（中職）模具工程技術(shù)基礎(chǔ)第一章教學(xué)課件

1、YCF正版可修改PPT（中職）模具工程技術(shù)基礎(chǔ)第一章教學(xué)課件第一章 成型工藝及設(shè)備第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備第三節(jié)壓模工藝及設(shè)備第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備沖壓是金屬塑性成形的基本工藝方法之一，由于沖壓加工通常是在常溫下進行，所以又成冷沖壓。又由于沖壓加工的原材料通常為板料或帶料，因而也稱之為板料加工。在沖壓加工中，根據(jù)工件的形狀、尺寸要求以及生產(chǎn)綱領(lǐng)不同，將采用不同形狀的加工工藝方法。如果按板料的變形性質(zhì)，可將沖壓加工分為分離和成形兩大工序。也可按照工序的組合形式，將沖壓加工分為簡單工序和組合工序兩大類。一、沖壓特點及其工序分類1.沖壓的特點下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備在

2、機械制造中，沖壓技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，很多機器中的沖壓制件占有相當大的比例。沖壓工藝已成為汽車、拖拉機、電器、儀表、電子、國防工業(yè)以及日用品工業(yè)等部門的主要成形工藝之一。沖壓與其他加工方法相比較，具有以下一些特點:在壓力機簡單沖擊下，能夠獲得其他的加工方法難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜的制件;加工的制件尺寸穩(wěn)定，互換性好;材料的利用率高、廢料少，且加工后的制件強度高、剛度好、重量輕;操作簡單，生產(chǎn)過程易于實現(xiàn)機械化和自動化，生產(chǎn)效率高;在大批量生產(chǎn)的條件下，沖壓制件成本較低。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備2.沖壓工序的分類按照板料在沖壓加工中的變形力學(xué)范圍的不同，可以把沖壓加工所有的基

3、本工序(不包括特殊工序，如整形、校形;也不包括結(jié)合工序，如鉚接、咬接等)分為分離工序、成形工序和組合變形工序三大類。分離工序是使板料產(chǎn)生塑性變形而不斷裂分離，從而獲得所需形狀與尺寸之工件的沖壓工序。組合變形工序是指有多個分離工序或成形工序的沖壓工序。其中，分離工序按照其不同的變形機理可分為沖裁、整修、精密沖裁及半精密沖裁四類。成型工序按照板料變形區(qū)的力學(xué)性質(zhì)分為三類:壓縮類、拉伸類和復(fù)合類。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備(1)壓縮類成型 這是一種在胚料的變形部分以切向壓縮為主、表面積收縮變小的沖壓成型加工方法，其基本工序主要有兩種。 拉深。使金屬平板胚料外緣縮小、變成立體帶底(直壁平

4、底的筒形)零件的一種沖壓成形方法。 縮口。將管子或平板材料經(jīng)沖壓成型為空心件的毛胚口部直徑縮小的沖壓成形方法。(2)拉深類成型 這是一種在胚料的變形部位以切向拉伸為主、表面積增大的沖壓成型方法，其基本工序主要有三種。 翻邊。將金屬平板胚料或半成品工序件沿一定的輪廓線伸長，變成有豎邊邊緣零件的一種沖壓成形工序。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備 脹形。在胚料或毛胚件中間的局部位置上產(chǎn)生鼓凸伸長變形，獲得其表面積增大的零件的沖壓成形工序。 擴口。將管子或平板材料經(jīng)沖壓加工成空心件的毛胚口部直徑擴大的沖壓成形工序。(3)復(fù)合類成形 這是一種在胚料的變形部分既有以壓縮變形為主的、也有以拉伸變形為

5、主的沖壓成形加工方法，其基本工序主要有四種。 彎曲。使平板胚料或管子毛胚等按照一定的曲率或角度變形，從而獲得不封閉形狀零件的沖壓成形方法。 曲面形狀零件拉深成形。使金屬平板胚料外法蘭部分縮小、內(nèi)法蘭部分伸長，變成非直壁、非平底的空心零件的一種沖壓成形方法。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備 拉形。拉形又稱為拉彎或整體脹形，是將平板胚料兩端加緊、對胚料進行彎曲并帶有拉深變形，從而獲得曲率半徑很大的零件的沖壓成形方法。 卷邊。卷邊又稱為卷圓或卷緣。是一種將板料四周邊緣或半成品工序件的段部卷曲成接近圓筒狀的零件的沖壓成形工序。二、沖壓材料1.對沖壓所用材料的要求沖壓加工質(zhì)量不僅與沖壓工藝方案、

6、模具結(jié)構(gòu)及制造精度有關(guān)，還受沖壓材料的直接影響。為了能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的沖壓制件，必須選取合適的沖壓材料。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備沖壓所用材料，不僅要滿足制件設(shè)計的技術(shù)要求，還要滿足沖壓工藝的要求。沖壓的工藝要求主要有:應(yīng)具有良好的塑性，在變形工序中，可減少工序及中間退火次數(shù)，也要求材料具有一定的塑性;材料應(yīng)具有光潔平整、無缺陷損傷的表面狀態(tài)，加工時不易破裂，也不易擦傷模具，表面狀態(tài)好的材料，沖出的制件表面狀態(tài)也好;材料厚度的公差應(yīng)符合國家標準的規(guī)定，因為一定的模具間隙，適應(yīng)于一定厚度的材料，材料厚度的公差太大，不僅會影響制件的質(zhì)量，還可能導(dǎo)致產(chǎn)生廢品和損壞模具。上一頁 下一頁 返

7、回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備2.沖壓材料的種類沖壓生產(chǎn)最常用的材料是金屬板料，有時也用非金屬板料。金屬板料分黑色金屬板料和有色金屬板料兩種。(1)黑色金屬板料普通破素結(jié)構(gòu)鋼鋼板，常用的幾種牌號是Q195,Q215,Q235，這些牌號主要用于平板類制件或變形量小的簡單制件;優(yōu)質(zhì)破素結(jié)構(gòu)鋼鋼板，這類鋼板的化學(xué)成分和力學(xué)性能都要能得到保證，主要用于復(fù)雜形狀的彎曲件和拉深件電工硅鋼，常用的牌號有Dl l , D12, D21, D22, D32, D42，主要用于電機、電器、電子工業(yè)。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備(2)有色金屬板料黃銅板(帶)，銅鋅合金稱黃銅，常用的牌號有H62, H68，其特點

