第八章-塑料注射成型机

3、注射量与合模力共同表示法 ✓从成型制品重量与成型面积两个主要方面表示设备的加工能力，比较全面合理。 ✓表示方法：理论注射量/合模力。
此外，还有其它表示方法。
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第二节 注射装置 注射装置是注射机上集加料、加热、塑化和注射于一体的装置。
一、注射装置应满足的基本要求： ①在规定时间内，将一定数量的塑料塑化成均匀的熔料，即定时、定量、定状态。 ② 根据成型制品的要求，以一定的压力和速度将熔料注入模具型腔。 ③对注入模腔内的熔料进行保压和冷却补缩，防止熔料倒流，提高制品的致密度。
第八章-塑料注射成型机
主要内容 ➢ 第一节 塑料注射成型过程 ➢ 第二节 注射装置 ➢ 第三节 合模装置 ➢ 第四节 注射成型机的控制系统 ➢ 第五节 注射成型机的技术参数与使用维护 ➢ 第六节 新型专用注射成型机
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第一节 塑料注射成型过程
1 注射成型是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制作塑料制件的重要成2型方法之 一。 注射成型的特点是：1）一次加工出形状复杂和尺寸精确的制件；2）制件可带嵌件以简化 装配工序；3）效率高，易于实现自动化。
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型号规格表示方法
1、注射量表示法 我国早期注射成型机多用注射量(cm3)表示注射机规格。
有些以质量注射量表示（PS，ρ1.05） 由于注射机可用多种方法来表示其型号和规格，在选择或使用时一定要注意阅读设备的使用
说明书，以保证正确使用。
2、合模力表示法 以注射机合模装置的最大合模力(10KN)来表示注射机规格。
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二、常见的合模装置
简单地讲，合模装置应满足注塑工艺的基本要求，即有足够的合模力和快速而平稳的移模速度。 合模装置的类型包括： 1、液压式合模装置 包括单缸直压式、充液式、增压式、稳压式等 2、液压-机械式合模装置 包括液压单曲肘式、液压双曲肘式、液压撑板式等 3、机械式合模装置
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三、液压式合模装置
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二、常用注射装置
塑料经过的工艺过程与挤出工艺基本相同，但模具和工作模式不一样。 根据注射成型的工作原理，可衍生出多种实现结构： 1、柱塞式 类似药液注射，一次完成。 2、螺杆预塑式 塑化、注射分开进行（两根螺杆），工艺针对性更强。 3、往复螺杆式（简称螺杆式）。 也叫螺杆一线式，工艺、结构、操作均更优化。 具体结构介绍…
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1、柱塞式注射装置 (1)塑化质量较差，塑化能力的提高受到限制。 (2)注射压力损失大，需要消耗较大的注射功。 (3)不易提供稳定的工艺条件。 (4)料筒清洗困难。
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预塑式注射装置 ➢对塑料的塑化和熔料的注射分开进行的注射装置统称为预塑式注射装置。 ➢它在注射前先将已塑化的一定量的熔料存放到料筒的前端，然后再由柱塞或螺杆将储存的熔料注入模腔。 ➢相据预塑方法和排列方式上的差异，预塑式注射装置主要有螺杆预塑式和往复螺杆式等。
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5、喷嘴 连接料筒和模具的部件 主要作用是： ①预塑时，建立背压，排除气体和防止熔料“流涎”，提高塑化质量； ②注射时，和模具主流道良好接触，保证熔料在高压下不外溢，并使熔料经过喷嘴时，进一步塑化均匀， 以高速注入模腔； ③保压时，向模腔补料； ④冷却定型时，增加回流阻力，防止模腔中的熔料回流。 ⑤调温、保温、断料
高速液压马达和变速箱结合 低速大扭矩液压马达直接驱动
单缸后置式
双缸随动式 36
➢注射座是注射装置的安装基准。 1）整体式 2）组合式
7、注射座
➢注射装置的工作方式（与注射座有关） 1）固定加料
喷嘴始终紧贴模具主浇道衬套（注射座固定），适合温度范围宽、喷嘴处不易凝结的物料，可提高效 率 2）前加料
保压结束后直接预塑，然后注射座后退使喷嘴与衬套分离，适合开式喷嘴或高背压，避免“流涎” 3）后加料
后面介绍的两种均为预塑式注射装置…
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2、螺杆预塑式注射装置 ➢塑料在沿螺杆螺槽向前输送的过程中产生剪切摩擦和搅拌混合作用，因此其塑化质量和塑化效率较柱 塞式注射装置有显著的提高。 ➢由于不用分流梭，注射时压力损失大大减小，注射速率也比较稳定。 ➢增加一个料筒，结构比较复杂庞大；两料筒单向阀处易引起塑料的滞留而分解；为防止熔料的“漏 流”，柱塞和料筒的配合精度要求较高。
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1）喷嘴的基本形式
直通式喷嘴 自锁式喷嘴
