第五章 塑料容器注射成型學(xué)時(shí)

第五章塑料容器注射成型學(xué)時(shí)第一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四教學(xué)重點(diǎn)：1、注射成型原理2、注射成型工藝及工藝參數(shù)3、注射機(jī)分類及組成4、注射成型模具結(jié)構(gòu)組成第二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)注射成型原理及其工藝特性一、注射成型原理、特點(diǎn)及應(yīng)用

二、注射成型工藝

三、注射成型工藝參數(shù)

第三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)注射成型設(shè)備一、注射機(jī)

二、注射模具

第四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)注射成型原理及其工藝特性一、注射成型原理、特點(diǎn)及應(yīng)用1、注射成型原理2、注射成型的特點(diǎn)及應(yīng)用第五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)注射成型原理及其工藝特性二、注射成型工藝1、成型前的準(zhǔn)備2、注射過程3、塑件的后處理塑料注射工藝流程第六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)注射成型原理及其工藝特性三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度2、壓力3、時(shí)間第七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)注射成型設(shè)備一、注射機(jī)1、分類2、組成3、國產(chǎn)注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格第八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)注射成型設(shè)備二、注射模具1、注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成2、注射模具的典型結(jié)構(gòu)第九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四一、注射成型原理、特點(diǎn)及應(yīng)用1、注射成型原理將顆粒狀或粉狀塑料從注射機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔化呈流動(dòng)狀態(tài)后，在柱塞或螺桿的推動(dòng)下，熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng)，進(jìn)而通過料筒前端的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔中，充滿型腔的熔料在受壓的情況下，經(jīng)冷卻固化后即可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。第十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四一、注射成型原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2、注射成型的特點(diǎn)及應(yīng)用（1）注射成型特點(diǎn)①成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件；②對(duì)成型各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)；③生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。④注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高、不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。第十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四一、注射成型原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2、注射成型的特點(diǎn)及應(yīng)用（2）應(yīng)用①可以成型幾乎所有的熱塑性塑料；②可以成型一些熱固性塑料；③成型一些低發(fā)泡塑料；④雙色或多色成型；⑤是獲得中空塑料制品型坯的重要工藝方法。第十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射成型工藝1、成型前的準(zhǔn)備（1）原料外觀（如色澤、顆粒大小及均勻性等）的檢驗(yàn)和工藝性能（熔融指數(shù)、流動(dòng)性、熱性能及收縮率）的測(cè)定；（2）原料的染色及對(duì)粉料的造粒；（3）對(duì)易吸濕的原料進(jìn)行預(yù)熱和干燥；（4）料筒清洗（當(dāng)改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)）。第十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射成型工藝1、成型前的準(zhǔn)備（5）嵌件預(yù)熱（帶有嵌件塑料制件）。（6）脫模劑選用（脫模困難的塑料制件）。第十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射成型工藝2、注射過程（1）加料（2）塑化（3）注射第十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射成型工藝2、注射過程（1）加料（定量加料）①加料過多：受熱的時(shí)間過長(zhǎng)等容易引起物料的熱降解，同時(shí)注射機(jī)功率損耗增多；②加料過少：料筒內(nèi)缺少傳壓介質(zhì)，型腔中塑料熔體壓力降低，難于補(bǔ)塑（即補(bǔ)壓），容易引起塑件出現(xiàn)收縮、凹陷、空洞等缺陷。第十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射成型工藝2、注射過程（2）塑化①塑化概念

塑料在料筒中進(jìn)行加熱，由固體顆粒轉(zhuǎn)換成粘流態(tài)并且具有良好的可塑性的過程稱為塑化。

②決定塑料塑化質(zhì)量的主要因素溫度——塑化的必要條件剪切作用——塑化的充分條件第十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射成型工藝2、注射過程（2）塑化③塑化要求a、達(dá)到規(guī)定的成型溫度；b、使塑化料各處的溫度盡量均勻一致；c、使熱分解物的含量達(dá)到最小值；d、提供足夠的熔融塑料以保證生產(chǎn)連續(xù)順利地進(jìn)行。第十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射成型工藝2、注射過程（3）注射①充模

②保壓

③倒流

④冷卻

⑤脫模

塑件第十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射成型工藝3、塑件的后處理注射成型的塑件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工之后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚硪韵嬖诘膬?nèi)應(yīng)力，改善塑件的性能和提高尺寸穩(wěn)定性。