8、是有很好的塑性和較高強度及杭腐蝕性，其中H62適用于沖壓件、彎曲件和淺拉深件，H68適用于深拉深件;鋁板(帶)，銘的比重小，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，塑性也好。常用的有1060,1050A,1200，廣泛用于航空、儀表和無線電工業(yè)，主要用來制作耐腐蝕制件和作為導(dǎo)電材料;非金屬材料有紙板、膠木板、橡膠、塑料板和纖維板等。(3)沖壓用材料的形狀和規(guī)格 沖壓材料有金屬材料和非金屬材料兩種，金屬材料的購入形式多為板料或帶料。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備板料，除了按需要選擇不同的厚度外，板料的大小有不同的規(guī)格，如800 mm 1 600mm,900 mm 1 800 mm,1000mm 2 000mm

9、,l 000 mm 1 800 mm等，適用于批量生產(chǎn)，使用時，需根據(jù)需要剪成一定的寬度使用，多用于大型制件的沖壓;帶料或稱卷料，可用于大批量沖壓生產(chǎn)，根據(jù)材料、厚度不同而有不同寬帶尺寸，長度可達幾百米，寬度在300mm以下，主要用于薄料，適用于大批量生產(chǎn)的自動送料裝置，適合與機械化自動化程度較高的場合，可提供材料利用率，但通常開卷后須經(jīng)平整后才能使用。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備三、沖壓的設(shè)備用作沖壓加工的設(shè)備簡稱為沖壓設(shè)備，包括曲柄壓力機和其他壓力機。1.曲柄壓力機曲柄壓力機是通過曲柄滑塊機構(gòu)將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)闆_壓生產(chǎn)所需要的滑塊直線往復(fù)運動的一種沖壓設(shè)備，在沖壓生產(chǎn)中廣

10、泛用于沖裁、彎曲、拉深及成形等工序。因此，曲柄壓力機是沖壓設(shè)備中最基本和應(yīng)用最廣泛的設(shè)備。(1)曲柄壓力機的基本結(jié)構(gòu) 圖1 -1和圖1 -2所示為JB23 - 63型曲柄壓力機的外形圖和工作原理圖。由圖可知，曲柄壓力機由以下部分組成:上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備工作機構(gòu)，即曲柄滑塊機構(gòu)(亦稱曲柄連桿機構(gòu))，它由曲軸7、連桿9,滑塊10等工作零件組成，其作用是實現(xiàn)將曲柄的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運動，由滑塊帶動模具工作;傳動系統(tǒng)，包括帶傳動2與3,齒輪傳動4與5等機構(gòu)，起能量傳遞和速度轉(zhuǎn)換作用;操縱系統(tǒng)，包括離合器6、制動器8等部件，用以控制工作機構(gòu)的運轉(zhuǎn)和停止;能源部分，包括電

11、動機1、飛輪，用以提供動力并儲存能量;支承部分，主要指機身15，它把壓力機所有部件連接成一個整體。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備(2)曲柄壓力機的型號及分類曲柄壓力機的型號是按照鍛壓機械的類別、列別和組別編制的。例如JA23一63A，各符號意義如下:上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備用曲柄壓力機的分類方法較多，常用的方法有:按壓力機公稱壓力分類可分為小型曲柄壓力機、中型曲柄壓力機和大型曲柄壓力機。按曲柄形式分類可分為偏心壓力機和曲軸壓力機。按機身結(jié)構(gòu)形式分可分為開式壓力機和閉式壓力機，如圖1-3所示。開式壓力機的機身呈“C”形，如圖1-3 (a),(b),(c)所示，其機身前面

12、和左右均敞開，操作空間大。但機身剛度差，受載后易變形，影響制件精度和模具壽命，因此，只適用于中、小型壓力機。閉式壓力機的機身為框架結(jié)構(gòu)，如圖1-3(d)所示。其機身前后敞開，兩側(cè)封閉，機身剛度大，適合于大、中型壓力機。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備(3)曲柄壓力機的技術(shù)參數(shù) 公稱壓力。壓力機滑塊的壓力在全行程中不是一個常數(shù)，而是隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化而不斷地變化。如圖1 -4所示為壓力機的許用壓力曲線。公稱壓力是指滑塊運動到離下止點前某一特定距離或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下止點前某一特定角度時滑塊上所允許承受的最大作用力。 滑塊每分鐘沖壓次數(shù)?；瑝K由上止點到下止點往復(fù)一次為一個行程數(shù)，即一次沖壓。 滑

13、塊行程?；瑝K行程是指滑塊在曲軸旋轉(zhuǎn)一周時從上止點到下止點所經(jīng)過的距離，其數(shù)值一般是曲柄半徑的兩倍。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備 閉合高度。滑塊在下止點時，滑塊下底面到工作臺上平面之間的距離。當壓力機處于閉合狀態(tài)時，將連桿調(diào)節(jié)到最短時的閉合高度為最大閉合高度;反之為最小閉合高度。 工作臺面尺寸。其決定了安裝模具下模座的尺寸范圍，工作臺孔徑尺寸決定了模具下模漏落制件或允許尺寸及安裝彈頂機構(gòu)的尺寸。 封閉高度及封閉高度調(diào)節(jié)量。封閉高度是指滑塊在下止點時，滑塊底面到工作臺上表面的距離。當滑塊調(diào)整到上極限位置時，封閉高度達最大值，為最大封閉高度。相反，當滑塊調(diào)整到下極限位置時，其封閉高度為最

14、小封閉高度，二者差值為封閉高度調(diào)節(jié)量。 其他參數(shù)。主要包括壓力機工作臺面尺寸、滑塊底面尺寸、漏料孔尺寸及模柄孔尺寸等。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備(4)壓力機的選擇壓力機的選用，主要包括選擇壓力機類型和確定壓力機規(guī)格兩項內(nèi)容。 選擇壓力機的類型。對于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件，多選用“C”型床身的開式壓力機;對大中型或精度較高的沖壓制件，應(yīng)選用閉式及多點壓力機;對校平、校正彎曲、整形等沖壓工藝，應(yīng)選用具有較高強度和剛度的壓力機。 選用壓力機規(guī)格。確定壓力機規(guī)格應(yīng)遵循下列原則:壓力機的公稱壓力應(yīng)大于沖壓工序所需的壓力，當進行彎曲或拉深時，還應(yīng)注意所選用的壓力機的許可壓力曲線在曲軸全

15、部轉(zhuǎn)角內(nèi)高于沖壓變形力曲線;壓力機滑塊行程應(yīng)滿足制件在高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具上取出來;上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備壓力機的封閉高度、工作臺面尺寸和滑塊尺寸等應(yīng)滿足模具的正確安裝;滑塊每分鐘的沖擊次數(shù)，應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求;一般情況下，可不必考慮功率，但在采用斜刃沖裁或深拉深等其他情況時，應(yīng)校核電動機的功率是否大于沖壓時所需的功率。2.其他壓力機簡介(1)精沖壓力機。隨著沖壓技術(shù)的發(fā)展，對一些精度要求高的沖壓件可通過精密沖裁(簡稱精沖)獲得。精沖壓力機就是用于精密沖裁的專用壓力機。 精沖壓力機的性能特點。精沖壓力機主要用于齒圈壓板精沖模對材料進行精

