1011-1第3章15-塑件的結(jié)構(gòu)工藝性課件

目的和要求：1.掌握各類成型原理、工藝及工藝參數(shù)2.掌握工藝條件對(duì)塑件質(zhì)量的影響。重點(diǎn)難點(diǎn)：難點(diǎn)：工藝條件與各個(gè)因素之間的關(guān)系重點(diǎn)：成型原理、成型時(shí)間成型溫度成型壓力第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*2023/7/20第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性3.1注射模塑原理及工藝特征

（1）注射成型原理：利用塑料的可擠壓性和可模塑性，將松散的成型物料從料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱、熔融塑化，使之成為黏流態(tài)熔體；3.1.1注射成型原理及及成型特點(diǎn)在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，由噴嘴高速注射閉合模具中。經(jīng)保壓、冷卻、定型后，開模從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。2023/7/20第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性3.1注射模塑原理及工藝特征

（2）注射成型特點(diǎn)：

主要成型熱塑性塑料、成型周期短、成型復(fù)雜、帶有嵌件、生產(chǎn)率高、

注射機(jī)及模具造價(jià)高、適用與大批量生產(chǎn)。3.1.1注射成型原理及成型特點(diǎn)2023/7/20合模注射保壓冷卻開模頂件合模注射螺桿預(yù)熱（2）螺桿式注射機(jī)模塑工作循環(huán)螺桿式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：借助螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，材料內(nèi)部也發(fā)熱，均勻塑化，塑化能力大。第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性3.1.1注射模塑原理及成型特點(diǎn)2023/7/20模塑工藝規(guī)程編制聚碳酸脂預(yù)熱和干燥溫度t/0C110~120成型時(shí)間注射時(shí)間20~90時(shí)間τ/h8~12保壓時(shí)間0~5料筒溫度t/0C后段210~240冷卻時(shí)間20~90中段230~280總周期40~190前段240~285螺桿轉(zhuǎn)速n/(r·min-1)28噴嘴溫度t/0C240~250后處理方法紅外線燈模具溫度t/0C70（90）~120溫度t/0C鼓風(fēng)烘箱100~110注射壓力p/Ma80~130時(shí)間r/h8~12第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性3.1.2注射成型工藝2023/7/203.1.2注射成型工藝注射過程成型后處理成型前準(zhǔn)備工藝性能測(cè)試模具清理嵌件預(yù)熱料筒清理退火調(diào)濕第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性加料塑化注射倒流保壓冷卻脫模充模*原料的檢驗(yàn)、染色和干燥2023/7/203.1.2注射成型工藝3.1.2.1成型前準(zhǔn)備原料檢驗(yàn)原料染色原料干燥原料外觀檢驗(yàn)熔融指數(shù)、流動(dòng)性、熱性能及收縮率等水分及揮發(fā)物含量料筒清洗

烘箱干燥紅外線干燥熱板干燥高頻干燥第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*嵌件預(yù)熱

2023/7/20原料檢驗(yàn)預(yù)處理合模注射裝入料斗保壓脫模裝入嵌件清理料筒清理模具涂脫模劑嵌件清理、預(yù)熱預(yù)塑化塑件后處理冷卻第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*

3.1.22.注射過程：加料、塑化、注射、冷卻和脫模3.1.2注射成型工藝2023/7/20第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*⑴定量加料：保證塑料塑化的均勻，良好的塑件。

一次加料量過多：受熱時(shí)間過長(zhǎng)，引起熱降解，注射機(jī)的功率損耗增多；

加料過少：料筒內(nèi)缺少傳壓介質(zhì)，壓力降低，難于補(bǔ)壓，塑件出現(xiàn)收縮、凹陷和充填不足等缺陷。

3.1.22.注射過程：加料、塑化、注射、冷卻和脫模3.1.2注射成型工藝2023/7/20第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*

⑵塑化：塑料在料筒中進(jìn)行加熱、由固體顆粒轉(zhuǎn)變成具有良好的可塑性粘流態(tài)的過程。決定塑料塑化性質(zhì)的主要因素：☆一定的溫度☆螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切作用強(qiáng)化混合和塑化過程、螺桿的剪切作用產(chǎn)生更多的磨擦熱,促進(jìn)塑料的塑化☆塑料熔體進(jìn)人型腔必須充分塑化

