塑料注射成型机.pdf
塑料注射成型机塑料注射成型机最初的注射机是借助于金属压铸机金属压铸机的原理设计的.1948 年,注射机的塑化装置开始使用螺杆,1959 年世界上第一台往复螺杆式注射机问世.一一.注射机的种类注射机的种类主要根据注射机的合模装置和注射装置的相对位置可分为:1.卧式注射机2.立式注射机3.角式注射机4.多模注射机注射机的加工能力主要用注射量注射量和合模力合模力参数表示.二二.注射机的功能注射机的功能基本功能有两个:1.加热塑料,使其达到熔化状态;2.对熔融塑料施加高压,使其射出而充满模具型腔.三三.注射机的组成注射机的组成注射机通常由注射系统注射系统,合模系统合模系统,液压传动系统液压传动系统,电气控制系统电气控制系统组成.1.注射系统注射系统有注射系统有 3 3种主要形式种主要形式:a.柱塞式,b.螺杆式,c.螺杆预塑柱塞注射式,其作用其作用:在注射机的一个工作循环中,能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后,在一定的压力和速度下,通过螺杆或柱塞将熔融塑料注射到模具型腔中,注射结束后,对注射到模腔中的熔料保压定型.注射系统由塑化装置塑化装置和动力传递装置动力传递装置组成.塑化装置的类型:柱塞式塑化装置柱塞式塑化装置,预塑式塑化装置预塑式塑化装置和往复螺杆式塑化装置往复螺杆式塑化装置.a.柱塞式塑化装置的塑化方法是柱塞式塑化装置的塑化方法是-利用外加热的热传导使塑料熔融塑化,这种成型机虽然结构上比较简单,但由于存在对物料的塑化不够均匀,塑化能力低,注射压力损失大,注射速度不稳定,清洗料筒较因难等缺点,对成型较大型,质量要求高的制品或加工热敏性塑料有因难.b.预塑式塑化装置预塑式塑化装置-满足注塑大型,精密制品和加工一些工程塑料和热敏性塑料的要求.它是将预塑化用加热料筒和注射用加热料筒组合在一起而构成的.预塑化用加热料筒用于加热熔融成型材料,注射用加热料筒则用来注射被熔融的材料.预塑式塑化装置常有柱塞预塑化式柱塞预塑化式和螺杆预塑化式螺杆预塑化式两种.由于熔融树脂容易停滞在两组加热料筒结合部位的单向阀处,因而不能使用容易产生热分解的材料,另外其结构使更换树脂材料和改变颜色的操作都很费事,所以预塑式塑化装置不常用,对于聚乙烯,聚苯乙烯等不易热分解的材料,尤其是希望缩短成型周期时,可以使用此装置.c.往复螺杆式塑化装置往复螺杆式塑化装置-主要由螺杆.料筒.螺杆头,喷嘴,计量装置,加热装置等组成,其工作过程为:螺杆在传动装置的配合下转动,塑料则从料斗经螺杆不断地向前输送,在加热装置的加热以及螺杆的剪切,混炼作用下,使塑料逐渐均匀地塑化熔融,同时,螺杆在螺杆头部熔料压力的作用下向后移动,退至一定的位置,计量装置计量使螺杆停止转动,为注射作好准备.注射时,螺杆端部直接作用于熔料上,并以一定的压力和较高的速度将熔料注入模腔.为防止注射时熔料的回流,一般在螺杆头处设置止逆环,保证制品所需的熔料量.此装置塑化质量好,注射压力损失小,计量稳定可靠,螺杆装拆和清理方便,适用于大.中.小型注射机.塑化装置一般由 5 部份组成:a.加料装置b.料筒c.柱塞和分流梭d.螺杆 e.喷嘴.a.a.一般小型注射机的加料装置加料装置是一个锥形料斗锥形料斗,与料筒相连.料斗的下料口应足够大,并设有冷却装置,以防止物料(架桥)过热而结块堵塞.b.b.料筒料筒为塑料加热和加压的容器,其尺寸大小决定了注射机的注射量.有柱塞式和螺杆式.料筒内壁都应光滑,端部呈流线型,以避免死角,造成物料滞流而引起分解.料筒外部应设有加热装置,能分段加热和控制,一般靠近料斗处温度较低,靠近喷嘴处温度较高.c.c.分流梭分流梭在料筒前端的中心部位,其作用是将料筒内通过该处的塑料分流成6-10毫米的薄层,以缩短传热时间,增加剪切,使塑化圴匀.分流梭上一般还附有紧贴料筒壁起定位作用的几条筋.能较快和较均匀地升高温度.分流梭的设置缩短了塑化时间,提高了物料的流动性和均匀性.从而有效地提高了生产效率和制品的质量.d.d.螺杆的作用螺杆的作用:输送输送,压实压实,塑化塑化,施压施压.e.e.喷嘴喷嘴:起料筒和模具的连接作用并使物料具有很高的注射速度.顶部顶部呈半球形呈半球形.2.合模系统其作用:保证模具闭合,开启,或顶出制品,同时,在模具闭合后,要给模具足够的合模力,以防止闭合的模具在注射过程中出现开缝的现象.塑料熔体通常以4040-150150 兆帕兆帕的高压注射入模.模板的移动速度要求合模时应先快后慢,开模时先慢,后快,再慢.四四.注射机的工作过程注射机的工作过程 1.合模与锁紧合模过程中动模板的移动速度需符合慢-快-慢要求,而且有低压保护阶段.低压保护阶段的作用:一方面保证模具平稳地合模,减小冲击,缩短闭模时间,从而缩短成型周期;另一方面是当动模与定模快要接近时,避免模具内有异物或模内嵌件松动脱落损坏模具.最后为高压低速锁模阶段,保证模具具有足够的锁紧力,以免在注射,保压时产生溢边现象.2.