塑料的種類及應用

塑料的種類及應用第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.1塑料的種類及工藝性塑料制品所使用的主要原料和輔助材料，一般包括合成樹脂和各種添加劑兩大部分。合成樹脂中，最常用的有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，以及聚酰胺、酚醛樹脂和氨基塑料等。塑料制品中的輔助材料，是指向樹脂中加入的增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑、著色劑、發(fā)泡劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、抗氧劑、抗靜電劑等多種助劑。

第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日通用塑料：產量大、用途廣、成型性好、價廉的塑料。工程塑料：承受一定的外力作用，有良好的機械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下保持其優(yōu)良性能，作為工程結構件的塑料。特種塑料：一般指塑料中加入玻璃纖維等填料作為增強材料,改善塑料力學、電氣性能。1.1.1塑料的種類1．按塑料的用途第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日

在常溫狀態(tài)下，熱塑性塑料是硬的固體，加熱后會變軟，成為可流動的穩(wěn)定粘稠液體，在此狀態(tài)下具有可塑性，可塑制成一定形狀的塑料件，冷卻后會變硬定型。熱塑性塑料可反復加工，廢品可以回收再利用，所以得到廣泛應用。其成型過程中只有物理變化，而無化學變化，其變化是可逆的。常用熱塑性塑料見表1－1。1.1.1塑料的種類2．按塑料的成型特性—熱塑性塑料第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日2．按塑料的成型特性—熱固性塑料在常溫狀態(tài)下，熱固性塑料也是固體，加熱之初其化學結構產生了變化，具有可塑性?？伤苤瞥尚魏蟛辉僮兓?。若繼續(xù)加熱也不會變軟﹐不再具有可塑性，所以只能一次成型，廢品不能回收利用。在這一變化過程中，既有物理變化又有化學變化，變化過程不可逆。生產中常用的各種熱固性塑料見表1－2。1.1.1塑料的種類第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日1、密度小，質量輕

質量輕、機械性能好,比強度(強度與密度的比值)高,故可制做輕質高強度制品.2、絕緣性能好

塑料本身是很好的絕緣物質,目前可以說沒有哪一種電氣制品不使用塑料的。1.1.2塑料的性能第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日3、耐腐蝕性能好

塑料一般耐各種化學藥品的腐蝕,不會象金屬那樣易生銹或受到腐蝕.使用時不必擔心酸、堿、鹽、油類、藥品、潮濕及霉菌等的侵蝕.4、吸振性能好

具有優(yōu)良的減震、消音性能;透明塑料(如:PMMA、PS、PC等)可制作透明的塑料制品(如:鏡片、標牌、罩板等).5、耐磨性能好多數(shù)塑料都耐磨損，在現(xiàn)代工業(yè)中，齒輪、軸承、密封圈等都已采用塑料。1.1.2塑料的性能第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日1、收縮性塑料制件從模具中取出冷卻到室溫后，發(fā)生尺寸收縮的特性稱為收縮性。2、結晶性一般熱塑性塑料的結構分為結晶形和非結晶形兩種。3、流動性

塑料在一定的溫度與壓力下填充模具型腔的能力稱為塑料的流動性。（拉西格流動指數(shù)）

1.1.3塑料的成型工藝特點第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日4、吸濕性塑料中因為含有各種添加劑，對水分有不同的親疏程度，所以塑料可分為吸濕、粘附水分和不吸濕、不粘附水分兩種。5、熱敏性熱敏性是指塑料對熱降解的敏感性。

6、水敏感性

有的塑料即使含有少量水分，在高溫、高壓下也會發(fā)生分解，稱為水敏感性。1.1.3塑料的成型工藝特點第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.2塑料制件的結構工藝性塑料制件的結構工藝性，是設計師進行塑料制件外形及其內部結構設計時必須考慮的主要問題之一。塑料制件的幾何形狀應盡可能保證有利于成型原則，以防止成型時產生氣泡、縮孔、凹陷以及開裂等缺陷，并簡化模具結構。塑料制件的幾何形狀包括制件的尺寸精度、表面粗糙度、壁厚、脫模斜度、加強筋、圓角、孔、螺紋、嵌件、文字、標志及符號等。第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

塑料制件的尺寸及精度不高，往往受到多種因素的影響，在塑料品種和工藝條件一定的情況下，塑料制件精度很大程度上取決于模具的制造公差。目前塑件分為八個精度等級，每種塑料可選其中三個等級，即較高精度、一般精度、較低精度，如表1－4所示。

塑料制件的尺寸、公差和表面質量1．塑料制件的尺寸及公差第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日塑件的表面質量主要是指制品表面缺陷和表面粗糙度。

