王衛(wèi)衛(wèi)第三版第5章-塑料注射成型

第五章塑料注射成型機5.1概述

注射成型又稱注射模塑或注塑成型，是熱塑性塑料制品的一種主要成型方法。

注射成型具有生產(chǎn)周期短，能一次成型外形復雜，尺寸精確和帶有金屬嵌件的塑料制品，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化操作，加工適應性強等優(yōu)點。23擠出成型和注射成型是塑料制品生產(chǎn)兩種主要方式這兩種工藝都要將塑料先進行熔融塑化、使其具有流動性，但擠出成型為連續(xù)性的生產(chǎn)工藝，沒有周期性，而注射成型為間歇性的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)具有明顯的周期性特征，一個周期內(nèi)生產(chǎn)一件和一組（一模多腔）產(chǎn)品，每個周期中的生產(chǎn)作業(yè)由多個不同步驟的操作組成。注射成型制品4

成型過程：將粒料或粉料從注塑機的料斗送進加熱的料筒，經(jīng)加熱剪切熔化呈流動狀態(tài)后，借柱塞或螺桿的推動作用，通過料筒端部的噴嘴注入閉合夾緊的模具，充滿模腔的熔料在受壓力的情況下，經(jīng)冷卻固化后保持模腔賦予的形狀，最后拉開模具取出塑料制品。55.2塑料注射成型過程注射機分為：注射系統(tǒng)（InjectionUnit）、鎖模系統(tǒng)（ClampingUnit）、液壓傳動和電器控制1-機身2-電動機及液壓泵3-注射液壓缸4-齒輪箱4-齒輪傳動電動機6-料斗7-螺桿8-加熱器9-機筒10-噴嘴11-定模安裝板12-注射模13-拉桿14-動模安裝板15-合模機構16-合模油缸17-螺桿傳動齒輪18-螺桿花鏈19-油箱一、注射機的組成注射系統(tǒng)鎖模系統(tǒng)液壓及傳動系統(tǒng)注射模具6總結：1．合模與鎖緊2．注射裝置前移3．注射與保壓4．制件冷卻與預塑化5．注射裝置后退6．開模與頂出制件7二、注射成型生產(chǎn)工藝過程注射成型工藝過程圖

注射成型過程891011按外形特征分：按塑化方式分：立式臥式角式柱塞式螺桿式按可成型塑件的精度分：一般注塑機精密注塑機按鎖模機構驅(qū)動方式分：液壓式液壓-機械聯(lián)合式三、注塑機分類12臥式注射機注射裝置與合模裝置水平排列,注射裝置和定模板在設備的一側，而鎖模裝置、動模板和推出機構在另一側優(yōu)點是機體較矮、易操作。制品推出后能自動落下，便于實現(xiàn)自動化操作缺點是設備占地面積大，模具安裝比較麻煩1．臥式注射成型機132．立式注射成型機注射裝置與合模裝置鉛錘排列,注射裝置和定模板設置在設備的上部，而鎖模裝置、動模板、推出機構均設置在設備的下部優(yōu)點：占地面積小，模具拆裝方便缺點：不易實現(xiàn)全自動化操作，機器穩(wěn)定性差。應用于小型注射機圖5-4立式注射機1-注射缸2-注射裝置3-調(diào)模裝置4-合模裝置14注射裝置與合模裝置相互垂直排列。注射裝置為直立布置，鎖模、頂出機構以及動、定模板按臥式排列，兩者互成直角適用于中心部分不允許留有澆口痕跡的塑料制品缺點是加料比較困難，嵌件或活動型芯安放不便，只適用于小注射量的場合，注射量一般為20~45g2．角式注射成型機角式注射機15柱塞式注射機柱塞在料筒內(nèi)僅作往復運動注射量不宜過大，一般為30~60g1-注射模2-噴嘴3-料筒4-分流梭5-料斗6-注射柱塞分流梭的作用：將料筒內(nèi)流經(jīng)該處的塑料分成薄層，使塑料分流，以加快熱傳遞。同時塑料熔體分流后，流速增加，剪切速率加大，剪切發(fā)熱使塑料溫度升高、粘度下降，塑料得到進一步混合和塑化。16螺桿式注射機螺桿既可旋轉(zhuǎn)又可前后移動作用是送料、壓實、塑化與傳壓塑料塑化、混合效果比柱塞式好1-噴嘴2-料筒3-螺桿4-料斗17我國塑料注射成型機型號編制方法（JB2485－78)是由基本型號和輔助型號兩部分組成，基本型號和輔助型號之間用短線隔開。。四、注射機的型號規(guī)格型號中的第一項代表塑料機械類，以大寫印刷體漢語拼音字母“S”（塑）表示；第二項代表注射成型組，以大寫印刷體漢語拼音字母“Z”

（注）表示；第三項代表區(qū)別于通用型或是專用型組，通用型者省略，專用型者也用相應的大寫印刷體漢語拼音字母表示。如多模注射機以“M”（模）表示，多色注射機以“S”（色）表示，混合多色注射機以“H”（混）表示，熱固性塑料注射機以“G”（固）表示；第四項代表以“cm3”為單位的注射容量主參數(shù)，以阿拉伯數(shù)字表示。臥式基本型主參數(shù)前不加注代號，立式的注“L"（立），角式注“J”（角）。如果是不帶預塑的柱塞式注射機時在代號之前加注“Z"（柱）。18型號示例：注射容量為30cm，的立式柱塞式塑料注射

