《模具工程技术基础》电子教案[6]
[课题编号] 1-3①
[课题名称] 塑料的基本知识 [教材版本] 任建伟主编、中等职业教育国家规划教材—模具工程技术基础，北京：高等教育出版社，2002。
[教学目标与要求]
一、知识目标
1、了解热塑性塑料和热固性塑料；
2、了解塑料的特性；
3、掌握塑件的工艺性要求。
二、能力目标
1、能联系日常生活中的塑料制品分析塑料的特性；
2、能分析塑件的工艺性。 [教学重点]
1、热塑性塑料和热固性塑料的特点；
2、塑件的工艺性要求。 [分析学生] 塑料与日常生活也密不可分，学生对塑料的较好的感性认识。 [教学思路设计] 联系日常生活实际，运用讲解、讨论等教学法，加深学生对塑料的认识。 [教学资源] 塑料制品。 [教学安排] 1课时。
教学策略：联系日常生活实际，创设教学情景，启发学生思考与讨论，特别注重知识与生活实际经验相联系，讲、演、提问、讨论交叉进行，及时归纳总结。
[教学过程] ※复习：
1、挤压的类型有哪些？其特点是什么？挤压的变形程度如何表达？
2、翻边、胀形、缩口、整形、校平工序的变形特点是什么？变形时各自的工艺问题是什么？。
※导入新课：塑料是日常生活中司空见惯的物质，那么什么是塑料？ 新课内容：
※引言：塑料是指以高分子合成树脂为主要成分，在一定的温度、压力等条件下具有可塑性和流动性，可利用模具成形的一类有机合成材料。
一、塑料的分类 ※讲解：
1、根据组成成分的不同，塑料可分为简单组分塑料和复杂组分塑料。 （1）简单组分塑料：仅在合成树脂中加入少量的着色剂、润滑剂等助剂，如聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)、聚苯乙烯等，或仅是某种单一的合成树脂，如聚四氟乙烯。
（2）复杂组分塑料：除了合成树脂外，为改变塑料的性能还加入了若干添加剂，如填料、增塑剂、稳定剂、固化剂等。
2、根据受热特性，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。
（1）热塑性塑料：是指在特定的温度范围内能反复加热软化熔融、冷却硬化定型的塑料。这类塑料的树脂分子常为线型或支链型结构，在成形加工时一般只有物理变化而无化学变化。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、氯化聚醚、聚甲基丙烯酸甲酯和氟塑料等。
（2）热固性塑料：是指在初次受热到一定温度时能软化熔融，可塑制成形，继续加热或加入固化剂后即硬化定型的塑料。这类塑料的树脂分子最初也是线型结构，成形加工时由于受热或受到固化剂的作用，分子链之间产生化学键结合，即发生交联反应，分子结构逐渐转化为网型结构，最终转变为体型结构。热固性塑料在成形过程中，既有物理变化又有化学变化，成形后再次加热时不会再度软化熔融。常用的热固性塑料有酚醛塑料、环氧树脂、氨基塑料、有机硅塑料等。
二、塑料的特性和应用 ※讨论：根据你对塑料制品的观察及使用体会，总结塑料有哪些特性。
1、塑料有以下主要特性：
（1）密度小，质量轻。塑料的密度一般在O.9－2.3之间，约为铝的1/
2、钢的1/3。
（2）化学稳定性高，某些塑料的耐腐蚀性优异。
（3）一般塑料都有良好的电绝缘性，有些塑料具有优良的透光、隔声、隔磁特性。
（4）大部分塑料的摩擦系数都很低，有些塑料有很好的自润滑性能。 （5）塑料的来源丰富，价格低廉，可以使用高效率的工艺方法进行成形加工。
2、塑料的应用
塑料的这些优异特性使其在许多领域得到了广泛的应用，例如：在各种产品中用塑料制造结构零件，能够减轻产品自重；在机械装置中制造轴承和传动零件，能降低磨损和噪声；在电气产品中用作绝缘材料；在化工装备中用于制造各种耐腐蚀零部件，等等。
※讨论：举例说明塑料的应用。
三、塑料制品
塑料制品一般可以分为塑件、塑料型材和其他塑料制品。
1、塑件：是指具有特定的使用功能和结构形状，成形后一般不需加工或只作少量修饰加工就能投入使用的塑料制品，它是一种最常见的塑料制品。
2、塑料型材：是指按一定的截面形状和尺寸规格加工成形的定型塑料制品。常用的塑料型材有实心型材、管类型材、异形截面型材和共挤复合型材。
