注射成型概述幻灯片.ppt

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1、注射成型概述第1页，共119页，编辑于2022年，星期一注射成型就是将塑料（一般为粒料）从注射机的料斗送进注射成型就是将塑料（一般为粒料）从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，由柱塞或螺杆的加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，由柱塞或螺杆的推动，使其通过料筒前端的喷嘴注入闭合塑模中，充满塑推动，使其通过料筒前端的喷嘴注入闭合塑模中，充满塑模的熔料在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加热模的熔料在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后即可保持注塑模型腔所赋予的形样，（热固性塑料）固化后即可保持注塑模型腔所赋予的形样，松开模具取得制品，完成一个模塑周期。松开

2、模具取得制品，完成一个模塑周期。.1.1 概述概述注塑成型的优点：成型周期短；一次成型外形复杂，尺注塑成型的优点：成型周期短；一次成型外形复杂，尺寸精确、带有嵌件的制品；适应性强，生产效率高；易寸精确、带有嵌件的制品；适应性强，生产效率高；易于全自动化生产；经济、先进。于全自动化生产；经济、先进。第2页，共119页，编辑于2022年，星期一.1.1 概述概述注塑机的基本作用：注塑机的基本作用：1.1.加热塑料，使其达到熔化状态；加热塑料，使其达到熔化状态；2.2.对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔；对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔；注塑机的发展史：注塑机的发展史：1.1.柱塞

3、式注塑机，生产柱塞式注塑机，生产6060克以下制品；克以下制品；2.2.单螺杆定位预塑注塑机；单螺杆定位预塑注塑机；3.3.移动螺杆式注塑机。移动螺杆式注塑机。第3页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.2 注射模塑设备注射模塑设备由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成。由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成。第4页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统作用：使塑料均匀地塑化并达到流动状态，在很高的压作用：使塑料均匀地塑化并达到流动状态，在很高的压力和较快的速度下，通过螺杆或柱塞的推挤注射入模。力和较快的速度下，通过螺杆或柱塞的推挤注射入模。系统包括：加

4、料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭）及喷嘴等系统包括：加料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭）及喷嘴等部分。部分。1.1.加料装置加料装置倒圆锥或锥形，容量可供倒圆锥或锥形，容量可供1 12 2小时的用料。有的配有计量装小时的用料。有的配有计量装置、加热或干燥装置、自动上料装置等。置、加热或干燥装置、自动上料装置等。第5页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统2.2.料筒料筒加热和加压的容器，类似挤出机的料筒。加热和加压的容器，类似挤出机的料筒。能耐压、耐热、耐疲劳、抗腐蚀、传热性能好。能耐压、耐热、耐疲劳、抗腐蚀、传热性能好。柱塞式的料筒容积约为最大注射量大柱

5、塞式的料筒容积约为最大注射量大3 35 5倍；倍；螺杆式是料筒容积约为最大注射量到螺杆式是料筒容积约为最大注射量到2 23 3倍。倍。外部配有加热装置，可分段加热和控制，通过热电偶显外部配有加热装置，可分段加热和控制，通过热电偶显示和恒温控制仪表来精确控制。示和恒温控制仪表来精确控制。3.3.柱塞和分流梭柱塞和分流梭柱塞式注射机料筒内是重要部件。柱塞式注射机料筒内是重要部件。第6页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统（1 1）柱塞作用：将注射油缸的压力传给塑料并使容料注）柱塞作用：将注射油缸的压力传给塑料并使容料注射入模具。射入模具。为坚实、表面硬度很高的金

6、属柱。直径为坚实、表面硬度很高的金属柱。直径2020100mm100mm。注射容量注射容量=柱塞的冲程柱塞的冲程*柱塞截面积柱塞截面积（2 2）分流梭）分流梭装在料筒前端内腔中形状颇似鱼雷体的一种金属部件。装在料筒前端内腔中形状颇似鱼雷体的一种金属部件。作用：将料筒内流经该处的塑料分成薄层，使塑料产生作用：将料筒内流经该处的塑料分成薄层，使塑料产生分流和收敛流动，以缩短传热导程，加快热传递，提高分流和收敛流动，以缩短传热导程，加快热传递，提高塑化质量。塑化质量。表面常有表面常有4 48 8个呈流线形的凹槽，个呈流线形的凹槽，2 210mm10mm深，有几条凸出深，有几条凸出筋，起定位和传热作用