成型機，其型號表示為：191.注射量表示法

XS—ZY—125AX——預塑式S——塑料Z——注射Y——預塑式理論注射容積為125cm3例如設備設計序號為第一次改型202.合模力表示法：以注射機的最大合模力來表示注射機的規(guī)格。LY180:LY為利源機械有限公司，180為注射機的合模力為180×10kN3.注射量與合模力表示法SZ－63/50理論注射容積為63cm3合模力為50×l0kN此法在國際上比較通用，故又稱國際規(guī)格。21注射壓力損耗大

物料壓實成柱后被分流梭分開，進一步壓縮而損失壓力

物料熔融前后流經(jīng)料筒、分流梭、噴嘴要克服一定的阻力而損失壓力。

5.2注射裝置一、常用注射裝置

1．柱塞式注射裝置的組成和工作原理用于小型注射機222．螺桿預塑式注射裝置

23

2．螺桿預塑式注射裝置減小注射壓力損失，注射速率穩(wěn)定，多應用于連續(xù)注射或大型注射機

但增加了一個料筒，結構復雜且龐大，單向閥處容易引起塑料的停滯和分解。

為了避免漏流，對注射料筒和柱塞間的配合要求較高，給制造帶來了困難。

3．往復螺桿式注射裝置廣泛用于各類注射機24

3．往復螺桿式注射裝置塑化部件和螺桿傳動裝置裝在注射座上，注射座借助注射座移動液壓缸可沿底座導軌往復運動。

為了便于拆換螺桿和清理料筒，在底座中部設有回轉(zhuǎn)裝置。

二、注射裝置的主要零部件

圖5-10柱塞式注射機料筒·1一噴嘴2一分流梭3一加熱室4一料筒5一加料口6一柱塞1．柱塞式注射裝置部件:料筒、柱塞、分流梭25262．螺桿式注射裝置部件27螺桿注射機螺桿與擠出機螺桿區(qū)別

擠出過程——穩(wěn)定熔融的連續(xù)過程；擠出螺桿是連續(xù)轉(zhuǎn)動的，螺桿較長，固體床破碎很遲。

注射過程——非穩(wěn)定熔融的間歇過程；時轉(zhuǎn)時停，邊轉(zhuǎn)邊退，使螺桿的有效長度逐漸縮短。螺桿停止轉(zhuǎn)動時，熔膜增厚，固體床減薄。當螺桿再轉(zhuǎn)動時，如果轉(zhuǎn)動的時間足夠長，則可達到原來的穩(wěn)定熔融狀態(tài)。然而，注射螺桿預塑加料的轉(zhuǎn)動時間都較短，且在注射時螺桿中產(chǎn)生強烈的橫流和壓力流。橫流將固體床從螺桿的背面推向推力面，使得固體床更早解體。

28螺桿的結構形式

漸變式

突變式

實現(xiàn)變化的方法有等距變深和等深變距

加工復雜，螺紋較深，攪拌混合作用較小

螺桿頭圖5—13螺桿頭的結構形式1—止回環(huán)2—墊圈29料筒圖5-14加料口斷面形狀

a)b)偏置c)對稱30噴嘴的功能預塑時，建立背壓，排出氣體，防止熔料流延，提高塑化質(zhì)量；注射時，使噴嘴與模具主澆道良好接觸，保證熔料在高壓下不外溢。建立熔體壓力，提高切應力，并將壓力能轉(zhuǎn)為動能，提高注射速率和升溫，加強混煉效果和均化效果；保壓時，便于向模腔補料，冷卻定型時，可增加回流阻力，防止回流；噴嘴還承擔調(diào)溫、保溫、斷料功能。31噴嘴噴嘴1.直通式噴嘴通用式噴嘴:呈短管狀，壓力和熱量損失小，不易產(chǎn)生滯料和分解，不用附設加熱裝置。當噴嘴離開模具時，低粘度熔料易產(chǎn)生流涎。噴嘴無加熱裝置，熔料易冷卻。用于粘度高的塑料延伸式噴嘴，添設加熱裝置，熔料不會冷卻，補縮作用大。適合加工高粘度塑料的厚壁制件生產(chǎn).遠射程噴嘴：擴大了噴嘴的儲料室，口徑小，射程遠，用于形狀復雜的薄壁件生產(chǎn)。圖5—15直通式噴嘴322.自鎖式噴嘴:防止熔料的流涎或回縮，對噴嘴通道實行暫時封鎖，只有在注射和保壓兩個階段打開。特點：依靠彈簧壓合噴嘴體內(nèi)的閥芯來實現(xiàn)封鎖，有效地杜絕流涎現(xiàn)象，適用于粘度較低的塑料注射。

噴嘴33噴嘴與模具的尺寸關系34A——噴嘴超越注射成型機固定模板模具安裝面的尺寸最大值B——噴嘴的行程（注射座移動行程）D——注射成型機固定模板定位孔孔徑，模具通過定位環(huán)與注射成型機實現(xiàn)定位連接。R/Ф——注射噴嘴球面半徑和內(nèi)徑注射噴嘴球面半徑和內(nèi)徑要小于澆口套球面半徑和內(nèi)徑——防止漏流和死角。353．螺桿的傳動裝置有級調(diào)速和無級調(diào)速兩大類⑴由電動機和變速箱組成的有級調(diào)速傳動裝置

