注射成型机的工作过程

表示方法：
以聚苯乙烯为标准，用注射出熔料的质量(单位为g) 表示，又称为注射质量； 用注射出熔料的容积 ( 单位为立方厘米 ) 表示，又称 为注射容积。 我国注射机系列采用后一种表示方法。
一、注射容积 根据对注射机注射量的定义，公称注射量应为：
Vc

4
Ds S
2
Vc——公称注射量(cm3)； Ds——螺杆或柱塞的直径(cm) S——螺杆或柱塞的最大行程(cm)。
理论上直径为 Ds 的螺杆移动 S距离，应当射出 Vc 的 注射量，但实际注射量要小于理论注射量。为描述二者 的差别，引入射出系数α。
V Vc

4
Ds 2 S
V——实际注射量(cm3) α——射出系数。 在实际使用中，射出系数并非是一个恒定的数值， 而是通常在0.7～0.9之间变化。
6 合模装置基本尺寸
作用：规定了所用模具的尺寸范围、定位要 求、相对运动程度及其安装条件。 主要包括：模板尺寸、拉杆空间、模板最大 开距、动模板行程、模具最大厚度和最小厚度 等。
1、模板尺寸
模板尺寸为 L×H ， 拉杆间距为L 0,两个尺 寸参数表示了模具安 装面积的大小 ，模具 模板尺寸必须在模板 尺寸及拉杆间距尺寸 规定范围之内 ，模板 面积大约为注射机最 大成型面积的4～10倍。
h3——均化段螺纹深度(cm)； n——螺杆转速(cm) θ——螺杆轴向夹角(度)； η——修正系数，一般取0.85~0.9； ρ——塑化温度下的塑料密度(g/cm3)。
图6-17 注射螺杆结构尺寸
5 锁模力
注射时熔料进入模腔时仍有较大的压力， 它促使模具从分型面处涨开。为了平衡熔料的 压力，夹紧模具，保证制件的精度，注射机合 模机构必须有足够的锁模力。锁模力与注射量 一样，也在一定程度上反映出注射机所能塑制 制件的大小，是一个重要参数。
模板最大开距可用如下公式计算:
Lk S H max
Lk——模板最大开距(mm)； S——动模板行程(mm)； Hmax——模具最大厚度
3、动模板行程
动模板行程是指动模能够移动的最大值。
对曲肘式合模机构，其动模板行程是一定的；而 液压式合模机构的动模板行程是可变的，它与所安装 的模具厚度有关，当所安装的模具厚度为最小值时， 动模板行程为最大值。反之为最小值。为便于取出制 件，一般动模板行程要大于制件高度的2倍。
锁模力F可由下式计算：
F Cpm A
F——锁模力(N) pm——模腔平均压力(Pa) A——最大成型面积(m) C——安全系数，一般为1.1～1.2。
最大成型面积A可用如下经验公式计算:
A KV
V——注射量(cm3) K——经验系数，约为12～15，注射量大则取大值。
模腔压力约为注射压力的 25% ～ 50% 。对于 一般熔料粘度的制件，模腔压力为 20 ～ 30MPa ； 对于熔料粘度较高、制件精度要求高的情况， 模腔压力为30～40MPa。
注射成型机的工作过程
塑料注射成型： 利用塑料的三 种物理状态（玻 璃、高弹和粘 流），在一定的 工艺条件下，借 助于注射机和模 具，成型出所需 要的制件。
图6-11 注射成型机的工作流程
1、模具 2、喷嘴 3、加热圈 4、料斗 5、螺杆传动装置 6、注射液压缸 7、行程开关 8、螺杆 9、料筒
图6-12 注射成型模拟动画
注射压力的理论计算式为：
P 1 ( D0 Ds ) 2 P0
P1——注射压力 D0——注射活塞内径 Ds——注射螺杆直径 P0——注射缸的油压。
目前国产注射机压力一般为 105～150MPa。 选择设备时，要考虑所需的注射压力是否在 注射机的理论注射压力范围以内。
根据塑料的性能，目前对注射压力的使用情况
注射速度v与注射时间的关系为:
s v t
v——注射速度(m/s) s——注射行程(m) t——注射时间(s)。
注射速率q与注射时间的关系为:
vc q t
q——注射速率(cm3/s) Vc——公称注射量(cm)
一般说来，注射速率应根据工艺要求、塑 料的性能、制件的形状及壁厚、浇口设计以及 模具的冷却情况来选定。
表6-3 注射机（通用型）注射量与注射时间的关系
4 塑化能力
概念：
塑化能力是指单位时间内所能塑化的物料量。
要求：