3.1.22.注射過程：加料、塑化、注射、冷卻和脫模3.1.2注射成型工藝2023/7/20第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*

（3）充模：熔體經(jīng)噴嘴及模具澆注系統(tǒng)充型。（5）倒流：保壓結(jié)束，解除壓力，如果澆口尚未凍結(jié)，塑料熔體通過澆口倒流；（4）保壓：熔體在模具中冷卻收縮，繼續(xù)保持施壓，迫使熔體不斷補(bǔ)充人摸具中。（7）脫模：塑件冷卻到一定溫度既可開模，由推出機(jī)構(gòu)。（6）澆口凍結(jié)后的冷卻：澆口凍結(jié)后，卸除壓力3.1.2注射成型工藝

3.1.22.注射過程：加料、塑化、注射、冷卻和脫模2023/7/203.1.2.3塑件的后處理

放在一定溫度的紅外線或循環(huán)熱風(fēng)烘箱、液體介質(zhì)中（礦物油，石蠟）一段時(shí)間，再緩慢冷卻。

將剛從模具中脫出的塑件放在熱水中(100～120℃)，隔絕空氣，進(jìn)行防氧化處理，達(dá)到吸濕平衡。調(diào)濕后緩冷至室溫。退火：消除內(nèi)應(yīng)力、改善性能、提高尺寸穩(wěn)定性。調(diào)濕：是使制件顏色、性能以及尺寸得到穩(wěn)定。

退火的溫度：高于使用溫度10～20℃，低于相變溫度10～20℃。第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*3.1.2注射成型工藝2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)溫度壓力時(shí)間（成型周期）第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)溫度⑴料簡(jiǎn)溫度

⑵噴嘴溫度

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性2008年10月8日1時(shí)46分①料筒溫度的選擇

⑶模具溫度：

料筒后端溫度最低，噴嘴前端最高；在θf(θ

m)~θ

d之間，保證塑料熔體正常流動(dòng)，不發(fā)生變質(zhì)分解；2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)⑴料簡(jiǎn)溫度

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性2008年10月8日1時(shí)46分①料筒溫度的選擇

對(duì)于平均相對(duì)分子質(zhì)量偏高、溫度分布范圍較窄的塑料；應(yīng)選擇較高的料筒溫度

采用柱塞式和注射壓力較低、薄壁塑件，應(yīng)選擇較高的料筒溫度；

反之，選擇較低的料筒溫度。

2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)⑴料簡(jiǎn)溫度

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性2008年10月8日1時(shí)46分ⅰ料筒溫度過高：易產(chǎn)生降解和分解成氣體，塑料表面變色，產(chǎn)生氣泡、銀絲及斑紋，導(dǎo)致性能下降。模腔中塑料內(nèi)外冷卻不一致，塑件易產(chǎn)生應(yīng)力和凹痕。熔料流動(dòng)性好，易產(chǎn)生溢料、溢邊等缺陷。ⅱ料筒溫度太低：熔體流動(dòng)性差，易產(chǎn)生熔接痕、充填不足、波紋等缺陷。塑料冷卻時(shí)易產(chǎn)應(yīng)力，變形或開裂。②料筒溫度溫度對(duì)質(zhì)量的影響：2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)⑴料簡(jiǎn)溫度

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*ⅰ前高后低的原則

③料筒的溫度分布

ⅱ對(duì)于吸濕性偏高的塑料，料筒后段溫度偏高些

加料口（后段）處溫度最低，料筒后段與前段溫度差5～10℃。④熔料在料筒內(nèi)的滯留時(shí)間：為避免熔料在料筒中過熱降解，提高料筒溫度以后，都要適當(dāng)縮短熔體在料筒內(nèi)的滯留時(shí)間。2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)⑵噴嘴溫度

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*略低于料筒最高溫度：

防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生“流涎”現(xiàn)象；

溫度太低，易堵塞噴嘴。2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*⑶模具溫度：

與塑料的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、塑件結(jié)構(gòu)及性能、成型工條件（熔體溫度、注射速度、注射壓力和模塑周期等）有關(guān)。①提高模具溫度：改善流動(dòng)性，增加塑件的密度和結(jié)晶度，減小充模壓力和塑件中的應(yīng)力；冷卻時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，冷卻速度慢，易產(chǎn)生粘模，收縮率、翹曲變形會(huì)增加，降低生產(chǎn)率。2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*⑶模具溫度：

