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制品与模具设计课程总结
第二章 塑料制件设计
一、热塑性塑料的工艺性能(重点前两个性质)
1.收缩性
塑件从塑模中取出冷却到室温后,塑件的各部分尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小,这种性能称为收缩性。
影响收缩的基本因素:
(1)塑料品种
(2)塑件特性
(3)进料口的形式、尺寸、分布
(4)成型条件
成型收缩的形式:
(1)塑件的线尺寸收缩
(2)收缩方向性
(3)后收缩
(4)后处理收缩
2.流动性
塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。
熔体流动速率 (MFR),也指熔融指数(MI,melt index),是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下,树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内(一般10min)内流出的熔料克数,单位为g/10min。
分子量小,分子量分布宽,分子结构规整性差,熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小,流动比大的塑料流动性就好。
影响流动性的主要因素:
温??——料温高则流动性增大,但不同塑料也各有差异。
压力——注塑压力增大则熔融料受剪切作用大,流动性也增大。
模具结构——凡促使熔融料降低温度,增加流动性阻力的则流动性就降低。
3.结晶性
一般结晶性塑料为不透明或半透明,无定形料为透明(如有机玻璃等)。
例外:聚(4)甲基戊烯为结晶型塑料却有高透明性,ABS为无定形塑料但却并不透明。
4.热敏性及水敏性
热敏性:对热较为敏感,在高温下受热时间较长或进料口截面过小,剪切作用大时,料温增高易出现变色、降解、分解的倾向。这种性能称为热敏性。
水敏性:有的塑料(如聚碳酸酯)即使含有少量水分,在高温、高压下也会发生分解,这种性能称为水敏性。
5.吸湿性
吸湿性:塑料对水分的亲疏程度
6.应力开裂及熔体破裂
应力开裂:是指有些塑料对应力比较敏感,成型时容易产生内应力,质脆易裂,当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象,被称为应力开裂。
熔体破裂:是指当一定熔融指数的聚合物熔体,在恒温下通过喷嘴孔时当流速超过某一数值时,熔体表面即发生横向裂纹,这种现象被称为熔体破裂。
7.相容性(共混性)
8.塑料状态与加工性
二、热固性塑料的工艺性能
1.收缩性 同上
2.流动性
以拉西格流动性(以毫米计)来表示,数值大则流动性好。
影响流动性的因素:
(1)塑料品种,一般树脂分子量小,填料颗粒细且呈球状, 水、增塑剂、润滑剂含量高的,流动性大。
(2)模具结构,模具成型表面光滑、型腔形状简单,有利于改善流动性。
(3)成型工艺,采用预压锭及先预热,提高成型压力,提高成型温度(在低于塑料硬化温度的条件下)等都能提高塑料的流动性。
流动性对成型的影响:
流动性过大,溢料过多,填充不密实,塑件组织疏松,树脂与填料混合不均,易粘模,脱模和清理困难及早硬化等缺陷;
流动性过小,则填充不足,不易成型,成型压力增大。
3.比容和压缩率
比容:每一克塑料所占有的体积(以cm3/g计)
压缩率:塑粉与塑件两者体积或比容之比值(其值恒大于1)
4.固化特性
在热固性塑料的成型过程中,树脂发生交联反应,分子结构由线型变为体型,塑料由既可熔又可溶变为既不熔又不溶的状态,在成型工艺中把这一过程称为固化(熟化)。
5.水分及挥发物含量
来源:(1)塑料生产过程中遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收。(2)是成型过程中化学反应的副产物。
产生的影响: 流动、收缩、气泡、腐蚀、气味等
处理方法:预热干燥,开排气槽,加排气工步
6.热固性塑料受热时的物理状态
加热时很快由固态变成粘流态,这种状态存在的时间很短;
化学作用使分子结构由线性变为网状,分子停止运动,塑料硬化成坚硬的固体。
三、塑件工艺性设计
塑件的工艺性:是塑件对成型加工的适应性。
塑件工艺性设计包括:塑料材料选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件结构。
塑件工艺性设计的特点:应当满足使用性能和成形工艺的要求,力求做到结构合理、造型美观、便于制造。
1.塑件的尺寸影响因素
①塑料的流动性(大而薄的塑件充模困难)
②设备的工作能力(注射量、锁模力、工作台面)
2.塑件的精度影响因素
①模具的制造精度、磨损程度和安装误差
②塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化
③塑件成型后的时效变化
四、塑件的形状与结构设计
1.表面形状
①塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型
②应易于模塑,避免侧向分型抽芯
③塑件的形状设计还应有利于提高强度和刚度。如薄壳制件可设计成球面和拱形曲面。
2.脱模斜度
为了便于塑件脱模,防止脱模时擦伤塑件,必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度α,在模具上称为脱模斜度。
脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率,一般取30′~1°30′。
脱模斜度方向:外形以大端为基准,斜度由缩小方向取得;内形以小端为基准,斜度由扩大方向取得。
脱模斜度设计要点:
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