第九章 塑料制品的注塑成型

9.3 注射过程原理
一、塑化过程： 塑化过程： 塑化： 塑化：使物料在料筒内受热达到充分熔 融状态，且具有良好可塑性。 融状态，且具有良好可塑性。
要求：塑化质量良好， 要求：塑化质量良好，塑化效率高 塑化质量：熔体温度均匀性，组分均匀性， 塑化质量：熔体温度均匀性，组分均匀性，密度均 匀性， 匀性，黏度均匀性 塑化效率（塑化能力）：单位时间内， 塑化效率（塑化能力）：单位时间内，料筒熔化塑 ）：单位时间内 料的质量
9.3 注射过程原理
工艺条件
塑化质量和塑 化效率取决于 塑料受热情况 料筒外加热） （料筒外加热） 受到剪切作用 剪切摩擦热， （剪切摩擦热， 混合分散） 混合分散） 料筒温度 加热时间 螺杆转速 背 压
背压：螺杆后退时所受到的阻力。背压↑ 螺杆后退慢， 背压：螺杆后退时所受到的阻力。背压↑，螺杆后退慢， 加热塑化时间长，摩擦热↑ 熔体温度↑ 加热塑化时间长，摩擦热↑，熔体温度↑，塑化质量↑， 塑化效率↓ 塑化效率↓
9.1 注塑机的基本结构
注射模具：浇注系统、 注射模具：浇注系统、成型部件和结构零件等三大 部分组 成。 浇注系统：塑料熔体从喷嘴进入型腔前的流道部分， 浇注系统：塑料熔体从喷嘴进入型腔前的流道部分， 包括主流道、分流道、冷料井和浇口等。 包括主流道、分流道、冷料井和浇口等。 成型部件：构成制品形状的部件，包括动模、定模、 成型部件：构成制品形状的部件，包括动模、定模、 型腔、型芯和排气孔等。 型腔、型芯和排气孔等。 结构零件：构成模具的各种零件，包括导向柱、 结构零件：构成模具的各种零件，包括导向柱、脱 模装置、抽芯机构等。 模装置、抽芯机构等。
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
锁模系统： 锁模系统：启闭模具系统的夹持力大小及其稳定性对 注射制品的质量及其尺寸准确性都有很大的关系。 注射制品的质量及其尺寸准确性都有很大的关系。
最常见的锁模系统： 最常见的锁模系统：
9.1 注塑机的基本结构
液压传动与电器控制系统： 液压传动与电器控制系统：
第九章 塑料制品的注射成型
塑料制品的注射成型
注射成型就是将粒状或粉状塑料加入到注射 注射成型就是将粒状或粉状塑料加入到注射 机的料筒，经加热熔化呈流动状态， 机的料筒，经加热熔化呈流动状态，然后在 注射机的柱塞或螺杆快速而又连续的压力下， 注射机的柱塞或螺杆快速而又连续的压力下， 从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的 速度注入到闭合的模具内。 速度注入到闭合的模具内。充满模腔的熔体 在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料） 在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或 加热（热固性塑料）固化后， 加热（热固性塑料）固化后，开模得到与模 具型腔相应的制品。 具型腔相应的制品。
9.1 注塑机的基本结构
分类 按塑料在料筒中的塑化方式分为两类： 按塑料在料筒中的塑化方式分为两类：柱塞式和 螺杆式 柱塞式：注射量一般60g以下，不适于热敏性， 60g以下 柱塞式：注射量一般60g以下，不适于热敏性，流 动性差的塑料。 动性差的塑料。 按外形特征分为：立式，卧式，直角式等。 按外形特征分为：立式，卧式，直角式等。 按用途：热塑性塑料通用型，热固性塑料型， 按用途：热塑性塑料通用型，热固性塑料型，发 泡型，排气型，高速型，多色，精密…… 泡型，排气型，高速型，多色，精密…… 按合模机构：机械式，液压式， 按合模机构：机械式，液压式，液压机械式
为保证注射机实现塑化、注射、 为保证注射机实现塑化、注射、固化成型 各个工艺过程的预定要求和动作程序设置 的动力和控制系统。 的动力和控制系统。 包括：电动机、油泵、管道、 包括：电动机、油泵、管道、各类阀件和 其他液压元件及电器控制箱等。 其他液压元件及电器控制箱等。 一般注射机以油泵为压力来源。 一般注射机以油泵为压力来源。现发展全 电动注射机。 电动注射机。
