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塑料成型工艺与模具设计教学作者程方启02课件

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1、第2章塑料注射成型工艺,导读,注射成型是指有一定形状的模型，通过压力将融溶状态的胶体注入模腔而成型. 工艺原理是：将固态的塑胶按照一定的熔点融化，通过注射机器的压力，用一定的速度注入模具内，模具通过水道冷却将塑胶固化而得到与设计模腔一样的产品。它主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。,一、注射成型原理,注射成型是热塑性塑料成型的主要方法。由于卧式螺杆式注射机应用范围较广，这里以螺杆式注射机为例讲述。图2-1所示为卧式螺杆式注射机外形图。,图2-1 螺杆式注射机实物图片,一、注射成型原理,注射成型原理如图2-2所示，将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗10，注射机螺杆13旋转将塑料加入料筒9，料筒9中的螺杆13将塑料熔体推到料筒9端部，在注射机料筒9内塑料受加热圈8作用逐渐熔融，成为黏性流体，然后在注射液压缸12提供的注射压力的作用下，塑料经喷嘴6注入闭合的模具5型腔中，充满后经过保压、冷却定型后，动模和定模分离，注射机顶出液压缸3工作，推动模具5的推出机构将塑件从模具中取出，完成一个注射周期。以后就不断重复上述周期性的生产过程。,图2-2 螺杆式注射机机构示意图,二、

2、注射成型工艺过程,一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件的后处理3个过程。 (1)成型前的准备工作成型前的准备工作包括：对原料外观的检验、工艺性能的测定、预热和干燥、注射机料筒的清洗、嵌件的预热及脱模剂的选用等。有时还需对模具进行预热。对塑料原料进行外观检验，即检查原料的色泽、细度及均匀度等，必要时还应对塑料的工艺性能进行测试，如果是粉料，有时还需要进行染色和造粒。吸湿性强的塑料，如PA、PC、ABS等，成型前应进行充分的预热干燥，除去物料中过多的水分和挥发物，以防止成型后塑件出现气泡和银丝等缺陷。生产中如需改变塑料品种、调换颜色或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，则应对注射机料筒进行清洗。对于有嵌件的塑料制件，由于金属与塑料的收缩率不同，嵌件周围的塑料容易出现收缩应力和裂纹，因此，成型前可对嵌件进行预热。为了使塑料制件容易从模具内脱出，有时还需要对模具型腔或模具型芯涂上脱模剂，常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡和硅油等。,二、注射成型工艺过程,(2)注射过程注射过程一般包括加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型和脱模等步骤。加料。将粒状或粉状塑料加入

3、到注射机的料斗中。塑化。对料筒中塑料进行加热，使其由固体颗粒转变成熔融状态并具有良好的可塑性，这一过程称为塑化。如图2-3所示。充模。塑化好的熔体在注射压力作用下，螺杆推挤至料筒前端，经喷嘴和模具的浇注系统高速注射入模具型腔的过程称为充模，如图2-4所示。保压补缩。在模具中熔体冷却收缩时，螺杆迫使料筒中的熔料不断补充到模具中以补偿其体积的收缩，保持型腔中熔体压力不变，从而成型出形状完整、质地致密的塑件，这一阶段称为保压。冷却定型。塑件在模内的冷却过程是指从浇口处的塑料熔体完全冻结时起到塑件从模腔内推出为止的全部过程。脱模。塑件冷却到一定的温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。,图2-3 塑化,图2-4 充模,图2-6 脱模,二、注射成型工艺过程,图2-7注射成型工艺过程,二、注射成型工艺过程,(3)塑件后处理退火处理:是指将塑件在定温的加热液体介质（如热水、热的矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却。其目的是减少塑件内部产生的内应力，这在生产厚壁或带有金属嵌件的塑件时尤为重要。表2-1中列出几种常用塑料的退火条件。调湿处

4、理:是指将刚脱模的塑件放在热水中，隔绝空气，防止塑件的氧化，加快吸湿平衡速度。其目的是使塑件的颜色、性能以及尺寸稳定。主要用于吸湿性很强又容易氧化的聚酰氨类塑件。,表2-1 几种常用塑料的退火条件,三、注射成型设备,1.注射机的结构一台通用型注射机主要包括注射系统、合模系统、液压控制系统和电气控制4部分，其他还包括加热冷却系统、润滑系统、安全保护与监测系统等。注射系统包括料斗、料筒、加热器、计量装置、螺杆（或柱塞、分流梭等）及其驱动装置、喷嘴等，其作用是将固态的塑料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的速度和压力将塑料熔体注入到闭合的型腔中去。,三、注射成型设备,2.注塑机的分类按外形结构特征分类的注射机 (l)卧式注射机：合模装置和注射装置的轴线呈水平一线排列。 (2)立式注射机：合模装置与注射装置的轴线呈垂直排列。 (3)直角式注射机：注射装置相互垂直排列。 (4)多模注射机：多模注射机是一种多工位操作的特殊机型。,三、注射成型设备,2.注塑机的分类按注射机大小规格分类的注射机,三、注射成型设备,2.注塑机的分类按塑化方式分类的注射机 (1)螺杆式注射机 (2)柱塞式注射机,

5、三、注射成型设备,2.注塑机的分类按合模装置特征分类的注射机 (1)液压式 (2)液压机械式 (3)机械式,三、注射成型设备,3.注射机规格及其技术参数 (1)注射量表示法：是指对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。我国常用的卧式注射机型号有：XS-ZY-30、XS-ZY-60、XS-ZY-500等。其中XS表示塑料成型机械；Z表示注射成型；Y表示螺杆式（无Y表示柱塞式）；30、60、500等表示注射机的最大注射量（cm或g）。 (2)锁模力表示法：锁模力表示法是用注射机最大锁模力(kN)来表示注射机规格的方法。 (3)锁模力与注射量表示法：如XZ-63/50型注射机，X表示塑料机械，Z表示注射机，63表示注射容量63cm 时，锁模力为50X10 kN。,四、注射成型工艺参数,1.温度（1）机筒温度（2）喷嘴温度（3）模具温度 2.压力 (1)塑化压力（背压） (2)注射压力 (3)保压压力 3.成型周期,常用的热塑性塑料注射成型工艺参数见表2-4。,思考与练习,1.注射成型原理？ 2.简述注射成型工艺过程？ 3.注塑机的分类？,

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