【正文】 4．4 練習(xí)思考題1） 談一談注射成型工藝原理及工藝特點(diǎn)？2） 注射成型工藝過(guò)程中控制模具溫度的意義何在？3） 談一談壓縮成型工藝原理及工藝特點(diǎn)？4） 為什么在壓縮成型工藝過(guò)程中要進(jìn)行卸壓排氣？5） 談一談擠出成型工藝原理及工藝特點(diǎn)？6） 擠出成型工藝過(guò)程中控制型材牽引速度的意義何在？第5章 注射成型模具結(jié)構(gòu)及注射機(jī)5．1 典型注射模具的結(jié)構(gòu)組成5．1．1 注射模具的分類1）按成型塑料的材料分為：熱塑性塑料注射模具、熱固性塑料注射模具。3）擠出速度螺桿結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)速。4．3．2 擠出成型工藝參數(shù)1）溫度料筒溫度、機(jī)頭溫度、口模溫度。2）擠出過(guò)程連續(xù)加料、均勻塑化、擠出成型、冷卻定型。4．3．1．2 擠出成型工藝過(guò)程1）成型前準(zhǔn)備原料準(zhǔn)備：原料染色和造粒、原料預(yù)熱和干燥。3）生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。 4．3 壓縮成型工藝4．3．1 擠出成型原理及成型工藝過(guò)程4．3．1．1 擠出成型原理卷取切割型材牽引冷卻定型擠出成型塑 化加 料1）主要成型具有恒定截面形狀的塑料型材制品。2）壓力壓縮壓力。3）塑件后處理退火處理。工藝準(zhǔn)備：模具清理、嵌件預(yù)熱。4）費(fèi)用低，較適合小批量生產(chǎn)。2）主要用于熱固性塑料制品的生產(chǎn)。3）時(shí)間注射時(shí)間、冷卻時(shí)間、輔助工藝時(shí)間。4．1．2 注射成型工藝參數(shù)1）溫度料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度。2）注射過(guò)程定量加料、均勻塑化、注射充模、保壓補(bǔ)縮、冷卻脫模。4．1．1．2 注射成型工藝過(guò)程1）成型前準(zhǔn)備原料準(zhǔn)備：原料檢驗(yàn)和工藝性測(cè)定、原料染色和造粒、原料預(yù)熱和干燥。3）生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。2）塑件上為何要設(shè)計(jì)拔模斜度？拔模斜度的大小與哪些因素有關(guān)？3）塑件的壁厚過(guò)厚與過(guò)薄會(huì)使制件產(chǎn)生哪些缺陷？4）列舉你所了解的2～3個(gè)塑料制件表面彩飾情況的例子并作出評(píng)價(jià)？ 第4章 塑料成型工藝4．1 注射成型工藝4．1．1 注射成型原理及成型工藝過(guò)程4．1．1．1 注射成型原理保壓補(bǔ)縮冷卻定型開(kāi)模取件注射充模塑 化加 料1）能成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制品。4）當(dāng)設(shè)計(jì)的塑件外觀要求較高時(shí)，應(yīng)先通過(guò)造型，而后逐步繪制圖樣。2）在保證各方面使用性能的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壁厚均勻，使用方便。（十四）表面彩飾塑料的表面彩飾，可以掩蓋塑件表面在成型過(guò)程中產(chǎn)生的疵點(diǎn)、銀紋等缺陷，同時(shí)增加了制件外觀的美感。4）嵌件周圍的塑料層應(yīng)保證一定的厚度。2）嵌件與塑件應(yīng)牢固連接。2）由于塑料的收縮率較大，一般只宜用收縮率相同的塑料齒輪相互嚙合工作。