第六章 注射成型.ppt

第六章注射成型，6.1概述注射成型(也稱為注射成型或注射成型)是塑料制品成型的一種重要方法。幾乎所有的熱塑性塑料和各種熱固性塑料都可以用這種方法成型。可用于成型各種形狀、尺寸、精度的成型產(chǎn)品，滿足各種要求。注塑制品占塑料制品總量的20 30%。各種工業(yè)配件、儀器部件、結(jié)構(gòu)部件、外殼等。注射成型是將塑料(通常是粒料)從注塑機(jī)的料斗送入加熱的料筒。在加熱和熔化后，塑料(通常是粒料)被柱塞或螺桿推動(dòng)，通過(guò)料筒前端的噴嘴注射到封閉的塑料模具中。在壓力條件下，填充有塑料模具的熔融材料可通過(guò)冷卻(熱塑性塑料)或加熱(熱固性塑料)而固化，以保持注射模腔所給出的形狀，釋放模具以獲得產(chǎn)品，并完成成型循環(huán)。6.1概述，注射成型的優(yōu)點(diǎn)：成型周期短；產(chǎn)品外觀復(fù)雜，尺寸準(zhǔn)確，一次成型鑲件；適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高；易于完全自動(dòng)化生產(chǎn)；經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)。6.1概述，注塑機(jī)的基本功能：1。將塑料加熱熔化；2.對(duì)熔融塑料施加高壓，使其射出并填充模腔；注塑機(jī)的發(fā)展歷史：1。柱塞式注塑機(jī)，生產(chǎn)60g以下產(chǎn)品；2.單螺桿定位預(yù)塑注塑機(jī)；3.移動(dòng)螺桿注塑機(jī)。6.2、注塑設(shè)備由注塑系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和塑料模具組成。6.2.1注射系統(tǒng)，功能：塑料塑化均勻，達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)。在高壓和高速下，通過(guò)推動(dòng)螺桿或柱塞將其注射到模具中。該系統(tǒng)包括：加料裝置、料筒、螺桿(或柱塞和分流梭)和噴嘴等。1。進(jìn)料裝置，倒錐形或錐形，容量為1-2小時(shí)。有些配有計(jì)量裝置、加熱或干燥裝置、自動(dòng)進(jìn)料裝置等。6.2.1注射系統(tǒng)，2。桶，加熱和加壓容器，桶類(lèi)似于擠出機(jī)。它能承受壓力、熱量、疲勞、腐蝕和熱傳遞。柱塞式的氣缸容積大約是最大注射容積的3 5倍。螺桿大約是氣缸最大注射量的2 3倍。外部裝有加熱裝置，可分段加熱和控制，通過(guò)熱電偶顯示和恒溫控制儀表來(lái)精確控制。3。柱塞和分流梭、柱塞是注塑機(jī)料筒的重要組成部分。6.2.1注射系統(tǒng)，(1)柱塞功能：將注射缸的壓力傳遞給塑料，并將內(nèi)容物注射到模具中。它是一種具有高表面硬度的實(shí)心金屬柱。直徑為20 100毫米。注射容量=柱塞沖程*柱塞橫截面積，(2)一個(gè)形狀類(lèi)似魚(yú)雷體的金屬部件，安裝在裝藥筒前端的內(nèi)腔中。功能：將流經(jīng)料筒的塑料分成薄層，使塑料呈分流和匯聚流動(dòng)，從而縮短傳熱時(shí)間，加速傳熱，提高塑化質(zhì)量。表面往往是4 8條流線型凹槽，深2 10毫米，有幾條凸出的肋，起到定位和傳熱的作用。6.2.1噴射系統(tǒng)，6.2.1噴射系統(tǒng)，4。螺桿，移動(dòng)式螺桿注射機(jī)的重要部件。作用：輸送、壓實(shí)、塑化和壓制塑料。當(dāng)螺桿在料筒中旋轉(zhuǎn)時(shí)，料斗中的塑料首先被吸入并逐漸向前推動(dòng)、壓實(shí)、排氣和塑化。熔融的塑料被連續(xù)地推到螺桿的頂部和噴嘴之間。螺桿本身在熔化物的壓力下慢慢后退。當(dāng)累積的熔體到達(dá)注射體積時(shí)，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，并傳遞液壓或機(jī)械力以將熔體注射到模具中。螺桿的結(jié)構(gòu)與擠出機(jī)基本相同。