塑料成型工艺与模具设计 第2版 配套课件教学课件 ppt 作者 刘彦国 徐志扬xmu1

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1、项目1 认识塑料及塑料成型,本章知识目标 1了解常用塑料代号、性能、用途。 2了解塑料热力学性能与成型加工方法之间的关系。 3了解塑料模具的基本结构及工作原理。 本章能力目标 1能够写出常用塑料的代号。 2能用塑料流变理论解释塑料熔体流动行为。 3能够阐述简单模具的基本结构及工作原理。,项目1 认识塑料及塑料成型,一、 项目引入,在日常生活中,经常遇到如图1-1所示的各种塑料制件,它们与日常生活息息相关。这些塑料制件各有哪些性能?是采用什么加工方法生产的?生产这些塑料制件需要什么样的工具或模具?这些工具或模具是如何工作的?,图1-1 各种形状的塑料制品,二、相关知识,(一) 认识塑料,二、相关

2、知识,定义:塑料是指以树脂为主要成份、加入添加剂在一定温度、压力和溶剂等条件的作用下温度和压力下具有塑性和流动性,可被模塑制成一定形状,且在一定条件下保持形状不变的原材料。 组成:聚合物合成树脂(高分子有机物、简称高聚物,40 100%)和添加剂,天然树脂 1)树脂 合成树脂,聚合反应、缩聚反应,2)添加剂(辅助材料) 填充剂即填料、稳定剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。,1. 塑料的组成,图1-2 塑料原料,(一) 认识塑料,2塑料的通用性能,(一) 认识塑料,(1) 塑料的优良性能 1)密度小,重量轻,比强度和比刚度高 2)多种优良的机械性能 3)耐化学作用好 4)电绝缘、绝热

3、、隔声性能好 5)成型和着色能力好 6)加工性能好 7)自润滑性好 (2)塑料的不足性能 1)机械强度低、2)尺寸精度低、3)耐热温度低 另外,高温下容易降解和老化;导热性能较差;吸湿性大,容易发生水解老化;使用寿命短。,( 1 ) 高聚物的结构特点,3高聚物的分子结构,单个高分子结构,线型 支链型 网状,热固性塑料,热塑性塑料,(2)聚合物分子链的聚集状态,结晶型塑料 非结晶型塑料(线性无定型),结构,3高聚物的分子结构,(2) 按塑料的成型性能分类,4 塑料的分类,表1-1 常用塑料名称及英文代号,(2)按塑料的应用范围分类,(三)塑料的分类,(3)按聚集状态 结晶型塑料和非结晶型塑料(线

4、性无定性型塑料) 结晶度,塑料在恒定压力下,随着加工温度的变化,存在三种状态:,图 2.2 非晶态高聚物形变一温度曲线,非结晶型塑料(无定形),5 聚合物的热力学性能和成型加工适应性,1黏度与剪切稀化效应,6 聚合物的黏性流动,流体在管内一般有两种流动状态:层流和湍流,(1)牛顿流体(低分子物质及少部分聚合物如PC、PA等): 牛顿流体的流变方程式为 : 切应力 剪切速率:单位时间的切应变, 在外力的作用下抵抗剪切变形的能力,代表黏度 为常数,1黏度与剪切稀化效应,6 聚合物的黏性流动,(2 )非牛顿流体(大部分聚合物): 流变方程式为 :, 非牛顿流体的表观黏度。非常数,为变量 表征: 在外

5、力的作用下抵抗剪切变形的能力。 与流体本身和温度以及剪切速率有关 n与聚合物的温度有关,1黏度与剪切稀化效应,6 聚合物的黏性流动,在注射成型中,除了热固性聚合物和少数热塑性聚合物外,大多数聚合物熔体均有近似假塑性液体流变学的性质。,不同类型流体的流变曲线 1 膨胀性流体; 2 牛顿流体; 3 假塑性流体,剪切变稀,(3) 假塑性液体的流变学性质,6 聚合物的黏性流动,(2)影响聚合物粘度的因素,l -聚合物本身的影响:分子结构、相对分子质量、相对分子质量分布 2 -聚合物中添加剂的影响 3 -剪切速率 4 -温度、压力对粘度的影响,压力温度等效应:改变压力和温度都能使粘度达到相同的变化效应,