②降低模具溫度：縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)率，流動(dòng)性會(huì)變差，產(chǎn)生較大的應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。降低塑件的表面粗糙度值、提高塑件的表面質(zhì)量有利。2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*——可以采用冷卻或加熱對(duì)模具調(diào)溫度

模具溫度控制模具溫度設(shè)定：在滿足要求的溫度下，盡可能低模溫度，以加快冷卻速度，縮短冷卻時(shí)間。高粘度塑料：必須采用較高的模具溫度；

低粘度塑料：可采用較低模溫，縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

壁厚大的制件：不宜采用較低的模具溫度。⑶模具溫度：2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)壓力⑴塑化壓力

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*⑶保壓壓力

⑵注射壓力

2023/7/20⑵塑化壓力：由液壓系統(tǒng)溢流閥調(diào)整大小。第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*塑化壓力大小：隨螺桿的設(shè)計(jì)、塑件的質(zhì)量、塑料的種類而確定。塑化壓力與質(zhì)量：

增加塑化壓力：會(huì)提高熔體的溫度，使熔體的溫度均勻、色料混合均勻、有利排除熔體中的氣。降低塑化速率、延長(zhǎng)成型周期、可能導(dǎo)致塑料的降解。在保證塑件質(zhì)量的前提下，塑化壓力應(yīng)越低越好，一般為6～20MPa。2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)⑵注射壓力

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*

①注射壓力的作用：充滿模具型腔。②注射壓力大小選擇：注射機(jī)的類型、塑料的品種澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、尺寸與表面粗糙度、模具溫度、塑件的壁厚及流程的大小等。③塑料流動(dòng)阻力：塑料的流動(dòng)摩擦系數(shù)、自身的熔融粘度。④注射壓力與質(zhì)量：太高：產(chǎn)生溢料、溢邊，應(yīng)力，粘模，脫模困難，易變形，但不易產(chǎn)生氣泡。太低，流動(dòng)性下降，成型不足，產(chǎn)生熔接痕跡，不利于排氣，易產(chǎn)生氣泡，補(bǔ)縮差，產(chǎn)生凹痕和波紋等缺陷。2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)⑶保壓壓力

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*保壓壓力：在注射成型保壓補(bǔ)縮階段，為了對(duì)模腔內(nèi)的塑料熔體進(jìn)行壓實(shí)以及補(bǔ)料流動(dòng)所需要的注射壓力叫做保壓壓力。保壓時(shí)間：保壓壓力持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短為保壓時(shí)間。保壓壓力通常＝最高充填壓力的50％～65％保壓壓力對(duì)成型過程的影響：保壓壓力太高，易產(chǎn)生溢料、溢邊，增加塑件的應(yīng)力；保壓壓力太低，會(huì)造成成型不足。2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)時(shí)間⑴合模時(shí)間

⑵注射時(shí)間

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*⑶保壓時(shí)間

（4）模內(nèi)冷卻時(shí)間

⑸其他時(shí)間

合模時(shí)間長(zhǎng)，則模具溫度過低

合模時(shí)間短，模具溫度相對(duì)較高2023/7/204.3注射成型的工藝參數(shù)時(shí)間⑴合模時(shí)間

⑵注射時(shí)間

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*根據(jù)塑件大小而定

⑶保壓時(shí)間

（4）模內(nèi)冷卻時(shí)間

⑸其他時(shí)間

注射時(shí)間縮短，充模速度提高，取向下降、剪切速率增加，絕大多數(shù)塑料的表觀粘度均下降。查表或計(jì)算確定2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)時(shí)間⑴合模時(shí)間

⑵注射時(shí)間

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*⑶保壓時(shí)間

（4）模內(nèi)冷卻時(shí)間

⑸其他時(shí)間

保壓時(shí)間短，塑件不緊密，易產(chǎn)生凹痕，塑件尺寸不穩(wěn)定保壓時(shí)間過長(zhǎng)，加大塑件的應(yīng)力，產(chǎn)生變形、開裂，脫模困難查表或?qū)嶒?yàn)確定隨塑件結(jié)構(gòu)及其他因素而定2023/7/203.1.3注射成型的工藝參數(shù)時(shí)間⑴合模時(shí)間

