聚合物加工工程第4章+注射成型
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2020/10/22
1)通用式喷嘴(图a)：结构简单，制造方便，无加热装 置，注射压力损失小，常用于聚乙烯、聚苯乙烯等 注射成型。是最普遍的形式。
2)延伸式喷嘴：（b、c图） 是通用式喷嘴的改进型， 加长喷嘴的长度，以满足 定模板中心孔的长度要求， 有利于增加加热装置，适 用于有机玻璃、聚甲醛、 聚碳酸酯等高粘度树脂。
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4.2.4 注射模具
作用： 赋予制品形状和尺寸。
组成： 浇注系统、成型零件 和结构零件
2020/10/22
4.2.5 注射机的基本参数及其选择
主要性能参数：注射量、注射压力、注射速率、 塑化能力、合模力
⑴注射量:指注射机的最大注射量或称公称注射量， 以PS为标准，要以质量或体积表示。注射量的 选用主要根据制品大小确定。
2.组成
柱塞式和螺杆式两种大类注射机成型过程 大致相同 不同的是前者用柱塞施压塑化而后者用螺 杆塑化 但两者组成相似 包括注射系统、合模系统、液压传动系 统和电器控制系统四部分组成。
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液压传动
合模系统
注射系统
电器控制系统
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4.2.2 注射机的注射系统
1.作用：塑化、注射和保压三方面
• （1）柱塞式注射系统 优点是结构简单； 缺点塑化不均匀、压力损失大和注射速 度慢，只适用于小注射机；
• （2）螺杆式注射系统 具有塑化效率高、 均匀性好、注射压力损失小等优点，应 用广泛。
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3.主要组成
加料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭）和喷 嘴等。
分流梭：
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4.2 注射机
4.2.1 注射机分类及组成 1. 分类 (1)按结构特点和物料塑化方式分为三种：
柱塞式：柱塞→分流梭→模具 移动螺杆式：螺杆旋转后退→塑化→前段注 射→模具 螺杆预塑化柱塞式：螺杆预塑→单向阀柱塞 注射→模具，高速、精密，适用于大型制品
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第四章 注射成型
4.1 概述 4.2 注射机 4.3 注射成型过程分析 4.4 注射成型工艺 4.5 注射成型的发展
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4.1 概述
⑴ 注射成型是将固体聚合物加热塑化成熔融体，并高 压、高速注射入模具中，赋予模腔的形状，经冷却 （或交联、硫化）成型的过程。注射成型又叫注塑 成型（=注射+模塑）。
• 应用广泛。 • 整个合模系统
有自锁作用。 • 主要缺点是动
定模开启距离 受限制。
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4.2.3.3 机械式合模系统
• 以电动机通过齿轮或 蜗轮蜗杆减速传动曲 臂的机构来实现启闭 模具和锁模。
• 优点：结构简单，制 造、使用和维护方便；
• 缺点：受频繁冲击振 动，零件易磨损，只 适用于小型注射
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3)弹簧针阀自锁式喷嘴：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀 芯实现锁闭，可防止“流涎”现象，使用方便；结 构较复杂，制造困难，流程较短，注射压力降较大， 较适用于尼龙、涤纶等熔体Βιβλιοθήκη Baidu度较低的塑料注射。
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4）液控杠杆针阀式喷嘴
• 是依靠外在液压系统通 过杠杆联动机构启闭阀 芯。
• 优点：使用方便、闭锁 可靠、压力损失小。
• 缺点：结构复杂。
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4.2.3 注射机的合模系统
它的作用是在注射时锁紧模具，而在脱模取出制品时
又能打开模具。
合模系统的基本形式可分为三大类
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4.2.3.1 液压式合模系统
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4.2.3.2 液压-机械式合模系统
⑵ 约占塑料制品总重的30%，工程塑料中80%采用注射 成型。适合形状复杂、尺寸精确的制品，属间歇生 产过程。
(3)注射成型特点：生产周期短、适应性强、生产率高 和易于自动化。
