第八章 注射成型优秀PPT.ppt
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1、第八章 注射成型第一页,本课件共有46页二、橡胶注射成型二、橡胶注射成型 橡胶注压橡胶注压:以条状或块粒状的混炼胶加入注压机,:以条状或块粒状的混炼胶加入注压机,压注入模后须停留在模具中一段时间,进行硫化反应压注入模后须停留在模具中一段时间,进行硫化反应(模具是加热的)(模具是加热的)模型硫化模型硫化,无须冷却固化,这样得到,无须冷却固化,这样得到最终产品。最终产品。橡胶注射成型类似于橡胶制品的模型硫化,只是压力传递橡胶注射成型类似于橡胶制品的模型硫化,只是压力传递方式不一样(压力大,速度快),比模压生产能力大,劳动强方式不一样(压力大,速度快),比模压生产能力大,劳动强度低,易自动化,是橡胶
2、加工的方向。度低,易自动化,是橡胶加工的方向。橡胶注压成型机橡胶注压成型机第二页,本课件共有46页三、塑料注射成型三、塑料注射成型主要是热塑性塑料的注射主要是热塑性塑料的注射 粒状热塑性塑料粒状热塑性塑料 注射机料筒注射机料筒 加热熔融塑化加热熔融塑化 在柱塞或螺杆快速而连续的压力下在柱塞或螺杆快速而连续的压力下 料筒前段的喷嘴料筒前段的喷嘴以高压、高速入模以高压、高速入模 冷却固化冷却固化 开模开模 制品制品注塑机基本操作程序注塑机基本操作程序 注射成型用于热塑性塑料的成型加工最多,本章主要讨注射成型用于热塑性塑料的成型加工最多,本章主要讨论热塑性塑料注射成型原理及工艺。论热塑性塑料注射成型
3、原理及工艺。第三页,本课件共有46页四、工艺特点四、工艺特点1、间歇操作、周期短、生产效率高;、间歇操作、周期短、生产效率高;2、可以成型形状复杂、尺寸准确的制品;太大的制品不行。、可以成型形状复杂、尺寸准确的制品;太大的制品不行。3、生产过程自动化程度高;、生产过程自动化程度高;4、适应性较强、适应性较强 除除PTFE外的所有热塑性塑料,可用于热固性塑料,外的所有热塑性塑料,可用于热固性塑料,占塑料成型的占塑料成型的30。制品可从简单制品可从简单 复杂复杂第四页,本课件共有46页第一节第一节 注射机的结构注射机的结构一、注射机的形式(分类)一、注射机的形式(分类)1、按结构特点分类、按结构特
4、点分类 柱塞式注射机柱塞式注射机 图图8-1 双阶柱塞式注射机双阶柱塞式注射机 图图8-2 移动螺杆式注射机移动螺杆式注射机 图图8-3 螺杆预塑化柱塞式注射机螺杆预塑化柱塞式注射机 图图8-4第五页,本课件共有46页2、按注射机外形特征分类、按注射机外形特征分类立式注射机立式注射机 小型柱塞式小型柱塞式卧式注射机卧式注射机 较大的移动螺杆式较大的移动螺杆式角式注射机角式注射机3、按注射机的加工方式分类、按注射机的加工方式分类液压注射机液压注射机 大型大型机械加压注射机机械加压注射机 小型(手动、气动加压)小型(手动、气动加压)注塑机型式注塑机型式第六页,本课件共有46页二、注射机的容量二、注
5、射机的容量 注射机的大小(生产能力):注射机一次最大注射量注射机的大小(生产能力):注射机一次最大注射量(g)(以)(以PS为标准)。为标准)。例:例:500g注射机表示该机一次可成型注射机表示该机一次可成型500g的的PS制品;如果制品;如果注射其它塑料则应按密度进行表示。注射其它塑料则应按密度进行表示。Wmas:最大注射量;:最大注射量;WPSmas:PS最大注射量;最大注射量;PS:PS密度。密度。制品的总重量(包括流道)应为该塑料制品的总重量(包括流道)应为该塑料Wmas的的80。Wmas=WPSmasPS第七页,本课件共有46页三、注射机的基本结构三、注射机的基本结构移动螺杆式注射机