6.2.1注射系統(tǒng)、注塑機(jī)螺桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1)軸向位移、有效長(zhǎng)度發(fā)生變化；(2)長(zhǎng)寬比和壓縮比?。?3)螺旋槽更深以提高生產(chǎn)率；(4)進(jìn)料段較長(zhǎng)；(5)螺釘頭：錐形頭常用于高粘度塑料；止逆環(huán)通常安裝在塑料上類(lèi)型：(1)直通式噴嘴短而呈管狀，壓力和熱量損失很小。不容易產(chǎn)生停滯和分解，不需要加熱裝置。加長(zhǎng)噴嘴需要額外的加熱裝置。適用于加工高粘度塑料。6.2.1注射系統(tǒng)，防止熔體流涎或收縮，并暫時(shí)堵塞噴嘴通道。彈簧式：噴嘴體內(nèi)的閥芯被彈簧壓緊，實(shí)現(xiàn)堵塞，有效防止流涎。針形閥類(lèi)型：外部液壓系統(tǒng)通過(guò)杠桿控制聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)打開(kāi)和關(guān)閉閥芯。(2)自鎖噴嘴，(3)杠桿針閥噴嘴，噴嘴的選擇應(yīng)根據(jù)加工的塑料性能和成型產(chǎn)品的特點(diǎn)來(lái)考慮。6.2.1注射系統(tǒng)6.2.1注射系統(tǒng)6.2.1加壓和驅(qū)動(dòng)裝置加壓裝置：提供柱塞或螺桿施加在塑料上的壓力，使柱塞或螺桿在注射循環(huán)中進(jìn)行必要的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行注射。液壓式、機(jī)械式、驅(qū)動(dòng)裝置：使注塑機(jī)螺桿旋轉(zhuǎn)，完成塑料的預(yù)塑化。包括，單速交流電機(jī)，液壓電機(jī)，6.2.2鎖模系統(tǒng)，功能：注射時(shí)可鎖模，取出產(chǎn)品時(shí)可開(kāi)模。夾緊力：p:注射壓力，kg/cm2，A:產(chǎn)品垂直于壓制方向的投影面積，cm2。夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)確保開(kāi)關(guān)靈活、準(zhǔn)確、快速、安全，并避免操作過(guò)程中的強(qiáng)烈振動(dòng)；收盤(pán)時(shí)，應(yīng)該先快后慢；打開(kāi)時(shí)，應(yīng)該慢，然后快，然后慢；模板的移動(dòng)距離和速度可以調(diào)整。6.2.2鎖模系統(tǒng)，常用的鎖模系統(tǒng)：(1)機(jī)械式，電機(jī)通過(guò)齒輪或蝸輪、蝸桿減速器或用杠桿移動(dòng)曲柄臂的機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)曲柄臂，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)和鎖模。6.2.2鎖模系統(tǒng)，(2)液壓式，利用油缸和柱塞推動(dòng)柱塞依靠液壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)和鎖模。6.2.2模式鎖定系統(tǒng)，(3)液壓-機(jī)械組合型，利用液壓控制聯(lián)動(dòng)裝置或肘桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)和模式鎖定。6.2.3注塑模具，頂出裝置：打開(kāi)模具時(shí)，頂出模內(nèi)產(chǎn)品。機(jī)械、液壓、6.2.2鎖模系統(tǒng)、模具：它是一種利用自身特定形狀將塑料(或聚合物)成型為具有一定形狀和尺寸的產(chǎn)品的工具。在塑料成型過(guò)程中，塑料被賦予形狀、強(qiáng)度和性能，以完成成型設(shè)備無(wú)法完成的工作，使其成為有用的型材或產(chǎn)品。6.2.3注塑模具的基本結(jié)構(gòu)包括：澆注系統(tǒng)、成型零件、結(jié)構(gòu)零件三部分。