高分子材料成型加工工藝設(shè)計(jì)

1、 專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)題 目： 注塑工藝，擠出工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 化學(xué)化工學(xué)院 專 業(yè):高分子材料與工程 班級(jí): 1002學(xué)號(hào):201006190232學(xué)生姓名： 王鑫 導(dǎo)師姓名： 黃先威 劉擁君 劉艷麗 完成日期： 2013年 5 月 18 日 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書學(xué)院： 化學(xué)化工學(xué)院 專業(yè)： 高分子材料與工程 班級(jí)： 1001/1002 姓名： 同組人員姓名： 一 課程設(shè)計(jì)題目：注塑工藝設(shè)計(jì)，擠出工藝設(shè)計(jì)二 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求：1.查閱文獻(xiàn)資料，了解注塑機(jī)、擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作規(guī)程，了解注塑、擠出工藝的原理及參數(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；2.采用聚乙烯、聚丙烯等主要原料，采用注塑機(jī)注塑成型制備測(cè)

2、試樣品，改變注塑的參數(shù)優(yōu)化注塑工藝條件，作好實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)真實(shí)記錄并及時(shí)小結(jié)分析；3. 采用聚乙烯、聚丙烯等主要原料，采用擠出機(jī)擠出線(棒)材樣品，合作完成線(棒)材的擠出、成線(棒)、牽引、切粒等操作，改變參數(shù)優(yōu)化擠出工藝條件，作好實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)真實(shí)記錄并及時(shí)小結(jié)分析；4.歸納、分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。三課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排： 5 月 13 日至 5 月 17 日第1天 查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)工藝參數(shù)；第2天 注塑工藝；第3-4天 擠出工藝；第5天 撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。四 主要參考資料：指導(dǎo)教師： 黃先威 劉擁君 劉艷麗 教研室主任： 黃先威 教學(xué)副院長(zhǎng)： 陳建芳 2013 年 5 月 10 日 目

3、錄1 前言12 成型工藝內(nèi)容12.1 成型機(jī)械結(jié)構(gòu)及操作簡(jiǎn)介12.1.1 擠出機(jī)22.1.1.1擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能22.1.1.2 操作規(guī)程42.1.1.3 機(jī)械原理52.1.2 注射機(jī)52.1.2.1 注射機(jī)的類型52.1.2.2 注射機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能62.1.2.3 工作原理83 工藝過(guò)程83.1 PP線材的擠出工藝83.1.1 擠出工藝流程83.1.2 工藝參數(shù)設(shè)定83.1.3 擠出管材的定徑和冷卻103.1.4 管材牽引和切割103.1.5 產(chǎn)品分析113.2 PP注射成型工藝113.2.1 工藝參數(shù)的設(shè)定113.2.2 產(chǎn)品分析124 總結(jié)與討論135 參考文獻(xiàn)151 前言高分子材料成

4、型加工學(xué)科是對(duì)高分子材料專業(yè)學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練的課程。高分子材料成型加工是獲取高分子材料制品、體現(xiàn)材料特性和開發(fā)新材料的重要手段。高分子材料加工工藝設(shè)計(jì)是在高分子材料成型加工理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合高分子材料物理，化學(xué)，聚合物反應(yīng)工程等學(xué)科知識(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，獨(dú)立思考完成指定的加工設(shè)計(jì)任務(wù)。加工工藝設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，通過(guò)它我們可以體察實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性，了解實(shí)際生產(chǎn)的各種細(xì)節(jié)，把握實(shí)際工藝條件的控制，培養(yǎng)我們分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)，通過(guò)加工工藝設(shè)計(jì)，還可以培養(yǎng)我們分析，思考問(wèn)題的能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。本次加工工藝設(shè)計(jì)任務(wù)的主要內(nèi)容主要有兩條：第一，采用聚乙烯、聚丙烯等為主要原料，采

