第九章 塑料制品的注塑成型

1、第九章第九章 塑料制品的注射成型塑料制品的注射成型塑料制品的注射成型塑料制品的注射成型注射成型注射成型就是將粒狀或粉狀塑料加入到注射就是將粒狀或粉狀塑料加入到注射機(jī)的料筒，經(jīng)加熱熔化呈流動狀態(tài)，然后在機(jī)的料筒，經(jīng)加熱熔化呈流動狀態(tài)，然后在注射機(jī)的柱塞或螺桿快速而又連續(xù)的壓力下，注射機(jī)的柱塞或螺桿快速而又連續(xù)的壓力下，從料筒前端的噴嘴中以很高的壓力和很快的從料筒前端的噴嘴中以很高的壓力和很快的速度注入到閉合的模具內(nèi)。充滿模腔的熔體速度注入到閉合的模具內(nèi)。充滿模腔的熔體在受壓的情況下，經(jīng)冷卻（熱塑性塑料）或在受壓的情況下，經(jīng)冷卻（熱塑性塑料）或加熱（熱固性塑料）固化后，開模得到與模加熱（熱固性塑料

2、）固化后，開模得到與模具型腔相應(yīng)的制品。具型腔相應(yīng)的制品。塑料制品的注射成型特點塑料制品的注射成型特點o 間歇操作過程間歇操作過程o 成型周期短成型周期短o 生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高o 一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確的制品一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確的制品o 成型適應(yīng)性強(qiáng)，制品種類繁多成型適應(yīng)性強(qiáng)，制品種類繁多o 容易實現(xiàn)容易實現(xiàn) 生產(chǎn)自動化，生產(chǎn)自動化，o 應(yīng)用應(yīng)用: :幾乎所有的熱塑性塑料，多種熱固性幾乎所有的熱塑性塑料，多種熱固性塑料，橡膠制品。塑料，橡膠制品。 9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的

3、基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)規(guī)格：規(guī)格：o 注塑機(jī)規(guī)格：注塑機(jī)規(guī)格：注射容量或注射容量注射容量或注射容量/ /鎖模力鎖模力表示法。反映了注射機(jī)的加工能力。表示法。反映了注射機(jī)的加工能力。o 注射量：注射量：注射螺桿（或柱塞）作一次最大注注射螺桿（或柱塞）作一次最大注射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量。射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量。o 鎖模力：鎖模力：合模機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的最大模具閉緊合模機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的最大模具閉緊力，反映了注射機(jī)成型制品面積的大小。力，反映了注射機(jī)成型制品面積的大小。9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分類分類o 按塑料在料筒中的塑化方式分為兩類：柱塞式和按塑料在料筒

4、中的塑化方式分為兩類：柱塞式和螺桿式螺桿式 柱塞式：注射量一般柱塞式：注射量一般60g60g以下，不適于熱敏性，流以下，不適于熱敏性，流動性差的塑料。動性差的塑料。o 按外形特征分為：立式，臥式，直角式等。按外形特征分為：立式，臥式，直角式等。o 按用途：熱塑性塑料通用型，熱固性塑料型，發(fā)按用途：熱塑性塑料通用型，熱固性塑料型，發(fā)泡型，排氣型，高速型，多色，精密泡型，排氣型，高速型，多色，精密o 按合模機(jī)構(gòu)：機(jī)械式，液壓式，液壓機(jī)械式按合模機(jī)構(gòu)：機(jī)械式，液壓式，液壓機(jī)械式9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)高速

5、、精密和大高速、精密和大型注射裝置及低型注射裝置及低發(fā)泡注射方面有發(fā)泡注射方面有發(fā)展和應(yīng)用發(fā)展和應(yīng)用9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)：主要技術(shù)參數(shù)： 包括注射、合模、綜合性能等三個方面，包括注射、合模、綜合性能等三個方面，如公稱注射量、螺桿直徑及有效長度、注如公稱注射量、螺桿直徑及有效長度、注射行程、注射壓力、注射速度、塑化能力、射行程、注射壓力、注射速度、塑化能力、合模力、開模力、開模合模速度、開模行合模力、開模力、開模合模速度、開模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循程、模板尺寸、推出行程

6、、推出力、空循環(huán)時間、機(jī)器的功率、體積和質(zhì)量等。環(huán)時間、機(jī)器的功率、體積和質(zhì)量等。9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 注射機(jī)主要由注射系統(tǒng)、鎖模注射機(jī)主要由注射系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)、液壓傳動及電器控制系統(tǒng)、系統(tǒng)、液壓傳動及電器控制系統(tǒng)、注射模具組成。注射模具組成。9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注射系統(tǒng)：注射系統(tǒng)：使塑料均勻地塑化并達(dá)到流動狀態(tài)在很高的壓力使塑料均勻地塑化并達(dá)到流動狀態(tài)在很高的壓力和較快的速度下，通過螺桿或柱塞將熔體推擠注射入模。和較快的速度下，通過螺桿或柱塞將熔體推擠注射入模。鎖摸系統(tǒng)：鎖摸系統(tǒng)：實現(xiàn)模具的開閉動作，實現(xiàn)模具的開閉動作，在成型時提供足夠的夾在成型時提供

