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塑料资料收集
塑料成型工艺
在塑料成型生产中，塑料原料、成型设备和成型所用模具是三个必不可少的物质条件，必须运用一定的技术方法，使这三者联系起来形成生产能力，这种方法称为塑料成型工艺。
塑料种类很多，其成型方法也很多，表3－1列出常用的成型加工方法与模具。
表3－1常用的成型加工方法与模具
序号
成型方法
成型模具
用途
1
注射成型
注射模
如电视机外壳、食品周转箱、塑料盆、桶、汽车仪表盘等
2
压缩成型
压缩模
如电器照明用设备零件、电话机、开关插座、塑料餐具、齿轮等
3
压注成型
压注模
适用于生产小尺寸的塑件。
4
挤出成型
口模
如塑料棒、管、板、薄膜、电缆护套、异形型材（扶手等）
5
中空吹塑
口模、吹塑模
适用与生产中空或管状塑件，如瓶子、容器、玩具等
6
热成型
真空成型模具
适合生产形状简单的塑件，此方法可供选择的原料较少
压缩空气成型模具
塑料的成型方法除了以上列举的六种外，还有压延成型、浇铸成型、玻璃纤维热固性塑
料的低压成型、滚塑（旋转）成型、泡沫塑料成型、快速成型等。
本书着重介绍应用最广泛的注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型。
第一节注射成型原理与工艺
一、注射成型设备
（一）注射机的基本结构组成和工作过程
1．注射机的基本结构组成
注射机是塑料成型加工的主要设备之一。
注射机的类型很多，主要由注射装置、合模装置、液压传动系统和电气控制系统等组成，如图3－1所示。
图3—2所示为卧式注射机实物图。
图3－1卧式注射机示意图
1－锁模液压缸2－锁模机构3－移动模板4－顶杆5－固定板6－控制台
7－料筒8－料斗9－定量供料装置10－注射液压缸
图3－2卧式注射机
（1）注射装置的主要作用是将各种形态的塑料均匀地熔融塑化（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塑性的过程），并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔内，当熔料充满型腔后，仍需保持一定的压力和作用时间．使其在合适压力作用下冷却定型。
注射装置主要由塑化部件（螺杆、料筒、喷嘴）和料斗、计量装置、传动装置、注射及移动油缸等组成。
（2）合模装置的作用是实现模具的闭合并锁紧，以保证注射时模具可靠地合紧及脱出制品的动作。
合模装置主要由前后固定板、移动模板、连接前后固定用的拉杆、合模油缸、移动油缸、连杆机构、调模装置及塑料顶出装置等组成。
（3）液压传动和电气控制系统的作用是保证注射机按工艺过程的动作程序和预定的工艺参数（压力、速度、温度、时间等）要求准确有效地工作。
液压传动系统主要由各种液压元件和回路及其它附属设备组成。
电气控制系统则主要由各种电气仪表等组成。
２．注射机工作循环的工作过程如下：
（１）加热、预塑化
螺杆在传动系统的驱动下，将来自料斗的物料向前输送、压实，在料筒外加热器、螺杆和机筒的剪切、摩擦的混合作用下，物料逐渐熔融，在料筒的头部已积聚了一定量的熔融塑料，在熔体的压力下螺杆缓慢后退。
后退的距离取决于计量装置依据一次注射所需的量来调整，当达到预定的注射量后螺杆停止旋转和后退。
（２）合模和锁紧
锁模机构推动动模板及安装在动模板上的模具动模部分与定模板上的模具定模部分合模并锁紧，以保证成型时提供足够的夹紧力使模具锁紧。
（３）注射装置前移
当合模完成后，整个注射座被推动，前移，以便注射机喷嘴与模具主浇道口完全贴合。
（４）注射、保压
在注射机喷嘴完全贴合模具浇口以后，注射液压缸进入高压油，推动螺杆相对料筒前移，将积聚在料筒头部的熔体以足够压力注人模具的型腔。
因温度降低而使塑料体积产生收缩，为保证塑件的致密性、尺寸精度和力学性能，需对模具型腔内的熔体保持一定的压力，以补充塑件的收缩。
（５）卸压
当模具浇口处的熔体冻结时，即可卸压。
（６）注射装置后退
一般来说，卸压完成后，螺杆即可旋转、后退，以完成下一次的加料、预塑化过程。
预塑完成以后，注射装置撤离模具的主浇道口。
（７）开模、顶出塑件
模具型腔内的塑件经冷却定形后，锁模机构开模，并且推出模具内的塑件。
（二）注射机的分类与特点
1．按机器外形特征可分为卧式注射机、立式注射机、角式注射机。
（1）卧式注射机如图3－3a所示，卧式注射机的注射装置与合模装置的轴线同一线水平排列。
优点是机身低，便于操作和维修；机器重心低，安装稳定性好；塑件顶出后可利用其自重作用而自动下落，容易实现自动操作。
缺点是模具的安装和法件的安放比较麻烦；占地面积较大。
这种类型对于大、中、小型注射机都适用．是目前国内外大、中型注射机广为采用的形式。
（2）立式注射机如图3－3b所示，立式注射机注射装置与合模装置的轴线同一线垂直排列。
优点是占地面极小；模具的装拆和嵌件的安放都较方便。
缺点是塑件顶出后常需用人工取出，不易实现自动化；由于机身高，机器重心较高，机器的稳定性较差，维修和加料也不方便。
这种类型注射机多为注射量在60cm3以下的小型注射机。
（3）角式注射机角式注射机是介于卧室和立式之间的一种形式，它的注射装置与合模装置的轴线互相垂直排列，注射装置的轴线与模具的分型面同处于同一平面上，其布置有两种形式，如图3—3c所示。
优点是结构简单，注射成型时熔料是从模具的侧面进入型腔，它特别适用于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的制品。
缺点是开合模机构是纯机械传动，无法准确可靠地注射和保持压力及锁模力，模具受冲击和振动较大。
（a）卧式（b）立式 （c）角式
