《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課件2》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課件2（46頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,第二章,塑料成型基礎(chǔ),塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì),第,2,章 塑料成型基礎(chǔ),本章基本內(nèi)容,塑料成型基礎(chǔ)理論,注射工藝過(guò)程及主要成型工藝參數(shù),塑料的成型特性,第,2,章 塑料成型基礎(chǔ),學(xué)習(xí)目的與要求,掌握高聚物的三種物理、力學(xué)狀態(tài)及其應(yīng)用。,掌握塑料成型基本理論、注射工藝過(guò)程及主要成型工藝參數(shù)。,充分了解塑料的成型特性，使塑料成型工藝性與模具結(jié)構(gòu)相匹配。,第,2,章 塑料成型基礎(chǔ),本章重點(diǎn),對(duì)塑料的特征溫度的理解,牛頓型流體與非牛頓型流體的區(qū)別,注射工藝過(guò)程,對(duì)成型工藝條件的選擇和控制,第,2,章 塑料成型基礎(chǔ)

2、,本章難點(diǎn),對(duì)塑料的特征溫度的理解，以及如何使用這些溫度。,對(duì)成型工藝條件的選擇和控制,。,第,2,章 塑料成型基礎(chǔ),2.1,塑料成型基礎(chǔ)理論,2.2,注射工藝過(guò)程及主要成型工藝參數(shù),2.3,塑料的成型特性,2.4,思考題,2.1,塑料成型基礎(chǔ)理論,2.1.1,高聚物的三種物理、力學(xué)狀態(tài)及其應(yīng)用,2.1.2,成型加工中塑料受到的應(yīng)力和應(yīng)變,2.1.3,塑料熔體的流變性能,2.1.4,對(duì)塑料粘度的調(diào)節(jié),2.1.5,分子定向,2.1.6,熱固性塑料流變學(xué),2.1.1,高聚物的三種物理、力學(xué)狀態(tài)及其應(yīng)用,塑料的物理狀態(tài)：,玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài),塑料的物理狀態(tài)與它本身的溫度有關(guān)。如圖,2-1,所示。

3、,A,塑料呈現(xiàn)剛性固體狀，為玻璃態(tài)。,C,高聚物呈現(xiàn)柔軟的彈性狀，稱(chēng),高彈態(tài),。,E,繼續(xù)升高溫度，分子熱運(yùn)動(dòng)能量進(jìn)一步增大，至能解開(kāi)分子鏈間的纏結(jié)而發(fā)生整個(gè)大分子的滑移，在外力作用下便發(fā)生粘性流動(dòng)，稱(chēng),粘流態(tài),。,Tb,稱(chēng)為,脆化溫度,，是高聚物保持高分子力學(xué)特性的最低溫度。,Td,稱(chēng)為,分解溫度,，在溫度高于,Td,后，高分子主鏈發(fā)生斷裂，這現(xiàn)象稱(chēng)為降解。圖,2-2,是結(jié)晶型高聚物的溫度,形變曲線(xiàn)。,2.1.2,成型加工中塑料受到的應(yīng)力和應(yīng)變,只有在受到外力作用而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，塑料才會(huì)流動(dòng)和變形 。,應(yīng)力有三種類(lèi)型,：,剪切應(yīng)力、拉伸應(yīng)力、壓縮應(yīng)力,，因而對(duì)應(yīng)產(chǎn)生三種應(yīng)變（在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的

4、形狀與尺寸變化叫做應(yīng)變）：,剪切應(yīng)變、拉伸應(yīng)變和壓縮應(yīng)變,。,剪切應(yīng)力對(duì)塑料的成型最為重要。 如圖,2-3,2.1.3,塑料熔體的流變性能,研究物質(zhì)形變與流動(dòng)的科學(xué)稱(chēng)為流變學(xué),牛頓型流體,非牛頓型流體,2.1.3,塑料熔體的流變性,能,牛頓型流體,符合下式的流體稱(chēng)為牛頓型流體：,=,（,dv/dr,）,=,(,dr/dv,)=,以切應(yīng)力,對(duì)剪切速率,或者以粘度,對(duì)剪切速率,作用所得到的曲線(xiàn)稱(chēng)為,流體的流動(dòng)（或流變）曲線(xiàn),，它是確定塑料成型加工工藝條件的重要依據(jù)。圖,2-4,牛頓型流體的的流動(dòng)曲線(xiàn)特點(diǎn)：,圖,2-5,、圖,2-6,2.1.3,塑料熔體的流變性,能,非牛頓型流體,非牛頓型流體包括粘

