材料工程基礎(chǔ)第四章

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1、第四章第四章切削加工切削加工T TTgTg普彈態(tài)普彈態(tài)壓延、彎曲壓延、彎曲及薄膜或及薄膜或纖維拉伸纖維拉伸TgTg T TTfTf高彈態(tài)高彈態(tài)擠出、注射、擠出、注射、吹塑、粘合吹塑、粘合T TTfTf粘流態(tài)粘流態(tài)機械處機械處理理熱處理熱處理1 1、定義、定義 ：聚合物模壓成形又稱聚合物模壓成形又稱壓塑成形壓塑成形，壓塑是將原料，壓塑是將原料放入加熱的模具型腔內(nèi)，加壓加熱使塑料發(fā)生交聯(lián)化學(xué)放入加熱的模具型腔內(nèi)，加壓加熱使塑料發(fā)生交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)而固化，得到塑料制品的過程。反應(yīng)而固化，得到塑料制品的過程。（如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和有機硅樹脂等） 缺點：生產(chǎn)周期長、效率低。缺點：生產(chǎn)周期長、效率低。優(yōu)點：

2、操作簡單，模具結(jié)構(gòu)簡單。優(yōu)點：操作簡單，模具結(jié)構(gòu)簡單。一模多腔一模多腔塑件收縮小、變形小、各向性能均勻、強度高。塑件收縮小、變形小、各向性能均勻、強度高。可壓制較大面積、體積的塑件可壓制較大面積、體積的塑件沒有澆注系統(tǒng)，料耗少沒有澆注系統(tǒng)，料耗少不易獲得尺寸精度尤其不易獲得尺寸精度尤其是高精度的塑件是高精度的塑件4 4、模壓成形過程、模壓成形過程模壓前的準(zhǔn)備模壓前的準(zhǔn)備模壓過程模壓過程模壓后處理模壓后處理預(yù)熱和干燥預(yù)熱和干燥預(yù)壓預(yù)壓嵌件的嵌件的安放安放模具清理模具清理整形去應(yīng)力整形去應(yīng)力修飾拋光修飾拋光特殊處理特殊處理脫脫模模保保壓壓固固化化排排氣氣合合模模加加料料中高周低中高周低先快后慢先快

3、后慢5 5、模壓成形控制、模壓成形控制溫度溫度交聯(lián)反交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生應(yīng)發(fā)生的溫度的溫度流動性流動性壓力壓力原料的工原料的工藝特型（藝特型（流動性）流動性）成型條件成型條件時間時間時間過長時間過長：表面過：表面過熱熱時間短時間短：欠熟：欠熟6 6、模壓成形設(shè)備、模壓成形設(shè)備常用！常用！擠出過程及控制：擠出過程及控制： 1 1）混合；）混合； 2 2）輸送輸送； 3 3）熔融熔融； 4 4）壓縮壓縮； 5 5）排氣排氣。 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)擠出擠出機組機組 擠出系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、機身機頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置、卷取裝置輔機：輔機：擠出機：擠出機：管式制品擠出過程管式制品擠出

4、過程1 1、注射成型工藝過程、注射成型工藝過程原料檢驗原料檢驗預(yù)處理預(yù)處理合模合模注射注射裝入料斗裝入料斗保壓保壓脫模脫模裝入嵌件裝入嵌件清理料筒清理料筒清理模具清理模具涂脫模劑涂脫模劑嵌件清理、預(yù)熱嵌件清理、預(yù)熱預(yù)塑化預(yù)塑化塑件后處理塑件后處理冷卻冷卻注射過程：注射過程：1 1、加料；、加料； 2 2、推進；、推進；3 3、熔融；、熔融； 4 4、注射。、注射。分流梭分流梭2 2、注塑機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、注塑機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理成型時的模具動作成型時的模具動作 螺桿臥式全自動塑料注射成型機螺桿臥式全自動塑料注射成型機 v （）基本工作原理（）基本工作原理v 將熔融聚合物注入金屬模腔中，

