二、塑料制品的結(jié)構(gòu)工藝性

1、四、其它成形方法 （一） 傳遞成形 傳遞成形原理：又稱壓注成形或擠膠成形，它是在壓塑成形的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的熱固性塑料成形方法，其工藝類似于注射成形工藝，所不同的是傳遞成形時塑料在模具的加料室內(nèi)塑化，再經(jīng)過澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，而注射成形是在注射機(jī)料筒內(nèi)塑化。 成形工藝過程：將塑料原料經(jīng)過預(yù)處理，閉模后將原料加入加料室加熱軟化（若是下加料室傳遞成形應(yīng)先加料，后閉模加熱），隨即在柱塞的擠壓下通過模具的澆注系統(tǒng)將熔融塑料擠入型腔，塑料在型腔內(nèi)繼續(xù)受熱受壓而固化成形，然后開模取出制品，并清理型腔、加料室和澆注系統(tǒng)。傳遞成形優(yōu)點：成形周期短；塑件飛邊小，易于清理；能成形薄壁多嵌件的復(fù)雜塑料制品；塑件的精度和

2、質(zhì)量較壓塑件高。但傳遞成形加料室內(nèi)總會留有余料，塑料損耗較大；模具結(jié)構(gòu)較壓塑模復(fù)雜，制造成本較高。傳遞成形模具：如圖5-9所示。圖5-9 傳遞成形模具 1壓柱 2加料室 3上模板 4凹模5導(dǎo)柱 6下模墊板 7固定板 8型芯 （二） 擠出成形 擠出成形：也稱為擠塑成形，主要用于熱塑性塑料生產(chǎn)棒、管等型材和薄膜等，也是中空成形的主要制坯方法。擠出成形生產(chǎn)線：由擠出機(jī)、擠出模具、牽引裝置、冷卻定型裝置、切割或卷曲裝置、控制系統(tǒng)組成，如圖5-10所示。擠出機(jī)相當(dāng)于注射機(jī)的注射系統(tǒng)，它由料斗、料筒和螺桿組成。工作時螺桿在傳動系統(tǒng)驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，將塑料推向料筒中加熱塑化，在擠出機(jī)的前端裝有擠出模具（又稱機(jī)頭或

3、口模），塑料在通過擠出模具時形成所需形狀的制件，再經(jīng)過冷卻定型處理就可以得到等截面的塑料型材。圖5-10 型材擠出生產(chǎn)線 1冷卻水入口 2料斗 3料筒 4加熱器 5擠出螺桿 6分流濾網(wǎng) 7過濾板8機(jī)頭 9噴冷卻水裝置 10冷卻定型裝置 11牽引裝置 12卷料或裁切裝置如果擠出的中空管狀塑料不經(jīng)冷卻，將熱塑料管坯移入中空吹塑模具中向管內(nèi)吹入壓縮空氣，在壓縮空氣作用下，管坯膨脹并貼附在型腔壁上成形，經(jīng)過冷卻后即可獲得薄壁中空制品。圖5-11是擠出中空吹塑成形過程及擠出吹塑模具。圖5-11 擠出中空吹塑成形過程及擠出吹塑模具 如果擠出的中空管狀塑料不經(jīng)冷卻，在機(jī)頭中心通入壓縮空氣，將管坯吹成管狀薄膜

4、冷卻后可加工為各種薄膜制品。圖5-12是擠出吹塑薄膜加工工藝過程示意圖。圖5-12 擠出吹塑薄膜加工工藝過程示意圖 1吹氣孔 2卷料輥 3擠出機(jī)頭 4口模套 5冷卻風(fēng)環(huán)6調(diào)節(jié)器7薄膜管 8導(dǎo)向輥 9人字板 10牽引輥在擠出機(jī)頭芯部穿入金屬導(dǎo)線，擠出制品即為塑料包敷電線或電纜。擠出工藝參數(shù)：壓力、溫度和擠出速率等。擠出加工時料筒的壓力可以達(dá)到55MPa，工作溫度根據(jù)塑料品種的不同，塑化溫度一般在180250。擠出速率是單位時間內(nèi)擠出機(jī)口模擠出的塑料質(zhì)量（單位為kg/h）或長度（m/min）。擠出速率大小表示擠出機(jī)生產(chǎn)率的高低，它與擠出口模的阻力、螺桿與料筒的結(jié)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)速、加熱系統(tǒng)及塑料特性等因

