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1、会计学 1模具构造(guzo)与制造第一页，共100 页。第3 章 塑料的组成与工艺(gngy)特性 n n 塑料模是应用最广泛的一类模具。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑 塑料模是应用最广泛的一类模具。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占 料模比例一般占30%40%30%40%。近年来，我国塑料模具的种类、设计水平与。近年来，我国塑料模具的种类、设计水平与制造精度发展也很快。本章 制造精度发展也很快。本章(bn zhn(bn zhn)将对塑料基本知识、塑料成型工艺、将对塑料基本知识、塑料成型工艺、塑料制件结构、塑料成型设备进行详细介绍，可为后续章节的塑料模具设 塑料制件结构、塑
2、料成型设备进行详细介绍，可为后续章节的塑料模具设计与制造打好基础。计与制造打好基础。n n 本章 本章(bn zhn(bn zhn)要点：塑料的组成、类型与作用以及成型工艺特性 要点：塑料的组成、类型与作用以及成型工艺特性、注、注射、压缩成型工艺、塑料成型制件的结构工艺性、塑料注射成型的组成以 射、压缩成型工艺、塑料成型制件的结构工艺性、塑料注射成型的组成以及有关参数的校核。及有关参数的校核。n n 本章 本章(bn zhn(bn zhn)难点：注射成型工艺 难点：注射成型工艺第1 页/共100 页第二页，共100 页。第3 章 塑料(slio)的组成与工艺特性 n n 3.1 塑料的组成与工
3、艺特性 n n 3.2 塑料成型工艺与塑料制件(zhjin)的结构工艺特性 n n 3.3 塑压设备简介 第2 页/共100 页第三页，共100 页。3.1 塑料的组成与工艺(gngy)特性u u 塑料的组成(z chn)、类型与应用 u u 热塑性塑料的成型工艺特性 第3 页/共100 页第四页，共100 页。3.1 塑料(slio)的组成与工艺特性n n 塑料模具成型的是塑料制件，塑料的种类繁多、特性各异，本节将介绍常用塑料的组成(z chn)成分与塑压时的工艺特性。第4 页/共100 页第五页，共100 页。塑料的组成 塑料的组成(z(z chn chn)、类型与应用、类型与应用n n
4、1.1.塑料的组成 塑料的组成n n 塑料是以树脂为主要成分，并加入其他添加剂的高分子材料，它在一定的温度和压力条件下具有流动性，可以被成型为一定的几何形状和尺寸，并在成 塑料是以树脂为主要成分，并加入其他添加剂的高分子材料，它在一定的温度和压力条件下具有流动性，可以被成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状不发生变化。型固化后保持其既得形状不发生变化。n n 树脂分为天然树脂和合成树脂两大类型，天然树脂有从树木分泌出来的脂物，如松香；有热带昆虫的分泌物，如虫胶；有从石油中得到的，如沥青。合 树脂分为天然树脂和合成树脂两大类型，天然树脂有从树木分泌出来的脂物，如松香；有热带昆虫
5、的分泌物，如虫胶；有从石油中得到的，如沥青。合成树脂是用人工合成的方法 成树脂是用人工合成的方法(fngf(fngf)制成的树脂，如环氧树脂、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、氨基树脂等。因为天然树脂产量有限，性能较差等原因，制成的树脂，如环氧树脂、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、氨基树脂等。因为天然树脂产量有限，性能较差等原因，远远不能满足目前工业生产的需要，所以在生产中，一般都是采用合成树脂。各种合成树脂都是人工将低分子化合物单体通过合成方法 远远不能满足目前工业生产的需要，所以在生产中，一般都是采用合成树脂。各种合成树脂都是人工将低分子化合物单体通过合成方法(fngf(fngf)生产出的 生产出的
6、高分子化合物，它们的相对分子质量一般都大于 高分子化合物，它们的相对分子质量一般都大于 1 1 万，有的甚至可以达到百万级，所以化学上也常将它们称为聚合物或高聚物。万，有的甚至可以达到百万级，所以化学上也常将它们称为聚合物或高聚物。n n 聚合物虽然是塑料中的主要成分，但是单纯的聚合物性能往往不能满足成型生产中的工艺要求和成型后的使用要求，要想克服这一缺陷，必须在聚合物 聚合物虽然是塑料中的主要成分，但是单纯的聚合物性能往往不能满足成型生产中的工艺要求和成型后的使用要求，要想克服这一缺陷，必须在聚合物中添加一定数量的如填充剂、增塑剂、稳定剂、着色剂、润滑剂等助剂。例如，添加增塑剂可以改善聚合物