7、。筋，起定位和传热作用。第7页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统第8页，共119页，编辑于2022年，星期一第9页，共119页，编辑于2022年，星期一第10页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统4.4.螺杆螺杆移动螺杆式注射机的重要部件。移动螺杆式注射机的重要部件。作用：对塑料进行输送、压实、塑化和施压。作用：对塑料进行输送、压实、塑化和施压。螺杆在料筒内旋转时，首先将料斗来的塑料卷入，并逐步将螺杆在料筒内旋转时，首先将料斗来的塑料卷入，并逐步将其向前推送、压实、排气和塑化，熔融的塑料不断地被推送其向前推送、压实、排气

8、和塑化，熔融的塑料不断地被推送至螺杆顶部与喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退，至螺杆顶部与喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退，当积存的熔体达到一次注射量时，螺杆停止转动，传递液压当积存的熔体达到一次注射量时，螺杆停止转动，传递液压或机械力将熔体注射入模。或机械力将熔体注射入模。螺杆的结构与挤出机螺杆基本相同。螺杆的结构与挤出机螺杆基本相同。第11页，共119页，编辑于2022年，星期一6.2.1 6.2.1 注射系统注射系统注射机螺杆结构特点：注射机螺杆结构特点：（1 1）有轴向位移，有效长度是变化的；）有轴向位移，有效长度是变化的；（2 2）长径比和压缩比较小；）长径比和压缩比较

9、小；（3 3）螺槽较深，以提高生产率；）螺槽较深，以提高生产率；（4 4）加料段较长；）加料段较长；（5 5）螺杆头部：粘度大的塑料常用锥形尖头；）螺杆头部：粘度大的塑料常用锥形尖头；粘度低的塑料常安装止逆环。粘度低的塑料常安装止逆环。第12页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统5.5.喷嘴喷嘴联结料筒和模具的桥梁。联结料筒和模具的桥梁。作用：注射时引导塑料从料筒进入模具，并具有一定射程。作用：注射时引导塑料从料筒进入模具，并具有一定射程。喷嘴的内径一般都是自进口逐渐向出口收敛的。喷嘴的内径一般都是自进口逐渐向出口收敛的。类型类型：（1 1）直通式喷嘴）直通

10、式喷嘴呈短管状，压力和热量损失小，不易产生滞料和分解，呈短管状，压力和热量损失小，不易产生滞料和分解，不用附设加热装置。不用附设加热装置。延伸式喷嘴，需添设加热装置。延伸式喷嘴，需添设加热装置。适合加工高粘度塑料。适合加工高粘度塑料。第13页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统防止熔料的流涎或回缩，对喷嘴通道实行暂时封锁。防止熔料的流涎或回缩，对喷嘴通道实行暂时封锁。弹簧式：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀芯来实现封锁，弹簧式：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀芯来实现封锁，有效地杜绝流涎现象。有效地杜绝流涎现象。针阀式：针阀式：用外在液压系统通过杠杆来控制联动机构启闭阀芯。

11、用外在液压系统通过杠杆来控制联动机构启闭阀芯。（2 2）自锁式喷嘴）自锁式喷嘴（3 3）杠杆针阀式喷嘴）杠杆针阀式喷嘴喷嘴的选择应根据加工的塑料性能及成型制品的特点来考喷嘴的选择应根据加工的塑料性能及成型制品的特点来考虑。虑。第14页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统第15页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.1.2.1 注射系统注射系统6.6.加压和驱动装置加压和驱动装置加压装置：供给柱塞或螺杆对塑料施加的压力，使柱塞加压装置：供给柱塞或螺杆对塑料施加的压力，使柱塞或螺杆在注射周期中发生必要的往复运动进行注射。或螺杆在注射周期中发生必要的往复运动

12、进行注射。类型类型液压式液压式机械式机械式驱动装置：使注射机螺杆转动完成对塑料的预塑化。驱动装置：使注射机螺杆转动完成对塑料的预塑化。包括包括单速交流电机单速交流电机液压马达液压马达第16页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.2.2.2 锁模系统锁模系统作用：在注射过程中能锁紧模具，而在取出制品时能打作用：在注射过程中能锁紧模具，而在取出制品时能打开模具。开模具。锁模力：锁模力：P P：注射压力，：注射压力，kg/cmkg/cm2 2A A：垂直于施压方向的制品投：垂直于施压方向的制品投影面积，影面积，cmcm2 2锁模机构应保证：启闭灵活、准确、迅速而安全，避锁模机构应保证：启闭灵活