6、(3)聚合物熔体在模内的流动现象,6 聚合物的黏性流动,入口效应,离模膨胀效应,图1-7 聚合物熔体在管道入口区和 出口区的流动,图1-8 聚合物失稳流动时的 熔体概貌(PMMA 170), 端末效应, 失稳流动和熔体破裂,(3)聚合物熔体在模内的流动现象,6 聚合物的黏性流动,图1-10 熔体充模速度不同时的表现,图1-11 聚合物熔体绕不同断面形状 障碍物时的速度变化与流动情况, 聚合物熔体的充模流动,(二)了解塑料成型原理,1注射成型原理 首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中,经过加热熔融成粘流态,然后在螺杆或柱塞的推动下,熔融塑料以一定的流速通过料筒前端的喷嘴射入闭合的模具型

7、腔中,经过一定的保压,塑料在模内冷却、硬化定型,接着打开模具,从模内脱出成型的塑件。 注射模又称为注塑模注射成型所用模具。,图1-13 螺杆式注射机机构示意图 1合模液压缸 2锁模机构 3推出液压缸 4移动模板 5模具 6喷嘴 7固定模板 8加热器 9料筒 10料斗 11电机 12注射缸 13螺杆 14调模模板,(二)了解塑料成型原理,14,2压缩成型原理,(二)了解塑料成型原理,图1-14 机械下压式塑料成型机示意图 1上工作台 2下工作台 3液压缸 4控制面板,3压注成型原理,(二)了解塑料成型原理,图1-14 机械下压式塑料成型机示意图 1上工作台 2下工作台 3液压缸 4控制面板,4挤

8、出成型原理,(二)了解塑料成型原理,(二)了解塑料成型原理(丝、薄膜等),挤出机头,硬管挤出成型过程,挤出成型产品,*注射模具的分类,(三)认识塑料模具结构,25,*注射模具的分类,(三)认识塑料模具结构,(1)按其所用注射机的类型分类 (2 ) 按注射模的总体结构特征对其进行分类,可分为以下几种典型结构: 单分型面注射模、双分型面注射模、带侧向分型与抽芯机构的注射模、单型腔注射模 、多型腔注射模、自动卸螺纹注射模 、无流道注射模等 (3) 按浇注系统结构形式可分: 普通浇注系统注射模、热流道浇注系统注射模 (4) 按塑料性质可分为: 热塑性塑料注射模具、热固性塑料注射模具 (5) 按成型技术

9、可分为: 低发泡注射模、精密注射模、气辅成型注射模、双色注射模、多色注射模1034,1注射模具的组成,(三)认识塑料模具结构,27,注射模均由动模、定模两大部分构成。,1注射模具的组成,(三)认识塑料模具结构,28,注射模均由动模、定模两大部分构成。,图1-18 注射模的结构 1-动模板 2-定模板 3-冷却水道 4-定模座板 5-定位圈 6-浇口套7-凸模 8-导柱 9-导套 10-动模座板 11-支承板 12-限位柱 13-推板14-推杆固定板 15-拉料杆 16-推板导柱 17-推板导套 18-推杆19-复位杆 20-垫块 21-注射机顶杆,2 注射模的典型结构,29,(1) 单分型面注

10、射模 (二板式注射模),图1-18 注射模的结构 1-动模板 2-定模板 3-冷却水道 4-定模座板 5-定位圈 6-浇口套7-凸模 8-导柱 9-导套 10-动模座板 11-支承板 12-限位柱 13-推板14-推杆固定板 15-拉料杆 16-推板导柱 17-推板导套 18-推杆19-复位杆 20-垫块 21-注射机顶杆,2-Plat Mold,2 注射模的典型结构,(三)认识塑料模具结构,单分型面注射模成型零部件 单分型面注射模的工作原理 单分型面注射模零件,30,2 注射模的典型结构,(1) 单分型面注射模,(三)认识塑料模具结构,31,(2)双分型面模具,3-Plat Mold,(三板

11、式注射模),2 注射模的典型结构,(三)认识塑料模具结构,32,图形已链接,(2)双分型面模具,A-A分型面取出浇注系统凝料; B-B分型面取出塑件 双分型面常用于针点浇口进料的单腔或多腔模具。,(四板三开式注射模),图1-19 双分型面注射模 1模脚 2支承板 3动模板(型芯固定板) 4推件板 5导柱 6限位销 7弹簧 8定距拉板 9型芯10浇口套 11定模座板 12定模板 13导柱14推杆 15推杆固定板 16推板,2 注射模的典型结构,(三)认识塑料模具结构,2 注射模的典型结构,33,2 双分型面注射模(三板式注射模),( l)浇口的形式 点浇口直径 0.5 1.5mm 。 (2)双分

