冲压工艺及模具设计实验指导书.doc

塑料成型工艺及模具设计实验指导书编制： 铁永亮 何照荣 审核： 茂名学院机电学院2006年6月目录1. 聚合物融融指数的测定实验.32. 塑料成型模拆装实验.63. 塑料成型工艺过程及操作实验.8聚合物融融指数的测定实验一、概述热塑性塑料的流动性测定的是在拟定温度条件下，被测高聚物在高温加热炉内，变成完全熔融状态，在拟定砝码负荷下，通过一定直径的小孔进行挤出实验的工艺过程。熔融指数可以用来表征高分子材料在熔融状态的流动性、粘度等重要物理性能。二、实验目的1） 掌握高密度聚合物熔融指数的计算方法。2） 理解XNR-400熔体流动速率仪的构造和基本工作原理。3） 熟悉XNR-400熔体流动速率仪的操作方法、应用范围、注意事项。4） 了解不同的测定条件对高密度聚合物的熔融指数的影响。三、实验设备仪器及原料1. 主要仪器设备（1）XNR-400熔体流动速率仪：一台（2）BP型天平：一台。量程：200克；分度值：0.2克；（3）配套工具箱：一个。2. 原料：聚丙烯（Polypropylene简称PP）四、实验原理熔融指数（MI）：熔融指数就是热塑性高聚物在一定高温下使高聚物达到熔融状态，施加一定压力，使高聚物熔体在10分钟内通过标准毛细管的重量值。MI的数据可以用来区别各种热塑性高聚物在熔融状态下的粘度和流动性的好坏。但只是一个大体上的分类手段，还不能根据熔融指数数据预测实际成型加工工艺性。另外，对同一种高聚物，还可以用熔融指数来比较高聚物分子量的大小，用来作为生产中控制产品品质的依据。一般来讲，同一种高聚物（化学结构一定），其熔融指数愈小，分子量愈大；其熔融指数愈大，分子量愈小。熔融指数（MI）的表达式：MI600；式中：MI熔融指数【单位：k（克）/10分钟）】W取样重量【单位：k（克）】t取样时间【（单位：S（秒）】XNR-400熔体流动速率仪的构造见图1。用于能够放入装料筒中的热塑性粉样、粒料、条状薄片，包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛ABS树脂、聚碳酸脂、尼龙氟塑料等高聚物在高温下熔体流动速率的测定。五、XNR-400熔融指数测试仪主要技术参数XNR-400熔融指数测试仪的结构示意图见图1： “7口模”出料口直径：2.0950.005mm；“7口模”出料口长度：8.0000.025mm；“5料筒”装料口直径：9.5500.025mm；“5料筒”长度：160mm；“2活塞”大直径：9.4750.015mm；活塞杆头长度：6.3500.100mm；温度波动：0.5（“7口模” 上端面处）；六、操作步骤参见图1。1. 插上电源插头，打开面板上的“18电源开关”，“20电源指示灯”亮，“21温度显示”将显示“_ _ _ _ _”，这时仪器进入监控状态。2. 设定实验温度（根据高聚物的材料性能选择温度值）：通过面板上“17控温键”连续按动四个数字键（先高位，后低位），再按“设定”键，则实验温度已设定好。并显示在“21温度显示屏”上。3. 启动：若设定无误，则可按下“17控温键”中的“启动”键。仪器自动进入控温状态。若设定有误，或要重新设定实验温度时，可按动一下“17控温键”中的“19复位”按钮，使仪器重新回到监控状态即可。它可使任何工作状态终止。（“17控温键”中的“设定”、“测温”两键分别为设定温度显示、实时温度显示。一般按下“启动”键后，再按下测温键，以便显示实时温度。）4. 启动一段时间后，“21温控显示屏”最后一位将显示出“H”字样，这时说明“5料筒”已达到恒温状态，即“设定”温度值。即可继续以下操作。5. 将“9口模挡板手柄”拉向外边，通过“13反光镜”可看到“10口模挡板”已挡住料筒口径的三分之一。6. 根据实验要求，选择相应“7口模”，从料筒的上端装入“7口模”，并用顶杆将其压到与“10口模挡板”接触为止。7. 