13、、准确、迅速而安全，避 免运转中产生强烈振动；免运转中产生强烈振动；闭合时应先快后慢，开启时应先慢闭合时应先快后慢，开启时应先慢 后快再慢；后快再慢；模板移动距离、移动速度可调。模板移动距离、移动速度可调。第17页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.2.2.2 锁模系统锁模系统常用的锁模系统：常用的锁模系统：（1 1）机械式）机械式以电动机通过齿轮或蜗轮、蜗杆减速传动曲臂或以杠杆动曲臂以电动机通过齿轮或蜗轮、蜗杆减速传动曲臂或以杠杆动曲臂的机构，实现启闭和锁模作用。的机构，实现启闭和锁模作用。第18页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.2.2.2 锁模系统锁模系统（2 2）液压

14、式）液压式用油缸和柱塞依靠液压力推动柱塞作往复运动来实现启闭和用油缸和柱塞依靠液压力推动柱塞作往复运动来实现启闭和锁模。锁模。第19页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.2.2.2 锁模系统锁模系统（3 3）液压机械组合式）液压机械组合式由液压操纵连杆或曲肘撑杆机构来达到启闭和锁模。由液压操纵连杆或曲肘撑杆机构来达到启闭和锁模。第20页，共119页，编辑于2022年，星期一6.2.3 6.2.3 注塑模具注塑模具 顶出装置：开模时顶出模内制品。顶出装置：开模时顶出模内制品。机械式机械式液压式液压式.2.2.2.2 锁模系统锁模系统模具：是利用本身特定形状，使塑料（或聚合物）成型为具有模

15、具：是利用本身特定形状，使塑料（或聚合物）成型为具有一定形状和尺寸的制品的工具。一定形状和尺寸的制品的工具。作用：作用：在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给予强度和性在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给予强度和性能，完成成型设备所不能完成的工作，使它成为有用的型材能，完成成型设备所不能完成的工作，使它成为有用的型材或制品。或制品。第21页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 基本结构包括：浇注系统、成型零件、结构零件三部分。基本结构包括：浇注系统、成型零件、结构零件三部分。浇注系统：塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分。浇注系统：塑料从喷嘴进入型腔前的

16、流道部分。包括主流道、冷料穴、分流道、浇口。包括主流道、冷料穴、分流道、浇口。成型零件：构成制品形状的各种零件。成型零件：构成制品形状的各种零件。包括动模、定模、型腔、型芯、成型杆、包括动模、定模、型腔、型芯、成型杆、排气口。排气口。结构零件：构成模具结构的各种零件。结构零件：构成模具结构的各种零件。包括执行导向、脱模、抽芯、分型等动包括执行导向、脱模、抽芯、分型等动 作的各种零件。作的各种零件。第22页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 第23页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 1.1.主流道主流道 紧接喷嘴到分流

17、道或型腔的一段通道，与喷嘴处于同一轴心线紧接喷嘴到分流道或型腔的一段通道，与喷嘴处于同一轴心线上。上。特点：特点：（1 1）开设在模具上，可加工成主流道衬套再紧配合于模板上；）开设在模具上，可加工成主流道衬套再紧配合于模板上；（2 2）主流道形状呈圆锥形）主流道形状呈圆锥形3 3 6 6 角，进口端直径应比喷嘴角，进口端直径应比喷嘴孔径大；孔径大；（3 3）进口端与喷嘴头接触处开成球面。）进口端与喷嘴头接触处开成球面。第24页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 2.2.冷料穴冷料穴 主流道出口端的空穴，以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的主流道出口端的空穴，

18、以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料，防止阻塞分流道及浇口。冷料，防止阻塞分流道及浇口。冷料穴的直径约冷料穴的直径约8 810mm10mm，深度约，深度约6mm6mm。底部常设有脱模杆，脱模杆顶部呈曲折钩形或下陷凹槽，底部常设有脱模杆，脱模杆顶部呈曲折钩形或下陷凹槽，以便脱模时顺利的抽出主流道赘物。以便脱模时顺利的抽出主流道赘物。3.3.分流道分流道 多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。在塑模上排列成对称和等距离分布。在塑模上排列成对称和等距离分布。第25页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 常做成圆形、半圆形、梯形、

19、矩形或椭圆形。常做成圆形、半圆形、梯形、矩形或椭圆形。在保证制品质量和正常工艺条件下，分流道的截面积应尽在保证制品质量和正常工艺条件下，分流道的截面积应尽量小，长度尽可能短。量小，长度尽可能短。4.4.浇口浇口 接通主流道（或分流道）与型腔的通道。接通主流道（或分流道）与型腔的通道。浇口截面要小，而不致影响外观；浇口截面要小，而不致影响外观；浇口通常开设在制品较厚部位；浇口通常开设在制品较厚部位；浇口的尺寸，根据塑料熔体的性质来决定。浇口的尺寸，根据塑料熔体的性质来决定。截面形状为矩形或圆形。截面形状为矩形或圆形。第26页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.3.2.3 注塑模具注塑模具