圖5—19電動機一齒輪變速箱傳動

1一螺桿2一齒輪3一電動機4一液壓缸36利用滑移齒輪換擋或調(diào)換齒輪變速（2）無級調(diào)速a.用高速液壓馬達，經(jīng)齒輪減速箱驅(qū)動螺桿

圖5-20高速液壓馬達經(jīng)齒輪變速箱傳動

l一螺桿2一齒輪3一液壓馬達4一液壓缸37b.低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動螺桿

圖5-21低速大扭矩液壓馬達直接傳動1一螺桿2一液壓缸3一液壓馬達4一花鍵軸384．注射座整體式結構組合式結構圖5-22組合式注射座結構1—注射液壓缸2一減速箱3一加料斗4一料筒5一注射座6一加料座7一支承座395.3合模裝置一、常見的合模裝置

1．液壓式合模裝置

(1)單缸直壓式合模裝置

圖5-23單缸直壓式合模裝置1一合模液壓缸2一后固定模板3一移動模板4一拉桿5一模具6一前固定模板7一拉桿螺母40(2)充液式合模裝置圖5-24充液式合模裝置1、4一合模液壓缸2一動模板3一充液閥41大型注射機：裝在上部d(3)增壓式合模裝置

圖5-25增壓式合模裝置1一增壓液壓缸2一合模液壓缸42(4)充液增壓式合模裝置圖5-26充液增壓式合模裝置1-增壓液壓缸2-充液閥3-合模液壓缸4-頂出裝置5-動模板6-移模液壓缸43大噸位注射成型機鎖模力的要求(5)穩(wěn)壓式合模裝置

圖5-27穩(wěn)壓式合模裝置

1一移模活塞2一合?；钊?一閘板(抱合螺母)4一動模板44大型注射成型機：小直徑快速移模液壓缸和大直徑短行程，3000-5000kN以上鎖模力的合模裝置。液壓—曲肘式合模裝置實質(zhì)上可看作曲柄連桿機構的變形結構形式：

單曲肘式、雙曲肘式、雙肘撐板式特點：具有增力作用可自鎖，使用安全可靠運動特性好模版間距、鎖模力和速度調(diào)節(jié)困難加工精度要求高多用于大中型452．液壓一曲肘式合模裝置

(1)單肘式合模裝置461-合模液壓缸2-后固定板3-調(diào)節(jié)螺釘4-單曲肘連桿機構5-頂出桿6-后移動模板7-調(diào)節(jié)螺母8-前移動模板9-拉桿10-前固定模板適用于模板面積小的小型注射成型機(2)雙肘式合模裝置

壓力油從合模液壓缸1左腔進入，活塞右移，曲肘3和調(diào)距肘桿4伸直，使模具鎖緊。由于是雙臂，可以適應較大的模板面積，因此中、小型注射機都有采用。47圖6-54液壓雙曲肘式合模裝置（1）48圖6-56液壓外翻式雙曲肘式合模裝置49雙肘撐板式合模裝置：

它利用了肘桿和楔塊的增力和自鎖作用，使模具可靠鎖緊。合模時，合模液壓缸推動肘桿座，由十字導向板帶動肘桿和撐板沿著后固定模板滑道右移，當撐板行至后固定模板滑道的末端，因受肘桿向外的分力作用，使其沿楔面向外撐開，從而鎖緊模具。50圖6-57液壓撐板式合模裝置51合模機構比較52項目液壓式液壓-曲肘式移模速度近似為常數(shù)，速度較慢在移模行程中是變化的，速度較快模板行程較大，易調(diào)節(jié)小，一般為定值調(diào)模模具厚度在規(guī)定范圍內(nèi)隨意變化，無需調(diào)模裝置需要設置專門的調(diào)模裝置合模力調(diào)節(jié)容易，顯示方便，但不能自鎖合模力調(diào)解困難，具有自鎖性能潤滑具有自潤滑作用，磨損零件少需設潤滑系統(tǒng)，磨損零件多模具安裝容易比較困難循環(huán)周期長短噪聲很小較大動力費用大小二、調(diào)模裝置(一)液壓式合模裝置的調(diào)模裝置液壓式合模裝置的動模板是直接固定在活塞桿或缸體上的。因此，動模板的行程是由合模液壓缸行程決定的。為防止合模液壓缸超越工作行程，必須限制模具的最小厚度，嚴禁注射機在無模情況下進行合模操作。53(二)液壓一曲肘式合模裝置的調(diào)模裝置⑴螺紋肘桿調(diào)距如圖所示二、調(diào)模裝置54小型注射成型機⑵移動合模液壓缸位置調(diào)距