7、足夠的夾緊力使模具鎖緊，防止溢邊，緊力使模具鎖緊，防止溢邊，開模時推出模內(nèi)制件。開模時推出模內(nèi)制件。液壓及電器控制系統(tǒng)：液壓及電器控制系統(tǒng)：保證注射機(jī)在塑化、注射、固化成型各保證注射機(jī)在塑化、注射、固化成型各個工藝過程中按預(yù)定要求和動作程序準(zhǔn)確有效地工作。目前常個工藝過程中按預(yù)定要求和動作程序準(zhǔn)確有效地工作。目前常用的注射機(jī)一般是由油泵作壓力來源，用的注射機(jī)一般是由油泵作壓力來源， 通過電器控制系統(tǒng)，可通過電器控制系統(tǒng)，可將高將高(低低)壓油經(jīng)壓力分配裝置送往鎖模系統(tǒng)，使模具開啟和閉壓油經(jīng)壓力分配裝置送往鎖模系統(tǒng)，使模具開啟和閉合退回，或送往注射系統(tǒng)使螺桿合退回，或送往注射系統(tǒng)使螺桿(或柱塞或

8、柱塞)前進(jìn)或后退。前進(jìn)或后退。模具：模具：利用本身特定形狀，使塑料利用本身特定形狀，使塑料(或聚合物或聚合物)成型為具有成型為具有定定形狀和尺寸的制品。形狀和尺寸的制品。9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注射系統(tǒng)：料斗、料筒、螺桿注射系統(tǒng)：料斗、料筒、螺桿 ( (柱塞式注射機(jī)為柱柱塞式注射機(jī)為柱塞和分流梭塞和分流梭) ) 噴嘴等。噴嘴等。料斗：料斗：設(shè)有計量裝置，使加入料筒的塑料與從料筒注設(shè)有計量裝置，使加入料筒的塑料與從料筒注入模具的料量相等。入模具的料量相等。料筒：料筒：柱塞式料筒較大，使塑料有足夠的傳熱時間和柱塞式料筒較大，使塑料有足夠的傳熱時間和傳熱面積。傳熱面積。分流梭：分流梭

9、：使料分為薄層，塑料流體分流和收斂，縮短使料分為薄層，塑料流體分流和收斂，縮短傳熱導(dǎo)程，產(chǎn)生剪切摩擦熱，加強(qiáng)混合塑化，提高柱傳熱導(dǎo)程，產(chǎn)生剪切摩擦熱，加強(qiáng)混合塑化，提高柱塞式注射機(jī)的生產(chǎn)效率及制品質(zhì)量。塞式注射機(jī)的生產(chǎn)效率及制品質(zhì)量。9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注射螺桿與擠出螺桿在結(jié)構(gòu)上有如下區(qū)別：注射螺桿與擠出螺桿在結(jié)構(gòu)上有如下區(qū)別： 1) 1) 長徑比較小，在長徑比較小，在10-1510-15。壓縮比較小，在。壓縮比較小，在2-2.52-2.5之間。之間。 2) 2) 均化段長度較短，但螺槽深度較深，可提高產(chǎn)量。均化段長度較短，但螺槽深度

10、較深，可提高產(chǎn)量。加料段較長，約為螺桿長度的一半，提高塑化量。加料段較長，約為螺桿長度的一半，提高塑化量。 3)3)注射螺桿的頭部呈尖頭型，與噴嘴能很好的吻合。注射螺桿的頭部呈尖頭型，與噴嘴能很好的吻合。 注射螺桿起預(yù)塑化和注射作用，是間歇操作過程，注射螺桿起預(yù)塑化和注射作用，是間歇操作過程，它對物料的塑化能力、操作時的壓力穩(wěn)定以及操作連續(xù)它對物料的塑化能力、操作時的壓力穩(wěn)定以及操作連續(xù)性等要求沒有擠出螺桿那么嚴(yán)格。性等要求沒有擠出螺桿那么嚴(yán)格。 9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)擠出螺桿擠出螺桿9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注射螺桿注射螺桿9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本

11、結(jié)構(gòu)噴嘴：噴嘴： 1) 1) 連接料筒和模具的通道。連接料筒和模具的通道。 2) 2) 具有一定的射程。具有一定的射程。 3)3)內(nèi)徑從入口至出口逐漸收斂。內(nèi)徑從入口至出口逐漸收斂。 4 4）剪切塑化剪切塑化 ）結(jié)構(gòu)與物料流動性有關(guān)。結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，）結(jié)構(gòu)與物料流動性有關(guān)。結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，不出現(xiàn)流涎現(xiàn)象?？煞譃橥ㄓ檬剑由焓?，彈簧不出現(xiàn)流涎現(xiàn)象?？煞譃橥ㄓ檬剑由焓?，彈簧針閥式。針閥式。9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)通用式：通用式：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，無加結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，無加熱裝置，壓力損失小，應(yīng)用：熱裝置，壓力損失小，應(yīng)用：PE，PP，PS，PVC等通用塑料等通用塑料延伸式

12、：延伸式：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，有加結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，有加熱裝置，壓力損失小，應(yīng)用：熱裝置，壓力損失小，應(yīng)用：PMMA，POM，PC，PSF等高黏等高黏度塑料度塑料彈簧針閥式：彈簧針閥式：自鎖式噴嘴，結(jié)構(gòu)復(fù)自鎖式噴嘴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，流程短，壓力損失雜，制造困難，流程短，壓力損失較大，應(yīng)用：較大，應(yīng)用：PA，PET等低黏度等低黏度塑料塑料9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)鎖模系統(tǒng)：鎖模系統(tǒng)：啟閉模具系統(tǒng)的夾持力大小及其穩(wěn)定性對啟閉模具系統(tǒng)的夾持力大小及其穩(wěn)定性對注射制品的質(zhì)量及其尺寸準(zhǔn)確性都有很大的關(guān)系。注射制品的質(zhì)量及其尺寸準(zhǔn)確性都有很大的關(guān)