20、 作用：作用：（1 1）控制料流速度）控制料流速度（2 2）防止倒流）防止倒流（3 3）使熔体受到较高的剪切而升高温度，提高流动性）使熔体受到较高的剪切而升高温度，提高流动性（4 4）便于制品与主流道系统分离）便于制品与主流道系统分离第27页，共119页，编辑于2022年，星期一5.5.型腔型腔 模具中成型塑料制品的空间。模具中成型塑料制品的空间。.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 构成型腔的组件统称为成型零件。构成型腔的组件统称为成型零件。构成制品外形的成型零件称为凹模（或阴模）；构成制品外形的成型零件称为凹模（或阴模）；构成制品内部形状（孔、槽等构成制品内部形状（孔、槽等 ）的称为型芯或凸

21、模（或阴模）的称为型芯或凸模（或阴模）第28页，共119页，编辑于2022年，星期一型腔设计原则型腔设计原则:.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 （1 1）根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差）根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差 、使、使用要求等来确定总体结构；用要求等来确定总体结构；（2 2）选择分型面，确定浇口和排气孔的位置，脱模方式）选择分型面，确定浇口和排气孔的位置，脱模方式等；等；（3 3）按制品尺寸进行各种零件的设计及各个零件间的组）按制品尺寸进行各种零件的设计及各个零件间的组合方式；合方式；（4 4）对成型零件进行整齐的选材、强度、刚度的校核；）对成型零件进行整齐的选材

22、、强度、刚度的校核；（5 5）考虑加工设备的操作要求。）考虑加工设备的操作要求。第29页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 6.6.排气口排气口在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料中在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料中带入的气体。带入的气体。料流的尽头积有气体，不及时排出，将使制品带有气孔、料流的尽头积有气体，不及时排出，将使制品带有气孔、熔接不良、充模不满、制品局部烧伤等熔接不良、充模不满、制品局部烧伤等 。排气孔一般设在型腔内料流的尽头或模具分型面上。也排气孔一般设在型腔内料流的尽头或模具分型面上。也可利用顶出杆与顶出孔的

23、配合间隙、脱模板与型芯的配可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙、脱模板与型芯的配合间隙排气。合间隙排气。排气孔的槽深排气孔的槽深0.0250.0250.1mm0.1mm，宽，宽1.51.56mm6mm。第30页，共119页，编辑于2022年，星期一.2.3.2.3 注塑模具注塑模具 7.7.结构零件结构零件 导向零件：确保动、定模合模时准确对中。导向零件：确保动、定模合模时准确对中。脱模装置：将制品能迅速和顺利的自型腔中脱出。脱模装置：将制品能迅速和顺利的自型腔中脱出。抽芯机构：制品的侧面带孔或凹槽时，除少数制品可抽芯机构：制品的侧面带孔或凹槽时，除少数制品可以强制脱模外，在模具中均应设置侧向分型或

24、侧向抽以强制脱模外，在模具中均应设置侧向分型或侧向抽芯机构。芯机构。8.8.加热或冷却装置加热或冷却装置 使熔料在模具内固化定型的装置。使熔料在模具内固化定型的装置。可自然冷却，也可用冷却介质通入模具的专用管道来实现。可自然冷却，也可用冷却介质通入模具的专用管道来实现。第31页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.3 注塑模塑工艺过程及控制因素注塑模塑工艺过程及控制因素 6.3.1 6.3.1 成型前的准备成型前的准备 1.1.成型前对原料的预处理成型前对原料的预处理 对原料进行外观和工艺性能的检验，有的粉料还需造对原料进行外观和工艺性能的检验，有的粉料还需造粒、染色和干燥等。粒、染色和

25、干燥等。如：如：PCPC、PAPA、PMMAPMMA等须干燥。等须干燥。小批量：热风循环烘箱、红外线加热烘箱、真空烘箱。小批量：热风循环烘箱、红外线加热烘箱、真空烘箱。大批量：沸腾干燥、气流干燥。大批量：沸腾干燥、气流干燥。常压时通常常压时通常100100以上，注意干燥时间和之后的防潮。以上，注意干燥时间和之后的防潮。第32页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.1.3.1 成型前的准备成型前的准备 2.2.料筒的情况料筒的情况初用某种塑料或初用注射机、生产中需改变产品、更换原料、初用某种塑料或初用注射机、生产中需改变产品、更换原料、塑料中有分解时需对注射机的料筒进行清洗或拆换。塑料中有