3）直接成型的塑料螺紋應(yīng)綜合考慮塑件使用質(zhì)量、模具制造工藝、生產(chǎn)率等要求。（十）螺紋設(shè)計(jì)1）塑件上的螺紋可以采用直接成型、機(jī)械加工、金屬嵌件等方法成型。（九）孔的設(shè)計(jì)1）塑件上成型的孔有通孔、盲孔、異形孔等。（八）圓角1）塑件形狀帶有尖角時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂，一般除使用要求外，應(yīng)盡可能采用圓角過(guò)渡。（七）支承面及凸臺(tái)1）由于塑件稍許翹曲或變形就會(huì)使底面不平，以塑件的整個(gè)底面作為支承面是不合理的，通常采用底腳（三點(diǎn)或四點(diǎn)）支承或邊框支承。（六）加強(qiáng)肋及其它防變形結(jié)構(gòu)1）防變形結(jié)構(gòu)的主要作用是增加塑件強(qiáng)度和避免塑件翹曲變形。（五）塑件壁厚1）塑料制品的壁厚取決于塑件的尺寸大小、形狀結(jié)構(gòu)、使用要求、模具結(jié)構(gòu)、塑料的工藝性能和經(jīng)濟(jì)成本等因素。2）一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。2）對(duì)于側(cè)向凹凸形狀結(jié)構(gòu)，可通過(guò)改變塑件結(jié)構(gòu)、強(qiáng)制脫模、側(cè)向抽芯、瓣合型腔和型芯結(jié)構(gòu)等措施進(jìn)行解決。（二）表面質(zhì)量塑料制品的表面質(zhì)量主要與模具型腔的表面粗糙度、成型工藝條件、塑料品種等因素有關(guān)，其表面粗糙度一般比模具低1～2級(jí)。3）國(guó)內(nèi)塑料制品的尺寸精度一般參照SJ1372—78塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。 3．2 塑料制品的結(jié)構(gòu)工藝性（一）尺寸及其精度1）尺寸大小主要與塑料的流動(dòng)性、注射機(jī)的注射量、鎖模力和模板尺寸等有關(guān)。4）必要的精度，如收縮率的大小及各向收縮率的差異。2）塑料的物理性能，如對(duì)使用環(huán)境溫度變化的適應(yīng)性、光學(xué)特性、絕熱或電氣絕緣的程度、精加工和外觀的完美程度等。12）什么是粘度對(duì)剪切速率的敏感性？對(duì)指導(dǎo)加工有何意義？13）什么是成型加工中的壓力—溫度等效性？對(duì)指導(dǎo)加工有何意義？14）聚合物熔體流出流道或澆口時(shí)會(huì)發(fā)生什么變化？影響離模膨脹的因素有哪些？15）什么叫失穩(wěn)流動(dòng)？什么叫熔體破裂？如何克服？16）什么是熔接痕？其產(chǎn)生的原因是什么？對(duì)制品的使用有何影響？17）在塑料材料中加入填料和穩(wěn)定劑有何作用？18）什么是熱塑性塑料和熱固性塑料？?jī)烧咴诒举|(zhì)上有何區(qū)別？19）在塑料的成型工藝性能指標(biāo)中，談一談?dòng)?jì)算收縮率和實(shí)際收縮率的意義及應(yīng)用？20）水分及揮發(fā)物對(duì)熱固性塑料的成型有何影響？ 第3章 塑料制件的設(shè)計(jì)原則3．1 塑料制件的選材塑料制件的選材應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面，以判斷其是否能滿足使用要求。3．成型特點(diǎn) 流動(dòng)性好，硬化速度快；用于澆注時(shí)，澆注前應(yīng)加脫模劑，因環(huán)氧樹(shù)脂熱剛性差，硬化收縮小，難于脫模；硬化時(shí)不析出任何副產(chǎn)物，成型時(shí)不需排氣。