高分子材料专业实验-标准测试试样的注射成型实验

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1、标准测试试样的注射成型实验实验目的1.熟悉注射成型标准测试试样的模具结构、成型条件和对制件的外观的要求；2.掌握注射条件对标准试样的收缩、气泡等缺陷的影响。3.了解螺杆式注射机的结构、性能参数、操作规程以及程控注射机在注射成型时工艺参数的设定、调整方法和关注意事项；4.掌握注射机的操作技能；锻炼一种实际工作的技能实验原理采用螺杆式注射机进行实验。在塑料注射成型中，注射机需要按照一定的程序完成塑料的均匀塑化、熔体注射、成型模具的启闭、注射成型中的压力保持和成型制件的脱模等一系列操作过程。注射机的这些操作有两种控

2、制方式：人工控制的手动方式和计算机控制的程序控制方式，后者更为普遍。（1）螺杆式注射机的主要结构及作用1）注射装置注射装置一般由塑化部件（机筒、螺杆、喷嘴等）、料斗、计量装置、螺杆传动装置、注射油缸和移动油缸等组成。注射装置的主要作用是使塑料原料均匀塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将一定量的熔体注射到成型模具的型腔中。2）合模装置（锁模装置）合模装置主要由模板、拉杆、合模机构、制件顶出装置和安全门组成。合模装置的主要作用是实现注射成型模具的启闭并保证其可靠的闭合。3）液压传动和电气控制系统液压系统和电气自

3、动控制系统的主要作用是满足注射机注射成型工艺参数（压力、注射速度、温度、时间）和动作程序所需的条件。（2）注射机的动作过程1）闭模及锁紧注射成型过程是周期性的操作过程。注射机的成型周期一般是从模具闭合开始的。模具先在液压及电气自动控制系统处于高压状态下进行快速闭合，当动模与定模快要接触时，液压及电气自动控制系统自动转换成低压（即试合模压力）、低速状态，在确认模内无异物存在时，再转换成高压并将模具锁紧。2）注射装置前移及注射确认模具锁紧之后，注射装置前移，使喷嘴和模具贴合，然后液压系统驱动螺杆前移，在所设定的压

4、力、注射速度条件下，将机筒内螺杆头部已均匀塑化和定量的熔体注入模具型腔中。此时螺杆头部作用于熔体上的压力称为注射压力（Pa），又称一次压力。螺杆移动的速度称为注射速度（cm/s）。3）压力保持（保压）注射操作完成以后，在螺杆头部还保存有少量熔体。液压系统通过螺杆对这部分熔体继续施加压力，以填补因型腔内熔体冷却收缩产生的空间，保证制件密度。保压一直持续到浇口封闭。此时，螺杆作用于熔体上面的压力称为保压压力（Pa），又称二次压力，保压压力一般等于或者低于注射压力。保压过程中，仅有少量熔体补充注入模具型腔。保压过程

5、以持续到浇口刚好封闭为宜。过早卸压，浇口未封闭，模腔中熔体会发生倒流，制件密度不足；保压过程过长或保压压力过大，会使浇口附近产生较大的内应力，也会增大制件的内应力，造成脱模困难。4）制件冷却塑料熔体经喷嘴注射入模具型腔后即开始冷却。当保压进行到浇口封闭以后，保压压力即卸去，此时物料进一步冷却定型。冷却速度影响到聚合物的聚集态转变过程，最终会影响到制件成型质量和成型效率。制件在模具型腔中的冷却时间应以制件在开模顶出时具有足够的刚度，不致引起制件变形为限。过长的冷却时间不仅会延长生产周期的，降低生产效率；而且会使

6、制件产生过大的型芯包附力，造成脱模阻力增大。5）原料预塑化为了缩短成型周期，提高生产效率，当浇口冷却，保压过程结束时，注射机螺杆在液压马达的驱动下开始转动，将来自料斗的粒状塑料向前输送。在机筒外加热和螺杆剪切热的共同作用下，使粒状塑料逐步均匀融化，最终成为熔融粘流态的流体。在螺杆的输送作用下存积于螺杆头部的机筒中，从而实现塑料原料的塑化。螺杆的转动一方面使塑料塑化并向其头部输送，另一方面也使存积在头部的塑料熔体产生压力，这个压力称为塑化压力（Pa）。由于这个压力的作用，使得螺杆向后退移，螺杆后移的距离反映出螺

7、杆头部机筒中所存积的塑料熔体体积，注射机螺杆的这个后退距离，即每次预塑化的熔体体积，也就是注射熔体计量值是根据成型制件所需要的注射量进行调节设定。当螺杆转动而后退到设定的计量值时，在液压和电气控制系统的控制下就停止转动，完成塑料的预塑化和计量，即完成预塑化程序。注射螺杆的尾部是与注射油缸连接在一起的，在螺杆后退的过程中，螺杆要受到各种摩擦阻力及注射油缸内液压油回流阻力的作用，注射油缸内液压油回流阻力产生的压力称为螺杆背压（Pa）。注射螺杆能否后退及后退的速度取决于螺杆后退时受到的各种摩擦阻力和螺杆背压。塑料原

8、料在预塑过程中的各种工艺参数（各部分的压力、温度等）是根据不同制件的塑料材料进行设定的。6）注射装置后退、开模及制件顶出预塑程序完成后，注射装置后退，为了避免喷嘴长时间与模具接触散热而形成凝料，使喷嘴离开模具。当模腔内的成型制件冷却到具备一定刚度后，合模装置带动动模板开模，开模的过程中完成侧向抽芯的动作，最后顶出机构顶脱制件，准备开始下一个成型周期。实验原料各种热塑性塑料。本次实验采用北京燕山石油化