26、分解时需对注射机的料筒进行清洗或拆换。柱塞式：拆卸清洗或用专用料筒。柱塞式：拆卸清洗或用专用料筒。螺杆式：直接换料清洗。螺杆式：直接换料清洗。要求掌握塑料的热稳定性、成型温度范围、要求掌握塑料的热稳定性、成型温度范围、各种塑料之间的相容性。各种塑料之间的相容性。第33页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.1.3.1 成型前的准备成型前的准备 3.3.嵌件的预热嵌件的预热 防止嵌件的周围出现裂纹或导致制品强度下降。防止嵌件的周围出现裂纹或导致制品强度下降。预热可减少熔料与嵌件的温差，使嵌件周围的熔料冷却较预热可减少熔料与嵌件的温差，使嵌件周围的熔料冷却较慢，收缩均匀，产生热料补缩作用，防

27、止内应力的产生。慢，收缩均匀，产生热料补缩作用，防止内应力的产生。预热温度：预热温度：110110130130。4.4.脱模剂的选用脱模剂的选用 使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面的一种助剂。使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面的一种助剂。如：硬脂酸锌（如：硬脂酸锌（PAPA除外）、液体石蜡（除外）、液体石蜡（PAPA常用）、硅油（较常用）、硅油（较昂贵）。注意润滑剂的用量要适中。昂贵）。注意润滑剂的用量要适中。第34页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 一、注射工序一、注射工序 一般地，注射过程要经历加料、塑化、充模、冷却、脱模一般地，注射过程

28、要经历加料、塑化、充模、冷却、脱模等步骤。等步骤。1.1.加料加料 注射成型是一间歇过程，保持定量加料，以保证操作稳定，注射成型是一间歇过程，保持定量加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，获得良好制品。塑料塑化均匀，获得良好制品。加料过多：受热时间过长，容易引起物料的热分解，注射加料过多：受热时间过长，容易引起物料的热分解，注射机功率消耗增加。机功率消耗增加。加料过少：料筒内缺少传压物质，模腔中塑料熔体压力加料过少：料筒内缺少传压物质，模腔中塑料熔体压力降低，难于补塑，易引起制品收缩、凹陷、空洞等缺陷。降低，难于补塑，易引起制品收缩、凹陷、空洞等缺陷。第35页，共119页，编辑于2022年，星期

29、一.3.2.3.2 注射过程注射过程 2.2.塑化塑化 加入的塑料在料筒中进行加热，由固体粒子变成熔体，经过加入的塑料在料筒中进行加热，由固体粒子变成熔体，经过混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤至料筒的前混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤至料筒的前端。端。3.3.充模充模 经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满型腔的过程。经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满型腔的过程。4.4.补塑补塑 在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模具中。杆，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模具中。第36页，共

30、119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 5.5.保压保压 使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品。使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品。6.6.退回柱塞或螺杆，加入新料退回柱塞或螺杆，加入新料 7.7.冷却冷却 卸除料筒中塑料的压力，通冷却水、油等冷却介质，对模具进卸除料筒中塑料的压力，通冷却水、油等冷却介质，对模具进一步冷却。一步冷却。8.8.脱模脱模 冷却到所需温度，可用人工或机械的方式脱模。冷却到所需温度，可用人工或机械的方式脱模。第37页，共119页，编辑于2022年，星期一第38页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射

31、过程 二、塑料的塑化原理二、塑料的塑化原理 1.1.塑化塑化 是指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可是指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。塑性的全过程。2.2.决定塑化质量的因素决定塑化质量的因素 （1 1）物料的受热情况：料筒对塑料的加热。）物料的受热情况：料筒对塑料的加热。（2 2）所受到的剪切作用：机械力强化混合和塑化，）所受到的剪切作用：机械力强化混合和塑化，摩擦热。摩擦热。第39页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 3.3.对塑化的要求对塑化的要求 （1 1）塑料熔体在进入模腔之前要充分塑化；）塑料熔体在进入模腔

32、之前要充分塑化；既要达到规定的成型温度又要使塑化料各处的既要达到规定的成型温度又要使塑化料各处的 温度尽量均匀一致，使热分解物的含量达最小温度尽量均匀一致，使热分解物的含量达最小 值。值。（2 2）提供上述质量的足够的熔融塑料以保证生产连）提供上述质量的足够的熔融塑料以保证生产连 续而顺利地进行。续而顺利地进行。总之：与塑料的特性、工艺条件的控制、注射机塑化装置的总之：与塑料的特性、工艺条件的控制、注射机塑化装置的结构有关。结构有关。第40页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 4.4.塑料的塑化原理塑料的塑化原理 以柱塞式注射机的塑化为例。以柱塞式注射机的