➢直通式喷嘴（开式喷嘴）：指熔料从料筒内到喷嘴孔的通道始终是敞开的。用于高粘度、热稳定性差 的塑料。
通用式：用于高 粘物料
远程式： 用于复杂薄壁件
延伸式：用于厚壁件 31
➢自锁式喷嘴 熔料通道只在注射和保压阶段才打开，其余时间均关闭。用于低粘度结晶型塑料。 常见形式：料压自锁式、弹簧自锁式、料压弹簧双自锁式、控（液、气、电控制）自锁式等。 外弹簧针阀自锁式：
✓使用和安装特点介于前面两类注射机之间。 ✓浇注口在模具分型面的侧面，特别适用于成型制 品中心不允许留浇口痕迹的制品。
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五、注射成型机的型号规格
JB2485-78 基本型号
S
Z
辅助型号
－Biblioteka Baidu
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特征代号
设计序号 主参数代号 型别代号 组别代号 类别代号
注射成型机规格型号的表示法各国不尽相同，国内也无统一标准，就主参数代号而言，除用注射 容量来表示外，还有合模力表示法、注射量和合模力共同表示法。
喷嘴与衬套分离后再预塑，喷嘴温度少受模具影响，适合结晶型塑料
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第三节 合模装置 一、对合模装置的基本要求
(1)应有足够的合模力和系统刚度，保证模具在模腔压力的作用下不沿分型面胀开，以免溢料及影响制 品精度。
(2)应有足够大且可调的模板安装面积、模板行程和模板间距以适应不同形状和尺寸的制品的成型要求。 (3)应有适宜的模板运动速度。合模时先快后慢，开模时先慢后快再慢，以满足制品顶出平稳、模板运 行安全以及生产率高的要求。 (4)应有制品顶出和模板间距调节装置以及安全保护装置等附属装置。结构尽量简单，便于制造和维修。
组成3、4：为液压传动和电器控制系统，保证注射成型机按工艺过程预定的要求和动作程序，准确无
误地工作。
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三、注射成型生产工艺过程
注射座前移 注射装置是否后退可根据所加工塑料的工艺而定。
注射装置退合回模的目的主要是高避压免低使速喷锁嘴模与冷模长时间接触注产射生喷嘴内料温保过压低，影响制件质量。 另一方面，有时是为了便于清料。
✓渐变型螺杆（图a）：用于热敏性、宽的软化温度范围和高粘度非结晶型塑料，如PVC、PS、PC、聚苯 醚等； ✓突变型螺杆（图b）：用于低粘度、熔点明显的结晶型塑料，如尼龙、PE、PP等； ✓通用型螺杆（图c）：介于上述二者之间，兼顾非结晶型和结晶型塑料的不同成型要求，可免去更换螺 杆的麻烦。
同时，通用型在质量和能耗方面均为折中状态，不如前面的优越，故品种不多时不用通用型。
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（2）螺杆传动装置形式
❖有级变速——由定速电动机和齿轮变速箱组成。
XS-ZY-125注射机的传动系统： 滑移齿轮变速 螺杆无过载保护 预塑螺杆启动停止频繁进行，设备寿命短
XS-ZY-500注射机的传动系统： 挂轮调速，因而体积小 液压离合器，预塑电机避免频繁起动，且能起过载保护作用
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..螺杆传动装置形式 ❖无级变速——由液压马达和齿轮变速箱或直接采用液压马达驱动螺杆。
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1、料筒及其加热装置 •柱塞式注射装置的料筒
分两部分：加料室、塑化室（粒料区、过渡区、熔融区）
•螺杆式注射装置的料筒 •料筒的加热
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2、柱塞
用于柱塞式注射装置。 作用：与鱼雷体配合完成塑料的输送和塑化；传递注射液压缸压力，将定量熔料以较快 的速度注入模腔。
防止熔料被挤入柱 塞和料简的间隙形 成反流
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3、分流梭（鱼雷体） 用于柱塞式注射装置 作用：提高塑化能力
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4、螺杆
1）与挤出机螺杆的区别 ✓间歇过程 ✓熔融过程相对挤出过程不稳定 ✓注射时间短，故有强烈的横流和压力流 ✓塑化的有效长度是变化的（边转边退） ✓塑化质量可通过背压的调节实现 ✓螺杆转速调节不如挤出机要求严格
所以，物料的熔融过程比挤出机更复杂。
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..........螺杆 7）挤出螺杆与注塑螺杆的进一步区别有：
✓注射螺杆的长径比L/D和压缩比均较小； ✓注射螺杆的参数有所变化，即均化段螺槽较深，加料段增长，而均化段长度相应减小； ✓注射螺杆通常为等距不等深结构，便于制造； ✓注射螺杆直径D和行程S相互制约，应有恰当的比例，一般S/D=2~4；
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（2）立式注射成型机
