工程塑料的成形工藝課件

1、工程塑料的成形工藝第四篇材料的其它成型工藝第四篇材料的其它成型工藝第十五章工程塑料的成形工藝第十五章工程塑料的成形工藝第一節(jié)工程塑料的性能選用第一節(jié)工程塑料的性能選用 塑料是以合成樹脂或天然樹脂為原料，在一定的溫度和壓力條件下可塑制成型的高分子材料。多數(shù)塑料是以合成樹脂為基本成分，一般含有添加劑（如填料、穩(wěn)定劑、增塑劑、色料或催化劑等）。塑料可分為熱塑性和熱固性兩大類。 熱塑性塑料受熱時(shí)呈熔融狀態(tài)，可反復(fù)成型加工。熱塑性塑料受熱時(shí)呈熔融狀態(tài)，可反復(fù)成型加工。 熱固性塑料成型后成為不熔不溶的材料。不可反復(fù)熱固性塑料成型后成為不熔不溶的材料。不可反復(fù)成型。成型。工程塑料的成形工藝 通用塑料：聚氯乙

2、烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。 工程塑料：是指具有較高物理、力學(xué)性能，應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域的塑料材料。如ABS、聚酰胺、聚碳酸脂、聚甲醛、聚四氟乙烯、聚苯醚、聚砜、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等。 此外，像聚丙烯、酚醛樹脂等通用塑料也常應(yīng)用于工程領(lǐng)域。工程塑料的成形工藝常用塑料 聚苯乙烯 PS ABS 聚酰胺 PA 聚碳酸脂 PC 聚四氟乙烯 PTFE 聚乙烯 PE 聚丙烯 PP 聚氯乙烯 PVC 環(huán)氧樹脂 EP等。工程塑料的成形工藝第二節(jié)塑件的成形第二節(jié)塑件的成形一、概述一、概述塑件的完整生產(chǎn)順序?yàn)椋侯A(yù)處理、成形、機(jī)械加工、修飾、裝配、如圖152所示。可見塑件的成形種類很多，有各種模塑成形、層壓及壓延成

3、形等，其中以塑料模塑成形種類較多，如擠出、壓縮模塑、注射模塑等。它們的共同特點(diǎn)是利用了塑料成形模具（簡(jiǎn)稱塑料模）來(lái)成形具有一定形狀和尺寸的塑件。工程塑料的成形工藝二、塑料模塑成形原理二、塑料模塑成形原理1. 注射成形注射成形注射成形又稱注射模塑，是熱塑性塑件生產(chǎn)的一種重要方法。除了少數(shù)熱塑性塑料（如加布基填料的塑料等）外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用注射成形方法來(lái)生產(chǎn)塑件。注射成形還成功的應(yīng)用于熱固性塑料的成形。 注塑成型是通過(guò)注射機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。注射機(jī)的作用是：加熱熔融塑料使其達(dá)到粘流狀態(tài)；對(duì)粘流狀態(tài)的塑料施加高壓使其射入模具型腔。注射機(jī)有多種，目前最常用的是螺桿式注射機(jī)，其注射成形基本動(dòng)作程序

4、如下：工程塑料的成形工藝1、合模和鎖模2、注射3、保壓4、冷卻和預(yù)塑化5、脫模工程塑料的成形工藝塑料模具也是注射成型的重要工藝裝備，典型的注射模具如圖155。注射模具一般包括型腔、澆注系統(tǒng)、合模導(dǎo)向裝置、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、加熱或冷卻裝置等部分。更換模具，就可在注射機(jī)上生產(chǎn)出不同的塑件。工程塑料的成形工藝2、壓制成型壓制成型也稱壓縮成形或模壓成形。壓制成型的設(shè)備有液壓機(jī)、壓制成形模具。主要用于熱固性塑料如酚醛樹脂、密胺樹脂件的成形。熱固性塑料一般由合成樹脂、固化劑等按一定比例混合而成。壓制模具與注射模具相似，但沒(méi)有澆注系統(tǒng)，只有一段加料室，加料室是型腔的延伸和擴(kuò)展。壓制成型適