13、系。 最常見的鎖模系統(tǒng)：最常見的鎖模系統(tǒng)：9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)液壓傳動與電器控制系統(tǒng)：液壓傳動與電器控制系統(tǒng)：o 為保證注射機(jī)實現(xiàn)塑化、注射、固化成為保證注射機(jī)實現(xiàn)塑化、注射、固化成型各個工藝過程的預(yù)定要求和動作程序型各個工藝過程的預(yù)定要求和動作程序設(shè)置的動力和控制系統(tǒng)。設(shè)置的動力和控制系統(tǒng)。o 包括：電動機(jī)、油泵、管道、各類閥件包括：電動機(jī)、油泵、管道、各類閥件和其他液壓元件及電器控制箱等。和其他液壓元件及電器控制箱等。o 一般注射機(jī)以油泵為壓力來源?，F(xiàn)發(fā)展一般注射機(jī)以油泵為壓力來源。現(xiàn)發(fā)展全電動注射機(jī)。全電動注射機(jī)。9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注射模具：注射

14、模具：澆注系統(tǒng)、成型部件和結(jié)構(gòu)零件等三大澆注系統(tǒng)、成型部件和結(jié)構(gòu)零件等三大部分組部分組 成。成。澆注系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)：塑料熔體從噴嘴進(jìn)入型腔前的流道部分，塑料熔體從噴嘴進(jìn)入型腔前的流道部分，包括主流道、分流道、冷料井和澆口等。包括主流道、分流道、冷料井和澆口等。成型部件：成型部件：構(gòu)成制品形狀的部件，包括動模、定模、構(gòu)成制品形狀的部件，包括動模、定模、型腔、型芯和排氣孔等。型腔、型芯和排氣孔等。結(jié)構(gòu)零件：結(jié)構(gòu)零件：構(gòu)成模具的各種零件，包括導(dǎo)向柱、脫構(gòu)成模具的各種零件，包括導(dǎo)向柱、脫模裝置、抽芯機(jī)構(gòu)等模裝置、抽芯機(jī)構(gòu)等。9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.1 注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)注塑機(jī)的基本結(jié)

15、構(gòu)注射模具：澆注系統(tǒng)、成型部件和結(jié)構(gòu)零件等三大注射模具：澆注系統(tǒng)、成型部件和結(jié)構(gòu)零件等三大部分組部分組 成。成。9.2 注射機(jī)的工作過程注射機(jī)的工作過程o 合模與鎖緊：注射機(jī)的成型周期一般以合合模與鎖緊：注射機(jī)的成型周期一般以合模為起點。模為起點。低壓快速合模，高壓鎖模低壓快速合模，高壓鎖模。o 注射裝置前移：使噴嘴和模具澆道口貼合。注射裝置前移：使噴嘴和模具澆道口貼合。o 注射：注射螺桿或柱塞前移，以高速高壓注射：注射螺桿或柱塞前移，以高速高壓將料筒前部的熔體注入型腔，并從模具分將料筒前部的熔體注入型腔，并從模具分型面排氣。型面排氣。9.2 注射機(jī)的工作過程注射機(jī)的工作過程o 保壓：補(bǔ)充熔體

16、冷卻收縮產(chǎn)生的缺料，直保壓：補(bǔ)充熔體冷卻收縮產(chǎn)生的缺料，直到澆口凍結(jié)。保證制品的致密性、尺寸精到澆口凍結(jié)。保證制品的致密性、尺寸精度和強(qiáng)度。度和強(qiáng)度。o 制品冷卻與預(yù)塑化：澆口凍結(jié)后，卸去保制品冷卻與預(yù)塑化：澆口凍結(jié)后，卸去保壓壓力，制品的繼續(xù)冷卻定型與螺桿的預(yù)壓壓力，制品的繼續(xù)冷卻定型與螺桿的預(yù)塑化同時進(jìn)行。塑化同時進(jìn)行。9.2 注射機(jī)的工作過程注射機(jī)的工作過程o 注射裝置的后退和開模頂出制品：注射裝注射裝置的后退和開模頂出制品：注射裝置的后退是防止噴嘴與冷模接觸使噴嘴內(nèi)置的后退是防止噴嘴與冷模接觸使噴嘴內(nèi)的物料溫度過低影響注射。冷卻定型后開的物料溫度過低影響注射。冷卻定型后開啟模具頂出制品

17、。啟模具頂出制品。9.3 注射過程原理注射過程原理 熱塑性塑料的注射過程包括熱塑性塑料的注射過程包括加料、塑化、注射充模、冷卻加料、塑化、注射充模、冷卻固化和脫模等工序，其中關(guān)鍵固化和脫模等工序，其中關(guān)鍵是是 塑 化 、 流 動塑 化 、 流 動 和和 冷 卻冷 卻 。9.3 注射過程原理注射過程原理一、塑化過程：一、塑化過程：塑化：使物料在料筒內(nèi)受熱達(dá)到充分熔塑化：使物料在料筒內(nèi)受熱達(dá)到充分熔融狀態(tài)，且具有良好可塑性。融狀態(tài)，且具有良好可塑性。要求：要求：塑化質(zhì)量良好，塑化效率高塑化質(zhì)量良好，塑化效率高塑化質(zhì)量：塑化質(zhì)量：熔體溫度均勻性，組分均勻性，密度均熔體溫度均勻性，組分均勻性，密度均勻