圖5-32移動合模液壓缸位置調(diào)距1一帶外螺紋的合模液壓缸2一調(diào)節(jié)螺柱3一后固定模板4一調(diào)節(jié)螺母5一移動模板55中小型注射成型機(3)拉桿螺母調(diào)距圖5-33拉桿螺母調(diào)距1一合模液壓缸2一調(diào)節(jié)螺母3一后模板56四個螺母調(diào)節(jié)量必須調(diào)節(jié)一致，否則模板會發(fā)生歪斜，小型注射劑采用手動調(diào)節(jié)，大型設有聯(lián)動機構，由電動機帶動。(4)動模板間連接大螺母調(diào)距5758二、二板式合模裝置1、復合式：機械轉(zhuǎn)換+鎖模穩(wěn)壓缸59二板復合式合模裝置1-拉桿2-抱桿裝置3-動模板4-快速移模液壓缸5-前定模板6-穩(wěn)壓液壓缸7-小液壓缸3快速移模鎖模開模供液靠液壓泵直接供油，移模速度受液壓泵排量制約，移模速度不易太高，且合模動作多，鎖模時用油少，升壓快，合模性能穩(wěn)定可靠。適用于小型精密注射成型機602、直壓式（全液壓式）-無循環(huán)型：4個合模液壓缸固定在動模板上，通過拉桿與前定模板固定，在兩對角拉桿內(nèi)，分別布置移模液壓缸和增壓液壓缸?？焖僖颇ｆi模開模二板式四缸無循環(huán)型合模裝置1-空氣過濾2-合模液壓缸3-動模板4-增壓液壓缸5-前定模板6-模具7-移模液壓缸8-移模液壓缸活塞桿9-鎖緊螺母a,b,c,d,e,fA,B-進出油口合模液壓缸兩側油液無循環(huán)流動。移模和鎖模都靠合模液壓缸，移模速度受液壓泵排量制約而不宜過高，合模液壓缸依靠液壓泵直接供油且直徑較大，因此不能很好地解決力與速度的關系。小型精密注射成型機。61二板式全液壓四缸直鎖合模裝置1-合模液壓缸（4個）2-拉桿3-動模板4-模具5-前定模板6-移模液壓缸7-尾板a,b,c,d-進出油口2、直壓式（全液壓式）-外循環(huán)型：4個合模液壓缸固定在動模板上，活塞固定在拉桿上，拉桿相當于活塞桿合模液壓缸兩側油液循環(huán)流動。二板式合模，結構緊湊，移模通過液壓缸來進行，移模液壓缸直徑小，能快速合模；鎖模通過直徑較大的鎖模液壓缸進行。大量油液循環(huán)，能量消耗大?？焖僖颇ｆi模開模62二板式全液壓四缸內(nèi)循環(huán)合模裝置1-液壓頂桿2-模具3-液壓缸4-活塞5-拉桿6-動模板7-底座2、直壓式（全液壓式）-內(nèi)循環(huán)型：4個液壓缸固定在動模板上，而活塞固定在拉桿上，拉桿相當于活塞。內(nèi)循環(huán)液壓缸結構圖1-缸筒2-螺母3-活塞4-閥芯5-拉桿合模鎖模開模三、頂出裝置(1)機械頂出

63(2)液壓頂出64液壓頂出優(yōu)點：定出的動作時間與注射成型機開、合模行程沒有直接關系，能在開模過程中以及開模后頂出制件；頂出力、頂出速度可調(diào)，因此，即使是薄壁件產(chǎn)品，也不易是產(chǎn)品變形或損壞，可以順利進行脫模；頂桿可以多次反復地進行沖擊動作，因此可以使產(chǎn)品可靠地自動掉落；在成型有嵌件的產(chǎn)品時，能使頂桿在合模之前自行復位，插入嵌件比較方便，液壓頂出裝置有利于縮短注射成型機循環(huán)周期和實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，應用廣泛。65(3)氣動頂出利用壓縮空氣為動力，通過模具上設置的氣道和微小的頂出氣孔，直接把制件吹出。這種頂出方法比較簡單，在制件表面不留痕跡，對大而薄的盒、殼等制件頂出十分有利。但此法需要增設氣源和氣路等輔助設備，應用受到限制，目前采用較少。66第二節(jié)注射裝置雙聯(lián)葉片泵單葉泵5.4注射機的控制系統(tǒng)67第二節(jié)注射裝置閥1——二位四通電磁換向閥閥1的作用：用以控制閥2，實現(xiàn)大泵供油或卸荷原理：電磁鐵YA1通電——大泵供油工作；

YA1斷電——閥2的遙控口接通油箱，大泵卸荷68第二節(jié)注射裝置閥4用以控制閥3原理：(1)當電磁鐵YA2通電時，小泵供油工作，油壓由閥3控制

(2)電磁閥處于中位時，閥3的遙控口接通油箱，小泵卸荷

(3)當電磁鐵YA4通電時，小泵油壓由閥5控制，實現(xiàn)小泵遠程調(diào)壓控制。69第二節(jié)注射裝置閥7用以控制閥6原理：(1)當電磁鐵YA3通電時，中泵供油工作，油壓由閥6控制;(2)當電磁閥處于中位時，閥6的遙控口接通油箱，中泵卸荷；

(3)當電磁鐵YA5通電時，中泵油壓由閥8控制，實現(xiàn)中泵遠程調(diào)壓控制。70第二節(jié)注射裝置閥12為三位四通電液換向閥，用以變換合模液壓缸油流動方向，以實現(xiàn)合模或開模的動作。71第二節(jié)注射裝置閥13為三位四通電磁換向閥，用以變換頂出液壓缸油流動方向，實現(xiàn)制品的頂出和頂出機構的退回72第二節(jié)注射裝置閥14為三位四通電磁換向閥，用以變換注射座整體移動液壓缸油流動方向從而控制注射座前進或后退。73第二節(jié)注射裝置閥15為三位四通電液換向閥，用以變換注射液壓缸油流動方向及控制螺桿的注射和退回動作。74第二節(jié)注射裝置閥16為單向背壓閥，用以調(diào)節(jié)預塑時螺桿后退的背壓75合模（慢-快-慢）：中（慢）速合模76中(慢)速合模:電磁鐵YA3、YA6通電。因為是中速合模，不需要大流量壓力油，所以大、小泵卸荷。中泵輸出的壓力油經(jīng)閥11->閥12->合模液壓缸上腔，推動活塞下降，實現(xiàn)中速合模。與此同時，合模液壓缸下腔油液經(jīng)閥12->冷卻器->油箱。77合模（慢-快-慢）：快速合模一