3、其他塑料制品。除了塑件和塑料型材外，尚有一些其他塑料制品。例如：塑料丝、绳、网；塑料纤维及其纺织物；塑料薄膜及其制品，如塑料袋、胶粘带；玻璃钢(玻璃纤维增强塑料)制品。
※讨论：哪些日常生活用品是塑料制品。
四、塑件的工艺性
塑件常用注射、压缩、压注等方法成形，其结构和技术要求都应满足成形工艺性的要求。
※讲解：
1、形状
塑件的形状应尽量简单，结构上应尽量避免与起模方向垂直的侧壁凹槽或侧孔，以简化模具结构。塑件的形状还应保证有足够的强度和刚度，以防止顶出时塑件变形或破裂。
2、壁厚
①塑件的壁厚应大小适宜而且均匀。壁厚过小，成形时熔体流动阻力大，充模困难，起模时塑件容易破损。壁厚过大，不但需要增加成形和冷却时间，延长成形周期，而且容易产生气泡、缩孔、凹痕或翘曲等缺陷。
②塑件的壁厚一般应在1～5mm之间，热塑性塑料易于成形薄壁制件，最小壁厚可达O.5 mm，但一般不宜小于O.9 mm。壁厚不均，会因冷却或固化速度不均导致收缩不匀，使制件产生缩孔或缩痕，同时容易产生内应力，使制件翘曲变形甚至开裂。图1-34a为不合理结构，图1-34b为合理结构。
3、圆角
塑件结构上无特殊要求时，不同表面之间的转角应尽可能以半径不小于0.5－1mm的圆角过渡，以避免出现清角(但在模具分型面处、型芯与型腔结合处或塑件使用性能上要求清角过渡时除外)。
4、加强肋
加强肋能在不增加塑件壁厚的条件下提高塑件的刚度和强度，沿着料流方向的加强肋还能减小熔料的充模阻力。设置加强肋时，应尽量减少或避免塑料的局部集中，否则容易产生缩孔或气泡。图1-35a的形式较差，图1-35b的形式较好。
5、孔
塑件上各种形状的孔应尽可能开设在不减弱塑件机械强度的部位，其形状也应力求不使模具制造工艺复杂化。孔与孔之间、孔与边缘之间应有足够的壁厚。小直径孔的深度不宜过深，一般不超过孔径的3－5倍。
6、起模斜度 为了便于起模，避免擦伤和拉毛，塑件上平行于起模方向的表面一般都应具有合理的起模斜度，如图1-36所示。塑件内孔的起模斜度常取40′～1°30′，外形取20′～45′，尺寸精度要求高的塑件应控制在公差范围之内。起模斜度的取向原则是：内孔以小端为准，符合图样要求，斜度由扩大方向获得；外形以大端为准，符合图样要求，斜度由缩小方向获得。
7、嵌件
塑件中镶嵌的金属或其他材料制作的零件称为嵌件(图1—37)。嵌件除应保证能与塑件可靠连接外，还应便于嵌件在模具内固定，并能防止漏料或产生飞边。嵌件周围的塑料层应有足够的厚度，以防止因嵌件和塑料的收缩不同而产生的内应力使塑件开裂。
8、花纹、标记和文字
塑件上的花纹、标记、文字应保证易于成形和起模并且便于模具制造。
9、螺纹
塑件上外螺纹的直径不宜小于4 mm，内螺纹的直径不宜小于2 mm，螺纹精度不高于IT8。塑料螺纹与金属螺纹的连接长度一般不宜超过螺纹直径的1.5一2倍。同一塑件上有两段同轴螺纹时，应使它们的螺距相等、旋向相同。
10、尺寸精度
塑料收缩率的波动，成形工艺条件的变化，模具成形零件的制造精度、装配精度及磨损等都会影响塑件的精度。塑件的精度一般低于金属件切削加工的精度。塑件精度划分为1－8级，其中1级最高，8级最低。1－2级为精密技术级，只有在特殊条件下采用；7－8级的精度太低，一般也不用；常用的是3－6级。 小结：
1、塑料是指以高分子合成树脂为主要成分，在一定的温度、压力等条件下具有可塑性和流动性，可利用模具成形的一类有机合成材料。
2、根据受热特性，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。
3、塑料制品一般可以分为塑件、塑料型材和其他塑料制品。
4、塑件的工艺性要求：形状应尽量简单，壁厚应大小适宜而且均匀，不同表面之间的转角应有圆角过渡，可设置加强肋，孔的开设位置要适当，要有起模斜度等。
课后作业：
1、根据塑料性能，塑料可分为哪些类型？它们之间的区别是什么？
2、塑料的成形工艺性能指标有哪些？它们对塑料件的质量各有什么影响？
3、分析习题图1-5所示塑料件的结构工艺性，并对不合理之处提出改进意见。
教学后记：