5、素有關(guān)。其中螺桿的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)速影響最大，螺桿結(jié)構(gòu)如圖5-13所示，它的工作部分由加料段、壓縮段、均化段組成。圖5-13 螺桿結(jié)構(gòu) H1加料段螺槽深度 H3均化段螺槽深度 D螺桿直徑螺旋角L螺桿長度 e螺棱寬度 s螺距（三） 真空成形 真空成形：也稱為吸塑成形，它是將熱塑性塑料板材、片材固定在模具上，用輻射加熱器加熱到軟化溫度，用真空泵（或空壓機(jī)）抽取板材與模具之間的空氣，借助大氣壓力使坯材吸附在模具表面，冷卻后再用壓縮空氣脫模，形成所需塑件的加工方法。成形特點：生產(chǎn)設(shè)備簡單，效率高，模具結(jié)構(gòu)簡單，能加工大尺寸的薄壁塑件，生產(chǎn)成本低。真空成形方法：凹模真空成形、凸模真空成形、凹凸模真空成形等。凹模

6、真空成形方法如圖5-14所示，一般用于要求外表精度較高，成形深度不高的塑件。圖5-14 凹模真空成形 凸模真空成形方法如圖5-15所示，一般用于內(nèi)表面精度要求較高，有凸起形狀的薄壁塑件，凸模真空成形方法較凹模真空成形方法塑件壁厚稍均勻。圖5-15 凸模真空成形凹凸模真空成形方法如圖5-16所示，它是先將塑料板材夾在凹模上加熱，軟化后將加熱器移開，然后通過凸模吹入壓縮空氣，凹模稍微抽真空使塑料板貼附在凸模的外表面。這種成形方法，由于將塑料板吹鼓延伸后再成形，因此壁厚均勻，可用于成形較深的制件。圖5-16 凹凸模真空成形 a）夾緊片材 b）預(yù)壓拉伸 c）成形 d）開模及頂出 真空成形產(chǎn)品類型：塑料

7、包裝盒、餐具盒、罩殼類塑件、冰箱內(nèi)膽、浴室鏡盒等；常用材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚碳酸酯等材料。（四） 反應(yīng)注射成形 反應(yīng)注射成形原理：把兩種發(fā)生反應(yīng)的塑料原料分別加熱軟化后，由計量系統(tǒng)進(jìn)入高壓混合器經(jīng)混合發(fā)生塑化反應(yīng)，再注射到模具型腔中，它們在型腔中繼續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且伴有膨脹、固化的加工工藝。反應(yīng)注射成形工藝：如圖5-17所示。它適合加工聚氨酯、環(huán)氧樹脂等熱固性塑料，也可以用于生產(chǎn)尼龍、ABS、聚酯等熱塑性塑料。例如，轎車儀表盤、方向盤、飛機(jī)和汽車的座椅及椅墊、家具和鞋類、仿大理石浴缸浴盆等。 圖5-17 反應(yīng)注射成形工藝過程示意圖 1原料槽 2攪拌葉輪 3計量加壓泵 4模

8、具 5加熱器 6鎖模裝置 7噴嘴8混合器 9清洗液 10真空泵 11電動機(jī) 12控制閥 13空壓機(jī)第二節(jié) 塑料制品的結(jié)構(gòu)工藝性 結(jié)構(gòu)設(shè)計包括：塑料件的尺寸精度、表面粗糙度、脫模斜度、塑件的壁厚、局部結(jié)構(gòu)（如圓角、加強(qiáng)肋、孔、螺紋、嵌件等）和分型面的確定等。結(jié)構(gòu)設(shè)計特點：應(yīng)當(dāng)滿足使用性能和成形工藝的要求，力求做到結(jié)構(gòu)合理，造型美觀，便于制造。一、尺寸精度 影響塑料制件尺寸精度的因素：主要有塑料的收縮率波動的影響，模具的制造精度及使用過程中的磨損、成形工藝條件、零件的形狀和尺寸大小等。資料表明，模具制造誤差和由收縮率波動引起的誤差各占制品尺寸誤差的1/3。對于小尺寸的塑料制品，模具的制造誤差是影響

9、塑料制品尺寸精度的主要因素，而對大尺寸塑料件，收縮率波動引起的誤差則是影響尺寸精度的主要因素。塑料制品的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求，同時要考慮塑料的性能及成形工藝條件確定的。目前，我國對塑料制品的尺寸公差，大多引用SJ137278標(biāo)準(zhǔn)，見表5-3。該標(biāo)準(zhǔn)將塑料制品的精度分為8個等級，由于1、2級精度要求高，目前極少采用。對于無尺寸公差要求的自由尺寸，可采用8級精度等級。孔類尺寸的公差?。?）號，軸類尺寸?。?）號，中心距尺寸取表中數(shù)值之半，再冠以（）號。 表5-3 塑料制品的尺寸公差數(shù)值表 （mm） 公稱尺寸 精度等級 1 2 3 4 5 6 7 8 公差數(shù)值 3 36 610 1014 14

