注射成型教案方案

1、注射成形技術(shù),12級(jí)粉體材料科學(xué)與工程2班 1203012024 安綿偉,注射成型與其它塑料成型方法相比有一些明顯優(yōu)點(diǎn): 1. 能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確可帶有各種金屬嵌件的塑料制品,制品的大小由鐘表齒輪到汽車保險(xiǎn)杠,用注射成型生產(chǎn)塑料制品的品種之多和花樣之繁是其它任何塑料成型方法都無(wú)法比擬的; 2. 是可加工的塑料種類繁多,除聚四氟乙烯和超高分

2、子量聚乙烯等極少數(shù)品種外,幾乎所有的熱塑性塑料(通用塑料、纖維增強(qiáng)塑料、工程塑料)、熱固性塑料和彈性體都能用這種方法方便地成型制品; 3. 是成型過(guò)程自動(dòng)化程度高,其成型過(guò)程的合模、加料、塑化、注射、開(kāi)模和制品頂出等全部操作均由注射機(jī)自動(dòng)完成。,注射成型的特點(diǎn),注塑成型的原理：粒狀或粉狀塑料通過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)和外部的加熱作用，使它受熱熔化至流動(dòng)狀態(tài)，然后在螺桿的連續(xù)高壓下，熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng)，通過(guò)噴嘴射出，注入一個(gè)溫度

3、較低的閉合模具中，充滿模具的塑料經(jīng)冷卻硬化，即可保持模具型腔所賦予的形狀，開(kāi)啟模具，即完成一個(gè)注射周期 。 許多細(xì)部，諸如凸起部、肋、螺紋，都可以在注射模塑一步操作中成型出來(lái)。,注射成型的原理,注塑成型的基本過(guò)程,塑化 加熱塑料，使其達(dá)到熔化狀態(tài)，并具有良好的塑性。 要求：1）提供足夠的注射量； 2）溫度均勻； 3)不產(chǎn)生

4、降解2. 注射 對(duì)熔融物料施加高壓，使熔體充滿模具型腔。3. 模塑（冷卻定型） 熔體在模具內(nèi)冷卻硬化,(5) 噴嘴 Düse 噴嘴是機(jī)筒與模具的過(guò)渡部分。在注射中，物料以高壓、高速流經(jīng)噴嘴，因此，它的結(jié)構(gòu)、尺寸對(duì)注射過(guò)程的壓力損失溫度上升，注射長(zhǎng)度和補(bǔ)料作用都有直接的影響。通常根據(jù)加工塑料的性能和制品形狀來(lái)選用噴嘴的形式。噴嘴的結(jié)構(gòu)形式很多，最常用的是以下三種： 開(kāi)式噴嘴、鎖式噴嘴

5、、特殊用途的噴嘴。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),①開(kāi)式噴嘴.1)直通式 其特點(diǎn)為：a.壓力損失小b.通過(guò)噴嘴溫升小，不易產(chǎn)生滯料和熱分解c.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便d.適宜粘度較高的物料，PVC，PS，ABS，PP。,6.2.1.3 注射機(jī)的結(jié)構(gòu),2)延伸式噴嘴 是通用式噴嘴的改進(jìn)型。結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造方便，有加熱裝置，注射壓力較小，適用于有機(jī)玻璃、聚甲醛、聚砜、聚碳酸酯等高粘度樹(shù)脂。②鎖式噴嘴:

6、 主要用于低粘度物料(PA、PET)，以防止熔體“流涎”，自鎖式噴嘴常見(jiàn)形式是彈簧針閥式其特點(diǎn)：a.防止熔料回流b.壓力損失大，熔體射程短c.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),1.黏度大、熱穩(wěn)定性差的塑料，選用直通式噴嘴2黏度小的塑料，選用自鎖式噴嘴3形狀復(fù)雜的制品，選用噴孔小，射程遠(yuǎn)的噴嘴，如遠(yuǎn)程直射式4厚制品，選用噴孔尺寸大，補(bǔ)縮作用強(qiáng)的噴嘴,噴嘴選擇的原則：,2．鎖模系統(tǒng) 也稱鎖模裝置，它是保證成型模具可靠地

7、閉合和實(shí)現(xiàn)模具啟閉動(dòng)作，即成型制品的工作部件。合模裝置主要由模板、拉桿、合模機(jī)構(gòu)、制品頂出裝置和安全門等組成。 在注射機(jī)上實(shí)現(xiàn)鎖和模具、啟閉模具和頂出制件的機(jī)構(gòu)總稱為鎖模系統(tǒng)。 鎖模力 F≥PA 其中P為注射壓力即克服物料經(jīng)過(guò)噴嘴澆口流道進(jìn)入模腔的流動(dòng)阻力。A為與施壓方向呈垂直的制品的投影面積。（一）鎖模系統(tǒng)的作用①提供足夠大的鎖模力，防止溢料②實(shí)現(xiàn)模具的可靠啟閉（慢－快－慢）③