16、密沖裁加工。其性能特點是:能提供沖裁力、壓邊力和反壓力;精沖過程的速度可以調(diào)節(jié)，目前合適的沖裁速度為550mm/s ;滑塊有很高的導(dǎo)向精度和剛度;滑塊限位精度高;電動機功率大;有可靠的模具保護裝置。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備 精沖壓力機的類型。按主傳動的結(jié)構(gòu)不同分為機械式和液壓式。目前小型精沖壓力機多采用機械式，大型精沖壓力機多采用液壓式?？倝毫Υ笥?200kN的一般為液壓式。按主傳動和滑塊的位置分為上傳動式和下傳動式。傳動系統(tǒng)在壓力機下部的稱為下傳動式。下傳動式精沖壓力機結(jié)構(gòu)簡單，維修及安裝方便，所以目前多數(shù)精沖壓力機采用下傳動式。按滑塊的運動方向分為立式和臥式。立式精沖壓力機

17、的結(jié)構(gòu)緊湊，裝模和操作方便，所以目前絕大多數(shù)精沖壓力機為立式。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備(2)高速壓力機。高速壓力機是應(yīng)大批量的沖壓生產(chǎn)需要而產(chǎn)生的。高速壓力機是指滑塊每分鐘行程次數(shù)一般為相同公稱壓力通用曲柄壓力機的59倍的一種壓力機。 高速壓力機的性能特點?；瑝K行程次數(shù)高;滑塊的慣性大;設(shè)有緊急制動裝置;采用送料精度高的送料裝置;增設(shè)減振和消聲等裝置。 高速壓力機的類型。高速壓力機按機身結(jié)構(gòu)分為開式、閉式和四柱式;按連桿數(shù)分為單點式和雙點式;按傳動方式分為上傳動式和下傳動式。目前多采用閉式雙點結(jié)構(gòu)的高速壓力機，一般用于卷料的級進沖壓。從工藝用途和結(jié)構(gòu)特點上分類，高速壓力機可分為

18、用于沖裁的高速壓力機和用于沖裁、成形和淺拉深的高速壓力機。前者的行程很小，行程次數(shù)很高;后者正好相反。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備四、沖壓主要工藝1.沖裁工藝沖裁是利用模具使板料沿一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。沖裁是沖壓工藝中最常見、應(yīng)用最多的工藝。沖裁工藝種類很多，常用的有剪裁、沖孔、落料、切口、修邊等。但一般來說，沖裁工藝包括落料、沖孔、切口、切邊等工序，其中以落料、沖孔應(yīng)用最為廣泛。(1)沖裁過程 圖1 -6所示為沖裁示意圖凸模1與凹模3具有鋒利的刃口，且相互之間保持均勻合適的間隙。沖裁時，凸模下行，穿過板料進入凹模，使工件和板料分離而完成沖裁工作。上一頁 下一頁 返

19、回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備板料的分離過程是在瞬間完成的。其變形過程可分為下面三個階段(圖1-7): 彈性變形階段。如圖1-7(a)所示，板料在凸模壓力作用下，板料首先產(chǎn)生彈性壓縮和彎曲等復(fù)雜變形，并略有擠入凹模洞口的情況。板料與凸、凹模接觸處形成很小的圓角，這時板料內(nèi)應(yīng)力尚未超過材料的彈性極限。由于凸、凹模之間存在間隙，板料同時受到彎曲和拉伸的作用，凸模下的板料產(chǎn)生彎曲，凹模上的板料開始上翹。 塑性變形階段。如圖1-7(b)所示，凸模繼續(xù)下壓，壓力增加，當材料內(nèi)部應(yīng)力達到屈服點時，并將下部材料擠入凹模孔內(nèi)，板料在凸、凹模刃口附近產(chǎn)生塑性剪切變形，形成剪切斷面。剪切面的邊緣部分，會出現(xiàn)圓角，這是由于

20、凸、凹模間隙的作用。隨著凸模的繼續(xù)向下，變形區(qū)向板材的深度往下發(fā)展，應(yīng)力增大，直到材料產(chǎn)生微小裂紋為止。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備 斷裂分離階段。如圖1 -7(c)所示，隨著凸模繼續(xù)下壓入，凸、凹模刃口附近出現(xiàn)的微小裂紋不斷向材料內(nèi)部擴展。若上下裂紋重合時(在合理間隙的情況下)，板料隨即被拉斷分離。由于拉斷的結(jié)果，斷面上形成一個粗糙的區(qū)域。當凸模再下行，沖落部分將克服摩擦阻力被從板材中推出來，全部擠入凹模洞口，沖裁過程結(jié)束。(2)沖裁件質(zhì)量分析沖裁件質(zhì)量主要是指尺寸精度、斷面質(zhì)量、形狀誤差。 沖裁模間隙。當間隙較大時，材料所受拉伸作用增大，沖裁結(jié)束后，因材料的彈性恢復(fù)，使沖孔件的

21、尺寸增大，落料件的尺寸變小;當間隙較小時，材料受凸、凹模及擠壓力大，壓縮變形大，沖裁完畢后材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備 剪切面的特征。板料沖裁以后，被凸模和凹模剪切的側(cè)面稱為沖裁件的剪切面。當凸、凹模間隙合理時，剪切面可分為四個部分。一般地說，若沖裁件的塌角不大，光亮帶的厚度合適，并且各處的高度均勻，剪裂帶的錐度小，毛刺小，則認為沖裁件的斷面質(zhì)量好。 尺寸精度。沖裁件的剪切面一般以光亮帶的尺寸(即沖孔件以孔的最小尺寸，落料件以外形的最大尺寸)作為沖裁件尺寸。但用同一副模具沖出來的制件彼此之間相差小，尺寸的一致性好。 剪切面的表面

22、粗糙度。一般沖裁以后的剪切面分為幾個部分，剪切面不整齊，表面粗糙度數(shù)值大。板料越厚剪切面越粗糙。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備(3)沖裁件的工藝性 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。在一般情況下，對沖裁件工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、形位公差及技術(shù)要求等。沖裁件的工藝性合理與否，影響到?jīng)_裁件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)率等，設(shè)計中應(yīng)盡可能提高其工藝性。沖裁件的形狀應(yīng)簡單、對稱，適合于排樣，沖壓制件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。避免沖裁件上有過長的懸壁和窄槽，懸臂和槽的寬度一般應(yīng)大于1. 5t深度應(yīng)小于寬度的5倍，以免模具強度和剛度不足。沖裁件的內(nèi)

