塑料加工工艺及技术剖析文档格式.docx

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2012-2013年第二学年

课程：

塑料加工工艺及技术

2013-6-5

前言

高分子材料应用技术专业（简称高分子专业）为实践性非常强的专业。

为了适应社会发展对高职高专毕业生新的要求，我院高分子专业在调查企业对高分子材料应用技术人才培养规格需求以及借鉴相关高职院校已有经验和成果的基础上，编写了本校本教材。

本系列教材主要以塑料制品的生产过程为任务载体，采取任务教学法、案例教学法等，通过教师讲解、示范，学生实际完成任务，引导学生掌握塑料混合设备、挤出设备、注射机、注射模具，压延机的基本结构组成，训练学生正确使用相关塑料加工设备操作的基本方法，并能分析和解决制品质量问题，了解最新成型和加工技术发展，树立创新意识、安全生产意识、质量意识、同时培养学生的学习能力和社会能力，使学生更好的适应职业发展要求。

一、注塑机的认识

（一）注塑机的结构组成

注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。

1、注射系统

注射系统的作用：

注射系统是注塑机最主要的组成部分之一，一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注

射式3种主要形式。

目前应用最广泛的是螺杆式。

其作用是，在注塑料机的一个循环中，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，通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。

注射结束后，对注射到模腔中的熔料保持定型。

注射系统的组成：

注射系统由塑化装置和动力传递装置组成。

螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、螺杆、过胶组件、射嘴部分组成。

动力传递装置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置（熔胶马达）。

2、合模系统

合模系统的作用：

合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。

同时，在模具闭合后，供给模具足够的锁模力，以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力，防止模具开缝，造成制品的不良现状。

合模系统的组成：

合模系统主要由合模装置、机绞、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。

3、液压系统

液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力，并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。

它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成，其中油泵和电机是注塑机的动力来源。

各种阀控制油液压力和流量，从而满足注射成型工艺各项要求。

4、电气控制

电气控制系统与液压系统合理配合，可实现注射机的工艺过程要求（压力、温度、速度、时间）和各种

程序动作。

主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。

一般有四种控制方式，手动、半自动、全自动、调整。

5、加热/冷却

加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的，注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置，安装在料筒的外部，并用热电偶分段检测。

热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源；

冷却系统主要是用来冷却油温，油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制。

另一处需要冷却的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，导致原料不能正常下料。

6、润滑系统

润滑系统是注塑机的动模板、调模装置、连杆机铰、射台等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路，以便减少能耗和提高零件寿命，润滑可以是定期的手动润滑，也可以是自动电动润滑；

7、安全监测

注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。

主要由安全门、安全挡板、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成，实现电气——机械——液压的联锁保护。

监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载，以及工艺和设备故障进行监测，发现异常情况进行指示或报警。