塑料制品的表面缺陷包括毛邊、起泡、翹曲、熔接痕、缺料、溢料、凹陷、銀紋、噴射痕、扭曲、龜裂等。

塑件的表面粗糙度由模具型腔壁的表面粗糙度決定，模具型腔壁的表面比塑料制件的表面粗糙度低1～2級。2．塑料制件的表面質量

塑料制件的尺寸、公差和表面質量第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日塑料制件的幾何形狀應盡可能保證有利于成型的原則。即開模取出塑件時，盡可能不采用復雜的瓣合分型與側抽芯。

為此，塑件的內、外表面形狀要盡量避免旁側凹陷結構；否則不但模具結構復雜，制造周期延長，成本提高，模具生產率降低，而且還會在分型面上留下毛邊，增加塑件的修整工作量。1.2.2塑料制件的形狀第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日（1）塑料制件的壁厚應力求均勻、厚薄適當，以減小應力的產生，并且壁厚的大小及形狀必須考慮制件構造強度、脫模強度等因素（如圖1-4)。1.2.3塑料制件的壁厚1．壁厚的設計要點第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日（2）均勻壁厚的平板類制件會產生翹曲變形，應將平板改成拱形板(如圖1-5)。（3）壁厚不能過薄或過厚，過薄會使熔融塑料在模具型腔中的流動阻力增大，大型復雜制件則難以充滿型腔。1.2.3塑料制件的壁厚1．壁厚的設計要點第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日（1）熱塑性塑料制件的壁厚，常取1.0～4.0mm。熱塑性塑料制件最小壁厚可參考表1－7。2．壁厚的取值范圍1.2.3塑料制件的壁厚第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日（2）熱固性塑料制件的壁厚，小型制件取1.6～2.5mm，中型制件取2.0～4.0mm，大型制件取3.2～8.0mm。熱固性塑料制件最小壁厚可參考表1－8。（3）流動性差的塑料可適當加大壁厚，但不超過10mm。2．壁厚的取值范圍1.2.3塑料制件的壁厚第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日脫模斜度又稱拔模斜度、出模斜度，是指與脫模方向平行的塑料制件品的表面上應具有的傾斜角度，其值以度數(shù)表示。1.2.4脫模斜度在設計時，應注意以下幾個方面：（1）對于較硬和較脆的塑料制件，脫模斜度可以取大值。（2）塑料的收縮率較大或制件的壁厚較大時，應取較大的脫模斜度。第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日在設計時，應注意以下幾個方面：（3）熱塑性應比熱固性塑料制件的脫模斜度大一些。（4）大型的塑料制件，內表面的脫模斜度大于外表面。（5）對于高度較大及精度較高的塑件選較小的脫模斜度。（6）型芯長度及型腔深度較大，脫模斜度通常取0.5°。1.2.4脫模斜度第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日

加強筋的作用是在不增加壁厚的情況下，增加塑料制件的強度和剛度，避免塑料制件翹曲變形。1.2.5加強筋與凸臺1．加強筋

加強筋的形狀和尺寸如圖1－7所示。筋的寬度b應不大于壁厚t；高度h≤3t；脫模斜度α=2o～3o；筋的頂部應為圓角，筋的底部也須用圓角R過渡，R應不小于0.25t。第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

加強筋設計要點：1.2.5加強筋與凸臺1．加強筋加強筋厚度小于壁厚加強筋與支承面間留有間隙平板類零件加強筋方向與料流方向平行第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日凸臺是用來增強孔或裝配附件的凸出部分的。凸臺應有足夠的強度，同時應避免因凸臺與其周圍發(fā)生突變。如圖1－10所示，凸臺應設置在塑料制件的邊角，高度應高出平面0.5mm以上，有足夠的強度，恰當?shù)拿撃Ｐ倍取?．凸臺1.2.5加強筋與凸臺第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日塑料制件除了在使用要求上必須采用尖角之外，其余所有轉角處均應采用圓弧過渡，因為尖角處易產生應力集中，影響塑料制件強度。

采用圓角的優(yōu)點主要有兩方面：

（1）避免應力集中﹐提高了塑料制件的強度及外觀效果。（2）模具在淬火和使用時不致因應力集中而開裂。1.2.6圓角第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日塑料制件上常常帶有各種通孔和盲孔，這些孔是用模具的型芯來成型的，在設計上應注意以下點：（1）孔應設置在不易削弱塑料制件強度的地方。（2）在孔之間及孔與邊緣之間均應有足夠的距離（一般應大于孔徑），如下表中熱固性塑料孔距關系。1.2.7孔第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日（3）塑料制件上起固定作用的孔，其四周應采用凸臺來加強，如圖1－10所示。（4）盲孔只能用一端固定的型芯成型，其深度應淺于通孔。1.2.7孔第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日（5）當塑料制件的孔為異型孔時（斜孔或復雜形狀孔），可采用拼合型芯的方法成型，以避免側向抽芯結構。1.2.7孔第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日

