首页 > 文库大全 > 实用范文 > 其他范文

乘用车气缸套加工工艺研究论文[合集]

乘用车气缸套加工工艺研究论文[合集]



第一篇:乘用车气缸套加工工艺研究论文

随着乘用车轻量化、高效率的发展趋势越发明显,促使着气缸套产品的升级换代也更加强烈。乘用车气缸套更新换代对产品有效壁厚的控制及加工精度的要求逐渐严格,有效壁厚减少到3mm,外圆加工精度由A产品的0.3mm公差到福特产品的0.15mm公差再到现在B产品的0.1mm公差,内孔加工精度由0.15mm的圆柱度到0.07mm等加工精度逐渐进行提升。在客户高精度和高效率的要求下须要对机加工艺进行改进优化才能满足大批量生产的要求。气缸套精度受到设备、工装、刀具、加工工艺、加工应力、加工余量等各种因素的影响。本文是在公司现有设备、加工余量的前提下进行研究实验,从改变刀具圆弧半径参数和降低工装预紧力对气缸套加工后残余应力及尺寸形位公差的影响进行实验研究和分析;进而降低缸套残余应力,保证气缸套尺寸和形位精度。

1减少气缸套内孔加工产生的形位偏差

由于气缸套壁厚的减少,使得气缸套内孔加工时发生弹性变形产生的形状误差加重。图1为现有加工工艺正常生产的气缸套内孔典型的圆度形状。根据乘用车铸入式气缸套内孔加工时使用三爪外圆夹具夹紧且为干式加工,使得铁屑的热量不能及时排出,加重气缸套变形。图2中(1)为缸套预紧时发生弹性变形,(2)为缸套内孔加工时缸套形状,(3)为缸套内孔加工后外圆恢复到原来情况,而气缸套内孔变形产生形状偏差。从以上分析可以得出减少气缸套内孔变形产生的形状偏差,可以考虑降低气缸套工装预紧力和铁屑热量来改善气缸套内孔形状偏差。具体分析措施[1]如下:①降低夹紧油缸压力;②增加切削次数,减少切削力;③增加卡盘卡爪数量或者增加工装与气缸套外圆接触面积;④改变工装夹紧方式;⑤改善切削环境等。综合以上分析,在公司现有设备、加工余量、生产效率等前提下气缸套内孔加工时增加干燥空气吹气装置,降低铁屑热量对其影响,在气缸套端面增加活动定位装置可以降低工装预紧力,因为端面定位可以抵消部分切削力,减少气缸套外圆与工装之间作用力,进而降低预紧力。图3为改进之后气缸套内孔典型的圆度检测a情况。

2降低气缸套表面残余应力

[2-5]为降低气缸套残余应力,提高气缸套加工精度,而分析气缸套残余应力主要形成原因:塑性凸出效应、挤光效应、热应力。力和温度是切削过程中产生的两种切削现象,直接对残余应力产生影响。产生残余应力的这些原因由于各种因素,它们之间也会产生相互加强或减弱影响,它们中的一种或者几种主导着切削表面的塑性变形,从而影响缸套内孔表面残余应力。本文通过改变刀具圆弧半径来加工缸套,测量缸套加工后的残余应力,找到最优的刀具圆弧半径;达到降低缸套残余应力,提高气缸套产品精度的目的。实验检测设备为高速大功率X-射线残余应力分析仪(图4),该设备采用X射线衍射方法对气缸套表面进行应力检测。残余应力产生的原因是各种因素产生塑性变形的叠加。对于降低残余应力的措施:如果在不改变现有加工方法、切削参数的前提下,可以从减少切削应力来减少缸套的残余应力,提高气缸套加工精度。图5、图6为不同圆弧半径的刀具加工气缸套后外圆残余应力检测结果的对比,图5为切削方向应力,图6为垂直于切削方向应力。从以上试验结果可以得出随着刀具圆弧半径的增加对气缸套表面因切削产生的垂直于切削方向的残余拉应力越大;切削方向的残余应力远小于垂直于切削方向的残余应力且没有规律。因此在降低气缸套表面残余应力时,可以使用较小圆弧半径的刀具来改善气缸套表面的残余应力。