7、的流动性能和成型性能，添加增强剂可以提 中添加一定数量的如填充剂、增塑剂、稳定剂、着色剂、润滑剂等助剂。例如，添加增塑剂可以改善聚合物的流动性能和成型性能，添加增强剂可以提高聚合物的强度，等等。因此可以认为，塑料是一种由聚合物和某些助剂结合而成的高分子化合物。高聚合物的强度，等等。因此可以认为，塑料是一种由聚合物和某些助剂结合而成的高分子化合物。第5 页/共100 页第六页，共100 页。塑料塑料(slio)(slio)的组成、类型与应用的组成、类型与应用n n 2.2.塑料的类型 塑料的类型n n 塑料的品种很多，塑料的分类方法也很多。塑料的品种很多，塑料的分类方法也很多。n n(1)(1)
8、按塑料中合成树脂的分子结构及热性能分为热塑性塑料和热固性塑料。这是一个 按塑料中合成树脂的分子结构及热性能分为热塑性塑料和热固性塑料。这是一个(y(y)较科学的分类方法，因为它反映 较科学的分类方法，因为它反映了高聚物的结构特点、物理性能、化学性能及成型特性。了高聚物的结构特点、物理性能、化学性能及成型特性。n n 热塑性塑料：这种塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。它在加热时软化并熔融，成为可流动的粘稠液体 热塑性塑料：这种塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。它在加热时软化并熔融，成为可流动的粘稠液体(即聚合物熔体 即聚合物熔体)，可成型，可成型为一定形状，冷却后保持已成型的形状。如果再次加
9、热，又可以软化并熔融，可再次成型为一定形状的制品，如此可反复多次。因 为一定形状，冷却后保持已成型的形状。如果再次加热，又可以软化并熔融，可再次成型为一定形状的制品，如此可反复多次。因此，在塑料加工过程中产生的边角料及废品可以回收掺入原料中使用。在上述过程中，一般只有物理变化而无化学变化。属于热塑 此，在塑料加工过程中产生的边角料及废品可以回收掺入原料中使用。在上述过程中，一般只有物理变化而无化学变化。属于热塑性塑料的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈 性塑料的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯 丁二烯-苯乙烯共聚物 苯乙烯共聚物(ABS(ABS 塑料 塑料)，聚甲
10、基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃 有机玻璃)、聚酰胺、聚酰胺(尼龙 尼龙)、聚甲醛、聚碳酸酯、热塑性的聚酯、聚砜、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氯化聚醚等。、聚甲醛、聚碳酸酯、热塑性的聚酯、聚砜、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氯化聚醚等。n n 热固性塑料：这类塑料中树脂的分子最终是呈体型结构。它在受热之初，因分子呈线型结构，故具有可塑性和可熔性，可成型为一 热固性塑料：这类塑料中树脂的分子最终是呈体型结构。它在受热之初，因分子呈线型结构，故具有可塑性和可熔性，可成型为一定形状，当继续加热时，线型高聚物分子主链间形成化学键结合 定形状，当继续加热时，线型
11、高聚物分子主链间形成化学键结合(即交联 即交联)，分子呈网型结构，当温度达到一定值后，交联反应进一步，分子呈网型结构，当温度达到一定值后，交联反应进一步发展，分子变为体型结构，树脂变为既不熔融也不溶解，形状固定下来不再变化，称为固化。如果再加热，不再软化，不再具有可 发展，分子变为体型结构，树脂变为既不熔融也不溶解，形状固定下来不再变化，称为固化。如果再加热，不再软化，不再具有可塑性。因此制品一旦损坏便不能回收再用。在上述成型过程中，既有物理变化又有化学变化。属于热固性塑料的有酚醛塑料、氨基 塑性。因此制品一旦损坏便不能回收再用。在上述成型过程中，既有物理变化又有化学变化。属于热固性塑料的有酚
12、醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、有机硅塑料、硅酮塑料等。塑料、环氧塑料、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、有机硅塑料、硅酮塑料等。n n(2)(2)按塑料的性能及用途，可分为通用塑料、工程塑料和增强塑料。按塑料的性能及用途，可分为通用塑料、工程塑料和增强塑料。n n 通用塑料：通用塑料是指产量大、用途广、价格低的塑料。酚醛塑料、氨基塑料、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等六大品 通用塑料：通用塑料是指产量大、用途广、价格低的塑料。酚醛塑料、氨基塑料、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等六大品种塑料属于通用塑料。种塑料属于通用塑料。n n 工程塑料：工程塑料是指在工程技术中作为结构材料的
