几种注塑成型技术要点

河南机电高等专科学校

先进制造技术课程论文

论文题目：几种注塑成型技术、技术特点、应用

情况分析研究

系部：机械工程系

专业：机械制造与自动化

班级：机制113

学生姓名

学号：110114311

指导教师：

2013年10 月10 日

绪论

隨著塑料工業的迅速發展，塑料成型設備也得以相應的發展，塑料成型加工的方法很多，其中注射成型是最重要的成型方法之一，注塑成型占塑料制品占總量的30%以上。注射成型是使熱塑性或熱固性模塑料先在加熱機筒中均勻塑化。而后由柱塞或移動螺杆推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。注塑成型具有一次能成型形狀復雜，尺寸精度高和帶有金屬嵌件等特點。

第一章注塑成型技术介绍

1.1引言

注塑成型即成注射成型或者注射模塑，使热塑性塑料的一种重要成型方法。迄今为止除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特点是生产周期快、适应性强、生产效率高自动化高，因此可以广泛的应用与塑料制品的生产中。从塑料产品的形状来看。除了管、棒、板等型材不能采用此方法生产外、其他都可以用此方法成型；它所生产的产品占目前塑料制品生产的20%~30%。

1.1.1注塑成型技术的发展

近年来无论在注塑理论和实践方面，还是在注塑工艺和成型设备方面都有较深的研究和进展。

注塑时，首先遇到的是注塑的可成型性，这是衡量塑料能否快速和容易地成型出合乎质量要求的品。并希望能在满足质量要求的前提下，以最短注塑周期进行高效率生产。

不同的高分子材料对其加工的工艺条件及设备的感性别很大，材料性和工艺条件将最终影响塑料制品的理机械性能，因此全面了解注塑周期内的工作程序，搞清可成型性和成型工艺条件及各种因素的相互作用和影响，对注塑加工有重要意义。

在对充模压力的影响实验表明：高聚物的非牛顿特性越强，则需要的压越低；结晶型比非结晶型高聚物制品有更大的收收缩，在相变中比容变化较大。

在对注塑过程中大分子取向的机理研究证明聚合物熔体受

剪切变形时，大分子由无规卷曲状态解开，并向流动方向延伸和有规则的排列，如果熔体很快冷却到相变温度以下，则大分子没有足够的时间松和恢复到它原来的无规则卷曲的构象程度，这时的聚合物就要处于冻结取向状态，这种冻结取向使注塑制品在双折射热传导以及力学性质方面显示出各向导性。由于流变学和聚

合物凝固过程的形变原因，制品取向可能在一个方向占优势形成单轴取向，也可能在两个方向上占优势，形成双轴取向。双轴取向会使制品得到综合的机械特性，所以在注塑制品中总希望得到双轴取向制品。而在纡维抽丝过程中却希望得到单轴取向。

对于取向分布的试验表明：取向最大是发生在距离制件表面20%的厚度处，发现取向程度随熔体温度与模温减小而增加，而提高注射压力或延长注射时间会增加制品的取向程度。

对聚苯乙烯试样表明：拉伸强度在平行取向方向上随取向度增加而提高，在垂直方向上则下降。

对聚甲醛的观察表明：注射时间的加长会使过渡晶区的厚度增加，注射压力的提高会使制品断裂伸长加大。

测试表明：注塑的残余应力与应变对制品质量有着重要影响，一般注塑制品有三种残余应变形式；A伴随热应力而产生的应变，B与分子冻结取向相关的残余应变，C形体应变，对一般塑料而言注射压力的增加会增加制品中的残余应力，而对AB S不十分明显。

对于制件拉伸特点的分布研究表明：一般聚合物的密度增加会提高拉伸强度，断裂伸长率和硬度，使冲击强度降低。

综上所述，如何能把这些理论应用到生产实践中去，改善工艺过程中的控制以减少材料，劳动量，达到缩短周期和减少废品的目的。

1.2注塑成型工艺流程

注塑成型过程一般包括加料、塑化、注射、冷却和脱模几个步骤。由于注射成型是一种间歇过程，因此保持定量加料，以保证操作稳定、塑料均匀最终获得良好制品。加料过多、受热时间过长等容易引起物料的热降解，同时注塑机的功率损耗增加；加料过少时，料桶内缺少传递介质，模腔内塑料熔体压力降低，难于补塑，容易引起制品出现收缩、凹陷、空洞等缺陷。加入的塑料在料筒中加热，由固体粒子转

变为熔体，经过混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推到塑料桶前端；经过喷嘴、模具浇注系统进入并填满型腔，这一阶段称为“充模”。在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模中。使模腔中的塑料能形成完整而致密的的制品，这一阶段称为“保压”。当浇注系统中的塑料硬化后，继续保压以不再需要，因此可退回柱塞和螺杆，并加入新料；卸除料桶内塑料中的压力，同时并通入冷水、油或空气等冷却介质，对模具进行进一步冷却；这一阶段称为“冷却”。实际上冷却过程从塑料从注射入模腔就开始了，它包括从充模完成，保压到脱模前这一段时间。制品冷却到所需的温度后，就可以人工或机械方式脱模。所以注塑过程通常由塑化、冲模、保压、冷却和脱模等五个工序组成

。

1.3注塑成型设备

注塑成型机是注塑成型的主要设备；注塑机的类型和规格很多，目前其规格已经统一，以用注塑机‘一次所能注射的聚苯乙烯。克’为标准。但对于其分类还没有统一的意见。有按外形特征分类的，分为立式、卧式、旋转式；也有按塑料在料筒中的塑化方式分类的；也有按结构分类的，分为主赛事和螺杆式。目前多采用按结构特征来区分，并适当考虑外形。所以可分为柱塞式和螺杆式两类。最大注射量在60克以下的注塑机通常为柱塞式，60可以上的多数为移动螺杆式。

注塑机主要有注射系统、锁模系统、模具三部分组成。

1.4注塑成型工艺的主要影响因素

1.4.1料温

塑料的温度是由料筒控制的，多以料筒温度关系到塑料

的塑化质量。选定料筒的温度是，主要着眼于保证塑料塑化良好，能顺利实现注射而又不一起塑料局部降解等。

1.4.2模具温度

塑料充模后在模腔中冷却僵化而得到所需的形状。模具的温度影响物料熔体充满时的流动行为，并影响塑料制品的性能。模具的温度实际上决定了塑料熔体体的冷却速度，模具温度是有冷却介质控制的！

1.4.3注射压力

注射压力推动塑料熔体向料筒前端流动，塑料充满模腔而成形，所以它是塑料充满和成型的重要因素。它主要有三个方面的作用：（1）推动料筒中塑料箱前端移动，同时使塑料混合和塑化，柱塞必须提供克服固体塑料粒子和熔体在料筒和喷嘴中流动是所引起的阻力；（2）充模阶段注射压力应克服浇注系统和型腔对塑料的流动阻力，并使塑料获得足够的充模速度及流动长度，使塑料在冷却前能充满型腔；（3）保压阶段注射压力能压实模腔中的塑料，并对塑料因冷却而产生的收缩进行补料，时从不同方向先后进入模腔中的塑料融为一体，从而使制品保持形状精确，获得所需要的性能。

1.4.4注射周期和注射速度

完成一次注射成型所需的时间称注射周期。它由注射、保压时间、冷却和加料时间以及开模、辅助作业和闭模时间组成。

注射速度常用单位时间内柱塞移动的距离表示，有时也用重量或容积流率表示；注射速度主要影响塑料熔体在模腔内流动的行为，并影响模腔内压力、温度以及制品的性能。