5、用注塑機(jī)注塑成型制備測(cè)試樣品，改變注塑的參數(shù)優(yōu)化注塑工藝條件，得到成型制品。第二，采用聚乙烯、聚丙烯等主要原料，采用擠出機(jī)擠出線材或管材樣品，合作完成管材擠出的定徑、成管、牽引或線材的成線、切粒等操作，改變參數(shù)優(yōu)化擠出工藝條件，獲取理想的成型制品。并在生產(chǎn)過(guò)程中，學(xué)會(huì)分析工藝問(wèn)題，優(yōu)化解決生產(chǎn)工藝，選定最適合的工藝條件和最理想的生產(chǎn)方案。注射成型技術(shù)是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可用來(lái)生產(chǎn)空間幾何形狀非常復(fù)雜的塑料制件。由于它具有應(yīng)用面廣、成型周期短、花色品種多、制件尺寸穩(wěn)定、產(chǎn)品效率高、模具服役條件好、塑料尺寸精密度高、生產(chǎn)操作容易、實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等諸方面的優(yōu)點(diǎn)。因此，在整個(gè)塑

6、料制件生產(chǎn)行業(yè)中，注射成型占有非常重要的地位。目前，除了少數(shù)幾種塑料品種外，幾乎所有的塑料(即全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料)都可以采用注塑成型。擠出成型是聚合物加工中出現(xiàn)較早的一門技術(shù),在塑料加工中占有重要的地位。經(jīng)地100多年的發(fā)展，擠出成型制品已占塑料制品總量的1/3以上。在廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐中，擠出成型的理論和技術(shù)得到不斷的深化和拓展；可加工的聚合物種類、制品結(jié)構(gòu)和制品形式越來(lái)越多；擠出工藝得到不斷的發(fā)展；擠出成型的設(shè)備得以不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，設(shè)備越來(lái)越大型化、高效率化、精密化、智能化及專用化?，F(xiàn)今，注射和擠出成型仍有大力的發(fā)展前景，還需要我輩不斷創(chuàng)新發(fā)展。2 成型工藝內(nèi)容2.1 成型機(jī)械結(jié)構(gòu)

7、及操作簡(jiǎn)介本次加工工藝設(shè)計(jì)是在學(xué)校實(shí)驗(yàn)基地，模擬工廠環(huán)境，根據(jù)塑料加工成型的機(jī)械原理，機(jī)械機(jī)構(gòu)及操作規(guī)程，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，探討尋求最適合的加工工藝參數(shù)，優(yōu)化工藝條件，生產(chǎn)出理想的產(chǎn)品。主要涉及到的是注塑機(jī)和擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)與操作。2.1.1 擠出機(jī)擠出機(jī)由加料系統(tǒng)、擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、加熱冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等主要部分組成的用于橡膠、塑料連續(xù)混合、擠出成型的裝置。包括單螺桿和雙螺桿擠出機(jī)等。本次加工工藝使用機(jī)器為單螺桿擠出機(jī)（下面簡(jiǎn)稱擠出機(jī)）。2.1.1.1擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能擠出機(jī)是由傳動(dòng)系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)、加熱和冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等幾部分組成，此外，每臺(tái)擠出機(jī)都有一些輔助設(shè)備。其中擠出系統(tǒng)是擠出成

8、型的關(guān)鍵部分，對(duì)擠出成型的質(zhì)量和產(chǎn)量起重要作用。擠出系統(tǒng)主要包括加料裝置、料筒、螺桿、機(jī)頭和口模等幾個(gè)部分組成，如下圖所示。1 擠壓系統(tǒng)擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭、和模具，塑料通過(guò)擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過(guò)程中所建立壓力下，被螺桿連續(xù)的擠出機(jī)頭。螺桿：是擠塑機(jī)的最主要部件，它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率，由高強(qiáng)度耐腐蝕的合金鋼制成。機(jī)筒：是一金屬圓筒，一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。機(jī)筒與螺桿配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實(shí)，并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料，一般機(jī)筒的長(zhǎng)度為其直徑的1530倍，以使塑料得到

9、充分加熱和充分塑化為原則。料斗：料斗底部裝有截?cái)嘌b置，以便調(diào)整和切斷料流，料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計(jì)量裝置。機(jī)頭和模具：機(jī)頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成，機(jī)頭內(nèi)裝有成型模具，機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動(dòng)，均勻平穩(wěn)的導(dǎo)入模套中，并賦予塑料以必要的成型壓力，塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí)，經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過(guò)機(jī)頭脖頸流入機(jī)頭成型模具，模芯模套適當(dāng)配合，形成截面不斷減小的環(huán)形空隙，使塑料熔體在芯線的周圍形成連續(xù)密實(shí)的管狀包覆層。為保證機(jī)頭內(nèi)塑料流道合理，消除積存塑料的死角，往往安置有分流套筒，為消除塑料擠出時(shí)壓力波動(dòng)，也有設(shè)置均壓環(huán)的。機(jī)頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置，便于調(diào)整和校