18、性，黏度均勻性勻性，黏度均勻性塑化效率（塑化能力）：塑化效率（塑化能力）：單位時間內(nèi)，料筒熔化塑單位時間內(nèi)，料筒熔化塑料的質(zhì)量料的質(zhì)量9.3 注射過程原理注射過程原理料筒溫度料筒溫度加熱時間加熱時間螺桿轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速背壓背壓工藝條件工藝條件塑化質(zhì)量和塑塑化質(zhì)量和塑化效率取決于化效率取決于塑料受熱情況塑料受熱情況（料筒外加熱）（料筒外加熱）受到剪切作用受到剪切作用（剪切摩擦熱，（剪切摩擦熱，混合分散）混合分散）背壓：螺桿后退時所受到的阻力。背壓背壓：螺桿后退時所受到的阻力。背壓，螺桿后退慢，螺桿后退慢，加熱塑化時間長，摩擦熱加熱塑化時間長，摩擦熱，熔體溫度，熔體溫度，塑化質(zhì)量，塑化質(zhì)量，塑塑化效率

19、化效率9.3 注射過程原理注射過程原理1.1.熱均勻性：熱均勻性：用加熱效率用加熱效率E E表示，表示，E E值高，有利值高，有利于塑料的塑化。于塑料的塑化。)()(00TTTTEwT T塑料實際達(dá)到的溫度塑料實際達(dá)到的溫度T T0 0塑料初始溫度塑料初始溫度T Tw w料筒內(nèi)壁溫度料筒內(nèi)壁溫度9.3 注射過程原理注射過程原理E E值影響因素：值影響因素：o 增加料筒長度和傳熱面積，或延長塑料的受增加料筒長度和傳熱面積，或延長塑料的受熱時間和增大塑料的熱擴(kuò)散速率，可提高熱時間和增大塑料的熱擴(kuò)散速率，可提高T T值，從而提高值，從而提高E E值。值。C- -熱傳導(dǎo)系數(shù)熱傳導(dǎo)系數(shù)熱擴(kuò)散速率熱擴(kuò)散速

20、率C C比熱比熱密度密度9.3 注射過程原理注射過程原理E E值影響因素：值影響因素：o 料層厚度料層厚度，E E值提高。例如，柱塞式注射值提高。例如，柱塞式注射機(jī)料筒前端的分流梭。機(jī)料筒前端的分流梭。o 塑料溫度分布也影響塑料溫度分布也影響E E值。值。E E值不應(yīng)小于值不應(yīng)小于0.80.89.3 注射過程原理注射過程原理2.2.塑化能力：塑化能力：柱塞式注射機(jī)取決于加熱料筒的柱塞式注射機(jī)取決于加熱料筒的塑化能力和注射成型周期。塑化能力和注射成型周期。影響因素：影響因素：停留時間，加熱溫度，塑料性質(zhì)，停留時間，加熱溫度，塑料性質(zhì)，傳熱面積，加熱物料的體積。傳熱面積，加熱物料的體積。tWqm6

21、 . 3qm-塑化能力，塑化能力，kg/hW-注射量，注射量，gt-一個注射周期，一個注射周期，s9.3 注射過程原理注射過程原理9.3 注射過程原理注射過程原理螺桿式注射機(jī)，由于剪切引起摩擦熱，其溫升螺桿式注射機(jī)，由于剪切引起摩擦熱，其溫升值為：值為：影響因素：影響因素：螺桿直徑螺桿直徑D D、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速n n、螺槽深度、螺槽深度H H、塑料比熱塑料比熱C C、熔體粘度、熔體粘度 CHDnT剪切摩擦熱使螺桿式注射機(jī)的加熱效率提剪切摩擦熱使螺桿式注射機(jī)的加熱效率提高，塑化質(zhì)量和塑化效率提高。高，塑化質(zhì)量和塑化效率提高。9.3 注射過程原理注射過程原理3.3.料溫分布：料溫分布：9.3 注射過程

22、原理注射過程原理二、注射充模過程：二、注射充模過程： 塑化良好的塑料熔體，在柱塞或螺塑化良好的塑料熔體，在柱塞或螺桿的推動下，由料筒前端經(jīng)噴嘴和模具桿的推動下，由料筒前端經(jīng)噴嘴和模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿模腔的過程。澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿模腔的過程。9.3 注射過程原理注射過程原理1.注射成型周期注射成型周期（1）充模階段）充模階段（2）保壓階段）保壓階段（3）倒流階段）倒流階段（4）凍結(jié)后的冷卻階段）凍結(jié)后的冷卻階段注射成型周期：完成一次注注射成型周期：完成一次注射成型過程所需的時間。射成型過程所需的時間。（該周期縮短，生產(chǎn)率提（該周期縮短，生產(chǎn)率提高）。高）。9.3 注射過程原理注射過程原理 注射

23、充模過程中的注射充模過程中的溫度變化溫度變化和和壓力損失壓力損失直接影直接影響到注入模腔熔體的溫度和壓力。響到注入模腔熔體的溫度和壓力。溫度變化溫度變化壓力損失壓力損失噴嘴中噴嘴中澆道中澆道中料筒內(nèi)料筒內(nèi)噴嘴中噴嘴中澆道中澆道中9.3 注射過程原理注射過程原理2.熔體在噴嘴中的流動熔體在噴嘴中的流動假塑性冪律流體等溫通過假塑性冪律流體等溫通過截面圓管的流動截面圓管的流動壓力損失壓力損失壓力損失：壓力損失：粘度粘度、噴嘴長度、噴嘴長度L L、體積流量、體積流量qvqv, , 噴嘴直徑噴嘴直徑，壓力損失，壓力損失（尤其噴嘴直徑影響（尤其噴嘴直徑影響最大）最大）48RLqPv9.3 注射過程原理注射