8、頂出成型制件,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),（二）鎖模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有機(jī)械式、液壓式和機(jī)械—液壓聯(lián)動(dòng)式①機(jī)械式鎖模裝置 這種鎖模裝置一般是以電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)相關(guān)聯(lián)的機(jī)械裝置，如齒輪或蝸輪、蝸桿減速傳動(dòng)曲臂或以杠桿作動(dòng)曲臂的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)模具的開(kāi)啟、關(guān)閉及鎖緊的。這種鎖模裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、維修方便，但因電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，機(jī)器受到的沖擊振動(dòng)大，磨損嚴(yán)重，開(kāi)、閉模速度不易調(diào)節(jié)等原因，目前只限于在小型注射機(jī)上使用。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),②液壓式鎖模裝置

9、 這種鎖模裝置全部鎖模力都由液壓產(chǎn)生，并經(jīng)油缸柱塞傳給活動(dòng)模板，依靠柱塞作簡(jiǎn)單的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)模具的啟閉。單缸直壓式液壓鎖模裝置的特點(diǎn)是：1.與其他結(jié)構(gòu)形式相比，動(dòng)模板行程大，動(dòng)、靜模板間開(kāi)檔大，可成型高（深）度較大的制件；2.動(dòng)模板可在油缸行程范圍內(nèi)的任意位置停止，易于安裝和調(diào)整模具；3.移模速度及鎖模力易調(diào)整；4.機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)，可靠。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),③液壓-機(jī)械式鎖模裝置 這種鎖模裝置以液壓為動(dòng)力操縱機(jī)械式曲

10、肘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)模具的啟、閉及鎖緊。根據(jù)鎖模裝置中曲肘個(gè)數(shù)的不同，液壓機(jī)械式鎖模裝置又可分為單曲肘式、雙曲肘式、曲肘撐板式及特殊型等幾種形式。單曲肘式鎖模裝置的優(yōu)點(diǎn)：1. 曲肘有增力作用，當(dāng)其伸直呈一條直線時(shí)又具有自鎖作用，這時(shí)即使撤除油壓，鎖模力也不會(huì)降低，鎖?？煽?；2. 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性能滿足對(duì)鎖模裝置的要求，即閉模時(shí)先快后模，開(kāi)模時(shí)先慢后快。3. 增力倍數(shù)?。ㄒ话銥槭畮妆叮?，承載能力有限，模板受力不均。4. 機(jī)構(gòu)易磨損

11、，調(diào)模困難。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),3．傳動(dòng)和電氣控制系統(tǒng) 注射成型是由塑料熔融、模具閉合、注射入模、壓力保持、制品固化成型、開(kāi)模取出制品等工序所組成的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。液壓和電氣則是為了保證注射成型即按工藝過(guò)程規(guī)定的要求和動(dòng)作程序，準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行工作而設(shè)置的動(dòng)力和控制系統(tǒng)。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),模具其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為：1  模腔：注意收縮性、加工精度、一定的強(qiáng)度。2 主流道：與噴嘴相連，進(jìn)口直徑應(yīng)稍大于噴

12、嘴直徑，呈圓錐體。3 分流道：連接主流道與模腔的通道4 澆口：為流道末端的收斂部分，有點(diǎn)澆口、扇澆口等。澆口的作用：①早期冷卻防止倒流 ②控制料流速度，是通過(guò)的熔料受強(qiáng)剪切使溫升高改善流動(dòng)性 ③使制品與流道分離。其形式有側(cè)澆口、潛伏式澆口和圓環(huán)狀澆口等。澆口尺寸的選擇要點(diǎn)：①易熱分解的塑料不宜采用小澆口，如PVC。②高粘度熔體和非剪敏性材料不宜采用小澆口，如聚砜、聚碳酸酯。③尺寸精度要求較高，而材料收縮率大

13、的塑料不宜采用小澆口。④大型、厚壁制件不宜采用小澆口。④ 排氣口：目的為排除模腔內(nèi)的氣體。5 冷料井：可收集噴嘴端部在兩次注射之間的冷料，一般直徑為8至10mm，深6mm。,模具 模具展示,6.3.1  成型前的準(zhǔn)備 原材料分析檢驗(yàn)、造粒、著色、原料干燥等；嵌件預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般為110至130C； 脫模劑選擇；機(jī)筒清洗。原料的預(yù)處理：干燥處理。有些含親水基團(tuán)的塑料如PC、PMMA、ABS等容易吸濕，