10、18 1824 2430 3040 4050 5065 6580 80100 100120 120140 140160 160180 180200 200225 225250 250280 280315 315355 355400 400450 450500 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.16 0.18 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28 0.31 0.34 0.37 0.41 0.45 0.50 0.55

11、0.60 0.65 0.70 0.80 0.08 0.08 0.10 0.12 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.26 0.30 0.34 0.38 0.42 0.46 0.50 0.56 0.62 0.68 0.74 0.82 0.90 1.00 1.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.32 0.38 0.44 0.50 0.56 0.62 0.68 0.74 0.82 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.60 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.28

12、0.32 0.36 0.40 0.46 0.52 0.60 0.68 0.76 0.84 0.92 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 0.44 0.48 0.52 0.56 0.64 0.76 0.88 1.00 1.12 1.24 1.36 1.50 1.64 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.20 0.32 0.36 0.40 0.44 0.48 0.56 0.64 0.72 0.80 0.92 1.04 1.20 1.36 1.52 1.68 1.84

13、2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.20 3.60 4.00 4.40 0.48 0.56 0.61 0.72 0.80 0.88 0.96 1.04 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.70 3.00 3.30 3.60 4.00 4.40 4.80 5.20 5.60 6.40 對于不同品種塑料制品，在SJ137278中建議采用三種精度等級，見表5-4，設(shè)計塑料制品時可參考選用。表5-4 精度等級的選用 類別 塑料品種 建議采用的精度等級 高精度 一般精度 低精度 1 聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、酚醛塑料、聚砜、聚苯

14、醚、氨基塑料、30%玻璃纖維增強(qiáng)塑料 3 4 5 2 聚酰胺（6、66、610、9、1010）、氯化聚醚、硬聚氯乙烯 4 5 6 3 聚甲醛、聚丙烯、聚乙烯（高密度） 5 6 7 4 軟聚氯乙烯、聚乙烯（低密度） 6 7 8 二、表面粗糙度 塑料制品的表面粗糙度主要由模具的表面粗糙度決定。一般模具成形表面的粗糙度比塑料制品的表面粗糙度增大12級，因此塑料制品的表面粗糙度不宜過高，否則會增加模具的制造費用。對于不透明的塑料制品，由于外觀對外表面有一定要求，而對內(nèi)表面只要不影響使用，可比外表面粗糙度增大12級。對于透明的塑料制品，內(nèi)外表面的粗糙度應(yīng)相同，表面粗糙度需達(dá)Ra0.80.05m（鏡面），

15、因此需要經(jīng)常拋光型腔表面。三、脫模斜度 為了使塑料制品易于從模具中脫出，在設(shè)計時必須保證制品的內(nèi)外壁有足夠的脫模斜度，脫模斜度與塑料品種、制品形狀和模具結(jié)構(gòu)等有關(guān)，一般情況下脫模斜度取302，常見塑料的脫模斜度見表5-5。表5-5 常見塑料的脫模斜度 塑料種類 脫模斜度 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯 301 尼龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚、ABS 40130 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃 502 熱固性塑料 201 選擇脫模斜度一般應(yīng)掌握以下原則：對較硬和較脆的塑料，脫模斜度可以取大值；如果塑料的收縮率大或制品的壁厚較大時，應(yīng)選擇較大的脫模斜度；對于高度較大及精度較高的制品應(yīng)選

16、較小的脫模斜度。四、制品壁厚 制品壁厚首先取決于使用要求，但是成形工藝對壁厚也有一定要求，塑件壁厚太薄，使充型時的流動阻力加大，會出現(xiàn)缺料和冷隔等缺陷；壁厚太厚，塑件易產(chǎn)生氣泡、凹陷等缺陷，同時也會增加生產(chǎn)成本。塑件的壁厚應(yīng)盡量均勻一致，避免局部太厚或太薄，否則會造成因收縮不均產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，或在厚壁處產(chǎn)生縮孔、氣泡或凹陷等缺陷。塑料制品的壁厚一般在14mm，大型塑件的壁厚可達(dá)6mm以上，各種塑料的壁厚值參見表5-6和表5-7。表5-6 熱塑性塑料制品的最小壁厚和建議壁厚 (mm) 塑料名稱 最小壁厚 建議壁厚 小型制品 中型制品 大型制品 聚苯乙烯 0.75 1.25 1.6 3.25.4 聚甲