24、過程原理溫度變化：溫度變化：剪切速率剪切速率， ，黏度，黏度。壓力。壓力損失通過內(nèi)摩擦作用轉(zhuǎn)化為熱量，熔體流經(jīng)噴嘴損失通過內(nèi)摩擦作用轉(zhuǎn)化為熱量，熔體流經(jīng)噴嘴處的溫升處的溫升T T主要由壓力損失決定。主要由壓力損失決定。噴嘴溫度變化相關(guān)的工藝條件：噴嘴溫度變化相關(guān)的工藝條件：注射壓力，注射注射壓力，注射速度速度。JCPTP熔體密度熔體密度CpCp熔體定壓比熱容熔體定壓比熱容J J熱功當(dāng)量熱功當(dāng)量9.3 注射過程原理注射過程原理3.塑料在模具澆注系統(tǒng)中的流動塑料在模具澆注系統(tǒng)中的流動溫度和壓力的變化與流過噴嘴類似，還與冷澆溫度和壓力的變化與流過噴嘴類似，還與冷澆道系統(tǒng)和熱澆道系統(tǒng)有關(guān)。道系統(tǒng)和熱澆

25、道系統(tǒng)有關(guān)。熱澆道：熱澆道：影響溫度和壓力變化的因素與噴嘴相似，溫度在影響溫度和壓力變化的因素與噴嘴相似，溫度在粘流溫度或熔點之上。粘流溫度或熔點之上。冷澆道：冷澆道：形成冷凝料殼層，塑料熱擴(kuò)散系數(shù)形成冷凝料殼層，塑料熱擴(kuò)散系數(shù)，熔體溫度，熔體溫度，流速，流速，殼層厚度，殼層厚度，澆道截面積，澆道截面積，殼層形成后具，殼層形成后具有保溫作用。有保溫作用。9.3 注射過程原理注射過程原理 在盡量短的時間內(nèi)有足夠量的熔體充滿模腔是在盡量短的時間內(nèi)有足夠量的熔體充滿模腔是充模過程的基本要求，即充模時應(yīng)有較高的充模過程的基本要求，即充模時應(yīng)有較高的體積流體積流率率。體積流率與澆口面積有關(guān)。體積流率與澆

26、口面積有關(guān)。澆口面積澆口面積體積流率體積流率剪切速率剪切速率黏度黏度體積流率體積流率 因此，澆口面積的增加有一個限值，多數(shù)情因此，澆口面積的增加有一個限值，多數(shù)情況下，減小澆口截面有利于體積流率的增加。況下，減小澆口截面有利于體積流率的增加。9.3 注射過程原理注射過程原理 高溫熔體在低溫模具中流動，熔體高溫熔體在低溫模具中流動，熔體在該階段的成型速率影響到聚合物的聚在該階段的成型速率影響到聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（取向和結(jié)晶），進(jìn)而影響制集態(tài)結(jié)構(gòu)（取向和結(jié)晶），進(jìn)而影響制品的質(zhì)量品的質(zhì)量4.熔體在模腔的流動熔體在模腔的流動9.3 注射過程原理注射過程原理（1 1）熔體在典型模腔中的流動方式）熔體在

27、典型模腔中的流動方式 與澆口的位置和模腔的形狀和結(jié)構(gòu)有關(guān)與澆口的位置和模腔的形狀和結(jié)構(gòu)有關(guān)9.3 注射過程原理注射過程原理（2）熔體在模腔的流動類型）熔體在模腔的流動類型9.3 注射過程原理注射過程原理影響噴射流影響噴射流的因素的因素澆口厚度制品厚度澆口厚度制品厚度，易出現(xiàn)噴射流，易出現(xiàn)噴射流塑料性質(zhì)：結(jié)晶性低黏度塑料易出現(xiàn)噴射流塑料性質(zhì)：結(jié)晶性低黏度塑料易出現(xiàn)噴射流（如（如PA，PET）澆口形狀和位置澆口形狀和位置工藝條件工藝條件注射壓力注射壓力注射速度注射速度熔體溫度熔體溫度模具溫度模具溫度防止噴射流的產(chǎn)生防止噴射流的產(chǎn)生9.3 注射過程原理注射過程原理（3）熔體流的運動機(jī)理）熔體流的運動

28、機(jī)理1-初始階段初始階段2-過渡階段過渡階段3-主階段主階段充模時熔體前緣變化的各階段充模時熔體前緣變化的各階段9.3 注射過程原理注射過程原理（3）熔體流的運動機(jī)理）熔體流的運動機(jī)理9.3 注射過程原理注射過程原理（4）熔體充模流動長度）熔體充模流動長度充模過程中必須考慮的首要方面充模過程中必須考慮的首要方面充模流動長度充模流動長度塑料的流動性和冷凝速度塑料的流動性和冷凝速度模腔厚度和寬度模腔厚度和寬度模溫（對長度影響不大，主要影響凝固速模溫（對長度影響不大，主要影響凝固速度）度）注射壓力注射壓力料筒溫度料筒溫度注射速度注射速度工藝條件工藝條件9.3 注射過程原理注射過程原理三、增密和保壓過

29、程：三、增密和保壓過程：1.增密過程（壓實過程）增密過程（壓實過程） C C點為壓實階段與點為壓實階段與保壓階段的切換點，保壓階段的切換點，該點的準(zhǔn)確控制對該點的準(zhǔn)確控制對注射制品的質(zhì)量相注射制品的質(zhì)量相當(dāng)重要。當(dāng)重要。9.3 注射過程原理注射過程原理2.2.保壓過程：保壓過程： 補(bǔ)償因冷卻收縮引起補(bǔ)償因冷卻收縮引起的缺料，該過程對制品的缺料，該過程對制品的質(zhì)量影響較大。的質(zhì)量影響較大。工藝條件：工藝條件：保壓壓力，保壓壓力，保壓時間，模溫保壓時間，模溫9.3 注射過程原理注射過程原理四、倒流和冷卻定型過程：四、倒流和冷卻定型過程：1.熔體的倒流熔體的倒流 保壓壓力撤除后，若澆口未凝封，模腔保