（1）退火處理（2）調(diào)濕處理退火處理是將注射塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)（加熱水、熱的礦物油、甘油、乙二醇和液體石蠟等）或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)間，然后緩慢冷卻的過程。調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放在熱水中，以隔絕空氣，防止對(duì)塑料制件的氧化，加快吸濕平衡速度的一種后處理方法。第二十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度（1）料筒溫度（2）噴嘴溫度（3）模具溫度第二十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度（1）料筒溫度①溫度范圍：Tf～Td②料筒溫度與原料的關(guān)系

相對(duì)分子量高、分布窄——料筒溫度高

相對(duì)分子量低、分布寬——料筒溫度低

玻璃纖維多（流動(dòng)性低）——料筒溫度高

玻璃纖維少（流動(dòng)性高）——料筒溫度低過高——塑件熱降解過低——難于將塑料塑化第二十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度（1）料筒溫度③料筒溫度與注射機(jī)的關(guān)系

柱塞式注射機(jī)——料筒溫度高

螺桿式注射機(jī)——料筒溫度低④料筒溫度與塑件的關(guān)系

薄壁塑件——料筒溫度高

厚壁塑件——料筒溫度低第二十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度（1）料筒溫度⑤料筒溫度與模具的關(guān)系

形狀復(fù)雜及帶有嵌件的模具——料筒溫度高

形狀簡(jiǎn)單及不帶嵌件的模具——料筒溫度低⑥料筒溫度分布后端前端低溫中溫高溫中高溫第二十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度（2）噴嘴溫度一般噴嘴溫度略低于料筒的最高溫度（摩擦熱補(bǔ)償）

過高——產(chǎn)生“流延現(xiàn)象”（直通式噴嘴）

過低——熔料早凝而將噴嘴堵死，或者將早凝料注入模腔影響塑件質(zhì)量。第二十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度（3）模具溫度①提供模溫的方法定溫的冷卻介質(zhì)（水、礦物油等）模具充入熔體后自然升溫和自然散熱定溫加熱介質(zhì)（加熱棒、加熱圈等）不論采用什么方法，對(duì)于熔體來說都是冷卻，模具溫度低于Tg。第二十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度（3）模具溫度②無定型塑料粘度較低——模具溫度低（PS、醋酸纖維素）粘度較高——模具溫度高（聚碳酸酯）第二十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)1、溫度（3）模具溫度③結(jié)晶型塑料模具溫度高冷卻速率小，結(jié)晶速率大，分子取向作用小。延長(zhǎng)成型周期，塑件發(fā)脆，僅使用于結(jié)晶速率很小的塑料。模具溫度低冷卻速率大，結(jié)晶時(shí)間短，分子取向作用大?？s短成型周期，塑件各向異性明顯，應(yīng)力大。第二十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)2、壓力（1）塑化壓力（背壓）（2）注射壓力（表壓）（3）壓實(shí)壓力

第二十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)2、壓力（1）塑化壓力（背壓）

塑化壓力又稱背壓，是指采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頭部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力。增大塑化壓力有利：提高熔體的溫度，并使熔體的溫度均勻、色料的混合均勻并排出熔體中的氣體。不利：降低塑化速率、延長(zhǎng)成型周期，甚至可能導(dǎo)致塑料的降解。一般情況下，在保證塑件質(zhì)量的前提下，盡量降低塑化壓力，一般不超過6MPa。第三十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)2、壓力（2）注射壓力（表壓）①注射壓力：是指在熔體注入模腔時(shí)，柱塞或螺桿頭部對(duì)塑料熔體所施加的壓力。

②注射壓力與注射機(jī)

柱塞式注射機(jī)——注射壓力大

螺桿式注射機(jī)——注射壓力小原因在于柱塞式比螺桿式的壓力損耗大。第三十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)2、壓力（2）注射壓力（表壓）③注射壓力與摩擦系數(shù)和熔融粘度的關(guān)系

