机械工程材料及成形工艺（第三版）-非金属成形与快速成形ppt课件.ppt

非金属材料成形、快速成形 无锡职业技术学院 2014年9月6日 非金属成形与快速成形 本章主要内容 本章主要内容为塑料、橡胶、陶瓷、复合材料的成形方法。再介绍目前国内外几种成熟的快速成形方法。 第一节 非金属材料的成形 第二节 快速成形 第一节　非金属材料的成形 一、塑料的成形 二、橡胶的成形 三、复合材料的成形 一、塑料的成形 塑料制品的成形方法：注射、挤压、压制、浇注等 1、注射成形 ——也称注塑成形，是利用注射机将熔化的塑料快速注入模具中，并固化得到各种塑料制品的方法。 应用：约占塑料件生产的30%左右 用于热塑性塑料（氟塑料除外）成形；一部分热固性塑料的成形。 适用于大批量塑料件的生产。 特点：具有能一次成形形状复杂的制件、尺寸精确、生产率高等优点，但设备和模具费用较高 柱塞式注塑、螺杆式注塑原理 注塑机示例 注塑模示例 注塑件示例 2、挤出成形 ——是利用螺杆旋转加压（或柱塞加压）方式，连续地将塑化好的塑料挤进模具，通过一定形状的口模时，得到与口模形状相适应的塑料型材的工艺方法 特点：能连续成形、生产率高、模具结构简单、生产成本低、制品组织紧密等 应用：约占塑料制品产量的30%左右 主要用于截面一定、长度大的各种塑料型材，如塑料管、板、棒、片、带材和截面复杂的异形材 除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都能挤出成形，部分热固性塑料也可挤出成形。 挤出成形原理图 棒材的挤出成形 挤出 管材 挤出 棒材 挤塑机示例 挤塑件示例 3、压制成形 ——又称压缩成形、压塑成形和模压成形等，是将固态的粒料或预制的片料加入模具中，通过加热和加压方法，使其软化熔融，并在压力的作用下充满模腔，固化后得到塑料制件的方法 特点：压制成形设备、模具简单，能生产大型制品；但生产周期长、效率低，较难实现自动化，难以生产厚壁制品及形状复杂的制品。 应用：主要用于热固性塑料，如酚醛树脂、环氧树脂、有机硅等；也能用于压制热塑性塑料，如聚四氟乙烯制品和聚氯乙烯（ＰＶＣ）唱片等 压制成形原理 塑料压制成形机 塑料压制模具 压制件示例 合成压制的琥珀蜜蜡 塑料压制件 4、吹塑成形 ——吹塑成形（属于塑料的二次加工）是借助压缩空气使空心塑料型坯吹胀变形，并经冷却定型后获得塑料制件的加工方法 主要应用： 中空吹塑成形 薄膜吹塑成形 塑料薄膜吹塑机组 吹塑件示例 ５．浇铸成形 ——塑料的浇铸成形类似于金属的铸造成形。即将处于流动状态的高分子材料或单体材料注入特定的模具中，在一定条件下使之反应、固化，并成形得到与模具型腔相一致的塑料制件的加工方法 特点：这种成形方法设备简单，不需或只需少许加压，对模具强度要求低，生产投资少，但制件精度低，生产率低，成形周期长。 应用：可用于生产各种尺寸的热塑性和热固性塑料制件， ６．气体辅助注塑成形 ——简称气辅成形，是塑料加工领域的一种新方法，生产过程包括以下三个阶段： 第一阶段，塑料注射。熔体进入型腔，遇到温度较低的模壁，形成一个较薄的凝固层 第二阶段，气体入射。惰性气体进入熔融的塑料，推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔 第三阶段，气体继续推动塑料熔体流动直到熔体充满型腔 第四阶段，气体保压。在保压状态下，气道中的气体压缩熔体，进行补料确保制件的外观质量。 成辅成形原理 气辅成形优点： 消除产品表面缩痕，改善表面质量； 减少变形，减少流动条痕； 降低产品内应力，提高强度； 节省塑料原料，减轻制品重量（一般可减轻20%~40%）； 改善材料在制品断面上的分布，改善制品的刚性； 缩短成形时间，提高生产效率，延长模具使用寿命 气辅成形零件 二、橡胶的成形 橡胶生产工艺流程：塑炼——混炼——成形 塑炼：是使弹性生胶转变为可塑状态。通过机械塑炼法和化学塑炼法，使橡胶的大分子断裂成相对较小的分子，从而使粘度下降，可塑性增加 混炼：是将各种配合剂（硫化剂、防老化剂和填充剂等）混入生胶中，制成均匀的混炼胶以便后续成形工序的正常进行。 成形：主要有压延成形、压出成形、注射成形 1、压延成形 主要用于胶料的压片、压型；纺织物和钢丝帘等的贴胶、擦胶；胶片与胶片或胶片与挂胶织物的贴合等 橡胶压延机 2、压出成形 主要用于各种复杂形状的半成品，如轮胎的胎面胶、内胎胎筒、电线电缆外皮等。 电缆外皮 轮胎 3、注射成形 将胶料直接从机筒注入模型进行硫化的生产方法。 用于各种形状的橡胶件 橡胶注射成形机 注射成形橡胶件 三、复合材料的成形 复合材料按基体分类 1、聚合物基复合材料的成形 预浸料及预混料成形 手糊成形 袋压成形 缠绕成形 拉挤成形 模压成形 组成： 1、聚合物基复合材料 2、金属基复