聚合物成型加工原理06.ppt

1、Dept.Polym.Sci.&Eng.,第六章第六章 注射模塑注射模塑 6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 注射模塑设备注射模塑设备6.3 6.3 注射成型工艺过程注射成型工艺过程6.4 6.4 注射成型工艺条件的分析讨论注射成型工艺条件的分析讨论6.5 6.5 几种常用塑料的注射模塑特点几种常用塑料的注射模塑特点6.6 6.6 注射成型的发展注射成型的发展11/4/20221Dept.Polym.Sci.&Eng.,注射成型产品示例注射成型产品示例 11/4/20222Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/20223Dept.Polym.Sci.&Eng.,6.1 概述概

2、述一一.注射过程注射过程 注射过程注射过程是是 三个条件：热量、压力、时间三个条件：热量、压力、时间 三个要素：模塑材料、注射机、注射模三个要素：模塑材料、注射机、注射模 的有机结的有机结合过程。合过程。11/4/20224Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/20225Dept.Polym.Sci.&Eng.,Process&machine schematics*Schematic of thermoplastic Injection molding machine11/4/20226Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/20227Dept.Polym.Sci.&

3、Eng.,11/4/20228Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/20229Dept.Polym.Sci.&Eng.,二二.注射成型的特点注射成型的特点 1.生产周期短，自动化程度高，因此生产效率高；生产周期短，自动化程度高，因此生产效率高；2.适应性强，几乎所有的热塑性塑料都可用这种方法成型，一适应性强，几乎所有的热塑性塑料都可用这种方法成型，一些厂家还用此法成型热固性塑料；些厂家还用此法成型热固性塑料；3.通过更换模具可以分别得到各种各样形状不同、大小不同的通过更换模具可以分别得到各种各样形状不同、大小不同的制品，其制品用途广泛；制品，其制品用途广泛；4.制品的三维尺寸可以

4、一定确定，且制品的尺寸精度高，表面制品的三维尺寸可以一定确定，且制品的尺寸精度高，表面光洁度好；光洁度好；5.可成型形状复杂的制品以及带有嵌件的制品。可成型形状复杂的制品以及带有嵌件的制品。缺点是初期投资大。缺点是初期投资大。11/4/202210Dept.Polym.Sci.&Eng.,三三.注射机的规格与种类注射机的规格与种类 1.注射机的规格用一次所能注射出的聚苯乙烯的最大质量注射机的规格用一次所能注射出的聚苯乙烯的最大质量克来表示。克来表示。例如，注射机型号一般用下面的字母和数字表示：例如，注射机型号一般用下面的字母和数字表示：XSZ60 60表示一次注射表示一次注射PS的最大注射量是

5、的最大注射量是60g Z注射注射 S塑料塑料 X成型成型 又如：又如：XSZY125 Y表示螺杆式注射机表示螺杆式注射机 Z后没有字母就表示柱塞式注射机后没有字母就表示柱塞式注射机2.注射机的种类注射机的种类 a.按塑化部件不同分为：螺杆式注射机、柱塞式注射机按塑化部件不同分为：螺杆式注射机、柱塞式注射机 b.按动力来源分为：手工式、机械式、液压式按动力来源分为：手工式、机械式、液压式或者用锁模力表示锁模力表示如：G130T，L35TG/L厂家的型号 11/4/202211Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/202212Dept.Polym.Sci.&Eng.,c.按注射按注射

6、合模方位分为：合模方位分为：卧式：卧式：注射方向和开模方向是一致的。注射方向和开模方向是一致的。缺点是占地面积较大，安卸模具不方便。缺点是占地面积较大，安卸模具不方便。立式：立式：注射方向和开模方向都垂直于地面。注射方向和开模方向都垂直于地面。优点是占地面积小，放入嵌件稳定；优点是占地面积小，放入嵌件稳定；缺点是重心高，不易实现自动化。缺点是重心高，不易实现自动化。角式：角式：注射方向垂直于地面，开模方向与注射方向垂直。注射方向垂直于地面，开模方向与注射方向垂直。优缺点与立式相似。优缺点与立式相似。旋转式：旋转式：模具是安放在可旋转的转盘上的。模具是安放在可旋转的转盘上的。优点是适合成型大批量