3结束语

通过对乘用车铸入式气缸套内孔加工的工装改进进而降低工装预紧力,降低了气缸套内孔因弹性变形导致的形状偏差;使用X-射线残余应力分析仪检测气缸套表面残余应力,改变刀具圆弧半径降低因切削产生的残余应力,保证气缸套加工的精度。可以得出现有刀具圆弧半径越大,产生的残余拉应力越大。下一步计划从刀具材料、刀具参数等因素分析研究,达到提高刀具使用寿命,降低切削应力的目的。

参考文献:

[1]陈树峰,马伏波.薄壁工件在夹紧力作用下变形量的计算[J].煤矿机械,202_(2):70-72.[2]樊宁,陈明,王慧.刀具几何参数对残余应力的影响分析[J].机床与液压,202_(11):30-48.[3]张亦良,黄惠茹,李想.车削加工残余应力分布规律的实验研究[J].北京工业大学学报,202_(7):582-585.[4]郭培燕,王素玉,张作状.刀刃半径对不锈钢切削表面残余应力影响的模拟[J].工艺与装备,202_(176):39-41.[5]徐颖强,郭彩虹,史祖衡.高速干切削工件表面残余应力分析[J].航空制造技,202_(17):79-82

第二篇:三拐曲轴加工工艺研究论文

摘要:此研究主要设计出针对三拐曲轴的加工工艺,可以使操作者手动在车床上完成对曲轴的加工,为达到车工高级工的能力和水平,加以训练和评测。

关键词:项目;导入;拆装;维护;评价

中图分类号:TB71文献标志码:B文章编号:1002-2333(202_)03-0086-02

0引言

为了能够更好地进行机械工艺设计及机械加工的训练,可将完成三拐曲轴工件的工艺编制及加工过程,作为训练和评价车工高级工能力和水平的一种有效方法。

1选择表面的加工方法

确定各个表面的加工方法是拟定工艺路线的首要问题。表面加工方法的选择,应同时满足加工质量、生产率和经济性等方面的要求。按被加工表面精度和表面质量要求,三拐曲轴全由车削来完成。

2选择工件毛坯

3划分工艺阶段

先进行粗加工,然后进行半精加工,再进行精加工,最后进行光整加工。

4具体加工过程

1)打偏心孔、中心孔。首先将毛坯两端平面车平,拿到平台上涂上颜料,用高度尺画两条交叉的直线,找正正中心,再用中心尺画图,找出3个偏心(3个偏心角度数为120°),之后将毛坯拿到钻床上打孔,打孔时要注意两端中心对称。

2)粗车两端外圆。毛坯一端车出24mm×φ38mm的轴,另一端车出80mm×φ38mm的轴,过程是测量毛坯直径为φ65mm;用车刀车外圆至42mm,长度保证24mm,车外圆至40mm,长度保证24mm,车外圆至38mm,长度保证24mm;将工件取下,装夹另一端,车外圆到42mm,长度保证80mm,车外圆至40mm,长度保证80mm,车外圆至38mm,长度保证80mm。

3)车实顶尖。为达到偏心,实顶与车床尾座顶尖共同顶住工件,并用基心卡子卡紧,从防止工件把件不牢。将一个长40mm直径为10mm的毛坯料夹在车床上,一端用车刀车削,将其车为一个60°的顶尖,车完后不卸下。

4)粗、精车中间外圆。将基心卡子安装到工件一端24mm×φ38mm上,将工件两端的中心孔顶到两顶尖上,基心卡子上的小棍顶到卡盘的其中一个爪;用车刀车中间外圆至42mm(粗车);车中间外圆至41mm(粗车);车中间外圆至40.8mm(粗车);车中间外圆至40mm(精车)。

5)划线。从中间外圆靠近卡盘的一端为基准,用车刀分别在16、40、56、80、96、120mm处划线。

6)粗车第一拐。将工件卸下,换2个对称的偏心顶上顶尖;先用螺纹刀个大概,待偏心的一部分车掉,再换切刀,以防止在此之前用切刀将刀撞坏;用切刀将第一拐车到φ31mm,为精加工留有余量。