用環(huán)氧樹(shù)脂配以石英粉等來(lái)澆鑄各種模具。其缺點(diǎn)是耐氣候性差、耐沖擊性低，質(zhì)地脆。此外，還耐化學(xué)藥品、耐熱，電氣絕緣性能良好，收縮率小。環(huán)氧樹(shù)脂種類繁多，應(yīng)用廣泛，有許多優(yōu)良的性能。未固化之前，是線型的熱塑性樹(shù)脂。傳遞成型收縮率大；含水分及揮發(fā)物多，使用前需預(yù)熱干燥，且成型時(shí)有弱酸性分解及水分析出，模具應(yīng)鍍鉻防腐，并注意排氣；流動(dòng)性好，硬化速度快，因此，預(yù)熱及成型溫度要適當(dāng)，裝料、合模及加工速度要快；帶嵌件的塑料易產(chǎn)生應(yīng)力集中，尺寸穩(wěn)定性差。密胺塑料主要用作餐具、航空茶杯及電器開(kāi)關(guān)、滅弧罩及防爆電器的配件。三聚氰胺甲醛塑料可制成各種色彩、耐光、耐電弧、無(wú)毒的塑件，在20～100℃的溫度范圍內(nèi)性能變化小，能耐沸水而且耐茶、咖啡等污染性強(qiáng)的物質(zhì)。脲甲醛塑料大量用于壓制日用品及電氣照明用設(shè)備的零件、電話機(jī)、收音機(jī)、鐘表外殼、開(kāi)關(guān)插座及電氣絕緣零件?？扇境筛鞣N鮮艷的色彩，外觀光亮，部分透明，表面硬度較高，耐電弧性能好，耐礦物油、耐霉菌的作用。2．5．3．2 氨基塑料氨基塑料是由氨基化合物與醛類（主要是甲醛）經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的塑料，主要包括脲甲醛、三聚氰膠甲醛等?？芍谱鞲鞣N線圈架、接線板、電動(dòng)工具外殼、風(fēng)扇葉子、耐酸泵葉輪、齒輪、凸輪等。石棉布層壓塑料主要用于高溫下工作的零件。布質(zhì)及玻璃布酚醛層壓塑料具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐油性能和一定的介電性能，用于制造齒輪、軸瓦、導(dǎo)向輪、無(wú)聲齒輪、軸承及電工結(jié)構(gòu)材料和電氣絕緣材料。2．主要用途 酚醛層壓塑料用浸漬過(guò)酚醛樹(shù)脂溶液的片狀填料制成，可制成各種型材和板材。其電絕緣性能優(yōu)良。酚醛塑料與一般熱塑性塑料相比，剛性好，變形小，耐熱耐磨，能在150～200℃的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。必須加入各種纖維或粉末狀填料后才能獲得具有一定性能要求的酚醛塑料。酚醛樹(shù)脂通常由酚類化合物和醛類化合物縮聚而成。模具應(yīng)加熱；熔料容易發(fā)生熔體破裂現(xiàn)象。2．聚三氟氯乙烯、聚全氟乙丙烯的成型特點(diǎn) 吸濕性小，成型加工前可不必干燥；這類塑料對(duì)熱敏感，易分解產(chǎn)生有毒、有腐蝕性氣體。其他性能與聚四氟乙烯相似。耐熱性能優(yōu)于聚三氟氯乙烯，比聚四氟乙烯稍差。～／cm3。利用其透明性制作視鏡及防潮、防粘等涂層和罐頭盒的涂層。它可用來(lái)制造各種用于腐蝕性介質(zhì)中的機(jī)械零件，如泵、計(jì)量器等。與聚四氟乙烯相比，密度相似，～／cm3，硬度較大，摩擦系數(shù)大，耐熱性及高溫下耐蝕性稍差。在醫(yī)學(xué)上還可用作代用血管、人工心肺裝置等。也可用于制造自潤(rùn)滑減摩軸承、活塞環(huán)等零件。一般將粉料冷壓成坯件，然后再燒結(jié)成型。其摩擦系數(shù)是塑料中最低的。它有優(yōu)良的耐熱耐寒性能，可在195～+250℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用而不發(fā)生性能變化?