装料：用“装料漏斗”装入实验用料，用“装料顶杆”压实装入“5料筒”的实验用料。直到实验用料加到“5料筒”深度的2/3左右为止。而后，将“2活塞”放入料筒中，五分钟后，即可加上所需“1砝码”进入实验。8. 实验取样：当“2活塞”下压到“4下刻线”与“5料筒”的上端面相平时，旋转“12刮刀手柄”，用“11刮刀”切除挤出的余料。同时启动“秒表”，开始记时，每隔30秒取一次试样，连续取35段试样即可。注意：当“2活塞”压到“3上刻线”与“5料筒”上端面奇平时，应停止试样的切取，即取样应在“2活塞”的“3上刻线”与“4下刻线”之间完成。9. 称重：用“天平”将每段试样的重量称出。填入记录表1。10. 清理：待料筒内的料全部挤出后，取下砝码，拔出“2活塞”并把它清理干净，不能留有残渣；把“9口模挡板手柄”向内推入，用“顶杆”顶出“7口模”；用洁净的“白纱布”，绕在“洁料杆”上，趁热擦拭“5料筒”，擦干净为止；清理“5料筒”出口处，清理“7口模”，清理“顶杆”、“洁料杆”。11. 将所使用的所有用具归入“仪器箱”内，摆放整齐；清理现场，打扫实验室卫生，经老师同意后方可离开实验室。七、数据处理1. 按照表1填写记录内容。2. 按要求完成实验报告。表1:试样名称 设定温度 （） 砝码总重 （N）压力 Pa(N/m)样条编号取样时间（s）样条重（g）样条平均重（g）MI(g/10min)1234八、注意事项1. 装料要迅速，以免产生气泡。2. 整个取样及切割过程要从压住“2活塞”的“4下刻线”和“3上刻线”之间进行。3. 整个体系温度要求均匀。在试样的切取过程中，要尽量避免炉温波动。4. 加热后的炉温都超出100，同学们要避免烫伤，保证人身安全。图1：XNR-400熔体流动速率仪1砝码；2活塞；3上刻线；4下刻线；5料筒；6隔热层；7口模；8铂电阻；9口模挡板手柄；10口模挡板；11刮刀；12刮刀手柄；13反光镜；14水准座；15底身；16调节螺钉；17控温键；18电源开关；19复位键；20指示灯；21温度显示屏塑料成型模拆装实验一、实验目的1. 掌握正确装拆注塑成型模具的方法。二、实验设备及辅助工具1. 设备注塑机型号：UN160A2. 塑料注塑模具：1套；3. 辅助工具扳手：1把30钢棒：1根20尼龙绳：1根三、注塑模具的结构注射模的基本结构包括定模和动模两大部分。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的可移动的动模固定板上。在注射过程中，动模部分所在的合模系统在液压驱动下，通过导柱的导向与定模紧密配合，塑料熔体经注塑机的喷嘴从模具的浇注系统高速进入型腔，成形冷却后开模，即动模和静模分开，塑料制件留在动模上，顶出机构将塑件推出掉下。图1为一典型的注射模具结构示意图。1. 成型部件如图1所示，成型部件由动模1、定模2组成。定模、动模合模后构成封闭的型腔，用于填充塑料熔体，形成塑料制件的形状和尺寸。2. 浇注系统浇注系统是熔融塑料从注塑机的喷嘴进入模具所流经的通道，一般由主浇道、分浇道、浇口等组成。图1的浇口套6中的空为主浇道，其形状为圆锥形，目的是便于熔融塑料的顺利流入及开模时主浇道的凝料顺利拔出。3. 导向系统导向系统包括定模和动模之间的导向机构、推出机构的导向机构两种。前者保证动模和定模在合模时准确对模，保证塑件的形状和尺寸精度，如图1的导柱8和导套9；后者是为避免推出推板过程中推板歪斜而设置的，见图1所示的推板导柱16和推板导套17。4. 冷却装置主要用于提高塑料模具的成形效率，防止制品脱模后变形。见图1所示的冷却水道3。5. 脱模机构脱模机构是在开模时使塑料制件从模具中脱出的装置。一般脱模机构与注塑机的顶出机构配合，见图1中的推板13、推杆固定板14、拉料杆15、推杆18和复位杆19。6. 排气系统通常在模具分型面开出若干条沟槽，或者利用模具的推杆或者型芯与模板之间的配合间隙进行排气。