注射机的塑化装置应该在规定的时间内，保证能 够提供足够量的、塑化均匀的熔料。塑化能力应与注 射机的整个成型周期配合协调。
螺杆塑化能力G表示为:
G 1.8 2 Ds 2h3n sin cos
模具低压快速闭合，再高压低速锁模。 合模与锁紧 注射装置前移
确认模具合紧后，注射装置前移，保证喷嘴 与模具主流道入口以一定的压力贴合，为注 射阶段做好准备。 螺杆以高压高速将头部的熔料注入模腔，螺 杆保持一定的压力于熔料上以进行补缩。 制件冷却后，旋转的螺杆在熔料的反压力作 用下后退。螺杆退至计量预定的位置时，压 下限位开关，预塑停止。 避免使喷嘴与冷模长时间接触产生喷嘴内料 温过低，影响下次注射和制件质量，同时便 于清料。
注射速率过低？
注射速率过高？
目前，注射机所采用的注射速度范围，一 般在8～12cm/s，高速时大概为15～20cm/s。
注射量/g 50 100 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 1.25 1.5 1.75 2.25 3.0 3.75 5.0
注射时间/s 0.8 1
① 注射压力小于70MPa；
② 注射压力为70～100MPa； ③ 注射压力为100～140MPa
④ 注射压力为140～180MPa；对于一些精密塑料制件的注 射成型，注射压力可用到230～250MPa。
表6-2 部分塑料在加工时所需注射压力
3 注射速度、注射速率与注射时间
注射速率是指将公称注射量的熔料在注射 时间内注射出去，单位时间内所能达到的体积 流率； 注射速度是指螺杆或柱塞的移动速度； 注射时间是指螺杆(或柱塞)射出一次注射量 所需要的时间。
图6-20 模板间最大开距及动模板行程
4、模具最大厚度Hmax和最小厚度Hmin
模具最大厚度和最小厚度是指动模板闭合后达到规定 锁模力时，动模板与定模板之间所达到的最大和最小距离， 这两值之差就是调模机构的调模行程。 这两个基本尺寸对模具安装尺寸的设计十分重要： 若模具实际厚度小于注射机的模具最小厚度，则必须 设置模厚调整块 ,使模具厚度尺寸大于 Hmin，否则就不能实 现正常合模。 若实际模具厚度大于模具最大厚度，则模具也不能正 常合模，达不到规定的锁模力。这一点对曲肘式合模机构 尤为突出。一般模具厚度设定在Hmax和Hmin之间。
2 注射压力
概念： 注射时为了克服熔料流经喷嘴、流道和 型腔时的流动阻力，螺杆 (或柱塞 )对熔料所 施加的压力。 如何影响制品质量？
注射压力的大小与流动阻力、制件的形状、塑料的 性能、塑化方式、塑化温度、模具温度及对制件精度要 求等因素有关。 归纳起来，影响所需注射压力的因素主要有以下三 个方面： 影响塑料流动性能的因素（树脂的熔融指数、塑化 与模具温度与注射速度等）。 模具流道与制品的形状和尺寸，即影响流动阻力的 因素。 对制品尺寸精度的要求。
图6-18 模具与模板及拉杆间距的尺寸关系
2、模板最大开距
模板最大开距是 动模开启时 ， 动模板 与定模板之间的最大 距离（包括调模行程 在内）。 为了使成型制件 便 于 取 出，一般最大 开 距 Lk 为成 型制件最 大高度的3～4倍。
图6-19 模板间的尺寸
Lk——模板最大开距(mm)；S——动模 板行程(mm)；Hmax——模具最大厚度
图6-21 模具厚度与开模行程——机械式合模
图6-22 模具厚度与开模行程——液压式合模
图6-23 模具厚度与开模行程——机械－液压式合模
7 开合模速度
为使模具闭合时平稳以及开模、顶出制件时 不使塑料制件损坏，要求模板慢行，但模板又不 能在全行程பைடு நூலகம்都慢速运行，这样会降低生产率。
注射与保压
制件冷却与预塑化 注射装置后退 开模与顶出制件
模具内的制件冷却定型后，合模机构就开启 模具。在注射机的顶出系统和模具的推出机 构的联合作用下，将制件自动推出。
图6-15 注射成型机的工作循环
注射成型机的技术参数
1 注射量
概念：
对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注 射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，也称公称 注射量。