注射装置前移保证喷嘴与模具浇道贴合,作好注射准备.3.注射与保压螺杆在注射装置的注射油缸工作推动下前移,使料筒前部的熔料以高压高速注入模腔内,此时螺杆头部作用于熔料上的压力称之为注射压力,又称一次压力.熔料注入模腔后,由于模具的冷热传导,使模腔内物料产生体积收缩.为了保证塑料制品的致密性,尺寸精度,强度和刚度,必须使注射系统对模具施加一定的压力进行补料,直到浇注系统,关键是浇中处的塑料冻结为止.此时螺杆作用于熔料上的压力称之为保压压力,又称二次压力.4.制品冷却和预塑化随模具的进一步冷却,模具浇注系统内的熔料逐渐趋于冻结,尤其当浇口冻结时,保压已失去了补料作用,此时,可以卸去保压压力,使制品在模内充分冷却定型.由于制品冷却和预塑同时进行,一般要求预塑时间不超过制品冷却时间,以免影响成型周期,且塑化之塑料为下次注射之塑料.5.注射装置后退是否后退根据所加工塑料的工艺而定,如热流道模具不退回.后退目的:避免喷嘴与冷模长时间接触使喷嘴内料温过低而影响下次注射和制质量量,有时为了便于清洗,也常使注射装置退回.6.开模和顶出制品模具内的制品冷却定型后,合模机构就开扈模具,在注射机的顶出系统和模具的顶出机构联合作用下,将制品自动顶落,为下次成型做好准备.一一.注射机的基本参数注射机的基本参数1.注射量注射量:是指机器在对空注量(无模具)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.它反映了注射机的加工能力.标志了机器所能生产的塑料制品的最大质量.以射出熔料的质量(g)或体积(立方厘米)表示.2.注射压力注射压力:是指注射时,螺杆或柱塞端面处作用于熔料单位面积上的力,其单位为兆帕.注射时的实际注射压力是由克服熔料流经喷嘴,浇道和模腔等处的阻力所决定的.因此,实际注射压力均小于所用注射机的最高注射压力.注射压力过高,制品可能产生飞边,脱模因难,影响制品的表观质量,甚至因内应力较大而成为废品,同时注射压力过高还会影响机器的使用寿命.注射压力过低,则会造成熔料难以充满模腔,甚至不能成型.3.3.注射速度注射速度,注射速率和注射时间注射速率和注射时间注射时,熔料经喷嘴进入温度较低的模腔内,随时间的延长,熔料的流动性逐渐减弱,为确保熔料充满模腔,必须缩短注射时间,也就是提高注射速度或注射速率.注射速度注射速度是指注射时螺杆或柱塞移动速度;注射速率注射速率是指单位时间内熔料从喷嘴射出的理论容量;注射时间注射时间是指螺杆或柱塞作一次注射量所需的时间;U=S/T V=Q/TU-注射速度厘米/秒S-注射行程,厘米T-注射时间,秒V-注射速率,立方厘米/秒Q-一次最大注射量立方厘米此三者均为描述熔料流动速度的参数.注射速度慢,即注射速率低,注射时间长,制品易产生冷接缝,密度不均和制品内应力大等弊病.合理地提高注射速度,能减少熔料在模内的温差,改善压力传递效果,保持制品密度均匀和制品精度,缩短生产周期,特别是对于一些薄壁,流程较长的制品更为合适,但注射速度过高,熔料离开喷嘴后会产生不规则流动,产生大的剪切热,易烧焦物料.在高速注射时,模内的气体往往来不及排出,夹杂在物料中严重影响制质量量.4.塑化能力-是指注射机塑化装置在 1 小时内所能塑化物料的能力,以标准聚苯乙烯为准.G W/2TG 塑化能力W-物料质量T 塑化全行程1/4-3/4 处的塑化时间5.合模力-即锁模力,是指注射机合模装置对模具所能施加的最大夹紧力,注射压力一部份损失在喷嘴,模具浇注系统,其余即为模腔内熔体压力,常称模腔压力.要使模具不被模腔压力所产生的胀模力顶开,就必须施加足够的夹紧力,即合模力.F=K*Pa*AF-实际合模力(千牛)Pa-模腔平均压力(兆帕),一般为 2045 兆帕A-制品在分型面上的投影面积K-安全系数 一般取 1.1-1.6.6.合模装置的基本尺寸模板尺寸及拉杆尺寸-表示模具安装面积的大小.模板最大开距-为成型制品最大高度的 3-4 倍动模板行程-一般大于制品最大高度 H 的 2 倍.模具最大厚度 Hmax 和最小厚度 Hmin-指动模板闭合后,达到规定合模力时,动模板与定模板之间所达到的最大和最小距离.这两值之差就是调模机构的调模行程.如果模具厚度小于 Hmin,则必须设置模厚调整块,使模厚尺寸大于 Hmin,否则就不能实现正常的合模力.若模具厚度大于Hmax,则模具安装后就不能正常合模,达不到规定的合模力.一般模具厚度设定在 Hmax 和 Hmin 之间.注射机配套的辅机有:干燥机,送料机,混合着色装置,模温控制机,模温速冷机,粉碎机等.正确控制模温可调整制品的冷却速率,使之冷却均匀一致,制品尺寸稳定,密度均匀,表面光泽,透明度高,可以避免制品产生缩孔,凹痕,银纹,暗斑,溢边等缺陷,有利于高分子松弛,减少内应力,降低分子取向效应,避免或减少应力开裂,龟裂,翘曲,扭转,泛白,剥层等,对于结晶性塑料还可提高结晶度等.
