注塑成型工艺介绍模板.doc
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1、注塑成型工艺介绍注塑成型是一门工程技术,它所包含内容是将塑料转变为有用并能保持原有性能制品。注射成型关键工艺条件是影响塑化流动和冷却温度,压力和对应各个作用时间。一、温度控制1、料筒温度:注射模塑过程需要控制温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。前两种温度关键影响塑料塑化和流动,以后一个温度关键是影响塑料流动和冷却。每一个塑料全部含有不一样流动温度,同一个塑料,因为起源或牌号不一样,其流动温度及分解温度是有差异,这是因为平均分子量和分子量分布不一样所致,塑料在不一样类型注射机内塑化过程也是不一样,所以选择料筒温度也不相同。2、喷嘴温度:喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度,这是为了预防熔料在直通式
2、喷嘴可能发生流涎现象。喷嘴温度也不能过低,不然将会造成熔料早凝而将喷嘴堵塞,或因为早凝料注入模腔而影响制品性能3、模具温度:模具温度对制品内在性能和表观质量影响很大。模具温度高低决定于塑料结晶性有没有、制品尺寸和结构、性能要求,和其它工艺条件(熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等)二、压力控制: 注塑过程中压力包含塑化压力和注射压力两种,并直接影响塑料塑化和制品质量。1、塑化压力:(背压)采取螺杆式注射机时,螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到压力称为塑化压力,亦称背压。这种压力大小是能够经过液压系统中溢流阀来调整。在注射中,塑化压力大小是随螺杆转速全部不变,则增加塑化压力时即会提升熔体温度
3、,但会减小塑化速度。另外,增加塑化压力常能使熔体温度均匀,色料混合均匀和排出熔体中气体。通常操作中,塑化压力决定应在确保制品质量优良前提下越低越好,其具体数值是随所用塑料品种而异,但通常极少超出20千克/平方厘米。2、注射压力:在目前生产中,几乎全部注射机注射压力全部是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施压力(由油路压力换算来)为准。注射压力在注塑成型中所起作用是,克服塑料从料筒流向型腔流动阻力,给熔料充模速率和对熔料进行压实。三、成型周期完成一次注射模塑过程所需时间称成型周期,也称模塑周期。它实际包含以下几部分:成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。所以,在生产过程中,应在确保质量前提下,
4、尽可能缩短成型周期中各个相关时间。在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间最关键,它们对制品质量全部有决定性影响。注射时间中充模时间直接反比于充模速率,生产中充模时间通常约为3-5秒。注射时间中保压时间就是对型腔内塑料压力时间,在整个注射时间内所占百分比较大,通常约为20-120秒(特厚制件可高达510分钟)。在浇口处熔料封冻之前,保压时间多少,对制品尺寸正确性有影响,若在以后,则无影响。保压时间也有最惠值,已知它依靠于料温,模温和主流道和浇口大小。假如主流道和浇口尺寸和工艺条件全部是正常,通常即以得出制品收缩率波动范围最小压力值为准。冷却时间关键决定于制品厚度,塑料热性能和结晶性能,和模具温等
5、。冷却时间终点,应以确保制品脱模时不引发变动为标准,冷却时间性通常约在30120秒钟之间,冷却时间过长没有必需,不仅降低生产效率,对复杂制件还将造成脱模困难,强行脱模时甚至会产生脱模应力。成型周期中其它时间则和生产过程是否连续化和自动化和连续化和自动化程度等相关。通常注塑机能够依据以下程序作调校:依据原料供给商资料所提供温度范围,将料筒温度调至该范围中间,并调整模温。估量所需射胶量,将注塑机调至估量最大射胶量三分之二。调校倒索(抽胶)行程。估量及调校二级注塑时间,将二级注塑压力调至零。初步调校一级注塑压力至注塑机极限二分之一(50%) ;将注塑速度调至最高。估量及调校所需要冷却时间。 将背压调