澆注系統(tǒng)：流道中塑料從噴嘴進(jìn)入型腔的部分。包括主流道、冷料腔、分流道和澆口。成型零件：構(gòu)成產(chǎn)品形狀的各種零件。包括動(dòng)模、定模、型腔、型芯、成型桿和排氣口。結(jié)構(gòu)零件：構(gòu)成模具結(jié)構(gòu)的各種零件。包括執(zhí)行導(dǎo)向、脫模、抽芯、分型等動(dòng)作的各種零件。6.2.3注塑模具，6.2.3注塑模具，1。主流道是從噴嘴到支流道或腔的通道，與噴嘴在同一軸線上。(1)安裝在模具上，可加工成主澆道襯套，然后緊緊地安裝在模板上；(2)主通道形狀為3 6的圓錐形，入口端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑；(3)入口端和噴嘴頭之間的接觸是球形的。6.2.3注射模具，2 .冷料腔，主澆道出口端的腔，用于捕獲噴嘴端兩次注射之間產(chǎn)生的冷料，并防止分流道和澆口堵塞。冷料腔的直徑約為8-10毫米，深度約為6毫米，底部永久設(shè)有脫模桿，脫模桿頂部呈之字形鉤形或凹槽狀，以便脫模時(shí)順利取出主流道贅物。3。分流通道，連接主通道和多槽模具中每個(gè)腔的通道。對(duì)稱等距地布置在塑料模具上。6.2.3注射模具，通常由圓形、半圓形、梯形、矩形或橢圓形制成。在保證產(chǎn)品質(zhì)量和正常工藝的條件下，分流壽的截面積6.2.3注射模具，功能：(1)控制材料流動(dòng)速度，(2)防止回流，(3)使熔體經(jīng)受更高的剪切以提高溫度和改善流動(dòng)性，(4)便于產(chǎn)品從主澆道系統(tǒng)中分離，以及(5)模具腔，在模具中形成塑料產(chǎn)品的空間。6.2.3注塑模具中，形成型腔的部件統(tǒng)稱為成型零件。形成產(chǎn)品外觀的成形零件稱為陰模(或陰模)；內(nèi)部形狀(孔、槽等。)的產(chǎn)品稱為型芯或沖頭(或凹模)。型腔設(shè)計(jì)原則為：6.2.3注塑模具，(1)整體結(jié)構(gòu)根據(jù)塑料的性能、產(chǎn)品的幾何形狀、尺寸公差、使用要求等確定。(2)選擇分型面，確定澆口和排氣孔的位置，脫模方法等。(3)根據(jù)產(chǎn)品的尺寸設(shè)計(jì)各部分和各部分的組合；(4)依次檢查成型零件的材料選擇、強(qiáng)度和剛度；(5)考慮加工設(shè)備的操作要求。6.2.3注射模具，6 .排氣口，在模具中打開(kāi)的槽形空氣出口，用于排出原始?xì)怏w和從熔體中引入的氣體。在物料流動(dòng)結(jié)束時(shí)，氣體積聚并未及時(shí)排出，這將導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)氣孔、焊接不良、對(duì)充模不滿、產(chǎn)品局部燒傷等。排氣孔通常布置在模腔中的材料流的末端或模具的分型面上。還可以通過(guò)使用頂桿和頂出孔之間的配合間隙以及脫模板和型芯之間的配合間隙來(lái)排出氣體。排氣孔的槽深為0.025 0.1毫米，寬度為1.5 6毫米，6.2.3注塑模，7。結(jié)構(gòu)件和導(dǎo)向件：當(dāng)動(dòng)模和定模閉合時(shí)，確保精確對(duì)中。脫模裝置：產(chǎn)品可以快速順利地從型腔中取出。抽芯機(jī)構(gòu)：當(dāng)產(chǎn)品側(cè)面有孔或槽時(shí)，除少數(shù)產(chǎn)品可以強(qiáng)制脫模外，應(yīng)在模具中設(shè)置側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。8.加熱或冷卻裝置，以固化和成型模具中的熔體?？梢宰匀焕鋮s，也可以用冷卻介質(zhì)注入模具的特殊管道來(lái)實(shí)現(xiàn)。6.3注射成型工藝及控制因素，6.3.1成型前的準(zhǔn)備，1。成型前原材料的預(yù)處理，原材料外觀和工藝性能的檢查，以及一些粉末材料的造粒、染色和干燥。如聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等。