5、接著注入不會與樹將熔融聚合物注入金屬模腔中，接著注入不會與樹脂相互混合在一起的加壓流體，在其內(nèi)壓的作用下，脂相互混合在一起的加壓流體，在其內(nèi)壓的作用下，熔融體被擠壓到腔壁上，在此狀態(tài)下冷卻（保壓和冷熔融體被擠壓到腔壁上，在此狀態(tài)下冷卻（保壓和冷卻工序可同時進行）后即可獲得所需的產(chǎn)品。卻工序可同時進行）后即可獲得所需的產(chǎn)品。3 3、氣輔注射成型技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)氣體輔助注射成型氣體輔助注射成型v 氣體注射成型的氣體注射成型的優(yōu)點：優(yōu)點： 可使用合模力較低的成型機以降低運行成本?？墒褂煤夏Ａ^低的成型機以降低運行成本。 可可縮短厚壁成型品的縮短厚壁成型品的成型周期成型周期。 可用成型法來減小成

6、型品的重量?？捎贸尚头▉頊p小成型品的重量。 可消除凹痕?？上己邸?可通過降低內(nèi)部應(yīng)變來可通過降低內(nèi)部應(yīng)變來提高尺寸精度提高尺寸精度。 可忽略均厚設(shè)計的原則而進行壁厚不均的靈活設(shè)計?？珊雎跃裨O(shè)計的原則而進行壁厚不均的靈活設(shè)計。 空心成型品空心成型品通過通過1 1道工序就能完成，因此可降低組裝成本。道工序就能完成，因此可降低組裝成本。v 缺點：缺點： 注氣孔會殘留下來注氣孔會殘留下來。 空心處和實心處的表面光澤有時會出現(xiàn)差異?？招奶幒蛯嵭奶幍谋砻婀鉂捎袝r會出現(xiàn)差異。 難以控制空心部分的位置和形狀。難以控制空心部分的位置和形狀。 難以進行多腔成型，難以進行多腔成型，有精度要求時最多只能使用有精

7、度要求時最多只能使用2 2腔成型。腔成型。 通道部分外觀不良。通道部分外觀不良。 與普通注射成型相比，制品更容易受模具溫度的影響而變形與普通注射成型相比，制品更容易受模具溫度的影響而變形。(2)(2)基本工藝過程基本工藝過程 熔體注射熔體注射-氣體注射氣體注射-氣體保壓氣體保壓-氣體泄壓氣體泄壓-開模開模 氣氣輔輔注注塑塑成成型型加加工工周周期期時間越長，時間越長，尺寸越精確尺寸越精確恢復(fù)到大氣恢復(fù)到大氣壓前開模，壓前開模，制品會破裂制品會破裂A 填充階段填充階段-B保壓階段保壓階段-C開模階段開模階段123456 1 1、定義：、定義：吹塑成型是制造中空容器或制品的一種技吹塑成型是制造中空容

8、器或制品的一種技術(shù)方法，它是把熔融狀態(tài)的術(shù)方法，它是把熔融狀態(tài)的聚合物型坯聚合物型坯置于置于模具模具型型腔內(nèi)，借助于壓縮空氣吹脹腔內(nèi)，借助于壓縮空氣吹脹, ,而后冷卻定型得到成而后冷卻定型得到成形制品。形制品。 2 2、適用：、適用：中空制品、薄膜制品中空制品、薄膜制品吹塑成型、壓延成型吹塑成型、壓延成型屬于二次成型工藝！屬于二次成型工藝！ 3 3、吹塑成型過程、吹塑成型過程脫模脫模定型定型吹脹吹脹賦型賦型型坯型坯制備制備排氣排氣4 4、吹塑成型的主要方法、吹塑成型的主要方法1 1、中空聚合物制品吹塑、中空聚合物制品吹塑 （1 1）注射吹塑成型；）注射吹塑成型；型模型模型坯型坯吹塑模具吹塑模具

9、v 1 1、中空聚合物制品吹塑、中空聚合物制品吹塑 v （2 2）擠出吹塑成型；）擠出吹塑成型；2 2、薄膜吹塑成型、薄膜吹塑成型 （1 1）吹塑法）吹塑法（2 2）壓延法）壓延法4 4、吹塑成型設(shè)備、吹塑成型設(shè)備v 模具模具v 壓延成型壓延成型: :將加熱塑化的熱塑性塑料通過兩個以上將加熱塑化的熱塑性塑料通過兩個以上相向旋轉(zhuǎn)的輥筒間隙，使其成為規(guī)定尺寸的連續(xù)片相向旋轉(zhuǎn)的輥筒間隙，使其成為規(guī)定尺寸的連續(xù)片狀材料的成型方法。狀材料的成型方法。v 產(chǎn)品產(chǎn)品: :薄膜、片材、人造革和其他涂層制品等薄膜、片材、人造革和其他涂層制品等v 特點特點: :加工能力大、速度快，質(zhì)量好、生產(chǎn)連續(xù)。加工能力大、速

