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注塑产品设计基础一、 工程塑料概要塑料的主要成分：1 树脂为塑料的最主要及本质的成分，有天然树脂和合成树脂两种。它们是高分子化合物，含有上千，甚至上百万原子，简称高聚物。2 填充剂，或填料，是塑料中另一很重要，但并非必不可少的成份。填充剂既有增量作用，又可以改善塑料的性能，使其成本降低，同时扩大其使用范围。一般填充剂为: 玻璃纤维，石棉纤维，碳纤维，木粉，滑石粉，云母粉，石棉粉，石墨，金属粉等。如用玻璃纤维作塑料的填充剂，能使塑料的机械强度大幅度提高.3 增塑剂。有些树脂，如PVC，CA（醋酸纤维）等的可塑性很小，柔软性也很差。为此加入些可与树脂相溶且不易挥发的高沸点有机化合物，改善其成型加工性能, 改进塑件的柔韧性, 弹性等.4 此外, 还有着色剂及稳定剂等.塑料的结晶性:根据塑料冷凝时有无结晶现象, 可将塑料分为结晶型塑料和非结晶型塑料(无定型)两大类. 前者如PE(聚乙烯), PP(聚丙烯), POM(聚甲醛)及PA(尼龙)等; 后者如PS(聚苯乙烯), PC(聚碳酸脂), ABS及有机玻璃等.结晶型塑料有以下特性, 在模具设计时应考虑:1) 各向异性显著(内应力大).2) 溶态与固态的比重差大, 成型收缩率较非结晶型塑料大得多.3) 升温至成型温度时所需热量较多.4) 冷凝时放出热量较大, 应对模具充分冷却.5) 冷却快, 则结晶度低,收缩小,透明度高.塑料的特性:1) 重量轻: 一般塑料的比重在此期间0.822.2 之间. 最轻的比水还轻; 最重的是聚四氟乙烯(PTFE). 塑料的平均比重只是铝的1/2.2) 比强度高: 比强度是强度与密度之比. 许多塑料的比强度相当高, 玻璃纤维增强塑料的比强度甚至超过钢的水平.3) 耐磨性,自润滑及吸震性好: 这些特点加上较好的机械强度, 因而在电子设备的传动及摩擦机构中(如齿轮,齿条,滑轮,滑块等)得到了广泛运用.4) 优越的化学稳定性: 一般塑料对酸碱盐等化学物品均有一定的抗腐蚀性.5) 电绝缘性能: 此特点使塑料广泛用为电子工业中的绝缘材料.6) 粘接能力强.7) 耐热性差.8) 易老化.热塑性塑料:热塑性塑料是由可多次反复加热而仍具有可塑性的塑料.这类塑料的合成树脂都是线性或支链型高聚物, 因而受热后变软,甚至成流动粘稠液体, 具有可塑性, 冷却后能保持既得形状. 可反复加热多次而不改变化学结构.主要(工程)塑料消耗量及应用简介:(1997)塑料简称世界(万吨)西欧(万吨)亚洲(万吨)三年增长率(亚洲*)应用领域PVC (聚氯乙烯)28306101050*30%管、型材(51%),薄膜及空心体(24%),地板(5%)其它PE-LD (低密度聚乙烯)1750570370薄膜(75%), 管、型材,电缆等表面材料(13%)PE-HD (高密度聚乙烯)2165450610*40%注塑件, 薄膜, 管材,吹塑件, 绝缘材料等PET1700?化纤纺织品原料(72%), 包装,薄膜等(26%)PS (聚苯乙烯)950200370*32%副食品包装, 制冷设备,家电产品, 绝缘材料等ABS, SAN, ASA (苯烯晴等共聚物)5758239020%家电产品(30%), 汽车部件(30%), 其它PA (尼龙) (2. 工程塑料)1606044电子(22%),汽车(32%),机械,建筑,包装材料等PC (聚碳酸脂)110303827%电子(38%), 建筑(20%), CD、DVD(12%), 汽车等POM (聚甲醛)5315.32516%汽车(39%),电子(16%), 其它工业领域PBT 及 PET复合物3711.4?150%汽车(25%),电子(24%), 家电产品(14%), 其它LCP(流性晶体塑料)1.020.090.6电子(52%), 音视、通讯产品(33%),汽车(6%),PP(聚丙烯0.9)优良的性价比2.73(环保)0.691.0320%包装材料(40%),汽车及电子(20%), 纺织(20%)二、通用注塑成型系统1.机身; 7.螺杆;13.拉杆;2.电动机及油泵; 8.加热器;14.动模安装板;3.注射油缸;9.料筒;15.合模机构;4.齿轮箱;10.喷嘴;16.合模油缸;5.齿轮传动电机;11.定模安装板;17.螺杆传动齿轮;6.料斗;12.模具;18.螺杆花键;工作循环1) 计量: 成型一定大小的塑件, 必须使用一定量的颗粒塑料(经过预先干燥去水分).2) 塑化: 使塑料成熔融态, 才可注入模腔.3) 注塑充模: 对熔融塑料施加注射压力, 注入模腔.4) 保压增密(预冷却): 熔融塑料充满模腔后, 维持一定(后)压力, 向模腔内补充模腔因收缩而产生的空间.5) 冷却: 保压结束后, 进入正式冷却阶段.6) 开模,顶件: 合模装置带动动模打开, 顶料器顶出制品.7) 取件,闭模: 塑件自然掉落,或使用机械手取出制品, 合模装置带动动模关闭并锁紧模具.注射成型的三个阶段:1. 颗粒进入料筒前的料流阶段, 塑料主要受机械力作用产生固态的颗粒运动.2. 塑料在料筒热和剪切摩擦力等作用下, 形成熔融态而在料筒中流动.3. 塑料成型阶段.三、塑料收缩率及加工成型特点二、 注塑流动、收缩变形及其它问题厚壁塑料件：沿流动方向收缩率随压力的变化关系（较平缓）薄壁塑料件：沿流动方向收缩率随压力的变化关系（较陡）改变注射点，缩短流程：玻璃纤维增强塑料制品的收缩特点:三、 基本设计要点1 熔接口问题如图所示，在受载荷处有熔接口，可作加宽设计，或改变注塑点：2 塑料件的壁厚3 温差效应变形：A当模具一面壁温T2高于另一面T1时，塑料温度较高的一面收缩较多，形成注塑件向温度高的一面弯曲变形。解决方案：使模具壁面温度均匀B 直角转角处的不均匀冷却变形C. 解决方案1D解决方案24 壁厚不均、加强肋等引起的变形A壁厚改变B加强肋问题5 塑料扣钩的设计扣钩是塑料制品中利用塑料可做弹性变形的特性, 经常采用的一个对应件之间的连接设计. 以下介绍一些常见的设计及原理:扣钩是受单向张力的弯曲弹性体，一般扣入其对应体的孔穴。对应体的孔穴可是方型孔或圆孔。扣入对应体孔穴后，扣钩的弹性变形高度，也即障碍高度，为L1-L2（见下