塑料成型工艺与模具设计 教学课件 刘彦国 01.ppt

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1、项目1选择与分析塑料原料项目导入一相关知识二项目实施三一、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、加入添加剂其它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%）和添加剂天然树脂：橡胶、松香、虫胶、沥青等1）树脂合成树脂：P

2、E、PVC、PP、PC、ABS、PA、PF等聚合反应、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

3、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。2.按塑料的成型性能分类（三）塑料的分类（1）热塑

4、性塑料成型受热前呈线型分子链或支链型结构，成型后转变为具有线型分子链或支链型结构，加热变软，冷却固化可逆的聚乙烯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（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，氨基塑料占塑料产量的60%2）工程塑料：指机械性能高，可替代金属而作工程材料的一类，尼龙，聚甲醛

5、，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（四）聚合物的热力学性能和成型加工适应性塑料在恒定压力下，随着加工温度的变化，存在三种状态：高聚物形变——温度曲线g:玻璃化温度f:粘流化温度b：称脆化温度d:热分解温度非结晶型塑料（无定形)（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、

6、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（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——与聚合物的温度有关－－1．黏度与剪切稀化效应（五）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

7、变稀（3）假塑性液体的流变学性质3．聚合物熔体在模内的流动现象（五）聚合物的黏性流动①入口效应②离模膨胀效应图1-8聚合物熔体在管道入口区和出口区的流动图1-9聚合物失稳流动时的熔体概貌（PMMA170℃）（1）端末效应（2）失稳流动和熔体破裂3．聚合物熔体在模内的流动现象（五）聚合物的黏性流动图1-11熔体充模速度不同时的表现图1-12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（3）聚合物熔体的充模流动1．热塑性塑料的工艺特性（六）塑料的工艺特性1）影响收缩的基本因素是：(1)塑料种类(2)化学结构的变化热固性塑料（交联、固化）、热塑性塑料(3)

8、热收缩塑料的膨胀系数比钢大，塑料件冷却