塑料成型工艺与模具设计_杨永顺____第三章注射成型工艺及制件

塑料成型工艺及模具设计 主讲教师 钱应平 机械工程学院 第3章注射成型工艺及制件的结构工艺性设计 3 1注射成型原理及工艺 3 2塑料成型工艺规程的制定3 2塑料制件结构工艺性设计 目录 1 注射成型原理注射成型是指将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入高温的料筒内加热熔融塑化 使其成为粘流态熔体 然后在注射机柱塞或螺杆的高压推动下 以很大的流速通过喷嘴 注入模具型腔 经一定时间的保压冷却定型后 开启模具便可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸塑料制件的成型方法 如图所示 3 1注射成型原理及工艺 3 1注射成型原理及工艺 2 注射机 1 注射成型机的分类 2 注射机的型号 规格 基本参数 3 注射机的结构组成 卧式注射机 注射机的分类 卧式注射机 注射机的分类 立式注射机 注射机的分类 角式注射机 注射机的分类 角式注射机 注射机的分类 柱塞式注射机 注射机的分类 柱塞式注射机动作模拟 注射机的分类 螺杆式注射机 注射机的分类 螺杆式注射机动作模拟 注射机的分类 注射机 注射机的分类 注射成型机的规格及主要技术参数 XS ZY500 注射机在无模具对空注射时的最大注射容量不低于500cm3的螺杆式 Y 塑料 S 注射 Z 成型 X 机 SZ 160 1000 注射机是理论注射容量约为160cm3 锁模力约为1000KN的塑料 S 注射 Z 成型机 注射部件 料斗 塑化部件 料筒 螺杆 电热圈 喷嘴 锁模部件 实现模具的启闭 锁紧 塑件顶出 传动操作控制部件 注射机的结构组成 注射成型工艺过程 注射过程 注射成型工艺过程 注射过程 注射成型工艺过程 注射过程 注射成型工艺过程 注射过程 注射成型工艺过程 注射成型周期内压力 时间曲线 注射成型工艺过程 注射成型工艺参数1 温度 1 料筒温度 2 喷嘴温度 注射成型工艺过程 3 模具温度 注射成型工艺过程 2 压力 1 塑化压力 背压 指螺杆式注射成型时 螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的阻力 背压一般不大于2MPa 注射成型工艺过程 2 注射压力 注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力 注射成型工艺过程 3 保压压力型腔充满后 注射压力的作用在于对模内熔体的压实 此时的注射压力也可称为保压压力 4 型腔压力型腔压力是注射压力在经过注射机喷嘴 模具的流道 浇口等的压力损失后 作用在型腔单位面积上的压力 一般型腔压力是注射压力的0 3 0 65倍 大约为20 40MPa 注射成型工艺过程 3 注射速度 注射成型工艺过程 4 成型周期完成一次注射成型工艺过程所需的时间称为成型 或生产 周期 成型周期 注射时间 充型时间 柱塞或螺杆前进的时间 保压时间 柱塞或螺杆停留在前进位置的时间 闭模冷却时间 柱塞后退或螺杆转动后退的时间均包括在这段时间内 其它时间 指开模 脱模涂拭模剂 安放嵌件和闭模等时间 总冷却时间 注射成型工艺过程 注射成型周期的时序图 注射成型工艺过程 几种常用塑料的注射成型特点 注射成型工艺过程 典型塑料制品注射成型工艺参数 注射成型工艺过程 塑料成型工艺规程 1 塑件的分析 2 塑件成型方法及工艺流程的确定 3 塑料模具类型和结构形式的确定 4 成型工艺条件的确定 5 设备和工具的选择 6 工序质量标准和检验项目及方法的确定 7 技术安全措施的制定 8 工艺文件的制定 3 2塑料成型工艺规程的制定 1 塑件的分析 1 塑件所用塑料的分析 2 塑件结构 尺寸及公差 表面质量 技术标准的分 3 塑件热处理和表面处理分析 3 2塑料成型工艺规程的制定 