17、基丙烯酸甲酯 0.8 1.50 2.2 4.06.5 聚乙烯 0.8 1.25 1.6 2.43.2 聚氯乙烯（硬） 1.15 1.60 1.80 3.25.8 聚氯乙烯（軟） 0.85 1.25 1.5 2.43.2 聚丙烯 0.85 1.45 1.8 2.43.2 聚甲醛 0.8 1.40 1.6 3.25.4 聚碳酸酯 0.95 1.80 2.3 4.04.5 聚酰胺 0.45 0.75 1.6 2.43.2 聚苯醚 1.2 1.75 2.5 3.56.4 氯化聚醚 0.85 1.35 1.8 2.53.4 表5-7 熱固性塑料制品的壁厚范圍 (mm) 塑料種類 壁厚 木粉填料 布屑粉填

18、料 礦物填料 酚醛塑料 氨基塑料 1.52.5(大件38) 0.55 1.59.5 1.55 33.5 1.09.5 五、加強(qiáng)肋、圓角、孔、螺紋、嵌件 1加強(qiáng)肋 在不增加壁厚的情況下，增加塑件的強(qiáng)度和剛度，避免塑件變形翹曲。加強(qiáng)肋的尺寸如圖5-18所示。 圖5-18 加強(qiáng)肋的尺寸 加強(qiáng)肋的設(shè)計應(yīng)注意以下幾個方面：（1） 加強(qiáng)肋與塑件壁連接處應(yīng)采用圓弧過渡。（2） 加強(qiáng)肋厚度不應(yīng)大于塑件壁厚。（3） 加強(qiáng)肋的高度應(yīng)低于塑件高度的0.5mm以上，如圖5-19所示。圖5-19 加強(qiáng)肋的高度 a）不合理 b）合理 （4） 加強(qiáng)肋不應(yīng)設(shè)置在大面積塑件中間，加強(qiáng)肋分布應(yīng)相互交錯，如圖5-20所示，以避免收

19、縮不均引起塑件變形或斷裂。圖5-20 加強(qiáng)肋應(yīng)交錯分布 a）不合理 b）合理 2圓角 除使用要求尖角外，所有內(nèi)外表面的連接處，都應(yīng)采用圓角過渡。一般外圓弧的半徑是壁厚的1.5倍，內(nèi)圓弧的半徑是壁厚的0.5倍。3孔 塑料制品上的孔，應(yīng)盡量開設(shè)在不減弱制品強(qiáng)度的部位，孔與孔之間、孔與邊距之間應(yīng)留有足夠距離，以免造成邊壁太小而破裂，不同孔徑的孔邊壁最小厚度見表5-8。塑料制品上固定用孔的四周應(yīng)采用凸邊或凸臺來加強(qiáng)，如圖5-21所示。圖5-21 孔的加強(qiáng)肋 表5-8 孔與邊壁的最小距離 （mm） 孔 徑 2 3.2 5.6 12.7 孔與邊壁的最小距離 1.6 2.4 3.2 4.8 由于盲孔只能用一

20、端固定的型芯成形，其深度應(yīng)淺于通孔。通常，注射成形時孔深不超過孔徑的4倍，壓塑成形時壓制方向的孔深不超過孔徑的2倍。當(dāng)塑件孔為異型孔時（斜孔或復(fù)雜形狀孔），要考慮成形時模具結(jié)構(gòu)，可采用拚合型芯的方法成形，以避免側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)，圖5-22是幾種復(fù)雜孔的成形方法。圖5-22 幾種復(fù)雜孔的成形方法 4螺紋 塑料制品上的螺紋可以直接成形，通常無需后續(xù)機(jī)械加工，故應(yīng)用較普遍。塑料成形螺紋時，外螺紋的大徑不宜小于4mm，內(nèi)螺紋的小徑不宜小于2mm，螺紋精度一般低于3級。在經(jīng)常裝卸和受力較大的地方，不宜使用塑料螺紋，而應(yīng)在塑料中裝入帶螺紋的金屬嵌件。由于塑料成形時的收縮波動，塑料螺紋的配合長度不宜太長，一般不超過78牙，且盡量選用較大的螺距，如果需要使用細(xì)牙時可按表5-9選用。為防止塑料螺