10、正模芯和模套的同心度。在機(jī)頭前部裝有均壓環(huán)，用于均衡壓力；擠包成型部分由模套座和模套組成，模套的位置可由螺栓通過(guò)支撐來(lái)調(diào)節(jié)，以調(diào)整模套對(duì)模芯的相對(duì)位置，便于調(diào)節(jié)擠包層厚度的均勻性。機(jī)頭外部裝有加熱裝置和測(cè)溫裝置。2 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿，供給螺桿在擠出過(guò)程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速，通常由電動(dòng)機(jī)、減速器和軸承等組成。而在結(jié)構(gòu)基本相同的前提下，減速機(jī)的制造成本大致與其外形尺寸及重量成正比。因?yàn)闇p速機(jī)的外形和重量大，意味著制造時(shí)消耗的材料多，另所使用的軸承也比較大，使制造成本增加。同樣螺桿直徑的擠出機(jī)，高速高效的擠出機(jī)比常規(guī)的擠出機(jī)所消耗的能量多，電機(jī)功率加大一倍，減速機(jī)的機(jī)座號(hào)相應(yīng)加大是必

11、須的。但高的螺桿速度，意味著低的減速比。同樣大小的減速機(jī)，低減速比的與大減速比的相比，齒輪模數(shù)增大，減速機(jī)承受負(fù)荷的能力也增大。因此減速機(jī)的體積重量的增大，不是與電機(jī)功率的增大成線性比例的。如果用擠出量作分母，除以減速機(jī)重量，高速高效的擠出機(jī)得數(shù)小，普通擠出機(jī)得數(shù)大。以單位產(chǎn)量計(jì)，高速高效擠出機(jī)的電機(jī)功率小及減速機(jī)重量小，意味著高速高效擠出機(jī)的單位產(chǎn)量機(jī)器制造成本比普通擠出機(jī)低。3 加熱冷卻裝置加熱與冷卻是塑料擠出過(guò)程能夠進(jìn)行的必要條件?，F(xiàn)在擠塑機(jī)通常用的是電加熱，分為電阻加熱和感應(yīng)加熱，加熱片裝于機(jī)身、機(jī)脖、機(jī)頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內(nèi)的塑料，使之升溫，以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。冷卻

12、裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的。具體說(shuō)是為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以避免溫度過(guò)高使塑料分解、焦燒或定型困難。機(jī)筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種，一般中小型擠塑機(jī)采用 風(fēng)冷比較合適，大型則多采用水冷或兩種形式結(jié)合冷卻；螺桿冷卻主要采用中心水冷，目的是增加物料固體輸送率，穩(wěn)定出膠量，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量；但在料斗處的冷卻，一是為了加強(qiáng)對(duì)固體物料的輸送作用，防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口，二是保證傳動(dòng)部分正常工作。2.1.1.2 操作規(guī)程1 開車前的準(zhǔn)備工作用于擠出成型的塑料。原材料應(yīng)達(dá)到所需要的干燥要求，必要時(shí)需作進(jìn)一步干燥。并將原料過(guò)篩除去結(jié)塊團(tuán)粒和機(jī)械雜質(zhì)。檢查設(shè)備中水、

13、電、氣各系統(tǒng)是否正常，保證水、氣路暢通、不漏，電器系統(tǒng)是否正常，加熱系統(tǒng)、溫度控制、各種儀表是否工作可靠；輔機(jī)空車低速試運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常；啟動(dòng)定型臺(tái)真空泵，觀察工作是否正常；在各種設(shè)備滑潤(rùn)部位加油潤(rùn)滑。如發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)排除。裝機(jī)頭及定型套。根據(jù)產(chǎn)品的品種、尺寸，選好機(jī)頭規(guī)格。按下列順序?qū)C(jī)頭裝好。2 開車在恒溫之后即可開車，開車前應(yīng)將機(jī)頭和擠出機(jī)法蘭螺栓再擰緊一次，以消除螺栓與機(jī)頭熱膨脹的差異，緊機(jī)頭螺栓的順序是對(duì)角擰緊，用力要均勻。緊機(jī)頭法蘭螺母時(shí)，要求四周松緊一致，否則要跑料。開車，先按“準(zhǔn)備開車”鈕，再接“開車”鈕，然后緩慢旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕，螺桿轉(zhuǎn)速慢速啟動(dòng)。然后再逐漸加快，