6、至3.5bar。 清除料筒内已降解了树脂。采取半自动注塑模式;开始注塑程序,观察螺杆动作。就需要而合适调整射胶速度和压力,若要使充模时间缩短,能够增加注塑压力。如前所述,因为十足充模之前会有一个过程,充模最终压力能够调至一级注塑压力100%。压力最终全部要调得够高,使能够达成最大速度不受设定压力限制。若有溢料,能够把速度减低。每观察一个周期以后,便把射胶量及转换点调整。设定程序,使能够在第一级注塑时已能取得按射胶重量计算达成95-98% 充模。 当第一级注塑注射量、转换点、注塑速度及压力均调整妥当后,便可进行第二级保压压力调校程序。按需要合适调校保压压力,但切勿过份充填模腔。 调校螺杆速度,确
7、保刚在周期完成之前熔胶已完成,而注塑周期又没有受到限制。缩短周期时间予提升生产率对大部分注塑厂商来说,注塑周期可直接影响以下两个关键目标:1、天天从机械中得到更多制件;2、制件合乎客人要求。注塑周期由以下组成:周期开始-螺杆开始前进,注射;制件浇口冷却螺杆开始转动-塑化行程开始螺杆回位完成-螺杆转动停止如必需话抽胶发生模具打开(可能包含模芯拉出)制件充足冷却便能够顶出顶出模具闭合(可能包含模芯回位)模具闭上-周期重新开始。自动注塑周期是在连续相同次序下,一样事情一次又一次地反复。周期有三个关键部分:开模时间 ;填充时间;模具闭合时间; 保压时间提升生产力目标是在极短时间内完成全部必需动作,完成
8、顶出,并确保模具得到保护(包含拉出和退回滑块和侧位模芯)。所以,任何,延迟开模时间模具或注塑机问题必需维修。另外,如每次注射开模时间全部不一样,制件将亦不一样。注塑填充模腔(由1-2)以流动性很好材料而言(如Delrin?聚甲醛,Zytel?及Zytel? ST尼龙,及Crastin?、Rynite聚脂),这填充时间应占整个周期1/10至18时间,填充时最关键是快速及稳定螺杆推进时间,及最低和稳定注塑压力。当螺杆向前推进将溶体由料管经喷咀,竖流道,横流通,浇口,再射入模腔,当中会碰到阻力。这阻力是由喷咀直径、流道尺寸、浇口大小、产品厚度,和模具排气设计所影响。流动阻力应在模具内改善及降低,以达
9、至填充平衡及稳定。不然因为填充不均匀而造成不一样模腔所注塑制品尺寸不一样,强度不足,或外观不良。保压时间(2-3)当注塑结晶形材料时,保压时间是最关键一段过程。这段时间是由熔体填充模腔99开始至浇口凝固为终止。模件强度及韧性全部是决定于注塑后有否保持压力到熔体上直至部件浇口凝固。保持压力时亦要预先保留一小段熔胶位置在螺杆前。这保压一段就是预防熔体凝固收缩后空洞,或浇口位置弱处等造成模件强度不足关键。冷却时间(4-7)当熔体进入模腔,碰到金属表面时,熔体冷却步骤就己经开始。因为聚甲醛,尼龙,及聚碳等半结晶材料凝固温度很高,所以需要冷却时间便极少。若以通常模件来说,在熔胶完成后,模件应该已经有足够
10、冷却时间。假如在顶出模件时发觉出问题话,可慢慢将冷却时间延长,直至问题处理为止。开模时间(8-11)模具开放时间是整个周期关键部份,尤其是对有装嵌件模具更是如此,甚至在比较标准模具中,模具开放时间也常常高过整个周期20。影响开模原因:第一项要考虑是模具速度和移动距离,模具在打开并顶出制件过程中移动距离应降低以免浪费移动时间,当然,模具移动必需在模具再次关闭前足以让制件顺利脱离模具,所以,让制件脱模所需移动距离愈短,则其所花间愈少,当注射成型机处于良好状态,从高速打开到低速顶出转换能够相当平稳。设备需要部分保养以完成这些速度上改变,不过这些花费能够从模塑时间降低,节省时间而得到多倍回报。为了达成
11、最少模具移动时间,调整减速限制开关,方便预出过程中模具不会过于接触或破坏制件,并优化行程高速段。再者,合适周期性保养以确保这减速每次能反复。产生锁模压力时间在整个模具开放时间中是另一个阻延,这个时间可能经过机械磨损和液压阀失效影响,所以周期性机械保养能够保持良好操作状态。注意:缩短模具打开行程到所必需最小,方便制件和流道脱落排除任何使顶出困难原因,像顶针周围飞边(披锋)缩短顶出行程到所必需最小值用最快开模和闭模速度,同时要合适慢慢地中止和闭合以预防损坏模具寻求全部闭模和产生锁模压力中阻延,它们表示机械或液压阀故障在模具中大量装嵌件活动也增加模具开放时间。稍加考虑产品设计(降低倒扣)就往往能使顶
