塑料成型加工與模具個(gè)人整理僅供參考

1、塑料成型加工與模具牛頓流體：流體以切變方式流動(dòng)，切應(yīng)力與剪切速率間呈線性關(guān)系。非牛頓流體：流體以切變方式流動(dòng)，切應(yīng)力與剪切速率間呈非線性關(guān)系。假塑性流體：假塑性流體是非牛頓流體中最普遍、最常見的一種，近似服從冪律流動(dòng)規(guī)律n dvx 一匚=K y = K （） n，且 n1。 dr失穩(wěn)流動(dòng)：大分子鏈會(huì)在極高的剪切速率（N106S-T）作用下完全被拉直，繼續(xù)變形就會(huì)呈現(xiàn)很大的 彈性性質(zhì)，導(dǎo)致流動(dòng)無法保持穩(wěn)定的層流，熔體陷入一種彈性紊亂狀態(tài)，各點(diǎn)的流速會(huì)互相干擾， 通常將此現(xiàn)象稱為聚合物熔體失穩(wěn)流動(dòng)。熔體破裂：聚合物熔體在失穩(wěn)狀態(tài)下通過模內(nèi)的流道后，將會(huì)變得粗細(xì)不均，沒有光澤，表面出 現(xiàn)粗糙的鯊魚皮

2、狀。在這種情況下，如果繼續(xù)增大切應(yīng)力或剪切速率，熔體將呈現(xiàn)波浪、竹節(jié)形 或周期螺旋形，更嚴(yán)重時(shí)將互相斷裂成不規(guī)則的碎片或小圓柱塊，這種現(xiàn)象稱為熔體破裂。聚合物結(jié)晶:聚合物高溫熔體向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變的過程中分子鏈的構(gòu)型（結(jié)構(gòu)形態(tài)）穩(wěn)定規(guī)整的排列稱 為聚合物結(jié)晶。聚合物取向：聚合物的大分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)力作用下形成的有序排列叫 聚合物取向。熔接痕：又稱熔接縫，是塑料制品中的一個(gè)區(qū)域，由彼此分離的塑料熔體熔合固化而形成的。內(nèi)應(yīng)力：即殘余應(yīng)力，在注射和保壓階段，塑料受到不均衡的高剪切應(yīng)力的作用，誘導(dǎo)了隱藏在 塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力，簡稱殘余應(yīng)力。塑化：成型物料在注射成型機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、壓實(shí)

3、以及混合等作用以后，由松散的粉狀或粒狀 固體轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化熔體的過程稱為塑化。計(jì)量：是指注射機(jī)通過柱塞或螺桿，將塑化好的熔體定溫、定壓、定量地輸出（即注射出）機(jī)筒所進(jìn) 行的準(zhǔn)備動(dòng)作（這些動(dòng)作均需注射機(jī)控制柱塞或螺桿在塑化過程中完成）。塑化效果：指物料轉(zhuǎn)變成熔體之后的均化程度。塑化能力：指注射機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)能夠塑化的物料質(zhì)量或體積。倒流：指柱塞或螺桿在機(jī)筒中向后倒退時(shí)（即撤除保壓力以后），模腔內(nèi)熔體朝著澆口和流道進(jìn)行的 反向流動(dòng)。整個(gè)倒流過程將從注射壓力撤出開始，至澆口處熔體凍結(jié)（簡稱澆口凍結(jié)）時(shí)為止。 退火：將制品加熱到9 g-9 f（ 9 m）間某一溫度后，進(jìn)行一定時(shí)間保溫的熱處理過程。調(diào)

4、濕處理：是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)且又容易氧化的聚酰胺等 塑料制件。背壓力：預(yù)塑時(shí)阻止螺桿因頭部受熔體壓力后退過快，確保熔體均勻壓實(shí)，液壓系統(tǒng)給螺桿提供 的反方向的壓力，其大小由回油節(jié)流閥調(diào)整，簡稱背壓。一種聚合物熔體在5MPa壓力降作用下通過直徑2mm、長12mm的等截面圓形管道時(shí)，測得的 體積流率為0. 072cm3 / so若該聚合物熔體的流變行為同于牛頓流體，求管壁處的最大切應(yīng)力、 剪切速率和牛頓黏度。解：最大切應(yīng)力 t r=R Ap/2L=1 X 10-3x5x106/ (2x12X10-3)=2.08x105(Pa)剪切速率 y r =獸=4x0.072x

