注塑成型工艺培训课件(ppt 60页)

（1）加料装置 也成为料斗，通常 为倒圆锥形或方锥形金属容器，安装在 注射机的较高部位并与机筒相连。
（2）机筒 即成型物料的塑化室，主要用 来加热熔融物料。 （3）柱塞及分流锥 柱塞及分流锥是安装 在柱塞式注射机筒内的注射和塑化零部件。 柱塞在机筒内做往复直线运动，推挤和压 缩塑料熔体通过喷嘴注入模具。分流锥是 安装在机筒前端中心部位的一个分流部件， 如图4-6所示。
4.2 注射机遇注射成型系统
注射机是注射成型生产的关键设备， 注射成型系统是指注射机内直接用于成 型动作的注射系统、合模系统以及安装 在注射机上的模具。
4.2.1 注射机的分类
1. 按规格大小分类
按注射机装置分类
（1）注塞式 其工作原理见4.1 节 ，这 种设备（图4-1）结构简单，塑料融化所 需的热量主要依靠机筒3外部的加热器5 以热传导方式提供，由于塑料导热性差 且机筒壁较厚，同时它在机筒中的运动 状态似层状流动，从而形成了塑料的外 层（靠近机筒内壁）与内层之间存在着 较大的温差，导致塑化均匀性差。虽然 机筒内设置了分流锥4，增加了塑化效果， 但塑化均匀性仍教差，且物料滞留严重、 压力损失大，所需注射压力约为
（3） 直角式注射机
此注射机的结构特征是合模机构与 注射系统的轴线相互垂直。使用和安装 特点介于前面两类注射机之间，特别适 用于生产形状不对称的塑件和使用侧浇 口的模具。目前国内使用较多的直角注 射机为沿水平方向合模，沿垂直方向注 射，如图4-4b所示，合模机构采用丝杠 传动，使用普遍。图4-4c为水平方向注射， 沿垂直方向合模的直角式注射机，用得 较少。
整个倒流过程将从注射压力撤除开始， 至浇口处熔体冻结（简称浇口冻结）时
为止（时间tD -tE）。其型腔压力从pD降为 pE。倒流会使塑件产生收缩、变形及质地 疏松等缺陷。引起倒流的原因是注射压 力撤除后，型腔压力大于流道压力，且 熔体仍具有一定的流动性。如果保压时 间足够长，撤除注射压力时浇口已经冻 结，则倒流现象就不会发生。浇口尺寸 越小，冻结越快。但浇口冻结过快，会 影响补缩，从而降低制品性能。当喷嘴 带有止回阀时，也不会出现倒流。
2)保压。t
C-t
是保压阶段。柱塞或螺杆继
D
续保持施压状态，迫使浇口附近的熔体
不断流入型腔，以补充因熔体冷却收缩
而引起的型腔压力下降与产生的空间，
从而能够形成形状完整而致密的塑件。
此阶段熔体的流动速度更慢，柱塞或螺
杆只有微小的补缩位移。
3)倒流。 柱塞或螺杆回程时（及撤除保压 力以后）喷嘴压力迅速下降至零，此时 型腔内熔体会朝着浇口和流道进行反方 向流动，这种现象称为倒流 。很明显，
此外还有偏心式注塑机、双机筒注射机、 双色或多色注射机、双模系统注射机等。
4.2.2 注射机规格及主要技术参数
目前，注射机的规格通常用注射容量 （即注射能力）与锁模力的大小来表征。
注射机机筒内的柱塞或螺杆在一次注射 行程中说能注射出的塑料的理论体积， 称为注射容量，是表征注射机能力的主 参数。按照国际标准规定，注塑机规格 中标称的注射量，需要用定压条件（注 射压力为100MPa）下的数值表示。注射 机在其工作过程中，锁紧闭合型腔防止 熔体向外溢出的力称为锁模力。锁模力
