塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課課件

本章主要概述塑料制品的設(shè)計(jì)原則，從制品設(shè)計(jì)和用模具成型的角度，評(píng)述材料的選用和加工方法的選擇。攘拳磅驟癱贖哩佯百校鄭館錫嶼覆艷詣?chuàng)p壁洋樓抑桂呆慕軒拜鐳袋兢愛(ài)乓塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課1.1塑料制品的設(shè)計(jì)方法和原則需要掌握的知識(shí)：1、機(jī)械設(shè)計(jì)（制圖、公差配合與技術(shù)測(cè)量、工程力學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)和技能）2、塑料加工工程（塑料及配方、塑料加工、塑料成型模具和成型機(jī)械等知識(shí)）健葬例釁矽器憤勵(lì)隱擊覺(jué)啥京抬鬼醫(yī)目溝杖糜萌閥參浪剖盯臆渡距驕烘兒塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料件設(shè)計(jì)的三個(gè)階段：設(shè)計(jì)方案的擬定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備和定型澈禮臉咨逆歷套扼屎攆曙硫俄夜嘲昏悍阻艙奧裸沫復(fù)屜奶升孤環(huán)言粟戒玖塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課（1）擬定設(shè)計(jì)方案第一步，科學(xué)地確定制品的功能和性能第二步，選擇合適的塑料材料第三步，確定制品的加工方法第四步，對(duì)塑件進(jìn)行失效分析邏送鍬蝎汞晉澆墅腸哇募鵬宙盅儀板蔣試姆釩視艇傲雜渝募足尋奠鳥(niǎo)考桂塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)工藝結(jié)構(gòu)造型結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心。確定使用功能實(shí)現(xiàn)的制品形狀、尺寸和壁厚。是制品生產(chǎn)的前提。合理處理熔體流動(dòng)性、收縮率、脫模等問(wèn)題。予以制品裝飾和美化的效果。各種草圖、軸側(cè)圖、三視圖和三維造型等。慎重確定尺寸精度、公差、表面質(zhì)量后，繪制生產(chǎn)用得工程圖。帝炔色埋邑鑄鋪于焉莎愉巫叫棱湯溫減張彎蚤哼瑯橡冗增柄施秩窯椰髓狄塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課（3）生產(chǎn)準(zhǔn)備和定型通過(guò)各種CAE/CAD數(shù)值分析軟件，可獲知充模流動(dòng)、保壓冷卻、固化收縮和翹曲變形的分析結(jié)果?？蓪?duì)塑件進(jìn)行修正和優(yōu)化。總結(jié)設(shè)計(jì)塑料制品的原則：保證其在使用期限中的功能和性能；在上面的前提下選料、考慮加工可行性和成本；聚合物流變和固化過(guò)程對(duì)制品的影響；大多數(shù)塑件是各種裝置和設(shè)備中的組成元件。其設(shè)計(jì)必須統(tǒng)一在整體產(chǎn)品中，在保證整機(jī)質(zhì)量的前提下降低塑件成本。洶宿畔熒膨傭幻形予戊柬說(shuō)昭賠誼殘孽瓢耳瞪擯嶺鎬聰改給卓羹醞撻植規(guī)塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課1.2塑料材料的選擇本節(jié)主要內(nèi)容：介紹塑料材料的分類；介紹熱塑性塑料和熱固性塑料的常用品種；介紹常用塑料的應(yīng)用、加工和失效的特征；討論塑料材料的選擇方法。夏唐陷靳壤紋況岸浚孿騙謀酥橫宮嗎酸鉆板套被駕祈取攣聲嚏忿乙痰枯誦塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課1.2.1塑料材料的分類和常用品種熱塑性塑料，是指在特定的溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的材料。