注射模设计基础幻灯片.ppt
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1、注射模设计基础第1页,共48页,编辑于2022年,星期日目的和要求:目的和要求:1.掌握注射成型原理及其成型特点;掌握注射成型原理及其成型特点;2.了解注射成型工艺过程及工艺条件的选择;了解注射成型工艺过程及工艺条件的选择;3.掌握注射成型工艺条件对塑件质量的影响。掌握注射成型工艺条件对塑件质量的影响。4.掌握注塑模的结构掌握注塑模的结构重点和难点:重点和难点:难点:工艺条件与各个因素之间的关系难点:工艺条件与各个因素之间的关系重点:成型温度重点:成型温度 成型压力成型压力 成型时间成型时间 注塑模结构注塑模结构 注射模设计基础注射模设计基础第2页,共48页,编辑于2022年,星期日 又称注射
2、模塑又称注射模塑(Injection Molding)(Injection Molding),主要用于热塑性塑料的,主要用于热塑性塑料的成型,也可用于热固性塑料的成型。成型,也可用于热固性塑料的成型。一、注射成型原理注射成型注射成型注射成型注射成型颗粒、粉颗粒、粉状塑料状塑料注射机注射机料筒料筒加热加热熔融熔融充模充模冷却冷却固化固化塑件塑件第一节注射成型设备第一节注射成型设备第3页,共48页,编辑于2022年,星期日一、注射成型原理第一节注射成型设备第一节注射成型设备第4页,共48页,编辑于2022年,星期日注射成型特点:注射成型特点:成型周期短,能一次成型外形复成型周期短,能一次成型外形复
3、杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件;件;对各种塑料的适应性强;对各种塑料的适应性强;生产效率高,产品质量稳定,生产效率高,产品质量稳定,易于实现自动化生产。易于实现自动化生产。一、注射成型原理第一节注射成型设备第一节注射成型设备所以注射成型广泛地用于塑料制件的生产中,所以注射成型广泛地用于塑料制件的生产中,30%。但注射成型的设备及模具。但注射成型的设备及模具制造费用较高,不适合单件及批量较小的塑料制件的生产。制造费用较高,不适合单件及批量较小的塑料制件的生产。第5页,共48页,编辑于2022年,星期日合模单元合模单元注射单元注射单元二、注射成型设备1.注射机的主要
4、作用顶出塑件;顶出塑件;开模与合模动作;开模与合模动作;注射结束,进行保压与补缩;注射结束,进行保压与补缩;在一定压力和速度下将塑料注入型腔;在一定压力和速度下将塑料注入型腔;加热熔融塑料,达到粘流态;加热熔融塑料,达到粘流态;第一节注射成型设备第一节注射成型设备第6页,共48页,编辑于2022年,星期日2.2.注射机的分类注射机的分类塑化塑化 指塑料在指塑料在料筒内经加热达料筒内经加热达到流动状态并具到流动状态并具有良好的可塑性有良好的可塑性的过程。的过程。注射机按塑化方式分为:注射机按塑化方式分为:柱塞式柱塞式和和螺杆式螺杆式二、注射成型设备第一节注射成型设备第一节注射成型设备第7页,共4
5、8页,编辑于2022年,星期日 很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。与料筒摩擦。最大注射量取决于料筒的塑化能力(与塑料受热面最大注射量取决于料筒的塑化能力(与塑料受热面积有关)与柱塞直径与行程。积有关)与柱塞直径与行程。塑料靠料筒壁和分流梭传热,柱塞推动塑料塑料靠料筒壁和分流梭传热,柱塞推动塑料无混合作用,易产生塑化不均的现象。无混合作用,易产生塑化不均的现象。A.A.柱塞式注射机柱塞式注射机塑化不均:塑化不均:最大注射量受限:最大注射量受限:注射压力损失大:注射压力损失大:柱塞式注射机存在的缺点:柱塞式注射机存在的缺点:二、注射成型设备
6、 从柱塞开始接触塑料到压实塑料,注射速度逐渐增从柱塞开始接触塑料到压实塑料,注射速度逐渐增加。加。易产生层流现象且料筒难于清洗易产生层流现象且料筒难于清洗注射速度不均:注射速度不均:第一节注射成型设备第一节注射成型设备第8页,共48页,编辑于2022年,星期日B.螺杆式注射机二、注射成型设备合合模模注注射射保保压压冷冷却却开开模模顶顶件件合合模模注注射射冷却总时间冷却总时间螺杆式注射机注射成型工作循环螺杆式注射机注射成型工作循环预预塑塑第一节注射成型设备第一节注射成型设备第9页,共48页,编辑于2022年,星期日螺杆式注射机的螺杆式注射机的优点优点优点优点:借助螺杆借助螺杆的的旋转运动旋转运动