加速了塑料的塑化，同时还强化了塑料 的混合效果，使其扩展到聚合物分子的 水平（而不仅是静态的熔融），它使塑 料熔体的温度分布、物料组成和分子形 态都发生了改变，并趋于更加均匀。因 而螺杆式注射机的塑化效果比柱塞式注 射机好得多。
总之，对塑料塑化的要求是：塑料 熔体在进入型腔之前要充分塑化，既要 达到规定的成型温度，又要熔体温度均 匀一致，还要使热分解物的含量达到最 小值，并能提供足够的熔融塑料以保证
第四章 注塑成型工艺
§ 4.1 注射成型原理、特点及应用 § 4.1.1 注射成型原理 § 4.1.2 注射成型的特点及应用
§ 4.2 注射机与注射成型系统 § 4.2.1 注射机的分类 § 4.2.2 注射机规格及主要技术参数 § 4.2.3 注射机的注射系统 § 4.2.4 注射机的合模系统
第四章 注塑成型工艺
的大小与注射机允许的成型面积有关。
国产SZ系列塑料注射机的型号编制标 注方法如图4-5所示。
4.2.3 注射机的注射系统
注射系统是注射机工作是直接与成型 物料和熔体接触的零部件，其主要作用 是使固体成型物料均匀地塑化成熔体， 并以足够的压力和速度将熔体注入模具 型腔。注射系统包括加料装置、机筒、 柱塞及分流锥（柱塞式注射机）、螺杆 （螺杆式注射机）和喷嘴。
注塑成型工艺发展很快，除了热塑性塑料 注射成型以外，一些热固性塑料也可以成 功地用于注塑成型，且具有效率高、产品 质量稳定的特点；低反泡塑料（密度为 0.2-0.9g/cm3）的注塑成型可以生产缓冲、 隔声、隔热等性能优良的塑料制件；双色 或多色注射成型可以生产多种颜色、美观 适用的塑料商品。此外，应用热流道注射 成型工艺在获得大型塑件、降低或消除浇 注系统凝料等方面具有明显优点。注射成 型还是获得中空塑料制品型坯的重要工艺 方法。
注射成型的生产工艺流程如图4-7所示， 按其先后顺序包括：成型前的准备、
注射过程、塑件后处理等，下面分别讨论。
1.成型前的准备
为使注射过程顺利进行和保证塑料制件 质量，一般在注射之前要进行一些必要的 准备工作。如对原料的外观（如色泽、颗 粒大小及均匀度）与工艺性能（流动性、 热稳定性、收缩性）进行检验和测定，判
（4）螺杆 是螺杆式注射机的重要部件， 通过螺杆在机筒内的旋转和轴向移动，实 现对成型物料的塑化和注射动作。 （5）喷嘴 安装在机筒前部，其内部的喷 孔是连接机筒和模具的通道，起引导塑料 熔体从机筒进入模具的作用。
4.2.4 注塑机的合模系统 合模系统的作用一是实现模具的开合动
作，二是注射时锁紧模具，三是开模时推 出模内塑件。
注塑成型对合模系统最基本的要求是： 合模时为模具提供可靠的锁模力，以免 模具在塑料熔体的压力作用下沿分型面 胀开，使制品产生分边，影响精度。
目前，注射机上使用的合模系统结构 可大体分为液压式和液压—机械式两大 类。
（1）液压式 一般采用大直径活塞和 液压缸进行模具的开合动作。优点是运 动机构简单，能够适应不同模具的闭合 高度，随时都可达到最大压力并保压； 缺点是锁模力大时液压缸体积庞大，能
的剪切速率及聚合物分子的取向程度都取 决于此。型腔始端压力与末端压力之差 （ pB –pB1）取决于型腔内熔体的流动阻力。
型腔充满后，压力迅速增加并达到 最大值。型腔始端的最大压力为pC,末端 的最大压力为pC1。喷嘴压力迅速增加并 接近注射压力p1。t B-tC是熔体的压实阶段， 约占制品重量15%的熔体被压到型腔内。