快速合模一:電磁鐵YA1、YA2、YA3、YA6通電。此時需要大流量壓力油，大、中、小泵輸出的壓力油分別經(jīng)閥9、閥10、閥11匯合后->閥12->合模液壓缸上腔，推動活塞實現(xiàn)快速合模?；赜吐肪€同上。78合模（慢-快-慢）：快速合模二

快速合模二:電磁鐵YA2、YA3、YA6通電，大泵卸荷。此時中、小泵輸出的壓力油分別經(jīng)閥10和閥11匯合后->閥12->合模液壓缸上腔，推動活塞實現(xiàn)較快速合模?；赜吐肪€同上。在快速合模過程中，當YA2斷電時又轉(zhuǎn)為中(慢)速合模。79開模（慢-快-慢）：慢速開模

慢速開模:電磁鐵YA2、YA7通電，慢速開模不需要大流量，大、中泵卸荷。此時小泵輸出的壓力油分別經(jīng)閥10>閥12->合模液壓缸下腔，推動活塞實現(xiàn)慢速開模。80開模（慢-快-慢）：快速開模一

快速開模一:電磁鐵YA1、YA2、YA3、YA7通電，要大流量，大、中、小泵供油。此時輸出的壓力油分別經(jīng)閥9、10和閥11匯合->閥12->合模液壓缸下腔，推動活塞實現(xiàn)快速開模。81開模（慢-快-慢）：快速開模二

快速開模二:電磁鐵YA2、YA3、YA7通電，要大流量，中、小泵供油。此時輸出的壓力油分別經(jīng)閥10和閥11匯合->閥12->合模液壓缸下腔，推動活塞實現(xiàn)較快速開模。為使動作平穩(wěn)，在開模后期又轉(zhuǎn)為慢速開模，YA3斷電，只由小泵供油，速度轉(zhuǎn)慢。注射座前移與后退：前移82注射座前移:電磁鐵YA4、YA12通電。注射座前移速度不需要很快，所以大、中泵卸荷，只要小泵供油。小泵輸出的壓力油經(jīng)閥10->閥14->注射座移動液壓缸右腔，推動活塞，帶動注射座前移。液壓缸左腔的油液經(jīng)閥14->冷卻器->油箱。83注射座前移與后退：退回注射座后退:電磁鐵YA2、YA11通電。大、中泵仍卸荷，小泵輸出的壓力油經(jīng)閥10->閥14->注射座移動液壓缸左腔，推動活塞，帶動注射座后退。液壓缸右腔的油液經(jīng)閥14->冷卻器->油箱。84注射注射:

電磁鐵YA1、YA4、YA5、YA12、YA14均通電。注射時要求大流量壓力油，快速完成注射，為此大、中、小泵輸出的壓力油分別經(jīng)閥9、閥10和閥11匯合后->閥15->注射液壓缸右腔，注射活塞前進，推動螺桿向前運動，實現(xiàn)注射動作。注射液壓缸左腔油液->閥15->冷卻器->油箱85保壓保壓:電磁鐵YA4、YA12、YA14通電，大、中泵卸荷。保壓時不需要大流量壓力油,小泵工作情況與注射時相同。5.5注射機的技術參數(shù)與使用維護注射機主要技術參數(shù)技術參數(shù)有注射量、注射壓力、注射速率、注射速度、注射時間、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸、開合模速度及空循環(huán)時間等。這些參數(shù)是設計、制造、購置和使用注射成型機的依據(jù)。

86注射量概念：對空注射的條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量，也稱公稱注射量。表示方法：以聚苯乙烯為標準，用注射出熔料的質(zhì)量(單位為g)表示，又稱為注射質(zhì)量；用注射出熔料的容積(單位為立方厘米)表示，又稱為注射容積。我國注射機系列采用后一種表示方法。87根據(jù)對注射機注射量的定義，公稱注射量應為：Vc——公稱注射量(cm3)；Ds——螺桿或柱塞的直徑(cm)；S——螺桿或柱塞的最大行程(cm)。一、注射容積88

理論上直徑為Ds的螺桿移動S距離，應當射出Vc的注射量，但是在注射時有少部分熔料在壓力作用下回流，以及為了保證塑化質(zhì)量和在注射完畢后保壓補縮的需要，故實際注射量要小于理論注射量。為描述二者的差別，引入射出系數(shù)α。V——實際注射量(cm3)；α——射出系數(shù)。