5、10-6/(3.14x1x10-9)=91.7 (s-1)RApRAp牛頓黏度據(jù) 丫 =-有 n = =1x10-3x5x106/ (2x12x10-3x91.7) =2.3 X 103R2nL2 L yR(Pa.s)答：最大切應(yīng)力、最大剪切速率、牛頓黏度分別為2.08x105Pa、9.17x104 s-1、2.3Pa.s。聚合物熔體以1 MPa的壓力降通過直徑2 mm、長8 mm的等截面圓管時(shí)，測得的體積流率 為0.05皿/ s,在溫度不變的情況下以5 MPa壓力降測試時(shí)體積流率增大到0. 5 cm3 /$,試從 以上測試結(jié)果分析該熔體在圓管中的流動(dòng)是牛頓型還是非牛頓型，并建立表征這種聚合物

6、熔體流 動(dòng)行為的流動(dòng)方程。解：（1）若此聚合物熔體為牛頓流體，則其熔體黏度不隨剪切速率（或者說不隨體積流率）變化，將 兩組數(shù)據(jù)帶入求牛頓流體剪切速率的公式時(shí)所得黏度應(yīng)不變。兀 R 4 Ap8qL冗R4Ap冗R4 x 1 x 1062.5 x 1012冗R4n =1 =8q 1L8 x 0.05 x 10 - 6 LL兀R 4Ap兀R4 x 5 x 1061.25 x 1012兀R4n =土z =8q L8 x 0.5 x 10-6 LL顯然從上兩式可以看出叫項(xiàng)之，即此熔體不是牛頓流體，而是非牛頓型流體。兀 n （ Ap、x y（2）據(jù)非牛流體q =羽力IjKLJnR n，將兩組數(shù)據(jù)帶入，則:0

7、.05 x 10-6 =衛(wèi)3n +1 2KL )13n+1n 7 R n(a)0.5 x 10-6兀n3n +1(b)將(b)除以(a)，得，一、兀n ( Ap V 一蝴10 = 6】，n=0.699。將 n=0.699 帶入 q = - R n 中，有v3n +1 k 2 KL )0.5 x 10-63.14 x 0.6993 x 0.699 +1x10-3)x0 699+1/ 0.6990.5 X10 -6 = 0.709(3.125 x 109)1.43X 10 -13.290.705 X 107.29 =(3.125 x 108 )1.431g 0.705 + 7.29 = 1.43(

8、lg 3.125 + 8 - lg K)4.991 = 8.495 - 1.431g K, lg K = 2.45K=281.840.699答：其流動(dòng)方程T = Ky n = 281.84y9.擠出硬質(zhì)PVC圓棒時(shí)，已知口模處料溫為177C，口模直徑為30mm，口模長為120mm,擠出速率為8. 0cm3 / s,現(xiàn)不考慮端末效應(yīng)，試求PVC熔體進(jìn)人口模的壓力降和t=0. 5MPa時(shí)10I03io表觀斡切速率a耳心1葺OT著5的黏度（見圖2-40）。（注意：圖 表原點(diǎn)為1）n*在圖5 X 105 = K(100(b)圖2山硬聚氧乙烯在不同溫度時(shí)的流動(dòng)曲線解：（1）熔體進(jìn)人口模的壓力降2-40的

9、177C曲線上得兩組數(shù)據(jù)：2 X 105Pa,10s-1 ； 5 X105Pa,100s-1,代入上式，得(a)2 X 105 = Kr(10 A將(b)除以(a),得2.5 = (10得n=0.398代入（a）,得lg2 + 5 = lgK、+ 0.398,lgK = 4.903 ,K = 79983假設(shè)n=n，且在暮測定的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)保持不變,則根據(jù)式K = K ( 3 x 0.398 +1 0.398得 79983 = K |-1_J,lg 79983 = lg K + 0.398 lg 1.378,4.903 = lg K + 0.055, K= 70469兀n 根據(jù)q =V3n +11

10、2 KL )1nR3n+1n算出熔體進(jìn)人口模時(shí)的壓力AP8 x 10-6 =3.14 x 0.398 (AP3 x 0.398 +112 x 70469 x 120 x 10-3)0-398(5 x 10-3 坷廣14.04 x 10-6 =116912.56 )2.513015*5134.853 = 2.513(lg AP 4.228) + 5.513 x(-1.824)lg AP = 6.298，AP = 1.99MPa（2）t=0. 5MPa時(shí)的黏度據(jù)流動(dòng)曲線得出t=0. 5MPa時(shí)的熔體表觀黏度，同時(shí)據(jù)假塑性流體的真實(shí)剪切速率Y與表觀剪切速率Y之間的關(guān)系，有 Ra3n +1 3 x 0