13、塑料，这类塑料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、尺寸稳定性等均较高。由 工程塑料：工程塑料是指在工程技术中作为结构材料的塑料，这类塑料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、尺寸稳定性等均较高。由于它既有一定的金属特性，又有塑料的优良性能，所以在机器制造、轻工、电子、日用、宇航、导弹、原子能等工程技术部门得到 于它既有一定的金属特性，又有塑料的优良性能，所以在机器制造、轻工、电子、日用、宇航、导弹、原子能等工程技术部门得到广泛应用。目前在工程上使用较多的塑料有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性的聚酯、聚苯醚、广泛应用。目前在工程上使用较多的塑料有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性的聚酯、聚苯醚、ABS ABS
14、塑料、聚砜、聚苯硫醚、聚酰 塑料、聚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺等。亚胺等。n n 增强塑料：在塑料中加入玻璃纤维、碳纤维等填料作为增强材料，以进一步改善塑料的力学、电气性能，这种新型的树脂基复合材 增强塑料：在塑料中加入玻璃纤维、碳纤维等填料作为增强材料，以进一步改善塑料的力学、电气性能，这种新型的树脂基复合材料通常称为增强塑料。增强塑料具有优良的力学性能，比强度和比刚度高。增强塑料分为热固性增强塑料和热塑性增强塑料。料通常称为增强塑料。增强塑料具有优良的力学性能，比强度和比刚度高。增强塑料分为热固性增强塑料和热塑性增强塑料。第6 页/共100 页第七页，共100 页。塑料 塑料(slio)(sl
15、io)的组成、类型与应用 的组成、类型与应用n n 3.3.塑料的特点及应用 塑料的特点及应用n n 作为日常用品，塑料的用途已经广为人知，而且由于它们的一些特殊优点，塑料在工业中的应用也已经非常普遍，主要表现如下。作为日常用品，塑料的用途已经广为人知，而且由于它们的一些特殊优点，塑料在工业中的应用也已经非常普遍，主要表现如下。n n(1)(1)密度小、质量轻 密度小、质量轻n n 塑料的密度约为 塑料的密度约为(0.9 2.3)g/cm3(0.9 2.3)g/cm3，但大多数都在，但大多数都在(1.0 1.4)g/cm3(1.0 1.4)g/cm3 左右，其中聚 左右，其中聚4-4-甲基丁烯
16、 甲基丁烯1 1 的密度最小，大约 的密度最小，大约0.83 g/cm3 0.83 g/cm3，只相当于钢材密度的，只相当于钢材密度的0.11 0.11 和铝材的 和铝材的0.3 0.3 左右，如果采用发泡工艺生产泡沫塑料，则塑料的密度将会更小，其数值可以小到 左右，如果采用发泡工艺生产泡沫塑料，则塑料的密度将会更小，其数值可以小到(0.01 0.5)g(0.01 0.5)g cm3 cm3。n n 塑料具有这样小的密度意味着在同样体积下，塑料制品要比金属制品轻得多。因此，若要减轻工业产品的重量，将金属制品改换成塑料制品是一个很重要的途径 塑料具有这样小的密度意味着在同样体积下，塑料制品要比金
17、属制品轻得多。因此，若要减轻工业产品的重量，将金属制品改换成塑料制品是一个很重要的途径(tjng)(tjng)，即所谓的，即所谓的“以塑代钢 以塑代钢”。利用塑料减重的方法在汽车工业中应用得最多，这就是人们经常讲到的汽车塑料化问题，汽车塑料化的主要目的。利用塑料减重的方法在汽车工业中应用得最多，这就是人们经常讲到的汽车塑料化问题，汽车塑料化的主要目的是减轻车重、降低油耗。从而提高经济效益，促使世界各国汽车工业采取各种方法和措施来加速汽车零件塑料化的发展步伐。除此之外，塑料零件在航空航天工业中应用也很多，例如，美国波音 是减轻车重、降低油耗。从而提高经济效益，促使世界各国汽车工业采取各种方法和措
18、施来加速汽车零件塑料化的发展步伐。除此之外，塑料零件在航空航天工业中应用也很多，例如，美国波音 747 747 客机有 客机有2500 2500 个总重量达 个总重量达2 t 2 t 的零部件是用塑料制造的，美国全塑火箭中所用的玻璃钢占总重量 的零部件是用塑料制造的，美国全塑火箭中所用的玻璃钢占总重量80 80。飞机和火。飞机和火箭使用塑料零件除了减重之外，还能满足其他一些特殊的性能要求。箭使用塑料零件除了减重之外，还能满足其他一些特殊的性能要求。n n(2)(2)比强度高 比强度高n n 按单位质量计算的强度称为比强度，由于塑料的密度小，所以其比强度比较高，若按比强度大小来评价材料的使用性能
