第二讲_注射成型工艺及设备.ppt

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1、第二讲注射成形工艺及设备大连理工大学材料学院陈国清2.塑料模具2.1注射成型模具2.2压塑/传递成型模具2.3塑料中空成型、真空成型模具2.4挤出成型模具2.1.1注射成型原理与工艺过程1注射成形过程原理2注射机简介3注射成型工艺过程2.1.2注塑成形工艺条件与控制1温度2压力3成形周期注塑成型制品注射成型具有可一次成形多个结构复杂、形状相同或不同、尺寸一致性好、质量稳定的塑件的特点，因而成为塑料加工领域的一种重要工艺方法。在各种塑料制品中约有35％以上是由注射成形加工的。注射成型几乎可成形所有的塑料种类，生产效率高，可实现大批量自动化生产。实现注射成型

2、加工需要四个基本要素，如图所示。§2.1.1注射成型原理与工艺过程注射成型四大要素成型制品注射机材料模具成型条件注射成形的四大要素1注塑成形过程原理注射成型基本原理就是利用塑料的可模塑性，将松散的粒状或粉状塑料原料，经注射机的料斗输入料筒内，再经料筒外部加热器和螺杆旋转的剪切摩擦作用，使逐渐软化熔融至粘流态的塑料存于料筒前端，然后在注射机螺杆的高压力推动下，将塑料以一定的速度通过注射机喷嘴注入闭合的模具中，经一定的保压与冷却定型时间后，打开模具即可取出具有一定形状和尺寸精度的塑料制品。注射成形的原理、结构及注射成形过程循环如图所示。注射成型过程循环生产前

3、的准备加料加热、软化、熔融注射充模开模脱件制件后处理注射机清理、放嵌件、喷脱模剂模具闭合保压补缩冷却定型原材料检验、烘干、预热储存注射成形过程原理及动画模拟示意2注射机简介（1）注射机的组成注射成形的工作循环是在注射机上完成的，注射机是实现注射成形加工的主要设备。常用注射机的典型结构示意及外观形式如图所示。注射机的结构组成示意图锁模机构液压系统料斗螺杆熔料加热器模具冷却系统塑件料筒注射机的外观结构注射机一般由以下几部分组成。1）注射装置注射装置是注射机的核心，它的作用包括两个方面，一是将物料均匀的塑化，二是借助螺杆或注塞的推挤作用，使熔融物料高压、快速地

4、注入模具型腔。注射装置由加料部分、料筒、计量装置、螺杆、喷嘴等组成，如图所示。注射机的注射装置和合模装置示意图2）锁模装置锁模装置在注射机上通常是与顶出机构连接为一体，故将两者统称为锁模装置。其作用有三，一是实现模具的开、合动作；二是在成形时提供足够的锁紧力使模具闭合；三是开模时推出模内的塑件。锁模装置主要由固定模板、活动模板、拉杆、油缸、连杆机构、调模装置及顶出机构等组成。如图所示根据实现锁模力的方式不同，可分为机械式的、液压式的和机械液压联合作用的。推出机构也有机械和液压两种方式。3）控制系统控制系统包括液压和电器两部分，它是保证注射成形过程按照预先

5、设定的工艺条件和动作顺序进行正确工作的关键。液压系统是为注射机各运动机构提供动力的，电器控制系统则是控制各个执行部件完成注塑成形过程各种动作的。注射机的分类按结构形式分：卧式、立式、直角式按注射装置的形式分：螺杆式、柱塞式按驱动方式分：机械式、液压式（2）螺杆式注射机按注射装置的构造不同，注射机可分为柱塞式和螺杆式两种。螺杆式注射机因其对物料塑化的均匀程度高，注射压力损失小，以及物料在料筒内产生热降解的可能性低等特点而被广泛应用。螺杆的作用是输送物料、压实、塑化和传递压力。当螺杆在料筒内旋转时，将料筒中塑料颗粒卷入螺杆的螺槽，并逐步将其压实、排气、塑化，

6、并不断地将塑化好塑料熔体推向料筒前端，积存在料筒顶部与喷嘴之间，螺杆本身受到熔体的压力而缓缓后退。当寄存的熔体达到设定的计量值时，螺杆便停止转动（即塑化停止），而在注射油缸的驱动下向前移动，将塑化好的熔体注入模具。注射与保压结束后，螺杆有开始旋转并后退，实现下一个循环的塑化工作。目前国际上对注射机规格趋于以注射容量和锁模力来表示。这里的注射容积是指注射压力为100MPa时的理论注射容积。螺杆结构示意料筒螺杆送料区过渡区压缩区螺杆是注射机的核心部件，螺杆的结构有多种形式，如有等截面变螺距、变截面变螺距等。为满足塑化及输送物料的要求，螺杆一般分为三段，每段的

7、长度不等，如图所示。相应于螺杆的各段，料筒的温度也不同，压缩区为料筒的前段，温度最高。塑化好的熔体积存于料筒的前段。3注射成型工艺过程注射成型过程可分为三个阶段：即成型前的准备、注射成型、制件后处理。（1）成型前的准备包括原材料性能指标检验，如成分、含水量等，预热，干燥处理；着色；注射机料简清洗；模具嵌件预热；脱模剂选择等。（2）注射成型1）塑化计量塑化：将粉、粒状原料在注射机料筒内加热至熔融粘流态。要求：组分，密度，粘度，温度，色泽等均匀。均匀的熔体，才具有良好的流动性，能保证制品质量。计量：注射机螺杆每次注射，需将塑化好的熔体按塑件成形要求定温、定压

8、、定量地注入模具型腔。要求：准确，否则影响制品质量。2）注射充模与冷却定型及脱模