在實際使用中，射出系數(shù)并非是一個恒定的數(shù)值，而是通常在0.7～0.9之間變化。選擇設備時，實際注射量應為注射機理論注射量的25%～70%為宜。89注射壓力概念：注射時為了克服熔料流經(jīng)噴嘴、流道和型腔時的流動阻力，螺桿(或柱塞)對熔料所施加的壓力。特點：注射壓力直接影響制品質(zhì)量。注射壓力過高，制件可能產(chǎn)生毛邊，脫模困難，影響制件表面粗糙度，使制件產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，甚至成為廢品，同時還會影響注射機的使用壽命。注射壓力過低，則易產(chǎn)生物料充不滿型腔，甚至不能成型等現(xiàn)象。90

注射壓力的大小與流動阻力、制件的形狀、塑料的性能、塑化方式、塑化溫度、模具溫度及對制件精度要求等因素有關。歸納起來，影響所需注射壓力的因素主要有以下三個方面：影響塑料流動性能的因素（樹脂的熔融指數(shù)、塑化與模具溫度與注射速度等）。模具流道與制品的形狀和尺寸，即影響流動阻力的因素。對制品尺寸精度的要求。91注射壓力的理論計算式為：P1——注射壓力D0——注射缸內(nèi)徑Ds——注射螺桿直徑P0——注射缸的油壓。

目前國產(chǎn)注射機壓力一般為105～150MPa。選擇設備時，要考慮所需的注射壓力是否在注射機的理論注射壓力范圍以內(nèi)。92

根據(jù)塑料的性能，目前對注射壓力的使用情況可大致分為以下幾類：①注射壓力小于70MPa，用于加工流動性好的塑料，且制件形狀簡單，壁厚較大。②注射壓力為70～100MPa，用于加工塑料粘度較低，形狀、精度要求一般的制件。③注射壓力為100～140MPa，用于加工中、高粘度的塑料，且制件的形狀、精度要求一般。④注射壓力為140～180MPa，用于加工較高粘度的塑料，且制件壁薄或不均勻、流程長、精度要求較高。對于一些精密塑料制件的注射成型，注射壓力可用到230～250MPa。93注射速度、注射速率與注射時間

注射速率是指將公稱注射量的熔料在注射時間內(nèi)注射出去，單位時間內(nèi)所能達到的體積流率；注射速度是指螺桿或柱塞的移動速度；注射時間是指螺桿(或柱塞)射出一次注射量所需要的時間。94注射速度v與注射時間的關系為:v——注射速度(m/s)；s——注射行程(m)；t——注射時間(s)。注射速率q與注射時間的關系為:q——注射速率(cm3/s)；Vc——公稱注射量(cm)95

一般說來，注射速率應根據(jù)工藝要求、塑料的性能、制件的形狀及壁厚、澆口設計以及模具的冷卻情況來選定。注射速率過低(即注射時間過長)，制件易形成冷接縫，不易充滿復雜的模腔。合理地提高注射速率，能縮短生產(chǎn)周期，降低制件的尺寸公差，能在較低的模溫下順利地獲得優(yōu)良的制件。如果注射速率過高，塑料高速流經(jīng)噴嘴時，易產(chǎn)生大量的摩擦熱，使物料發(fā)生熱解和變色，模腔中的空氣由于被急劇壓縮而產(chǎn)生熱量，在排氣口上有可能出現(xiàn)制件燒傷現(xiàn)象。96

目前，注射機所采用的注射速度范圍，一般在8～12cm/s，高速時大概為15～20cm/s。注射量/g50100250500100020004000600010000注射時間/s0.811.251.51.752.253.03.755.0表6-3注射機（通用型）注射量與注射時間的關系97塑化能力概念：塑化能力是指單位時間內(nèi)所能塑化的物料量。要求：注射機的塑化裝置應該在規(guī)定的時間內(nèi)，保證能夠提供足夠量的、塑化均勻的熔料。塑化能力應與注射機的整個成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間太長，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之，則會加長成型周期。98圖6-17注射螺桿結構尺寸螺桿塑化能力G表示為:h3——均化段螺紋深度(cm)；n——螺桿轉(zhuǎn)速(cm)；θ——螺桿軸向夾角(度)；η——修正系數(shù)，一般取0.85~0.9；ρ——塑化溫度下的塑料密度(g/cm3)。996.3.5鎖模力

注射時熔料進入模腔時仍有較大的壓力，它促使模具從分型面處漲開。為了平衡熔料的壓力，夾緊模具，保證制件的精度，注射機合模機構必須有足夠的鎖模力。鎖模力與注射量一樣，也在一定程度上反映出注射機所能塑制制件的大小，是一個重要參數(shù)。100鎖模力F可由下式計算：F——鎖模力(N)pm——模腔平均壓力(Pa)；A——最大成型面積(m)；C——安全系數(shù)，一般為1.1～1.2。101最大成型面積A可用如下經(jīng)驗公式計算:V——注射量(cm3)；K——經(jīng)驗系數(shù)，約為12～15，注射量大取大值。

模腔壓力約為注射壓力的25%～50%。對于一般熔料粘度的制件，模腔壓力為20～30MPa；對于熔料粘度較高、制件精度要求高的情況，模腔壓力為30～40MPa。102合模裝置基本尺寸

作用：合模裝置的基本尺寸參數(shù)規(guī)定了所用模具的尺寸范圍、定位要求、相對運動程度及其安裝條件。主要包括：模板尺寸、拉桿空間、模板最大開距、動模板行程、模具最大厚度和最小厚度等。103