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
高速、 高速、精密和大 型注射装置及低 发泡注射方面有 发展和应用
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
主要技术参数： 主要技术参数： 包括注射、合模、综合性能等三个方面， 包括注射、合模、综合性能等三个方面， 如公称注射量、螺杆直径及有效长度、 如公称注射量、螺杆直径及有效长度、注 射行程、注射压力、注射速度、塑化能力、 射行程、注射压力、注射速度、塑化能力、 合模力、开模力、开模合模速度、 合模力、开模力、开模合模速度、开模行 模板尺寸、推出行程、推出力、 程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循 环时间、机器的功率、体积和质量等。 环时间、机器的功率、体积和质量等。
9.3 注射过程原理
1.热均匀性：用加热效率E表示， 值高， 1.热均匀性：用加热效率E表示，E值高，有利 热均匀性 于塑料的塑化。 于塑料的塑化。
(T T0 ) E= (Tw T0 )
9.1 注塑机的基本结构
通用式：结构简单，制造方便， 通用式：结构简单，制造方便，无加 热装置，压力损失小，应用： ， 热装置，压力损失小，应用：PE， PP，PS，PVC等通用塑料 ， ， 等通用塑料 延伸式：结构简单，制造方便，有加 延伸式：结构简单，制造方便， 热装置，压力损失小，应用： 热装置，压力损失小，应用： PMMA，POM，PC，PSF等高黏 ， ， ， 等高黏 度塑料 弹簧针阀式：自锁式喷嘴， 弹簧针阀式：自锁式喷嘴，结构复 制造困难，流程短， 杂，制造困难，流程短，压力损失 较大，应用： 较大，应用：PA，PET等低黏度 ， 等低黏度 塑料
9.2 注射机的工作过程
注射装置的后退和开模顶出制品： 注射装置的后退和开模顶出制品：注射装 置的后退是防止喷嘴与冷模接触使喷嘴内 的物料温度过低影响注射。 的物料温度过低影响注射。冷却定型后开 启模具顶出制品。 启模具顶出制品。
9.3 注射过程原理
热塑性塑料的注射过程包括 加料、塑化、注射充模、 加料 、 塑化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、 注射充模 、 冷却 固化和脱模等工序， 固化和脱模等工序 ， 其中关键 是塑化、流动和冷却。
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
规格： 规格： 注塑机规格：注射容量或注射容量/ 注塑机规格：注射容量或注射容量/锁模力 表示法。反映了注射机的加工能力。 表示法。反映了注射机的加工能力。 注射量：注射螺杆（或柱塞） 注射量：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。 射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。 锁模力： 锁模力：合模机构所能产生的最大模具闭紧 反映了注射机成型制品面积的大小。 力，反映了注射机成型制品面积的大小。
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
注射模具：浇注系统、 注射模具：浇注系统、成型部件和结构零件等三大 部分组 成。
9.2 注射机的工作过程
合模与锁紧： 合模与锁紧：注射机的成型周期一般以合 模为起点。低压快速合模，高压锁模。 模为起点。低压快速合模，高压锁模。 注射装置前移：使喷嘴和模具浇道口贴合。 注射装置前移：使喷嘴和模具浇道口贴合。 注射：注射螺杆或柱塞前移， 注射：注射螺杆或柱塞前移，以高速高压 将料筒前部的熔体注入型腔， 将料筒前部的熔体注入型腔，并从模具分 型面排气。 型面排气。
塑料制品的注射成型特点
间歇操作过程 成型周期短 生产效率高 一次成型外形复杂、 一次成型外形复杂、尺寸精确的制品 成型适应性强， 成型适应性强，制品种类繁多 生产自动化， 容易实现 生产自动化， 应用:几乎所有的热塑性塑料， 应用:几乎所有的热塑性塑料，多种热固性 塑料，橡胶制品。 塑料，橡胶制品。