33、塑化为例。塑料塑化所需的温度来自塑料塑化所需的温度来自 料筒壁对物料的传热料筒壁对物料的传热物料内部的摩擦热物料内部的摩擦热 设进入料筒的塑料初温为设进入料筒的塑料初温为T T1 1，料筒内壁温度为，料筒内壁温度为T TW W，则，则塑料可达到的最大温升为塑料可达到的最大温升为T TW W-T-T1 1。但实际由喷嘴射出的塑料的平均温度但实际由喷嘴射出的塑料的平均温度T T2 2总小于总小于T TW W，所以实，所以实际温升为际温升为T2-T1T2-T1。（1 1）加热效率）加热效率 第41页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 则加热效率则加热效率E Eh

34、 h 即：实际温升与最大温升之比。即：实际温升与最大温升之比。E Eh h值高，有利于塑化。值高，有利于塑化。（2 2）加热效率的影响因素）加热效率的影响因素 在料筒几何尺寸一定的情况下，塑料在料筒内的受热时间在料筒几何尺寸一定的情况下，塑料在料筒内的受热时间t t与料筒中的存料量与料筒中的存料量V Vp p，每次注射量，每次注射量W W和注射周期和注射周期t tc c有如下关系：有如下关系：则存料量多，注射周期长，都可增长受热时间。则存料量多，注射周期长，都可增长受热时间。第42页，共119页，编辑于2022年，星期一塑料的热扩散速率的影响塑料的热扩散速率的影响.3.2.3.2 注射过程注射

35、过程 料筒中料层的厚度料筒中料层的厚度a a与料筒表面之间的温差的影响与料筒表面之间的温差的影响可见：塑料的热扩散系数正比于热传导系数。可见：塑料的热扩散系数正比于热传导系数。K K：热传导系数；：热传导系数；C C：塑料的比热；：塑料的比热；：塑料的密度。：塑料的密度。由于塑料的导热性差，故随料层厚度增大和料筒塑料间由于塑料的导热性差，故随料层厚度增大和料筒塑料间温差减小，料筒的加热效率会降低。温差减小，料筒的加热效率会降低。第43页，共119页，编辑于2022年，星期一塑料中温度分布的影响塑料中温度分布的影响.3.2.3.2 注射过程注射过程 塑料的平均温度总是介于它的最低温度塑料的平均温

36、度总是介于它的最低温度T Tm m（T T1 1TTm mTT2 2）与料筒）与料筒温度温度T TW W之间。之间。温度分布宽温度分布宽温度分布窄温度分布窄T T1 1物料初温物料初温T Tm m最小温度最小温度T T2 2平均温度平均温度T TW W控制温度控制温度T T1 1T TW WT Tm mT T2 2物料所受热物料所受热物料可获热物料可获热温度分布温度分布E Eh h=0.7=0.7E Eh h=0.9=0.9第44页，共119页，编辑于2022年，星期一塑料的性质和塑料是否受到搅动的影响塑料的性质和塑料是否受到搅动的影响T TW W一定时，平均温度随温度分布的加宽而降低，一定时

37、，平均温度随温度分布的加宽而降低，E Eh h低，反之低，反之则高。则高。实践证明：实践证明：E Eh h值不应小于值不应小于0.80.8。.3.2.3.2 注射过程注射过程 柱塞式注射机在料筒前端安置分流梭，以减小料层厚柱塞式注射机在料筒前端安置分流梭，以减小料层厚度的同时，还可以迫使塑料产生剪切和收敛流动，加度的同时，还可以迫使塑料产生剪切和收敛流动，加强热扩散作用，另外料筒传热给分流梭，在传给塑料，强热扩散作用，另外料筒传热给分流梭，在传给塑料，增大了热接触面积。增大了热接触面积。如分流梭供热，作为加热器使用，则：如分流梭供热，作为加热器使用，则：第45页，共119页，编辑于2022年，

38、星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 如分流梭本身不供热，料层厚度相当于增加一倍，则如分流梭本身不供热，料层厚度相当于增加一倍，则5.5.塑化量塑化量 单位时间内料筒熔化塑料的重量。单位时间内料筒熔化塑料的重量。A A：塑料的受热面积；：塑料的受热面积；V V：塑料的受热体积；：塑料的受热体积；K K：常数（当注射机、塑料、塑料的平均：常数（当注射机、塑料、塑料的平均温度、加热效率一定时）温度、加热效率一定时）第46页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 显然：增大注射机的传热面积，减小加热体积均可提高显然：增大注射机的传热面积，减小加热体积均可提高塑化

