2019塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)ppt課件.ppt

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1、第二章塑料成型基礎(chǔ)塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)第2章塑料成型基礎(chǔ)本章基本內(nèi)容塑料成型基礎(chǔ)理論注射工藝過程及主要成型工藝參數(shù)塑料的成型特性第2章塑料成型基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目的與要求掌握高聚物的三種物理、力學(xué)狀態(tài)及其應(yīng)用。掌握塑料成型基本理論、注射工藝過程及主要成型工藝參數(shù)。充分了解塑料的成型特性，使塑料成型工藝性與模具結(jié)構(gòu)相匹配。第2章塑料成型基礎(chǔ)本章重點(diǎn)對(duì)塑料的特征溫度的理解牛頓型流體與非牛頓型流體的區(qū)別注射工藝過程對(duì)成型工藝條件的選擇和控制第2章塑料成型基礎(chǔ)本章難點(diǎn)對(duì)塑料的特征溫度的理解，以及如何使用這些溫度。對(duì)成型工藝條件的選擇和控制。第2章塑料成型基礎(chǔ)2.1塑料成型基礎(chǔ)理論2.2注射工藝過

2、程及主要成型工藝參數(shù)2.3塑料的成型特性2.4思考題2.1塑料成型基礎(chǔ)理論2.1.1高聚物的三種物理、力學(xué)狀態(tài)及其應(yīng)用2.1.2成型加工中塑料受到的應(yīng)力和應(yīng)變2.1.3塑料熔體的流變性能2.1.4對(duì)塑料粘度的調(diào)節(jié)2.1.5分子定向2.1.6熱固性塑料流變學(xué)2.1.1高聚物的三種物理、力學(xué)狀態(tài)及其應(yīng)用塑料的物理狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)塑料的物理狀態(tài)與它本身的溫度有關(guān)。如圖2-1所示。A塑料呈現(xiàn)剛性固體狀，為玻璃態(tài)。C高聚物呈現(xiàn)柔軟的彈性狀，稱高彈態(tài)。E繼續(xù)升高溫度，分子熱運(yùn)動(dòng)能量進(jìn)一步增大，至能解開分子鏈間的纏結(jié)而發(fā)生整個(gè)大分子的滑移，在外力作用下便發(fā)生粘性流動(dòng)，稱粘流態(tài)。Tb

3、稱為脆化溫度，是高聚物保持高分子力學(xué)特性的最低溫度。Td稱為分解溫度，在溫度高于Td后，高分子主鏈發(fā)生斷裂，這現(xiàn)象稱為降解。圖2-2是結(jié)晶型高聚物的溫度—形變曲線。2.1.2成型加工中塑料受到的應(yīng)力和應(yīng)變只有在受到外力作用而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，塑料才會(huì)流動(dòng)和變形。應(yīng)力有三種類型：剪切應(yīng)力、拉伸應(yīng)力、壓縮應(yīng)力，因而對(duì)應(yīng)產(chǎn)生三種應(yīng)變（在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的形狀與尺寸變化叫做應(yīng)變）：剪切應(yīng)變、拉伸應(yīng)變和壓縮應(yīng)變。剪切應(yīng)力對(duì)塑料的成型最為重要。如圖2-32.1.3塑料熔體的流變性能研究物質(zhì)形變與流動(dòng)的科學(xué)稱為流變學(xué)⑴牛頓型流體⑵非牛頓型流體2.1.3塑料熔體的流變性能⑴牛頓型流體符合下式的流體稱為牛

4、頓型流體：τ=η（dv/dr）=η(dr/dv)=η?以切應(yīng)力τ對(duì)剪切速率?或者以粘度η對(duì)剪切速率?作用所得到的曲線稱為流體的流動(dòng)（或流變）曲線，它是確定塑料成型加工工藝條件的重要依據(jù)。圖2-4牛頓型流體的的流動(dòng)曲線特點(diǎn)：圖2-5、圖2-62.1.3塑料熔體的流變性能⑵非牛頓型流體非牛頓型流體包括粘性流體、粘彈性流體和時(shí)間依賴性流體。粘性流體又分為賓哈流體、膨脹性流體和假塑性流體.實(shí)際中，幾乎絕大多數(shù)聚合物熔體和熔液的流動(dòng)行為都接近于假塑性流體。見圖２-７2.1.3塑料熔體的流變性能用于描述假塑性流體定律的是一冪律函數(shù)方程：τ=ηa?（ηa=K?n-1）n—流動(dòng)行為指數(shù)，對(duì)牛頓流

5、體n=1,假塑性流體n＜1,n值越小則流體的非牛頓性越強(qiáng)。K—流體稠度，k值越高，流體粘度越大。如圖2-８2.1.4對(duì)塑料粘度的調(diào)節(jié)從成型工藝出發(fā)，欲獲得理想的粘度，主要取決于對(duì)溫度、剪切速率及壓力。1.溫度提高其溫度不超過分解溫度，粘度可下降。但是,將溫度調(diào)節(jié)，對(duì)有的塑料效果頗佳，有的則差。如圖2-92.剪切速率絕大多數(shù)塑料熔體屬于塑性流體，具有表現(xiàn)粘度隨剪切速率或切應(yīng)力的增大而減小的流變性能。與溫度一樣，各種假塑性塑料的粘度對(duì)其所受剪切速率發(fā)生改變的敏感性亦不一致。如圖2-10、2-112.1.4對(duì)塑料粘度的調(diào)節(jié)3.壓力提高壓力（注射壓力和擠壓壓力）對(duì)塑料粘度起增大作用。粘度

6、對(duì)壓力的敏感性也因塑料品種而異。成型制品時(shí)，應(yīng)注意模具溫度狀況和澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同樣對(duì)塑料熔體充模流動(dòng)粘度發(fā)生重要影響，要真正實(shí)現(xiàn)合理的粘度，還必須包括這部分的設(shè)計(jì)要合理。2.1.5分子定向1.分子取向機(jī)理塑料中的聚合物大分子、細(xì)而長的纖維狀填料分子在成型過程中由于受到應(yīng)力作用而產(chǎn)生分子整齊、平行排列的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為分子取向。如圖2-122.1.5分子定向2.分子定向作用有定向分子存在將對(duì)制品的力學(xué)性能、收縮與變形產(chǎn)生重要影響。2.1.5分子定向3.影響分子定向的因素定向方向在流動(dòng)取向下，分子方向沿著料流方向平行排列。料流方向又取決于料流進(jìn)入型腔的位置即澆口位置，故在型腔一定時(shí)

7、影響分子定向方向的因素是澆口位置。定向程度分子定向程度與塑料的類別和塑料制品的壁厚大小有關(guān)。此外，分子定向程度還與注射工藝條件及模具的澆口設(shè)計(jì)關(guān)系密切，現(xiàn)將其各項(xiàng)影響及相互關(guān)系歸納列于表2—2中。2.1.6熱固性塑料流變學(xué)熱固性塑料的流變性與熱塑性塑料的有著本質(zhì)差異，因其粘度是隨分子的交聯(lián)反應(yīng)而發(fā)生變化，在成型熱固性塑料制品過程中的粘度變化是不可逆轉(zhuǎn)的，因此在制訂成型工藝條件和模具設(shè)計(jì)時(shí)要十分重視對(duì)溫度的合理選擇和控制。圖2-13熱固性塑料制品分子定向現(xiàn)象是無法消除的。為此，在設(shè)