6、移动螺杆式注射机(柱塞)(柱塞)注射系统注射系统锁模系统锁模系统液压系统液压系统注射模具注射模具加料装置(料斗)加料装置(料斗)料筒(塑化室)料筒(塑化室)移动螺杆移动螺杆 (柱塞及分流梭)(柱塞及分流梭)喷嘴喷嘴第八页,本课件共有46页1、注射系统、注射系统 主要部分主要部分 加料装置(料斗)加料装置(料斗)有计量装置、干燥装置(同挤出机)。有计量装置、干燥装置(同挤出机)。料筒(塑化室)料筒(塑化室)内壁光滑呈流线型,减小注射时的阻力。内壁光滑呈流线型,减小注射时的阻力。柱塞及分流梭柱塞及分流梭 图图8-6 仅限于柱塞式注射机。分流梭位于接近喷嘴的料筒仅限于柱塞式注射机。分流梭位于接近喷嘴
7、的料筒 的的中心位置。中心位置。分流梭的作用:分流梭的作用:料流变薄,加快传热塑化;料流变薄,加快传热塑化;分流,流速增大,集中流向喷嘴分流,流速增大,集中流向喷嘴第九页,本课件共有46页螺杆螺杆注射螺杆的作用:加料、塑化、传递注射压力。注射螺杆的作用:加料、塑化、传递注射压力。注射螺杆的运动:注射螺杆的运动:旋转水平运动旋转水平运动。与挤出机螺杆的区别:压缩段短。与挤出机螺杆的区别:压缩段短。喷嘴喷嘴 图图8-8喷嘴的作用:料筒与注射模具的桥梁。喷嘴的作用:料筒与注射模具的桥梁。喷嘴的结构形式:喷嘴的结构形式:通用式通用式 通用塑料通用塑料 延伸式延伸式 高粘度塑料高粘度塑料 弹簧针阀式弹簧
8、针阀式 低粘度塑料低粘度塑料第十页,本课件共有46页2、锁模系统、锁模系统塑料注射压力:塑料注射压力:4001300kg/cm2,甚至,甚至2000kg/cm2。塑料注射速度:极快。塑料注射速度:极快。锁模系统的作用:注射模具不至于受到物料高速冲击而分锁模系统的作用:注射模具不至于受到物料高速冲击而分开,避免模具分型面离缝,造成制品溢边开,避免模具分型面离缝,造成制品溢边现象。现象。锁模系统模式:锁模系统模式:机械(曲臂)液压(大中型)机械(曲臂)液压(大中型)全液压(小型)全液压(小型)全机械(小型)全机械(小型)图图8-9第十一页,本课件共有46页3、液压传动与电器控制系统、液压传动与电器
9、控制系统4、注射模具、注射模具定模定模动模动模主流道主流道分流道分流道浇口浇口冷料井冷料井模腔模腔浇注系统浇注系统成型部件成型部件附属结构附属结构第十二页,本课件共有46页第二节第二节 注射成型原理注射成型原理注射成型过程(每一周期)注射成型过程(每一周期)定量加料定量加料 熔化塑料熔化塑料 施压注射施压注射 充模冷却充模冷却 启模取件启模取件注射机所完成的任务是:注射机所完成的任务是:物料升温,熔化,在压力下流动;物料升温,熔化,在压力下流动;闭模,将熔料注入模腔,冷却固化定型;闭模,将熔料注入模腔,冷却固化定型;开模,顶出制品。开模,顶出制品。注射成型的关键过程:注射成型的关键过程:塑化;
10、塑化;流动;流动;冷却。冷却。第十三页,本课件共有46页一、塑化过程一、塑化过程 塑料在料筒内加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全塑料在料筒内加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。过程。塑化取决于塑化取决于受热情况受热情况受到的剪切作用受到的剪切作用温度温度 是塑料形变、熔融、塑化的必要条件是塑料形变、熔融、塑化的必要条件剪切作用剪切作用 强化了混合和塑化强化了混合和塑化第十四页,本课件共有46页对塑料塑化的要求:对塑料塑化的要求:塑料熔体进入模腔之前要充分塑化;即达到规定的成型温塑料熔体进入模腔之前要充分塑化;即达到规定的成型温度。度。塑化料各处的温度要均匀一致。塑化料各处的温度要均
11、匀一致。热分解物的含量达最小值。热分解物的含量达最小值。这个要求与塑料特性、工艺条件的控制及注射机的塑化结这个要求与塑料特性、工艺条件的控制及注射机的塑化结构相关。构相关。移动螺杆式注射机的塑化同挤出机。移动螺杆式注射机的塑化同挤出机。第十五页,本课件共有46页1、热均匀性(加热效果)、热均匀性(加热效果)塑料的导热性差,而柱塞式注射机的柱塞没有混合作用,对热塑料的导热性差,而柱塞式注射机的柱塞没有混合作用,对热传递不利。传递不利。结果:近料筒壁温度高,中心温度低,温度分布不均匀。结果:近料筒壁温度高,中心温度低,温度分布不均匀。热均匀性:热均匀性:E值高,有利于塑料的塑化。亦即塑化好,值高,