23、外轉(zhuǎn)角處避免尖角，應(yīng)以圓角過渡。沖孔時，為保證凸模有足夠的強度和剛性，其孔距、孔徑、孔邊距等尺寸不能過小。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備2.彎曲工藝彎曲件的工藝性是指彎曲件的形狀尺寸、材料的選用及技術(shù)要求等是否適合于彎曲加工的工藝要求。彎曲件的結(jié)構(gòu)合理，可以簡化工藝過程，并可提高彎曲件的公差等級。良好的工藝性是保證彎曲加工順利進行的重要因素。(1)彎曲變形 圖1 -11所示為彎曲V形件的變形過程。在彎曲的開始階段，坯料呈自由彎曲;隨著凸模的下壓，坯料與凹模工作表面逐漸靠緊，彎曲半徑由r0變?yōu)閞1，彎曲力臂也由l0變?yōu)閘1;凸模繼續(xù)下壓，坯料彎曲區(qū)逐漸減小，直到與凸模三點接觸，這時的曲

24、率半徑已由r1變成了r2;此后，坯料的直邊部分則向與以前相反的方向彎曲;到行程終了時，凸凹模對坯料進行校正，使其圓角、直邊與凸模全部靠緊。上一頁 下一頁 返回第一節(jié)沖壓工藝及設(shè)備(2)彎曲變形特點在彎曲區(qū)域內(nèi)，纖維沿厚度方向變形是不同的，即彎曲后，內(nèi)側(cè)的纖維受壓縮而縮短，外側(cè)的纖維受拉伸而伸長，在內(nèi)、外側(cè)之間存在著纖維既不伸長也不縮短的中間層;從彎曲件變形區(qū)域的橫斷面來看，窄板(B 2t )斷面仍為矩形，如圖1-12所示;彎曲變形只發(fā)生在彎曲件的圓角附近，直線部分不產(chǎn)生塑性變形。上一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備一、塑料及模塑成型設(shè)備(一)塑料的定義及組成1.塑料的組成塑料是一種以高分

25、子合成樹脂為主要成分，在一定的溫度和壓力下具有可塑性和流動性，可被模塑成一定形狀和尺寸的制品，是一種當外力去除后，在常溫狀態(tài)下仍能保持其形狀不變的材料。塑料的組成以高分子合成樹脂為主要原材料，基本性能主要取決于合成樹脂本身，為了改善塑料的使用性能和加工性能，或為了降低材料的成本，需要加入各種輔助材料。塑料的使用性能和加工性能主要取決于高分子樹脂的分子結(jié)構(gòu)。下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備2.塑料的分類(1)塑料按其用途可分為通用塑料、工程塑料、耐高溫塑料和特殊用途塑料四大類工程塑料一般指強度高、硬度大、耐磨并可代替金屬用作工程材料的一類塑料。如聚酞胺(尼龍)、聚甲醛、聚碳酸醋等。通用

26、塑料指產(chǎn)量大、用途廣、價格低廉的一類塑料，它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、氨基塑料、酚醛樹脂6種，產(chǎn)量約占塑料總量的80% 。特殊用途的塑料如環(huán)氧樹脂可作為赫結(jié)劑，離子交換樹脂可凈化水，吸附水中的正、負離子。耐高溫塑料主要有氟塑料、硅塑料，用于航天飛船、火箭、導(dǎo)彈等。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備(2)塑料按其分子結(jié)構(gòu)的不同，可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。固性塑料具有網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，在受熱條件下，材料先軟化，然后內(nèi)部發(fā)生化學(xué)變化，分子結(jié)構(gòu)由線型或支鏈型變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并固化成型，再進行加熱也不能使其軟化。這類塑料不能重復(fù)使用。熱塑性塑料具有線型或支鏈型分子結(jié)構(gòu)

27、，這類塑料在加熱時，物料形態(tài)由固態(tài)逐漸軟化熔融成赫流狀態(tài)，冷卻后又可固化成固體狀態(tài)。這種變化是可逆的，并可以多次反復(fù)而始終具有可塑性，所以這種塑料可回收反復(fù)使用;但是，如果在加熱時，溫度過高，或加熱時間過長，則材料將被破壞。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備3.塑料的性能與金屬材料相比。塑料有如下特性:(1)質(zhì)量輕；(2)強度高；(3)耐腐蝕性能好；(4)良好的透明性；(5)電絕緣性好。除此之外還有耐磨、耐高溫、氣密性好等優(yōu)良性能。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備4.塑料的用途塑料具有優(yōu)良的綜合性能，其發(fā)展速度很快，塑料的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大，從日常生活到我們

28、工作的各個行業(yè)都在應(yīng)用塑料制品。 (1)工業(yè)方面建筑業(yè):天花板、地板、裝飾板、門窗等;機械制造業(yè):齒輪、包輪、軸承、軸瓦等;化學(xué)工業(yè):閥門、管道、儲存罐等;電子工業(yè):電線、電纜、儀表外殼等。 (2)醫(yī)療衛(wèi)生方面各種醫(yī)療器械以及醫(yī)療上用的人造血管、心臟、假牙等都在應(yīng)用塑料制品。 (3)國防工業(yè)方面各種武器上都有塑料制品的應(yīng)用，如地雷外殼、槍托、火箭、導(dǎo)彈等。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備(二)塑料的模塑成型設(shè)備塑料的模塑成型以注射成型為主，通過注射機完成塑模。注射機的主要作用是將顆粒的或粉狀的塑料經(jīng)加熱的料筒塑化成熔融狀態(tài)的塑料(赫流態(tài)塑料)，并在螺桿或柱塞的作用下將這些塑化

29、好的塑料注入模腔內(nèi)并保壓，還能將模具開啟、閉合、鎖緊和將制品推出。1.注射機的分類按操作方式分為自動、半自動和手動注射機。按塑化和注射方式分為柱塞式、螺桿式和螺桿塑化柱塞注射式注射機。按用途分為加工一般熱塑性塑料制品的通用注射機和專用注射機。按外形分為立式、臥式、角式注射機等。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備2.注射成型機的結(jié)構(gòu)組成在注射加工的工作循環(huán)中，注射機需要完成塑化、注射、模具的開啟與閉合等基本過程。因此，一臺普通型的注射機主要由注射裝置、合模裝置、液壓傳動和電氣控制系統(tǒng)等組成。(1)合模裝置它的作用是實現(xiàn)模具的啟閉，保證注射時模具可靠地鎖緊和開模后制品的推出。(2)