14、使制品表面產(chǎn)生水紋內(nèi)部產(chǎn)生氣泡。料筒的清洗: 應(yīng)注意若原來(lái)使用物料為熱敏性樹(shù)脂或工程塑料；或現(xiàn)在使用的物料為工程塑料或PP、PE等料應(yīng)用較穩(wěn)定的樹(shù)脂PE清洗。若原來(lái)使用熔點(diǎn)高的物料而現(xiàn)在使用熔點(diǎn)低的熱敏性塑料則應(yīng)用較穩(wěn)定的PE清理高熔點(diǎn)的物料再用熔點(diǎn)低的物料清理PE。 嵌件的處理:嵌件預(yù)熱,對(duì)于剛性分子鏈的塑料如聚碳酸酯、聚砜和聚苯醚等應(yīng)將嵌件加熱至110℃~150℃。盡量使嵌件與塑料收縮率減少差別.減少應(yīng)力集中。,6.3 注塑

15、成型工藝過(guò)程,從塑料的運(yùn)動(dòng)和形態(tài)變化，我們可以把注射成型分為四個(gè)階段：①塑料在注射機(jī)螺桿和機(jī)筒中輸送，熔融塑化。②注射開(kāi)始，物料通過(guò)噴嘴和澆注系統(tǒng)。③熔體的充模過(guò)程。④物料在模內(nèi)的冷卻、固化。,注射成型工藝過(guò)程,注射過(guò)程 螺桿式注射機(jī)螺桿工作原理,塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)并具有良好可塑性的全過(guò)程。 此階段物料有兩個(gè)途徑吸收熱量一是料筒外部的加熱，與塑料的導(dǎo)熱性、熱容量、密度和溫差有關(guān)；二是剪切熱，剪切熱是由機(jī)

16、械能轉(zhuǎn)化為熱能，其大小取決于摩擦系數(shù)的大小。對(duì)于柔性高分子：PP、PE、POM等對(duì)剪切較敏感；剛性高分子：PC、 PMMA等對(duì)溫度較敏感。（一）工藝上對(duì)塑料塑化的基本要求a.熔體達(dá)到規(guī)定的溫度b.在規(guī)定時(shí)間，達(dá)到足夠數(shù)量的熔體c.熔體的溫度均勻，沒(méi)有或很少有分解物,一、塑化,（二）塑化過(guò)程的工藝控制（1）料筒的溫度控制有人曾對(duì)注射機(jī)料筒溫度與其塑化能力之間的關(guān)系進(jìn)行了研究 由此可以看出，軟化溫度低、粘度高

17、的塑料（如PVC、PS、ABS）外加熱溫度不宜過(guò)高，塑化熱量主要靠剪切摩擦熱；而對(duì)于軟化溫度高、粘度低或中等的物料（如PA、HDPE、PP），外加熱溫度需較高，塑化主要靠外加熱。,一、塑化,(2)轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速n↑塑化能力↑（剪切熱量增加），但熔體溫度不均勻性增加。(3)塑化壓力 塑化壓力：又稱背壓，是在塑化過(guò)程中，熔體所受的壓力。 背壓↑塑化時(shí)間↑熔體溫度↑塑化質(zhì)量好，溫度均勻，但塑化效率↓一般背壓不易太高。,一、塑化

18、,（1）擴(kuò)展流動(dòng)和噴射流動(dòng) 熔體進(jìn)入模腔后的流動(dòng)有兩種情況：當(dāng)澆口厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于模腔厚度時(shí)，熔體進(jìn)入模腔后，直射模腔底部，料流由模腔底部向模腔前部充模，這種充模方式是一種不穩(wěn)定的充模過(guò)程，在工藝上稱為噴射現(xiàn)象，是對(duì)成型極為不利的。當(dāng)澆口厚度和模腔厚度接近時(shí)，熔體進(jìn)入模腔后膨脹很快與模腔壁接觸，被冷卻黏度增加，流速減慢，形成擴(kuò)展流。,二、 熔體的充模過(guò)程,噴射流的危害：①易卷入空氣，會(huì)使模腔中空氣無(wú)法排出，而在制品中形成氣泡

19、，焦痕；②噴射流熔體量小，冷卻快，不易與后卷入模腔的熔體充分混合，制品熔接縫增多，機(jī)械性能明顯下降；③ 流速快，剪切大，易出現(xiàn)熔體破裂和不穩(wěn)定流動(dòng)，影響外觀，制品顏色不均勻因此在模具設(shè)計(jì)和工藝控制中要防止噴射現(xiàn)象。避免噴射現(xiàn)象的方法：①澆口位置選擇合理，選用沖擊型澆口。②采用扇形澆口，增大流動(dòng)面積，降低流速和動(dòng)能。③適當(dāng)改變工藝條件，降低注射速度、注射壓力。,二、 熔體的充模過(guò)程,(2)充模料流運(yùn)動(dòng)機(jī)理 我