7)光整加工第一拐。将冷却液打开,进给速度降低:用车刀车削,直到第一拐很亮,达到表面光滑;光整加工时,要保证其精度φ30-0.023mm。

8)车第一拐两边的小台。用车刀车两个宽度为2mm的小台,与第一拐同心;保证两小台直径为φ40mm。按6)~8)过程方法完成第二拐、第三拐。每车完一拐要换2个对称偏心,换完的要做好标记,以防止同心。

9)精修小台。用小托盘进1.5mm,切刀切至φ41mm;用小托盘进0.5mm,车刀平端面;精车小台,用车刀切至2mm×φ40mm。

10)画长为80mm轴的线。将φ38mm用车刀车至φ34mm,保证长度;车至φ32mm,保证长度;换精车刀(磨特好的刀),车至φ30mm;画线以左边小台右端面为基准,在25、50、80mm处画线。

11)准备车螺纹的轴。用切刀在50mm处,切5mm×φ18mm的退刀槽;将φ30mm车至φ27mm,保证长度25mm;车至φ24mm,保证长度25mm。

12)车锥度。将角度盘扳至5.5°;转速500r/min,用小托盘进给,车刀车削;每次少量进给(1~1.5mm),反复用托盘车刀车削,直至25mm处划线处;转速45r/min,用切刀精车锥度,直至光滑。

13)车螺纹。卸基心卡子,用卡盘夹住工件,另一端顶尖顶住;将φ24mm车至φ22mm,减0.2mm;用镀板将螺纹刀安装,完成对刀;转速500r/min,第一刀进10小格,走刀,第二刀进10小格,走刀,第三刀进3小格,走刀,第四刀进3小格,走刀。

14)精车24mm×φ30mm外圆。将工件卸下,基心卡子安装到另一端,顶尖顶在两中心孔,安装到机床上;车刀车外圆φ38mm到φ34mm,保证长度24mm;车外圆至φ32mm,保证长度24;车外圆至φ30.5mm,保证长度24mm;车外圆至φ30mm,保证长度24mm(精车)。

15)车φ30mm外圆旁边的小台。用车刀车小台,保证宽度为2mm,直径40mm。保证总长度240mm,三拐曲轴完成如图3所示。

5结语

通过对此三拐曲轴的工艺安排及具体加工后,可以通过加工精度、加工配合等训练,达到对车工的技能的掌握和提升,基本可以达到高级技工水平。

参考文献

[1]锤上钢质自由锻件机械加工余量与公差单拐曲轴类:GB/T15826.8-1995[S].[2]通用小型汽油机曲轴技术条件:JB/T12083-202_[S].[3]盛选禹,李明志.CATIA机械加工工艺教程[M].北京:机械工业出版社.202_.[4]武友德,吴伟.机械零件加工工艺编制[M].北京:机械工业出版社.202_.

第三篇:水轮机导叶加工工艺研究论文

摘要:分析了导叶加工工艺的具体流程,并对加工任务开展前的前期准备内容做出总结。重点探讨导叶加工工艺中的质量控制要点,从精准度控制与强度等方面来进行,将其应用在水轮机的导叶加工中,质量会有明显提升。

关键词:导叶;加工;工艺

1导叶加工工艺流程

首先是成型处理,材料在高温环境下能够实现塑性,完成初步生产加工任务,但此时的导叶并不能达到使用需求,甚至在尺寸规格上也存在误差,因此需要进行后期处理。其次是将导叶中多余的材料按照设计规格去除,使得零件的尺寸与设计方案保持一致。最后是进行精细加工,将多余的碎屑清理干净,对导叶进行防腐处理,这样才能够提升使用阶段的稳定性。如果在加工阶段发现原料损坏,不能正常使用,需要重新更换材料,避免将存在安全隐患的零部件投入到使用中。

2加工之前的工艺准备

2.1精度要求。导叶长4698mm,宽1331mm,瓣体长2455mm,总重量为7.8t,端面垂直度要求0.09mm,各轴颈同轴度为0.1mm,轴颈跳动值为0.15mm,圆柱度为0.05mm,轴颈尺寸公差在0.1mm以内。由于以上工件图纸要求机床的精度必须非常精,尤其是卧车精度,机床主轴轴承轴向窜动小于0.03mm,径向跳动小于0.03mm。

