项目四-注塑成型

项目四注射成型主讲人：李美Item4Injectionmolding项目四注射成型学习目的与要求：1.掌握热塑性塑料注射成型工艺过程与基本工艺参数2.了解注射成型设备结构及主要技术参数1.概念：亦称注塑，是使热塑性或热固性模塑料先在加热机筒中均匀塑化，而后由螺杆或柱塞推挤到闭合模具中成型的一种方法。2.原料：几乎所有热塑性塑料、几种热固性塑料。3.制品：占制品总量的20～30%，特别是工程结构材料、主要工业配件、仪器仪表零件、壳体等，逐渐代替传统金属和非金属制品。第一节概述一.注射成型

螺杆式注塑成型,柱塞式注塑成型动画合模→注射→保压→冷却→启模↓

顶出

预塑

↓

制品二.成型原理及过程第二节注射成型设备按机器的外形特征分为：一.注射机的分类:

立式注射机

卧式注射机

角式注射机按机器的传动方式分为：液压式和机械式注射机按塑化和注射方式分为：柱塞式注射机、螺杆式注射机等以螺杆式注射机为例:包括:注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统二.注射机的构成:1.注射装置:注射机的主要部分，其作用是使塑料塑化和均化，并在很高的压力和较快的速度下，通过螺杆(或柱塞)的推挤将熔料注射入模具注射完毕后,并能对已注射到模具型腔中的熔料施行保压。注射系统包括：塑化装置、传动装置、注射及注射座移动油缸喷嘴:连接料筒和模具的过渡部分注射时，料筒内的熔料在螺杆或柱塞的推挤作用下，以高压和快速流经喷嘴而注入模具注射喷嘴的结构形式、喷孔大小、制造精度将直接影响熔料的压力和温度、射程、补缩作用的优劣以及是否产生“流涎”等

①直通式喷嘴(开式喷嘴

②自锁式喷嘴(关式喷嘴)③特殊用途喷嘴PVC：宜选用流道阻力小，剪切作用比较小的大口径直通式喷嘴PA：为防止“流涎”现象，则宜选用带有加热装置的弹簧针阀式或杠杆针阀式的喷嘴形状复杂的薄壁制品：选用小孔径、射程远的喷嘴厚壁制品：选用大孔径、补缩作用大的喷嘴2.合模装置(锁模系统):由固定模板、移动模板、合模油缸、顶出装置等组成作用:保证成型模具可靠的闭合、开启并取出制品完善的合模装置，应具备三个基本条件：①足够的锁模力，使模具在熔料压力(即模腔压力)的作用下，不发生开缝现象②有足够的模板面积、模板行程和模板间的开距，以适应不同外形尺寸制品的要求③模板的运动速度，应满足闭模时先快后慢，开模时慢、快、慢，以防止发生模具碰撞，实现制品平稳顶出并提高生产能力顶出机构为顶出模内制品而设，主要有机械式、液压式和气动式3.液压和电器控制系统保证注射机按工艺要求和动作程序准确有效地工作4.模具:主要由浇注系统、成型零件和结构零件三大部分所组成1.公称注射量:指在对空注射条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。在一定程度上反映注射机的加工能力、能成型的最大塑料制品，是表征机器规格的重要参数。注射量有两种表示方法:①以PS为标准，每次射出熔料的质量(g)

②每次射出熔料的容积(cm3)我国注射机系列标准采用后一种表示方法:XS—ZY—500，即公称注射量为500cm3的螺杆式(Y)塑料(S)注射(z)成型(x)机三.注射机的主要技术参数:2.注射压力：注射时螺杆或柱塞端面处作用于熔料单位面积上的力,MPa.3.注射速率：注射时间、注射速度4.塑化能力：1h内所能塑化物料的千克数(以PS计)5.锁模力(合模力)：注射机合模装置对模具所能施加的最大夹紧力锁模力足够大，才能锁住模具，使制品顺利成型，不产生溢料等不正常现象6.合模装置的基本尺寸：规定了机器加工制品所用模具的尺寸范围，从而间接地规定了制品的尺寸范围和生产效率7.开合模速度：主要影响制品的生产速度，并且使塑料制品在开模时不被损坏，闭模时运行平稳8.空循环时间：在没有塑化、注射保压、冷却取出制品等动作的情况下，完成一次循环所需要的时间(秒)是表征机器综合性能的参数、衡量机器生产能力的指标过程包括：成型前准备、注射成型过程、制品后处理及回收料使用