19、，则一些特殊的塑料品种将会名列前茅。例如，一般钢材的拉伸比强度约 按单位质量计算的强度称为比强度，由于塑料的密度小，所以其比强度比较高，若按比强度大小来评价材料的使用性能，则一些特殊的塑料品种将会名列前茅。例如，一般钢材的拉伸比强度约 160MPa 160MPa，而用玻璃纤维增强的塑料拉伸比强度可高达，而用玻璃纤维增强的塑料拉伸比强度可高达(170 400)MPa(170 400)MPa。n n(3)(3)绝缘性能好、介电损耗低 绝缘性能好、介电损耗低n n 金属导电是其原子结构中自由电子和离子作用的结果，而塑料原子内部 金属导电是其原子结构中自由电子和离子作用的结果，而塑料原子内部 般都没有
20、自由电子和离子，所以大多数塑料都具有良好的绝缘性能以及很低的介电损耗。因此，塑料是现代电工行业和电器行业不可缺少的原材料，许多电器用的插头、插座，开关、手柄等等，都是用塑料制成的。般都没有自由电子和离子，所以大多数塑料都具有良好的绝缘性能以及很低的介电损耗。因此，塑料是现代电工行业和电器行业不可缺少的原材料，许多电器用的插头、插座，开关、手柄等等，都是用塑料制成的。n n(4)(4)化学稳定性高 化学稳定性高n n 生产实践和科学试验已经表明，绝大多数塑料的化学稳定性都很高，它们对酸、碱和许多化学药物都具有良好的耐腐蚀能力，其中聚四氟乙烯塑料的化学稳定性最高，它的抗腐蚀能力比黄金还要好，可以承
21、受 生产实践和科学试验已经表明，绝大多数塑料的化学稳定性都很高，它们对酸、碱和许多化学药物都具有良好的耐腐蚀能力，其中聚四氟乙烯塑料的化学稳定性最高，它的抗腐蚀能力比黄金还要好，可以承受“王水 王水”(”(镪酸 镪酸)的腐蚀，所以称为 的腐蚀，所以称为“塑料王 塑料王”。n n 由于塑料的化学稳定性高，所以它们在化学工业中应用很广泛，可以用来制作各种管道、密封件和换热器等。由于塑料的化学稳定性高，所以它们在化学工业中应用很广泛，可以用来制作各种管道、密封件和换热器等。第7 页/共100 页第八页，共100 页。塑料 塑料(slio)(slio)的组成、类型与应用 的组成、类型与应用n n(5)
22、(5)减摩、耐磨性能好 减摩、耐磨性能好n n 如果用塑料制作机械零件，并在摩擦磨损的工作条件下应用，那么大多数塑料都具有良好的减摩和耐磨性能，如果用塑料制作机械零件，并在摩擦磨损的工作条件下应用，那么大多数塑料都具有良好的减摩和耐磨性能，它们可以在水、油或带有腐蚀性的液体中工作，也可以在半干摩擦或者完全干摩擦的条件下工作，这是一般金 它们可以在水、油或带有腐蚀性的液体中工作，也可以在半干摩擦或者完全干摩擦的条件下工作，这是一般金属零件无法与其相比的。因此，现代工业中已有许多齿轮、轴承和密封圈等机械零件开始采用塑料制造，特别 属零件无法与其相比的。因此，现代工业中已有许多齿轮、轴承和密封圈等机
23、械零件开始采用塑料制造，特别是对塑料配方进行特殊设计后，还可以使用塑料制造自润滑轴承。是对塑料配方进行特殊设计后，还可以使用塑料制造自润滑轴承。n n(6)(6)减振、隔音性能好 减振、隔音性能好n n 塑料的减振和隔音性能来自于聚合物大分子的柔韧性和弹性。一般来讲，塑料的柔韧性要比金属大得多，所以 塑料的减振和隔音性能来自于聚合物大分子的柔韧性和弹性。一般来讲，塑料的柔韧性要比金属大得多，所以当其遭到频繁的机械冲击和振动时，内部将产生粘性内耗，这种内耗可以把塑料从外部吸收进来的机械能量转 当其遭到频繁的机械冲击和振动时，内部将产生粘性内耗，这种内耗可以把塑料从外部吸收进来的机械能量转换成内部
24、热能，从而也就起到了吸振和减振的作用。塑料是现代工业中减振隔音性能极好的材料，不仅可以用 换成内部热能，从而也就起到了吸振和减振的作用。塑料是现代工业中减振隔音性能极好的材料，不仅可以用于高速运转机械，而且还可以用作汽车中的一些结构零部件 于高速运转机械，而且还可以用作汽车中的一些结构零部件(如保险杠和内装饰板等 如保险杠和内装饰板等)。据报道，国外一些轿车已。据报道，国外一些轿车已经开始采用碳纤维增强塑料制造板簧。经开始采用碳纤维增强塑料制造板簧。n n 除了上述几点之外，许多塑料还都具有透光和绝热性能，还可以与金属一样进行电镀、着色和焊接，从而使得 除了上述几点之外，许多塑料还都具有透光和
25、绝热性能，还可以与金属一样进行电镀、着色和焊接，从而使得塑料制品能够 塑料制品能够(nnggu)(nnggu)具有丰富的色彩和各种各样的结构形式。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、具有丰富的色彩和各种各样的结构形式。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射以及耐瞬时烧蚀等特殊性能。防辐射以及耐瞬时烧蚀等特殊性能。n n 塑料虽然具有以上诸多优点和广泛用途，但它们还有一些比较严重的缺陷至今未能克服 塑料虽然具有以上诸多优点和广泛用途，但它们还有一些比较严重的缺陷至今未能克服(如不耐热，容易在阳光、如不耐热，容易在阳光、大气、压力和某些介质作用下老化，等等 大气、压力和某些介质作用下老