7、,材料內部也,材料內部也发热发热,均勻塑化,塑化,均勻塑化,塑化能力大能力大。B.螺杆式注射机二、注射成型设备加加热料筒热料筒內的材料內的材料滞留滞留少,少,热稳定热稳定性差的材料也很少因性差的材料也很少因滞留滞留而分解。而分解。由由于于加加热料筒热料筒的的压力损失小压力损失小,用,用较较低的低的注注射射压压力力也也能成型。能成型。成型周期短、效率高,生产过程可实现自动化成型周期短、效率高,生产过程可实现自动化可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。第一节注射成型设备第一节注射成型设备第10页,共48页,编辑于2022年,星期日 螺杆
8、螺杆式式较较柱塞式多一柱塞式多一旋转动作旋转动作,产产生分力生分力(Ft)(Ft),可使材,可使材料在螺旋槽料在螺旋槽间产间产生混生混炼炼作用,增加作用,增加了了塑化能力。塑化能力。螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较:二、注射成型设备二、注射成型设备第一节注射成型设备第一节注射成型设备第11页,共48页,编辑于2022年,星期日按外形可分为:卧式、立式和角式注射机。按外形可分为:卧式、立式和角式注射机。2.注射机的分类二、注射成型设备第一节注射成型设备第一节注射成型设备第12页,共48页,编辑于2022年,星期日立式注塑机立式注塑机 它的注射装置垂直它的注射装置垂
9、直装设,并与锁模机构移装设,并与锁模机构移动方向成一条轴线。动方向成一条轴线。优点优点:占地面积:占地面积小,拆装模具方便,小,拆装模具方便,易于安放嵌件等。易于安放嵌件等。缺点缺点:塑件推出后:塑件推出后需由人工取出,不易实现需由人工取出,不易实现全自动操作。全自动操作。第13页,共48页,编辑于2022年,星期日 卧式注塑机卧式注塑机 它的注射装置轴线与锁模机构轴它的注射装置轴线与锁模机构轴线呈一条直线并水平排列。线呈一条直线并水平排列。优点优点:机身较低,利于操作和加料,可实现全自动操作,:机身较低,利于操作和加料,可实现全自动操作,机床因重心低而稳定。机床因重心低而稳定。缺点缺点:模具
10、装拆与嵌件安放都比较麻烦,机床占地面积较:模具装拆与嵌件安放都比较麻烦,机床占地面积较大。大。第一节注射成型设备第一节注射成型设备第14页,共48页,编辑于2022年,星期日第15页,共48页,编辑于2022年,星期日 直角式注塑机直角式注塑机 其注射装置轴线与锁模机构轴线其注射装置轴线与锁模机构轴线相互正交垂直。相互正交垂直。优点优点:结构简单,便于自制,适于一模仅成型一件,而:结构简单,便于自制,适于一模仅成型一件,而中心部位不留有浇口痕迹,适用于带有自动回转脱螺纹机构中心部位不留有浇口痕迹,适用于带有自动回转脱螺纹机构的模具。的模具。缺点缺点:占地面积介于立式和卧式两者之间,注射量的提:
11、占地面积介于立式和卧式两者之间,注射量的提高也受到限制。高也受到限制。此外,还有多工位旋转式注塑机、双色注塑机等专用注此外,还有多工位旋转式注塑机、双色注塑机等专用注塑机。塑机。第一节注射成型设备第一节注射成型设备第16页,共48页,编辑于2022年,星期日一、注射成型工艺2.注射过程注射过程3.成型后处理成型后处理1.成型前准备成型前准备原料的检验、染色和干燥原料的检验、染色和干燥模具清理、涂脱模剂、预热模具清理、涂脱模剂、预热嵌件预热嵌件预热料筒清理料筒清理退火处理退火处理调湿处理调湿处理加料、塑化、充模、保压、倒流、加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却、脱模冷却、脱模第二节注射成型原理及工
12、艺特性第二节注射成型原理及工艺特性第17页,共48页,编辑于2022年,星期日1.温度温度2.压力压力3.时间时间(成型周期)(成型周期)二、注射成型工艺参数第二节注射成型原理及工艺特性第二节注射成型原理及工艺特性第18页,共48页,编辑于2022年,星期日1.成型前准备原料检验原料检验原料染色原料染色原料干燥原料干燥质量体积质量体积流动性流动性水分及挥发物含量水分及挥发物含量收缩率收缩率烘箱干燥烘箱干燥红外线干燥红外线干燥热板干燥热板干燥高频干燥高频干燥三、注射成型工艺第二节注射成型原理及工艺特性第二节注射成型原理及工艺特性第19页,共48页,编辑于2022年,星期日2.注射过程原料检验原料