30、注射裝置它是注射機最主要的部分，其作用是將各種形態(tài)的塑料均勻地熔融塑化，并以足夠的壓力和速度將一定量的熔料注射到模具的型腔內(nèi)，當熔料充滿模具的型腔后，仍需保持一定的壓力和作用時間，使其在合適的壓力作用下冷卻定型。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備(3)電氣控制系統(tǒng)與液壓傳動液壓傳動和電氣控制系統(tǒng)的作用是保證注射機按工藝過程的動作程序和預(yù)定的工藝要求(注射量、注射壓力、速度、溫度時間等)準確有效地工作，并且二者相互配合，對注射機提供動力和實現(xiàn)控制。3.注射機的型號、規(guī)格、參數(shù)及選用原則(1)型號規(guī)格 我國注射機的型號由表示機器類型特征的漢語拼音字母和表示機器規(guī)格的阿拉伯數(shù)字組成。

31、注射機的規(guī)格由于所選擇的參數(shù)不同，可有三種表示方法:以注射量表示;以合模力與注射量表示;用合模力表示，我國目前用第種表示方法，國際上采用的是第種表示方法。(2)基本參數(shù)及選用原則上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備注射壓力。注射壓力是指螺桿施加于料筒中熔融塑料上單位面積的壓力(MPa )。它用來克服熔料從料筒中注入模腔所遇到的一切阻力，并使制品有一定的密度。注射壓力的選取很重要。注射壓力過高，制品可能產(chǎn)生毛邊和脫模困難，制品應(yīng)力較大，甚至造成廢品;注射壓力過低，則熔料不易充滿模腔。最大注射量。它是指注射螺桿(或柱塞)做一次最大注射行程(S)時，注射裝置所能達到的最大注射量。它反映

32、了注射機的加工能力，標志著一次所能生產(chǎn)的塑料制品的最大量，所以經(jīng)常用它來代表注射機的規(guī)格名稱。選擇注射機時，必須保證成型塑料制品所需塑料的熔融量(包括模內(nèi)澆注系統(tǒng)和飛邊在內(nèi))小于注射機允許的最大注射量。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備鎖模力。鎖模力是指注射機的合模裝置對模具所能施加的最大夾緊力。熔融塑料是在高壓下注入型腔的，雖然流經(jīng)料筒、噴嘴和模具的澆道以后有一部分壓力損失，但仍具有相當大的壓力，該壓力通常稱為型腔壓力。型腔壓力的大小取決于注射壓力、噴嘴形式以及熔料赫度、制品形狀等。型腔壓力有頂開模具的趨勢，為了保證注射成型過程中模具不致被頂開而產(chǎn)生溢邊，必須有足夠的鎖模力，

33、計算公式如下: FKpA上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備注射速度。注射時，為了使熔料及時充滿模腔，熔料除了應(yīng)具有足夠注射壓力外，還必須有一定的流速。注射速度的快慢直接影響制品的質(zhì)量和機器的生產(chǎn)率。模具與注射機合模部分的相關(guān)尺寸。模具外形尺寸與注射機拉桿間距。安裝模具的外形尺寸應(yīng)小于注射機的拉桿間距L，否則模具無法安裝;同時模具的座板尺寸不應(yīng)超過注射機的模板尺寸。模板間最大開距SK是指定模板與動模板之間能分開的最大距離(包括調(diào)模行程在內(nèi))，它是關(guān)系到機器所能加工制品高度的參數(shù)，為使成型制品方便地取出，模板間最大開距SK一般為制品最大高度的3 4倍。 SK=(34)h上一頁 下一

34、頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備二、塑料制品與模塑工藝良好的塑料制品工藝性是獲得合格制品的前提，也是模塑工藝得以順利進行和塑料模具達到合格要求的基本條件。因此，塑料制品的設(shè)計不僅要滿足使用要求，而且還要符合成型工藝特點，并盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡化。這樣才能既保證成型工藝穩(wěn)定，提高制品質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)率，降低成本。設(shè)計塑料制品時必須充分考慮以下因素:模塑方法。采用不同的模塑方法，對制品的工藝性要求也有所不同。本書所講的成型工藝主要針對注射成型、壓制成型及壓注成型而言。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備塑料的性能。塑料制品的尺寸、公差、結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)與塑料的物理性能、力學(xué)性能和工藝

35、性能等相適應(yīng)。模具結(jié)構(gòu)及加工工藝性。塑料制品形狀應(yīng)有利于簡化模具結(jié)構(gòu)，盡量避免側(cè)抽芯機構(gòu)，還要考慮模具零件尤其是成型零件的加工工藝性。塑料制品設(shè)計的主要內(nèi)容是尺寸、公差、表面質(zhì)量和結(jié)構(gòu)形狀等。(一)塑料制品的尺寸、精度和表面質(zhì)量1.尺寸這里的尺寸是指塑料制品的最大外形尺寸，而不是壁厚度、孔徑等結(jié)構(gòu)尺寸。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備設(shè)計塑料制品的最大外形尺寸應(yīng)考慮兩方面的問題。一方面是考慮塑料的流動性，對于流動性差的塑料或薄壁制品在進行注射成型和壓制成型時，制品尺寸不宜過大，以免熔體不能充滿型腔或形成熔接痕，從而影響制品的外觀和強度。另一方面是考慮成型設(shè)備的有關(guān)參數(shù)是否允許

36、。注射成型制品尺寸受注射機的最大注射量、鎖模力和模板尺寸的限制，壓制成型制品尺寸受壓力機最大壓力及壓力機工作臺面最大尺寸的限制。 2.精度上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備影響塑料制品尺寸精度的主要因素首先是模具成型零件的制造和裝配誤差、使用中的磨損和塑料收縮率的波動;其次是成型工藝條件的變化、塑料制品的形狀和飛邊厚度，脫模斜度及成型后制品的尺寸變化等也會影響制品的尺寸精度。由于影響塑料制品精度的因素較多，因此，塑料制品的尺寸精度往往不高，應(yīng)在滿足使用要求的前提下盡可能地選用低精度等級。3.塑料制品的表面質(zhì)量塑料制品的表面質(zhì)量包括有無斑點、條紋、凹痕、變色等缺陷，還有表面光澤性

37、和表面粗糙度等。表面缺陷必須避免，表面光澤性和表面粗糙度應(yīng)根據(jù)塑料制品使用要求而定。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備對透明制品光澤性和粗糙度有嚴格要求。對不透明制品外表面質(zhì)量要求較高，而內(nèi)表面則可根據(jù)使用情況適當?shù)鸵恍Ｒ话隳＞弑砻娲植诙缺戎破芬蟾咭患墶?二)塑料制品的幾何形狀1.塑料制品的形狀制件的形狀應(yīng)盡量簡單、便于成型。在保證使用要求前提下，力求簡單、便于脫模，盡量避免或減少抽芯機構(gòu)，便于成型，且能提高生產(chǎn)效率。盡量避免與開模方向垂直的表面有凹痕、凸痕或孔，否則需采用瓣合模或側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，不僅使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還會在制品分型面處留下痕跡或飛邊。上一頁 下一頁 返回第

