塑料成型工艺设计

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1、任务一选择与分析塑料原料项目导入一相关知识二项目实施三项目二塑料成型工艺设计一、项目引入某企业大批量生产塑料灯座，要求灯座具有足够的强度和耐磨性能，外表面无瑕疵、美观、性能可靠，要求设计一套成型该塑件的模具。通过本项目，完成对塑件材料的选择及对材料使用性能和成型工艺性能的分析。图1-1灯座二维图形图1-2灯座三维图形二、相关知识塑料是指以树脂为主要成份、加入添加剂，在一定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

2、然树脂：橡胶、松香、虫胶、沥青等1）树脂合成树脂：PE、PVC、PP、PC、ABS、PA、PF等（P13页）聚合反应、缩聚反应2）添加剂（辅助材料）填充剂即填料（增量、改性）、稳定剂（防降解）、增塑剂（塑性、柔性、流动性）、润滑剂（防粘模、改善流动性和表面光泽）、着色剂（装饰美观）、发泡剂、增强材料。1.塑料的组成图1-3塑料原料(一)塑料的组成及性能2．塑料的通用性能(一)塑料的组成及性能（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、隔声性能好5）成型和着色能力

3、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（二）高聚物的结构线型、支链型、体型（如图）脆性大、塑性很低：热固性塑料有弹性、塑性，可反复成型：热塑性塑料单个高分子结构线型支链型网状2．聚合物分子链的聚集状态（二）高聚物的结构结晶型塑料非结晶型塑料（线性无定型)结构结晶造成分子的紧密聚集状态，增强了分子间的作用力，使聚合物的抗拉强度、硬度、熔点、耐热性和耐化学性提高；弹性模量、伸

4、长率和冲击强度则降低，表面粗糙度值增大，而且还会导致塑件的透明度降低甚至丧失。1.按塑料的成型性能分类（三）塑料的分类（1）热塑性塑料呈线型分子链或支链型结构受热变软或熔化，成为可流动性的稳定黏性液体，在此状态具有可塑性；冷却后保持既得的形状；再加热，又可变软并可制成另一形状。可逆的如：聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂）PMMA、尼龙（聚酰胺）PA（2）热固性塑料网状分子链结构，固化后：不可逆.电木（酚醛树脂PF）、环氧树脂EP课本P9表1-1常用塑料名称/代号2.按塑料的应用范围分类（三）塑料

5、的分类（2）按用途1）通用塑料：指产量大，用途广。价格低廉的一类塑料。如：聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，醛酚塑料，氨基塑料6大类，占塑料产量的80%2）工程塑料：指具有较高的机械性能、良好的耐磨性、耐腐蚀性、自润滑性及尺寸稳定性，可替代金属而作某些机械构件，如：聚酰胺PA，聚甲醛POM，ABS3）特种塑料：环氧树脂、光敏塑料、导磁塑料、耐高温塑料等。（3）按聚集状态结晶型塑料和非结晶型塑料（线性无定性型塑料）结晶度高聚物形变——温度曲线（四）聚合物的热力学性能和成型加工适应性聚合物在恒定压力下，随着加工温度的变化，存在三种

6、状态：Tg:玻璃化温度Tf:粘流化温度Tb：称脆化温度Td:热分解温度常温下玻璃态的典型材料：有机玻璃、聚乙烯；常温下高弹态的典型材料：橡胶；常温下粘流态的典型材料：环氧树脂（如胶黏剂等）。（四）聚合物的热力学性能和成型加工适应性图1-6聚合物的温度、力学状态及成型加工适应性1—线形无定形2—结晶型1．黏度与剪切稀化效应（五）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）：低分子流体，剪切力与剪切速率间存在线性关系牛顿流体的流变方程式为:―切应力，单位Pa―剪切速

7、率：单位时间的切应变，一般称为剪切速率，s-1―比例常数（黏度），也称牛顿黏度，反应了牛顿流体抵抗外力引起流动变形的能力，Pa·s1．黏度与剪切稀化效应（五）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——与聚合物和温度有关的常数，可以反映聚合物熔体偏离牛顿流体性质的程度。K——与聚合物和温度有关的常数，反映聚合物熔体的粘稠性，称为黏度系数。－－1．黏度与剪切稀化效应（五）聚合物的黏性流动在注射成

8、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。注塑成型中近似具有假塑性流体性质的高聚物有聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚丙烯、ABS、聚苯乙烯等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