30、壓壓力撤除后，若澆口未凝封，模腔內(nèi)熔體倒流，澆口凍結(jié)點為內(nèi)熔體倒流，澆口凍結(jié)點為凝封點凝封點E E。保壓。保壓時間越短，凝封點壓力越低。（凝封壓力高，時間越短，凝封點壓力越低。（凝封壓力高，凝封溫度低，有利于降低模塑收縮率及提高凝封溫度低，有利于降低模塑收縮率及提高制品尺寸精度）制品尺寸精度）9.3 注射過程原理注射過程原理2.2.澆口凍結(jié)后的冷卻澆口凍結(jié)后的冷卻 澆口澆口凝封溫度凝封溫度高，高，凝封壓力低，則制品凝封壓力低，則制品的密度小。的密度小。凝封壓力凝封壓力高，則制品的密度高，高，則制品的密度高，殘余應(yīng)力大，形成制殘余應(yīng)力大，形成制品的內(nèi)應(yīng)力。品的內(nèi)應(yīng)力。 凝封壓力和溫度可凝封壓力和

31、溫度可通過保壓時間調(diào)節(jié)。通過保壓時間調(diào)節(jié)。9.3 注射過程原理注射過程原理制品脫模最佳條件制品脫模最佳條件溫度溫度TgTg殘余壓力殘余壓力Pr=0Pr=0制品在模內(nèi)的制品在模內(nèi)的最短冷卻時間最短冷卻時間熱擴(kuò)散系數(shù)熱擴(kuò)散系數(shù)制品壁厚制品壁厚模內(nèi)熔體平均溫度模內(nèi)熔體平均溫度Ta模具溫度模具溫度Tb制品脫模溫度制品脫模溫度TcbcbaTTTTt4ln229.4 注射成型工藝過程注射成型工藝過程注射成型工藝過程包括：注射成型工藝過程包括：成型前的準(zhǔn)備，注成型前的準(zhǔn)備，注射過程，制品的后處理。射過程，制品的后處理。9.4 注射成型工藝過程注射成型工藝過程一、成型前的準(zhǔn)備：一、成型前的準(zhǔn)備：1.原料的預(yù)處

32、理：原料的預(yù)處理：配制，混合，造粒，著色，干燥。配制，混合，造粒，著色，干燥。2.料筒的清洗：料筒的清洗：采取正確的操作步驟（掌握料筒內(nèi)剩采取正確的操作步驟（掌握料筒內(nèi)剩余料和新料的熱穩(wěn)定性、成型溫度范圍和各種塑料的余料和新料的熱穩(wěn)定性、成型溫度范圍和各種塑料的相容性等技術(shù)資料）。相容性等技術(shù)資料）。3.嵌件的預(yù)熱。嵌件的預(yù)熱。4.脫模劑的選用脫模劑的選用（硬脂酸鋅，液體石蠟，硅油等）（硬脂酸鋅，液體石蠟，硅油等）。9.4 注射成型工藝過程注射成型工藝過程二、注射過程：二、注射過程： 1.加料塑化加料塑化 2.注射充模注射充模 3.保壓保壓 4.冷卻冷卻 5.脫模脫模9.4 注射成型工藝過程注

33、射成型工藝過程三、制品的后處理三、制品的后處理1.1.熱處理（退火處理）：熱處理（退火處理）： 加速大分子的松弛過程，加速大分子的松弛過程， 通過對結(jié)晶和取向等結(jié)構(gòu)的影響，減小內(nèi)應(yīng)力，增通過對結(jié)晶和取向等結(jié)構(gòu)的影響，減小內(nèi)應(yīng)力，增加產(chǎn)品韌性，穩(wěn)定尺寸加產(chǎn)品韌性，穩(wěn)定尺寸退火溫度：退火溫度：制件使用溫度以上制件使用溫度以上10102020至熱變形溫至熱變形溫度以下度以下10102020間選擇和控制。間選擇和控制。退火熱源或加熱保溫介質(zhì)：退火熱源或加熱保溫介質(zhì)：紅外線燈、鼓風(fēng)烘箱以紅外線燈、鼓風(fēng)烘箱以及熱水、熱油、熱空氣和液體石蠟等。及熱水、熱油、熱空氣和液體石蠟等。9.4 注射成型工藝過程注射成

34、型工藝過程2.2.調(diào)濕處理：調(diào)濕處理：能在加熱和保溫條件下消除殘余應(yīng)能在加熱和保溫條件下消除殘余應(yīng)力之外，還能促使制件在加熱介質(zhì)中達(dá)到吸濕平力之外，還能促使制件在加熱介質(zhì)中達(dá)到吸濕平衡，以防它們在使用過程中不斷吸水膨脹，長時衡，以防它們在使用過程中不斷吸水膨脹，長時間難以達(dá)到尺寸的穩(wěn)定，發(fā)生尺寸變化。間難以達(dá)到尺寸的穩(wěn)定，發(fā)生尺寸變化。3.3.整修整修9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件 注射成型最重要的工藝條件應(yīng)該是足以影響塑化和注射充模質(zhì)量的溫度(料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度)、壓力(塑化背壓、注射壓力、保壓壓力)和相應(yīng)的各個作用時間(注射時間、保壓時間、冷卻時間)以及注射周期等。影響

