項目四-注塑成型

項目四注射成型主講人：李美Item4Injectionmolding項目四注射成型學(xué)習(xí)目的與要求：1.掌握熱塑性塑料注射成型工藝過程與基本工藝參數(shù)2.了解注射成型設(shè)備結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)1.概念：亦稱注塑，是使熱塑性或熱固性模塑料先在加熱機(jī)筒中均勻塑化，而后由螺桿或柱塞推擠到閉合模具中成型的一種方法。2.原料：幾乎所有熱塑性塑料、幾種熱固性塑料。3.制品：占制品總量的20～30%，特別是工程結(jié)構(gòu)材料、主要工業(yè)配件、儀器儀表零件、殼體等，逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬和非金屬制品。第一節(jié)概述一.注射成型

螺桿式注塑成型,柱塞式注塑成型動畫合?！⑸洹骸鋮s→啟?！?/p>

頂出

預(yù)塑

↓

制品二.成型原理及過程第二節(jié)注射成型設(shè)備按機(jī)器的外形特征分為：一.注射機(jī)的分類:

立式注射機(jī)

臥式注射機(jī)

角式注射機(jī)按機(jī)器的傳動方式分為：液壓式和機(jī)械式注射機(jī)按塑化和注射方式分為：柱塞式注射機(jī)、螺桿式注射機(jī)等以螺桿式注射機(jī)為例:包括:注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)二.注射機(jī)的構(gòu)成:1.注射裝置:注射機(jī)的主要部分，其作用是使塑料塑化和均化，并在很高的壓力和較快的速度下，通過螺桿(或柱塞)的推擠將熔料注射入模具注射完畢后,并能對已注射到模具型腔中的熔料施行保壓。注射系統(tǒng)包括：塑化裝置、傳動裝置、注射及注射座移動油缸噴嘴:連接料筒和模具的過渡部分注射時，料筒內(nèi)的熔料在螺桿或柱塞的推擠作用下，以高壓和快速流經(jīng)噴嘴而注入模具注射噴嘴的結(jié)構(gòu)形式、噴孔大小、制造精度將直接影響熔料的壓力和溫度、射程、補(bǔ)縮作用的優(yōu)劣以及是否產(chǎn)生“流涎”等

①直通式噴嘴(開式噴嘴

②自鎖式噴嘴(關(guān)式噴嘴)③特殊用途噴嘴PVC：宜選用流道阻力小，剪切作用比較小的大口徑直通式噴嘴PA：為防止“流涎”現(xiàn)象，則宜選用帶有加熱裝置的彈簧針閥式或杠桿針閥式的噴嘴形狀復(fù)雜的薄壁制品：選用小孔徑、射程遠(yuǎn)的噴嘴厚壁制品：選用大孔徑、補(bǔ)縮作用大的噴嘴2.合模裝置(鎖模系統(tǒng)):由固定模板、移動模板、合模油缸、頂出裝置等組成作用:保證成型模具可靠的閉合、開啟并取出制品完善的合模裝置，應(yīng)具備三個基本條件：①足夠的鎖模力，使模具在熔料壓力(即模腔壓力)的作用下，不發(fā)生開縫現(xiàn)象②有足夠的模板面積、模板行程和模板間的開距，以適應(yīng)不同外形尺寸制品的要求③模板的運(yùn)動速度，應(yīng)滿足閉模時先快后慢，開模時慢、快、慢，以防止發(fā)生模具碰撞，實現(xiàn)制品平穩(wěn)頂出并提高生產(chǎn)能力頂出機(jī)構(gòu)為頂出模內(nèi)制品而設(shè)，主要有機(jī)械式、液壓式和氣動式3.液壓和電器控制系統(tǒng)保證注射機(jī)按工藝要求和動作程序準(zhǔn)確有效地工作4.模具:主要由澆注系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件三大部分所組成1.公稱注射量:指在對空注射條件下，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。在一定程度上反映注射機(jī)的加工能力、能成型的最大塑料制品，是表征機(jī)器規(guī)格的重要參數(shù)。注射量有兩種表示方法:①以PS為標(biāo)準(zhǔn)，每次射出熔料的質(zhì)量(g)

②每次射出熔料的容積(cm3)我國注射機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)采用后一種表示方法:XS—ZY—500，即公稱注射量為500cm3的螺桿式(Y)塑料(S)注射(z)成型(x)機(jī)三.注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù):2.注射壓力：注射時螺桿或柱塞端面處作用于熔料單位面積上的力,MPa.3.注射速率：注射時間、注射速度4.塑化能力：1h內(nèi)所能塑化物料的千克數(shù)(以PS計)5.鎖模力(合模力)：注射機(jī)合模裝置對模具所能施加的最大夾緊力鎖模力足夠大，才能鎖住模具，使制品順利成型，不產(chǎn)生溢料等不正常現(xiàn)象6.合模裝置的基本尺寸：規(guī)定了機(jī)器加工制品所用模具的尺寸范圍，從而間接地規(guī)定了制品的尺寸范圍和生產(chǎn)效率7.開合模速度：主要影響制品的生產(chǎn)速度，并且使塑料制品在開模時不被損壞，閉模時運(yùn)行平穩(wěn)8.空循環(huán)時間：在沒有塑化、注射保壓、冷卻取出制品等動作的情況下，完成一次循環(huán)所需要的時間(秒)是表征機(jī)器綜合性能的參數(shù)、衡量機(jī)器生產(chǎn)能力的指標(biāo)過程包括：成型前準(zhǔn)備、注射成型過程、制品后處理及回收料使用