5、合于成型流動(dòng)性較差的布基、纖維填充的熱固性塑料。但生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低，不適合加工形狀復(fù)雜和精度要求高的制品。工程塑料的成形工藝熱塑性塑料亦可用于壓制成型。它成型時(shí)同樣要經(jīng)歷由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)而充滿型腔（此時(shí)模具被加熱），但不產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，因此在熱塑性塑料熔體充滿型腔后，需將模具冷卻使其凝固，才能脫模而獲得塑件。在熱塑性塑料壓縮成型時(shí)，模具需要交替地加熱和冷卻，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低。為解決這一問(wèn)題，當(dāng)壓縮成型用于熱塑性塑料時(shí)，常使用熱擠冷壓法，即將由擠出成形機(jī)擠出熔融塑料放入壓縮模具成形型腔中壓制、定形而制得塑件。由此不難看出，熱塑性塑料的成形采用注射成形比壓縮成形更經(jīng)濟(jì)。一般只有平面較大的熱塑性塑

6、件才采用壓縮成形。汽車上的有機(jī)玻璃板是壓制成形的，尤其是帶弧面的玻璃。在壓制成形的過(guò)程中，塑料直接加入型腔內(nèi)，壓力機(jī)的壓力通過(guò)凸模直接傳遞給塑料，模具在塑料最終成形時(shí)才完全閉合。其優(yōu)點(diǎn)是：沒(méi)有澆注系統(tǒng)，耗材少；壓制成形設(shè)備為通用壓力機(jī)，模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可以壓制平面較大的塑件，或利用多型腔模一次壓制多個(gè)塑件。由于塑件在型腔內(nèi)直接受壓成形，所以適合于壓制成型流動(dòng)性較差的，以布基、纖維為填料的塑料，如電工上用的酚醛層制布板、環(huán)氧層壓布板等等。工程塑料的成形工藝3、壓鑄（注）成形壓鑄成形又稱為傳遞模塑。它是在改進(jìn)壓制成形的缺點(diǎn)，并吸收注射成形的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種模塑方法，其成形原理如圖所示。壓

7、制和壓鑄的區(qū)別在于：前者塑料在加料腔內(nèi)加熱加壓熔化并成形；后者塑料在加熱腔內(nèi)加熱熔化，并通過(guò)澆注系統(tǒng)而快速射入模具型腔，也是在壓力下凝固成形。壓鑄成形的優(yōu)點(diǎn)是：可以模塑成形帶有深孔的及其復(fù)雜形狀的塑件，也可模塑精細(xì)的、易碎的嵌件；塑件的飛邊小，尺寸準(zhǔn)確，性能均勻，品質(zhì)較高；模具的磨損較小。其缺點(diǎn)也有壓鑄成形用于熱固性塑料的成形。它對(duì)塑料的要求是，在未達(dá)到硬化溫度之前，即在加料腔熔融至充滿模具型腔期間，應(yīng)有較大的流動(dòng)性；而在達(dá)到硬化溫度之后，即充滿模具型腔后必須具有較快的硬化速率。能夠符合這種要求的熱固性塑料有酚醛、三聚氰氨甲醛和環(huán)氧樹脂等。工程塑料的成形工藝切割及堆放裝置牽引裝置冷卻水槽定型裝

8、置擠出模具擠出機(jī) 144擠出管材設(shè)備示意圖 145普通螺桿的基本結(jié)構(gòu)4、擠出成形擠出成形也稱擠出模塑，常用來(lái)生產(chǎn)管材、棒材、片材、板材以及薄膜等。一條擠出生產(chǎn)線包括擠出成型機(jī)、擠出模具、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割或卷取裝置及控制系統(tǒng)。擠出機(jī)由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)組成。擠壓系統(tǒng)包括螺桿、料筒、料斗等。螺桿依螺槽深度不同分為加料段、壓縮段、均化段。擠出過(guò)程一般可分為三個(gè)階段：塑化階段成形階段定形階段工程塑料的成形工藝塑料擠出模具是擠出成型的關(guān)鍵工裝。它的作用是將擠出機(jī)輸送來(lái)的塑料熔體由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)；產(chǎn)生必要的成型壓力，保證制品密實(shí)；通過(guò)加熱使塑料進(jìn)一步塑化；通過(guò)口模成型所需要

9、的斷面形狀的制品。工程塑料的成形工藝5、中空成型中空成型形源于古老的玻璃吹瓶工藝，也稱吹塑成型。常用來(lái)成型包裝容器（如各種瓶、桶、箱）。中空成形可分為擠出吹塑和注射吹塑成形兩大類。擠出中空吹塑成形設(shè)備包括擠出機(jī)、管狀形坯擠出機(jī)頭、吹塑模具、合模機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分。擠出吹塑成形模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，操作容易，適于多種塑料的中空吹塑成形。缺點(diǎn)是壁厚不易均勻，需去除飛邊。工程塑料的成形工藝2、注射吹塑中空成型注射吹塑中空成型的工藝過(guò)程如圖所示。首先注射機(jī)將熔融塑料注入注射模內(nèi)形成管坯，管坯成型在周壁帶有微孔的空心凸模上，接著趁熱移到吹塑內(nèi)，然后從芯棒的管道內(nèi)通入壓縮空氣

