用过程中的磨损 和模具导向部件的磨损也会直接影响零件的尺寸精度和模具导向部件的磨损也会直接影响零件的尺寸精度 因此
18、在零件设计中正确合理确定尺寸公差是非常重要的。对于工程塑料零件、因此在零件设计中正确合理确定尺寸公差是非常重要的。对于工程塑料零件、尤其是以塑代钢的制件,设计者往往简单地套用机械零件的尺寸公差,这是很不合尤其是以塑代钢的制件,设计者往往简单地套用机械零件的尺寸公差,这是很不合理的,许多工业化国家都根据塑料特性制定了塑料零件尺寸公差。我国也于理的,许多工业化国家都根据塑料特性制定了塑料零件尺寸公差。我国也于1993 1993 年发布了年发布了GB/T14486GB/T14486GB/T14486GB/T1448693939393工程塑料模塑塑料件尺寸公差工程塑料模塑塑料件尺寸公差工程塑料模塑塑料
19、件尺寸公差工程塑料模塑塑料件尺寸公差,设计者可根据所用的,设计者可根据所用的塑料原料和零件使用要求,根据标准中的规定确定零件的尺寸公差。大部分的塑料塑料原料和零件使用要求,根据标准中的规定确定零件的尺寸公差。大部分的塑料成形制品都能维持与满足相当紧密的尺寸公差,除了高收缩性的材料之外,如成形制品都能维持与满足相当紧密的尺寸公差,除了高收缩性的材料之外,如PEPE,PPPP,NylonNylon,POMPOM,EVA EVA 及软质及软质PVCPVC,其收缩率达到,其收缩率达到2 2至至3 3,而一般热塑性制品的,而一般热塑性制品的商业许可公差为商业许可公差为0.50.5。所以对于这些高收缩性材
20、料必须指定较大的允许公差才。所以对于这些高收缩性材料必须指定较大的允许公差才行,因为其尺寸公差很难借模具设计给予补救。产品设计者在选定尺寸公差时要考行,因为其尺寸公差很难借模具设计给予补救。产品设计者在选定尺寸公差时要考虑使用的塑料材料、产品形状及其使用条件等。随着公差的严格要求,其制造加工虑使用的塑料材料、产品形状及其使用条件等。随着公差的严格要求,其制造加工精度与模具价格亦相对提高,所以产品设计者在图面上记入公差时,要谨慎地设定精度与模具价格亦相对提高,所以产品设计者在图面上记入公差时,要谨慎地设定适用于该公差的使用条件。因此,产品设计者所设定的总公差应该包含了使用条件适用于该公差的使用条
21、件。因此,产品设计者所设定的总公差应该包含了使用条件和环境条件下的尺寸变化。和环境条件下的尺寸变化。塑料制品的设计要点塑料制品的设计要点常用热塑性塑料介绍常用热塑性塑料介绍常用热塑性塑料介绍常用热塑性塑料介绍常用热塑性塑料介绍常用热塑性塑料介绍几种常用热塑性塑料的鉴别几种常用热塑性塑料的鉴别感官鉴别法:感官鉴别法:几种常用热塑性塑料的鉴别几种常用热塑性塑料的鉴别燃烧鉴别法:燃烧鉴别法:依据塑料的性能不同,取一小块试样,观察其燃烧的难易程度和火焰的颜色、气味和烟雾情况、燃烧残余灰渍等,仔细观察并与下图对照,可基本确定是哪一品种的热塑性材料注塑设备的分类及规格表示方法注塑设备的分类及规格表示方法一
22、、按外型特征分类一、按外型特征分类卧式注射成型机 立式注射成型机 角式注射成型机(L型)多模注射成型机二、按塑化方式分类二、按塑化方式分类螺杆式注射成型机 柱塞式注射成型机三、按注合模机构特征分类三、按注合模机构特征分类机械式注塑机 液压式注塑机四、按注射能力分类四、按注射能力分类注塑设备的分类及规格表示方法注塑设备的分类及规格表示方法注塑机规格的表示方法注塑机规格的表示方法一、按锁模力表示 S Z X X 重大改进设计序号 主参数:锁模力(KN)组别代号:注射成型机 类别代号:塑料机械二、按锁模力和注射量表示 厂家代号 X X 注射量(cm3)锁模力(KM)注塑机的结构注塑机的结构 注塑机结
23、构通常包括:锁模系统、注射系统、加热系统、液压系统、润滑系统、控制系统和保护系统,其中锁模系统和注射系统是最重要的部分。注塑机结构如下图所示锁模系统锁模系统注射系统注射系统加热系统加热系统控制系统控制系统液压液压系统系统保护系统保护系统注塑机的工作原理注塑机的工作原理13254769811101214131615171锁模系统 2动模板 3动模 4定模 5定模板 6加热圈 7塑料 8料斗 9活塞 10液压油 11油缸 12基座 13料筒 14螺杆 15流道 16顶出装置 17射座油缸注塑机的主要参数注塑机的主要参数一、注射参数一、注射参数理论注射容积理论注射容积:计量行程计量行程:余料量余料量
24、:注射完成后螺杆头部与射嘴之间剩余的胶料量防延量防延量:螺杆计量到位后再直线松退一段距离,使料筒内熔体的比容增加,内 压下降,防止料筒内的熔体溢出螺杆转速螺杆转速:螺杆转速是影响塑化能力、塑化质量、成型周期的等因素的重要参 数,其速度取决与原料所永许的最大速度v:塑化量塑化量:由最短计量时间确定,最短计量时间必须保证在制品最短冷却周期内 完成 预塑背压预塑背压:指螺杆在预塑时料筒中熔体的压强,背压的大小与塑化质量、驱动功率、反流、泄漏机塑化能力有关。注射压力注射压力:是注射油缸施加在螺杆上的总推力。注射速度注射速度:注射螺杆前进的时间比率(注射时间一定)注塑机的主要参数注塑机的主要参数二、锁模
25、参数二、锁模参数锁模力锁模力:指克服注射冲模阶段模腔压力产生的使模具分开的膨胀力所施加的压力顶出力顶出力:指制品从模具上脱落时克服制品与模具的附着力而施加的外力。三、温控参数三、温控参数供料温度供料温度:对部分吸湿性大或含水率高的原料进行必须的干燥温度。料筒温度料筒温度:指料筒表面的加热温度,一般分为三段:第一段固体输送段。第二段压缩段,使物料处于压缩状态并逐渐熔融。第三段计量段,物料全部熔融。模具温度模具温度:指与产品接触的模腔表面温度。冷却温度冷却温度:确保模具在一定范围内缓慢冷却所加注的冷却介质的温度(油、水)四、成型周期参数四、成型周期参数循环周期循环周期:指单个制品成型过程个阶段的时
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