✓注射放置和合摸装置的轴线重合并垂直排列，模具沿垂直方向开启 和闭合。 ✓占地而积小，模具装拆方便，易于安装嵌件。 ✓但制品顶出后须人工取出，不易实现自动化操作。 ✓机身较高，机器的稳定性较差，加料不方便，对厂房高度也有一定 的要求。
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（3）角式注射成型机
✓合模装置和注射装置的轴线相 互垂直。
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2）喷嘴尺寸
R＜R0 （约小1mm） d＜d0 （约小0.5～1mm）
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6、螺杆的传动装置 螺杆传动装置是在加料预塑时给螺杆提供所需扭矩和转速的工作部件。
（1）特点和要求 ✓螺杆预塑是间隙进行的，故启动频繁，负荷较大； ✓要有克服塑化阻力的足够扭矩和可调整的转速范围； ✓可通过背压调整来改善塑化状况； ✓结构力求简单。
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一、注射机工作原理 将固态塑料原料经塑化装置塑化为熔融状态，在压力作用下注射入密闭的模腔内，经保压冷却定 型后，开模顶出而获得塑料制品的一种成型方法。
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二、注射成型机的组成
组成1：为注射装置，使塑料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模 腔内。
组成2：为合模装置，保证成型模具可靠地闭合、开启以及顶出塑料制品。
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..螺杆 2）螺杆对物料几何压缩的实现方式
✓等深变距螺杆：制造复杂，均化后槽较深，搅拌混合作用小，少用； ✓等距变深螺杆：末端的槽深度较浅，剪切混合作用强，塑化好，多用。 3）螺杆对物料的作用过程 基本与挤出过程相似：输送、熔融、塑化 但边转边退，有效长度在变化
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....螺杆 4）螺杆的结构形式（指等距变深型）
制品顶出
开模
冷却
注射座动作选择
退回、预塑
预塑、退回
固定预预塑塑
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四、注射成型机的分类 ➢按机器主要部件排列形式分类
（1）卧式注射成型机
✓注射装置和合模装置的轴线重合并水平排列。 ✓机身较低，稳定性较好，便于操作维修，制品顶出后可自动落下，易于实现自动化。 ✓但模具安装比较困难，不易安放嵌件且占地面积较大。
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3、往复螺杆式注射装置 它是将螺杆预塑方式的塑化螺杆与注射柱塞合并为一根螺杆，螺杆不仅要作旋转运动，还要作轴向往复 运动。这是目前应用最广泛的结构形式。
(1)由于螺杆的旋转，物料除外部热源作用外，还有物料间的摩擦剪切作用。塑化均匀性好，塑化能力较高。
(2)螺杆式注射装置料筒内的压力损失小，因此，在模腔压力相同的情况下，可以采用较低的注射压力。
(3)螺杆式注射装置的塑化效果好，可以采用较低的料筒温度。这样，不但能减少塑料因滞留而分解的可能 性，而且可以缩短冷却时间，提高生产率。
(4) 结构紧凑，料筒清洗方便。 19
三、注射装置的主要零部件
三种形式的各类主要零件合在一块介绍，包括： 1、料筒； 2、分流梭； 3、柱塞； 4、螺杆； 5、喷嘴； 6、螺杆的传动装置 7、注射座
依靠液体的压力实现模具的启闭和锁紧。合模液压缸与动模板相联，压力直接作用在模具上。
包括: 1、单缸直压式合模装置 2、增压式合模装置 3、冲液式合模装置 4、冲液增压式合模装置 5、稳压式合模装置 6、液压-抱合螺母合模装置
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1、单缸直压式合模装置
F D2 p
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4Q
v D 2
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2、充液式合模装置 应用不同直径的两个液压缸组合在一起，大直径缸用于锁模，小直径缸用于移模，分别满足增大锁模力 和快速移模的要求。 主要用于解决快速移模问题。
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......螺杆 5）螺杆的头部结构
✓普通型螺杆头：用于高粘物料 a锥形螺杆头 ：高粘热敏物料 b钝头螺杆头：透明要求高的物料PC、AS、PMMA等
✓带止逆结构螺杆头：用于低中粘度物料 c止逆环式螺杆头 d爪形止逆环式螺杆头 e止逆球式螺杆头
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........螺杆 6）新型高效能螺杆
✓销钉型注射螺杆 ✓屏蔽型注射螺杆 其原理是在螺杆的适当部位（一般为均化段）设置各种混炼元件，起到对未熔融塑料颗粒的过滤、粉碎、细化、 剪切、混炼等作用，以加速熔融过程，提高制品质量、缩短成型周期和降低能耗。