10、使型坯吹脹并貼于模具的型腔壁上，最后經(jīng)保壓、冷卻定型后放出壓縮空氣，開模取出塑件。優(yōu)點(diǎn)是壁厚均勻無(wú)飛邊，不需后加工。多用于小型塑件大批量生產(chǎn)。工程塑料的成形工藝3、注射拉伸吹塑成型注射拉伸吹塑是將注射成型的有底型坯置于模具內(nèi)，先用拉伸桿進(jìn)行軸向拉伸后再通入壓縮空氣吹脹成型的加工方法。經(jīng)過(guò)拉伸吹塑的塑件其透明度、機(jī)械性能大為提高。典型產(chǎn)品是飲料瓶。工程塑料的成形工藝6. . 真空成形真空成形真空成形也稱為吸塑。成形時(shí)，將熱塑性塑料板（片）材夾持起來(lái)，固定在模具上，用輻射加熱器加熱，加熱到軟化溫度時(shí)，用真空泵抽去板（片）材和模具之間的空氣，在大氣壓力作用下，板（片）材拉伸變形，貼合到模具表面，冷卻

11、后定形成為塑件。7. 澆注成形澆注成形澆注成形又稱為鑄塑。將尚未聚合的原料單體（一般呈液狀或漿狀）與固化劑填充劑等按比例混合均勻，注入澆注模具的型腔中使其完成聚合反應(yīng)，固化后得到與型腔相似的塑件，這種方法稱為靜態(tài)澆注法。在這種方法的基礎(chǔ)上還發(fā)展了其它一些鑄塑成形方法，如離心澆注、流延鑄塑、搪塑、滾塑等方法。8. . 泡沫塑料的壓制成形和低發(fā)泡塑料注射成形泡沫塑料的壓制成形和低發(fā)泡塑料注射成形泡沫塑料是一種帶有許多均勻分散氣孔的塑件。工程塑料的成形工藝第三節(jié)塑件結(jié)構(gòu)工藝性塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足使用性能和成形工藝兩方面的要求。滿足使用性能就是要考慮塑件的物理、力學(xué)性能、如強(qiáng)度、剛度、彈性、絕緣性能等。

12、滿足成形工藝的要求則應(yīng)使塑件易于成形，同時(shí)還應(yīng)使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。在此我們主要討論工程中使用最多的注射成形塑件的設(shè)計(jì)，其原則也適合于壓制成形件的設(shè)計(jì)。一、形狀塑件的內(nèi)外表面應(yīng)設(shè)計(jì)得易于模塑，盡可能不采用復(fù)雜的瓣合分模與側(cè)抽芯方式。二、壁厚塑件的壁厚首先取決于塑件的使用要求，即強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、電性能、尺寸穩(wěn)定性及裝配要求等。從工藝性能方面考慮，應(yīng)盡可能使塑件的壁厚均勻，塑件的壁厚為16mm比較合適，工程上一般為24mm。三、脫模斜度脫模斜度一般為0.51.5，對(duì)于有花紋的塑件增大到45工程塑料的成形工藝四、加強(qiáng)肋加強(qiáng)肋的主要作用是增加塑件強(qiáng)度，避免塑件翹曲、變形。為了確保制件的質(zhì)量，加強(qiáng)肋不能太厚，部位要適當(dāng)。五、圓角在塑件的內(nèi)、外表面轉(zhuǎn)角處，應(yīng)采用圓角過(guò)渡，這樣可以有效地避免塑件的應(yīng)力集中，同時(shí)也避免了模具上的應(yīng)力集中。六、孔在設(shè)計(jì)塑件上各種孔的位置時(shí)，應(yīng)注意不影響塑件的強(qiáng)度，并盡量不增加模具制造的復(fù)雜性。七、螺紋塑件上經(jīng)常會(huì)有螺紋孔，螺紋可以模塑成形。八、鑲嵌零件工程塑料的成形工藝第四節(jié)澆注系統(tǒng)對(duì)塑件性能的影響澆注系統(tǒng)是塑料熔體進(jìn)入模具型腔的通道。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑件性能、外觀、成形