毕业论文 (3)

1 绪论

塑料工业是当今极具活力的一门产业。塑料是现代主要的工业结构材料之一,广泛应用于汽车、宇航、电子通讯、仪表仪器、文体用品、化工、纺织、医药卫生、建筑五金、家用电器等各个领域。随着我国经济的发展,塑料制品的成型加工机械和成型模具发展的十分迅速,其中高效,自动化,大型,微型,精密,高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国在大型、复杂、精密、高效和长寿命的塑料模具研究设计上又迈上了一个新台阶,不少种类模具已能取代进口模具,模具CAD/CAM技术得到了广泛应用并取得了显著的效果,快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段。从模具使用角度来说,要求高效,自动化,操作简便;从模具制造角度来说,要求结构合理,制造容易,成本低廉。

在现代塑料制品生产中,合理的加工工艺,高效的生产设备,科学的模具设计是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品相比较,突出的一点就是技术含量高、净产值比重大。在随着化工、轻工产业的快速发展的今天,我国的模具工业近年来一直以每年13%~15%左右的增长速度高速发展,而各行业对模具的加工精度要求也越来越高,拥有高技术含量的模具正在被市场所看好和接受,随着国家工业的发展,工业产品的品种、数量越来越多,对产品质量和外观的要求,也是日趋精美和华丽。在借鉴和学习国外的模具工业建设和模具生产的经验同时,打破中国传统的设计思维的瓶颈,进行科学合理化的模具生产设计,才是推进模具生产技术的进一步提高的源泉。

展望我国的塑料制品的生产能力,从2003年我国模具进口的海关统计资料可知,塑料模具占模具进口总量的57%,而注塑成型模具在整个塑料模具中占据了很大的比例。注塑成型模具设计的好坏,决定着注塑成型制件的质量优劣以及成品率的高低,也就是说,是否能加工出优质价廉的塑料制品,很大程度上注塑成型模具由设计的合理性和先进性来保证。在大型塑料模具方面,可以生产1219mm电视机的塑料模具外壳、6.5Kg大容量洗衣机洗衣桶的模具以及汽车保险杠、整体仪表板等塑料模具;在精密注塑模具方面,已经能生产出照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具等。这也显示了我国注塑模技术已达到了较高水平,并在国民经济发展过程中将发挥越来越重要的作用。

纵观模具行业的发展,塑料模具在结构上的优化,制造加工工艺的改进,归纳起来大致有以下几点:

1.模具的标准化是现代模具设计与制造的基石;

2.推行模具标准化是实现模具合理化生产必备条件;

3.模具标准化,不仅可以高效效提高模具质量、降低生产成本,而且能大大

缩短模具生产周期。

作为制造业技术先进的美国和德国,在模具标准化的工作方面已经有100年的历史。而我国一直以来由于模具标准化程度不高,造成生产供应的标准件的品种、规格不齐,质量不高,不能满足互换性要求,这是阻碍我国在塑料制品领域取得进步的瓶颈,不利于我国模具制造业的生产设计,尤其在技术的优化创新上。

随着经济的发展,现在我国在模具标准化管理方面已经有了很大的改进,塑料制品在朝着产品种类的多元化、大批量、个性化、短周

期的发展趋势变得日益明显,模具的标准化在塑料制品工业中具有非常重要的意义和不可或缺的价值。据调查,我国模具标准件使用的比例逐年增加,初步预计在40%~45%,与国际社会的70%~80%的比例相比还有相当大的差距。

在我国,不同地区、不同企业之间模具标准件使用覆盖率差异也较显著,对于三资企业集中的广东省,其模具企业的模具标准件使用覆盖率要远高于其他地区。这是对我国在模具产业标准化制订的提示。要针对模具的生产特点,组织行业力量,高效、适时地对模具生产企业进行标准化生产进行监督和创新,以便全面推行模具标准化工作。这对我国塑料模具行业的制造加工技术的提高、拓展国内外市场具有重要的意义。

2 塑料材料的选用

2.1 塑料的定义

塑料是以高分子树脂为主要成分,在一定条件下(如温度、压力等)可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。

塑料它可以是纯的树脂,也可以是加有各种添加剂的混合物,添加剂是用来改善纯树脂的物理机械性能,改善加工性能。

塑料最基本的物理化学性质是由树脂的性质所决定的。树脂可分天然树脂和人造树脂,后者又称合成树脂。树脂都属高聚物,这些高聚物有独特的分子内部结构与分子外部结构。高分子内部结构决定了高聚物最基本的物理化学性质;而高分子外部结构则决定高聚物的加工性能和物理机械性能。

2.2 塑料的组成

塑料都以合成树脂(极少天然树脂)为基本原料,并可能加入填料、增塑剂、染料、稳定剂、润滑剂等各种辅助料而组成。因此,不同品种牌号的塑料,由于选用树脂及辅助料的性能、成分、配比及塑料生产工艺不同,则其使用及工艺特性也各不相同。

2.3 塑料的特性

塑料均以合成树脂为基本原料,并视需要假如适当的添加而改变某些塑料的特性,是其在物理性能,化学性能,力学性能或是电性能方面存在差异,从而达到符合我们所需的塑料加工条件。

塑料有以下几个主要的特性:

(1)质量轻;

(2)比强度和比刚度高;

(3)化学稳定性能较好;

(4)电绝缘性能好;