39、量。塑化量。柱塞式注射机采用分流梭来实现。柱塞式注射机采用分流梭来实现。三、流动与冷却三、流动与冷却 用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的塑料熔体注入用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的塑料熔体注入面积开始，经型腔注满，熔体在控制条件下，冷固定型，到制面积开始，经型腔注满，熔体在控制条件下，冷固定型，到制品从模腔中脱出为止的过程。品从模腔中脱出为止的过程。1.1.塑料在柱塞式注射机中所受的阻力为：塑料在柱塞式注射机中所受的阻力为：柱状固体的流动阻力；柱状固体的流动阻力；半固体的流动阻力；半固体的流动阻力；熔融体的流动阻力。熔融体的流动阻力。第47页，共119页，编辑于2022年，星

40、期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 2.2.塑料在移动式螺杆注射机中所受阻力为：塑料在移动式螺杆注射机中所受阻力为：螺杆顶部于喷嘴之间的流动阻力；螺杆顶部于喷嘴之间的流动阻力；螺杆区塑料与料筒内壁之间的阻力。螺杆区塑料与料筒内壁之间的阻力。移动式螺杆注射机注射时的阻力比柱塞式注射机小得多。移动式螺杆注射机注射时的阻力比柱塞式注射机小得多。3.3.注射过程中各阶段温度和压力变化注射过程中各阶段温度和压力变化（1 1）柱塞空载期）柱塞空载期在时间在时间t t0 0t t1 1间，物料在料筒中加热塑化，注射前柱塞或螺杆间，物料在料筒中加热塑化，注射前柱塞或螺杆开始向前移动，但物料尚未进入模腔，柱

41、塞处于空载期，而开始向前移动，但物料尚未进入模腔，柱塞处于空载期，而物料在高速流经喷嘴和浇口时，因剪切摩擦而引起温度上升，物料在高速流经喷嘴和浇口时，因剪切摩擦而引起温度上升，同时，因流动阻力引起柱塞和喷嘴处压力增加。同时，因流动阻力引起柱塞和喷嘴处压力增加。第48页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 （2 2）充模期）充模期 时间时间t t1 1时塑料熔体开始注入模腔，模具内压力迅速上升，至时时塑料熔体开始注入模腔，模具内压力迅速上升，至时间间t t2 2时，型腔被充满，模腔内压力达最大值，同时物料温度、时，型腔被充满，模腔内压力达最大值，同时物料温度、

42、柱塞和喷嘴处压力增加。柱塞和喷嘴处压力增加。（3 3）保压期）保压期 在在t t2 2t t3 3时间内塑料仍为熔体，柱塞需保持对塑料的压力，使时间内塑料仍为熔体，柱塞需保持对塑料的压力，使模腔中的塑料得到压实和成型，并缓慢地向模腔中补压入少量模腔中的塑料得到压实和成型，并缓慢地向模腔中补压入少量塑料，以补充塑料冷却时的体积收缩。塑料，以补充塑料冷却时的体积收缩。随模腔内料温下降，模内压力也因塑料冷却收缩而开始随模腔内料温下降，模内压力也因塑料冷却收缩而开始下降。下降。第49页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 （4 4）返料期（返压期或倒流期）返料期（返

43、压期或倒流期）柱塞从柱塞从t t3 3开始逐渐后移过程中并向料筒前端输送新料开始逐渐后移过程中并向料筒前端输送新料（预塑）（预塑），由于料筒、喷嘴和浇口处压力下降，而模，由于料筒、喷嘴和浇口处压力下降，而模腔内压力较高，尚未冻结的塑料熔体被模具内压返推向腔内压力较高，尚未冻结的塑料熔体被模具内压返推向浇口和喷嘴，出现倒流现象。浇口和喷嘴，出现倒流现象。（5 5）凝封期）凝封期 在在t t4 4t t5 5时间内，型腔中料温继续下降，至凝结硬化的温度时间内，型腔中料温继续下降，至凝结硬化的温度时，浇口冻结，倒流停止，凝封时间是时，浇口冻结，倒流停止，凝封时间是t t4 4t t5 5间的某一时间

44、。间的某一时间。第50页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 （6 6）继冷期）继冷期 是在浇口冻结后的冷却期，实际上型腔内塑料的冷却是是在浇口冻结后的冷却期，实际上型腔内塑料的冷却是从充模结束后（时间从充模结束后（时间t t2 2）开始的。）开始的。继冷期是使型腔内的制品继续冷却到塑料的玻璃化温度附近，继冷期是使型腔内的制品继续冷却到塑料的玻璃化温度附近，然后脱模。然后脱模。第51页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 第52页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.3.3.3 制件的后处理制件的后处理 为改善和提高