35、溫度、壓力變化的預(yù)塑螺桿轉(zhuǎn)速、加料量等也是必要的工藝條件。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件1.1.溫度：溫度：料筒溫度，噴嘴溫度塑料的塑化和流動料筒溫度，噴嘴溫度塑料的塑化和流動模具溫度塑料的成型模具溫度塑料的成型(1)(1)料筒溫度料筒溫度料溫對注射的影響：料溫對注射的影響：料溫升高，熔體粘度下降，加工性改善，制品光潔度料溫升高，熔體粘度下降，加工性改善，制品光潔度改善。改善。料溫過高，塑料熱降解，制品性能下降。料溫過高，塑料熱降解，制品性能下降。料溫過低，模具內(nèi)缺料，制品表面無光，有熔接痕，料溫過低，模具內(nèi)缺料，制品表面無光，有熔接痕，生產(chǎn)周期長。生產(chǎn)周期長。9.5 注射成型工藝條

36、件注射成型工藝條件料筒溫度的選擇：料筒溫度的選擇：o 塑料的特性：塑料的特性： 料溫料溫:T:Tf f（或（或TmTm）TdTd 熱敏性（熱敏性（PVCPVC，POMPOM），分子量分布寬，平均分子），分子量分布寬，平均分子量低塑料，料筒溫度低，反之，料筒溫度較高。量低塑料，料筒溫度低，反之，料筒溫度較高。 熱敏性塑料，停留時間短。熱敏性塑料，停留時間短。 料筒各段溫度分布：從料斗至噴嘴逐漸上升。對料筒各段溫度分布：從料斗至噴嘴逐漸上升。對于于T Tf f低，粘度高的塑料（低，粘度高的塑料（PVCPVC，PSPS，ABSABS），剪切摩），剪切摩擦熱高，加料段溫度低于擦熱高，加料段溫度低于T

37、Tf f。對于。對于T Tm m高，粘度較低高，粘度較低的塑料（的塑料（PAPA，HDPEHDPE），剪切摩擦熱較小，加料段溫），剪切摩擦熱較小，加料段溫度要高。度要高。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件o 制品和模具的結(jié)構(gòu)特點制品和模具的結(jié)構(gòu)特點 制品壁薄，形狀復(fù)雜，或帶有嵌件的制品，料筒制品壁薄，形狀復(fù)雜，或帶有嵌件的制品，料筒溫度高；壁厚，反之（注射周期長，防止物料在溫度高；壁厚，反之（注射周期長，防止物料在料筒中停留時間長，熱分解）料筒中停留時間長，熱分解）o 塑料組成塑料組成 玻璃纖維，填料，增塑劑玻璃纖維，填料，增塑劑9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件9.5 注射成型工

38、藝條件注射成型工藝條件（2 2）噴嘴溫度）噴嘴溫度o 塑料在注射時以高速度通過噴嘴的細(xì)孔，有一定塑料在注射時以高速度通過噴嘴的細(xì)孔，有一定的摩擦熱產(chǎn)生，為防止塑料熔體在噴嘴可能發(fā)生的摩擦熱產(chǎn)生，為防止塑料熔體在噴嘴可能發(fā)生“流涎現(xiàn)象流涎現(xiàn)象”，通常噴嘴溫度略低于料筒的最高，通常噴嘴溫度略低于料筒的最高溫度溫度 。但噴嘴溫度太低，會造成噴嘴堵塞加增大。但噴嘴溫度太低，會造成噴嘴堵塞加增大料流阻力，甚至?xí)箛娮焯幍睦淞显诔淠r帶入料流阻力，甚至?xí)箛娮焯幍睦淞显诔淠r帶入模腔，影響制品的質(zhì)量。噴嘴溫度的選擇還應(yīng)考模腔，影響制品的質(zhì)量。噴嘴溫度的選擇還應(yīng)考慮其他工藝條件對它的影響。慮其他工藝條件對它

39、的影響。o 噴嘴可通過噴嘴可通過“對空注射對空注射”觀察調(diào)整。觀察調(diào)整。 9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件（3 3）模具溫度）模具溫度 模具溫度決定了制品的冷卻速度，影響充模具溫度決定了制品的冷卻速度，影響充模流動行為，制品的機(jī)械性能和外觀質(zhì)量。模流動行為，制品的機(jī)械性能和外觀質(zhì)量。 冷卻介質(zhì)的溫度冷卻介質(zhì)的溫度TcTgTcTgTcTg為緩冷。為緩冷。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件o 非結(jié)晶塑料：分子鏈剛性，粘度高，模溫較高，非結(jié)晶塑料：分子鏈剛性，粘度高，模溫較高，如如PCPC，PPOPPO，反之，模溫較低，注意低模溫引起的，反之，模溫較低，注意低模溫引起的充模不全。充模不

40、全。o 結(jié)晶型塑料：模溫高低對結(jié)晶、取向結(jié)構(gòu)及制品結(jié)晶型塑料：模溫高低對結(jié)晶、取向結(jié)構(gòu)及制品性能的影響？性能的影響？o 厚壁制品：模溫不宜過低。厚壁制品：模溫不宜過低。o 模溫高，成型周期延長，生產(chǎn)效率下降。模溫高，成型周期延長，生產(chǎn)效率下降。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件（1）螺桿轉(zhuǎn)速、背壓）螺桿轉(zhuǎn)速、背壓o 螺桿轉(zhuǎn)速提高，塑化質(zhì)量提高或降低，塑螺桿轉(zhuǎn)速提高，塑化質(zhì)量提高或降低，塑化效率提高化效率提高o 背壓增加，排出空氣，增加剪切和停留時背壓增加，排出空氣，增加剪切和停留時間，塑化質(zhì)量提高，塑化效率下降。間，塑化質(zhì)量提高，塑化效率下降。o