(5)耐磨和减摩性能好;

(6)消声和减震效果显著。

2.4 塑料的分类

塑料按其受热后所表现的性能不同可分为热固性塑料和热塑性塑料。

(1)热固性塑料

第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应,交联固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,

进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为固性塑料。热固性塑较的树脂固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三度的网状结构,不仅不能再熔融,在溶剂中也不能溶解。酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等塑料,都属于热固性塑料。

(2)热塑性塑料

加热时变软以至流动,冷却变硬成型出产品,这种过程是可逆的,可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛,聚碳酸酯,聚酰胺(尼龙),丙烯酸类塑料、其它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚、氯化聚醚等都是热塑性塑料。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动,冷却变硬的过程是物理变化。

热塑性塑料的工艺特性包括以下几个部分:

(1)收缩性;影响热塑性塑料成型收缩的主要因素有塑料的品种,塑件的特性,浇口形式和尺寸,成型的条件(温度,压力,保压时间等);

(2)流动性;塑料的流动性和温度,压力,模具结构有关;

(3)结晶性;聚氯乙烯为非结晶形塑料材料;

(4)热敏性和水敏性;

(5)应力开裂和熔融开裂;

(6)热性能和冷却速度;这是我们在模具设计当中必须考虑的事项,其性能决定着生产的周期。

2.4.1 按树脂合成时的反应类型分

(1)聚合型塑料

树脂是由聚合反应制得。这种树脂一般是由含有不饱和键,主要是双键的单体,借双键打开生成的,反应过程中无低分子产物释出。聚烯烃、聚卤代烯烃、聚苯乙烯、聚甲醛、丙烯酸类塑料都属于聚合型塑料。聚合型塑料都是热塑性塑料。

(2)缩聚型塑料

树脂是由缩聚反应制得。这种树脂一般是由含有某种官能团(一般最少含有两个官能团)的单体,借官能团之间的反应使单体连接起来而形成的。

2.4. 2 按塑料中树脂大分子的有序状态分

(1)无定形塑料

树脂大分子的排列是无序的。这种塑料,由于树脂分子链的结构特点,或因热力学原因,或成型过程工艺条件范围的限制,分子链不会产生有序的整齐堆砌形成结晶结构,而呈现无规则的随机排列。在纯树脂状态,这种塑料是透明的。

(2)结晶型塑料

树脂大分子排列呈现出有序晶相。从熔融状态冷却变为制品过程中,树脂的

分子链能够有序地紧密堆砌产生结晶结构的。一般所谓的结晶型塑料,实际上都是半结晶的,不像低分子晶体例如Nacl那样能产生100%的结晶度。树脂大分子链排列呈现出无定形相与结晶相共存的状态。成型条件对结晶度和晶态结构有明显影响,从而对制品性能有明显影响。结晶结构只存在于热塑性塑料中。

2.4.3 按性能和应用范围分

(1)通用塑料

通用塑料是指生产量大,货源广,价格低,适于大量应用的塑料。通用塑料一般皆具有良好的成型工艺性,可采用多种工艺成型出多种用途制品。一般说,通用塑料不具有突出的综合力学性能和耐热性,不宜用于承载要求较高的结构件和在较高温度下工作的耐热件。但通用塑料的各品种,都有各自的某些优异性能,使它具有广泛用途。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料合称五大通用塑料。其它聚烯烃、乙烯基塑料及其共聚物与改性材料、丙烯酸塑料、氨基塑料等也都属于通用塑料。

(2)工程塑料

工程塑料是指那些具有突出力学性能,耐热性,或优异耐化学试剂,耐溶剂性,或在变化的环境条件下可保持良好绝缘介电性能的塑料。工程塑料一般可以作为承载结构件,高温环境下的耐热件和承载件,高温条件,潮湿条件,大范围的变频条件下的介电制品和绝缘用品。工程塑料的生产批量小,价格也较昂贵,用途范围相对狭窄,一般都是按某些特殊用途生产一定批量的材料。现有的工程塑料主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、ABS、PET、PBT、聚砜、聚苯硫醚、氯化聚醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮、氟塑料、超高分子量聚乙烯、环氧塑料和不饱和聚酯等。

此外还有具有某种特殊功能,适于某种特殊用途的特种工程塑料,例如用于导电,压电,热电,导磁,感光,防辐射,光导纤维,液晶,高分子分离膜,专用于摩擦磨损用途等塑料。特种工程塑料又称功能塑料。特种工程塑料的主要成分是树脂,有些是专门合成的特种树脂,但也有一些是采用上述通用塑料或工程塑料用树脂经特殊处理或改性后获得特殊性能的。

在水瓢的设计中,我选择的是硬质的聚氯乙烯作为塑料制品的材料,其为非结晶形塑料,吸湿性小,成型的温度范围小,在65℃~80℃即软化,在高温时容易分解,所以需要我们严格的控制成型的温度.对于聚氯乙烯我们并不陌生,聚氯乙烯(缩写PVC)的单体是由乙炔与盐酸反应而成,将此单体以种种方法,聚合成PVC。PVC对热与光缺乏稳定性,所以需加稳定剂,以防止加工时或成为制品后变色或分解。稳定剂种类很多,包括金属皂、有机锡化物,可分透明、不透明及软硬质等。

软质PVC的加工温度是70℃~100℃,硬质的加工时间短,不过须升温到150℃

相关文档
最新文档