必須晾干。小批量：熱風(fēng)循環(huán)烘箱，紅外線加熱烘箱，真空烘箱。大批量：沸騰干燥，空氣干燥。通常在100以上的常壓下，注意干燥時(shí)間和干燥后的水分。6.3.1成型前的準(zhǔn)備，2。鋼瓶的情況，最初使用某種塑料或注塑機(jī)，生產(chǎn)中需要更換產(chǎn)品，更換原料，塑料分解需要清洗或拆卸注塑機(jī)的鋼瓶。柱塞式：拆卸和清洗或使用專(zhuān)用料筒。螺旋式：直接加油和清洗。要求掌握塑料的熱穩(wěn)定性、成型溫度范圍和各種塑料之間的相容性。6.3.1成型前的準(zhǔn)備，3。預(yù)熱插件以防止插件周?chē)霈F(xiàn)裂紋或降低產(chǎn)品強(qiáng)度。預(yù)熱可以降低熔融材料和鑲塊之間的溫差，從而鑲塊周?chē)娜廴诓牧暇徛鋮s并均勻收縮，導(dǎo)致熱材料的供給并防止內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。預(yù)熱溫度：110 130。4.脫模劑的選擇是一種應(yīng)用于模具表面的助劑，以便塑料部件可以容易地從模具中分離出來(lái)。例如，硬脂酸鋅(除聚酰胺外)、液體石蠟(通常用于聚酰胺)和硅油(更貴)。注意適量的潤(rùn)滑劑。6.3.2注射過(guò)程，首先是注射過(guò)程，一般來(lái)說(shuō)，注射過(guò)程應(yīng)經(jīng)過(guò)加料、塑化、充模、冷卻、脫模等步驟。進(jìn)料和注射成型是一個(gè)間歇過(guò)程，保持定量進(jìn)料以確保穩(wěn)定的操作、均勻的塑料塑化和良好的產(chǎn)品。加料過(guò)量：加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易導(dǎo)致物料熱分解，增加注塑機(jī)的功耗。進(jìn)料太少：料筒中缺乏壓力傳遞物質(zhì)，塑料熔體的壓力降低，4。塑料補(bǔ)充：當(dāng)模具中的熔體冷卻和收縮時(shí)，繼續(xù)保持壓力的柱塞或螺桿迫使?jié)部诤蛧娮旄浇娜垠w不斷補(bǔ)充到模具中。6.3.2注射過(guò)程，5。保壓，使模腔中的塑料能形成完整、致密的產(chǎn)品。6.返回柱塞或螺釘，添加新材料，7。冷卻，去除桶內(nèi)塑料的壓力，并引入冷卻水、油和其他冷卻介質(zhì)來(lái)進(jìn)一步冷卻模具。脫模，冷卻至所需溫度，脫?？墒謩?dòng)或機(jī)械完成。6.3.2注射過(guò)程2。塑料的塑化原理1。塑化是指塑料在料筒中被加熱至流動(dòng)狀態(tài)并具有良好塑性的整個(gè)過(guò)程。(1)加熱材料：通過(guò)料筒加熱塑料。(2)剪切作用：加強(qiáng)混合和塑化的機(jī)械力，摩擦熱。6.3.2注射過(guò)程，3。塑化要求，(1)塑料熔體在進(jìn)入模腔前應(yīng)充分塑化；不僅必須達(dá)到規(guī)定的成型溫度，而且塑化材料所有部分的溫度應(yīng)盡可能均勻，以便熱分解產(chǎn)物的含量達(dá)到最小值。(2)提供足夠的上述質(zhì)量的熔融塑料，以確保連續(xù)順利的生產(chǎn)?？傊c塑料的特性、工藝條件的控制和注塑機(jī)塑化裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)。6.3.2注射過(guò)程，4。塑料塑化原理，以柱塞式注塑機(jī)塑化為例。塑料塑化所需的溫度來(lái)自于從桶壁到材料的熱傳遞和材料內(nèi)部的摩擦熱。如果進(jìn)入桶內(nèi)的塑料的初始溫度是T1，桶內(nèi)壁的溫度是TW，塑料能達(dá)到的最大溫升是TW-T1。然而，實(shí)際從噴嘴噴出的塑料的平均溫度T2總是小于TW，因此實(shí)際溫度上升是T2-T1。(1)加熱效率，6.3.2注射期間的加熱效率Eh，即實(shí)際溫度上升與最大溫度上升的比率。Eh值高，有利于塑化。(2)加熱效率的影響因素：(1)在圓筒幾何形狀一定的情況下，圓筒內(nèi)塑料的加熱時(shí)間T與圓筒內(nèi)的存儲(chǔ)