塑件结构工艺.pdf

第 2 章 塑件结构工艺性 塑料制品通称为塑料制件，简称塑件。 若要将聚合物加工成具有一定功能用途的塑料制件，除选用合适的塑料材料外，还必须考虑塑料制件的 加工工艺性。塑料制件的工艺性与其成形模具设计有着密切关系，因此必须认真分析塑件的工艺适应性，慎 重考虑塑件的工艺结构，才能设计出合理的模具结构。由此可见，根据成形加工工艺要求设计的塑料制件， 不仅能保证塑件的顺利成形和防止产生缺陷，而且能达到降低成本及提高生产效率的 目的。 2.1 塑件常用成形方法 把塑料加工成制件的方法已有近百种之多，但仍以模塑成形方法为主导，约占全部塑件加工量的90%以上。 按成形过程 中物理状态不同，可把塑料成形加工的方法分为熔体成形与固相成形两大类 。 熔体成形也叫熔融成形，是把塑料加热至熔点以上，使之处于熔融态进行成形加工的一类方法。属于此类 成形加工方法的主要有压塑成形，传递成形、注塑成形、挤塑成形、旋转成形、离心浇注成形、粉末成形等。 固相成形是泛指塑料在熔融温度以下，至少低于熔点 10 ℃～20 ℃，塑料尚处于固态时所进行的一类成 形方法 。这类方法的最大优点是节省能量。对于非结晶形塑料来说，把在玻璃化温度以上、熔点以下的高弹 区域内进行的成形加工，称为热成形；把在玻璃化温度以下进行的成形加工，称为冷成形或室温成形。 热成形是把预先制成的塑料片材周边紧压固定于模具上，将片材加热软化，然后在模具成形面一侧抽真 空，或者在与其相反的一侧充以压缩空气，使塑料片材紧贴于模具形面上，冷却定形后脱模，便获得热成形 塑件。在此成形过程 中，还可以利用压缩空气或辅助柱塞对片状坯材进行拉伸，借 以改善塑件的壁厚均匀性 及物理力学性能。 室温成形，多称 固相成形。系指在室温条件下对热塑性坯材施加机械压力作用，使其成为塑件的一 种方法 。如在常温下的塑料粉末压延薄膜 、片材辊轧 、冷拉和冲压成形以及坯料或粉末塑料的模压成形 等均属此列。 中空吹塑成形，是把由挤塑或注塑制得的、尚处于塑化状态的管状或片状坯材趁热固定于成形模具中， 立刻通入压缩空气，迫使坯材膨胀并贴于模具型腔壁面上，待冷却定形后脱模，即得所需中空制品。 成形方法也可以按塑料成形过程 中发生何种变化进行分类 。 物理变化成形，是在塑料成形加工过程中，发生以物理变化为主的，如相转变、变形与流动、机械分离，或稍 热降解、轻度交联等的成形。热塑性塑料的挤塑成形、注塑成形、压塑成形、浇注成形等均属此类物理变化的成形。 加有引发剂的甲基丙烯酸甲酯预聚物，加有 固化剂的液态环氧树脂的静态浇注，以及聚氨酯单体的反应 注塑成形等，在其成形过程 中，聚合物或单体有明显的聚合反应或交联反应。这些化学反应的进行程度对塑 件的使用性能有决定性的影响。 热固性塑料的传递成形、压塑成形和注塑成形等，其成形过程的共同特点，都是先通过加热使聚合物从玻 璃态转变为粘流态。粘流态物料流动充模，取得模腔形状之后，再借助交联反应使塑件固化，成为具有一定形 状与尺寸的工序制品或最终制品。不难看出，在这些塑件成形过程中，兼有物理变化和化学变化两种过程。 2.2 注射、压缩和压注成形塑件设计 2.2.1 塑件几何形状 塑件的几何形状与成形方法、模具分型面的选择、塑件是否能顺利成形和出模等有直接关系 。所 以在设 66 简明塑料模具设计手册 计塑件时应认真考虑，使塑件的几何形状能满足其成形工艺要求 。 1. 避免侧凹 塑件侧面局部有凸起或凹陷部分（包括侧孔），则其成形模具通常须采用侧 向分型抽芯、或侧 向滑块、 甚至顺序脱模等复杂结构，造成生产成本大、制造周期长。为此，在满足塑件使用要求的条件下，可进行改 进塑件设计，使模具结构简单。示例见表 2-1 。 表 2-1 带有侧凹塑件的改进设计示例 原塑件设计 改进后的设计 简 要 说 明 原塑件设计，其成形模具须采用特殊结构，才能保证塑 件的顺利脱出。改进后其模具结构可大为简化，且塑件易 于脱出