26、化，等等)。这些缺陷的存在，严重地影响了塑料应用范围进一步扩大，使得塑。这些缺陷的存在，严重地影响了塑料应用范围进一步扩大，使得塑料制品在许多领域还不能从根本上取代金属制品。例如，被称为耐高温塑料的聚酰亚胺和聚四氟乙烯等，能够 料制品在许多领域还不能从根本上取代金属制品。例如，被称为耐高温塑料的聚酰亚胺和聚四氟乙烯等，能够(nnggu)(nnggu)连续工作的最高温度也只不过 连续工作的最高温度也只不过250 250，这与许多金属材料是无法相比的。在成型加工生产中，塑料还具，这与许多金属材料是无法相比的。在成型加工生产中，塑料还具有加热时线膨胀系数大、冷却后成型收缩率大等工艺问题，这些问题常常
27、使得塑料制品的精度不容易控制，因 有加热时线膨胀系数大、冷却后成型收缩率大等工艺问题，这些问题常常使得塑料制品的精度不容易控制，因此从精度方面讲，塑料制品的使用范围也受到一定限制。换句话说就是，如果采用成型加工的方法生产塑料制 此从精度方面讲，塑料制品的使用范围也受到一定限制。换句话说就是，如果采用成型加工的方法生产塑料制品，要达到某一精度所遇到的加工难度要比金属制品成型时来得大。因此，在目前的塑料成型工业中，塑料制 品，要达到某一精度所遇到的加工难度要比金属制品成型时来得大。因此，在目前的塑料成型工业中，塑料制品的精度 品的精度(即公差等级 即公差等级)有其自己单独的标准，一般都不套用金属制
28、品的精度。有其自己单独的标准，一般都不套用金属制品的精度。第8 页/共100 页第九页，共100 页。热塑性塑料的成型工艺热塑性塑料的成型工艺(gngy)(gngy)特性特性 n n 塑料的成型工艺特性是塑料在成型过程中表现出来的特有性质，模具设计者必须对塑料的成型工艺特性有充分的了解。下面以注射成型为例 塑料的成型工艺特性是塑料在成型过程中表现出来的特有性质，模具设计者必须对塑料的成型工艺特性有充分的了解。下面以注射成型为例介绍热塑性塑料的成型工艺特性。常见热塑性塑料的成型工艺特性见表 介绍热塑性塑料的成型工艺特性。常见热塑性塑料的成型工艺特性见表 3.1 3.1。对于热固性塑料的工艺特性请
29、参照有关资料。对于热固性塑料的工艺特性请参照有关资料。n n 1.1.收缩 收缩(shu su)(shu su)特性与收缩 特性与收缩(shu su)(shu su)率 率n n 塑料制品从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积发生收缩 塑料制品从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积发生收缩(shu su)(shu su)变化的现象叫做制品的收缩 变化的现象叫做制品的收缩(shu su)(shu su)特性。引起制品收 特性。引起制品收缩 缩(shu su)(shu su)的原因除了热胀冷缩之外，还与注射成型时的许多工艺条件及模具因素有关，所以它不是成型塑料固有的特性，通过调
30、整注射工 的原因除了热胀冷缩之外，还与注射成型时的许多工艺条件及模具因素有关，所以它不是成型塑料固有的特性，通过调整注射工艺参数或修改模具结构，可以缩小或改善制品尺寸的收缩 艺参数或修改模具结构，可以缩小或改善制品尺寸的收缩(shu su)(shu su)情况，故生产中也常常把这种收缩 情况，故生产中也常常把这种收缩(shu su)(shu su)特性叫做成型收缩 特性叫做成型收缩(shu su)(shu su)。n n 成型收缩 成型收缩(shu su)(shu su)具有两种主要形式：线尺寸收缩 具有两种主要形式：线尺寸收缩(shu su)(shu su)、后收缩、后收缩(shu su)(
31、shu su)。以及一种普遍性的特征：收缩。以及一种普遍性的特征：收缩(shu su)(shu su)的方向性。的方向性。n n 线尺寸收缩 线尺寸收缩(shu su)(shu su)：由于热胀冷缩以及制品内部的物理或力学变化等原因，导致制品脱模冷却到室温后发生的尺寸缩小现象叫做线尺寸收：由于热胀冷缩以及制品内部的物理或力学变化等原因，导致制品脱模冷却到室温后发生的尺寸缩小现象叫做线尺寸收缩 缩(shu su)(shu su)，这种收缩，这种收缩(shu su)(shu su)在设计模具的成型零部件时必须予以考虑，以求通过设计对它进行补偿，避免制品尺寸出现超差。在设计模具的成型零部件时必须予以
