塑料成型工艺与模具设计第2版课件作者屈华昌塑料成形工艺与模具设计（总章节）.ppt

塑料成型工艺与模具设计 目 录 目 录 第一章 绪论 第一节 塑料成型在工业生产中的重要性 一、塑料及塑料工业的发展 塑料工业是一门新兴的工业，是随着石油工业发展应运而生的。塑料工业的发展大致分为以下几个阶段。 (1) 初创阶段 (2) 发展阶段。20世纪30年代，低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚酰胺等热塑性塑料相继工业化，奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路。 (3) 飞跃发展阶段20世纪50年代中期到20世纪60年代末，石油化工的高速发展为塑料工业提供了丰富而廉价的原料。 (4) 稳定增长阶段 二、塑料成型在工业生产中的重要性 第二节 塑料成型技术的发展趋势 （1） CAD/CAE/CAM技术在模具设计与制造中的广泛应用 （2） 大力发展快速原型制造 （3）研究和应用模具的快速测量技术与逆向工程 （4）发展优质模具材料和采用先进的热处理和表面处理技术 （5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 （6）模具的复杂化、精密化与大型化 （7）模具工业信息化 第三节 塑料模具的分类 一、注射模 二、压缩模 三、压注模 压注模又称传递模。压注模的加料室与型腔由浇注系统相连接。首先将预热过的塑料原料加入预热的加料室内，然后通过压柱向加料室内塑料原料施加压力，塑料在高温高压下熔融并通过模具浇注系统进入型腔，最后发生化学交联反应逐渐硬化定型。压注模主要用于热固性塑料制件的成型。 四、挤出模 五、气动成型模 第四节 学习本课程应达到的要求 模具专业学生通过学习本课程，应达到如下目的： 1) 了解聚合物的物理性能、流动特性、成型过程中的物理、化学变化以及塑料的组成、分类及其性能。 2) 了解各类塑料模具成型的基本原理、工艺过程和工艺参数，正确分析成型工艺对模具的要求。 3) 能掌握各种成型设备与模具之间的安装关系及其对各类模具的要求。 4) 掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法，在查阅设计资料的基础上能设计一般复杂程度的模具。 5) 具有初步分析、解决成型现场技术问题的能力，包括具有初步分析成型缺陷产生的原因和提出克服办法的能力。 思考题 1-1 塑料成型在工业生产中有何重要地位？ 1-2 简述塑料成型技术的发展趋势。 1-3 塑料模具是如何分类的？ 1-4 课程学习的基本要求是什么？ 第二章 塑料成型基础 第一节 聚合物的分子结构与热力学性能 一、聚合物的分子结构 (一) 树脂与塑料 (二) 高分子与低分子 (三) 聚合物的分子结构 如果聚合物的分子链呈不规则的线状(或者团状)，聚合物是一根根的分子链组成的，则称为线型聚合物，如图2-1a所示。如果在大分子的链之间还有一些短链把它们相互交联起来，成为立体结构，则称为体型聚合物，如图2-1c所示。此外，还有一些聚合物的大分子主链上带有一些或长或短的小支链，整个分子链呈枝状(见图2-1b)，称为带有支链的线型聚合物。 第一节 聚合物的分子结构与热力学性能 第一节 聚合物的分子结构与热力学性能 (四)聚合物的聚集态结构及其性能。结晶型聚合物由“晶区”(分子作有规则紧密排列的区域)和“非晶区”(分子处于无序状态的区域)所组成，如图2-2所示。 第一节 聚合物的分子结构与热力学性能 二、聚合物的热力学性能与加工工艺性 (一) 聚合物的热力学性能。图2-3中曲线1为线型无定形聚合物受恒应力作用时变形程度与温度的关系曲线，也叫热力学曲线。 第一节 聚合物的分子结构与热力学性能 (二) 聚合物的加工工艺性 θf与θd一样都是聚合物材料进行成型加工的重要参考温度。不同状态下塑料的物理性能与加工工艺性见表2-1。 第二节 聚合物流变方程与分析 一、牛顿流体及其流变方程 图2-4是液体在流道中流动时的速度梯度图。 第二节 聚合物流变方程与分析 图2-5所示为以切应力对剪切速率作图时，塑料成型加工中常用聚合物在非牛顿流体状态下的流动曲线。 第二节 聚合物流变方程与分析 将非牛顿流体的粘度定义为表观粘度ηa(即非牛顿粘度)。图2-6为不同类型流体的表观粘度与剪切速率的关系。 第二节 聚合物流变方程与分析 二、温度和压力对粘度的影响 （一）温度对剪切粘度的影响 表2-2列出了几种常用热塑性塑料熔体在恒定剪切速率下的表观粘度与温度关系的数据。 第二节 聚合物流变方程与分析 (二)压力对剪切粘度的影响 几种聚合物粘度与压力的关系见图2-7。 第二节 聚合物流变方程与分析 三、聚合物熔体的粘弹性 聚合物熔体(包括分散体)不仅具有粘流性，而且还具有如固体般的弹性，即当熔体受到应力时，一部分能量消耗于粘