5、性流體、粘彈性流體和時(shí)間依賴(lài)性流體。,粘性流體又分為賓哈流體、膨脹性流體和假塑性流體,.,實(shí)際中，幾乎絕大多數(shù)聚合物熔體和熔液的流動(dòng)行為都接近于假塑性流體。見(jiàn)圖,-,2.1.3,塑料熔體的流變性,能,用于描述假塑性流體定律的是一冪律函數(shù)方程：,=,a,（,a,= K,n-1,）,n,流動(dòng)行為指數(shù)，對(duì)牛頓流體,n=1,假塑性流體,n,1,n,值 越小則流體的非牛頓性越強(qiáng)。,K,流體稠度，,k,值越高，流體粘度越大。,如圖,2-,2.1.4,對(duì)塑料粘度的調(diào)節(jié),從成型工藝出發(fā)，欲獲得理想的粘度，主要取決于對(duì)溫度、剪切速率及壓力 。,1.,溫度,提高其溫度不超過(guò)分解溫度，粘度可下降。,但是,將溫度調(diào)節(jié)

6、，對(duì)有的塑料效果頗佳，有的則差。如圖,2-9,2.,剪切速率,絕大多數(shù)塑料熔體屬于塑性流體，具有表現(xiàn)粘度隨剪切速率或切應(yīng)力的增大而減小的流變性能。與溫度一樣，各種假塑性塑料的粘度對(duì)其所受剪切速率發(fā)生改變的敏感性亦不一致。如圖,2-10,、,2-11,2.1.4,對(duì)塑料粘度的調(diào)節(jié),3,.,壓力,提高壓力（注射壓力和擠壓壓力）對(duì)塑料粘度起增大作用。粘度對(duì)壓力的敏感性也因塑料品種而異。成型制品時(shí)，應(yīng)注意模具溫度狀況和澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同樣對(duì)塑料熔體充模流動(dòng)粘度發(fā)生重要影響，要真正實(shí)現(xiàn)合理的粘度，還必須包括這部分的設(shè)計(jì)要合理,。,2.1.5,分子定向,1.,分子取向機(jī)理,塑料中的聚合物大分子、細(xì)而長(zhǎng)的纖維狀

7、 填料分子在成型過(guò)程中由于受到應(yīng)力作用而產(chǎn)生分子整齊、平行排列的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為,分子取向,。 如圖,2-12,2.1.5,分子定向,2.,分子定向作用,有定向分子存在將對(duì)制品的力學(xué)性能、收縮與變形產(chǎn)生重要影響,。,2.1.5,分子定向,3.,影響分子定向的因素,定向方向,在流動(dòng)取向下，分子方向沿著料流方向平行 排列。料流方向又取決于料流進(jìn)入型腔的位置即澆口位置，故在型腔一定時(shí)影響分子定向方向的因素是澆口位置。,定向程度,分子定向程度與塑料的類(lèi)別和塑料制品的壁厚大小有關(guān)。此外，分子定向程度還與注射工藝條件及模具的澆口設(shè)計(jì)關(guān)系密切，現(xiàn)將其各項(xiàng)影響及相互關(guān)系歸納列于表,22,中。,2.1.6,

8、熱固性塑料流變學(xué),熱固性塑料,的流變性與熱塑性塑料的有著本質(zhì)差異，因其粘度是隨分子的交聯(lián)反應(yīng)而發(fā)生變化，在成型熱固性塑料制品過(guò)程中的粘度變化是不可逆轉(zhuǎn)的，因此在制訂成型工藝條件和模具設(shè)計(jì)時(shí)要十分重視對(duì)溫度的合理選擇和控制。圖,2-13,熱固性塑料,制品分子定向現(xiàn)象是無(wú)法消除的。為此，在設(shè)計(jì)模具對(duì)應(yīng)該考慮這樣一個(gè)問(wèn)題：澆口的位置和形狀能左右塑料的流動(dòng)方向和定向程度，應(yīng)使塑料在模內(nèi)流動(dòng)所產(chǎn)生的分子取向方向與制品在使用中的受力方向保持一致,。,2.2,注射工藝過(guò)程及主要成型工藝參數(shù),2.2.1,注塑工藝過(guò)程,2.2.2,主要成型工藝參數(shù),2.2.1,注塑工藝過(guò)程,（,1,）,.,注射前的準(zhǔn)備,（,2

9、,）注射成型過(guò)程,（,3,）制品的后處理,圖,2-14,2.2.2,主要成型工藝參數(shù),（,1,）,.,溫度,：料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度、脫模溫度,（,2,）,.,壓力,：塑化壓力 、注射壓力 、保壓壓力 、模腔壓力,（,3,）,.,時(shí)間,：注射時(shí)間 、保壓時(shí)間 、冷卻時(shí)間,模塑周期,：它由注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間和輔助時(shí)間四部分組成。,圖,2-15,表示了它們的關(guān)系,。,2.3,塑料的成型特性,2.3.1,流動(dòng)性,2.3.2,收縮性、收縮率、比容和壓縮,2.3.3,結(jié)晶性、相容性、熱敏性、固化和熔體破裂,2.3.4,熔結(jié)痕、內(nèi)應(yīng)力、制品的后處理,2.3.1,流動(dòng)性,1,、合理選擇流動(dòng)性