图3－3注射机类型
1—合模系统2—注射系统
2．按塑料在料筒的塑化方式不同可分为柱塞式注射机、螺杆式注射机
（1）柱塞式注射机
注射柱塞直径为20－100mm的金属圆杆，当其后退时物料自料斗定量地落入料筒内，柱塞前进，原料通过料筒与分流梭的腔内，将塑料分成薄片，均匀加热，并在剪切作用下塑料进一步混合和塑化，并完成注射。
多为立式注射机，注射量小于30－60g，不易成形流动性差、热敏性强的塑料。
柱塞式注射机由于自身结构特点，在注射成型中存在着塑化不均、注射压力损失大等问题。
（2）螺杆式注射机
螺杆在料筒内旋转时，将料斗内的塑料卷人，逐渐压实、排气和塑化，将塑料熔体推向料筒的前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退。
当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，在液压缸的推动下，将熔体注入模具。
卧式注射机多为螺杆式。
3．按设备加工能力可分为超小型注射机、小型注射机、中型注射机和大型注射机。
4．按注射机的用途可分为通用注射机和专用注射机（热固性塑料注射机、发泡塑料注射机、多色注射机等）。
（三）注射机的规格型号
注射机产品型号表示方法各国不尽相同，国内也没有完全统一，目前国内常用的型号编制方法有机械部标准（JB2485－78），是由基本型号和辅助型号两部分组成，如图3－4所示。
基本型号辅助型号
—
设计序号
主参数
类型代号
组型代号；
类别代号
图3－4国产注射机型号表示方法
型号中的第一项代表塑料机械类，以大写汉语拼音字母“S”（塑）表示；第二项代表注射成型组，以大写汉语拼音字母“z”（注）表示；第三项代表区别于通用型或是专用型组，通用型者省略，专用型也用相应的大写汉语拼音字母表示。
如多模注射机以“M”（模）表示，多色注射机以“S”（色）表示，混合多色注射机以“H”（混）表示。
热固性塑料注射机以“G”（固）表示；第四项代表注射容量主参数，以阿拉伯数字表示，单位为cm3。
卧式基本型主参数前不加注代号，立式的注“L”（立），角式注“J”（角）。
如果是不带预塑的柱塞式注射机时在代号之前加注“Z”（柱）。
如SZ—ZL30表示注射容量为30cm3的立式柱塞式塑料注射成型机。
国际上比较通用的是注射容积与合模力共同表示法，注射容积与合模力是从成型塑件重量与合模力两个主要方面表示设备的加工能力，因此比较全面合理。
如SZ—63/400，即表示塑料注射机（SZ），理论注射容积为63cm3，合模力为400kN。
此外，还有用XS—ZY表示注射机型号的，如XS—ZY—125A，XS—ZY指预塑式（Y）塑料（S）注射（Z）成型（x）机，125为设备的注射容积为125cm3，A为设备设计序号第一次改型。
也有塑料机械生产厂家为了加强宣传作用，用厂家名称缩写加上注射容积或合模力数值来表示注射机的规格。
如HD188为宁波市海达塑料机械有限公司生产的注射机，188指注射机的合模力为1880kN。
表3－2摘列了部分XS-Z、XS-ZY系列注射机的主要技术参数。
表3—2部分XS-Z、XS-ZY系列注射机主要技术参数
型号
项目
XS-Z
30/25
XS-Z
60/50
XS-ZY
60/40
XS-ZY
125/90
XS-ZY
250/180
XS-ZY
250/160
XS-ZY
350/250
螺杆直径/mm
30
40
35
42
50
50
55
注射容量/cm3
30
60
60
125
250
250
350
注射重量/g
27
55
55
114
228
228
320
注射压力/MPa
116
120
135
116
147
127
107
注射速率/（g.s-1）
38
60
70
72
114
134
145
塑化能力/（kg.h-1）
13
20
24
35
55
55
70
注射方式
柱塞式
柱塞式
螺杆式
螺杆式
螺杆式
螺杆式
螺杆式
锁模力/KN
250
500
400
900
1800
1600
2500
移模行程／mm
160
180
270
300
500
350
260
拉杆间距／mm
235
190×300
330×300
260×290
295×373
370×370
290×368
最大模厚／mm
180
200
250
300
350
400
400
最小模厚/mm
60
70
150
200
200
200
170
合模方式
肘杆
肘杆
液压
肘杆
液压
肘杆
肘杆
顶出行程/mm
140
160
70
180
90
220
240
顶出力/KN
12
15
12
15
28
30
35
定位孔径/mm
55
55
80
100
100
100
125
喷嘴移出量/mm
10
10
20
20
20
20
20
喷嘴球半径/mm
10
10
10
10
18
18
18
系统压力/Mpa
6
6
14.2
6
6
6.8
6
电动机功率/KW
5.5
11
15
15
24
39
24
加热功率/KW
2.2
2.7
4.7
5
9.8
6.7
10
外形尺寸（L×W×H）/（m×m×m）
2.4×0.8×1.5
3.5×0.9×1.6
3.3×0.9×1.6
3.4×0.8×1.6
4.7×1×4.5
5×1.3×1.9
4.7×4×1.8
重量/t
1
2
3
3.5
4.5
6
7
（续）
型号
项目
XS-ZY
500/350
XS-ZY
500/200
XS-ZY
1000/450
XS-ZY
1000/550
XS-ZY
2000/600
XS-ZY
3000/630
XS-ZY
4000/1000
螺杆直径/mm
65
65
85
10
升级会员 