11、.398 +1 ,邛 r = y = 4 0398 x 100 = 137.8s-1假塑性流體在等截面圓管中流動(dòng)時(shí)的表觀黏度用T 0.5 x 106 n-1、一=R =門a = = 137 8 = 3.6 x 103Pa.s （或用七=KY計(jì)算）Yr1、試確定注塑件PC的孔類尺寸85 mm、PA1010的軸類尺寸50 mm和PP的中心距尺寸28 m 公差。解：注塑件PC的孔類尺寸（一般精度，4級）85 +。44 mm ； 0PA1010的軸類尺寸（一般精度，5級）500 mm ； -0.40PP的中心距尺寸（一般精度，6級）28+源mm。已知某塑料制件成型時(shí)熔體流經(jīng)流道的總體積流率為500 c

12、m3 / s，采用4個(gè)點(diǎn)澆口平衡進(jìn)料， 主流道、分流道和澆口的當(dāng)量半徑。解：主流道當(dāng)量半徑 R = 33 q、= 3x：0? = 0.4719（ cm）e 3 時(shí) 3.14 x 5 x 103分流道當(dāng)量半徑R =e=0.6405( cm):3.3 x 500V3.14 x 5 x 102 x 4澆口的當(dāng)量半徑=0.06405( cm):3.3 x 500V3.14 x 5 x 105 x 412.采用矩形側(cè)澆口成型一個(gè)長120mm、寬80mm、高50mm、壁厚1. 5mm的聚乙烯盒子，試 確該矩形側(cè)澆口的長度、寬度和厚度。解： 厚度 h=nt=0.6X 1.5=0.9mmnJA 0S120 x

13、 80 + 2 x 50 x 80 + 2 x 50 x 120 寬度 b = 17.6mm3030（n查表6-4）長度取2mm。圖7 357.塑件尺寸如圖735，選用塑料為PP,收縮率見 表4-2，模具成型零件工作尺寸的制造精度為IT9級 GB / T18001998。試以塑料的平均收縮率計(jì)算出凹 模、凸模和兩小型芯的中心距尺寸。解：凹模寬Scp=1.5%, =0.64mm,工作尺寸制造精度 IT9級：8 = 0.074mmz 一 3 卜:L = L + LS m s s cp 403+0.074=58 + 58 x 0.015 x 0.6440=58.39+0.074 mm凸模寬 Scp=

14、1.5%, =0.64mm,6 = 0.074mmz3l +1 S + As s cp 4-6z354 + 54 x 0.015 + x 0.644=55.29。mm0.074凹模深 Scp=1.5%X1.3, =0.64mm, 6% = 0.074mmH = H + H S - 3 A+6z =2+0.07464 + 64 x 0.015 x 1.3 x 0.6430Scp=1.5%X1.3, =0.64mm, 6 = 0.074mm00.074=64.82+0.074mm 凸模高h(yuǎn) =h +hS +-Aom s s cp 3- 叫62 + 62x0.015x1.3 + 2x0.6430=6

15、3.64o mm中心距-0.074-0.074S =1.5%, A=0.56mm, = 0.062mmCPzC =C +C S = I45 + 45X0.015= 45.81 0.031mm m s s cp 22其余工作尺寸同理算出，省略。有一用ABS塑料成型的制件，其尺寸如圖7-36,模具成型零件工作尺寸的制造精度按IT9 級GB / T18001998選取，磨損量取0.04mm,以公差帶法計(jì)算凹模和凸模的成型尺寸。圖 7-36解：凹模直徑 S =0.8%, S . =0.3%, A=0.40mm , = 0.087mm,8 = 0.04mm maxminzcL =l +LS -aR =

16、1120+120 x 0.008-O.4】o os = 12O.56+o.o87mmm s s max 000校核(5 -S)L +5 +8 0.40mm 不滿足，需降低塑件精度，或選用收縮變化范圍小的塑料。凸模直徑=0.36mmI =l +1 S +a! = 1114 +114x0.003+ 0.36】=114.7。 mmm s s min -8-0.087-0.087校核/ b & S I N L m z. c max s s114. 70. 0870. 040. 008X 114=113.66114,不滿足，需降低塑件精度，或選用收縮變化 范圍小的塑料。凹模深8 = 0.062mmH =K1 + S )HbL,=出 + 0.003)x 48 - 0.062】。盛=48.O