第三节注射成型工艺过程及因素控制原料检验、着色、造粒、粒料的预热与干燥、嵌件的预热与安放、试模及清洗料筒开机前检查对机筒进行预热,达到塑化温度后,恒温半小时装好模具后试模开机必须按设备的规定程序进行,空车时,手动操作→半自动操作→自动操作的试车/portal_new/microstudy/microstudy.html?courseId=-dozafeon59afloxxnfava#ncyzafeop55ponb9rzo9cw一、成型前准备1.加料(1)加料量对加工、产品质量的影响加料量过多：料受热长，易分解，耗能大加料量过少：缺少传压介质，模具型腔中压力↓，补缩难，制品易产生收缩、凹陷、空洞等缺陷，料充不满模具(2)加料量的控制：柱塞式：料筒中有6~8个产品的料螺杆式：预塑化料比制品多15％二、注射成型过程2.塑化指塑料在料筒内经加热达到流动状态并且有良好的可塑性的全过程要求：进入模具型腔前提供足够数量(一次注射量)的、组分及温度均匀一致的、达到规定成型温度的熔融塑料，不发生或极少发生热分解(1)热均匀性

(2)塑化量：指单位时间内注射机熔化塑料的重量3.注射与冷却指柱塞或螺杆推动、将具有流动性和温度均匀性的熔料注入模具开始，而后注满型腔，熔体在控制条件下凝固定型、直到制品从型腔中脱出为止的全过程(1)塑料在料筒内移动的阻力：(2)熔体进入模腔的流动和冷却：充模、压实、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段充模阶段：指柱塞或螺杆开始向前移动起，至模腔被熔体充满止保压(压实)阶段：指熔体充满模腔起至柱塞或螺杆撤回时为止

作用：补缩、防止倒流温度：不断下降压力：压力下降(柱塞或螺杆停止不动)，

或压力不变(柱塞或螺杆向前移动)压实时间越长、分子取向程度越大倒流阶段：在柱塞或螺杆后退期间，模腔压力比流道高，导致模内熔体向流道倒流。这会导致模腔压力降低，直到浇口冻结为止。保压时间短(浇口未冻结)：倒流大、残余应力小倒流不发生：柱塞或螺杆后退前浇口己冻结浇口冻结时的压力和温度是影响制品平均收缩率的主要因素，由压实时间决定浇口冻结后的冷却阶段：浇口凝结时起到制品从模腔中脱出时止制品在模内继续冷却，以使制品在脱模时有足够刚度不致发生扭曲变形残余应力：制品脱模时，模内压力与外界压力的差值Pr＝P内－P外Pr＞0，脱模难、制品易刮伤；Pr＜0，制品表面易有陷痕或内有真空泡、收缩大Pr≈0，理想，易脱模1.退火处理三、制品的后处理为消除制件的内应力或控制结晶过程，将制件加热到适当的温度并保持一定时间，而后慢慢冷却的操作(1)退火处理方法将制品在定温的加热介质(热水、热矿物油、热甘油、热液体石蜡、热空气等)中静置一定时间，然后将制品与介质一起缓慢冷却至室温需退火处理的制件：分子链刚性较大、壁厚较大、带金属嵌件、温度范围宽、尺寸精度高或内应力大而又不易自行消除的制件(2)条件温度：高于制品使用温度10～20℃，或低于制品热变形温度10～20℃。时间(保温时间)：分子链刚性大、制品壁厚大，需较长时间(3)退火处理实质使被强