2.2毛坯质量控制。不锈钢原料初次加工很难达到精准度需求,因此在尺寸上也要有预留,这样在后续加工中才不会出现因为预留尺寸过小无法精细化加工的问题。目前的技术手段已经能够实现自动化加工处理,通过数控来完成生产环节的管理任务。为在规定时间内完成生产加工任务,会进行批量生产,运营成本也有明显的降低。这期间最重要的任务是质量控制,要从原料选择与加工工艺多方面来进行,这样质量才可以有所提升。

2.3刀具选择。对刀具进行选择也十分重要,可以结合以往生产加工的经验来进行,节省生产时间。首先要考虑的是刀片的硬度,在设计加工方案时对导叶的硬度进行计算,这样选择刀具时也可以作为参考来使用。通常情况下刀具的原料为合金,更不容易损坏。但刀具也是有使用寿命的,达到规定时间需要进行更换,否则隐患也会因此而增大,最终造成严重的质量安全问题。经对国内株洲、哈一工、哈量、陕西等硬质合金制造厂家的YG813、M2、P25、SC30等牌号刀片,以及对国外如瑞典山特维克4030和235、德国蓝帜WTA51和WTL71、美国肯纳K68、日立CY250和HC844、韩国特固克等刀片进行大量的试验,优选了高耐用度、高效率、性价比高的刀片,满足了叶片正常铣削的要求。

2.4参数选择。自动化控制需要在系统中输入准确数据,在加工任务开展前,技术人员要对参数准确性进行审核,发现误差及时处理。施工期间如果发现明显的质量问题也可以进行解决,以此来提升施工任务的完成质量。参数选择需要技术人员参与配合。

2.5划线。划线是加工前的第一道工序,检查毛坯余量及工件缺陷等问题。我公司划线在三维划线机上进行,利用端面样板配合划线机确定出工件基准轴线,调整导叶瓣体在最佳位置,使加工余量尽量均匀分布。

3加工工艺

3.1导叶轴颈粗加工。有的公司将导叶轴颈在数控卧车上一次加工,我公司为了保证工件的精度,将轴颈加工粗、精分开。由于导叶瓣体重量不均,在上立车加工前需要配重。之后将工件吊至数控8m重型卧车,两端用顶尖支撑卡紧工件,加工轴颈及瓣体两侧端面,各部单边留5mm余量。

3.2粗、精铣翼型。将两件等高的V型铁按轴颈准380尺寸位置放在3×6数控龙门铣上装卡好,吊导叶落在V型铁上,使进水边密封面向上,按线找正,允许偏差0.1mm。按编程员给定程序加工翼型,要求型线公差+0.1~+0.2mm。之后翻转加工另一侧。

3.3半精车、精车瓣体端面。加工导叶前要调整机床精度,检测合格后将导叶配重后吊至卧车,用顶尖支撑卡紧工件,加工各轴颈及瓣体端面单边留2mm余量。各轴颈轴向长度按图纸加工准。重新检验机床溜板精度,无误后精加工瓣体端面。之后精车轴颈,达图样要求。

3.4精铣密封面。将导叶装卡在3×6龙门铣上,按已加工面找正,装卡好,避免磕碰伤。进水边密封面向上,找正误差小于0.05mm。用万能角铣头及精铣刀盘加工密封面。用直角铣头加工两轴端面及各孔,达图样要求。

3.5精磨及抛光。翼型表面最后需要打磨抛光来达到Ra3.2的粗糙度要求。先用砂轮片及碗型砂轮将刀纹打磨至90%,再用60#百叶片磨平,再用120#百叶片细磨至平滑光顺,再用320#百叶片精磨,再用320#抛光轮抛光,达图样要求。再把产品表面擦干净,写上编号。

4活动导叶加工质量控制措施

4.1严格执行工艺方法和工艺步骤。东方电机公司加工活动导叶从普通车床到数控加工,加工工艺通过多年的经验积累,但仍必须严格按照工艺流程和工艺步骤执行,在工艺配合下合理改动工序,不允许随意改动,按工艺提供的工艺装备,使用好工装器具,特别瓣体型线检验样板等检查器具都是保证质量的重要环节。

4.2提高机床精度,减少机床误差。活动导叶加工的每一道工序都由机械设备完成,设备精度的高低,直接影响活动导叶加工精度。由于机床精度误差,在影响尺寸误差的同时也可能造成活动导叶同轴度、垂直度及平行度误差。加工设备的定期维护检测和工件加工检验结果的间接对比验证,合理维护设备可减少机床误差的影响。