14、同時(shí)少量加料。加料時(shí)要密切注意主機(jī)電流表及各種指示表頭的指示變化情況。螺桿扭矩不能超過(guò)紅標(biāo)（一般為扭矩表65%-75%）。塑料型材被擠出之前，任何人均不得站于口模正前方，以防止因螺栓拉斷或因原料潮濕放泡等原因而產(chǎn)生傷害事故。塑料從機(jī)頭口模擠出后，即需將擠出物慢慢冷卻并引上牽引裝置和定型模，并開動(dòng)這些裝置。然后根據(jù)控制儀表的指示值和對(duì)擠出制品的要求。將各部分作相應(yīng)的調(diào)整，以使整個(gè)擠出操作達(dá)到正常狀態(tài)。并根據(jù)需要加足料，雙螺桿擠出機(jī)采用計(jì)量加料器均勻等速地加料。當(dāng)口模出料均勻且塑化良好可進(jìn)行牽引人定型套。塑化程度的判斷需憑經(jīng)驗(yàn)，一般可根據(jù)擠出物料的外觀來(lái)判斷，即表面有光澤、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)發(fā)泡、焦料和變

15、色，用手將擠出料擠細(xì)到一定程度不出現(xiàn)毛刺、裂口，有一定彈性，此時(shí)說(shuō)明物料塑化良好。若塑化不良則可適當(dāng)調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)筒和機(jī)頭溫度，直至達(dá)到要求。在擠出生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)按工藝要求定期檢查各種工藝參數(shù)是否正常，并填寫工藝記錄單。按質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢查型材產(chǎn)品的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取解決措施。3 停車停止加料，將擠出機(jī)內(nèi)的塑料擠光，露出螺桿時(shí)，關(guān)閉機(jī)筒和機(jī)頭電源，停止加熱。關(guān)閉擠出機(jī)及輔機(jī)電源，使螺桿和輔機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。打開機(jī)頭聯(lián)接法蘭，拆卸機(jī)頭。清理多孔板及機(jī)頭的各個(gè)部件。清理時(shí)為防止損壞機(jī)頭內(nèi)表面，機(jī)頭內(nèi)的殘余料應(yīng)用鋼律、鋼片進(jìn)行清理，然后用砂紙將粘附在機(jī)頭內(nèi)的塑料磨除，并打光，涂上機(jī)油或硅油防銹。螺桿、

16、機(jī)筒的清理，拆下機(jī)頭后，重新啟動(dòng)主機(jī)，加停車料（或破碎料），清洗螺桿、機(jī)筒，此時(shí)螺桿選用低速（sr/min左右）以減少磨損。待停車料碾成粉狀完全擠出后，可用壓縮空氣從加料口，排氣口反復(fù)吹出殘留粒料和粉料，直至機(jī)筒內(nèi)確實(shí)無(wú)殘存料后，降螺桿轉(zhuǎn)速至零，停止擠出機(jī)，關(guān)閉總電源及冷水總閥門。擠出機(jī)在擠出時(shí)應(yīng)注意的安全項(xiàng)目有：電、熱、機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)和笨重部件的裝卸等。擠出機(jī)車間必須備有起吊設(shè)備，裝拆機(jī)頭、螺桿等笨重部件，以確保安全生產(chǎn)。2.1.1.3 機(jī)械原理在原料粉末里添加水或適當(dāng)?shù)囊后w，并進(jìn)行不斷的攪拌。將攪拌好的材料，用高擠出壓力從多孔機(jī)頭或金屬網(wǎng)擠出。通常是把材料放入圓筒形容器以后，用螺桿擠出材料。在

17、使用變頻技術(shù)以后，可對(duì)壓力進(jìn)行控制，從而可以選擇最合適的線性速度。單螺桿擠出機(jī)原理單螺桿一般在有效長(zhǎng)度上分為三段，按螺桿直徑大小 螺距 螺深確定三段有效長(zhǎng)度，一般按各占三分之一劃分。料口最后一道螺紋開始叫輸送段：物料在此處要求不能塑化，但要預(yù)熱、受壓擠實(shí)，過(guò)去老擠出理論認(rèn)為此處物料是松散體，后來(lái)通過(guò)證明此處物料實(shí)際是固體塞，就是說(shuō)這里物料受擠壓后是一固體象塞子一樣，因此只要完成輸送任務(wù)就是它的功能了。第二段叫壓縮段，此時(shí)螺槽體積由大逐漸變小，并且溫度要達(dá)到物料塑化程度，此處產(chǎn)生壓縮由輸送段三，在這里壓縮到一，這叫螺桿的壓縮比3：1，有的機(jī)器也有變化，完成塑化的物料進(jìn)入到第三段。第三段是計(jì)量段，

