塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)培訓(xùn)資料-wenkub
2023-02-13 15:18:40 本頁(yè)面
【正文】 NIX操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的，如美國(guó)的 ProE、 UGⅡ 、 CADS5軟件等。采用 CAD技術(shù)是模具生產(chǎn)的一次革命，是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。 1．塑料成型工業(yè)在生產(chǎn)中的重要地位 1．塑料成型工業(yè)在生產(chǎn)中的重要地位 ? 據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，在國(guó)內(nèi)外模具工業(yè)中，各類模具占模具總量的比例大致如下：沖壓模、塑料模各占 35％～ 40％，壓鑄模占 10％～ 15％，粉末冶金模、陶瓷模、玻璃模等其他模具約占 10％。 ? 塑料成型工業(yè)是新興的工業(yè)，并隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，目前，塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入了一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。 ? 世界塑料工業(yè)從 20世紀(jì) 30年代前后開(kāi)始研制，經(jīng)歷了 30年代以前的初創(chuàng)階段、 30年代的發(fā)展階段、50～ 60年代的飛躍發(fā)展階段和 70年代至今的穩(wěn)定增長(zhǎng)階段。 ? 塑料成型模具的應(yīng)用在各類模具的應(yīng)用中占有與沖壓模齊駕并驅(qū)的“老大”位置。引用模具 CAD系統(tǒng)后，借助計(jì)算機(jī)完成傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作，大部分設(shè)計(jì)與制造信息由系統(tǒng)直接傳送，圖紙不再是設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)的分界線，也不再是制造、生產(chǎn)過(guò)程中的唯一依據(jù)，圖紙將被簡(jiǎn)化，甚至最終消失。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，新一代CAD／ CAM軟件 (如 Solidworks、 Solidage)已嶄露頭角，并深得用戶好評(píng)。 (3)研究和應(yīng)用模具的快速測(cè)量技術(shù)與逆向工程 ? 從實(shí)物樣件獲取產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型的相關(guān)技術(shù)，稱為逆向工程或反求工程技術(shù)。 ? 模具成型零件的表面拋光處理技術(shù)和表面強(qiáng)化處理技術(shù)方面的發(fā)展也很快，國(guó)內(nèi)的許多單位進(jìn)行了研究與工程實(shí)踐，取得了一些可喜的成績(jī)。 (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 ? 模具標(biāo)準(zhǔn)化的水平在某種意義上體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家模具工業(yè)發(fā)展的水平。 (6)模具的復(fù)雜化、精密化與大型化 ? 為了滿足塑料制件在各種工業(yè)產(chǎn)品中的使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著復(fù)雜化，精密化與大型化方向發(fā)展，例如汽車的保險(xiǎn)杠和某些內(nèi)裝飾件等塑料件的成型。注射模通常適合于熱塑性塑料的成型，目前部分熱固性塑料也可以采用該方法成型。與塑料注射成型相比，成型周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率較低。成型所使用的設(shè)備是塑料擠出機(jī)。與其他模具相比較，氣動(dòng)成型模具結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，只有熱塑性塑料才能采用氣動(dòng)成型。 ? 聚合物分子的鏈結(jié)構(gòu)不同，其性質(zhì)也不同。 ? 因而，要想了解高分子宏觀上的熱力學(xué)性能，必須通過(guò)材料內(nèi)部的分子熱運(yùn)動(dòng)，才能揭示不同高分子材料性能的真正本質(zhì)。這種運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致高分子主鏈伸展或卷曲，宏觀上表現(xiàn)有橡皮的回彈、拉伸等。這種描述高聚物在恒定應(yīng)力作用下形變隨溫度改變而變化的關(guān)系曲線稱為熱力學(xué)曲線。 ? 根據(jù)這種變化特征，可以把非晶態(tài)高聚物按溫度區(qū)域不同劃分為三種力學(xué)狀態(tài) ——玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。層流的特征是流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)方向與流道軸線平行，其流動(dòng)速度也相同，所有流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)軌跡均相互平行，如圖 1． 5a所示；湍流的特點(diǎn)是管內(nèi)的流體質(zhì)點(diǎn)除了在與軸線平行的方向流動(dòng)外，還在管內(nèi)的橫向上做不規(guī)則的任意流動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)軌跡成紊亂狀態(tài)，如圖 1． 5b所示。 牛頓流體與非牛頓流體 ? 牛頓流體是指當(dāng)流體以切變方式流動(dòng)時(shí)，其切應(yīng)力與剪切速率間存在線性關(guān)系 .牛頓流體的流變方程式為： ? 式中 ——切應(yīng)力， Pa； ? 比例常數(shù) (粘度 )，也稱為牛頓粘度，其大小反映了牛頓流體抵抗外力引起流動(dòng)變形的能力，Pa ? 通常把不服從牛頓流動(dòng)規(guī)律的流動(dòng)稱為非牛頓型流動(dòng)，具有這種流動(dòng)行為的液體稱為非牛頓流體，在注射成型，其他絕大多數(shù)的聚合物熔體都表現(xiàn)為非牛頓流體，其表達(dá)式為 ? 式中 K——與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，可以反映聚合物熔體的粘稠性，稱為粘度系數(shù)； ? n——與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，可以反映聚合物熔體偏離牛頓流體性質(zhì)的程度，稱為非牛頓指數(shù)。由于非牛頓流體的流動(dòng)規(guī)律比較復(fù)雜，表觀粘度除與流體本身以及溫度有關(guān)以外，還受到剪切速率的影響，這就意味著外力的大小及其作用時(shí)間也能夠改變流體的粘稠性。當(dāng)其他條件一定時(shí)， K值的大小反映了流體粘稠性的程度。假塑性液體的剪切速率與切應(yīng)力及表觀粘度的關(guān)系如圖 1． 6所示。這種現(xiàn)象稱為假塑性液體的“剪切稀化”。這些添加劑主要有著色劑、潤(rùn)滑劑、稀釋劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、抗靜電劑、填料等。一般而言，溫度升高，大分子間的自由空間隨之增大，分子間作用力減小，分子運(yùn)動(dòng)變得容易，從而有利于大分子的流動(dòng)與變形，宏觀上表現(xiàn)為聚合物熔體的表觀粘度下降，故在注塑成型過(guò)程中常常利用提高溫度來(lái)降低粘度，提高流動(dòng)性。 1．聚合物的結(jié)晶 ? 固體聚合物可劃分為結(jié)晶態(tài)聚合物和非晶態(tài)聚合物，其中非晶態(tài)聚合物
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