4.3提高操作人员技能,合理选择刀具。在活动导叶加工过程中,操作者要善于总结加工经验,熟悉机床性能,在符合工艺的情况下动脑筋使用和改进工装胎具,提高操作技能,结合车削三要素,合理选择粗车、精车所使用的刀具。活动导叶瓣体端面是断屑切削,表面粗糙度是不能采用旋转砂修来保证的,必须考虑车刀的合理选择、刃口面的选择、车刀角度选择、车刀刀具材质选择,从而保证活动导叶瓣体端面尺寸和表面粗糙度要求。

4.4控制测量误差,提高检验技能。活动导叶加工工序多,加工精度要求高,对质检人员来说,要正确使用量具,苦练基本功,要合理选择量具,注重检测方法,任何复杂的检测都是基本检测的组合。利用机床卡盘作为固定基准,百分表分别靠在上、中、下轴颈外圆处,在卡盘圆周上做四点或者八点标记。测得上、中、下轴颈各对应点的最大读数值差值,作为该截面上的同轴度误差。总之,产品检测工作就是要达到反映工件最真实尺寸,为保证产品质量提供准确检测数据。在机械加工过程中质检人员应该掌握工作中需要的所有测量方法,同时通过学习和总结,探索各种既能满足公差要求又准确高效的测量方法,熟练掌握适用的计算公式,在间接测量上多动脑筋。产品质量不仅要求有好的设计、工艺、设备,好的测量器具和好的测量方法,也必须有高素质的团队来保证。只要严格按照设计、工艺技术要求,规范操作,科学的改进,完成好每一道工序,把好每一关,加工制造质量就能够得到有效保证

参考文献

[1]谭昌,于广余,王帅.水轮机导叶加工工艺浅析[J].科技致富向导,202_(9):132.

第四篇:银耳红枣保健饮料加工工艺研究论文

1材料与方法

1.1试验材料

银耳、红枣、蜂蜜:市售;白砂糖、柠檬酸、黄原胶、羧甲基纤维素(CMC)、琼脂、海藻酸钠均为食用级材料。

1.2仪器与设备

HR2838型搅拌机,珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司;ESJ120-4型电子天平,洛阳龙腾电子称量仪器有限公司;SB-18A8型电磁炉、锅,中山市小霸王卫厨电器有限公司;GYB30-6D型高压均质机,上海东华高压匀浆泵厂。

1.3银耳红枣保健饮料制取的工艺流程

1.3.1银耳浸提液的制取

银耳→去杂→浸泡→清洗→切碎→热浸提→过滤→银耳浸提液

1.3.2红枣枣汁的制取

红枣→拣选→清洗→蒸煮→打浆→过滤→枣汁1.3.3银耳红枣饮料的制取银耳浸提液、枣汁、蜂蜜、白砂糖、柠檬酸、稳定剂→混合调配→均质→脱气→装瓶→杀菌→冷却→成品

1.4银耳浸提工艺条件的确定

本实验采用热水浸提法。粘度的高低表示了银耳中多糖类物质被浸提的程度。银耳浸提以银耳:水的质量比例分别为1:15、1:18、1:20、1:25(其中银耳为胀发沥干后质量),在100℃下熬煮15min。通过感官评定其风味及其流动性来确定最佳工艺条件。

1.5红枣汁和银耳汁质量配比的确定

固定配料中银耳汁的使用量为40%(质量百分比),采用红枣汁:银耳汁分别为2:1、1:1、1:2、1:4四种不同质量配合比例,以产品的色泽和风味为指标确定最佳配比。

1.6稳定剂的选用试验

由于产品中既有果肉微粒形成的悬浮液,又有果胶等形成的胶体溶液。另外还有糖和酸等形成的真溶液。所以必须添加一定量的稳定剂,才能防止絮凝、分层、沉淀等的出现。按最佳的红枣汁与银耳汁质量配比配制混合液,添加量为0.10%,分别加入复合稳定剂CMC:琼脂=1:1、CMC:黄原胶=1:1、CMC:海藻酸钠=1:1胶体溶液。均质,加热,灌装并杀菌冷却,静置。比较分层快慢和沉淀物状态,以选用适宜的稳定剂。