32、考虑，以求通过设计对它进行补偿，避免制品尺寸出现超差。n n 后收缩 后收缩(shu su)(shu su)：塑料制品脱模后，因各种残余应力的松弛将会产生时效变形，由时效变形引起制品尺寸缩小的现象叫做后收缩：塑料制品脱模后，因各种残余应力的松弛将会产生时效变形，由时效变形引起制品尺寸缩小的现象叫做后收缩(shu su)(shu su)。一般来讲，制品脱模后 一般来讲，制品脱模后l0 h l0 h 内的后收缩 内的后收缩(shu su)(shu su)比较显著，比较显著，24 h 24 h 后基本定型，但要达到最终的稳定状态，往往需要很长时间。另外还要注意，后基本定型，但要达到最终的稳定状态，往
33、往需要很长时间。另外还要注意，热塑性塑料的后收缩 热塑性塑料的后收缩(shu su)(shu su)比热固性塑料大。比热固性塑料大。n n 收缩 收缩(shu su)(shu su)的方向性：前已述及注射成型时的取向效应会导致制品各向异性，由于各向异性的存在，制品的收缩 的方向性：前已述及注射成型时的取向效应会导致制品各向异性，由于各向异性的存在，制品的收缩(shu su)(shu su)量也会因方向 量也会因方向不同而有差异。通常情况下，沿着取向的方位强度高，收缩 不同而有差异。通常情况下，沿着取向的方位强度高，收缩(shu su)(shu su)大，而与取向垂直的方位强度低，收缩 大，而与
34、取向垂直的方位强度低，收缩(shu su)(shu su)小，这种现象叫做收 小，这种现象叫做收缩 缩(shu su)(shu su)的方向性，由于收缩 的方向性，由于收缩(shu su)(shu su)具有方向性，则制品内各个方向的收缩 具有方向性，则制品内各个方向的收缩(shu su)(shu su)量之间将会存在收缩 量之间将会存在收缩(shu su)(shu su)差。如果收缩 差。如果收缩(shu su)(shu su)差很大，就意味着制品收缩 差很大，就意味着制品收缩(shu su)(shu su)很不均匀，在此情况下，制品形状将会产生较大的翘曲变形，影响制品的形状精度，这是生 很
35、不均匀，在此情况下，制品形状将会产生较大的翘曲变形，影响制品的形状精度，这是生产中很不希望发生的问题。产中很不希望发生的问题。第9 页/共100 页第十页，共100 页。热塑性塑料的成型工艺热塑性塑料的成型工艺(gngy)(gngy)特性特性 第10 页/共100 页第十一页，共100 页。热塑性塑料的成型工艺热塑性塑料的成型工艺(gngy)(gngy)特性特性 n n 实际收缩率表示制品实际所发生的收缩特性，因成型 实际收缩率表示制品实际所发生的收缩特性，因成型(chngxng)(chngxng)温度下的制品尺寸不便测量，以及实际收缩率和计算收缩率的差值很小 温度下的制品尺寸不便测量，以及实
36、际收缩率和计算收缩率的差值很小(因金属模具的收缩率比塑料制品收缩率小得多之缘故 因金属模具的收缩率比塑料制品收缩率小得多之缘故)，所，所以生产中往往使用计算收缩率近似代替实际收缩率。以生产中往往使用计算收缩率近似代替实际收缩率。n n 影响成型 影响成型(chngxng)(chngxng)塑料或塑料制品收缩的因素很多，如聚合物的品种和结构、塑料助剂 塑料或塑料制品收缩的因素很多，如聚合物的品种和结构、塑料助剂(尤其是填料的性质 尤其是填料的性质)以及制品的工艺特点，注射成型 以及制品的工艺特点，注射成型(chngxng)(chngxng)工艺条件和模具结构等等。下面简介如下：工艺条件和模具结构
37、等等。下面简介如下：n n(1)(1)塑料品种 塑料品种 塑料品种不同，其收缩率也各不相同。同种塑料由于其各种组分的比例不同，分子量大小不同，收缩率也不相同。例如，树脂的相对分子质量高，填料为有机填料，树脂含 塑料品种不同，其收缩率也各不相同。同种塑料由于其各种组分的比例不同，分子量大小不同，收缩率也不相同。例如，树脂的相对分子质量高，填料为有机填料，树脂含量较多，则该类塑料的收缩率就大。量较多，则该类塑料的收缩率就大。n n(2)(2)塑件结构 塑件结构 塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件、嵌件数量及其分布对收缩率的大小都有很大的影响。一般来说，塑件的形状复杂、尺寸较小、壁薄、有嵌件、嵌件数量
38、多且对称分布，塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件、嵌件数量及其分布对收缩率的大小都有很大的影响。一般来说，塑件的形状复杂、尺寸较小、壁薄、有嵌件、嵌件数量多且对称分布，其收缩率较小。其收缩率较小。n n(3)(3)模具结构 模具结构 模具的分型面、浇口形式及尺寸等因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型 模具的分型面、浇口形式及尺寸等因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型(chngxng)(chngxng)时间。采用直接浇口或大截面的浇口，可减少收缩，但各向异性大，时间。采用直接浇口或大截面的浇口，可减少收缩，但各向异性大，沿料流方向收缩小，沿垂直料流方向收缩大；反之，当浇