摩擦系數(shù)和熔融粘度越大——注射壓力越高

摩擦系數(shù)和熔融粘度越小——注射壓力越低④注射壓力與塑件壁厚的關(guān)系厚壁塑件注射速度低注射壓力低薄壁塑件注射速度快注射壓力高第三十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)2、壓力（3）壓實(shí)壓力——型腔充滿后的注射壓力壓實(shí)壓力≥注射壓力有利：塑件收縮率減小，尺寸穩(wěn)定性高。不利：脫模殘余應(yīng)力大，成型周期長(zhǎng)（無定型），成型周期縮短（結(jié)晶型）。因?yàn)閴毫υ龃筇岣呷埸c(diǎn)，脫模可提前。一般壓實(shí)壓力≤注射時(shí)所用的注射壓力。第三十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)3、時(shí)間充模時(shí)間保壓時(shí)間注射時(shí)間模內(nèi)冷卻時(shí)間其他時(shí)間成型周期總冷卻時(shí)間柱塞或螺桿前進(jìn)時(shí)間柱塞或螺桿停留在前進(jìn)位置的時(shí)間柱塞后撤或螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退的時(shí)間均在其中指開模、脫模、噴涂脫模劑、安放嵌件和合模時(shí)間第三十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四三、注射成型工藝參數(shù)3、時(shí)間充模時(shí)間：與充模速率成反比，一般為3～5s。保壓時(shí)間：與塑件緊密度和尺寸精度相關(guān)，一般為20～25s，特厚塑件可達(dá)5～10min。冷卻時(shí)間短：收縮率大，內(nèi)應(yīng)力大，變形大。冷卻時(shí)間長(zhǎng)：延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)效率。第三十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四一、注射機(jī)1、分類（1）按塑料塑化和注射方式分①螺桿式②柱塞式（2）按注射機(jī)外形特征分①立式注射機(jī)、②臥式注射機(jī)、③直角式注射機(jī)、④轉(zhuǎn)盤式注射機(jī)詳見表1第三十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第三十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四第三十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四注射機(jī)種類相對(duì)位置立式注射機(jī)鎖模部分和注射部分處于同一垂直中心線上臥式注射機(jī)鎖模部分和注射部分處于同一水平中心線上直角式注射機(jī)鎖模部分和注射部分的中心線成直角轉(zhuǎn)盤式注射機(jī)鎖模部分為一轉(zhuǎn)盤式的，注射部分的中心線與其旋轉(zhuǎn)中心線平行，是多工位的第三十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四一、注射機(jī)2、組成（1）注射系統(tǒng)

（2）合模系統(tǒng)由定模板、動(dòng)模板、合模機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、調(diào)模裝置、拉桿和安全保護(hù)裝置等組成。（3）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)（4）電器控制系統(tǒng)塑化部件計(jì)量裝置傳動(dòng)裝置螺桿、料筒、噴嘴及加熱器等主要作用是實(shí)現(xiàn)模具的啟閉，在注射時(shí)保證成型模具可靠地鎖緊，以及頂出制品等。提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)控制第四十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四一、注射機(jī)3、國產(chǎn)注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格注射機(jī)種類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)規(guī)格立式注射機(jī)占地面積小，裝卸模具方便加料困難，制件取出須手工，不宜生產(chǎn)大件SYS－30SYS－45臥式注射機(jī)易于操作，維修取件易，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化占地面積大，模具安裝麻煩XS－Z－30XS－ZY－60直角式注射機(jī)宜加工中心部分不允許留有澆口痕跡的平面制品，占地面積較臥式機(jī)小注射、保壓力及鎖模力不穩(wěn)定，模具受沖擊大，嵌件易傾斜、落下SYS－45轉(zhuǎn)盤式注射機(jī)縮短生產(chǎn)周期，提高機(jī)器的生產(chǎn)能力機(jī)器和模具復(fù)雜，費(fèi)用高TC-RSL-PD圖圖圖第四十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四立式注射機(jī)第四十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四臥式注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)加料斗注射機(jī)構(gòu)控制面板料筒第四十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四轉(zhuǎn)盤式注射機(jī)第四十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射模具1、注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成（1）注射模具分類①按材料分：熱塑性塑料注射模具熱固性塑料注射模具②按注射機(jī)的使用類型分：臥式、立式、角式、轉(zhuǎn)盤式

第四十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射模具1、注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成（1）注射模具分類③按結(jié)構(gòu)特征分：?jiǎn)畏中兔孀⑸淠＞唠p分型面注射模具斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模具帶有活動(dòng)嵌件的注射模具定模帶有推出裝置的注射模具自動(dòng)卸螺紋注射模具第四十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射模具1、注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成（2）注射模具的結(jié)構(gòu)組成①成型零部件凸模、凹模、成型桿、嵌件等。②合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱、導(dǎo)套。③澆注系統(tǒng)主流道、分流道、澆口、冷料穴。動(dòng)模定模第四十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期四二、注射模具1、注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成（2）注射模具的結(jié)構(gòu)組成④側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)⑤推出機(jī)構(gòu)推桿、推桿固定板、推板、主流道拉料桿等。⑥加熱和冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)——在模具上開設(shè)冷卻水道。加熱系統(tǒng)——在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。推桿推出機(jī)構(gòu)推管推出機(jī)構(gòu)推件板推出機(jī)構(gòu)第四十八頁，共五十六頁，編輯于