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1、鄂州大学毕业设计（论文）课题名称： 精密塑料制品注射成型 系部名称 机械系 专业班级 05 级模具(1)班 指导教师 宋亚林 学生姓名 武 攀 完成时间：2008 年 03 月 15 日至 2008 年 05 月 20 日2精密塑料制品注射成型摘 要：本文主要讲述“ 精密塑料制品注射成型的现状和发展的一些学术理念，随着现代技术的发展，对于机械设计和制造技 术方面的要求领域其高，然而也进一步展望了先进制造技术的发展前景，随着经济技术 的高速发展以及顾客需求和市 场环境的不断变化， 这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究，本文也介绍了当前制造科学要解决的问题和微机械及其制造技
2、术的研究。同 时也阐明了机械仿生制造的 过程，仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统，属于制造科学和生命科学的远缘杂交 ，它将 对 21 世纪的制造 业产生巨大的影响。关键词： 问题； 先进制造技术； 前沿科学； 应用前景Abstract: This article on precision plastic injection molding of the status and development of academic ideas, along with the development of modern technology, me
3、chanical design and manufacturing technology in the field of its high demand, but also prospects of further development of advanced manufacturing technology Prospects, with the high-speed economic and technological development and customer demand and changing market environment, this competition is
4、increasingly fierce, so governments have attached great importance to the study of advanced manufacturing technology, the paper also on the current manufacturing science to solve the problems and Micro-mechanical and manufacturing technology research. Machinery also stated bionic manufacturing proce
5、ss, manufacturing refers to the bionic mimic biological organ self-organization, self-healing, since the growth and evolution, and other functions since the structure and operation mode of a manufacturing system, Of manufacturing science and life science distant hybridization of the 21st century wil
6、l have a tremendous impact on the manufacturing sector. Key words:; advanced manufacturing technology; forefront of science; prospect3精密塑料制品注射成型“精密注射成型”是指制品的精度和表面质量均要求很高的一类塑料成型工艺，这一概念主要是区别于“常规注射成型”的传统概念。由于高分子材料迅速的发展，使塑料制品能取代高精度的金属零件成为可能，从而使塑料制品在精密仪器制造、电子电器和仪表等行业得到更广泛的应用。但是塑料制品的精度与金属零件的精度还不能等同起来，因为从根
7、本上说，塑料制品和金属制品在原材料及其成型手段上有着许多本质的区别，所能达到的精度标准也就存在着一定的差异。要得到精密的注射制品，应采用精密的注射成型方法，它与普通注射制品的成型有许多不同之处，其中主要表现在以下几个方面：第一、制品的尺寸精度高，公差小，即有高精度的尺寸界限；第二、制品的重复精度要求高，要求有日、月、年的尺寸稳定性；第三、选择适合的塑料原材料；第四、采用精密成型工艺；第五、用精密注射机更换常规注射机；第六、模具的材料好，刚性足，型腔的尺寸精度、光洁度以及模板间的定位精度高。1 精密塑料制品的性能要求在实际生产中，影响精密注射成型制品的精度因素非常多，欲注射精密制品，必须从以下诸
8、方面逐一解决：材料选择、模具设计与制造、注射机选用、成型工艺的确定及操作者的水平。精密注射制品的要求很高，首先必须满足制品的性能要求。1.1 制品的形状和机能要求制品的形状应设计得易于模塑。如塑件有内、外侧凹（或侧凸）和侧孔时，在不影响使用的前提下，应修改设计，尽量避免设计侧抽芯和瓣合模。因为侧抽芯和瓣合模不但提高模具成本、降低生产效率，导致塑件成本上升，而且还会在多个分型面上留下飞边和哈夫线，增加后加工的困难，更重要的是侧向分4型与抽芯的精密注射模具很难达到制造精度，直接或间接影响制品的尺寸精度。制品脱模斜度方面，无论制件精度要求多高,都必须设计出在公差允许范围内的脱模斜度,否则制品在脱模时