2 塑件成型方法及工艺流程的确定3 成型工艺条件的确定 4 设备和工具的选择5 工艺文件的制定 常见塑件缺陷及原因 补充知识 常见塑件缺陷及原因 补充知识 常见塑件缺陷及原因 补充知识 常见塑件缺陷及原因 补充知识 常见塑件缺陷及原因 补充知识 常见塑件缺陷及原因 补充知识 其他锁模方式注射机动作模拟 其他锁模方式注射机动作模拟 其他锁模方式注射机动作模拟 其他锁模方式注射机动作模拟 3 2塑料制件结构工艺性设计 尺寸 精度及表面粗糙度脱模斜度壁厚加强筋支承面圆角孔 槽 螺纹嵌件 尺寸 精度及表面粗糙度1 尺寸尺寸主要满足使用要求及安装要求 同时要考虑模具的加工制造 设备的性能 还要考虑塑料的流动性 2 精度影响因素很多 有模具制造精度 塑料的成份和工艺条件等 3 表面粗糙度一般模具表面粗糙比制品要低一级 模具表面要进行研磨抛光 制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度要一致 塑件图上无公差要求的尺寸 一般采用标准中的8级公差 对孔类尺寸可以标正公差 而轴类尺寸可以标负出差 中心距尺寸可以标正负公差 配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸 脱模斜度由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象 使塑件紧包模腔中的型芯和型腔中的凸出部分 使塑件取出困难 强行取出会导至塑件表面擦伤 拉毛 为了方便脱模 塑件设计时必须考虑与脱模方向平行的内 外表面 设计足够的脱模斜度 一般1 1 30 一般型芯斜度要比型腔大 型芯长度及型腔深度越大 则斜度减小 壁厚根据塑件使用要求 强度 刚度 和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定 壁厚太小 强度及刚度不足 塑料填充困难 壁厚太大 增加冷却时间 降低生产率 产生气泡 缩孔等 要求壁厚尽可能均匀一致 否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力 引起塑件的变形及开裂 分析思考1 分析思考2 分析思考3 分析思考4 分析思考5 分析思考6 分析思考7 加强筋设计原则 1 中间加强筋要低于外壁0 5mm以上 使支承面易于平直 2 应避免或减小塑料的局部聚积 3 筋的排例要顺着在型腔内的流动方向 设计原则1图例 设计原则2图例 加强筋的典型尺寸 其它加强方案设计1 其它加强方案设计2 支承面塑件一般不以整个平面作为支承面 取而代之以边框 底脚作支承面 圆角要求塑件转角处都要以圆角 圆弧 过渡 因尖角容易引起应力集中 塑件有圆角 有利于塑料的流动充模及塑件的顶出 塑件的外观好 有利于模具的强度及寿命 孔 槽 塑件的孔三种成型加工方法 1 直接模塑出来 2 模塑成盲孔再钻孔通 3 先模塑出浅孔 塑件成型后再钻孔 1 模塑通孔要求孔径比 长度与孔径比 要小些 当孔径小于1 5mm时 由于模芯易弯曲折断 不适于模塑 2 肓孔的深度 h 3 5 d 当d 1 5时 h 3d 3 异形孔 槽 设计塑件如有侧孔或凹槽 则需要活动块或抽芯机构 设计时采用 平行成型原则 确定塑件侧孔 槽 是否适合于脱模 热塑性塑料中软而有弹性的材料如聚乙烯 聚丙烯 聚甲醛等制品 内孔与外表面浅的凸凹部分可强制脱模 塑件孔设计要点 为便于脱模 请动脑筋 为便于脱模 请继续动脑筋 为便于脱模 请继续动脑筋 为便于脱模 请继续动脑筋 为便于脱模 请继续动脑筋 塑件孔设计要点 塑件孔设计要点 螺纹塑件中的螺纹可用模塑成型出来 或切削方法获得 通常拆装或受力大的 要采用金属螺纹嵌件来成型 塑料螺纹的常见形式 塑料螺纹的选用范围 螺纹设计要点 螺纹设计要点 嵌件为了增加塑料制品整体或某一部位的强度与刚度 满足使用的要求 常在塑件体内设置金