⑵注射時(shí)間

第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*⑶保壓時(shí)間

（4）模內(nèi)冷卻時(shí)間

⑸其他時(shí)間

以脫模時(shí)塑件不引起變形為原則。冷卻時(shí)間過長(zhǎng)，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期．降低生產(chǎn)效率，復(fù)雜件脫模困難、易變形、結(jié)晶度高等；冷卻時(shí)間過短，塑件易產(chǎn)生變形等缺陷。

冷卻時(shí)間主要決定于塑件的厚度、塑料的熱性能、結(jié)晶性能以及模具溫度等。

查表或?qū)嶒?yàn)確定2023/7/20第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*3．1注射成型原理小結(jié)⑴成型前的準(zhǔn)備：原料外觀（如色澤、顆粒大小及均勻性等）的檢驗(yàn)；工藝性能（熔融指數(shù)、流動(dòng)性、熱性能及收縮率等）測(cè)定；原材料的染色及對(duì)粉料的造粒；嵌件預(yù)熱、選擇脫模劑2023/7/20第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性*

3.1小結(jié)⑵注射過程定量加料、塑化：注射注射過程可分為充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模⑶塑件的后處理退火處理、調(diào)濕處理：注射成型的工藝參數(shù)⑴溫度料簡(jiǎn)溫度：料筒溫度的選擇、料筒溫度溫度對(duì)質(zhì)量的影響、料筒的溫度分布噴嘴溫度、⑶模具溫度：⑵壓力塑化壓力、注射壓力、保壓壓力⑶時(shí)間（成型周期）合模時(shí)間、注射時(shí)間、保壓時(shí)間、模內(nèi)冷卻時(shí)間、其他時(shí)間。2023/7/20第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性3.2壓縮成型原理及工藝特性3.2.1壓縮成型原理壓縮成型壓機(jī)⒈壓縮成型原理：13.1.1壓縮成型原理及特點(diǎn)⑴壓縮成型原理：原料加人高溫的壓模型腔和加料室，合模，塑料在熱和壓力的作用下熔融流動(dòng)，充滿型腔，固化定型，開模，推出制件原料放入模具加熱加壓使材料成型硬化取出塑件第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性3.2壓縮成型原理及工藝特性3.2.1壓縮成型原理⑵壓縮成型特點(diǎn)

1).壓縮成型工藝成熟可靠；

2).適用于成型流動(dòng)性差的熱固性塑料，比較容易成型大型制品；

3).與壓注和注射法相比，成型制品的收縮率小，變形小，各項(xiàng)性能均勻性較好；

4).使用的設(shè)備（用液壓機(jī)）及模具結(jié)構(gòu)要求比較簡(jiǎn)單，對(duì)成型壓力要求比較低；

5).成型中無澆注系統(tǒng)廢料產(chǎn)生。13.1.1壓縮成型原理及特點(diǎn)2.壓縮成型特點(diǎn)第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性㈡壓縮成型的缺點(diǎn)6).溢邊較厚，高度尺寸精度較低；7).帶有深孔、形狀復(fù)雜的制品、有細(xì)長(zhǎng)成型桿或細(xì)薄嵌件時(shí)，成型時(shí)壓彎變形，不宜采用；3).壓縮模易磨損，變形，使用壽命較短，一般僅為２０～３０萬次；4).不宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件較差；5).壓縮成型法周期比注塑壓注法的長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性⑵壓縮成型特點(diǎn)第13章壓縮成型工藝與壓縮模設(shè)計(jì)3.2.2壓縮成型工藝⑴壓縮成型前的準(zhǔn)備：熱固性塑料的預(yù)熱、預(yù)壓熱固性塑料易吸濕，受潮，比容比較大