第三節(jié)注射成型工藝過程及因素控制原料檢驗、著色、造粒、粒料的預(yù)熱與干燥、嵌件的預(yù)熱與安放、試模及清洗料筒開機(jī)前檢查對機(jī)筒進(jìn)行預(yù)熱,達(dá)到塑化溫度后,恒溫半小時裝好模具后試模開機(jī)必須按設(shè)備的規(guī)定程序進(jìn)行,空車時,手動操作→半自動操作→自動操作的試車/portal_new/microstudy/microstudy.html?courseId=-dozafeon59afloxxnfava#ncyzafeop55ponb9rzo9cw一、成型前準(zhǔn)備1.加料(1)加料量對加工、產(chǎn)品質(zhì)量的影響加料量過多：料受熱長，易分解，耗能大加料量過少：缺少傳壓介質(zhì)，模具型腔中壓力↓，補(bǔ)縮難，制品易產(chǎn)生收縮、凹陷、空洞等缺陷，料充不滿模具(2)加料量的控制：柱塞式：料筒中有6~8個產(chǎn)品的料螺桿式：預(yù)塑化料比制品多15％二、注射成型過程2.塑化指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動狀態(tài)并且有良好的可塑性的全過程要求：進(jìn)入模具型腔前提供足夠數(shù)量(一次注射量)的、組分及溫度均勻一致的、達(dá)到規(guī)定成型溫度的熔融塑料，不發(fā)生或極少發(fā)生熱分解(1)熱均勻性

(2)塑化量：指單位時間內(nèi)注射機(jī)熔化塑料的重量3.注射與冷卻指柱塞或螺桿推動、將具有流動性和溫度均勻性的熔料注入模具開始，而后注滿型腔，熔體在控制條件下凝固定型、直到制品從型腔中脫出為止的全過程(1)塑料在料筒內(nèi)移動的阻力：(2)熔體進(jìn)入模腔的流動和冷卻：充模、壓實、倒流和澆口凍結(jié)后的冷卻四個階段充模階段：指柱塞或螺桿開始向前移動起，至模腔被熔體充滿止保壓(壓實)階段：指熔體充滿模腔起至柱塞或螺桿撤回時為止

作用：補(bǔ)縮、防止倒流溫度：不斷下降壓力：壓力下降(柱塞或螺桿停止不動)，

或壓力不變(柱塞或螺桿向前移動)壓實時間越長、分子取向程度越大倒流階段：在柱塞或螺桿后退期間，模腔壓力比流道高，導(dǎo)致模內(nèi)熔體向流道倒流。這會導(dǎo)致模腔壓力降低，直到澆口凍結(jié)為止。保壓時間短(澆口未凍結(jié))：倒流大、殘余應(yīng)力小倒流不發(fā)生：柱塞或螺桿后退前澆口己凍結(jié)澆口凍結(jié)時的壓力和溫度是影響制品平均收縮率的主要因素，由壓實時間決定澆口凍結(jié)后的冷卻階段：澆口凝結(jié)時起到制品從模腔中脫出時止制品在模內(nèi)繼續(xù)冷卻，以使制品在脫模時有足夠剛度不致發(fā)生扭曲變形殘余應(yīng)力：制品脫模時，模內(nèi)壓力與外界壓力的差值Pr＝P內(nèi)－P外Pr＞0，脫模難、制品易刮傷；Pr＜0，制品表面易有陷痕或內(nèi)有真空泡、收縮大Pr≈0，理想，易脫模1.退火處理三、制品的后處理為消除制件的內(nèi)應(yīng)力或控制結(jié)晶過程，將制件加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒈３忠欢〞r間，而后慢慢冷卻的操作(1)退火處理方法將制品在定溫的加熱介質(zhì)(熱水、熱礦物油、熱甘油、熱液體石蠟、熱空氣等)中靜置一定時間，然后將制品與介質(zhì)一起緩慢冷卻至室溫需退火處理的制件：分子鏈剛性較大、壁厚較大、帶金屬嵌件、溫度范圍寬、尺寸精度高或內(nèi)應(yīng)力大而又不易自行消除的制件(2)條件溫度：高于制品使用溫度10～20℃，或低于制品熱變形溫度10～20℃。時間(保溫時間)：分子鏈剛性大、制品壁厚大，需較長時間(3)退火處理實質(zhì)使被強(qiáng)