12、有利于塑料的塑化。亦即塑化好,E值就高。值就高。E=TToTwTo实际升高的温度实际升高的温度可最大升高的温度可最大升高的温度第十六页,本课件共有46页影响影响E值的因素:值的因素:1)获得摩擦热)获得摩擦热 T有可能大于有可能大于Tw,这时,这时E11,而实际上柱塞式注射机不可能,而实际上柱塞式注射机不可能有这种情况。有这种情况。2)受热时间)受热时间受热时间长,受热时间长,E大。大。3)热扩散速率)热扩散速率大,大,E也大。也大。TVptcmcpVp料筒中存料量料筒中存料量m 每次注射量每次注射量 tc注射周期注射周期 导热系数导热系数 cp塑料比热塑料比热 密度密度第十七页,本课件共有4
13、6页4)塑料层的厚度)塑料层的厚度,或料筒与塑料间的温度差小,则,或料筒与塑料间的温度差小,则E 。5)温度分布)温度分布E0.8以上,制品质量可以接受的水平。以上,制品质量可以接受的水平。第十八页,本课件共有46页 柱塞式注射机的扩散效果不如螺杆式,因为料层厚度柱塞式注射机的扩散效果不如螺杆式,因为料层厚度较大,无摩擦,所以加热效率低。较大,无摩擦,所以加热效率低。解决方法:在料筒前放置分流梭。解决方法:在料筒前放置分流梭。分流梭作用:分流梭作用:减少料层厚度;减少料层厚度;产生剪切,加强热扩散;产生剪切,加强热扩散;增大传热面积。(分流梭也加热)增大传热面积。(分流梭也加热)第十九页,本课
14、件共有46页 在有分流梭的情况下,加热效率在有分流梭的情况下,加热效率E与热扩散速率与热扩散速率 、料、料层厚度层厚度 和接触时间和接触时间t有一定的关系:有一定的关系:分流梭可提供热量:分流梭可提供热量:E=f t2f 函数关系函数关系 分流梭不提供热量,塑料单从料筒吸热,相当于料层厚度分流梭不提供热量,塑料单从料筒吸热,相当于料层厚度增加一倍:增加一倍:E=f t2(2 )实际情况介于上述两种情况之间:实际情况介于上述两种情况之间:n:分流梭对塑料提供热量的效用系数,:分流梭对塑料提供热量的效用系数,1 n 2。E=f t(5-n2)2第二十页,本课件共有46页2、塑化量、塑化量单位时间内
15、注射机熔化塑料的重量,单位时间内注射机熔化塑料的重量,Q。Q的三种表达方式:的三种表达方式:1)每一注射周期)每一注射周期tc的注射量的注射量m2)每一加热时间)每一加热时间t中的原料量中的原料量Vp3)用料筒与塑料的接触面积)用料筒与塑料的接触面积A和塑料的受热体积和塑料的受热体积Vp来表示来表示Q=3.6mtQ=225VptQ=KA2VpK为常数为常数可见,加热面积可见,加热面积A ,Q ,故安置分流梭。,故安置分流梭。第二十一页,本课件共有46页二、流动和冷却二、流动和冷却 将具有流动性的熔体注入模具开始,经型腔住满,熔体将具有流动性的熔体注入模具开始,经型腔住满,熔体冷却固化,到脱模为
16、止。冷却固化,到脱模为止。1、流动阻力、流动阻力料筒料筒喷嘴喷嘴浇注系统浇注系统型腔型腔熔体的外摩擦熔体内部摩擦熔体的外摩擦熔体内部摩擦同时,对熔体还要压实,所以需要很高的注射压力。同时,对熔体还要压实,所以需要很高的注射压力。移动螺杆式注射机注射时的阻力移动螺杆式注射机注射时的阻力 柱塞式注射机柱塞式注射机第二十二页,本课件共有46页2、流动情况、流动情况 无论何种注射机,塑料进入模腔内的流动情况可分为四个无论何种注射机,塑料进入模腔内的流动情况可分为四个阶段:充模、压实、倒流和浇口冻结后的冷却。阶段:充模、压实、倒流和浇口冻结后的冷却。Po模塑最大压力;模塑最大压力;Ps浇口冻结时的压力;
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