20、們根據(jù)充模中料流前緣運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，通常將整個(gè)充模過(guò)程分為三個(gè)區(qū)域：澆口區(qū)、過(guò)渡區(qū)、充分發(fā)展區(qū)：澆口區(qū)：熔體料流前緣以澆口為圓心以等曲率向四周擴(kuò)展。過(guò)渡區(qū)：料流前緣的曲率開(kāi)始發(fā)生變化到直至曲率為零的區(qū)域，在此區(qū)域中我們可以發(fā)現(xiàn)靠近側(cè)壁的料流前沿速度逐漸大于中心料流速度，這是使原來(lái)為圓形料流前沿轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€型的原因。充分發(fā)展區(qū)：在此區(qū)域中料流前緣以相同速度平直地向前運(yùn)動(dòng)，在此區(qū)域中料流運(yùn)動(dòng)是比較平穩(wěn)的。,二、 熔體的充模過(guò)程,三、流動(dòng)與冷卻,物

21、料進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可以分為四個(gè)階段：充模、壓實(shí)、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻1. 注射充模流動(dòng)階段 充模時(shí)間：t0-t1。 充模時(shí)間長(zhǎng)，物料溫差大會(huì)產(chǎn)生熔合縫，因?yàn)橄冗M(jìn)入模具的物料料溫低，黏度大，后進(jìn)入的物料黏度低推動(dòng)先進(jìn)入的物料前進(jìn)，所以取向程度增加，制品內(nèi)應(yīng)力大，各向異性增加，制品性能變差。充模時(shí)間短時(shí)，分子鏈解取向，制品內(nèi)應(yīng)力減小。2. 保壓補(bǔ)縮流動(dòng)階段 此階段又稱壓實(shí)階段，t1-t2為保壓時(shí)間。這段時(shí)間內(nèi)，塑料熔

22、體會(huì)因受到冷卻而發(fā)生收縮，但因塑料仍處于柱塞或螺桿的穩(wěn)壓下，料筒內(nèi)的熔料會(huì)向塑模內(nèi)繼續(xù)流入以補(bǔ)足因收縮而留出的空隙。壓實(shí)階段對(duì)于提高制品密度、降低收縮和克服制品表面缺陷都有影響，此階段是分子取向的主要階段，保壓時(shí)間愈長(zhǎng)分子取向程度愈高，內(nèi)應(yīng)力愈大，各向異性愈大，會(huì)造成制品開(kāi)裂。,三、流動(dòng)與冷卻,3. 保壓切換倒流階段 此階段是從柱塞或螺桿后退時(shí)開(kāi)始的，此時(shí)膜腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，因此會(huì)發(fā)生塑料熔體的倒流，此階段有局部分子（澆

23、口）的取向。 若保壓時(shí)間與澆口凍結(jié)時(shí)間相吻合或者噴嘴中裝有止逆閥，則不存在倒流。4. 凍結(jié)后的冷卻階段（繼冷期） 此階段為澆口的塑料完全凍結(jié)時(shí)起到制品從模腔中頂出時(shí)為止（t4-t3)。此階段標(biāo)志著冷卻速度的快慢。若冷卻階段長(zhǎng)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，制品結(jié)晶度大，容易使制品翹曲變形。,1.熱處理： 目的是為了消除制品內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的存在使制件在貯存和使用中會(huì)發(fā)生力學(xué)性能下降，光學(xué)性能變壞，表面產(chǎn)生銀紋，甚至變形開(kāi)裂。

24、退火處理用于剛性分子厚壁制品、帶嵌件制品。退火的實(shí)質(zhì)是賦予制件一定溫度使其分子運(yùn)動(dòng)來(lái)減少分子取向程度從而消除內(nèi)應(yīng)力。方法是將制品放在液體介質(zhì)或烘箱中靜置一段時(shí)間，溫度為在制品使用溫度以上10℃－20℃，或低于塑料的熱變型溫度10℃－20℃。熱介質(zhì)為熱油或熱水。熱處理的作用：①使強(qiáng)迫凍結(jié)的分子鏈得到松弛，從而清除一部分內(nèi)應(yīng)力。 ②提高強(qiáng)度，穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，有些結(jié)晶型塑料制品由于冷卻速度快，使得結(jié)晶度低，結(jié)晶結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，對(duì)機(jī)械性能和

25、尺寸穩(wěn)定性造成不良影響。,制件的后處理,退火效果可通過(guò)耐熱性和耐溶劑性的測(cè)定來(lái)評(píng)定。 如PS的馬丁耐熱性，未經(jīng)退火為77℃，在90℃退火半小時(shí)后達(dá)93℃，退火2小時(shí)后為96℃，4小時(shí)為100℃，6小時(shí)為102℃。 而耐溶劑性是將制品浸于對(duì)內(nèi)應(yīng)力敏感的溶劑中，如，PS在正庚烷或煤油中浸1 分鐘取出，不擦干，30分鐘后檢查，內(nèi)應(yīng)力的制品一般會(huì)開(kāi)裂，PC浸于四氯化碳中，內(nèi)應(yīng)力大，立即開(kāi)裂，聚砜則在醋酸乙烯或丙酮中浸3分鐘。,2.調(diào)濕