塑料制件上的螺紋可以模塑時直接成型，也可在模塑后機械加工成型?，F(xiàn)在廣泛采用塑料模成型。螺紋在設計上應注意以下點：（1）模塑的螺紋其外螺紋直徑不宜小于4mm，內螺紋直徑不宜小于2mm，精度（如下表）不高于3級。1.2.8螺紋第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日（2）為防止塑料制件上螺孔的最外圍螺紋崩裂或變形，應使孔始端有一深度0.2～0.8mm的臺階孔，螺紋末端不宜延伸到與底面相接處，一般留不小于0.2mm距離，如圖1－13所示。

（3）螺紋的形狀盡量采用圓形或梯形，如圖1-14所示。1.2.8螺紋第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日（4）當需要在塑料制件的同一軸線上壓制兩段或幾段螺紋時，必須使螺紋和旋轉方向相同，否則就無法擰下來。1.2.8螺紋第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日（1）提高塑料制件局部的強度、硬度﹑耐磨性﹑導電性等。（2）增強塑料制件的尺寸和形狀的穩(wěn)定性，高精度。（3）降低塑料的消耗及滿足其它多種要求。采用嵌件會增加塑料制件的成本，模具結構復雜。在塑料制件成型時，要安全嵌件會降低生產率，難于實現(xiàn)自動化。1.2.9嵌件1．嵌件的用途第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

（1）金屬嵌件一般采用圓形或對稱形狀，保證收縮均勻。（2）為了防止塑料制件應力開裂﹐嵌件周圍的塑料層應有足夠的厚度（如下表），同時嵌件本身結構不應帶有尖角。（3）為了防止嵌件受力時轉動或拔出，嵌件部分表面應制成交叉滾花、溝槽、開孔等結構，便于嵌件固定在模具內。2．嵌件的結構要求1.2.9嵌件第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日塑料鉸鏈設計注意事項：（1）塑料制件本身壁厚小的，中間薄膜處應相應薄一些；壁厚大的，中間薄膜處應相應厚一些，但不超過0.5mm，否則失去作用。1.2.10鉸鏈與搭扣1．鉸鏈（2）在成型過程中，塑料必須從塑料制件本身的一側，通過中間薄膜流向另一側。脫模后立即折曲幾次。第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日搭扣是塑料制件的一種聯(lián)接方法，使用方便，價格低廉。它可以用于臨時性和永久性的聯(lián)接，且具有結構簡單、裝配容易、加工方便、不需要緊固件等優(yōu)點。生活中常見的搭扣有拉鏈聯(lián)接、卡勾聯(lián)接、捆扎聯(lián)接、合頁聯(lián)接、按扣聯(lián)接、插口聯(lián)接等形式。

（1）拉鏈聯(lián)接

主要用于塑料袋和箱包的密封，用擠出成型法生產。2．搭扣1.2.10鉸鏈與搭扣第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日（2）卡勾聯(lián)接

主要用于經常拆卸的地方（例如筆記本電源、手機外殼組裝等）和一些箱蓋活動聯(lián)接。2．搭扣1.2.10鉸鏈與搭扣第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日（3）捆扎聯(lián)接常用于各種系繩，用于衣服標簽聯(lián)接、導線的捆扎，要求聯(lián)接速度快、牢固可靠。2．搭扣1.2.10鉸鏈與搭扣第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日（4）合頁聯(lián)接合頁聯(lián)接是盒體和蓋的聯(lián)接。其模具結構簡單，裝配容易。（5）按扣聯(lián)接主要用于片材的聯(lián)接和衣服上的按扣聯(lián)接。一般用軟塑料來成型。2．搭扣1.2.10鉸鏈與搭扣第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日（6）插口聯(lián)接多用于各種箱包上、衣服上，其利用機械互鎖和兩件之間的摩擦力來實現(xiàn)塑料制件彼此聯(lián)接。2．搭扣1.2.10鉸鏈與搭扣第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日由于造型、裝飾或其他特殊要求，常需要在塑料制品上制出文字或圖案等標志。塑料制件上的文字、圖案等符號分三種形式：凸字、凹字、凹坑凸字，如圖1-23所示。為了使塑料制件表面美觀可以在塑料制件表面設計各種裝飾花紋，有時可在塑料成型后粘上或燙印上各種裝飾花紋。1.2.11文字、圖案、標記及表面花紋第三十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.3塑料制件結構設計示例設計塑料產品時必須綜合考慮產品外觀、性能和工藝之間的矛盾。有時犧牲部分工藝性，可得到很好的外觀或性能。當結構設計實在無法避免成型產生的缺陷時，應盡可能讓缺陷發(fā)生在產品的隱蔽部位。下面以