9、不能完美无损地从模型内顺利地脱落下来。塑件壁厚应在各种塑料规定厚度内设定，如有塑件因考虑强度和刚度要求，也不能设计壁太厚，应将超厚壁的塑件改用加强筋代替。若增加塑件刚度，设计时要考虑防止变形的措施。对制件有其它机能要求时，应在模具设计时采取一定措施。如制品有透光率和透明度等要求时，应在模具浇注系统设计尺寸上严格确定和严格控制模温。另外，塑件转角处必须设计圆滑过渡，避免尖角处应力集中造成塑件强度不高。1.2 精密注射制品的尺寸公差标准精密注射制品的精度必须规定的合理，因为影响制品尺寸精度的因素较多，但主要来自三个方面：（i）模具的精度；（ii）成型收缩；（iii）制品使用的环境温度、湿度的变动幅
10、度。太高的制品精度会导致模具及设备制造的困难和成本的增加。2.1 原料的选择从精密注射概念中可知，判定精密注射的依据是注射制品的精密度。但是欲满足精密注射制品所要求的公差和几何精度并不是任何成型材料都能满足的。目前，常用的精密注射材料有以下四种：第一、POM 及其碳纤维增强（CF）或玻璃纤维增强（GF） ，这种材料主要特点是耐蠕变性能好、耐疲劳、耐候性、介电性能好，难燃、加入润滑剂易脱模。第二、PA 及其增强 PA（FRPA66） 这种材料最大特点是抗冲击能力及耐磨性能好、流动性能好，可成型 0.4mm制品。FRPA66 具有耐热性能（熔点约250） 。其缺点是具有吸湿性，一般成型后都要通过调
11、湿处理。第三、PBT 这种材料也多以增强材料使用。特点是固化速度快：PBTPOMPA66PA6第四、PC 及其 GFPC PC属非结晶型塑料，有优良的耐热性能。用玻璃纤维增强后刚性提高，尺寸稳定性好，并同时具有耐磨性、耐候性、难燃性和离5型性。用上述材料，加上金属纤维制成的复合材料，增加了密实性，作为精密注射材料使刚度、强度、抗冲击、耐磨等性能得到了显著地提高。2.2 国内外研究发展动态2.2.1 用于健康护理设备的 PCGE高新材料推出了 3种生物相容的 PC树脂：Lexan HPx8R、HPX4 和HPHF，改进了流动性和柔韧性，增加了抗冲性能和耐高压蒸汽消毒。目标应用在手术设备、个人药品
12、分发装置和监视设备上替代金属。2.2.2 自发光 PVC 材料自发光 PVC材料是近年来兴起的一种高附加值新型功能塑料，其主要特点是在吸收可见光后，在暗处可自动发光，时间可持续 12h以上，并可反复吸光，寿命长久。这种材料无毒、无害、无放射性，安全可靠，可广泛用于电器开关、消防器材、高速公路、停车场等各种指示标牌，自行车、鞋帽、玩具等方面，夜晚可起到警示及装饰作用，这种材料使用环保能源，给人们生活带来极大方便。2.2.3 可电镀 ABS标准 ABS共聚物品级 Terluran GP35适用于快速电镀，以生产金属涂覆塑料。这种聚合物的粘度低、流动性高，使注射压力减小，用于无应力部件，65下可承受
13、 8min的酸蚀，68下可承受 4min的酸蚀。镀铬塑料部件在包括汽车在内的领域有大量应用。3 精密注射成型的工艺要点由于精密注射成型制件的高质量要求，致使精密注射成型工艺具有一系列的特点。其中主要有：注射压力大、注射速度快，对温度（包括料筒、塑化、喷嘴、模具、温度等）要控制严格、准确。3.1 注射压力大一般的注射机压力 147177Mpa，精密注射机的注射压力 216243Mpa，精密注射机超高注射压力已达到 243392Mpa。由上而知，精密注射成型的注射压力较之普通注射成型要大几倍至几十倍。6精密注射机的注射压力采用高压甚至超高压是基于下面的理由：第一、提高精密注射制品的精度和质量注射压
14、力对制品的成型收缩率有最明显的影响，当注射压力提高到392Mpa时，制品的成型收缩率几乎为零，而这时精密制品的精度只受模具温度或环境的控制。由于注射压力提高，成型材料压缩性增加，比容减小；另一方面由于密度的增加线膨胀系数减小，使热收缩率又减小，从而使整个收缩率降低而使制品精度提高。此外，增加注射压力可有效地提高精密注射制品的机械性能、抗冲击强度、弯曲应力和屈服强度。实验证实：注射压力从 98Mpa到 392Mpa，机械强度提高 333%。第二、可减小精密制品的壁厚和提高成型长度。以注射 PC为例，用普通注射机以注射压力 177Mpa时，可成型制品壁厚 0.20.8mm，而在精密注射机上当注射压
15、力为 392Mpa时，成型制品的壁厚可达 0.150.6mm。薄制品注射无论对节约成型材料或缩小精密制品的体积都有很大好处。超高压注射可以获得流长比更大的制品。所以，只有采用高注射压力，才能保证精密注射制品的成型长度。第三、提高注射压力有助于充分发挥注射速度的功效，保证注射时能具有较高的注射速度，物料熔体能在极短的时间内填充到复杂型腔的各个部位。3.2 注射速度快较高的注射压力使注射速度达到相当快的程度。注射速度越快，物料熔体的填充能力越强，可以成型各种形状较复杂的制件；注射速度快，充模时间短，料流变异小，能以均匀的连续相成型，无论对减少收缩率、提高制品尺寸精度和形状精度，还是对改善制件应力状
16、态都是有利的。3.3 温度控制要严格、精确塑料成型温度可以说是对制件质量影响的最重要的因素。这是因为成型的最基本原理是依赖于塑料的热流变性。塑料热成型时，通过力和热的作用，物料从室温的玻璃态经历高弹态转变为粘流态，再注射入模、冷却、成型，从粘7流态返经高弹态转回玻璃态。所以塑料只能在粘流态下成型，注射成型的温度范围为粘流温度到分解温度。注射过程中，为使顺利充模，从喷嘴出来的物料熔体必须熔融均匀，粘度低到一定程度，故需使料筒里的物料处于良好的塑化状态。另一方面，成型温度是一个大概念，牵涉到烘料温度、料筒温度、喷嘴温度及模具温度等。就料筒温度而言，在不同的部位又有差异，可达数十度，如此诸多的可变因素给温度的严格、精确控制带来困难。综上所述，精密注射成型工艺本质上是利用收缩稳定的原料，设定最佳的熔体压力、速度、温度和稳定的环境条件进行注射成型的过程。当然，这离不开精密的注射机
