【正文】 影響塑件尺寸精度的因素 : 塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化 模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差 ③ 尺寸精度的確定： 會根據(jù)教材表 3－ 3－ 2（精度等級的選用）選擇塑件公差等級 模塑件公差代號為 MT ， 公差等級分 7級 （表 3－ 1塑件公差數(shù)值表）。要求塑件在脫模溫度下有足夠的彈性，如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等） 可強制脫模 的側(cè)向凹、凸結構 多數(shù)情況下，塑件的側(cè)凹凸不可能強制脫模，應采用 側(cè)向分型抽芯機構 為了 便于塑件脫模 ，防止脫模時 擦傷塑件 ，必須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度 α，在模具上稱為 脫模斜度 ?！?5176。 加強筋與支承面間留有間隙 增加剛性減少變形的其他措施 將薄殼狀的塑件設計為球面，拱曲面等，可以有效地增加剛性、減少變形。如圖 1 2 在滿足使用要求的前提下 ,制件的所有的轉(zhuǎn)角盡可能設計成圓角，或者用圓弧過渡。 (c)為一端固定，一端導向支撐，這種方法使型芯有較好的強度和剛度，又能保證同軸度， 常用 ，但導向部分周圍由于磨損易產(chǎn)生圓周縱向溢料 B。 ②塑料螺紋的精度不高，一般低于 GB3級。 1 齒輪的設計 目前 ， 在精度和強度要求不高的機構中常見到塑料齒輪傳動 。 但在輻板上有圖 a所示的大孔時 ， 因孔在成型冷卻時很少向中心收縮 ， 會使齒輪歪斜 ， 對此可采用圖 b所示的輻板結構 。 圖 a嵌件直接插在模內(nèi)光桿上； 圖 b為一凸臺與模具上孔配合，增加了定位穩(wěn)定性和密封性； 圖 c以模具上的凸出圓環(huán)和內(nèi)螺紋嵌件配合； 圖 d采用內(nèi)部臺階與模具上的插入桿配合。 ?對于應力難以消除的塑料 ， 可在嵌件周圍覆蓋一層 高聚物彈性體 或在成型后進行 退火 來降低應力 。 產(chǎn)品工藝性分析案例 本章結束 ? 作業(yè) 1：選擇你所熟悉的塑件進行 結構分析。 結論 1．熔融溫度高且熔體粘度大，對于大于 200g的塑件應用螺桿式注射機成型，噴嘴宜用敞開式延伸噴嘴，并加熱，嚴格控制模具溫度，一般在 70～ 120℃ 為宜，模具應用耐磨鋼，并淬火； 2．水敏性強，加工前必須干燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡及強度顯著下降現(xiàn)象； 3．易產(chǎn)生應力集中，嚴格控制成型條件，塑件成型后退火處理，消除內(nèi)應力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金屬嵌件造成應力集中，脫模斜度宜取 2℃ 。 （ 3）在塑件內(nèi)壁有 4個高 、長 11的內(nèi)凸臺，因此成型后塑件不易取出，需要考慮側(cè)抽芯裝置。 ? 料筒清洗： 當改變產(chǎn)品、更換原料及顏色時均需清洗料筒。 ? 脫模 塑件冷卻到一定的溫度 ,推出機構將塑件推出模外。 作用： 消除塑件的內(nèi)應力，穩(wěn)定塑件尺寸，提高結晶度、穩(wěn)定結晶結構，從而提高其彈性模量和硬度。 ③熔料溫度高，流動性好，易產(chǎn)生溢料、溢邊。 ? ⑶ 模具溫度： ? 模具溫度 ↑ ，流動性 ↑ ，密度和結晶度 ↑ ，收縮率和生產(chǎn)率 ↓ 。 