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(4) 注射成型流程：它包括塑化熔融、注射充模和冷却 定型三个基本过程。即将固态聚合物材料(粒料或粉料) 加热塑化成熔融状态；在高压作用下，高速注射入模 具中，赋予熔体模腔的形状；经冷却(对于热塑性塑料)、 加热交联(对于热固性塑料)或热压硫化(对于橡胶)而使 聚合物固化；然后开模得到与模具型腔相应的制品。
⑵注射压力:指在注射时，螺杆或柱塞端面施加于 料筒中熔料单位面积上的压力。一般为 100~150MPa。注射压力的选用应根据物料 性能、制品形状与要求进行。
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• ⑶注射速度（cm/s)、注射速率(cm3/s)、注 射时间(s)
• 注射速度慢、注射时间长、熔合缝强度低、密 度不均匀；注射速度太快，充模会出现射流。
①塑化——能在规定的时间内将规定数量的 物料均匀地熔融塑化，并达到流 动状态；
②注射——以一定的压力和速度将熔料注射 到模具型腔中去；
③保压——注射完毕后，有一段时间螺杆保 持不动，以向模腔内补充一部分 因冷却而收缩的熔科，使制品密 实和防止模腔内的物料反流：
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2.两种类型注射系统特点
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(2)按外形特征分类
即合模装置和注射装置的相对位置不同 卧式注射机：两个运动轴线呈水平排列， 普遍； 立式注射机：轴线呈垂直排列，小型、多 模； 角式注射机：轴线相互垂直，无浇口痕。
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表3-1
常用注射速率、注射时间
注射量/cm3 注射速率/(cm3/s) 注射时间/s
125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5
注射螺杆 与挤出螺杆的头部不同，一般为尖头， 目的是防止物料残存在料筒末部发生降解。为防 止逆流，有此装有止逆阀。
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喷嘴的作用：
①将熔料的压能转变为速度能，使熔体获得高速远 射程； ②具有补缩作用，在压力保持阶段，有少量的熔料 经喷嘴向模腔补缩； ③是物料受到较大的剪切作用，因而获得进一步的 塑化。 对喷嘴的要求是结构简单、阻力小、不产生“流涎” 现象，使用方便。 常用几种形式如下：
1)通用式喷嘴(图a)：结构简单，制造方便，无加热装 置，注射压力损失小，常用于聚乙烯、聚苯乙烯等 注射成型。是最普遍的形式。
2)延伸式喷嘴：（b、c图） 是通用式喷嘴的改进型， 加长喷嘴的长度，以满足 定模板中心孔的长度要求， 有利于增加加热装置，适 用于有机玻璃、聚甲醛、 聚碳酸酯等高粘度树脂。
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4.2.4 注射模具
作用： 赋予制品形状和尺寸。
组成： 浇注系统、成型零件 和结构零件
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4.2.5 注射机的基本参数及其选择
主要性能参数：注射量、注射压力、注射速率、 塑化能力、合模力
⑴注射量:指注射机的最大注射量或称公称注射量， 以PS为标准，要以质量或体积表示。注射量的 选用主要根据制品大小确定。
2.组成
柱塞式和螺杆式两种大类注射机成型过程 大致相同 不同的是前者用柱塞施压塑化而后者用螺 杆塑化 但两者组成相似 包括注射系统、合模系统、液压传动系 统和电器控制系统四部分组成。
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液压传动
合模系统
注射系统
电器控制系统
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4.2.2 注射机的注射系统
1.作用：塑化、注射和保压三方面
• （1）柱塞式注射系统 优点是结构简单； 缺点塑化不均匀、压力损失大和注射速 度慢，只适用于小注射机；
• （2）螺杆式注射系统 具有塑化效率高、 均匀性好、注射压力损失小等优点，应 用广泛。
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3.主要组成
加料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭）和喷 嘴等。
分流梭：
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4.2 注射机
4.2.1 注射机分类及组成 1. 分类 (1)按结构特点和物料塑化方式分为三种：
柱塞式：柱塞→分流梭→模具 移动螺杆式：螺杆旋转后退→塑化→前段注 射→模具 螺杆预塑化柱塞式：螺杆预塑→单向阀柱塞 注射→模具，高速、精密，适用于大型制品
