《塑料成型工艺与模具设计》-03塑料成型工艺与模具设计-绪论

绪论塑料工业的发展之所以如此迅猛，主要因为塑料具有以下优良特性。(1)密度小、质量轻。大多数塑料密度为1.0一1.4g/cm3耐，相当于钢材密度的11%和铝材密度的5%左右。在同样的体积下，塑料制件要比金属制件轻得多，这一特性对交通工具和空间飞行器显得特别重要，同时也适合制造轻巧的日用品和家用电器零件。(2)比强度(σb/ρ)高，比刚度(E/ρ)高。比强度和比刚度好在某些场合(如空间技术领域)具有重要意义。例如碳纤维和硼纤维增强塑料可用于制造人造卫星、火箭、导弹上的高强度、刚度好的结构零件。(3)化学稳定性好。对酸、碱、盐蒸气和许多化学物品都有良好的耐腐蚀能力。(4)电绝缘性能好，介电损耗低。广泛用于电机、电器和电子工业中的结构零件和绝缘材料。上一页下一页绪论(5)耐磨和自润滑性能好。可以在各种液体、半干和干摩擦条件下有效地工作，可以制造轴承、轴瓦、齿轮、凸轮和滑轮等机械零件。(6)减振、隔音性能好。可以用于高速运转机械，而且还可以用作汽车中的一些结构零件。(7)成型性能好。由于塑料在一定条件下具有良好的塑性，因而可以用各种高生产率的成型方法制造制品。(8)黏结性能好。可以与其他非金属或金属材料牢固钻结而制成复合材料和结构零件。(9)具有多种防护性能(防水、防潮、防透气、防辐射)。因而它成为现代包装行业中不可缺少的新型包装材料。上一页下一页绪论此外，塑料还有良好的着色性能、光学性能和绝热性能。因此，塑料已从代替部分木材、皮革和金属材料发展成为与钢材、水泥和木材并驾齐驱的新型基础材料产业，成为国民经济中各行各业不可缺少的重要材料之一。塑料工业包含塑料生产(树脂和半成品生产)和塑料制品生产(也称塑料成型或塑料加工工业)两个系统。没有塑料的生产，就没有塑料制品的生产;没有塑料制品的生产，塑料就不能变成工业产品和生活用品。塑料制品的生产主要由塑料的预处理、成型、机械加工、修饰和装配五个基本工序组成，如图0-1所示。有些塑料在成型前需要进行预处理(预压、预热、干燥等)。因此塑料制品生产的完整工序为:→上一页下一页绪论塑料原材料→预处理→成型→机械加工→修饰→装配→塑料制品在五个基本工序中，塑料的成型是最重要的，是一切塑料制品和型材生产的必经过程。其他工序通常根据制品的要求而定。后3个工序有时统称为二次加工。因此，可以说塑料的成型在塑料制品生产乃至塑料工业中占有重要的地位。上一页下一页绪论二、塑料成型方法简介塑料成型的种类很多，主要包括各种模塑成型、层压成型和压延成型等。其中模塑成型种类较多，表0-1中列出了常用的模塑成型加工方法，如注射成型、压缩模塑、传递模塑、挤出成型、气动成型等，约占全部塑料制品加工数量的90%以上。它们共同的特点是利用模具来成型具有一定形状和尺寸的塑料制品(简称塑件或制品)。成型塑料制品的模具叫做塑料成型模具(简称塑料模)。在现代塑料制品生产中，正确的加工工艺、高效率的设备、先进的模具是影响塑料制品质量的三大重要因素，而塑料模对塑料加工工艺的实现，保证塑料制品的形状、尺寸及公差起着极重要的作用，高效率、全自动的设备也只有配备了适应自动化生产的塑料模才有可能发挥其效能，产品的更新也是以模具的制造和更新为前提。由于对塑料制品的品种、质量和产量的要求愈来愈高，所以对塑料模具也提出越来越高的要求，因此促使塑料模具生产不断向前发展。上一页下一页绪论塑料成型设备的类型很多，主要有各种模塑成型设备和压延机等。