18、此處物料保持塑化溫度，只是象計(jì)量泵那樣準(zhǔn)確、定量輸送熔體物料，以供給機(jī)頭，此時(shí)溫度不能低于塑化溫度，一般略高點(diǎn)。2.1.2 注射機(jī)注射機(jī)（又名注塑機(jī)）是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。注射成型是通過(guò)注塑機(jī)和模具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.1.2.1 注射機(jī)的類型注塑機(jī)的類型有:立式、臥式、全電式，但是無(wú)論那種注塑機(jī)，其基本功能有兩個(gè)：1）加熱塑料，使其達(dá)到熔化狀態(tài)；2）對(duì)熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。按螺桿類型劃分有柱塞式注射機(jī)、螺桿式注射機(jī)和排氣式注射機(jī)等。臥式注射機(jī)外觀圖2.1.2.2 注射機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能1 注塑系統(tǒng)注射系統(tǒng)的作用：注射系統(tǒng)是注塑機(jī)

19、最主要的組成部分之一，一般有柱塞式、螺桿式、螺桿預(yù)塑柱塞注射式3種主要形式。目前應(yīng)用最廣泛的是螺桿式。其作用是，在注塑料機(jī)的一個(gè)循環(huán)中，能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將一定數(shù)量的塑料加熱塑化后，在一定的壓力和速度下，通過(guò)螺桿將熔融塑料注入模具型腔中。注射結(jié)束后，對(duì)注射到模腔中的熔料保持定型。注射系統(tǒng)的組成：注射系統(tǒng)由塑化裝置和動(dòng)力傳遞裝置組成。螺桿式注塑機(jī)塑化裝置主要由加料裝置、料筒、螺桿、射咀部分組成。動(dòng)力傳遞裝置包括注射油缸、注射座移動(dòng)油缸以及螺桿驅(qū)動(dòng)裝置（熔膠馬達(dá)）。2合模系統(tǒng)合模系統(tǒng)的作用：合模系統(tǒng)的作用是保證模具閉合、開啟及頂出制品。同時(shí)，在模具閉合后，供給予模具足夠的鎖模力，以抵抗熔融塑料進(jìn)入模

20、腔產(chǎn)生的模腔壓力，防止模具開縫，造成制品的不良現(xiàn)狀。合模系統(tǒng)的組成：合模系統(tǒng)主要由合模裝置、調(diào)模機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、前后固定模板、移動(dòng)模板、合模油缸和安全保護(hù)機(jī)構(gòu)組成。3液壓系統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)按工藝過(guò)程所要求的各種動(dòng)作提供動(dòng)力，并滿足注塑機(jī)各部分所需壓力、速度、溫度等的要求。它主要由各自種液壓元件和液壓輔助元件所組成，其中油泵和電機(jī)是注塑機(jī)的動(dòng)力來(lái)源。各種閥控制油液壓力和流量，從而滿足注射成型工藝各項(xiàng)要求。4電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)合理配合，可實(shí)現(xiàn)注射機(jī)的工藝過(guò)程要求（壓力、溫度、速度、時(shí)間）和各種程序動(dòng)作。主要由電器、電子元件、儀表、加熱器、傳感器等組成。一般有四種控制

21、方式，手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)、調(diào)整。5加熱/冷卻系統(tǒng)加熱系統(tǒng)是用來(lái)加熱料筒及注射噴嘴的，注塑機(jī)料筒一般采用電熱圈作為加熱裝置，安裝在料筒的外部，并用熱電偶分段檢測(cè)。熱量通過(guò)筒壁導(dǎo)熱為物料塑化提供熱源；冷卻系統(tǒng)主要是用來(lái)冷卻油溫，油溫過(guò)高會(huì)引起多種故障出現(xiàn)所以油溫必須加以控制。另一處需要冷卻的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，導(dǎo)致原料不能正常下料。6潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)是注塑機(jī)的動(dòng)模板、調(diào)模裝置、連桿機(jī)鉸等處有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位提供潤(rùn)滑條件的回路，以便減少能耗和提高零件壽命，潤(rùn)滑可以是定期的手動(dòng)潤(rùn)滑，也可以是自動(dòng)電動(dòng)潤(rùn)滑；7保護(hù)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)注塑機(jī)的安全裝置主要是用來(lái)保護(hù)人、機(jī)安全的裝置。主要由安全

