典型塑料制件的材料选择及分析.pptx

第一次任务要求问题1：根据制件的功能要求，选择合理的材料，要有充分的理由。问题2：根据选择的材料，查相关资料，了解材料的性能：密度，流动性，结晶性，强度，注射压力，成型工艺特点，易产生缺陷及预防措施。问题3：根据制件分析工艺特点。问题4：选择注塑机，并有计算过程。对于以上问题，要求每个小组做出准备相关答案，并做成PPT，在下一周，每个小组到讲台上做介绍。顶部观察效果：顶部观察效果：底部观察效果：底部观察效果：一、结构功能一、结构功能使用功能分析：使用功能分析：1）卡扣和螺钉孔：定位、连接作用（结构使用功能）2）加强筋：提高制件强度（结构功能）和粗定位（使用功能）。3）拉伸缝隙：散热透气4）拉伸切口：线路通道5）拉伸凹台：使平面加工工艺简单综上所述：基本断定制件为某电器元件保护盖。需要有较好的散热性、耐热性、绝缘性、强度、耐腐蚀性、耐氧化性、耐应力开裂性等等。二、使用材料的判定二、使用材料的判定在众多的塑料材料中如聚氯乙烯（在众多的塑料材料中如聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（）、聚乙烯（PE）聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS）、有机玻璃）、有机玻璃(PMMA)、聚乙烯、聚乙烯-丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物(AS)、苯乙烯、苯乙烯-丁二烯丁二烯-丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物(ABS)、聚酰胺、聚酰胺(PA)、聚、聚甲醛甲醛(POM)、聚碳酸酯、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚、聚苯醚(PPO)等等中，根据塑料等等中，根据塑料各自的特点结合制件的使用功能要求最终优先选择：各自的特点结合制件的使用功能要求最终优先选择：聚乙烯系列中的：聚乙烯系列中的：聚乙烯（聚乙烯（PE）+ABS(PVC热稳定性较差,PS性脆，PE易应力碎裂，POM稳定性差，易燃烧，暴晒会老化，PC有应力开裂倾向，PPO耐热性略差。)它的特点：熔点、刚性、硬度和强度较高、耐应力开裂性好，它的特点：熔点、刚性、硬度和强度较高、耐应力开裂性好，吸水性小，有突出的绝缘性吸水性小，有突出的绝缘性和耐辐照性、耐腐蚀性。和耐辐照性、耐腐蚀性。（个人认为针对制件的材料选择并不唯一，因为有添加剂可以改变塑料的强度，耐腐蚀性，阻燃性等等）三、塑料的综合性能三、塑料的综合性能（一）、聚乙烯（PE）的基本性能耐腐蚀性、电绝缘性（尤其是高频绝缘性）优良，可以氯化、辐照改性，可用玻璃纤维强化。PE的热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。PE分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型制品。一般注射压力为50100MPa。PE的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。PE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。PE的熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率。（二）、ABS塑料特性塑料特性从形态上看，ABS是非结晶性材料。这就决定了ABS材料的耐低温性、抗冲击性，外观特性，低蠕变性，优异的尺寸稳定性及易加工性等多种特性。且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变ABS的各种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途。注射温度：注射温度：180270（注塞式机，炉温维持在（注塞式机，炉温维持在180230；螺杆机，炉温维持在；螺杆机，炉温维持在160220）ABS的注射压力7090MPaABS在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在收缩率在0.4%0.8%范围内范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%0.4%，而且绝少出现塑后收缩。ABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差。ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。四、成型工艺特点，易产生缺陷及四、成型工艺特点，易产生缺陷及预防措施。预防措施。1.PE的收缩率范围大，（1.53.6%）收缩值大，方向性明显。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。2.PE的软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量。1、ABS原料的准备与干燥加料过程中，必须注意密封，保证原料干净。特别是如果原料中含有水分，注塑成型时会引起银纹等表面缺陷，所以注塑前材料一定要进行充分干燥，并在注塑时，必须使用干燥料斗。2、注塑成型时，阻燃剂可能会分解,产生腐蚀性气体，造成模具的腐蚀及磨损，因此，加工时设定适当的成型温度，并避免长期存料在料筒中。同时，使用阻燃塑料之后，必须用一般树脂清洗注塑机。五、制件的加工工艺特点五、制件的加工工艺特点选取的材料为：聚乙烯（选取的材料为：聚乙烯（PE）+ABS注塑时需要干燥处理。注塑时需要干燥处理。6mm以下的壁厚的塑件应使用较高的模具温度。（此制件的厚度为以下的壁厚的塑件应使用较高的模具温度。（此制件的厚度为2mm）融化最好温度在）融化最好温度在220-260摄氏度。模具的温度摄氏度。模具的温度50-95摄氏度。摄氏度。对于散热缝隙和卡口尺寸小，水冷却时需要注意冷却充分对于散热缝隙和卡口尺寸小，水冷却时需要注意冷却充分制件中间的凹处，和分层的凸台处加强了制件的强度，虽会多使用一制件中间的凹处，和分层的凸台处加强了制件的强度，虽会多使用一些材料，但是焦点在于寻求到两者之间的平横点，较少成本，以达到些材料，但是焦点在于寻求到两者之间的平横点，较少成本，以达到最大经济利益。最大经济利益。制件表面积比较大制件表面积比较大(47203.8mm)，所受的脱模力也应很大，因此必，所受的脱模力也应很大，因此必须保证顶出杆分布受力均匀，能够承受顶出过程中的脱模力不至于被须保证顶出杆分布受力均匀，能够承受顶出过程中的脱模力不至于被顶坏制件。顶坏制件。六、注射机的选择六、注射机的选择（一）注射机的初选（一）注射机的初选1塑件的体积计算利用UG软件进行三维实体建模，并可直接通过软件进行分析，查询到塑件的体积为：V件=48.21601cm2.注塑机的初选择注塑机的初选择查手册，ABS和PE的注射压力60120兆帕范围，塑件较简单，取P=70Mpa（1）塑件投影面积计算A=10132.4mm(2)型腔压力计算P腔=2/3P=46.7Mpa（3）锁模力计算F=AP腔=470 x10牛根据计算，查表（233）1初选螺杆式注射机：XS-Z-60。（二）注射机有关参数的校核和最终选择（二）注射机有关参数的校核和最终选择1模具闭合高度的校核模具闭合高度的校核安装模具的高度应满足：HminHHmax设计成两板模，估算模具高度为H总=190mm（自上至下尺寸10+25+25+30+40+30+30）由于XS-ZY-60型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin70mm，最大厚度为Hmax200mm,所以，模具闭合高度满足安装要求。2模具开模行程校核模具开模行程校核模具开模行程应满足：SmSz其中：Sz为最大开模行程，查注射机XS-ZY-60型Sz=200mm，Sm为模具的开模行程；Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（5-10）=25+30+20+7=82mm可见SmSz，XS-ZY-60满足其开模行程3注塑机的参数校核注塑机的参数校核V型=48.21601cm3最大注射量的校核计算校核式：(0.80.85)V公V型其中：V型48.21601cm3（0.80.85)V公=0.8560=51cm3可见满足校核式，即所设计模具注射量满足XS-ZY-60最大注射量要求。注射机压力的校核P机P塑P机注射机的最大注射压力，MpaP塑成型塑件所需的注射压力，Mpa一般ABS+PE取60120Mpa，XS-ZY-60注射机的最大注射压力P机=154Mpa，可见XS-ZY-60注射机满足ABS+PE注射压力的要求。锁模力校核制件所需锁模力470 x10N,XS-ZY-60注射机锁模力500KN满足要求综合验证，综合验证，XS-ZY-60型注射机完全能满足此制件的注射要求。型注射机完全能满足此制件的注射要求。