模塑成型设备有注射机、塑料机械压力机、挤出机、中空成型机、发泡成型机、塑料液压机以及与之配套的辅助设备等。生产中应用最广泛的是注射机和挤出机，其次是液压机和压延机。挤出成型生产的制品产量约占塑料制品总产量的一半，注射成型生产的制品约占25~30%。就成型设备而言，注射机的产量最大，据统计，全世界注射机的产量近10年来增加了10倍，每年生产的台数占塑料设备产量的50%，成为塑料设备生产中增长最快、产量最多的机种。上一页下一页绪论三、我国塑料成型技术发展趋势中国塑料工业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的几十年发展历程，已取得了辉煌的成就。目前，我国已跨入世界塑料大国的行列。特别是近20年来，我国塑料工业发展非常迅速，产量和品种都大大增加，并且已形成相当规模的完整体系(包括塑料的生产，成型加工，塑料机械设备，模具工业以及科研、人才培养等)。塑料加工机械、塑料制品、塑料树脂已分别位居世界第一、第二、第三，已具备一定的实力参与国际竞争。塑料工业在国民经济的各个部门发挥了愈来愈大的作用。但与先进国家相比还存在着较大差距。如国产模具精度低、寿命短、制造周期长，塑料成型设备较陈旧、规格品种少，塑料材料及模具材料性能差，远不能适应工业高速发展的需要。为改变我国塑料行业的落后状况，赶超世界先进水平，我们必须从以下几方面发展塑料成型技术。上一页下一页绪论(1)加深塑料成型基础理论和工艺原理的研究，引进和开发新技术、新工艺，大力发展大型、微型、高精度、高寿命、高效率的模具，以适应不断扩大的塑料应用领域的需要。这需要在工艺设计、模具制造、材料研究、生产管理等方面协同发展才能实现。采用先进的模具加工技术、先进的型腔加工新工艺以及模具装配与精密测量手段的不断开发和应用，对保证塑料模具的加工精度和缩短加工周期起到关键性的作用。(2)在引进先进塑料成型设备的同时，要做好对先进技术的吸收和推广工作，努力提高国产塑料成型设备的质量、性能及扩大品种规格。(3)加强模具制造设备的研究和开发工作。鉴于我国现状，特别应加强对旧设备的改造工作以提高加工精度。上一页下一页绪论(4)加强塑料材料性能研究，加强模具新型材料的开发与应用。(5)大力推广模具标准化工作，使模具通用零件标准化、系列化、商品化，以适应大规模生产塑料成型模具的需要。近年来，我国在这方面已取得了可喜的进展，已经制定了塑料模国家标准。目前，已有专门厂家生产各种规格的塑料模标准模架及顶杆、顶管等。(6)开展模具CAD/CAM/CAE技术的研究、推广和应用。模具CAD/CAM/CAE一体化技术的应用提高了模具设计与制造水平和质量，并节省了时间，提高了生产效率，产品成本也大幅度降低，且使设计人员从繁重的计算和绘图工作中解放出来。上一页下一页绪论四、课程任务与学习目标塑料成型模具与设备是一门从生产实践中发展起来，又直接为生产服务的学科。本课程主要通过选择与分析塑料原料、确定塑料成型工艺、选用模具结构类型及模架、设计模具结构、模具装配与试模等方面的训练，完成塑料成型工艺与模具的设计工作过程的完整训练。通过本课程训练，应达到以下能力目标。(1)能应用塑料流变基础理论，分析塑料成型工艺条件，达到能编制出合理、可行的塑料成型工艺规程的能力。(2)能应用学过的设计知识通过查阅和使用有关设计手册和参考资料，设计中等复杂程度的模具，为设计、制造复杂塑料模打下基础。(3)具备正确安装模具、调试工艺和操作设备的能力，会分析和处理试模过程中产生的有关技术方面问题的能力。上一页下一页绪论(4)初步具备对