；瘜W(xué)穩(wěn)定性是目前已知塑料中最優(yōu)越的一種，它對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及各種氧化劑等腐蝕性很強(qiáng)的介質(zhì)都完全穩(wěn)定，甚至沸騰的“王水”，原子工業(yè)中用的強(qiáng)腐蝕劑五氟化鈾對(duì)它都不起作用，其化學(xué)穩(wěn)定性超過(guò)金、鉑、玻璃、陶瓷及特重鋼等。／cm3，是最重的一種塑料。2．5．2．13 氟塑料氟塑料是各種含氟塑料的總稱，主要包括聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯等。在化工方面，可作防腐涂層、貯槽、容器、化工管道、耐酸泵件、閥、窺鏡等。但氯化聚醚的剛性較差，抗沖擊強(qiáng)度不如聚碳酸酯。它的成型收縮率小而穩(wěn)定，有很好的尺寸穩(wěn)定性。其耐熱性能好，能在120℃下長(zhǎng)期使用，抗氧化性能比尼龍高。3．成型特點(diǎn) 流動(dòng)性差，模具上應(yīng)加粗澆道直徑，盡量縮短澆道長(zhǎng)度，充分拋光澆口及澆道；為避免塑件出現(xiàn)銀絲及氣泡，成型加工前應(yīng)對(duì)塑料進(jìn)行充分的干燥；宜用高料溫、高模溫、高壓、高速注射成型，保壓及冷卻時(shí)間不宜太長(zhǎng)；為消除塑件的內(nèi)應(yīng)力，防止開(kāi)裂，應(yīng)對(duì)塑件進(jìn)行退火處理。2．主要用途 聚苯醚可用于制造在較高溫度下工作的齒輪、軸承、運(yùn)輸機(jī)械零件、泵葉輪、鼓風(fēng)機(jī)葉片、水泵零件、化工用管道及各種緊固件、連接件等。吸水性小，在沸水中煮沸仍具有尺寸穩(wěn)定性，且耐污染、無(wú)毒。電絕緣性能優(yōu)良。蠕變小，有較好的耐磨性能。這種塑料造粒后呈琥珀色透明的熱塑性工程塑料，硬而韌。模具需加熱；成型性能與聚碳酸酯相似，但熱穩(wěn)定性比聚碳酸酯差，可能發(fā)生熔融破裂；聚砜為非結(jié)晶型塑料，因而收縮率較小。2．主要用途 聚砜可用于制造精密公差、熱穩(wěn)定性、剛性及良好電絕緣性的電氣和電子零件，如斷路元件、恒溫容器、開(kāi)關(guān)、絕緣電刷、電視機(jī)元件、整流器插座、線圈骨架、儀器儀表零件等；制造需要具備熱性能好、耐化學(xué)性、持久性、剛性好之零件，如轉(zhuǎn)向柱軸環(huán)、電動(dòng)機(jī)罩、飛機(jī)導(dǎo)管、電池箱、汽車零件、齒輪、凸輪等。其尺寸穩(wěn)定性較好，還能進(jìn)行一般機(jī)械加工和電鍍。其介電性能優(yōu)良，即使在水和濕氣中或190℃的高溫下，仍保持高的介電性能。具有突出的耐熱、耐氧化性能，可在100～+150℃的范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，熱變形溫度為174℃，有很高的力學(xué)性能，其抗蠕變性能比聚碳酸還好。2．5．2．10 聚砜（PSU）1．基本特性 聚砜是60年代出現(xiàn)的工程塑料，它是在大分子結(jié)構(gòu)中含有砜基（—SO2—）的高聚物，此外還含有苯環(huán)和醚鍵（—O—），故又稱聚苯醚砜。3．成型特點(diǎn) 聚碳酸酯雖然吸水性小，但高溫時(shí)對(duì)水分比較敏感，所以加工前必須干燥處理，否則會(huì)出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度下降現(xiàn)象；聚碳酸酯熔融溫度高，熔融粘度大，流動(dòng)性差，所以，成型時(shí)要求有較高的溫度和壓力，且其熔融粘度對(duì)溫度比較敏感。