塑料成型模具设计与CAD第2课PPT课件.ppt

第一章塑料制品设计和成型 本章主要概述塑料制品的设计原则 从制品设计和用模具成型的角度 评述材料的选用和加工方法的选择 2020 3 26 1 1 1塑料制品的设计方法和原则 需要掌握的知识 1 机械设计 制图 公差配合与技术测量 工程力学和机械设计等方面的知识和技能 2 塑料加工工程 塑料及配方 塑料加工 塑料成型模具和成型机械等知识 2020 3 26 2 塑料件设计的三个阶段 设计方案的拟定结构设计生产准备和定型 2020 3 26 3 1 拟定设计方案 第一步 科学地确定制品的功能和性能第二步 选择合适的塑料材料第三步 确定制品的加工方法第四步 对塑件进行失效分析 2020 3 26 4 2 结构设计 结构 功能结构 工艺结构 造型结构 是结构设计的核心 确定使用功能实现的制品形状 尺寸和壁厚 是制品生产的前提 合理处理熔体流动性 收缩率 脱模等问题 予以制品装饰和美化的效果 各种草图 轴侧图 三视图和三维造型等 慎重确定尺寸精度 公差 表面质量后 绘制生产用得工程图 2020 3 26 5 3 生产准备和定型 通过各种CAE CAD数值分析软件 可获知充模流动 保压冷却 固化收缩和翘曲变形的分析结果 可对塑件进行修正和优化 总结 设计塑料制品的原则 保证其在使用期限中的功能和性能 在上面的前提下选料 考虑加工可行性和成本 聚合物流变和固化过程对制品的影响 大多数塑件是各种装置和设备中的组成元件 其设计必须统一在整体产品中 在保证整机质量的前提下降低塑件成本 2020 3 26 6 1 2塑料材料的选择 本节主要内容 介绍塑料材料的分类 介绍热塑性塑料和热固性塑料的常用品种 介绍常用塑料的应用 加工和失效的特征 讨论塑料材料的选择方法 2020 3 26 7 1 2 1塑料材料的分类和常用品种 热塑性塑料 是指在特定的温度范围内 能反复加热软化和冷却硬化的材料 热固性塑料 是指在一定温度和压力下熔融 保持一定时间而固化 固化后成为不能熔融 不能溶解的材料 按分子结构及其热性能分类 按用途分类 通用塑料工程塑料特殊塑料 2020 3 26 8 聚乙烯 PE 是结晶性聚合物 熔体流动性好 环境应力裂纹 塑料树脂当有应力存在下 受化学试剂作用发生的降解现象 最终导致塑料组分的损坏 在受热和光照下会发生氧降解 致使塑料件脆化 损失了弯曲和拉伸强度 2020 3 26 9 聚丙烯 PP 是密度小而耐热性较好的结晶性聚合物 成型收缩率大 熔体流动性好 有突出的抗疲劳性能 不会因为环境应力开裂而失效 耐老化能力比PE差 Tg为 20 低温冲击强度低 PP瓶壁的水汽渗透速率高于PE 2020 3 26 10 聚氯乙烯 PVC 具有无定形聚合物的特征 成型收缩率较小 熔体的热稳定性差 成型温度的范围小 对模具有腐蚀作用 软PVC 吹塑薄膜 压延片材和挤出线缆护套硬PVC 挤出各种棒材 管材 板材 型材注射及硬PVC 流动性差 成型管接头和较小的结构件 硬PVC的冲击强度较低 改性可以提高 但同时刚度下降 2020 3 26 11 聚苯乙烯 PS 无色透明塑料 透光率仅次于PMMA 电绝缘性优良 着色性 耐水性和化学稳定性好 但是不耐苯和汽油等溶剂 无定形聚合物 熔体流动性好且不易分解 具良好的注射工艺性 力学性能一般 抗冲击性能差 PS塑料件 壁厚应均匀一致 各连接面处应有圆角 不宜设计嵌件 不能承受动态的弯曲载荷 不能设计制造弹性夹钳等 有较大的热膨胀系数 交替的膨胀和收缩会使塑件的连接基座开裂 2020 3 26 12 抗冲聚苯乙烯 HIPS 为丁苯橡胶增韧改性的PS 具有较高的韧性和冲击强度 若相对分子量偏低 胶含量较少 或注射工艺不良 会有较低的强度和高的残余应力 HIPS制品抗氧化和热化学阻抗的稳定性较差 尤其在承载情况下 扭曲和弯曲会产生热变形或疲劳裂纹 2020 3 26 13 2020 3 26 14 聚酰胺 PA PA系为多品种的结晶型聚合物 坚韧 耐磨且耐疲劳 但及能吸湿 注射前必须充分干燥物料 熔融温度高 熔体粘度低 注射时容易出现流延和溢边 塑件的成型收缩率大 且有波动 因吸湿而尺寸不稳定 PA6 弹性好 冲击强度高 吸水率大 PA66 强度高 耐磨性好 PA610 性能类似于PA66 吸水性和刚性较小 PA1010 半透明 吸水率小 耐寒性好 影响PA塑件性能的因素 原料含水率 结晶度 使用期的水含量 控制吸水膨胀 2020 3 26 15 2020 3 26 16 2020 3 26 17 1 2 2塑料材料的选择方法 加工性能力学性能热性能物理性能 材料性能一般包括 2020 3 26 18 根据工艺安全系数和老化损失系数分析 提出塑料件对原材料性能的数据表 然后对照选用塑料材料品种乃至品级 材料选择的步骤如下 提出塑料件所需性能项目提出对原材料性能项目的最低数值清单初步选定一批候选材料由专门的性能和材料成本选定材料 2020 3 26 19 表1 1某注射件对原料性能要求 2020 3 26 20 表1 2候选材料确定 凭借生产经验 以对材料性能的先进性和成本的了解 列材料清单 然后淘汰一批 2020 3 26 21 表1 3某注射件的第二次材料选择 2020 3 26 22 2020 3 26 23 1 3加工方法的选择 加工方法的选择可以从以下几个方面考虑 形状尺寸材料精度体积生产率对模具和设备的要求 2020 3 26 24 1 3 1热塑性塑料的加工 挤塑 轮廓挤塑 线缆包覆挤塑 吹膜挤塑 平膜拉伸成型 共挤塑 发泡挤塑 压延热成型 单片热成型