7. 抽芯机构见图2箱形制品的外侧有凹凸部分，这种情况下必须在外侧设置可移动的凹凸型芯，凹凸型芯的侧向移动就是有抽芯机构来实现的。四三、实验内容1） 了解注塑机与注塑模具连接方式；2） 了解注塑机上固定板的结构形式；3） 按照实验指导老师的要求步骤将注塑模具从注塑机上拆离；4） 按照实验指导老师的要求步骤将注塑模具安装到注塑机上；五、拆装注塑成型模具步骤1、 打开定、动模，观察并分析模具结构，明确各零件的作用和名称。2、 标定各零件的相对位置（作记号），拟订拆装方案，并经指导人员认可。3、 按拟订拆装方案拆卸模具，某些过盈配合或不宜拆开处，如导柱、导套、凸模与凸模固定板等，请不要拆开。4、 对照实物画出模具装配草图，标出各个零件名称、所用的材料、及热处理要求。5、 画出注塑成型的工件图。6、 将各零件擦干净，涂上机油，按正确装配顺序装配回原样。7、 清点工具，打扫卫生。塑性成型工艺过程及操作实验1、实验目的1） 了解塑料成型性能2） 熟悉塑料的注射成型工艺过程3） 了解成型工艺对产品的影响2、实验设备1）胶杯模具一套2）注射成型机UN160A一台3）注射用塑料原料：PE3、实验原理塑料分类分类方法很复杂，不过通常的分类方法有两种：1） 根据塑料受热特性，可分为热塑性塑料和热固性塑料（1） 热塑性塑料 热塑性塑料是指在一定温度范围内可以软化乃至熔融流动，冷却后又能固化成一定形状的塑料。这个过程可以反复进行多次，其典型品种又聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。（2） 热固性塑料 热固性塑料是指树脂在加热过程中发生化学反应，由线形高分子变成体形高分子结构，（高分子是相对于低分子而言的一类物质，即由分子量很大的分子所组成的物质，亦称聚合物。）此后遇热不再熔融，也不溶于有机溶剂，如果加热温度过高，只能炭化，典型品种有酚醛塑料、脲醛塑料、环氧树脂、不饱和聚脂、氨基塑料、吱呐塑料等。2） 根据塑料的用途，可分为通用塑料、工程塑料和功能性塑料。（1） 通用塑料 又叫常用塑料，是指产量大，价格低。应用范围广的塑料。在日常生活中见得最多，用得最广的有聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、氨基塑料等，它们的产量占全部塑料产品的四分之三以上。（2） 工程塑料 是指机械强度好，能做工程材料和代替金属制造各种机械设备或零件的塑料。这类塑料主要有聚碳酸脂、ABS树脂、聚酰胺、聚甲醛、聚氯醚、聚砜、AS塑料等。（3） 功能性塑料 是指具有特殊性能和特殊用途的塑料，如含氯塑料、硅树脂、聚酚脂、环氧树脂、不饱和聚脂、离子交换树脂等特殊材料。注塑成形本次实验使用的是伊之密UN160A型号注塑机，其结构如图所示图1-1 往复螺杆注射成型机的组成1-注射系统 2-合模系统 3-液压传动系统 4-电器控制系统主要由注射系统、合模系统、液压传动系统和电器控制系统等组成。其工作过程如下图，图1-2 注射成型机的工作过程（a）加料塑化 （b）注射充模 （c）保压固化 （d）脱模1、 加热装置 2、料斗 3、电机 4、模具 5、喷嘴 6、加热冷却装置 7、行程开关 8、产品图1-3 注射成型机工作流程图（1） 合模与锁紧（2） 注射装置前移（3） 注射与保压（4） 制品冷却和预塑化（5） 注射装置后退（6） 开模顶出制品在塑料由原料到制品的成型过程中，成型工艺参数的选取十分重要，因为它直接影响成型塑件的内在和外在质量，是塑料加工的关键因素之一。塑料成型主要包括原理的塑化和熔体的流动与成型两个过程。在塑件过程中，需要控制的成型参数主要有料筒温度和背压。料筒温度的选择与成型设备的种类、塑料的特性、塑件的形状有关；背压的大小影响熔体温度和塑化效率。在熔体的流动与成型固城中，需要控制的工艺参数主要有注射压力、模具温度、保压时间和冷却时间等等。4、