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第四章 注射成型
4.1 概述 4.2 注射机 4.3 注射成型过程分析 4.4 注射成型工艺 4.5 注射成型的发展
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4.1 概述
⑴ 注射成型是将固体聚合物加热塑化成熔融体，并高 压、高速注射入模具中，赋予模腔的形状，经冷却 （或交联、硫化）成型的过程。注射成型又叫注塑 成型（=注射+模塑）。
• 应用广泛。 • 整个合模系统
有自锁作用。 • 主要缺点是动
定模开启距离 受限制。
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4.2.3.3 机械式合模系统
• 以电动机通过齿轮或 蜗轮蜗杆减速传动曲 臂的机构来实现启闭 模具和锁模。
• 优点：结构简单，制 造、使用和维护方便；
• 缺点：受频繁冲击振 动，零件易磨损，只 适用于小型注射
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3)弹簧针阀自锁式喷嘴：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀 芯实现锁闭，可防止“流涎”现象，使用方便；结 构较复杂，制造困难，流程较短，注射压力降较大， 较适用于尼龙、涤纶等熔体Βιβλιοθήκη Baidu度较低的塑料注射。
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4）液控杠杆针阀式喷嘴
• 是依靠外在液压系统通 过杠杆联动机构启闭阀 芯。
• 优点：使用方便、闭锁 可靠、压力损失小。
• 缺点：结构复杂。
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4.2.3 注射机的合模系统
它的作用是在注射时锁紧模具，而在脱模取出制品时
又能打开模具。
合模系统的基本形式可分为三大类
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4.2.3.1 液压式合模系统
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4.2.3.2 液压-机械式合模系统
⑵ 约占塑料制品总重的30%，工程塑料中80%采用注射 成型。适合形状复杂、尺寸精确的制品，属间歇生 产过程。
(3)注射成型特点：生产周期短、适应性强、生产率高 和易于自动化。
2020/10/22
(4) 注射成型流程：它包括塑化熔融、注射充模和冷却 定型三个基本过程。即将固态聚合物材料(粒料或粉料) 加热塑化成熔融状态；在高压作用下，高速注射入模 具中，赋予熔体模腔的形状；经冷却(对于热塑性塑料)、 加热交联(对于热固性塑料)或热压硫化(对于橡胶)而使 聚合物固化；然后开模得到与模具型腔相应的制品。
⑵注射压力:指在注射时，螺杆或柱塞端面施加于 料筒中熔料单位面积上的压力。一般为 100~150MPa。注射压力的选用应根据物料 性能、制品形状与要求进行。
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• ⑶注射速度（cm/s)、注射速率(cm3/s)、注 射时间(s)
• 注射速度慢、注射时间长、熔合缝强度低、密 度不均匀；注射速度太快，充模会出现射流。
①塑化——能在规定的时间内将规定数量的 物料均匀地熔融塑化，并达到流 动状态；
②注射——以一定的压力和速度将熔料注射 到模具型腔中去；
③保压——注射完毕后，有一段时间螺杆保 持不动，以向模腔内补充一部分 因冷却而收缩的熔科，使制品密 实和防止模腔内的物料反流：
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2.两种类型注射系统特点
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(2)按外形特征分类
即合模装置和注射装置的相对位置不同 卧式注射机：两个运动轴线呈水平排列， 普遍； 立式注射机：轴线呈垂直排列，小型、多 模； 角式注射机：轴线相互垂直，无浇口痕。
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表3-1
常用注射速率、注射时间
注射量/cm3 注射速率/(cm3/s) 注射时间/s
125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5
注射螺杆 与挤出螺杆的头部不同，一般为尖头， 目的是防止物料残存在料筒末部发生降解。为防 止逆流，有此装有止逆阀。
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喷嘴的作用：
①将熔料的压能转变为速度能，使熔体获得高速远 射程； ②具有补缩作用，在压力保持阶段，有少量的熔料 经喷嘴向模腔补缩； ③是物料受到较大的剪切作用，因而获得进一步的 塑化。 对喷嘴的要求是结构简单、阻力小、不产生“流涎” 现象，使用方便。 常用几种形式如下：