22、門、液壓閥、限位開關(guān)、光電檢測(cè)元件等組成，實(shí)現(xiàn)電氣機(jī)械液壓的聯(lián)鎖保護(hù)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要對(duì)注塑機(jī)的油溫、料溫、系統(tǒng)超載，以及工藝和設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況進(jìn)行指示或報(bào)警。2.1.2.3 工作原理注塑成型是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。注塑機(jī)操作項(xiàng)目包括控制鍵盤操作、電器控制系統(tǒng)操作和液壓系統(tǒng)操作三個(gè)方面。分別進(jìn)行注射過(guò)程動(dòng)作、加料動(dòng)作、注射壓力、注射速度、頂出型式的選擇，料筒各段溫度的監(jiān)控，注射壓力和背壓壓力的調(diào)節(jié)等。注塑機(jī)的工作原理：與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘

23、流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過(guò)程。一般螺桿式注塑機(jī)的成型工藝過(guò)程是：首先將粒狀或粉狀塑料加入機(jī)筒內(nèi)，并通過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)和機(jī)筒外壁加熱使塑料成為熔融狀態(tài)，然后機(jī)器進(jìn)行合模和注射座前移，接著向注射缸通人壓力油，使螺桿向前推進(jìn)，從而以很高的壓力和較快的速度將熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間和壓力保持（又稱保壓）、冷卻，使其固化成型，便可開模取出制品。注塑成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實(shí)現(xiàn)和保證成型制品質(zhì)量的前提，而為滿足成型的要求，注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時(shí)，由于注射壓力很高，相應(yīng)地在模腔中產(chǎn)生很高的壓力，因此必須有足夠大的合模力。由此可見(jiàn)

24、，注射裝置和合模裝置是注塑機(jī)的關(guān)鍵部件。3 工藝過(guò)程3.1 PP線材的擠出工藝3.1.1 擠出工藝流程擠出工藝流程一般包括原料的準(zhǔn)備、預(yù)熱、干燥、擠出成型、擠出物的定型與冷卻、支配的牽引與卷取（或切割）。工藝流程如下圖所示。3.1.2 工藝參數(shù)設(shè)定擠出機(jī)螺桿分3個(gè)區(qū)段:加料段(送料段)、熔化段(壓縮段)、計(jì)量段(均化段)，這三段相應(yīng)的對(duì)物料組成了3個(gè)功能區(qū):固體輸送區(qū)、物料塑化區(qū)、熔體輸送區(qū)。 PP管固體輸送區(qū)的料筒溫度一般控制在100140。若加料深度過(guò)低，使同體輸送區(qū)延長(zhǎng)，減少了塑化區(qū)和熔體輸送區(qū)的長(zhǎng)度，會(huì)引起塑化不良，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 PP物料塑化區(qū)的溫度控制在170190控制一該段的真空

25、度是一個(gè)重要的工藝指標(biāo)，若真空度較低，會(huì)影響排氣效果，導(dǎo)致管材中存有氣泡，嚴(yán)重降低管材的力學(xué)性能。PP管為了使物料內(nèi)部的氣體容易逸出，應(yīng)控制物料一在該段期化程度不能過(guò)高，同時(shí)還要經(jīng)常清理排氣管路以免阻塞。在管材擠出成型過(guò)程中應(yīng)該要嚴(yán)格控制好工藝參數(shù)，以得到理想的管材樣品。 （1）溫度，溫度是保證擠出過(guò)程得以順利進(jìn)行的重要條件之一。塑料從加入料斗到最后成型需要經(jīng)歷一個(gè)非常復(fù)雜的溫度變化過(guò)程，嚴(yán)格的講，擠出成型溫度應(yīng)指塑料熔體的溫度，但該溫度卻在很大程度上取決于料筒和螺桿的溫度。這是因?yàn)樗芰先垠w的熱量除一部分來(lái)于料筒中混合時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱以外，大部分是料筒外部的加熱器所提供的。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中為了