1.7产品配方的确定试验

影响产品品质的因素主要有糖度、酸度和稳定剂的用量。固定配料中枣汁的使用量为20%,银耳汁的使用量为40%,蜂蜜的使用量为2%。以风味和稳定性为指标,通过对白砂糖用量(4%、5%、6%)、柠檬酸(0.08%、0.10%、0.12%)、稳定剂用量(0.05%、0.10%、0.15%)进行正交试验确定产品的最佳配方。

2结果与分析

2.1银耳浸提工艺条件的确定

由试验结果可以看出:随着料液比的逐渐增大,银耳味逐渐变淡,银耳汁粘度逐渐变小,流动性逐渐增大。在料液比为1:20时不仅银耳味适中,而且银耳汁粘度适中,流动性较好,对饮料的口感及组织状态影响较小。故得出银耳浸提以银耳:水=1g:20ml在100℃下熬煮15min最好。

2.2红枣汁与银耳汁配比的确定

由试验结果可以看出:在红枣汁与银耳汁质量比例为1:2时,混合液呈土黄色,既有银耳的清香,亦有红枣的枣香。故红枣汁与银耳汁的最佳质量配比为1:2,即银耳汁的使用量为40%(质量百分比),红枣汁的使用量为20%。

2.3稳定性试验结果

试验结果显示:CMC与琼脂的1:1的复合物在实验第7天时呈少量沉淀及絮凝,CMC与海藻酸钠的1:1的复合物在实验第2天时呈少量沉淀及絮凝,而CMC与黄原胶的1:1的复合物在实验第7天时仍未出现沉淀及絮凝现象。故CMC与黄原胶的1:1的复合物对饮料的稳定效果最好。尽管产品粘度较低,但产品不分层,稳定性较好,且不形成凝胶状沉淀物。这说明,提高粘度只是提高稳定性的方法之一,但不是主要方法。故选用CMC与黄原胶的1:1的复合物作为产品的稳定剂。2.4正交试验根据试验方案设计,按工艺要点制作出相应的9组产品,由9名有感官品评经验的人员组成评委,按相关评分标准进行评价。采用极差分析法,根据各因素的大小,对试验结果进行分析。各因素对结果的影响次序为:白砂糖的用量﹥柠檬酸的用量﹥复合稳定剂(CMC:黄原胶=1:1)。从试验结果中可得较优组合为白砂糖的用量为5%,柠檬酸的用量为0.12%,复合稳定剂(CMC:黄原胶=1:1)的用量为0.10%。

3结束语

本研究得出银耳红枣保健饮料的最佳配方:银耳汁40%、红枣汁20%、蜂蜜2%、复合稳定剂(CMC:黄原胶=1:1)0.10%、白砂糖5%、柠檬酸0.12%(以上均为质量百分比)。本研究试验过程中尚存在着一些不足之处,需要做以下说明和进行进一步的探讨。银耳红枣保健饮料的加工中有一些影响因素在本试验中尚未被考虑和研究,如大枣的烘干程度、大枣的破碎程度、银耳的胀发和沥干程度、不同均质压力和温度、不同杀菌方法等均会影响产品的品质。另外在本试验中还发现,银耳浸提液的粘度很大,其本身可以作为稳定剂,即用天然稳定剂代替人工合成稳定剂,提高产品的安全性。若将其应用到奶制品等其它饮料中,不仅可以起到稳定作用,还可赋予制品保健功能,具有广阔的开发前景。

第五篇:塑料制品加工成型的工艺研究

塑料制品加工成型的研究

摘要:塑料是以相对分子质量高的合成树脂为主要成分,并加入其他添加剂,在一定温度和压力下塑化成型的高分子合成材料。一般相对分子质量都大于一万,有的可达百万。在加热、加压条件下具有可塑性,在常温下为柔韧的固体。可以使用模具成型得到我们所需要的形状和尺寸的塑料制件。其他的添加剂主要有填充剂、增塑剂、固化剂、稳定剂等其他配合剂。塑料作为设计材料使用,具有许多优良的特性。在我们的生活和生产中扮演着很重要的作用。它不仅可部分代替传统材料,而且还能生产出具有独特性能的各种制品塑料与其他材料相比较,有以下几方面的性能特点:重量轻、优良的化学稳定性、优异的电绝缘性能、机械强度分布广和较高的比强度、热的不良导体具有消声、减震作用。塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活用品、工业用品的统称。