26、處理： 聚酰胺類塑料易吸收水分，導(dǎo)致制品尺寸增大，剛性降低 ，韌性提高。剛脫模的制件在80℃~90℃的水中煮一段時(shí)間，不僅可隔絕空氣進(jìn)行防止氧化的退火，還可加快達(dá)到吸濕平衡，即調(diào)濕處理 。制品越厚煮的時(shí)間越長(zhǎng)。 如PA1010的調(diào)濕條件為90至110℃，4小時(shí)。適量的水分對(duì)于Nylon來(lái)說(shuō)，還起到類似增塑劑的作用，改善制品的柔韌性。,一、溫度 (一) 機(jī)筒溫度：與樹(shù)脂品種、樹(shù)脂分子量、分子量的分布、添加量種類、添加

27、劑用量、不同類型的注射機(jī)、制件的厚度、制品的光潔度要求等有關(guān)。料筒溫度范圍一般為Tf(無(wú)定形）/Tm（結(jié)晶型）~Td，料筒溫度決定著塑料熔體溫度并直接影響到充模過(guò)程及制品質(zhì)量，提高熔體溫度對(duì)制品的影響是： 1）熔體黏度降低有利于注射壓力向模腔內(nèi)傳遞 2）進(jìn)入模腔物料溫度高，在Tg以上的時(shí)間加長(zhǎng)，產(chǎn)生解取向。 3）熔體黏度低，注射系統(tǒng)壓力降減小，縮短塑化、充模、注射時(shí)間。1.工藝調(diào)試過(guò)程應(yīng)以調(diào)節(jié)溫度為主

28、要生產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品，可以采用較低的成型溫度和較高的注射壓力，或者采用較高的注塑溫度、較低的成型壓力。一般來(lái)說(shuō)，采用高溫低壓的注射方法比較好，因?yàn)榈蜏馗邏鹤⑸涑鰜?lái)的制件內(nèi)應(yīng)力大，很容易在貯存和使用過(guò)程中發(fā)生變形、破裂。而且制件的表觀質(zhì)量差、暗淡、色澤不均勻，此外還增大了動(dòng)力消耗，機(jī)械損耗，對(duì)注射機(jī)和模具壽命不利，具體地說(shuō)，注塑溫度最好能比充滿模腔需要的溫度再提高20~30℃，當(dāng)然，此時(shí)也要注意塑料和著色劑是否會(huì)發(fā)生分解。,注射成型工藝條件,

29、2.不同性能塑料采用不同的溫控 在流變學(xué)中我們講到塑料的粘度隨溫度和剪切作用的變化，有些塑料溫度的改變對(duì)其粘度影響很大，而有些塑料溫度對(duì)其粘度變化作用不大，而剪切作用對(duì)其影響很大。因此對(duì)于不同塑料要采用不同的控溫方式。ABS的粘度對(duì)溫度的敏感性小，當(dāng)ABS達(dá)到流動(dòng)溫度后，繼續(xù)提高料筒溫度，指望以此降低粘度來(lái)幫助充模是沒(méi)有成效的。而PC溫度對(duì)其粘度影響明顯，在加工溫度以上再提高10~20℃，注射壓力可降低一半。（二）噴嘴

30、溫度： 略低于機(jī)筒的最高溫度、與注射壓力有關(guān)，如注射壓力低時(shí)，噴嘴和機(jī)筒溫度稍高些。熔料在噴嘴處會(huì)產(chǎn)生流涎現(xiàn)象，所以噴嘴溫度較料筒溫度低。 高壓注塑噴嘴溫度低，低壓注塑，噴嘴溫度高，自鎖式噴嘴無(wú)流涎，噴嘴溫度可稍高一些。,（三）模具溫度： 模具溫度對(duì)制品的內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料的結(jié)晶性、制品的尺寸與結(jié)構(gòu)，性能要求，以及其他工藝條件。模溫控制不當(dāng)會(huì)影響塑料熔體的充模、制件的定型和生產(chǎn)的

31、效率，模溫的控制一般靠在模具中開(kāi)設(shè)一些冷卻液流道，冷卻液將塑料熔體傳給模具的熱量帶走，有時(shí)為了保證較高模溫，也在模具設(shè)置電熱器，但無(wú)論如何，模具溫度均低于熔體的溫度，這樣才能使熔體冷卻固化。,6.4 注射成型工藝條件,模溫控制過(guò)高，會(huì)出現(xiàn)以下不利現(xiàn)象：a.尺寸精度低，變形大：由于制件脫模時(shí)溫度高，缺乏有效冷卻，制件脫模后進(jìn)一步收縮、變形，導(dǎo)致尺寸和形狀變化。b.由于脫模溫度高，導(dǎo)致模腔壓力大，在此條件下脫模困難，會(huì)使制件擦傷和損壞