26、方便起見(jiàn)，經(jīng)常用料筒溫度近似表示成型溫度。 （2）壓力。在擠出過(guò)程中，由于熔體的黏滯、螺桿曹深度的變化，以及過(guò)濾板和口模澄產(chǎn)生的阻礙，使得沿料筒軸線方向，熔體內(nèi)部建立起一定的壓力。這種壓力的建立使物料均勻密實(shí)，這時(shí)得到合格塑件重要條件之一。與溫度不一樣，壓力隨時(shí)間的變化也會(huì)產(chǎn)生周期性波動(dòng)。這種波動(dòng)同樣對(duì)塑件有不利的影響，產(chǎn)生局部疏松、表面不平、彎曲等缺陷。產(chǎn)生壓力波動(dòng)的原因有螺桿與料筒的設(shè)計(jì)不合理，螺桿轉(zhuǎn)速的變化，加熱冷卻系統(tǒng)不穩(wěn)定等。塑料機(jī)械為減小壓力波動(dòng)，應(yīng)合理控制螺桿轉(zhuǎn)速，保證加熱和冷卻獲得較高的溫度精度。 （3）擠出速度。擠出速度是指單位時(shí)間內(nèi)由擠出機(jī)機(jī)頭和口模中擠出塑化好的物料量或塑

27、件長(zhǎng)度，它表正著擠出機(jī)的生產(chǎn)能力的高低。影響擠出速度的因素很多：如機(jī)頭、螺桿和料筒的結(jié)構(gòu)、螺桿的轉(zhuǎn)速、加熱冷卻系統(tǒng)和塑料的性能等。在擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和塑料品種及制品類型已確定的情況下，擠出速度僅于螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)，因此，調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速是控制擠出速度的主要措施。擠出速度在生產(chǎn)過(guò)程中也存在波動(dòng)，這對(duì)產(chǎn)品形狀和尺寸精度有顯著的不良的影響。為了保證擠出速度均勻，應(yīng)選用一制品響應(yīng)的螺桿，嚴(yán)格控制螺桿轉(zhuǎn)速，嚴(yán)格控制溫度，可防止因溫度變化而引起的擠出壓力和熔體速度變化，從而導(dǎo)致擠出速度的變化。(4) 牽引速度。擠出成型主要生產(chǎn)長(zhǎng)度連續(xù)的制品，因此必須設(shè)置牽引裝置。從機(jī)頭和口模中擠出的塑料制品，在牽引力作用下將會(huì)發(fā)生拉

28、伸取向。拉伸取向程度越高，制品沿取向方向的拉伸強(qiáng)度也越大，但冷卻后長(zhǎng)度收縮也大。通常情況下，牽引速度應(yīng)于擠出速度相匹配。牽引速度與擠出速度的比值稱牽引比，其值鼻息等于或大于1。3.1.3 擠出管材的定徑和冷卻 物料從口模擠出時(shí)，溫度可達(dá)180度，為避免熔融態(tài)管坯在重力下變形，應(yīng)立即進(jìn)行定徑和冷卻。管材的定徑及初步冷卻都是由定徑套完成的。定徑方法分為外徑定徑和內(nèi)徑定徑兩大類。我國(guó)塑料管材尺寸均以外徑帶公差，故大多采用外徑定位法生產(chǎn)管材。外徑定位方法很多，采用最廣泛的是內(nèi)壓法和真空法。我們工藝過(guò)程中所運(yùn)用的是真空定徑法。真空定徑法 該法是通過(guò)抽真空的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)管子的冷卻定型的。按照定徑裝置結(jié)構(gòu)，有

29、多種形式，現(xiàn)介紹兩種。 真空水槽定徑裝置 國(guó)外多采用這種定徑裝置，定徑原理是，水槽上面用金屬壓蓋及墊圈緊固，使其形成密封狀態(tài)。薄壁鋼管或鋁鋼管制成的帶真空孔的定徑套用法蘭固定在水槽中。在工作狀態(tài)時(shí)要充分浸沒(méi)管子.由水環(huán)式真空泵抽真空，使抽出的水、空氣混合物的流量比水槽的流量大，而形成130 - 380mm水銀柱的真空。進(jìn)人浸沒(méi)在水里的定徑套的管坯其內(nèi)部的大氣壓就把管壁壓向定徑套的內(nèi)壁而被冷卻、初步定型，再進(jìn)入水槽中，在管子內(nèi)部大氣壓的作用下繼續(xù)冷卻。 采用這種定徑方法具有下列優(yōu)點(diǎn)：使用同一機(jī)頭口模，可通過(guò)選擇不同直徑的定徑套及控制真空度來(lái)使管坯膨脹和縮小，而獲得不同直徑的管子；管材冷卻充分、由