38、二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備當塑料制品側(cè)壁有較淺的環(huán)形凹槽(或外凸)并允許帶有圓角時，可采用整體式凸模(或凹模)結(jié)構(gòu)，利用塑料在脫模溫度下具有足夠彈性的特性，用強制脫模方式脫模來簡化模具結(jié)構(gòu)。如實際生產(chǎn)中，很多帶螺紋的瓶蓋都是用上述方法成型的。塑料制品的形狀還要有利于提高其本身的強度和剛度，防止變形。為此薄壁容器的底和蓋最好設(shè)計成球面、拱形曲面，如圖1-16 (a)和圖1-16(b)所示的形狀，可大大增強制品的剛度。容器的邊緣加強可采用如圖1-16(c)所示，增設(shè)凸緣或翻邊等形狀，來提高制品的強度并減少變形。2.塑料制品的壁厚度及脫模斜度上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備塑料制

39、品壁厚度的確定要考慮使用要求和成型工藝要求，在使用上要求壁厚度應(yīng)具有足夠的強度和剛度，脫模時能承受脫模機構(gòu)的沖擊和振動，裝配時能承受緊固力。在成型時從工藝上考慮塑料制品壁厚度既不能太薄又不能過厚。壁厚度太薄，則強度、剛性差，不能滿足使用要求，而且還會增大充模阻力甚至充不滿模。但壁厚度也不宜過大，否則用料太多，不但增加成本，而且還增加成型時間和冷卻時間，降低生產(chǎn)率。另外壁厚度過大，也容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹痕、翹曲等缺陷，對于熱固性塑料還可能造成固化不足。還應(yīng)注意同一制品的壁厚度應(yīng)力求均勻，以防止因固化或冷卻速度不均而引起制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致制品產(chǎn)生翹曲，甚至開裂。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及

40、模塑成型工藝及設(shè)備為了便于塑料制品從模具中脫出，并防止脫模時擦傷制品表面，在與開模方向平行的塑料制品表面均應(yīng)有合理的脫模斜度。其斜度的大小取決于塑料的收縮率、塑料制品的形狀、壁厚度及其部位等。斜度的取向如圖1-18所示。一般情況下，脫模斜度為30130。當塑料制品有特殊要求或精度要求較高時，應(yīng)選用較小的斜度;沿開模方向塑料制品尺寸較大的部位，也宜選用較小的斜度;塑料制品形狀復(fù)雜，厚壁及不易脫模時，應(yīng)取較大的斜度;側(cè)面有皮革花紋或加強肋的制品，斜度取得更大。在開模時，為了讓塑料制品留在模具的某一側(cè)，則應(yīng)將該側(cè)的成型零件的斜度做得小一些，而另一側(cè)斜度稍大一些。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成

41、型工藝及設(shè)備3.塑料制品的加強肋、支撐面圓角等注意事項為了確保塑料制品的強度和剛度而又不使塑料制品的壁厚度過大，最好的辦法是在塑料制品的適當位置設(shè)置加強肋。但加強肋的尺寸不宜過大，應(yīng)以矮一些，多一些為好。加強肋的尺寸如圖1-19所示。加強肋的布置還應(yīng)避免塑料的局部集中，而造成局部產(chǎn)生縮孔或氣泡。容器底部的加強肋高度不應(yīng)與塑料制品支撐面平齊，應(yīng)有大于0. 5mm的間隙，如圖1-20所示。當塑料制品需要以一個面作為支撐時，以整個底面作為支撐是不合理的。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備塑料制品上的轉(zhuǎn)角處，除了使用上要求必須采用尖角以外，均應(yīng)采用圓弧過渡。目的在于避免尖角處應(yīng)力集中，

42、提高強度，增強塑料制品的美觀性，有利于熔體充模時的流動。此外，塑料制品的圓角也對應(yīng)模具的圓角，使模具在淬火或使用中不致因應(yīng)力集中而開裂。對于塑料制品上的某些部位如分型面部位、型芯與型腔配合處及型腔的特殊鑲拼部位等不便做成圓角的，則必須采用尖角。4.塑料制品上孔的設(shè)計塑料制品上常見的孔有通孔、盲孔、形狀復(fù)雜的孔、螺紋孔等。這些孔均可模塑成型，但形狀復(fù)雜的孔，模具制造困難，成本較高?？椎脑O(shè)置盡量采用模塑工藝上易于成型的孔。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備另外，還要考慮孔應(yīng)設(shè)置在不削弱塑料制品強度的地方，在孔與孔之間和孔與邊緣之間應(yīng)留有足夠的距離，如圖1 -22 ( a) 所示。塑

43、料制品上固定用孔和其他受力孔的周圍可設(shè)計一凸緣來加強，如圖1 -22(b),(c)所示。還要注意孔的成型深度L與孔徑D的比不要過大，尤其是直徑小于1.5mm的孔，成型時容易彎曲折斷，用后加工方法(鉆孔)較為合適，精度也容易保證。若在成型時先成型出鉆孔的位置底孔，就更方便了。5.塑料制品上的螺紋設(shè)計直接模塑成型的螺紋時，應(yīng)注意以下問題:塑料螺紋盡量采用粗牙普通螺紋;螺紋孔的外徑一般不得小于2mm，螺紋的精度不高于IT8級;如果不考慮塑料的收縮值時，則塑料螺紋與金屬螺紋的配合長度一般不大于螺紋直徑的1. 52倍。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備為了使塑料制品上的螺紋始端和末端在使

44、用中不致崩裂或變形，其始、末端應(yīng)按如圖1 - 23所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即螺紋的始端和末端均不應(yīng)突然開始和結(jié)束，而應(yīng)有過渡部分Z，其Z值可按如表1-5所示選取，在過渡長度內(nèi)，螺紋是逐步起始和消失的。同一制品又在同一軸線上有兩段螺紋時，應(yīng)使兩段螺紋的旋向相同，螺距相等，以便于用一個螺紋型芯成型。6.帶嵌件的塑料制品在塑料制品內(nèi)嵌入金屬或非金屬零件而與其形成不可拆卸的連接，即稱所嵌入的零件為嵌件。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備在塑料制品中放入嵌件的目的，有的是為了增強塑料制品的局部強度、硬度、耐磨性或?qū)щ娦?、?dǎo)磁性，還有的是為了增加制品尺寸和形狀的穩(wěn)定性，或為了降低某些塑料的消耗及滿