12、型面注射模分型距离 A-A分型面取出浇注系统凝料 B-B分型面取出塑件 保证取出塑件,3)双分型面注射模的分型形式,“顺序定距分型机构”,(1)弹簧先分型 拉板定距 图4-2,(2)弹簧先分型 拉杆定距 (3)顶销先分型 导柱定距,(4)摆钩分型 、定距,8 带定距分型拉紧机构注射模,35,双分型面注射模结构,双分型面注射模工作过程,双分型面注射模相关零件尺寸关系,双分型面注射模的零件,36,双分型面注射模结构,双分型面注射模工作过程,双分型面注射模相关零件尺寸关系,双分型面注射模的零件,37,双分型面注射模结构,双分型面注射模工作过程,双分型面注射模相关零件尺寸关系,双分型面注射模的零件,2

13、 注射模的典型结构,38,(2) 双分型面注射模(三板式注射模),拉钩滚轮,3-Plat Mold,2 注射模的典型结构,39,(3) 斜导柱侧向分型与抽芯注射模,当塑件侧壁有孔、凹槽或凸起时,其成型零件必须制成可侧向移动的,否则塑件无法脱模。 带动侧向成型零件进行侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。,Angle Pin,2 注射模的典型结构,40,(3) 斜导柱侧向分型与抽芯注射模,图中侧向抽芯机构由斜导柱10 、侧型芯滑块 11 、楔紧块 9 、挡块 5 ,滑块拉杆 8 、弹簧 7 、螺母 6 等组成,定位装置:由挡块 5 、滑块拉杆8、螺母 6 、弹簧 7 和垫片等组成。作用:保证

14、滑块不侧向移动,合模时斜导柱能顺利地插人滑块的斜导孔中使滑块复位 楔紧块的作用:防止注射时熔体压力使侧型芯滑块产生位移,楔紧块的斜面应与侧型芯滑块上斜面的斜度一致,图1-20 斜导柱侧抽芯注射模 1动模座板 2垫块 3支承板 4动模板 5挡块 6螺母 7弹簧 8滑块拉杆 9锁紧块 10斜导柱 11滑块 12型芯 13浇口套 14定模板 15导柱 16动模板 17推杆 18拉料杆 19推杆固定板 20推板,2 注射模的典型结构,41,(3) 斜导柱侧向分型与抽芯注射模,2 注射模的典型结构,42,* 斜滑块侧向分型与抽芯注射模,斜滑块侧向分型与抽芯注射模与斜导柱侧向分型与抽芯注射模作用相同 ,是

15、用来成型塑件上带有侧向凹槽或凸起的侧向分型与抽芯的注射模具。 斜滑块侧向分型与抽芯的作用力由推出机构提供动作是由可斜向移动的斜滑块来完成的,一般用于侧向分型面积较大、抽芯距离较短的场合。,Angle-lift split,2 注射模的典型结构,43,* 斜滑块侧向分型与抽芯注射模,2 注射模的典型结构,44,(4) 带有活动镶件的注射模,有的塑料制品带有内侧凸、凹槽或螺纹等,为简化模具结构,需要在模具上设置活动镶件:活动型芯、螺纹型芯、型环或哈夫块等。,图形已链接,2 注射模的典型结构,45,(4) 带有活动镶件的注射模,有的塑料制品带有内侧凸、凹槽或螺纹等,为简化模具结构,需要在模具上设置活动镶件:活动型芯、螺纹型芯、型环或哈夫块等。,2 注射模的典型结构,46,(4) 带有活动镶件的注射模,有的塑料制品带有内侧凸、凹槽或螺纹等,为简化模具结构,需要在模具上设置活动镶件:活动型芯、螺纹型芯、型环或哈夫块等。,应注意: 1. 活动镶件在模具中应有可靠的定位和正确的配合; 5 10 mmH8/f8 配合,其余长度35的斜面; 2. 推杆先复位,否则活动镶件将无法放人安装孔内。,图1-21 带有活动镶块的注射模 1定模座板(兼凹模) 2导柱

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