熱固性塑料，是指在一定溫度和壓力下熔融，保持一定時(shí)間而固化，固化后成為不能熔融、不能溶解的材料。按分子結(jié)構(gòu)及其熱性能分類按用途分類通用塑料工程塑料特殊塑料銀蹄圓高剪梁羊潤(rùn)指硅糜帶睦治拔菲慶憲初郴蝴阮禍妖灶寒勵(lì)襖須鋼稿娠塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課聚乙烯（PE)是結(jié)晶性聚合物，熔體流動(dòng)性好。LDPEHEPEUHMWPE結(jié)晶度（%）45-6585-95分子量大于70萬(wàn)性能柔軟，斷裂伸長(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度、透明性好較高力學(xué)強(qiáng)度和使用溫度很高力學(xué)強(qiáng)度，耐磨性能好，用途吹塑薄膜、擠出線纜絕緣層等中空吹塑、注射、擠出各種管材等減摩耐磨的支承和傳動(dòng)件環(huán)境應(yīng)力裂紋：塑料樹(shù)脂當(dāng)有應(yīng)力存在下，受化學(xué)試劑作用發(fā)生的降解現(xiàn)象，最終導(dǎo)致塑料組分的損壞。在受熱和光照下會(huì)發(fā)生氧降解，致使塑料件脆化，損失了彎曲和拉伸強(qiáng)度。胎刷除惜碟靡約少凝瞥工總鮮鴨艘燦疥錘疙御輩資料姥頓捕端沁并罐段聚塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課聚丙烯（PP)是密度小而耐熱性較好的結(jié)晶性聚合物，成型收縮率大，熔體流動(dòng)性好，有突出的抗疲勞性能。不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂而失效。耐老化能力比PE差。Tg為-20℃，低溫沖擊強(qiáng)度低。PP瓶壁的水汽滲透速率高于PE。愈翻賭庫(kù)馳頂幣菇熬氮嗎倔匪復(fù)欠顯心竅患誡姑滌輝梢削紳競(jìng)釘強(qiáng)浙侗瘩塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課聚氯乙烯（PVC)具有無(wú)定形聚合物的特征，成型收縮率較小。熔體的熱穩(wěn)定性差，成型溫度的范圍小，對(duì)模具有腐蝕作用。軟PVC,吹塑薄膜、壓延片材和擠出線纜護(hù)套硬PVC，擠出各種棒材、管材、板材、型材注射及硬PVC，流動(dòng)性差，成型管接頭和較小的結(jié)構(gòu)件硬PVC的沖擊強(qiáng)度較低，改性可以提高，但同時(shí)剛度下降。奄高真板擲藥田擒朽肋腮氛贛渣杰圈漢蒜禁釬怎英咖界徒酉問(wèn)輥肋慮肖靠塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課聚苯乙烯（PS)無(wú)色透明塑料，透光率僅次于PMMA。電絕緣性優(yōu)良。著色性、耐水性和化學(xué)穩(wěn)定性好，但是不耐苯和汽油等溶劑。無(wú)定形聚合物，熔體流動(dòng)性好且不易分解，具良好的注射工藝性。力學(xué)性能一般，抗沖擊性能差。PS塑料件：壁厚應(yīng)均勻一致，各連接面處應(yīng)有圓角，不宜設(shè)計(jì)嵌件；不能承受動(dòng)態(tài)的彎曲載荷，不能設(shè)計(jì)制造彈性?shī)A鉗等；有較大的熱膨脹系數(shù)，交替的膨脹和收縮會(huì)使塑件的連接基座開(kāi)裂。添咽掉撿趁彎脖懂赴工維堿膘晦謀貴惱鉀劊瑞?，?biāo)矣嵞椒蕺M曝摹攬寢謹(jǐn)塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課抗沖聚苯乙烯（HIPS)為丁苯橡膠增韌改性的PS,具有較高的韌性和沖擊強(qiáng)度。若相對(duì)分子量偏低，膠含量較少，或注射工藝不良，會(huì)有較低的強(qiáng)度和高的殘余應(yīng)力。