关键词:塑料、塑料制品、塑料机械工业、塑料制品成型新工艺

一、塑料的概念

塑料是具有塑性行为的材料,所谓塑性是指受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间,受力能发生一定形变。软塑料接近橡胶,硬塑料接近纤维。

1.1塑料的主要性能特点 基本有两种类型:第一种是线型结构,具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物;第二种是体型结构,具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链,称为支链高分子,属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联,但交联较少,称为网状结构,属于体型结构。

两种不同的结构,表现出两种相反的性能。线型结构(包括支链结构)高聚物由于有独立的分子存在,故有弹性、可塑性,在溶剂中能溶解,加热能熔融,硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在,所以没有弹性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶胀,硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有,由线型高分子制成的是热塑性塑料,由体型高分子制成的是热固性塑料。1.2塑料的分类

热塑性塑料:指加热后会熔化,可流动至模具冷却后成型,再加热后又会熔化的塑料;即可运用加热及冷却,使其产生可逆变化(液态←→固态),是所谓的物理变化。通用的热塑性塑料其连续的使用温度在100℃以下,聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。

热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料,如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。热加工成型后形成具有不熔不溶的固化物,其树脂分子由线型结构交联成网状结构。

二、塑料制品的成型方法 注射成型、挤出成型、压制成型、吹塑成型、压延成型、滚塑成型、铸塑成型、搪塑成型、醺涂成型、流延成型、传递模塑成型、反应注塑成型、手糊成型、缠绕成型、喷射成型、真空成型等 2.1塑料制品的生产

塑料制品的生产从塑料原料的生产到塑料制品的生产,包含了三个生产过程,第一生产过程是从原料经过聚合反应生成合成树脂;第二生产过程是加入助剂混合得到塑料,即为生产塑料制品的原材料;第三生产过程是根据塑料性能,利用各种成型加工手段,使其成为具有一定形状和使用价值的塑料制品。生产中一般第一过程和第二过程属于塑料生产部门,通常由树脂厂来完成。第三过程属于塑料制品生产部门。但对于大型塑料制品生产厂家,为了满足塑料制品的多样性要求,生产中也有将第二过程归入塑料制品的生产范围。即以合成树脂作为原材料,添加助剂后,再成型加工。2.2塑料制品在生活和生产中的重要性

塑料成型工业自1872年开始到现在已度过仿制、扩展和变革的时期。塑料成型是把塑料原材料加热到一定温度注入到具有一定形状和尺寸的模具中,待其冷却后,获得塑料制品的过程。塑料成型工艺与模具是一门在生产实践中逐步发展起来,又直接为生产服务的应用型技术科学,是一种先进的加工方法。它研究的主要对象是塑料和塑料制成塑料制品所采用的模具。模具是铸造、锻压、冲压、塑料、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行业的重要工艺 装备,在现代工业生产中广泛的采用各种模具进行产品生产,模具的设计和制造水平在很大程度上反映和代表了一个国家机械工业的综合制造能力和水平。塑料模是模具的一种,是指用于成型塑料制件的模具,它是一种行腔模具的类型。

三、注射成型工艺的优缺点

3.1 优点 ①成型周期短;

②能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件; ③的塑料对成型各种塑料的适应性很强; ④生产效率高易于实现全自动化生产; 3.2缺点

①生产大面积结构制件时,高的熔体粘度需要高的注塑压力,高的注塑压力要求大的锁模力,从而增加了机器和模具的费用;

②生产厚壁制件时,难以避免表面缩痕和内部缩孔,塑料件尺寸精度差;

③加工纤维增强复合材料时,缺乏对纤维取向的控制能力,基体中纤维分布随机,增强作用不能充分发挥;

④注射成型设备价格及模具制造费用较高,不适合单件及较小的塑件的生产;