作用 ： 克服熔體流動充模過程中的流動阻力，使熔體具有一定的充模速率以便充滿型腔。 合模時間： 長：模具溫度低，熔料在料筒中停留時間過長。 零件名稱 ：燈罩 設計要求 ： 生產(chǎn)批量：大批量 材 料：聚碳酸酯 未注公差取 MT5級精度 塑件成型工藝參數(shù)的確定 塑件成型工藝參數(shù)的確定 查表 4－ 1得出工藝參數(shù)如下表，試模時可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整。 長：加大塑件的內(nèi)應力，產(chǎn)生變形，開裂，脫模困難。 ? ⑶保壓壓力： 型腔充滿后，繼續(xù)對模內(nèi)熔料施加的壓力。 2）壓力 ? ⑴ 塑化壓力（背壓） ： 指采用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時所受的壓力。 ?判斷料筒溫度是否合適，可采用對 空注射法觀察或直接觀察塑件質(zhì)量的好壞。 目的： 消除殘余應力；使制品盡快達到吸濕平衡，以防止在使用過程中發(fā)生尺寸變化。 ~20176。 ? 塑化 通過注射機加熱裝置的加熱，使得螺桿中的塑料原料熔融，成為具有良好的可塑性的塑料熔體 。另外，一些流動性好的熱固性塑料也可用注射成型。 3． 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點及熔接痕，粗糙度可取 m。 有一定的化學穩(wěn)定性，不耐堿、酮、酯等。 ? 塑件工藝性設計包括：塑料材料選擇、尺寸精度和表面粗糙的確定、塑件結構設計等。 表 3— 10列出了嵌件周圍塑料層的許用厚度 。 常用的嵌件材料為金屬，常見的形式圖 3— 17： (a)為圓形嵌件； (b)為帶臺階圓柱形嵌件； (c)為片狀嵌件； (d)為細桿狀貫穿嵌件。 輪轂厚度 H2 ≥ H（齒寬厚度） =D （軸孔直徑） 。 ⑤ 塑料螺紋 與金屬螺紋的配合長度應不大于螺紋直徑的1． 5倍 (一般配合長度為 8～ 10牙 )。 2）盲孔設計： 無論通孔還是盲孔，兩孔太近時，應設計成長孔。 如圖所示 。 當塑件上有一面作為支承面來使用時，將該面設計為一個整面是不合理的，如圖 a所示。 （ 3）應避免或減少塑料的局部集中，以防止產(chǎn)生凹陷和氣泡。 從 留模方位 考慮 : 留在型芯， 內(nèi)表面脫模斜度 ﹤ 外表面 留在型腔， 外表面脫模斜度 ﹤ 內(nèi)表面 脫模斜度設計要點： 壁厚過小 壁厚過大 強度及剛度不足，塑料流動困難 原料浪費，冷卻時間長，易產(chǎn)生缺陷 熱塑性塑料與熱固性塑料相比允許較小的壁厚 熱塑性塑料：最小壁厚允許到 ㎜，一般 不宜小于 ~㎜常取 2~4㎜ 熱固性塑料：小型塑件取 ~㎜，大型塑 件取 ~8㎜ 塑件壁厚設計原則： 厚薄適中 均勻壁厚 ?滿足塑件結構和使用性能要求下取小壁厚 常用塑料壁厚的推薦值見書表 、 ? 同一塑件各處的壁厚盡可能均勻一致 ，否則制品成型收縮不均，易產(chǎn)生內(nèi)應力，導致制品開裂、變形。 模具尺寸精度比塑件尺寸精度高 23級。 ? 受 成形設備 的限制， 注射成形 的塑件尺寸要受到注射機的 注射量 、 鎖模力 和 模板尺寸 的限制； 壓縮和壓注 成形的塑件尺寸要受到 壓機最大壓力 和壓機 工作臺面最大尺寸 的限制。 塑料成型的工藝特性 6）比容和壓縮率（主要是針對熱固性塑料） 比容＝ 壓縮率＝ 表示粉狀塑料的松散程度，用來確定熱固性塑料壓縮模加料腔的大小。 167。 167。 塑料成型的工藝特性 ?影響塑料流動性的因素 塑料的分子結構與成分： 具有線型分子結構塑料流動性好。 167。 