45、足其他的要求等。帶嵌件的塑料制品在實際中經(jīng)常遇到，如各種電器的插頭、帶塑料把柄的維修工具等。嵌件的形狀可以是圓筒、圓柱、螺桿、細長桿或板形、片形等形狀。加工帶嵌件塑料制品應(yīng)注意的主要問題是:嵌件與塑料制品的可靠連接問題，成型過程中嵌件的定位及保證塑料制品的強度等問題。(1)嵌件在模具中的定位與固定 為防止成型時因料流的沖擊或合模振動而使嵌件發(fā)生歪斜或移動，嵌件在模具中必須保證準確的定位和牢靠的固定，并且成型時塑料還不要擠入嵌件的預(yù)留孔中或螺紋槽中。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備圓柱形嵌件一般可采用插入模具相應(yīng)孔中的方法來定位，如圖1-24所示。對于不通孔的螺紋嵌件，可利用其

46、內(nèi)孔定位，即將其內(nèi)孔插入模具中專設(shè)的定位桿上，如圖1-25 (a)所示;也可采用外凸臺或內(nèi)凸臺與模具中的孔配合，如圖1-25(b),(c)所示;對于通孔的螺紋嵌件，可將其擰在帶有外螺紋的定位桿上，如圖1-25(d)所示，頂出時將該定位桿一起頂出，再進行模外拆卸定位桿。(2)嵌件與塑料制品的可靠連接 嵌件嵌入塑料制品的部分必須保證嵌件受力時不轉(zhuǎn)動不拔出，這主要通過嵌件的外部結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備(3)嵌件周圍塑料層的厚度 設(shè)置嵌件會在其周圍塑料中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的大小與塑料特性、嵌件材料和塑料膨脹系數(shù)差異及嵌件的形狀有關(guān)，內(nèi)應(yīng)力過大會導(dǎo)致塑料制品開裂

47、。嵌件周圍塑料層的厚度越厚，則塑料制品因內(nèi)應(yīng)力開裂的可能性就越小，因此，嵌件周圍必須有足夠的塑料層厚度。此外，嵌件的周邊要避免出現(xiàn)尖角，以減少塑料冷卻時產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中。生產(chǎn)帶嵌件的塑料制品，雖然可以增加塑料制品的某些性能，但也會降低生產(chǎn)率，增加勞動強度，因此，能避免的嵌件還是應(yīng)盡可能不用或者采用裝配的辦法在成型后裝入。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備7.塑料制品的花紋、標記、符號及文字塑料制品上的花紋一方面是使用需要，一方面則是為了裝飾。其設(shè)計的基本原則是易于成型和脫模，便于模具制造。因此，紋向應(yīng)與脫模方向一致。塑料制品上的標記、符號和文字有三種不同的結(jié)構(gòu)形式:第一種制品

48、上為凸字，如圖1 28 (a)所示，模具上為凹字，這種形式制模方便，但使用中制品上的凸字容易損壞;第二種制品上為凹字，如圖1-28(b)所示，使用時不容易損壞，而且凹字可以填上各種顏色的油漆，使字跡鮮明好看，但模具上的字是凸起的，采用機械加工較麻煩;第三種為凹坑凸字，即在制品的凸字周圍做成帶有凹坑的裝飾框，如圖1-28(c)所示，這樣可以綜合上面兩種方法的優(yōu)點而克服其缺點。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備(三)注射成型工藝注射成型是指有一定形狀的模型，通過壓力將熔溶狀態(tài)的膠體注入模腔而成型，工藝原理是:將固態(tài)的塑膠按照一定的熔點熔化，通過注射機器的壓力，用一定的速度注入模具內(nèi)

49、，模具通過水道冷卻將塑膠固化而得到與設(shè)計模腔一樣的產(chǎn)品。塑料制品的成型方法有注射成型、壓縮成型、壓注成型、中空吹塑等，其中注射成型工藝應(yīng)用最廣泛。1.注射成型工藝過程注射成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粉料或粒料從注射機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為赫流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的壓力推動下，高速通過機筒前端的噴嘴注射進入模具型腔，經(jīng)冷卻定型后便可獲得具有一定形狀和尺寸的塑料制品。其成型工藝過程如圖1-29所示。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備主要工序:(1)加料 預(yù)塑隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，料斗中的塑料不斷被加入料筒中，并連續(xù)向前輸送，在輸送過程中，物料

50、被壓實，同時在料筒外加熱和螺桿剪切熱的作用下，塑料被逐漸塑化成黏流態(tài)向螺桿頭部聚集，并建立起一定的壓力。當螺桿頭部的壓力達到能克服注射活塞后退的阻力(背壓)時，螺桿則邊轉(zhuǎn)動邊后退，致使螺桿前端的熔料逐漸增多，當達到所需要的注射量時，螺桿即停止轉(zhuǎn)動和后退。到此，加料塑化完畢，如圖1-29(c)所示。(2)合模 注射加料預(yù)塑完成后，合模裝置啟動，使模具閉合。繼而注射座前移，當噴嘴緊貼模具后，注射油缸通入壓力油，使螺桿按工藝要求的壓力和速度向前移動，將熔料注射到模腔內(nèi)，如圖1-29(a)所示。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備(3)保壓 冷卻當熔料充滿模腔后，在一段時間里仍需螺桿對熔

51、料保持一定壓力，以防止型腔中熔料的倒流，并向型腔補充因塑料冷卻收縮所需要的物料，如圖1-29(b)所示。保壓結(jié)束后，制品在型腔內(nèi)繼續(xù)冷卻時，螺桿則可以進行下一個工作循環(huán)的加料預(yù)塑，為下一個制品的成型做準備。 (4)開模頂出制品制品冷卻定型后，打開模具，在推出機構(gòu)的作用下將制品推出見圖1-29(c)。此時，為下一個工作循環(huán)做準備的加料預(yù)塑仍在進行之中。2.注射成型的工藝條件注射成型加工需要控制好成型壓力、成型時間、成型溫度三個主要工藝參數(shù)，它們將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)率的高低。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備(1)成型壓力成型壓力包括塑化壓力和注射壓力兩部分。塑化壓力又稱背壓，

52、是指采用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔料在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時所受到的壓力。提高背壓能夠提高熔體的溫度及熔體溫度的均勻性，有利于塑料的均勻混合，有助于排除熔體中的氣體。但背壓過高會導(dǎo)致塑料降解、變色或塑件表面出現(xiàn)銀絲。注射壓力是指注射時柱塞或螺桿頂部對塑料熔體所施加的單位面積上的作用力。提高注射壓力可以增強熔料的流動能力，增加充模流程。但注射壓力過高，易使塑件產(chǎn)生飛邊，影響外觀質(zhì)量。塑件冷卻后對型芯和型腔的包緊力增加，起模困難。塑件內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，影響其實用性能，甚至產(chǎn)生應(yīng)力開裂而成為廢品。注射壓力過低，易使熔料充模不足。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備對于熔體赫度大的，注射壓力