7、小制品，生产周期短。优点是适合成型大批量小制品，生产周期短。缺点是结构复杂，锁模力不高。缺点是结构复杂，锁模力不高。11/4/202213Dept.Polym.Sci.&Eng.,根据排列方式不同分类：卧式、立式、角式根据排列方式不同分类：卧式、立式、角式11/4/202214Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/202215Dept.Polym.Sci.&Eng.,旋旋转转式式11/4/202216Dept.Polym.Sci.&Eng.,3.注射机的发展趋势注射机的发展趋势 a.专门化；专门化；b.超大型化；超大型化；c.微型化；微型化；d.高速化；高速化；e.高度自动化。高

8、度自动化。11/4/202217Dept.Polym.Sci.&Eng.,6.2 注射模塑设备注射模塑设备 注射系统注射系统由三大部分组成：注射系统、锁模系统（合模系统）、由三大部分组成：注射系统、锁模系统（合模系统）、模具，此外还有电器控制系统、液压系统。模具，此外还有电器控制系统、液压系统。一一.注射系统注射系统 1.作用：作用：a.使塑料均匀塑化并达到流动状态；使塑料均匀塑化并达到流动状态；b.将塑化好的塑料进行施压，使其在很高的压力和很快的将塑化好的塑料进行施压，使其在很高的压力和很快的 流速下通过喷嘴充入模腔。流速下通过喷嘴充入模腔。11/4/202218Dept.Polym.Sci

9、.&Eng.,2.组成：加料装置、料筒、螺杆（或柱塞）、喷嘴等组成：加料装置、料筒、螺杆（或柱塞）、喷嘴等 11/4/202219Dept.Polym.Sci.&Eng.,加料装置加料装置 料筒料筒 作用、结构、要求与挤出机的基本相同作用、结构、要求与挤出机的基本相同柱塞与分流梭柱塞与分流梭 a.柱塞作用：将注射油缸的压力传给塑料，并使熔体注射入模具。柱塞作用：将注射油缸的压力传给塑料，并使熔体注射入模具。b.柱塞形状：表面硬度极高的坚实金属圆柱体。柱塞形状：表面硬度极高的坚实金属圆柱体。分流梭11/4/202220Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/202221Dept.Po

10、lym.Sci.&Eng.,c.分流梭作用：分流梭作用：i.将圆柱形的物料流变成圆环形薄流层，使塑料产生分流将圆柱形的物料流变成圆环形薄流层，使塑料产生分流和收敛流动；和收敛流动；ii.缩短传热过程，加快热传递；缩短传热过程，加快热传递；iii.由于分流作用，分流梭表面流速由于分流作用，分流梭表面流速，剪切力，剪切力，产生较大，产生较大的摩擦热，使料温升高，有利于塑料的混合与塑化。的摩擦热，使料温升高，有利于塑料的混合与塑化。11/4/202222Dept.Polym.Sci.&Eng.,螺杆螺杆 a.从作用上与挤出机螺杆相比从作用上与挤出机螺杆相比 注射机螺杆除了注射机螺杆除了送料、压实、塑

11、化送料、压实、塑化外，还有外，还有注射注射作用，对于塑作用，对于塑化能力、压力稳定以及操作连续性和对操作稳定性的要求没有挤出化能力、压力稳定以及操作连续性和对操作稳定性的要求没有挤出机螺杆的高。机螺杆的高。b.从螺杆运动形式比较从螺杆运动形式比较 挤出机的螺杆只在挤出机的螺杆只在原位作连续旋转原位作连续旋转，而注射机除，而注射机除旋转旋转外，还前外，还前后后往复往复运动，并运动，并时转时停时转时停。当料筒前端料压大于螺杆背压时，螺杆。当料筒前端料压大于螺杆背压时，螺杆边转边后退边转边后退，这种情况工艺上称为，这种情况工艺上称为予塑化予塑化。11/4/202223Dept.Polym.Sci.&