32、。c.生產(chǎn)效率下降：由于模溫高，熔體與模具溫差小，冷卻速度慢，冷卻所需時(shí)間常，使整個(gè)生產(chǎn)周期增長(zhǎng)。模溫過(guò)低，會(huì)出現(xiàn)以下不利現(xiàn)象：a.充模阻力增大，難以充滿模：熔體進(jìn)入模腔后，冷卻過(guò)快，會(huì)使熔體粘度增大，流速減慢，與模壁接觸的熔體迅速冷凝，使流道面積減小，流動(dòng)阻力增大。b.分子取向作用大，制件中內(nèi)應(yīng)力較大;制件會(huì)出現(xiàn)撓曲變形，機(jī)械性能下降;表觀質(zhì)量變差，出現(xiàn)表面光澤、粗糙，熔接痕等現(xiàn)象。,二、壓力1.塑化壓力（即背壓），指螺桿

33、頂部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)，所受到的壓力。一般情況下越低越好，不宜超過(guò)20兆帕。與塑料性能、螺桿結(jié)構(gòu)、注射機(jī)種類、熔體溫度等有關(guān)。,制品收縮率降低 熔體密度增加 局部過(guò)熱 燒焦 模腔內(nèi)壓很高

34、 溫度分布不均 翹曲變形背壓提高 對(duì)于柔性高分子 黏度降低 剪切作用加大 對(duì)于熱敏性材料 導(dǎo)致塑料降解,,,

35、,,2.注射壓力： 指在注射過(guò)程中注射機(jī)螺桿對(duì)塑料熔體所施加的壓力。 注射壓力的作用：①克服塑料熔體由料筒流向型腔的流動(dòng)阻力。②壓實(shí)熔體，使注射制品密實(shí)(提供保壓壓力)。 注射壓力增高，改善熔體流動(dòng)性、提高沖模速度、制品接縫強(qiáng)度提高，收縮率降低。PP、ABS、PC注射壓力一般為100至140MPa。注射壓力選擇應(yīng)考慮的因素①制品壁厚和形狀?制品壁厚較薄，充模阻力增大，而且冷卻速度快，因此需用較高壓力

36、克服流動(dòng)阻力，并提供熔體流速，使熔體在未冷凝前充滿模腔，?壁厚同時(shí)對(duì)制品的流程有很大影響。（流程：從澆口起到最遠(yuǎn)點(diǎn)料流熔接縫的距離。）,,6.4 注射成型工藝條件,?壁厚與流程L的關(guān)系為：流動(dòng)性好的塑料（PE、PA、PP）H=0.2+0.007L流動(dòng)性一般的（ABS、POM）H=0.4+0.009L流動(dòng)性較差的（PC、PVC、PSF）H=0.6+0.01L?形狀復(fù)雜的制件，所需注射壓力較大?對(duì)于大面積，流程長(zhǎng)的制品需高注射壓

37、力②塑料品種及流變性能?熔體粘度大的需用高注射壓力。?剪切性塑料宜采用高注射壓力。?優(yōu)質(zhì)、精密、微型制品，采用高的注射壓力③設(shè)備鎖模力及設(shè)備損耗在生產(chǎn)條件及制件質(zhì)量許可的情況下，盡量采用低的注射壓力，以防止制品因鎖模力不足而產(chǎn)生的飛邊，同時(shí)對(duì)于保護(hù)模具和注射機(jī)，防止零部件的磨損，降低生產(chǎn)單件制品的能耗均有利。PE 100-120 MPa ABS 100-130 MPaPVC 120-150 MPa PC

38、 120-150 MPaPS 10-120 MPa,3.保壓壓力保壓壓力↑模腔壓力↑制品密度↑收縮率↓三、成型時(shí)間 完成一次注射模塑過(guò)程所需的時(shí)間叫做成型周期。其中包括：注射時(shí)間（沖模時(shí)間及保壓時(shí)間）、冷卻時(shí)間、其它時(shí)間（開(kāi)模、脫模、噴涂、脫模劑、安放嵌件、閉模時(shí)間）。 總時(shí)間少則幾秒、多則10多分鐘。根據(jù)制品厚度、塑料性能等而定。1.冷卻開(kāi)模時(shí)間一般根據(jù)模內(nèi)剩余壓力，模內(nèi)剩余壓力大，則制件緊壓在模腔壁

39、上，使得開(kāi)模力增大，如強(qiáng)制開(kāi)模，易造成制件的破壞、擦傷，甚至造成模具的損壞，從下列數(shù)據(jù)中可以看出剩余壓力與開(kāi)模力的關(guān)系。,2.保壓時(shí)間的控制 保壓時(shí)間是注射成型工藝控制的重要參數(shù)之一，其控制的是否合適，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和成型效率。1）.保壓時(shí)間與產(chǎn)品收縮率關(guān)系 注射壓力是保證充滿模的基本保證，但制件的收縮率主要決定于澆口凝封時(shí)的封口壓力和保壓時(shí)間的長(zhǎng)短，而封口壓力的大小又與保壓時(shí)間有關(guān)，保壓時(shí)間短，因澆口未凝封而出