13、检验预处理预处理合合模模注注射射装入料斗装入料斗保保压压脱脱模模装入嵌件装入嵌件清理料筒清理料筒清理模具清理模具涂脱模剂涂脱模剂嵌件清理、预热嵌件清理、预热预塑化预塑化塑件后处理塑件后处理冷冷却却加料、塑化、充模、保压、加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却、脱模倒流、冷却、脱模三、注射成型工艺第二节注射成型原理及工艺特性第二节注射成型原理及工艺特性第20页,共48页,编辑于2022年,星期日3.注射成型后处理 将塑件放在将塑件放在一定温度一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中(矿物的红外线或循环热风烘箱、液体介质中(矿物油,石蜡)一段时间,再缓慢冷却。油,石蜡)一段时间,再缓慢冷却。将刚从模
14、具中脱出的塑件放在热水中将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100(100120)120),隔绝空气,进,隔绝空气,进行防氧化处理,达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。适用于吸湿性强的行防氧化处理,达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。适用于吸湿性强的PAPA类类塑料。塑料。目的:使塑件的颜色、性能以及尺寸得到稳定目的:使塑件的颜色、性能以及尺寸得到稳定退火处理:退火处理:调湿处理:调湿处理:退火的温度:退火的温度:高于塑件使用温度高于塑件使用温度1020,低于塑料热变形温度,低于塑料热变形温度1020。三、注射成型工艺第二节注射成型原理及工艺特性第二节注射成型原理及工艺特性 目的:减少由于塑料在料筒内塑
15、化不均匀或在型腔内冷却速度目的:减少由于塑料在料筒内塑化不均匀或在型腔内冷却速度目的:减少由于塑料在料筒内塑化不均匀或在型腔内冷却速度目的:减少由于塑料在料筒内塑化不均匀或在型腔内冷却速度不同,致使塑件内部产生的内应力。不同,致使塑件内部产生的内应力。不同,致使塑件内部产生的内应力。不同,致使塑件内部产生的内应力。第21页,共48页,编辑于2022年,星期日1.温度料筒温度:料筒温度:喷嘴喷嘴温度:温度:模具模具温度:温度:成型周期长,翘曲变形,影响尺寸精度;成型周期长,翘曲变形,影响尺寸精度;产生较大内应力,开裂,表面质量下降。产生较大内应力,开裂,表面质量下降。温度过高温度过高温度太低温度
16、太低略低于料筒最高温度:防止熔料在喷嘴处产生略低于料筒最高温度:防止熔料在喷嘴处产生“流涎流涎”现象;现象;但温度也不能太低,否则易堵塞喷嘴。但温度也不能太低,否则易堵塞喷嘴。当当f(m)d范围窄时,料筒温度取偏低值。范围窄时,料筒温度取偏低值。分布:料筒后端温度最低,喷嘴前端最高;分布:料筒后端温度最低,喷嘴前端最高;在在f(m)d之间之间,保证塑料熔体正常,保证塑料熔体正常流动,不发生变质分解;流动,不发生变质分解;四、注射成型工艺参数第二节注射成型原理及工艺特性第二节注射成型原理及工艺特性影响塑料熔体的充型能力及塑件的内在性能和外观质量。影响塑料熔体的充型能力及塑件的内在性能和外观质量。
17、选择取决于塑料的特性选择取决于塑料的特性第22页,共48页,编辑于2022年,星期日塑化压力:塑化压力:塑化压力:塑化压力:又称背压(螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力),由液又称背压(螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力),由液压系统溢流阀调整大小。压系统溢流阀调整大小。注射压力:注射压力:注射压力:注射压力:柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为为4040130MPa130MPa,它的,它的作用作用是克服熔体的流动阻力,保证一定的充模是克服熔体的流动阻力,保证一定的充模速率。速率。注射压力与注射压力与塑料品种
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