（二）注塑机的工作原理

注塑机是一种专用的塑料成型机械，它利用塑料的热塑性，经加热融化后，加以高的压力使其快速流入模腔，经一段时间的保压和冷却，成为各种形状的塑料制品。

（三）注塑机的技术参数

1、注塑系统参数

（1）理论注塑容积

表征最大熔体容积，单位cm3。

公式：

（2）注塑压力

注塑时为了克服熔体流经注嘴、流道和型腔时的流动阻力，螺杆或柱塞对熔体必须施加足够的压力。

（3）注塑速率

注塑速率：

单位时间内所能达到的体积流率。

注塑速度：

螺杆或柱塞在注塑时移动速度的计算值。

注塑时间：

螺杆或柱塞在完成一次最大注塑行程时所用的最短时间。

（4）塑化能力塑化装置在单位时间内可提供熔体的最大能力。

a、塑化装置应能在规定的时间内，保证能够提供足够量的塑化均匀熔体。

b、故：

螺杆的塑化能力应满足：

t---制品最短冷却时间

2、合模系统的基本参数

（1）合模力：

注塑机合模系统施于模具上的最大夹紧力

F≥KPcpA×

10-3

（2）合模系统的基本尺寸

a、模板尺寸与拉杆间距

b、模板见最大开距Lmax=（3-4）hmax

对于液压式合模系统模板间最大开距为Lmax=Smax+Hmax

对于液压-机械式：

Lmax=Smax+Hmin+ΔL

（3）动模板最大行程Smax：

动模板移动距离的最大值。

（4）模具最大厚度Hmax与最小厚度Hmin（空模量）通常模具厚度选择在Hmin-Hmax的范围内。

（5）调模行程ΔL

对于液压-机械式合模系统，模具的最大厚度Hmax与最小厚度Hmin之差

3、综合性能参数

（1）开合模速度（开模时先快后慢，合模时先慢后快）

（2）空循环时间

4、型号表示

（1）实际容积表示法（逐渐淘汰）

（2）合模力表示法（我国大部分厂家采用）

（3）理论注塑容积与合模力表示法（国际通行采用方法）单位cm3/kn

如：

SZ--160/800，及理论容积为160cm3，合模力为800KN的塑料注塑成型机。

二、注塑机的生产

（一）注塑机的选用

通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，因此，在进行选择前必须先收集或具备下列资讯：

模具尺寸（宽度、高度、厚度）、重量、特殊设计等；

使用塑料的种类及数量（单一原料或多种塑料）；

注塑成品的外观尺寸（长、宽、高、厚度）、重量等；

成型要求，如品质条件、生产速度等。

注射机选择原则：

选对型、放得下、拿得出、锁得住、射得饱、射得好、射得快。

（二）塑料的开停机

1、通电，加热料筒、机头到指定温度后恒温一定的时间；

2、检查机台卫生；

3、开电机、开液压油冷却水；

4、检查前后安全门和紧急停车是否能起相应作用；

5、检查模具内有无异物；

6、手动完成开合模、座台后退前移，螺杆松腿；

7、观察物料的塑化情况；

8、手动注射制品，观察制品质量，再对参数进行修改；

9、调为半自动或全自动进行生产；

10、将操作方式调至手动位置；

11、关闭料斗阀门；

12、注射座后退喷嘴离开模具衬套口；

13、合模（模具合而不锁）；

14、清理料筒内的余料；

15、停机，关闭电源，再关闭冷却水；

16、打扫场地卫生。

（三）安全操作

1、使用机器时必须注意操作安全，首先检查安全门的可靠性，在机器运转时切记不可将手伸入锁模机构当中，取制品时，一定要打开安全门，在确认人员安全或模具无异物后，才能关闭安全门。

在运转中手也不能伸入喷嘴和模具浇口之间。

修理模具时，必须关闭油泵电机。

2、由于原料的品种、制品面积的大小及形状不同，所需的锁模力也不一样，调模时请按实际需要的最低锁模力调节，不仅能节省电力消耗，并将明显地延长机器的使用寿命。

3、液压系统的压力调节应根据各动作的要求分别进行，不宜过高，合理地使用压力，不仅可节省能源，而且可延长机器寿命。

各限位开关的位置，也应根据制成品要求进行调节，特别是注射至保压过程中切换点的调节必须注意，否则会使制品充模不足，反之，导至制品产生过高的内应力或飞边，甚至引起涨模，而使模具难以打开。

4、当螺杆或料筒内无物料时，不宜采用高的螺杆转速（最好在30转/分以下），待原料充满螺杆螺槽（熔料从喷嘴挤出时）再将螺杆转速升高到需要的数值。

以免因空转速度过高或时间过长而刮伤螺杆或料筒。

5、料筒从室温加热到所需要的温度大约需要三十分钟。

在料筒内有残余冷料的情况下，须再保温十分钟。

才能启动螺杆进行加料，以保证残余冷料得到充分熔融，避免损伤螺杆。

6、机器中油泵安全阀，在出厂时已调好，请不要随意更动。

7、机器开始运转，当冷却水温度升高5C°

-10C°

之后（冷却器中无水时，须先使其充水），然后逐渐开启冷却器的进水阀，并在使用过程中调节进水量，使油温度保持在55C°

以下。

在开动冷却器时，切记快速打开进水阀，因冷却水大量流过冷却器时，会使冷却器管表面形成一层导热性能很差“过冷层”，以后即便大量的水进入冷却器，结果还是起不到良好的冷却作用。