30、于毛細(xì)管作用，水在定徑套和管子之間起潤(rùn)滑作用，從而減小摩徐力，管材表面光潔，引管容易、牽引力小。 管材經(jīng)過(guò)定徑套之后尚未充分冷卻，必須加設(shè)冷卻水槽或噴淋箱(尤其是內(nèi)壓法和真空定徑套法)，其長(zhǎng)度取決于管材直徑、管壁厚度，管材溫度、冷卻方式、冷卻水溫、牽引速度和塑料的種類等因素。一般要求冷卻后管子平均溫度為30度。3.1.4 管材牽引和切割(1)牽引裝置 為克服管材在冷卻定型過(guò)程中所產(chǎn)生的摩擦力，一使管材以均勻的速度引出并調(diào)節(jié)管子壁厚，以獲得最終要求的管材，在冷卻槽后必須加設(shè)牽引裝置。對(duì)牽引裝置的要求是：應(yīng)在一定范圍內(nèi)平滑地?zé)o級(jí)變速。在牽引過(guò)程中，牽引速度恒定。牽引夾緊力要適中并能調(diào)節(jié)，牽引過(guò)程中

31、不打滑、跳動(dòng)和展動(dòng)，防止管材永久變形。(2)切割裝置當(dāng)牽引裝置送出冷卻定型后的管子達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度后，即開動(dòng)切割裝置將管子切斷。當(dāng)硬管達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度后，由行程開關(guān)發(fā)出信號(hào)使夾緊機(jī)構(gòu)抱緊管子，接著電機(jī)驅(qū)動(dòng)使圓鋸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)將管子送進(jìn)圓鋸切斷。3.1.5 產(chǎn)品分析（1）產(chǎn)品變成了棒材，這是由于在成型過(guò)程中進(jìn)行真空定徑法步驟時(shí)真空度不夠，造成了制品的粘結(jié)無(wú)中空現(xiàn)象。在實(shí)施過(guò)程中應(yīng)想辦法使真空水槽盡可能地處于真空狀態(tài)下。（2）產(chǎn)品直徑大小不一，這是由于真空度不夠和牽引力不穩(wěn)定的原因。在實(shí)施過(guò)程中要使真空度盡可能的好，牽引力盡可能的穩(wěn)定。生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題是不確定的，這需要我們冷靜的觀察，思考，及時(shí)

32、的優(yōu)化工藝參數(shù)。3.2 PP注射成型工藝注塑機(jī)是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已經(jīng)俗話好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過(guò)程。注射成型是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻起模取件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。工藝流程圖，如下圖所示。3.2.1 工藝參數(shù)的設(shè)定（1）料筒溫度對(duì)于流動(dòng)性不好的材料，溫度設(shè)定要高些；薄的產(chǎn)品溫度要設(shè)定要高10-20。上下限±30。（2）噴嘴溫度一般略低于料筒的最高溫度。（3）模具溫度對(duì)于熔融黏度較低的塑料，一般選擇較低的模溫；反之，熔融黏度高的塑料必須選擇較高模溫。（4）塑化壓

33、力（背壓）螺桿的背壓一般為注射壓力的5%20%。3.2.2 產(chǎn)品分析 以下是工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的PP成型制品成型過(guò)程參數(shù)設(shè)定為：（1）鎖模慢速快速低壓高壓壓力（bar）205040100流量（%）25322522位置（mm）1808035（2）射膠一段二段三段四段壓力（bar）80656060流量（%）70656565位置（mm）2.52.50.00.0（3）開模慢速快速中速低速壓力（bar）80453015流量（%）15282321位置（mm）30.0100.0120.0200.0（4）保壓一級(jí)二級(jí)三級(jí)壓力（bar）474540流量（%）454935時(shí)間（s）3.00.00.射出總時(shí)間5.0秒 （5）溫度射咀一段二段三段四段五段實(shí)際T（）