模板尺寸為拉桿間距L×H，兩個尺寸參數(shù)表示了模具安裝面積的大小，模具模板尺寸必須在模板尺寸及拉桿間距尺寸規(guī)定范圍之內(nèi)，模板面積大約為注射機最大成型面積的4～10倍。一、模板尺寸圖6-18模具與模板及拉桿間距的尺寸關系104二、模板最大開距模板最大開距是動模開啟時，動模板與定模板之間的最大距離（包括調(diào)模行程在內(nèi)）。為了使成型制件便于取出，一般最大開距Lk為成型制件最大高度的3～4倍。圖6-19模板間的尺寸Lk——模板最大開距(mm)；S——動模板行程(mm)；Hmax——模具最大厚度105模板最大開距可用如下公式計算:三、動模板行程動模板行程是指動模能夠移動的最大值。對曲肘式合模機構，其動模板行程是一定的；而直壓式合模機構的動模板行程是可變的，它與所安裝的模具厚度有關，當所安裝的模具厚度為最小值時，動模板行程為最大值。反之為最小值。為便于取出制件，一般動模板行程要大于制件高度的2倍。106四、模具最大厚度Hmax和最小厚度Hmin

模具最大厚度和最小厚度是指動模板閉合后達到規(guī)定鎖模力時，動模板與定模板之間所達到的最大和最小距離，這兩值之差就是調(diào)模機構的調(diào)模行程。這兩個基本尺寸對模具安裝尺寸的設計十分重要：若模具實際厚度小于注射機的模具最小厚度，則必須設置模厚調(diào)整塊,使模具厚度尺寸大于Hmin，否則就不能實現(xiàn)正常合模。若實際模具厚度大于模具最大厚度，則模具也不能正常合模，達不到規(guī)定的鎖模力。這一點對曲肘式合模機構尤為突出。一般模具厚度設定在Hmax和Hmin之間。107成型時間成型周期或總周期成型周期充模時間：柱塞螺桿前進的時間注射時間閉模冷卻時間：柱塞后撤或螺桿后退的時間其它時間保壓時間：柱塞螺桿停留在前進位置的時間冷卻時間開模時間充填時間保壓時間在整個注射成形周期中，注射速度和冷卻時間對制品的性能有著決定性的影響.一般是０.5～２min；有的可以到10min以上

——完成一次注射成型全過程所需的時間。108不影響勞動生產(chǎn)率和設備利用率，在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短成型周期中各時間。二、注射機的使用

注射機的使用包括注射機開機前的準備工作和終了時的結束工作，注射機的操縱，注射機工藝條件的調(diào)整以及注射機的安全措施等.開機前的準備和終了時的結束工作(運動部件？清潔、潤滑；緊固件、加熱裝置？松動；油量？；冷卻系統(tǒng))注射機的操作（固定加料；加料退回；退回加料）3．塑化裝置的使用（螺桿起動；螺桿空轉(zhuǎn)；塑化部件的裝拆；加熱裝置緊固）109二、注射機的使用4．合模裝置的使用鎖模力調(diào)節(jié)相對運動部件間的潤滑模板安裝的精度5．注射機液壓、電氣裝置的使用工作壓力的調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)油液和油溫控制電氣元件的使用6．注射機的安全措施人身安全；注射成型機保護；模具保護；電氣及液壓元件保護。110三、注射機的維護1．每天檢查的內(nèi)容包括：加熱圈裝置是否工作正常，熱電偶是否接觸良好；溫度控制儀是否在零位；各電器開關，特別是安全門和緊急停車開關的情況；模具安裝固定螺釘?shù)那闆r；冷卻水循環(huán)供應情況；儀表，如壓力表、功率表、轉(zhuǎn)速表等；油箱內(nèi)的油量、油溫；運動部件的潤滑情況。111三、注射機的維護2．定期檢查的內(nèi)容包括：工作油液的質(zhì)量；螺桿、料筒的磨損情況；電氣元件的工作情況，電源箱內(nèi)所有電線接頭，是否漏電，接地是否可靠；吸油、濾油裝置及油冷卻器的工作情況；液壓泵、電動機、液壓馬達等的工作情況，清理其外殼上的塵埃，以利散熱。1125.6新型專用注射機一、多模注射成型機圖5-49多模注射成型機1-注射裝置2一合模裝置3一轉(zhuǎn)盤軸113二、共注射用注射機將不同品種或不同色澤的熔體，同時或先后注射入模。生產(chǎn)制品：多種色彩、多種結構的復合。類型：①兩種材料的共注射②雙色注射1141、兩種不同材料的共注射115兩種不同材料的共注射116三、多色注射機1.雙色注射機-雙混色注射機117對于混色和夾芯塑料制品注射成型均需要使用一個公用注射噴嘴，注料控制由公用噴嘴的分配閥加以控制。三、多色注射機2.雙色注射機-雙清色注射機圖5-43雙清色注射機1一合模液壓缸2一移動模板3一模具回轉(zhuǎn)機構4一固定模板5一注射裝置118119三色注射機圖5-44三個注射頭的單模位注射機1一動模2一定模3一分配模4一澆口套5一塑化螺桿6一塑化料筒7一注射噴嘴8一隔板9一固定模板10一冷卻槽11一主澆套12一澆口13一主澆道14一制件15一拉桿16一移動模板120熱固性塑料優(yōu)點：具有優(yōu)異的耐熱性、耐蝕性、抗熱變形以及絕緣等電性能。傳統(tǒng)成型方法：采用壓縮模塑成型，該法生產(chǎn)效率低、勞動強度大，工作環(huán)境惡劣，制品質(zhì)量也不易穩(wěn)定等。熱固性注射成型工藝和專用注射機的出現(xiàn)，為熱固性塑料制品的生產(chǎn)開辟了一個新途徑。熱固性塑料制品成型過程：將粉狀樹脂在料筒中進行預熱塑化（溫度在90℃左右），使之呈稠膠狀，然后用螺桿（或柱塞）在較高的注射壓力下將其注入到熱模腔內(nèi)（模具溫度170~180℃），經(jīng)過一定時間的固化即可開模取出制品。四、熱固性塑料注射機121四、熱固性塑料注射機122注射成型裝置1、螺桿式注射機常用螺桿的長徑比和壓縮比小。L/D=14-16壓縮比A=0.8-1.2采用液壓馬達進行無極調(diào)速，防止物料在料筒內(nèi)固化時造成螺桿扭斷不設止回環(huán)，螺桿頭為錐形與料筒和噴嘴內(nèi)輪廓配合，防止回流噴嘴孔徑2-3mm，直通式保壓階段模具溫度較高，噴嘴必須離開模具，以免物料固化堵塞。123注射成型裝置2、料筒的加熱與冷卻熔料通過噴嘴的溫度為110-140℃左右，使熔料呈現(xiàn)最好的流動性，接近固化的臨界塑性狀態(tài)，一般用恒溫控制的水加熱系統(tǒng)；在料筒上設置冷卻水套注射成型裝置采用充液式或穩(wěn)壓式合模裝置模具模具設有加熱裝置，開設排氣槽。溫度在140-160℃之間124應用場合：充填塑料的注射成型：塑料中因有較多的CaCO3和木粉等而帶入大量氣體，成型時需將料筒內(nèi)的氣體排出；注射成型對水分及揮發(fā)物含量要求高的塑料：如聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸纖維素、ABS、AS等，加工前可不進行干燥處理，直接使用排氣式注射機成型。五、排氣式注射機125五、排氣式注射機1.雙階四段螺桿