模具結構 模具的分型面、加壓方向、澆口形式（ 直接澆口 和 點澆口 ）、尺寸及分布等對收縮率及方向性影響也很大，如采用直接澆口，澆口截面大，收縮小，但方向性明顯。有較高的耐熱性或電絕緣性及耐腐蝕性能。 如： PE、 PP、 PS、 PVC等。 ?交聯(lián)的程度，稱為交聯(lián)度 。 (3)水降解 如果聚合物的分子結構中含有容易被水解的化學基團，這些基團很容易在注射溫度和壓力下被聚合物中的水分分解，生產(chǎn)中將這種現(xiàn)象叫做水降解。 1）取向的概念 聚合物大多分子在應力作用下形成的有序排列叫做取向結構。 結晶和非結晶聚合物的主要區(qū)別： 可以結晶的有：①分子結構簡單、對稱性高的聚合物，如聚乙烯等。 ?要綜合考慮生產(chǎn)的經(jīng)濟性、設備和模具的可靠性及制件的質(zhì)量等因素，確保成型工藝能有最佳的注射壓力 和 注射溫度 。 應用意義：在注射成型中 ， 聚合物的相對分子質(zhì)量 分布比較寬時 ， 雖然能呈現(xiàn) 黏度小 、 流動性好的 特點 ， 但成型出的制品性能比較差 。 假塑性液體的剪切速率與切應力及表觀粘度的關系如圖： 1）變形和流動所需要的 切應力 隨 剪切速率 呈 指數(shù)規(guī)律增大 ； 2）變形和流動所受到的粘滯阻力，即液體的 表觀粘度 隨 剪切速率 呈 指數(shù)規(guī)律減小 。但是， 表觀粘度 表征的是非牛頓液體（服從指數(shù)流動規(guī)律）在外力的左右下抵抗剪切變形的能力。 ? 由于聚合物的大分子結構和纏繞，聚合物熔體流動行為遠比低分子液體復雜。 ： 牛頓在研究 液體流動 時發(fā)現(xiàn)， 溫度一定 時，低分子液體在流動時的 切應力 和 剪切速率 之間存在著如下關系： ??? ??167。 聚合物的流變學主要研究聚合物在外力作用下產(chǎn)生的 應力 、 應變 和 應變速率 等力學現(xiàn)象與 自身粘度 之間的關系，以及影響這些關系的各種因素。 聚合物的熱力學性能 粘流態(tài)： 當塑料受熱溫度超過 時，由于分子鏈的整體運動，塑料開始有明顯的流動，塑料開始進入粘流態(tài)變成粘流液體，通常我們也稱之為 熔體 。 167。 b)熱固性聚合物： 其特點脆性大、彈性和塑性較低。 2．聚合物的結構 nCH2＝ CH2 — CH2— CH2— n 乙烯 聚乙烯 聚合度 ：單元體的個數(shù) n稱為聚合度， n值越大，相對分子質(zhì)量越大。 2）高分子聚合物：是由一種或幾種低分子化合物通過聚合反應而生成的一種高分子化合物。 （ 3） 分子長度相對于低分子長 ，例如低分子乙烯的長度約為 ，而高分子聚乙烯的長度則為 ，是前者的 13600倍。 3）聚合物按照分子排列的幾何特征，可分 ： 一部分分子有規(guī)則緊密排列 無規(guī)則線團狀纏繞 167。 高彈態(tài)： 塑料處于溫度 和 之間的狀態(tài)，類似橡膠狀態(tài)的彈性體，仍具有可逆的形變性質(zhì)。 d?d?f?f? 167。 聚合物的流變學性質(zhì) 流體的流動狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鞯臈l件： Re=Dvρ/ηRec 式中 Re—— 雷諾數(shù)，為一無量綱的數(shù)群； D—— 管道直徑； ρ—— 流體密度； v—— 流體速度； η—— 流體剪切黏度； Rec—— 臨界雷諾數(shù)，其值與流道的斷面形狀和流道壁的表面粗糙度等有關，光滑的金屬圓管 Rec =2 000～ 2 300。 ?? 167。 聚合物的流變學性質(zhì) 上式可改寫為： 設 于是，改寫為 式中 ? ???? ?? 1?? nK 1?? na K ?? ???? ?a?（稱