12、出动作自动化或半自动化进行若这延误是由模具损耗所造成,理应修理模具,以减低延误。养成良好注塑机操作习惯养成良好注塑机操作习惯对提升机器寿命和生产安全全部大有好处。1 开机之前:(1)检验电器控制箱内是否有水、油进入,若电器受潮,切勿开机。应由维修人员将电器零件吹 干后再开机。(2)检验供电电压是否符合,通常不应超出15%。(3)检验急停开关,前后安全门开关是否正常。验证电动机和油泵转动方向是否一致。(4)检验各冷却管道是否通畅,并对油冷却器和机筒端部冷却水套通入冷却水。(5)检验各活动部位是否有润滑油(脂),并加足润滑油。(6)打开电热,对机筒各段进行加温。当各段温度达成要求时,再保温一段时间
13、, 以使机器温度趋于稳定。保温时间依据不一样设备和塑料原料要求而有所不一样。(7)在料斗内加足足够塑料。依据注塑不一样塑料要求,有些原料最好先经过干燥。(8)要盖好机筒上隔热罩,这么能够节省电能,又能够延长电热圈和电流接触器寿命。2 操作过程中:(1)不要为贪图方便,随意取消安全门作用。(2)注意观察压力油温度,油温不要超出要求范围。液压油理想工作温度应保持在4550之间, 通常在3560范围内比较适宜。(3)注意调整各行程限位开关,避免机器在动作时产生撞击。3 工作结束时:(1)停机前,应将机筒内塑料清理洁净,预防剩料氧化或长久受热分解。(2)应将模具打开,使肘杆机构长时间处于闭锁状态。(3
14、)车间必需备有起吊设备。装拆模具等粗笨部件时应十分小心,以确保生产安全。注塑机使用中部分知识一、背压功用背压应用能够确保螺杆在旋转复位时,能产生足够机械能量,把塑料熔化及混合。背压还有以下用途:把挥发性气体,包含空气排出射料缸外; 把附加剂(比如色粉、色种、防静电剂、滑石粉等)和熔料均匀地混合起来; 使流经螺杆长度熔料均匀化; 提供均匀稳定塑化材料以取得正确成品重量控制。所选择背压数值应是尽可能地低(比如4-15bar,或58-217.5psi),只要熔料有合适密度和均匀性,熔料内并没有气泡、挥发性气体和未完全塑化塑料便能够。背压利用使注塑机压力温度和熔料温度上升。上升幅度和所设定背压数值相关
15、。较大型注塑机(螺杆直径超出70mm/2.75in)油路背压能够高至25-40bar(362.5-580psi)。但需要注意,太高背压引发在射料筒内熔料温度过高,这情况对于热量很敏感塑料生产是有破坏作用。而且太高背压亦引发螺杆过大和不规则越位情况,使射胶量极不稳定。越位多少是受着塑料黏弹性特征所影响。熔料所储藏能量愈多,螺杆在停止旋转时,产生忽然向后跳动,部分热塑性塑料跳动现象较其它塑料厉害,比如LDPE、HDPE、PP、EVA、PP/EPDM合成物和PPVC,比较起GPPS、HIPS、POM、PC、PPO-M和PMMA全部较易发生跳动现象。为了取得最好生产条件,正确背压设定至为关键,这么,熔
16、料能够得到合适混合,而螺杆越位范围亦不会超出0.4mm(0.016in)。二、模具开合通常来说,大多数注塑机所用模具开合时间比引用时间要慢(约100-359%),这个差异和模具重量、大小和复杂性相关,也和模具安全保护(在开合操作中预防模具受损)相关。经典模具开合时间以下(tcm:注塑机引用时间单位):传统双板模具:1-2tcm复合模具(包含侧模芯和旋出装置使用)和多板模具:2-3.5tcm如模具开合时间比实际运作时间多15%,那么便需要修改模具或使用另一台注塑机来缩短时间。较新型注塑机能提供愈加快开合速度,使用低模具开合(模具传感)压力,以开启锁模力合紧模具。注塑机操作员常常没有注意某一特定注
17、塑机机板速度或时间,而以个人经验来设定模具开合时间,这么往往会令运作时间长。在一个十秒运作上降低一秒,便立即取得10%改善,这个改善往往就是组成盈利和亏损差异。当模具测试员完成试验一套模具后,是有需要把取得注胶数据填写在试模统计汇报上方便在以后真正生产时,能够参考汇报上统计数据调校注塑机生产条件,可是往往因为生产压力原因测试员能够使用注塑机试模时间是很短暂。所以她们在时间不足情况下进行试模,得出来清塑条件参数,很有可能不能提供无麻烦生产状态。无麻烦生产这一术语是指生产时废品率是最少(比如少过0.5),绝大部份成品外观、尺寸,使用表现全部能满足所要求,用家所要求各生产能力指数和生产表现指数亦达成