12、Eng.,11/4/202224Dept.Polym.Sci.&Eng.,背压：螺杆转动后退时螺杆顶部熔体物料所受到的压力，也背压：螺杆转动后退时螺杆顶部熔体物料所受到的压力，也就是阻力。可由液压系统中的溢流阀来调节。就是阻力。可由液压系统中的溢流阀来调节。注射：当螺杆后退到碰到限位开关时，螺杆就停止运动。即注射：当螺杆后退到碰到限位开关时，螺杆就停止运动。即料筒前端物料达到一次注射量时，螺杆就停止后退，然后向前移料筒前端物料达到一次注射量时，螺杆就停止后退，然后向前移动，将塑料熔体推入模腔。动，将塑料熔体推入模腔。11/4/202225Dept.Polym.Sci.&Eng.,c.从螺杆结构

13、上比较：从螺杆结构上比较：注射机螺杆的均化段长度较短，螺槽较深；注射机螺杆的均化段长度较短，螺槽较深；加料段长度较长，约为螺杆长度一半；加料段长度较长，约为螺杆长度一半；螺杆头部是尖头形，优点是可减少脉冲流动，不易积存物螺杆头部是尖头形，优点是可减少脉冲流动，不易积存物料，可减少塑料发生降解，对粘度低的塑料带有止逆环；料，可减少塑料发生降解，对粘度低的塑料带有止逆环；注射螺杆的长径比和压缩比较小。注射螺杆的长径比和压缩比较小。L/D=16-20,=2-2.5 11/4/202226Dept.Polym.Sci.&Eng.,螺杆头部结构螺杆头部结构 要注意防止出现熔融要注意防止出现熔融塑料积存、

14、回流现象。塑料积存、回流现象。一般一般大的塑料，用大的塑料，用锥行尖头；锥行尖头；小的塑小的塑料，必须装止逆环以料，必须装止逆环以防回流。防回流。11/4/202227Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/202228Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/202229Dept.Polym.Sci.&Eng.,喷嘴喷嘴 a.作用：作用：引导物料从料筒进入模具；引导物料从料筒进入模具；控制料流，防止物料流涎，使物料流积存在料筒前端；控制料流，防止物料流涎，使物料流积存在料筒前端；提高注射压力，使物料具有一定射程；提高注射压力，使物料具有一定射程；进一步塑化。进一步塑化。

15、b.种类：种类：按喷嘴分：按喷嘴分：通用式通用式(延伸式延伸式)：喷嘴孔径大，呈短管状，优点是：喷嘴孔径大，呈短管状，优点是 阻力小。适用于粘度高的塑料。阻力小。适用于粘度高的塑料。自锁式：用于注射粘度较低的塑料。自锁式：用于注射粘度较低的塑料。杠杆针阀式：杠杆针阀式：11/4/202230Dept.Polym.Sci.&Eng.,通用式通用式(延伸式延伸式)：11/4/202231Dept.Polym.Sci.&Eng.,自锁式自锁式11/4/202232Dept.Polym.Sci.&Eng.,自锁式喷嘴的原理自锁式喷嘴的原理11/4/202233Dept.Polym.Sci.&Eng.,

16、杠杆针阀式：11/4/202234Dept.Polym.Sci.&Eng.,二二.锁模系统锁模系统 1.组成：固定模板、活动模板、拉杆、油杆、连杆以及模具调整组成：固定模板、活动模板、拉杆、油杆、连杆以及模具调整机构、制品顶出机构。机构、制品顶出机构。2.功能：启闭模具、锁紧模具、调整模具、顶出制品。功能：启闭模具、锁紧模具、调整模具、顶出制品。3.要求：要求：要有足够锁模力要有足够锁模力F（单位：单位：kN或吨）或吨）FPA P：注射压力注射压力 A：制品在施压方向上的投影面积制品在施压方向上的投影面积11/4/202235Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/202236Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/202237Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/4/202238Dept.Polym.Sci.&Eng.,要有足够的模板面积、模板行程和模板间的开距，以适应不同要有足够的模板面积、模板行程和模板间的开距，以适应不同外型尺寸制品的成型要求；外型尺寸制品的成型要求；SkH+H1+H2+510 Sk：模板间开距模板间开距 H：模具厚度模具厚度