41、注意背壓對噴嘴流涎的影響注意背壓對噴嘴流涎的影響o 螺桿長徑比小，可增加背壓螺桿長徑比小，可增加背壓2.2.壓力壓力9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件2.注射壓力、注射速度注射壓力、注射速度選擇注射壓力大小的因素：選擇注射壓力大小的因素： 塑料品種、制件的復(fù)雜程度、制件的壁厚、塑料品種、制件的復(fù)雜程度、制件的壁厚、噴嘴的結(jié)構(gòu)形式、模具澆口的尺寸以及注射機(jī)噴嘴的結(jié)構(gòu)形式、模具澆口的尺寸以及注射機(jī)類型等，常取類型等，常取4040200Mpa200Mpa。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件o , , 摩擦因數(shù)高，摩擦因數(shù)高，注射壓力注射壓力o 添加

42、玻纖，填料，注添加玻纖，填料，注射壓力射壓力o 制品形狀復(fù)雜，壁薄，制品形狀復(fù)雜，壁薄，形狀和尺寸精度要求形狀和尺寸精度要求高，注射壓力高，注射壓力o 熔體溫度低，模溫低，熔體溫度低，模溫低，應(yīng)提高注射壓力應(yīng)提高注射壓力9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件o 流動比：指熔體自噴嘴出口處開始能夠在模流動比：指熔體自噴嘴出口處開始能夠在模具中流至最遠(yuǎn)的距離與制件厚度的比值。具中流至最遠(yuǎn)的距離與制件厚度的比值。 不同的塑料具有不同的流動比范圍，并不同的塑料具有不同的流動比范圍，并受注射壓力大小的影響。受注射壓力大小的影響。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件塑料塑料注射壓力注射壓力(Kg/c

43、m2)流動比流動比PE1500600280250140100PP1200700280240200SPVC900700280200240160UPVC130090070017013014010011070PC130090018012013090PA9003602009.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件注射速度注射速度注射速度一般以單位時間內(nèi)柱塞或短桿移動的距注射速度一般以單位時間內(nèi)柱塞或短桿移動的距離離(cm(cms)s)或單位時間內(nèi)注射塑料的體積或質(zhì)量或單位時間內(nèi)注射塑料的體積或質(zhì)量(M(M3 3s s或或g gs)s)來表示。來表示。 注射速度與注

44、射壓力密切相關(guān)。其他工藝條注射速度與注射壓力密切相關(guān)。其他工藝條件和塑料品種一定時，注射壓力越大，注射速度件和塑料品種一定時，注射壓力越大，注射速度也就越快。也就越快。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件注射速度較高的優(yōu)點：注射速度較高的優(yōu)點： 熔體流速較快，其溫度維持在較高的水平，熔體流速較快，其溫度維持在較高的水平，剪切速率具有較大值，熔體黏度較小，流動阻力剪切速率具有較大值，熔體黏度較小，流動阻力相對降低，料流長度和模腔壓力會因此增大，制相對降低，料流長度和模腔壓力會因此增大，制件將比較密實和均勻，熔接痕強(qiáng)度有所提高，用件將比較密實和均勻，熔接痕強(qiáng)度有所提高，用多腔模生產(chǎn)出的制件尺寸

45、誤差也比較小。多腔模生產(chǎn)出的制件尺寸誤差也比較小。注意防止噴射流的產(chǎn)生。注意防止噴射流的產(chǎn)生。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件 對于一定的模具：注射速度常由實對于一定的模具：注射速度常由實 驗確定，驗確定， 一般先低壓慢速注射，然后則一般先低壓慢速注射，然后則根據(jù)制品的成型情況來調(diào)整注射速度。根據(jù)制品的成型情況來調(diào)整注射速度。 通常對玻璃化溫度高、粘度大的塑料，制通常對玻璃化溫度高、粘度大的塑料，制品形狀復(fù)雜，澆口尺寸小，流道長，薄壁品形狀復(fù)雜，澆口尺寸小，流道長，薄壁制品的模具結(jié)構(gòu)宜選用高速高壓注射。制品的模具結(jié)構(gòu)宜選用高速高壓注射。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件 高壓高速

46、注射高壓高速注射制品應(yīng)進(jìn)行退火制品應(yīng)進(jìn)行退火處理很重要。處理很重要。9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件3. 保壓壓力、保壓溫度、保壓時間保壓壓力、保壓溫度、保壓時間9.5 注射成型工藝條件注射成型工藝條件 聚合物比體積、溫度、保壓力之間關(guān)系聚合物比體積、溫度、保壓力之間關(guān)系分析分析： 在較高的保壓力或較低的溫度條件下，可以使在較高的保壓力或較低的溫度條件下，可以使制件得到較小的比體積，即較大的密度，其中溫度的制件得到較小的比體積，即較大的密度，其中溫度的影響可認(rèn)為是塑料在低溫下體積膨脹較小的結(jié)果。影響可認(rèn)為是塑料在低溫下體積膨脹較小的結(jié)果。 a a、b b兩條虛線分別反應(yīng)模腔中靠近澆口和遠(yuǎn)離兩條虛線分別反應(yīng)模腔中靠近澆口和遠(yuǎn)離澆口位置的比體積變化情況。很明顯，塑料在靠近澆澆口位置的比體積變化情況。很明顯，塑料在靠近澆口的位置溫度高、比體積大