，型腔中塑料熔体压力降低，难于补缩 （即补压），容易引起塑件出现收缩、 凹陷、空洞等缺陷。
（2）塑化 对机筒中的塑料进行加热，使 其由固态（颗粒状或粉状）转变成粘流 态并具有良好可塑性的过程称为塑化。 决定塑化质量的主要因素是物料的受热 情况和所受到的剪切作用。通过机筒对 物料加热，使聚合物分子松弛，由固体 向液体转变，一定的温度是塑料得以形 变、熔融和塑化的必要条件；螺杆的剪 切作用能在塑料中产生更多的摩擦热，
其工作原理为：熔料在经过分流锥 时，被分劈成薄层，并产生收敛流动，以 此缩短了机筒对物料的传热距离，提高了 传热效果；同时物料在分流锥与机筒的间 隙中产生加速运动，剪切作用增强，从而
生成一定量的摩擦热。两方面共同作用提 高了物料的塑化与均衡效果。
设置分流锥后，可以缩短物料塑化时 间，改善塑料熔体的流动性能和塑件的成 型质量，同时使生产效率有所提高。
螺杆式的2-3倍，只适合于小型零件的成 型。
（2） 螺杆式 螺杆式注射机以加热筒和 螺杆等实现成型物料的塑化及注射，如 图4-2所示。其合模、注射、保压、冷却 及脱模过程与柱塞式注射机相同，不同 的是，螺杆具有塑化及注射两种功能。 螺杆旋转产生强烈的搅拌混合与剪切作 用，塑化均匀，物料滞留少，压力损失 小，成型塑件的残余应力较小，设备结 构简单，是目前应用较广的机种。
§ 4.3 注射成型工艺 § 4.3.1 注射成型的生产工艺流程 § 4.3.2 注射成型工艺参数
4.1 注塑成型原理、特点及应 用
4.1.1 注塑成型原理 以柱塞式注射机为例，注射成型原理
如图4-1所示。首先将粒状或粉状塑料从 注射机的料斗送入配有加热装置的机筒 中进行加热熔融塑化，使之成为粘流态 熔体，然后在注射机柱塞的高压推动下， 以很高的流速通过机筒前端的喷嘴注入 温度较低的闭合型腔中，经过一段
生产的连续进行。这些要求与塑料的特 性、工艺条件的控制及注射机塑化装置 的结构等密切相关。
（3）注射充型 注射充型指用柱塞 或螺杆推动塑化后的塑料熔体快速充满 模具型腔，并使熔体在压力下冷却凝固 定型的过程。注射过程可分为充模、保 压、倒流和浇口冻结后的冷却等几个阶 段。如图4-8所示为一个注射成型周期内 注射成型系统不同部位的压力随时间变 化的曲线图。
（2）立式注射机
此注射机的结构特征是注射系统与合 模机构的轴线重合并与地面垂直，如图44a所示。该结构具有占地面积小、模具拆 装较方便、安装嵌件容易、料斗中的物料 能均匀地进入机筒等优点。但制品推出脱 模后需要人工取出，不易实现机械化或自 动化操作。另外，还有机身高、不稳定、 加料不方便、对厂房高度有一定要求等缺 点。目前，这类注塑机主要用于生产 60cm3 以下的多嵌件制品，其结构也多 为柱塞式，塑化效果不佳。
曲线1是机筒计量室中注射压力随时间变 化的曲线；曲线2是喷嘴末端的压力变化 曲线；曲线3是型腔始端（浇口处）的压 力曲线；曲线4是型腔末端的压力变化曲 线。
1）充模。 注射机柱塞或螺杆向前推 进，使机筒前端塑化好的熔体经过喷嘴
及模具浇注系统快速进入并填满闭合型 腔，这一阶段称为充模。其中tA-tB时间段 熔体充满型腔，注射压力迅速达到最大 值p1，喷嘴压力也达到一定的动态压力p2。 充型时间tA-tB是注射成型过程中最重要 的参数，因为熔体在型腔内流动时