53、應(yīng)大些;對壁厚度、面積大、形狀復(fù)雜的工件，注射壓力要大一些;對模具結(jié)構(gòu)簡單、澆口尺寸大的，注射壓力可低一些。(2)成型時間 注射過程中完成一次注射成型所需的時間叫成型時間。包括注射時間、保壓時間、冷卻時間、輔助時間。它決定了生產(chǎn)率的高低，也決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。注射時間是指塑料熔體從噴嘴流出進入模具型腔一直到充滿整個模具型腔所用的時間。保壓時間是指充模結(jié)束后到塑料冷卻不能產(chǎn)生倒流為止的時間。保壓的作用主要是補縮，即在模腔內(nèi)的塑料熔體冷卻收縮后應(yīng)補充一部分熔料進入模腔，減少工件尺寸的收縮。保壓時間與料溫、模溫、塑件壁厚度、模具澆注系統(tǒng)尺寸大小有關(guān)。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及

54、設(shè)備冷卻時間是指從注射、保壓結(jié)束到模具開啟的這一段時間。冷卻時間與塑料冷卻速度及結(jié)晶性能、塑件壁厚度、模具溫度等因素有關(guān)，一般以塑件起模時不致引起變形為原則作為確定最短冷卻時間的依據(jù)。(3)成型溫度 注射成型時料筒的溫度應(yīng)控制在塑料的赫流溫度Tr(非結(jié)晶性塑料)或熔點溫度Tm(結(jié)晶性塑料)與分解溫度之間。適當提高料筒溫度可以提高熔料的流動性，有利于充模成型，但溫度過高易引起塑料的變色、降解和分解。成型赫度大的塑料，料筒溫度取高一些;成型赫度小的塑料，料筒溫度取低一些。對形狀復(fù)雜、壁厚度較薄的工件成型溫度取高一些;對形狀簡單、壁厚度較厚的工件料筒溫度取低一些;帶有嵌件的工件，料筒溫度取高一些;使

55、用螺桿式注射機比柱塞式注射機料筒溫度取低1020。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備噴嘴溫度應(yīng)略低于料筒的最高溫度。噴嘴溫度過高，熔料易產(chǎn)生流涎現(xiàn)象;噴嘴溫度過低，噴嘴口的熔料會凝固成冷料，或堵塞噴嘴，或注射時將冷料注入模具型腔影響工件質(zhì)量。模具溫度對塑料工件質(zhì)量有很大影響。模具溫度過低，將使塑料冷卻速度加快，流動性降低，使工件輪廓不清晰，甚至產(chǎn)生充模不足或產(chǎn)生熔接痕。還會使塑料工件內(nèi)應(yīng)力增大，容易產(chǎn)生翹曲變形或應(yīng)力開裂。模具溫度過高，則塑料的收縮率大，起模后塑件的變形大，影響工件的形狀和尺寸精度。成型赫度低、流動性好的非結(jié)晶性塑料時，模具溫度可取低一些;成型赫度高、流動性差的

56、非結(jié)晶性塑料時，模具溫度取高一些;成型結(jié)晶性塑料時，應(yīng)根據(jù)塑料結(jié)晶度的要求來確定模具溫度。上一頁 下一頁 返回第二節(jié)塑料及模塑成型工藝及設(shè)備一般要求塑料的結(jié)晶度高時，模具溫度取高一些，否則模具溫度應(yīng)取低一些;成型壁厚度較大的工件時，模具溫度取高一些，以減少內(nèi)應(yīng)力和防止工件出現(xiàn)凹陷。塑料注射成型加工的好壞除控制好成型溫度、成型壓力、成型時間這三大工藝因素外，還與注射速度、螺桿轉(zhuǎn)速、用料量及合模力等問題有關(guān)。上一頁 返回第三節(jié)壓模工藝及設(shè)備一、壓鑄壓鑄是鑄造模鍛的一種方法。壓鑄模鍛工藝是一種在專用的壓鑄模鍛機上完成的工藝。它的基本工藝過程是:金屬液先低速或高速鑄造充型進模具的型腔內(nèi)，模具有活動的型

57、腔面，它隨著金屬液的冷卻過程加壓鍛造，既消除毛坯的縮孔縮松缺陷，也使毛坯的內(nèi)部組織達到鍛態(tài)的破碎晶粒。壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性包括以下內(nèi)容:(1)鑄造圓角和脫模斜度在鑄件壁與壁連接處，都應(yīng)設(shè)計成圓角，這不僅有利于金屬流動和壓鑄件成形，避免壓鑄件產(chǎn)生應(yīng)力集中和裂紋，而且還可以延長壓鑄模壽命。通常，鑄造圓角半徑最小值可取相鄰兩壁厚之和的0. 51. 0倍。下一頁 返回第三節(jié)壓模工藝及設(shè)備為便于壓鑄件脫模，防止表面劃傷，延長壓鑄模壽命，壓鑄件應(yīng)有合理的脫模斜度。脫模斜度的大小取決于合金性質(zhì)和鑄件壁厚，高熔點合金及收縮率大的合金鑄件，脫模斜度較大，鑄件壁厚越大，脫模斜度也越大。此外，鑄件內(nèi)表面或孔比外表面的

58、脫模斜度要大。(2)孔和槽 能直接鑄出小而深的孔和槽是壓鑄成形的一個優(yōu)點。但由于壓鑄合金在冷卻過程中向鑄件中心逐漸收縮時，對型芯產(chǎn)生很大包緊力，使細長型芯抽出時容易彎曲和折斷，因此，壓鑄孔和槽的最小尺寸受到一定限制。(3)壁厚 壓鑄件壁的厚薄對壓鑄件的質(zhì)量有很大影響，壁太厚易產(chǎn)生氣孔和縮松等缺陷，因此在保證壓鑄件強度和剛度的條件下，應(yīng)盡可能減小其壁厚。但壓鑄件壁厚也不能太薄，以免產(chǎn)生欠鑄和冷隔現(xiàn)象。上一頁 下一頁 返回第三節(jié)壓模工藝及設(shè)備 二、壓鑄工藝在壓鑄生產(chǎn)中，壓鑄機、壓鑄合金和壓鑄型是三大要素。壓鑄工藝則是將三大要素作有機的組合并加以運用的過程。使各種工藝參數(shù)滿足壓鑄生產(chǎn)的需要。壓鑄生產(chǎn)中影響熔融合金充型的主要工藝參數(shù)是壓力、速度、溫度和時間等。1.壓力(1)壓射力