18、了。一间成功注塑厂首要任务肯定是全力地以最经济和最有效率路径来满足其用户要求。她丰重利润起源亦肯定是从正确地设定注塑机生产条件开始。因为生产条件一经定妥后,生产定必畅顺,利润亦必能保持。注塑周期当我们分析任何一个注塑周期时,我们能够发觉部分特式。就是在每一注塑周期内,一些时间段落影响着生产力,而其它时间段落则影响着产品质素。为了分别出这些特式,我们需要分辨和列出一个注塑周期组成元素。因为用来生产注件模具被称为“生产过程心脏”(亦能够认为模具正控制着整体产品质素和生产稳定情度),所以以下周期组成元素全部和注塑模含相关。组成注塑周期元素是:模具合拢、模具锁紧、模具填充、模具保压、模具冷却、模具开启
19、和模具延迟(亦称中间时间)。操作次序假设注塑机是属于生产热塑性塑料螺杆直射形式,而且此时注塑机刚刚完成了某一周期,以下是注塑机操作次序。1模具合拢注塑机锁模系统负责把模具合上,锁模系统能够是直接式油压肘杆式。2模具锁紧把模具合上后,注塑机锁模系统亦提供锁紧模具作用力,作用力大小视乎施工塑料和模腔投影面积。3注射装置或注射台制前移动(假设注射台每七天需要往复移动一次以方便主流道脱出模腔或主注道丝套)。4模具填充螺杆向前推进把熔料送入模腔,推进时螺杆通常全部不旋转,因为螺杆前面熔料不多,所以压力损失相 对 地 也是极少。在整段螺杆行程里,螺杆推进速度(注射速度)可 能 会 发 生几次改变方便取得满
20、意成品质素。5模具保压螺杆向前移动一段设定距离后在背后有压力情况下几乎停留不动(或向前移动速度很慢,在时 不 易 察 觉,这 段 距 离 是从螺杆注射前位到保压转换位置),这 时 注射压力已转为较低二次压力(即保压压力);压力转换信号可产生自限位制、感应制、行程转换器或压力转换器。压力转换点通常全部设定在模腔填充了9598时候。采取较低二次压力不单只降低了注塑机操作能源需要,还能够降低成品重量和内应力水平,亦能够使成品重量改变较轻微(低 内 应 力 水平使成品强度较高),模具保压阶段时在螺杆前面一段熔料,被称为“螺丝垫料”。这些螺丝垫料长度需作合适调较,以确保稳定和足够压 力 转 递。通常在较
21、少注塑机,可用3mm(0.118in)螺丝垫料,较大注塑机则用9mm(0.354in)螺丝垫料。6模具冷却在这阶段内以下一连串事情将会发生:a)螺杆转动把塑料推向螺杆尖端前面,产生压力把螺杆推后,这时螺杆是一边转一边退后。螺杆后退行程提供了生产注件所需射胶量,当后退至某一点时,螺杆便停止转动(停止讯号可来自限位制、感应制或行程转换器)。我们能够调整作用于螺杆背后压力(称为背压)使螺杆退后有某素困难度,从而提升螺杆塑化能力,和改善熔料均匀度。螺杆转动速度和应有背压数值视乎施工塑料种类,不过这二者数值适宜尽可能低。b)停止转动后,螺杆被拉后一小段距离以卸去前面熔料压力,这动作称为螺杆复位或卸压。它
22、预防了在射咀部位熔料漏滴现象,藉此取得了较稳定射胶量,用螺杆复位方法能够免去封闭式射咀使用。c)注射装置(注射台)向后移动一段距离(比如6mm/0. 236in),使主流道脱离轻易。d)上述各动作在进行时,模腔内熔料热量正不停地从模具排走,散热渠道是模具冷却管道,其内冷却液正循环不息地把热量带走。7模具开启当设定冷却时间完成后,模具再次打开,成品被顶出,现时大多数注塑机全部配有油压顶棍系统,许可了顶棍力度、速度和次数设定能够满足不一样应用需要。8模具延迟(中间时间)模具仍然保持开启状态,让成品流道跌出模具范围或是被其它器械装置拿走。对半自动生产周期来说(注塑机完成生产周期后使自动停止),中间时
23、间计时器仍然如常运作以确保周期稳定。模具开启完成,中间时间即开始计算,达成设定值后模具便立即合拢。生产力和产品质量考虑最优异注塑机技术提供了微处理器和或电脑控制注塑机。它们全部装设有显视器汇报各实际生产阶段时间,比如开模时间、闭模时间、开模行程等,这些数值每七天全部更新一次,每个控制参数更可设定上下限以确保生产条件参数能够被控制在设定范围内,成品品质和稳定性能够取得确保。注塑机参数设定、品质和生产力生产过程稳定是属于首要地位,祗有正确选择注塑机条件参数和精密控制着和产品质素相关生产原因才能够取得稳定生产过程。对于模具开合时间和中间时间,我们当然需紧密地控制和监察着以降低生产周期时间改变,可是这
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