圖5-46四段螺桿排氣結構1一排氣口2一料筒3一螺桿4一加料口126六、排氣式注射機2.異徑螺桿的排氣結構

圖5-53異徑螺桿排氣結構1-異徑螺桿2一異徑料筒3一排氣口4—加料口127結構發(fā)泡材料：ρ：10～60Kg/m3之間的發(fā)泡材料。表面呈封閉的致密表層，芯部為多種方法。適用于成型壁厚4mm以上，具有較大重量和尺寸的塑料制品。制品抗彎曲，剛性好，可減少加強筋，內(nèi)應力小，使用中不易產(chǎn)生大變形，機械加工性能好，木材的替代物。單組分：低壓注塑結構發(fā)泡注射高壓注塑雙組分：夾心注塑七、發(fā)泡注射機1281.低壓結構發(fā)泡注塑與普通注塑的區(qū)別在于模腔壓力低。2～7MPa鎖模力較小充料量只占模腔容積的75～85％，為欠料注塑?；瘜W發(fā)泡劑熱塑性塑料料筒混合塑化發(fā)泡劑分解滲入塑料熔體與氣體混合物貯料室內(nèi)壓注射流體噴嘴發(fā)泡劑受熱分解熔體立即膨脹推向型腔壁充滿模腔129常用塑料：PS、PE、PP、PPO、PC、PA、PU等發(fā)泡劑：化學發(fā)泡劑0.3～0.7％缺點：只能產(chǎn)生較小的制品。1302.高壓結構發(fā)泡塑料增加二次鎖模保壓裝置熔體注入一定時間后，動模板后移，使模具型腔增大，利于發(fā)泡膨脹。缺點：模具費用高，二次鎖模保壓。制品易留下條紋、折痕。圖5-48高壓發(fā)泡成型原理(移模法)a)射鎖模b)移模發(fā)泡131夾心注射：這種制品表面呈封閉的致密表層，而芯部卻呈微孔泡沫結構。60年代初出現(xiàn)外層：密實的表層內(nèi)層：多孔夾心層。特點：具有較大的撓曲剛性；制品應用：車輛結構材料、殼體；延展性好抗沖擊特性較好但延展強度較低132一、反應注塑工藝流程：加熱A組分B組分加熱計量計量高壓下碰撞混合機械能注射充模聚合交聯(lián)固化放熱脫模后處理制件加熱133將兩種具有高化學活性的低相對分子量液體原料，在高壓下（14-20MPa）下經(jīng)過撞擊混合，然后注入密閉的模具內(nèi)，完成聚合、交聯(lián)、固化等化學反應并形成制品的工藝過程。九、反應注射機二、反應注射模塑對設備的要求（1）能準確控制原料個組分的流量及混合比率；（2）能快速加熱活冷卻原料；（3）兩組分在混合頭內(nèi)能獲得充分的混合，原料注入模腔后餓自動清理；（4）兩組分應同時進入混合頭；（5）料流以層流形式注射入模；（6）固化速度快，要求快速的模塑循環(huán)。134三、RIM設備工作原理加料比例的控制兩組分均勻混合注模135四、RIM設備的組成原料儲槽及循環(huán)管路高壓