40、現(xiàn)物料倒流，則封口壓力小。封口壓力是如何影響制件的收縮率的呢？因?yàn)樵跐部谀夂螅Ｇ粌?nèi)外的物料交換就不存在了，此后模腔內(nèi)部發(fā)生了兩種相反效應(yīng)，一個(gè)是塑料的冷卻造成體積收縮，另一個(gè)是模腔壓力減小而造成塑料的體積膨脹。如封口壓力小，則塑料體積膨脹效應(yīng)小，冷卻收縮大，因此制件收縮率大。,,,,6.4 注射成型工藝條件,2)保壓時(shí)間對(duì)成型效率的影響在澆口未凝封前，延長(zhǎng)保壓時(shí)間對(duì)成型收縮率的降低有利，但同時(shí)由于封口壓力提高，而使得模內(nèi)壓力降

41、低到允許的開(kāi)模壓力所需時(shí)間增加，即冷卻時(shí)間增長(zhǎng)，從而造成整個(gè)成型周期時(shí)間的增長(zhǎng)，成型效率降低。保壓時(shí)間控制要點(diǎn)：①點(diǎn)澆口保壓時(shí)間短，大澆口（直接澆口）要酌情延長(zhǎng)。②結(jié)晶型塑料比非晶型塑料的保壓時(shí)間短，因?yàn)榻Y(jié)晶型熔點(diǎn)明顯，熔點(diǎn)以下即固化。③熔體注射溫度高，或模溫高，保壓時(shí)間也要長(zhǎng)。,6.4 注射成型工藝條件,6.5.1 注塑制品的內(nèi)應(yīng)力 注塑制品的內(nèi)應(yīng)力較大，其中包括：① 取向應(yīng)力：在充模流動(dòng)及冷卻時(shí)

42、被固定下來(lái)的應(yīng)力；② 溫度應(yīng)力：注射中冷卻不均勻而產(chǎn)生的應(yīng)力；③  不平衡體積應(yīng)力：原先的平衡狀態(tài)被破壞而產(chǎn)生的應(yīng)力；④ 變形應(yīng)力：脫模時(shí)制品變形產(chǎn)生的應(yīng)力。 上述應(yīng)力中取向應(yīng)力和溫度應(yīng)力比較重要。內(nèi)應(yīng)力的消除方法主要是盡量減小，且使分布均勻，不使應(yīng)力集中?？蓮脑?、制件設(shè)計(jì)、工藝條件等方面著手解決。,6.5 注射制品質(zhì)量分析,產(chǎn)生收縮的原因有：溫度變化引起熱脹冷縮（金屬嵌件造成）、結(jié)

43、構(gòu)變化引起的收縮（化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)）、內(nèi)應(yīng)力引起的收縮（沿應(yīng)力方向收縮）、塑料件中低分子揮發(fā)物引起（溶劑、增塑劑、添加劑）。 解決制品收縮的途徑有： ① 塑料選擇：結(jié)晶性塑料收縮大，但加入成核劑可使收縮變小。分子量小、分子量分布窄的塑料收縮小。配方中等加入填充劑等收縮小。流動(dòng)性好的塑料收縮大些。 ②  模具溫度：模溫高時(shí)制品收縮大。 ③  機(jī)

44、筒溫度：熔體溫度高則收縮小。 ④  注射壓力：壓力高時(shí)。制品密實(shí)收縮小。 ⑤  保壓時(shí)間：保壓時(shí)間長(zhǎng)，收縮減小。 ⑥  制件厚度：制件越厚，收縮越大。 ⑦  澆口尺寸：澆口尺寸大，補(bǔ)料效果好，收縮小。,6.5.2 注塑制品的收縮,注塑制品的缺陷及原因分析,,注射成型新技術(shù)--精密注塑成型,精密注射成型是與常規(guī)注射成型相對(duì)而

45、言，指成型制品的精度要求很高，使用通用的注塑機(jī)和常規(guī)注塑工藝都難以達(dá)到要求的一種注射成型方法。特點(diǎn)：尺寸精度高，公差小。制品重復(fù)精度高，穩(wěn)定性好模具的材料好，剛性足，型腔的尺寸精度，光潔度及模板間的定位精度高。采用精密成型工藝。選擇適當(dāng)?shù)木艹尚筒牧?，這些材料有POM、PA及增強(qiáng)的材料、PBT及增強(qiáng)的材料、PC。,,精密注射的特點(diǎn),①   制件的尺寸精度高，公差小，即有高精度的尺寸界限；超高精密注射某些