9.2 注射机的工作过程
保压：补充熔体冷却收缩产生的缺料， 保压：补充熔体冷却收缩产生的缺料，直 到浇口冻结。保证制品的致密性、 到浇口冻结。保证制品的致密性、尺寸精 度和强度。 度和强度。 制品冷却与预塑化：浇口冻结后， 制品冷却与预塑化：浇口冻结后，卸去保 压压力， 压压力，制品的继续冷却定型与螺杆的预 塑化同时进行。 塑化同时进行。
9.1 注塑机的基本结构
注射机主要由注射系统、 注射机主要由注射系统、锁模 系统、液压传动及电器控制系统、 系统、液压传动及电器控制系统、 注射模具组成。 注射模具组成。
9.1 注塑机的基本结构
注射系统：使塑料均匀地塑化并达到流动状态． 注射系统：使塑料均匀地塑化并达到流动状态．在很高的压力 和较快的速度下，通过螺杆或柱塞将熔体推挤注射入模。 和较快的速度下，通过螺杆或柱塞将熔体推挤注射入模。 锁摸系统： 实现模具的开闭动作， 锁摸系统：①实现模具的开闭动作，②在成型时提供足够的夹 紧力使模具锁紧，防止溢边， 开模时推出模内制件。 紧力使模具锁紧，防止溢边，③开模时推出模内制件。 液压及电器控制系统：保证注射机在塑化、注射、 液压及电器控制系统：保证注射机在塑化、注射、固化成型各 个工艺过程中按预定要求和动作程序准确有效地工作。 个工艺过程中按预定要求和动作程序准确有效地工作。目前常 用的注射机一般是由油泵作压力来源， 通过电器控制系统， 用的注射机一般是由油泵作压力来源， 通过电器控制系统，可 将高(低 压油经压力分配装置送往锁模系统 压油经压力分配装置送往锁模系统， 将高 低)压油经压力分配装置送往锁模系统，使模具开启和闭 合退回，或送往注射系统使螺杆(或柱塞 前进或后退。 或柱塞)前进或后退 合退回，或送往注射系统使螺杆 或柱塞 前进或后退。 模具：利用本身特定形状，使塑料 或聚合物 成型为具有—定 或聚合物)成型为具有 模具：利用本身特定形状，使塑料(或聚合物 成型为具有 定 形状和尺寸的制品。 形状和尺寸的制品。
9.1 注塑机的基本结构
9.1 注塑机的基本结构
注射螺杆与挤出螺杆在结构上有如下区别： 注射螺杆与挤出螺杆在结构上有如下区别： 长径比较小， 10-15。压缩比较小， 2.5之间 之间。 1) 长径比较小，在10-15。压缩比较小，在2-2.5之间。 均化段长度较短，但螺槽深度较深，可提高产量。 2) 均化段长度较短，但螺槽深度较深，可提高产量。 加料段较长，约为螺杆长度的一半，提高塑化量。 加料段较长，约为螺杆长度的一半，提高塑化量。 3)注射螺杆的头部呈尖头型 与喷嘴能很好的吻合。 注射螺杆的头部呈尖头型， 3)注射螺杆的头部呈尖头型，与喷嘴能很好的吻合。 注射螺杆起预塑化和注射作用，是间歇操作过程， 注射螺杆起预塑化和注射作用，是间歇操作过程， 它对物料的塑化能力、 它对物料的塑化能力、操作时的压力稳定以及操作连续 性等要求没有挤出螺杆那么严格。 性等要求没有挤出螺杆那么严格。
9.1 注塑机的基本结构
挤出螺杆
9.1 注塑机的基本结构
注射螺杆
9.1 注塑机的基本结构
喷嘴： 喷嘴： 连接料筒和模具的通道。 1) 连接料筒和模具的通道。 具有一定的射程。 2) 具有一定的射程。 3)内径从入口至出口逐渐收敛。 3)内径从入口至出口逐渐收敛。 内径从入口至出口逐渐收敛 4）剪切塑化 ５）结构与物料流动性有关。结构简单，阻力小， 结构与物料流动性有关。结构简单，阻力小， 不出现流涎现象。可分为通用式，延伸式， 不出现流涎现象。可分为通用式，延伸式，弹簧 针阀式。 针阀式。
9.1 注塑机的基本结构
注射系统：料斗、料筒、 注射系统：料斗、料筒、螺杆 (柱塞式注射机为柱 塞和分流梭) 喷嘴等。 塞和分流梭) 喷嘴等。 料斗：设有计量装置， 料斗：设有计量装置，使加入料筒的塑料与从料筒注 入模具的料量相等。 入模具的料量相等。 料筒：柱塞式料筒较大， 料筒：柱塞式料筒较大，使塑料有足够的传热时间和 传热面积。 传热面积。 分流梭：使料分为薄层，塑料流体分流和收敛， 分流梭：使料分为薄层，塑料流体分流和收敛，缩短 传热导程，产生剪切摩擦热，加强混合塑化， 传热导程，产生剪切摩擦热，加强混合塑化，提高柱 塞式注射机的生产效率及制品质量。 塞式注射机的生产效率及制品质量。