45、制件的性能及尺寸稳定性，注射制件经脱为改善和提高制件的性能及尺寸稳定性，注射制件经脱模或机械加工后，需进行适当的后处理。模或机械加工后，需进行适当的后处理。一、退火处理一、退火处理 塑化不均匀，冷却速度不同，均会使制品内存在不均的塑化不均匀，冷却速度不同，均会使制品内存在不均的结晶、定向、收缩，导致内应力的存在，从而使制品力结晶、定向、收缩，导致内应力的存在，从而使制品力学性能下降、光学性能变坏、表面银纹、变形开裂等。学性能下降、光学性能变坏、表面银纹、变形开裂等。退火的方法：退火的方法：使制品在定温的加热液体介质（水、矿物油、甘油、乙使制品在定温的加热液体介质（水、矿物油、甘油、乙二醇和液体

46、石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间。二醇和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间。第53页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 处理时间决定于：塑料的品种；处理时间决定于：塑料的品种；热介质温度；热介质温度；制品的形状；制品的形状；模塑条件。模塑条件。退火温度：使用温度以上退火温度：使用温度以上10102020，或低于塑料热变形温度，或低于塑料热变形温度10102020。退火的实质：退火的实质：1.1.使强迫冻结的分子链得到松弛，凝固的大分子链段使强迫冻结的分子链得到松弛，凝固的大分子链段 转向无规转向无规位置，消除内应力；位置，消除内应力；2.2.

47、提高结晶度、稳定结晶结构、提高制品的弹性模量和硬提高结晶度、稳定结晶结构、提高制品的弹性模量和硬度，降低断裂伸长率。度，降低断裂伸长率。第54页，共119页，编辑于2022年，星期一.3.2.3.2 注射过程注射过程 二、调湿处理二、调湿处理 聚酰胺类塑料，高温下与空气接触会变色，在空气中聚酰胺类塑料，高温下与空气接触会变色，在空气中 存放存放易吸水膨胀。因此需将刚脱模的制件放在热水中进行处理。易吸水膨胀。因此需将刚脱模的制件放在热水中进行处理。称为称为“调湿处理调湿处理”。第55页，共119页，编辑于2022年，星期一.4.4 注射模塑工艺条件的分析讨论注射模塑工艺条件的分析讨论 注射成型工

48、艺的核心问题，就是采用一切措施以得到塑化良注射成型工艺的核心问题，就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到模腔中去，在控制条件下冷却好的塑料熔体，并把它注射到模腔中去，在控制条件下冷却定型，使制品达到合乎要求的质量。定型，使制品达到合乎要求的质量。因此最重要的工艺条件应该是足以影响塑化和注射充模质量因此最重要的工艺条件应该是足以影响塑化和注射充模质量的温度（的温度（料温、喷嘴温度、模具温度料温、喷嘴温度、模具温度）、压力（）、压力（注射压力、注射压力、模腔压力模腔压力）和相应的各个作用时间（）和相应的各个作用时间（注射时间、保压时间、注射时间、保压时间、冷却时间冷却时间）以及注射

49、周期等。而会影响温度、压力变化的工艺）以及注射周期等。而会影响温度、压力变化的工艺因素（因素（螺杆转速、加料量及剩料等螺杆转速、加料量及剩料等）也不应忽视。）也不应忽视。第56页，共119页，编辑于2022年，星期一.4.1.4.1 温度温度 一、料筒温度一、料筒温度 料筒温度关系到塑化质量。料筒温度关系到塑化质量。1.1.塑料的性质塑料的性质必须把塑料加热到其粘流温度必须把塑料加热到其粘流温度TfTf（或熔点（或熔点TmTm）以上，才能使其流）以上，才能使其流动和进行注射。动和进行注射。因此，料筒末端的最高温度应高于因此，料筒末端的最高温度应高于TfTf或或TmTm，但必须低于塑料，但必须低

50、于塑料分解温度分解温度Td Td 即控制料筒末端温度在即控制料筒末端温度在TfTf（或（或TmTm）TdTd之间。之间。第57页，共119页，编辑于2022年，星期一.4.1.4.1 温度温度 （1 1）TfTfTdTd间温度较窄的热敏性塑料，分子量较低和分子间温度较窄的热敏性塑料，分子量较低和分子量分布较宽的塑料，料筒温度应选择较低值，比量分布较宽的塑料，料筒温度应选择较低值，比TfTf稍高即可；稍高即可；（2 2）TfTfTdTd分布较宽，分子量较高，分子分布较窄的塑料，料分布较宽，分子量较高，分子分布较窄的塑料，料筒温度可适当选取较高值；筒温度可适当选取较高值；（3 3）同时考虑塑料在料