10、度快，質(zhì)量好、生產(chǎn)連續(xù)。 壓延工藝過程：壓延工藝過程： 冷卻冷卻壓延壓延塑煉塑煉原料原料混合混合v 壓延機壓延機v 1 1橡膠制品的組成橡膠制品的組成v 生膠：生膠：未加配合劑、骨架材料的天然膠或合成膠。未加配合劑、骨架材料的天然膠或合成膠。v 配合劑：配合劑：為改善成形加工的工藝性能和使用性能而添加的為改善成形加工的工藝性能和使用性能而添加的一些特殊物質(zhì)。如硫化劑和硫化促進劑，增塑劑，防老化劑一些特殊物質(zhì)。如硫化劑和硫化促進劑，增塑劑，防老化劑等等。等等。 （炭黑，固態(tài)配合劑，液態(tài)（炭黑，固態(tài)配合劑，液態(tài)“油料油料”）v 骨架材料：骨架材料：為了提高橡膠制品的承載能力，限制變形，常為了提高橡

11、膠制品的承載能力，限制變形，常加入各種纖維，織品、金屬絲或金屬編織品作為骨架材料加入各種纖維，織品、金屬絲或金屬編織品作為骨架材料2 2、橡膠成型過程、橡膠成型過程 典型的橡膠成型過程可以劃分為：塑煉（素?zé)挘?、混典型的橡膠成型過程可以劃分為：塑煉（素?zé)挘⒒鞜?、成型和硫化交?lián)四個基本工藝過程。煉、成型和硫化交聯(lián)四個基本工藝過程。橡膠成型基本上是在彈塑性狀態(tài)下進行！橡膠成型基本上是在彈塑性狀態(tài)下進行！交聯(lián)交聯(lián)硫化硫化成型成型混煉混煉塑（素塑（素）煉）煉擠出、壓延擠出、壓延模壓模壓煉膠機煉膠機開煉機開煉機翻膠翻膠煉膠機煉膠機密煉機密煉機擠出成型擠出成型壓延成型壓延成型橡膠硫化橡膠硫化優(yōu)點優(yōu)點: :

12、 具有較高的具有較高的強度、韌性、良好強度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等性等小結(jié)：小結(jié)：原理原理適用性適用性磨具磨具模壓模壓一次成型法一次成型法主要工藝控制參數(shù)：溫主要工藝控制參數(shù)：溫度，壓力，時間度，壓力，時間（熱固性）（熱固性）大體積制品大體積制品一定幾何形狀一定幾何形狀的磨具的磨具擠塑擠塑（熱塑性）（熱塑性）管、棒型材管、棒型材口?？谀Ｗ⑺茏⑺埽崴苄裕崴苄裕?fù)雜制件復(fù)雜制件一定幾何形狀一定幾何形狀的磨具的磨具吹塑吹塑一次一次型坯型坯二次二次制品制品（熱塑性）（熱塑性）中空制品、薄膜中空制品、薄膜一定幾何形狀一定幾何形狀的磨具的磨具壓延壓延預(yù)塑煉預(yù)塑煉薄膜薄膜調(diào)節(jié)滾

13、筒間距調(diào)節(jié)滾筒間距橡膠成形橡膠成形1 1、采用壓延，擠出、采用壓延，擠出等技術(shù)成形等技術(shù)成形2 2、采用、采用模壓技術(shù)硫化固化。模壓技術(shù)硫化固化。其加工是在彈塑性其加工是在彈塑性狀態(tài)下進行的，整狀態(tài)下進行的，整個加工過程中，不個加工過程中，不出現(xiàn)熔融態(tài)。出現(xiàn)熔融態(tài)。 模壓磨具模壓磨具聚合物的連聚合物的連接方法接方法 適用性適用性連接原理連接原理熱熔連接熱熔連接只適合熱塑性聚合物只適合熱塑性聚合物加熱使連接面加加熱使連接面加熱熔融熱熔融溶劑連接溶劑連接熱塑性，相同品種的熱塑性，相同品種的聚合物聚合物溶劑將表面溶解，溶劑將表面溶解，后揮發(fā)后揮發(fā)膠接膠接用于聚合物和其它各用于聚合物和其它各類材料的連