46、材料的制品能達(dá)到二級(jí)精度。例如：基本尺寸≤3mm的PPO材料加工成型的制品公差數(shù)值為0.06mm。②   制品重復(fù)精度高；尺寸重復(fù)精度能達(dá)到0.001mm，重量重復(fù)精度不超過(guò)5%。要求有日、月、年的尺寸穩(wěn)定性；③   模具的材料好，剛性足，型腔的尺寸精度、光潔度以及模板間的定位精度高；,精密注射的特點(diǎn),④   采用精密注射機(jī)更換常規(guī)注射機(jī)；⑤   采用

47、精密注射成型工藝；⑥   選擇適應(yīng)精密注射成型的材料。 評(píng)定制品最重要的技術(shù)指標(biāo)，就是注塑制品的精度（尺寸公差、形位公差和制品表面的光潔度）。我國(guó)使用的標(biāo)準(zhǔn)是SJ1372—78。日本塑料制品的精度和模具精度等級(jí)很接近。,精密注塑成型中的收縮問(wèn)題,1.     熱收縮是成型材料與模具材料所固有的熱物理特性.模具溫度高,制品的溫度也高,實(shí)際收縮率是要增加,因此精密注

48、射的模具溫度不宜過(guò)高。2.     相變收縮由于結(jié)晶型樹(shù)脂在定型過(guò)程中伴隨高分子的結(jié)晶化,比容要減少而引起的收縮,即叫相變收縮。當(dāng)模具型腔中熔體的冷卻溫度接近至結(jié)晶化溫度時(shí)，比容要發(fā)生很大變化。結(jié)晶型材料要比非結(jié)晶型材料的收縮率大的多，這是因?yàn)閺哪＞呷〕鰰r(shí)的制品溫度正好是在結(jié)晶化溫度附近，會(huì)引起比容急劇變化。模具溫度高,結(jié)晶度高,收縮率大;但另一方面,結(jié)晶度提高會(huì)使制品密度增加,線膨脹系數(shù)減

49、小,收縮率降低。因此實(shí)際收縮率由兩者綜合作用而定。,精密注塑成型中的收縮問(wèn)題,3.     取向收縮由于分子鏈在流動(dòng)方向上的強(qiáng)行拉伸,使在冷卻時(shí)的大分子有重新卷曲恢復(fù)的趨勢(shì),在取向方向?qū)a(chǎn)生收縮。分子取向程度與注射壓力,注射速度,樹(shù)脂溫度及模具溫度等到有關(guān).但主要的是注射速度。4.     壓縮收縮與彈性復(fù)位一般塑料都具有壓縮性。即在高壓下比容發(fā)生顯著

50、變化。在一定溫度下,提高壓力成型制品比容會(huì)減小,密度會(huì)增加,膨脹系數(shù)減小,收縮率會(huì)顯著下降。對(duì)應(yīng)于壓縮性,成型材料具有彈性復(fù)位作用,當(dāng)制品從模具型腔取出時(shí)，制品體積會(huì)產(chǎn)生彈性復(fù)位作用，使制品收縮減小。,精密注射成型工藝,精密注射成型的制品一般都較小，在多級(jí)注射中，從注射開(kāi)始到保壓切換點(diǎn)多采用高壓，多級(jí)速度注射。保壓開(kāi)始宜采用低速度多級(jí)壓力，注射時(shí)間不宜太長(zhǎng)，要勤觀察總畫面計(jì)算機(jī)發(fā)出的語(yǔ)言，特別注意各級(jí)射出終點(diǎn)位置的選擇要適當(dāng)。

51、0;結(jié)論：無(wú)論何種精密注塑機(jī)，最終都必須能夠穩(wěn)定地控制制品的重復(fù)精度。,精密注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),①由于精密注射機(jī)注射壓力高。有的高達(dá)415PMa,這就要強(qiáng)調(diào)合模系統(tǒng)的剛性。動(dòng)、定模板的平行度一般要控制在0.05—0.08mm的范圍內(nèi)。②要求對(duì)低壓模具的保護(hù)及合模力大小精度的控制     太大的合模力及太小的合模力都要影響制品精度，因?yàn)楹夏ＡΥ笠绊懩＞咦冃蔚某潭龋夏Ａπ≈破啡菀桩a(chǎn)生飛邊，這些最終

52、要影響到制件的尺寸公差。③啟、閉模速度要快，一般在60mm/s左右。④塑化部件：螺桿、螺桿頭、止逆環(huán)、料筒等，要設(shè)計(jì)成塑化能力強(qiáng)，均化程度好、注射效率高的結(jié)構(gòu)形式；螺桿驅(qū)動(dòng)扭矩要大，并能無(wú)級(jí)變速。,人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說(shuō)“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^(guò)閱讀科技書籍，我們能豐富知識(shí)，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過(guò)閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；通過(guò)閱讀