四、塑料制品成型新工艺方法

塑料成型加工是将塑料原料转变成具有使用价值的制品的过程。传统的成型工艺有挤出、注射、吹塑、压延、涂覆、层压、传递成型 等。至今这些技术已经发展和运用的相当成熟,且应用得非常普遍。随着塑料制品应用日益广泛,人们对塑料制品精度、形状、功能等提出了更高的要求。传统的成型工艺已难以适应这些要求,这就迫使人们在不断改进传统的成型工艺的基础上,采用新思想、新技术开发新的成型工艺已满足不同应用领域的需求。目前成型工艺的发展趋势主要是节能、节约原材料、提高成型效率、改进制品性能、提高其附加值。塑料制品目前的新工艺方法主要有:低压注射、熔芯注射、动态保压注射、微孔塑料挤出及润滑挤出等塑料成型工艺。

五、挤出成型新工艺的发展及前景

5.1新型挤出混炼技术与设备的开发

目前,国际上用于高分子材料共混改性的新型混炼设备主要有三大类:同向平行双螺杆挤出机、往复移动式螺杆混炼机和串联式磨盘挤出机。其中小型同向平行双螺杆挤出机国内已能生产,但万吨级大型混炼挤压造粒机组全部要依靠进口。同时,往复移动式螺杆混炼机和串联式磨盘挤出机是制备高填充、高附加值高聚物合金的必要装置,目前国内对他们的研制刚刚处于样机阶段,规格不多,品种不全,具有广阔的发展前景。

大口径管材挤出的异向平行双螺杆挤出机组、钢塑复合管挤出机组和大型双臂波纹管挤出成型机组及特种塑料管材专用挤出机组的开发研究。复合挤出成型技术和设备的开发研究。最近,多层共挤的超宽土工模、包装用的拉伸拉幅平模、建筑用的复合瓦楞板、芯层发泡纸板材和管材的市场需求量很大,与此相关的成型技术和装备的开 发研究必须引起足够的重视。5.2压缩成型新工艺的发展及前景

(1)由单一性技术向组合性技术发展,如注射-拉伸-吹塑成型技术和挤出-模压-热成型技术等;

(2)由常规条件下的成型技术向特殊条件下的成型技术发展,如超高压和高真空条件下的塑料成型加工技术;

(3)由基本上不改变原有性能的保质成型加工向赋予塑料型新性能的变质性成型加工技术发展,如发泡成型、借助电子束与化学交联机使热塑性塑料在成型过程中进行交联反应的交联挤出等;(4)为提高加工精度、缩短制造周期,在模具加工技术方面更广泛地应用仿形加工、数控加工等;

(5)广泛应用模具新材料。模具材料的选用直接影响到模具的加工成本、使用寿命以及塑料制品的成型质量等,因此,国内外已开发出许多具有良好使用性能、加工性能,热处理变形小的新型塑料模具钢,如预硬钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢和耐腐蚀钢,经过试用,均取得了较好的技术和经济效果。

(6)CAE技术将在注塑领域发挥越来越重要的作用,其本身也随着注塑技术的发展要求而更加完善、实用、方便。

在塑料成型生产过程中,先进的模具设计、高质量的模具制造、优质的模具材料、合理的加工工艺和现代化的成型设备都是成型优质塑件的重要条件。一副优良的注射模具可以成型上百次,一副优良的压缩模具可以成型25万次,这与上述因素有很大关系。考察国内外模具工业的现状及我国国民经济和现代工业生产中模具地位,从塑料模具的设计理论、设计实践和制造技术出发,塑料成型技术大致有以下几个方面的发展趋势。

六、新工艺方法的加工适应性和可行性

在自然界对于一般的低分子化合物而言,在常温下其聚集状态可呈三态,即气态、液态和固态。然而,对于非结晶线性高聚物而言,由于其分子量巨大且分子结构的连续性,所以他们的聚集状态是在不同的件下,以独特的三种形态存在的。

七、参考文献

[1] 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社,202_.8

[2] 中国机械工业教育协会 塑料模设计及制造.北京:机械工业出版社 202_.8 [3] 徐平原.塑料套管桩在申嘉湖杭高速公路软基中的应用[J].路基工程.202_(05)

[4] 刘静.生活塑料废弃物危害及其管理政策的评估[J].环境与健康杂志.202_(04)

[5] 赵蓓蓓.初探塑料模具材料现状及发展方向[J].202_,(34).

相关内容

热门阅读

最新更新

随机推荐