10、,遇到成型形狀復(fù)雜、壁薄或尺寸較大的制品時(shí)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮在滿(mǎn)足制品使用性能的前提下，優(yōu)先選擇流動(dòng)性好的塑料來(lái)成型。,、 流動(dòng)性等級(jí),測(cè)定流動(dòng)性的方法用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模具（儀器） ，測(cè)定值越高，表明流動(dòng)性越好。人們習(xí)慣引用與塑料流動(dòng)性相關(guān)的塑料溢料間隙（溢邊值）概念。所謂,溢料間隙,是指熔體塑料在成型高壓下不得流過(guò)的最大間隙值。,2.3.2,收縮性、收縮率、比容和壓縮率,、,收縮性和收縮率,造成收縮的因素及各種收縮現(xiàn)象如：,(1).,熱脹冷縮,(2).,塑料品種,(3).,成型工藝 收縮率受工藝條件（壓力、溫度、時(shí)間）的影響很大,),(4).,模具結(jié)構(gòu),(5).,塑件結(jié)構(gòu),注,:,由于收縮率與塑件

11、結(jié)構(gòu)有關(guān),所以設(shè)計(jì)模具時(shí)，需根據(jù)模塑收縮率來(lái)計(jì)算型腔的尺寸。,、比容和壓縮率,比容,是單位重量的松散塑料所占有的體積。,壓縮率,是松散塑料的體積與同重量塑料的體積之比。用它們可計(jì)算出每模塑料需要的注射量（,cm3,）或模具加料腔的容積尺寸。注射量是決定設(shè)備的主要條件。,2.3.3,結(jié)晶性、揮發(fā)物含量、相容性、熱敏性、固化和熔體破裂,、結(jié)晶性,結(jié)晶性即指聚合物分子能做空間規(guī)則排列生成結(jié)晶的能力。聚合物的結(jié)晶性與它們的結(jié)晶度能力大小有關(guān)。, 、揮發(fā)物含量,塑料中的揮發(fā)物包括水、氯、空氣、甲醛等低分子物質(zhì), 、相容性, 、熱敏性,熱敏性系指塑料的熱穩(wěn)定性差的性能。,、固化,6,、熔體破裂,2.3.4

12、,熔結(jié)痕、內(nèi)應(yīng)力、制品的后處理,、熔結(jié)痕,減少熔結(jié)痕 可選用流動(dòng)性較好的塑料，或增加澆口數(shù)量，縮短流程，以較快時(shí)間充模；適當(dāng)提高料溫或模溫等；增強(qiáng)模具排氣措施；改變澆口位置使熔結(jié)痕產(chǎn)生在塑件的次要部位；盡量不用脫模劑等。,、內(nèi)應(yīng)力,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的一個(gè)重要因素是注射及補(bǔ)料時(shí)的剪切應(yīng)力。,減少應(yīng)力措施,：,注射壓力不宜取得過(guò)高，使用較高的料溫和模溫，保壓時(shí)間要適度，可采取降壓保壓方法，成型后將制品進(jìn)行熱處理 。,、制品的后處理（熱處理）,（,1,）退火處理,（,2,）調(diào)溫處理,1.,塑料有哪幾種物理力學(xué)狀態(tài)？,（,答案,）,2.,何為分子定向？,（,答案,）,3.,收縮率的影響因素有哪些？,（,答案

13、,）,4.,塑料的成型特性有哪些？,（,答案,）,思考題,、塑料的物理力學(xué)狀態(tài)有：玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài),、分子定向是指：塑料中的聚合物大分子、細(xì)而長(zhǎng)的纖維狀填料分子在成型過(guò)程中由于受到應(yīng)力作用而產(chǎn)生分子整齊、平行排列的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為分子取向。,、收縮率的影響因素有：壓力、溫度、時(shí)間,、塑料的成型特性有：流動(dòng)性、收縮性和收縮率、比容和壓縮率、結(jié)晶性、揮發(fā)物含量、相容性、熱敏性、固化、熔體破裂、熔結(jié)痕、內(nèi)應(yīng)力、制品的后處理。,-1,.,(,S,-1,),表,2-2,成型條件與模具澆口對(duì)分子定向程度的影響,影響因素,定向程度,增大 減小,成 型,物料溫度,充模溫度,注射壓力,塑料充模時(shí)間,模具溫度,制品冷卻速度,條件,冷 熱,慢 快,高 低,長(zhǎng) 短,冷 熱,快 慢,模具 澆口位置選擇,澆口截面大小,澆口,選較薄處 選較厚處,大 小,