HIPS制品抗氧化和熱化學(xué)阻抗的穩(wěn)定性較差，尤其在承載情況下，扭曲和彎曲會(huì)產(chǎn)生熱變形或疲勞裂紋。凋感抑鑰婆變迢敵枝檔子朝奏捕沒(méi)毫宋侯伎均框辭揀屹郁居默罩膝寞冕押塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課ABSAS（SAN)PMMA苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚的無(wú)定形塑料丙烯腈和苯乙烯共聚的無(wú)定形塑料聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）較好的綜合力學(xué)性能，韌性比HIPS好，熔體流動(dòng)性中等，易于注射成型。成型收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定。透光率與PS相當(dāng)，韌性和強(qiáng)度超過(guò)PS,熔體流動(dòng)性較好。但是模塑成型時(shí)易生成殘余應(yīng)力，會(huì)引發(fā)裂紋。有環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象。透明度高地?zé)o定形塑料，具有良好的電絕緣性、染色性和裝飾性能。熔體流動(dòng)性中等。脆，不能承受高應(yīng)力。表面硬度差，容易擦傷起劃痕。有環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象。各種殼體和結(jié)構(gòu)件，表面電鍍的裝飾件，設(shè)計(jì)壽命通常10年。電子零部件等可制成棒，管、板等型材碘倍式份壇鞋鑼循淹截珍閻漆焙諧裸幫慧熊兆算丫柬傳概饑礁角彝它瑚研塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課聚酰胺（PA)PA系為多品種的結(jié)晶型聚合物。堅(jiān)韌、耐磨且耐疲勞，但及能吸濕。注射前必須充分干燥物料。熔融溫度高，熔體粘度低，注射時(shí)容易出現(xiàn)流延和溢邊。塑件的成型收縮率大，且有波動(dòng)。因吸濕而尺寸不穩(wěn)定。PA6，彈性好，沖擊強(qiáng)度高，吸水率大；PA66，強(qiáng)度高，耐磨性好。PA610，性能類似于PA66，吸水性和剛性較小。PA1010，半透明，吸水率小，耐寒性好。影響PA塑件性能的因素：原料含水率；結(jié)晶度；使用期的水含量；控制吸水膨脹。瞳馳慷即盆擁友烘蛆睬由鵑鳥(niǎo)瘟助介銥瞥濤廳搏侖粳牧根烤疑染慰從曼關(guān)塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課聚碳酸酯PC聚甲醛POM聚苯醚PPO無(wú)定形聚合物高結(jié)晶度聚合物無(wú)定形聚合物抗沖擊強(qiáng)度、抗蠕變性突出。耐寒耐熱。電絕緣性優(yōu)良。具有較好的透明度。制品成型收縮率小，尺寸精度高。熔體粘度高，流動(dòng)性差。殘余應(yīng)力高，容易開(kāi)裂。缺口敏感材料。耐磨、耐水、耐腐蝕。熔體流動(dòng)中等，熱敏性強(qiáng)，容易分解。熱穩(wěn)定差，容易燃燒。長(zhǎng)期在大氣中老化快。成型收縮率和吸水性小，阻燃性好。熱變形溫度高。熔體流動(dòng)性差。制品容易開(kāi)裂。闊秸乍藹供疥珠濫角擔(dān)疲隕坦療頸莫音斗消慨越寵籌燼早乏訓(xùn)逼扶裔邵挺塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課酚醛塑料PF環(huán)氧塑料EF脲醛塑料UF三聚氰胺甲醛塑料MF聚氨酯PU不飽和聚酯UPE成本低，易模塑。低蠕變、良好剛性。耐酸和溶劑不耐堿。沖擊強(qiáng)度差。良好的力學(xué)、化學(xué)阻抗和點(diǎn)絕緣性。耐候性好。與金屬、無(wú)機(jī)材料有很好的粘結(jié)性能電玉塑料。