1）預(yù)熱與干燥：預(yù)熱：塑料在模內(nèi)受熱均勻，縮短模壓成型周期；干燥：防止塑料中帶有過多的水分和低分子揮發(fā)物，確保成型質(zhì)量。2）預(yù)壓：將松散的物料壓實(shí)成重量、形狀一定的塑料型坯，使加料方便。坯料密度達(dá)到塑件密度的80％左右，以保證坯料有一定強(qiáng)度。第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性第13章壓縮成型工藝與壓縮模設(shè)計(jì)3.2.2壓縮成型工藝⑵壓縮成型過程：加料、合模、排氣、固化、脫模、壓后處理（退火處理，消除應(yīng)力,進(jìn)一步交聯(lián)固化）1）加料：定量加料，直接影響到塑件的密度和尺寸精度。加料方法：質(zhì)量法：衡器稱量物料的質(zhì)量，加料準(zhǔn)確。容積法：容器加料，加料量的控制不夠準(zhǔn)確記數(shù)法：只適用于預(yù)壓坯料。2）合模：合模工藝，凸模尚未接觸物料之前，快速合模，凸模接觸物料以后，慢速合模，避免位移和損壞模具中的嵌件和桿件，有利于排氣。

合模時(shí)間：一般為幾秒至幾十秒不等。第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性第13章壓縮成型工藝與壓縮模設(shè)計(jì)3）排氣：壓縮成型時(shí)，物料釋放出的水蒸氣、反應(yīng)性氣體；合模過程中卸壓可排氣，縮短固化時(shí)間，提高塑件的性能和表面質(zhì)量。排氣的次數(shù)和時(shí)間：通常為l～3次，每次時(shí)間為3～20S。4）固化：熱固性塑料成型時(shí)，塑料進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)固化定型的過程稱為固化或硬模內(nèi)固化時(shí)間：30s～數(shù)分鐘。決定于塑料的種類、塑件的厚度、物料的形狀以及預(yù)熱和成型的溫度等，具體由實(shí)驗(yàn)或試模的方法確定。3.2.2壓縮成型工藝⑵壓縮成型過程：第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性5）脫模：固化過程完成以后，進(jìn)行塑件推出模外，側(cè)向型芯抽。脫模條件：硬化程度達(dá)到適中，制件有足夠的強(qiáng)度和剛度；⑶壓后處理（主要是指退火處理）

1）模真的清理脫模后，清理模內(nèi)的碎屑、飛邊等，以免雜物被壓人塑料制件中，嚴(yán)重影響制件質(zhì)量，甚至造成報(bào)廢。

2）消除應(yīng)力，提高穩(wěn)定性，減少塑件的變形與開裂；進(jìn)一步交聯(lián)固化，提高電學(xué)、力學(xué)性能。退火規(guī)范：參考表3.2。3.2.2壓縮成型工藝⑵壓縮成型過程：第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性第13章壓縮成型工藝與壓縮模設(shè)計(jì)3.2.3壓縮成型的工藝參數(shù)

壓縮成型過程控制的主要工藝參數(shù)：成型溫度、壓力、時(shí)間表3.3可查成型溫度、壓力、時(shí)間第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性⑴壓縮成型壓力（簡(jiǎn)稱成型壓力）壓機(jī)通過凸模迫使塑料熔體完全充滿型腔所施加的必要壓力，用制件在垂直壓力方向，單位面積所受的力表示。第13章壓縮成型工藝與壓縮模設(shè)計(jì)3.2.3壓縮成型的工藝參數(shù)第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性⑴壓縮成型壓力（簡(jiǎn)稱成型壓力）成型壓力進(jìn)行計(jì)算。式中：P—成型壓力，MPa，通常為15—30MPa；

Pb—壓力機(jī)工作液壓缸的表壓，MPa；

D—壓力機(jī)主缸活塞直徑．m

A—塑件或加科室在分型面上的投影面積，m第13章壓縮成型工藝與壓縮模設(shè)計(jì)3.2.3壓縮成型的工藝參數(shù)第3章塑料成型工藝及塑料制件的結(jié)構(gòu)性⑵壓縮成型溫度成型溫度即壓縮成型時(shí)所需的模具溫度。☆成型溫度對(duì)壓縮成型的影響：決定成型過程中聚合物交聯(lián)反應(yīng)的速度，影響塑料制件的最終性能?！顪囟雀撸耗苁篃峁绦运芰显?/p>