在電氣方面，用作電機(jī)零件、電話交換器零件、信號(hào)用線電器、風(fēng)扇部件、撥號(hào)盤、儀表殼、接線板等。用玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸脂，克服了上述缺點(diǎn)，使聚碳酸酯具有更好的力學(xué)性能，更好的尺寸穩(wěn)定性，更小的成型收縮率，并提高了耐熱性和耐藥性，降低了成本。耐室溫下的水、稀酸、氧化劑、還原劑、鹽、油、脂肪烴、但不耐堿、胺、酮、脂、芳香烴，并有良好的耐氣候性。脆化溫度在100℃以下，長(zhǎng)期工作溫度達(dá)120℃。％～％。它韌而剛，抗沖擊性在熱塑性塑料中名列前茅。3．成型特點(diǎn) 聚甲醛成型收縮率大，熔點(diǎn)明顯（約153～160℃），熔體粘度低，粘度隨溫度變化不大，在熔點(diǎn)上下聚甲醛的熔融或凝固十分迅速，所以，注射速度要快，注射壓力不宜過(guò)高；摩擦系數(shù)低、彈性高，淺側(cè)凹槽可采用強(qiáng)制脫出，塑件表面可帶有皺紋花樣；聚甲醛熱穩(wěn)定性差、加工溫度范圍窄，所以要嚴(yán)格控制成型溫度，以免引起溫度過(guò)高或在允許溫度下長(zhǎng)時(shí)間受熱而引起分解；冷卻凝固時(shí)排除熱量多，模具上應(yīng)設(shè)計(jì)均勻冷卻的冷卻回路。2．主要用途 聚甲醛特別適合于作軸承、凸輪、滾輪、輥?zhàn)?、齒輪等耐磨、傳動(dòng)零件，還可用于制造汽車儀表板、汽化器、各種儀器外殼、罩蓋。有較好的電氣絕緣性能。常溫下一般不溶于有機(jī)溶劑，能耐醛、酯、醚、烴及弱酸、弱堿，但不耐強(qiáng)酸。聚甲醛尺寸穩(wěn)定、吸水率小，具有優(yōu)良的減摩、耐磨性能。聚甲醛表面硬而滑，呈淡黃或白色，薄壁部分半透明。2．5．2．8 聚甲醛（POM）1．基本特性 聚甲醛是繼尼龍之后發(fā)展起來(lái)的一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料。3．成型特點(diǎn) 熔融粘度低、流動(dòng)性良好，容易產(chǎn)生飛邊。為了進(jìn)一步改善尼龍的性能，常在尼龍中加入減摩劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、玻璃纖維填料等，克服了尼龍存在的一些缺點(diǎn)，提高了機(jī)械強(qiáng)度。其吸水性強(qiáng)、收縮率大，常常因吸水而引起尺寸變化。尼龍本身無(wú)毒、無(wú)味。作為機(jī)械零件材料，具有良好的消音效果和自潤(rùn)滑性能。耐磨。常見(jiàn)的尼龍品種有尼龍10尼龍6尼龍6尼龍尼龍尼龍11等。尼龍的命名由二元胺與二元酸中的碳原子數(shù)來(lái)決定，如己二胺和葵二酸反應(yīng)所得的縮聚物稱尼龍610，并規(guī)定前一個(gè)數(shù)指二元胺中的碳原子數(shù)，而后一個(gè)數(shù)為二元酸中的碳原子數(shù)；若由氨基酸的自聚來(lái)制取的，則由氨基酸中的碳原子數(shù)來(lái)定。2．5．2．7 聚酰胺（PA）1．基本特性 聚酰胺通稱尼龍。2）為了得到良好的外觀質(zhì)量，防止塑件表面出現(xiàn)流動(dòng)痕跡、熔接線痕和氣泡等不良現(xiàn)象，一般采用盡可能低的注射速度。2．主要用途 用于制造要求具有一定透明度和強(qiáng)度的防震、防爆和觀察等方面的零件，如飛機(jī)和汽車的窗玻璃、飛機(jī)罩蓋、油杯、光學(xué)鏡片、透明模型、透明管道、車燈燈罩、油標(biāo)及各種儀器零件，也可用作絕緣材料、廣告銘牌等。在一般條件