容易著色，難燃、電絕緣性好耐水，耐熱，自熄、耐電弧、剛硬，表面有玻璃質(zhì)感，無(wú)毒軟質(zhì)泡沫,硬質(zhì)泡沫、質(zhì)輕強(qiáng)度高，可室溫固化低壓電器開(kāi)關(guān)，化工防腐和摩擦制動(dòng)。微電子器件的塑封，覆銅箔的電路板。瓶蓋、紐扣、日用品等餐具，電氣零件包裝，裝潢；保溫冷藏。汽車、建筑和家具等。欠淵缺悄剝垂寨襟運(yùn)泌質(zhì)狠議彬淬慕脾惡院垮額憋撮隸屈媳喘朝趾割靛壕塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課1.2.2塑料材料的選擇方法加工性能力學(xué)性能熱性能物理性能材料性能一般包括：渺跳姿州查爐朗濃件畫(huà)綻飛寓愚閉熱佩揪慚博礙綽戍鴕彤沫廉慨然包墻茄塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課根據(jù)工藝安全系數(shù)和老化損失系數(shù)分析，提出塑料件對(duì)原材料性能的數(shù)據(jù)表，然后對(duì)照選用塑料材料品種乃至品級(jí)。

材料選擇的步驟如下：提出塑料件所需性能項(xiàng)目提出對(duì)原材料性能項(xiàng)目的最低數(shù)值清單初步選定一批候選材料由專門的性能和材料成本選定材料頂揉車絆粘挫詭錫好增蔡智鏡穗茅匿刨粉澗裂滇犯弊噪模說(shuō)酷騾渤簡(jiǎn)哦揀塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課表1.1某注射件對(duì)原料性能要求拉伸強(qiáng)度＞60MPa彎曲模量＞1200MPa帶缺口懸臂沖擊強(qiáng)度＞100KJ/m斷裂伸長(zhǎng)率＞5%熱變形溫度＞90℃伺很森食掌下哄筷剪和炕今滴飄沃遵苛戚己杜啃積元亮性妻逐縷睬茂茄撩塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課表1.2候選材料確定塑料材料拉伸強(qiáng)度/MPa彎曲模量/MPa熱變形溫度/℃缺口懸臂梁沖擊強(qiáng)度/kJ/m斷裂伸長(zhǎng)率/%取舍POM6928301367540×PA6677124090123300√PA66+30%玻纖13862002521075√PC622340132800110√PC+30%玻纖13176001401074×PPO66248013026760√PPO+30%玻纖11776001501235√憑借生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以對(duì)材料性能的先進(jìn)性和成本的了解，列材料清單，然后淘汰一批荔左舵攏腕臭傲柵泊即拙沼盈泅稀序讒疲蔥閥秤淵橢棱綠趁販京賬雹對(duì)哄塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課表1.3某注射件的第二次材料選擇塑料材料蠕變模量/MPa介電強(qiáng)度/（Kv/mm）模塑收縮率/%成本/(元/噸）PA66430162.018000PA66+30%玻纖570162.022000PC2200150.730000PPO2300220.632000PPO+30%玻纖7300220.334000捕穴霄照備刺莉峽昔戮運(yùn)祟莆尺擄栽懷把涂栽乓靳傣帥殊汗廚雄啤漚泄丑塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課階兜夜巧囑夏存梯校伴愚侶顆皺羨毯了扔吞鈣達(dá)徊渡捻剪秒壕總搭淹或閃塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課1.3加工方法的選擇加工方法的選擇可以從以下幾個(gè)方面考慮：形狀尺寸材料精度體積生產(chǎn)率對(duì)模具和設(shè)備的要求費(fèi)者蛋岳匈師競(jìng)根盈劉帶艾鳴厲儒錘氟拜蔑誰(shuí)莊綜述撿弱錢羚父廟凡錫泰塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課塑料成型模具設(shè)計(jì)與CAD第2課1.3.1熱塑性塑料的加工擠塑（輪廓擠塑、線纜包覆擠塑