39、口的厚度较小时，浇口部分会过早凝结硬化，型腔内的塑料收缩后得不到及时补充，收缩较大。点浇口凝封快，在制件条件允许的情况下，沿料流方向收缩小，沿垂直料流方向收缩大；反之，当浇口的厚度较小时，浇口部分会过早凝结硬化，型腔内的塑料收缩后得不到及时补充，收缩较大。点浇口凝封快，在制件条件允许的情况下，可设多点浇口，可有效地延长保压时间和增大型腔压力，使收缩率减少。可设多点浇口，可有效地延长保压时间和增大型腔压力，使收缩率减少。n n(4)(4)成型 成型(chngxng)(chngxng)工艺条件 工艺条件 模具温度高，熔料冷却慢，则密度高，收缩大。尤其是对于结晶型塑料，因其结晶度高，体积变化大，故收
40、缩更大。模具温度分布与塑件内外冷却及密度均 模具温度高，熔料冷却慢，则密度高，收缩大。尤其是对于结晶型塑料，因其结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模具温度分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影响到各部位收缩率的大小及方向性。此外，成型 匀性也有关，直接影响到各部位收缩率的大小及方向性。此外，成型(chngxng)(chngxng)压力及保压时间对收缩也有较大的影响。压力高、时间长的收缩小，但方向性大；注射压力高、熔料粘度小、层间 压力及保压时间对收缩也有较大的影响。压力高、时间长的收缩小，但方向性大；注射压力高、熔料粘度小、层间切应力小和脱模后弹性恢复大的，收缩可相应减少；料温高的，则收
41、缩大，但方向性小，因此在成型 切应力小和脱模后弹性恢复大的，收缩可相应减少；料温高的，则收缩大，但方向性小，因此在成型(chngxng)(chngxng)时调整模温、压力、注射速度及冷却时间等因素也可适当的改变塑料收缩情况。时调整模温、压力、注射速度及冷却时间等因素也可适当的改变塑料收缩情况。n n 由于影响塑料收缩率变化的因素很多，而且复杂，所以收缩率是在一定范围内变化的。在模具设计时应根据以上因素综合考虑选取塑料的收缩率。常用的各种塑料的收缩率见有关手册。由于影响塑料收缩率变化的因素很多，而且复杂，所以收缩率是在一定范围内变化的。在模具设计时应根据以上因素综合考虑选取塑料的收缩率。常用的各
42、种塑料的收缩率见有关手册。第11 页/共100 页第十二页，共100 页。热塑性塑料的成型热塑性塑料的成型(chngxng)(chngxng)工艺特性工艺特性 第12 页/共100 页第十三页，共100 页。热塑性塑料的成型热塑性塑料的成型(chngxng)(chngxng)工艺特性工艺特性 第13 页/共100 页第十四页，共100 页。热塑性塑料热塑性塑料(slio)(slio)的成型工艺特性的成型工艺特性 n n 3.3.流动性 流动性n n 流动性即指可挤压性与可成型性，因此可用熔融指数和螺旋流动试验值表征热塑性成型塑料的流动性，其中熔 流动性即指可挤压性与可成型性，因此可用熔融指数和
43、螺旋流动试验值表征热塑性成型塑料的流动性，其中熔体指数使用最多。对于热固性成型塑料的流动性，生产中主要用拉西格试验值表征，注射成型用的热固性塑料 体指数使用最多。对于热固性成型塑料的流动性，生产中主要用拉西格试验值表征，注射成型用的热固性塑料的拉西格试验值，一般都要求大于 的拉西格试验值，一般都要求大于200 mm 200 mm。n n 对于注射成型用的热塑性塑料，如果制品形状一般，通常要求熔融指数能够达到 对于注射成型用的热塑性塑料，如果制品形状一般，通常要求熔融指数能够达到(1 2)g(1 2)g 左右；如果是薄壁制品，左右；如果是薄壁制品，则要求达到 则要求达到(3 6)g(3 6)g；
44、如果制品形状既复杂又壁薄，那么在保证制品使用要求的前提下，还可以使用熔体指数更；如果制品形状既复杂又壁薄，那么在保证制品使用要求的前提下，还可以使用熔体指数更高一些的成型塑料，如国外一些用来成型薄壁深筒的成型塑料，其熔融指数高达 高一些的成型塑料，如国外一些用来成型薄壁深筒的成型塑料，其熔融指数高达20 g 20 g 以上。如果按照模具设计要 以上。如果按照模具设计要求，大致可按流动性的好坏把常用的热塑性塑料分为三类：求，大致可按流动性的好坏把常用的热塑性塑料分为三类：n n 流动性好的塑料：聚酰胺，聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素和聚 流动性好的塑料：聚酰胺，聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋
45、酸纤维素和聚4 4 甲基戊烯等。甲基戊烯等。n n 流动性中等的塑料：改性聚苯乙烯 流动性中等的塑料：改性聚苯乙烯(如 如ABS ABS 和 和AS)AS)、聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲醛和氯化聚醚等。、聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲醛和氯化聚醚等。n n 流动性差的塑料：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜和氟塑料等。流动性差的塑料：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜和氟塑料等。n n 影响成型塑料流动性的因素很多，除了自身结构性能之外，主要是所承受的温度、压力和剪切作用等工艺因素 影响成型塑料流动性的因素很多，除了自身结构性能之外，主要是所承受的温度、压力和剪切作用等工艺因素及模具结构。主
46、要为：及模具结构。主要为：n n(1)(1)温度 温度 料温高，则流动性大，但不同塑料也各有差异。聚苯乙烯、聚丙烯、有机玻璃、料温高，则流动性大，但不同塑料也各有差异。聚苯乙烯、聚丙烯、有机玻璃、ABS ABS、AS AS、聚、聚碳酸酯、醋酸纤维素等塑料的流动性随温度变化的影响较大；聚乙烯、聚甲醛的流动性受温度变化的影响较小。碳酸酯、醋酸纤维素等塑料的流动性随温度变化的影响较大；聚乙烯、聚甲醛的流动性受温度变化的影响较小。n n(2)(2)压力 压力 注射压力增大，则熔料受剪切作用大，流动性也增大，尤其是聚乙烯和聚甲醛较为敏感。注射压力增大，则熔料受剪切作用大，流动性也增大，尤其是聚乙烯和聚甲
47、醛较为敏感。n n(3)(3)模具结构 模具结构 浇注系统的形式、尺寸、结构 浇注系统的形式、尺寸、结构(如型腔表面粗糙度、浇道截面厚度、型腔形式、排气系统 如型腔表面粗糙度、浇道截面厚度、型腔形式、排气系统)、冷却系统的设计和熔料的流动阻力等因素都会直接影响熔料的流动性。凡促使料温降低 冷却系统的设计和熔料的流动阻力等因素都会直接影响熔料的流动性。凡促使料温降低(jingd)(jingd)、流动阻力增加、流动阻力增加的因素，都会使流动性降低 的因素，都会使流动性降低(jingd)(jingd)。第14 页/共100 页第十五页，共100 页。热塑性塑料的成型热塑性塑料的成型(chngxng)
48、(chngxng)工艺工艺特性特性 n n 4.4.热敏性和水敏性 热敏性和水敏性n n(1)(1)热敏性 热敏性n n 各种塑料的化学结构在热量作用下均有可能发生变化，这种变化对热量作用的敏感程度称为塑料的热敏性。热敏性 各种塑料的化学结构在热量作用下均有可能发生变化，这种变化对热量作用的敏感程度称为塑料的热敏性。热敏性很强的塑料通常简称为热敏性塑料，热塑性的热敏性塑料在成型过程 很强的塑料通常简称为热敏性塑料，热塑性的热敏性塑料在成型过程(guchng)(guchng)中很容易在不太高的温度下发生热分 中很容易在不太高的温度下发生热分解、热降解、或在加热时间较长的情况下发生过热降解，从而影
49、响制品的性能、色泽和表面质量等。另外，塑料熔 解、热降解、或在加热时间较长的情况下发生过热降解，从而影响制品的性能、色泽和表面质量等。另外，塑料熔体发生热分解或热降解时，还会释放出一些挥发性气体，这些气体中有的会对人体、模具和注射机产生刺激或腐蚀，体发生热分解或热降解时，还会释放出一些挥发性气体，这些气体中有的会对人体、模具和注射机产生刺激或腐蚀，甚至带有一定毒性。因此，制订成型工艺、设计模具和选用注射机时均应对这一问题加以注意。一般来讲，对于热 甚至带有一定毒性。因此，制订成型工艺、设计模具和选用注射机时均应对这一问题加以注意。一般来讲，对于热敏性塑料制品，通常都要选用螺杆式注射机，流道截面
50、也应取大一些 敏性塑料制品，通常都要选用螺杆式注射机，流道截面也应取大一些(避免过大的摩擦热 避免过大的摩擦热)，注射机筒内壁，流道和模，注射机筒内壁，流道和模腔表壁应镀铬，熔体在模内流动时不得有死角和滞料现象，生产操作时应严格控制加热时间、螺杆转速和背压，以 腔表壁应镀铬，熔体在模内流动时不得有死角和滞料现象，生产操作时应严格控制加热时间、螺杆转速和背压，以及注射温度和模具温度等等。总之一句话，就是要想尽办法避免出现不正常的热降解，必须时还要在成型塑料中添 及注射温度和模具温度等等。总之一句话，就是要想尽办法避免出现不正常的热降解，必须时还要在成型塑料中添加热稳定剂。属于热敏性塑料的有硬聚氯