8、机器的润滑，按操作要求严格执行，在缺油的状况下运转，将严重磨损机件，特别是锁模机械的连杆和钢套，如果缺油可能发生咬伤，而无法进行工作。

9、料筒和螺杆等加热塑化部分的连接螺杆部分，因在高温下工作，拆装时，螺纹部分要涂耐热润滑脂（红丹或二硫化铜），以免咬*而无法拆装。

10、模板的模具安装表面具有较高的加工精度，请不要使用安装表面和平行度不良的模具及不良的螺钉，以免损伤模板和锁模机构性能。

11、模具安装两平面请不要长时间（十分钟以上）使模具处在锁模状态，以免造成连杆销和钢套断油，可能使模具打不开。

12、经常保持相互运动，表面清洁。

13、每次加工终结时：

①关闭料斗落料插板，采用“手动”操作方式，注射座进行后退并反复进行预塑加料和注射，将料筒内的剩余料尽量排光。

②采用“手动”操作方式，闭合模处在自由状态。

③切断加热电源，关闭油泵电机、总电源及冷却水。

④做好机器的清洁保养。

14、操作时认清各开关的名牌，不可误操作，以免损坏机器。

15、电加热圈在使用中，圈加热膨胀，可能会松动，请在使用中注意经常检查，随时拧紧。

16、热电偶的测头应保证与料筒测温孔端的良好接触，开车前要进行检查，发现接触不良时，要随时收紧。

（四）成型前的准备

1、物料：

吸湿性物料需干燥；

非吸湿性物料在制品生产要求较高时也需干燥。

2、设备：

清洗

（1）新料与旧料加工温度接近，则可直接换料，但料筒温度应满足温度高者。

（2）若两物料热性能温度相差很大，则采用一种熔融温度范围广的材料间接换料。

3、模具

（1）嵌件的安装：

带有嵌件的塑料制品在注射前，必须将嵌件放进模具内的预定位置。

（2）嵌件的预热

A：

分子链刚性大的塑料，一般均需预热嵌件，因他们本身很容易产生应力开裂。

B:

分子链柔顺性大的塑料，且嵌件较小时，可以不预热，因小嵌件模内加热。

（五）制品的后处理

1、热处理：

将脱模后的注射制品，在规定温度环境中静置一段时间，然后再缓慢冷却到室温的处理方法。

2、调湿处理：

将脱模后的注射制品，放置于热水中一定时间，然后取出让其缓慢冷却到室温的处理方法。

3、模外冷却处理：

将脱模后的注射制品，立即用预制模型及冷却介质强制冷却一定时间，再从模型中取出的处理方法。

三、学习体会

学习是一个积累的过程，只有不断的积累，才能真正学到对自己有用的知识，才能发现自己以前所没有发现的问题，才能对自己所学的知识从一个感性的认识提升到理性的认识

1、理论与实际相结合，解惑很多以前没弄清楚的知识。

本学期的学习，属于动手性的学习。

在实训室里，罗老师带着我们，就每一台机器的使用方法和注意事项进行了讲解。

面对注塑机，罗老师还让我们亲自动手划胶生产制品，讲解生产制品的要求和注意事项。

这就比课堂上老师讲一节课或者两节课让我更有收获。

对于我来说，注塑机只是每次进实训室时看到，注塑机的组成部件、运行以及其他各种各样的操作，只是在课堂上听老师讲，根本不太了解。

本期学习，我了解了注塑机的操作方法和注意事项，弥补了课堂上的不足。

在本期的每一天我都有一种紧迫感，不仅要回忆和学习学过的关于塑料的专业知识,更重要的是学习一种敬业精神,努力做到高效、自律、求实、创新,把自己融入到一个大团队中去,增强自己的企业荣誉感！

同时我也感觉很开心，因为在实习我学到许多书本上没有的东西，在慢慢学会与别人相处，与同事共事，让自己更快更好融入社会中去！

2、学会了用书本上学到的东西来推断未知的领域。

课本上学的知识都是最基本的知识，不管现实情况怎么变化，抓住了最基本的就可以以不变应万变。

刚开始实习的时候总是觉得课堂上学到的知识用不上，尤其是我们学校的设备又过于老，书上的那些什么的开炼机啊什么的，都跟这个沾不到边，就觉得很受挫折。

渐渐的，我发现，假如没有书本的知识作为铺垫，又哪能迅速掌握工作内容呢？

成为一个合格的塑料成型操作人员，要求我们必需熟悉整个生产流程，并根据一些相关的数据做出决策，要不然每日生产出来的产品只是一长串冰冷的数字，毫无意义可言。

刚开始做制品时，心里很是茫然，不知该从哪里开始，只是按照书上的计算公式去找数据，刚开始写工艺卡时，有很多数据都不知道在哪找，一遍遍的查找，又一次次的出现问题，虽然最终都解决了，但过程却是那么的难忘，让人回味无穷。

了，直到最后老师给我讲时才发现自己错的那么离谱，以前在上课时没有注意听的知识，在这期学习中全都出现了，经过自己亲自动手去查找，这些知识基本已经掌握，并且理解的越加深刻了,这种学习方式更容易让人接受，不仅让我们学到了知识，还加强了我们的动手能力，让我们在实践中学习，在学习中感悟，让我们能自觉的去学习，能努力的去学习。

在这期学习中，我看到了团队合作的重要，有问题大家一起解决，一起讨论。

从工业手册或从网上、别的书籍中去找自己所需要的资料，以此来完善自己所制作的工艺卡，来扩展自己的认识，来开阔自己的视野，来壮大自己的知识。

数据不怕多，就怕没有数据：

问题不怕多，就怕没发现问题。

各种数据，一种种算，一个个试，不行就换一组，错了就从来，只要在每次出错时总结出错的原因，不盲目的从做、乱做，要有目的的去做，有方向的进行，这样就能少走弯路，并将制作制品做到最合理。