14、接類材料的連接利用膠結(jié)劑利用膠結(jié)劑v作作 業(yè)業(yè)v 1 1、聚合物在不同物理聚集態(tài)下成形工藝有何不同？、聚合物在不同物理聚集態(tài)下成形工藝有何不同？一次成形和二次成形的區(qū)別？一次成形和二次成形的區(qū)別？v 2 2、分析各成型技術(shù)之間在原理上的異同性？、分析各成型技術(shù)之間在原理上的異同性？v 3 3、簡述擠出成形的工藝流程？、簡述擠出成形的工藝流程？v 4 4、橡膠成形的主要過程？塑煉、混煉及硫化的目、橡膠成形的主要過程？塑煉、混煉及硫化的目的分別是什么？的分別是什么？第四章結(jié)束第四章結(jié)束 壓縮壓縮為方便操作和提高塑件的質(zhì)量，先用為方便操作和提高塑件的質(zhì)量，先用預(yù)壓模預(yù)壓模將粉狀、纖維將粉狀、纖維狀的

15、狀的塑料粉塑料粉在預(yù)壓機上壓成在預(yù)壓機上壓成重量一定重量一定、形狀一致形狀一致的的錠料錠料。：降低壓縮率，減小壓料腔尺寸，空氣含量少，不僅傳熱降低壓縮率，減小壓料腔尺寸，空氣含量少，不僅傳熱快且氣泡少?？烨覛馀萆佟? 1、預(yù)壓、預(yù)壓避免加料過程粉塵飛揚，改善勞動條件。避免加料過程粉塵飛揚，改善勞動條件?？商岣哳A(yù)熱溫度，縮短預(yù)熱和固化時間?？商岣哳A(yù)熱溫度，縮短預(yù)熱和固化時間。錠料與塑件形狀類似，便于成型復(fù)雜或帶細(xì)小嵌件的塑件。錠料與塑件形狀類似，便于成型復(fù)雜或帶細(xì)小嵌件的塑件。塑料成型前加熱的目的：塑料成型前加熱的目的：塑料成型前加熱的方法：塑料成型前加熱的方法：高頻加熱高頻加熱紅外線預(yù)熱紅外線

16、預(yù)熱烘箱預(yù)熱烘箱預(yù)熱熱板預(yù)熱熱板預(yù)熱為壓縮模提供熱塑料為壓縮模提供熱塑料去除水分和揮發(fā)物去除水分和揮發(fā)物2 2、預(yù)熱、預(yù)熱 合模后加壓至一定壓力，立即卸壓，凸模稍微抬起，連合模后加壓至一定壓力，立即卸壓，凸模稍微抬起，連續(xù)次。續(xù)次。 排除水分和揮發(fā)物變成的氣體及化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物，以排除水分和揮發(fā)物變成的氣體及化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物，以免影響塑件性能與表面質(zhì)量。免影響塑件性能與表面質(zhì)量。塑件帶有小型金屬嵌件則不采用排氣操作，以免移位或損壞。塑件帶有小型金屬嵌件則不采用排氣操作，以免移位或損壞。3 3、排氣、排氣增大固體輸送流率的關(guān)鍵是控制增大固體輸送流率的關(guān)鍵是控制磨擦系數(shù)：磨擦系數(shù)：1 1、 螺桿表

17、面光滑；螺桿表面光滑；2 2、 機筒壁上加工溝槽機筒壁上加工溝槽. .圖圖4-3 4-3 沿螺桿全長壓力分布曲線沿螺桿全長壓力分布曲線1-1-低壓機頭；低壓機頭；2-2-中壓機頭；中壓機頭；3-3-高壓機頭；高壓機頭；4-1KV4-1KV系統(tǒng)系統(tǒng)目的：目的：1 1、增壓排氣；、增壓排氣；2 2、加速傳熱；、加速傳熱；3 3、密實度要求。、密實度要求。壓力原因：壓力原因：結(jié)構(gòu)空間逐漸變?。唤Y(jié)構(gòu)空間逐漸變?。蛔枇υǚ至靼?、過濾網(wǎng)）；阻力元件（分流板、過濾網(wǎng)）；物料與料筒、螺桿之間存在磨擦力物料與料筒、螺桿之間存在磨擦力。氣體氣體水汽水汽夾雜空氣夾雜空氣揮發(fā)物揮發(fā)物壓縮過程壓縮過程壓縮過程壓縮過程熔融過程熔融過程料斗處排除料斗處排除