第3章 注塑成型工艺及模具与设备

*,本章导读,思考与练习,基本内容,重点难点,本章资源,本章导读,第三章 注射成型工艺与模具及设备,塑料的品种很多，工艺性能互有差异，而塑料制品又有各式各样的形式结构，因此必须采用相应的成型工艺、成型模具、成型设备来成型塑料制品。很多塑料制品的获得取决于注射设备，注射模具及注射工艺。本章主要讲述塑料注射成型工艺、塑料成型模具、塑料注射机、塑料模与注射机的关系。,基本内容,重点难点：,1.,了解注塑工艺过程及工艺条件的选择；,.,了解塑料模具的分类方法。,.,掌握单分型面注射模的结构特点和动作过程。,.,掌握注射模的组成结构。,2.,掌握工艺条件对塑件质量的影响。,难点：、工艺条件与各个因素之间的关系、塑料模具的基本结构及各零部件在模具中的功能；,重点：、成型时间、成型温度、成型压力、塑料模具结构的组成,第三章 注射成型工艺与模具及设备,基本资源,第一节注塑成型工艺,第二节注塑成型模具,第三节注塑模具与注塑机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,第一节注射成型工艺,一、注射成型工艺过程,注射过程,成型后处理,成型前准备,原料的检验、染色和干燥,模具清理,嵌件预热,料筒清理,退火,调湿,第三章 注射成型工艺与模具及设备,1,.,成型前准备,原料检验,原料染色,原料干燥,质量体积,流动性,水分及挥发物含量,收缩率,烘箱干燥,红外线干燥,热板干燥,高频干燥,第一节注射成型工艺,一、注射成型工艺过程,第三章 注射成型工艺与模具及设备,2,.,注射过程,原料检验,预处理,合模,注射,装入料斗,保压,脱模,装入嵌件,清理料筒,清理模具,涂脱模剂,嵌件清理、预热,预塑化,塑件后处理,冷却,第一节注射成型工艺,一、注射成型工艺过程,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-1 注射成型工艺过程,3,.,注射成型后处理,放在,一定温度,的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却。,将刚从模具中脱出的塑件放在热水中,(100,120),，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。,退火：,调湿：,退火的温度,：高于使用温度,10,20,，低于相变温度,10,20,。,第一节注射成型工艺,一、注射成型工艺过程,第三章 注射成型工艺与模具及设备,温度,压力,时间,（成型周期）,第一节注射成型工艺,二、注射成型工艺参数,第三章 注射成型工艺与模具及设备,1,.,温度,料筒温度：,喷嘴温度：,模具温度：,成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度；,产生较大内应力，开裂，表面质量下降。,温度过高,温度太低,略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但,温度,也不能太低，否则易堵塞喷嘴。,当,T,f,(T,m,)T,d,范围窄时，料筒温度取偏低值。,料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；,在,T,f,(T,m,)T,d,之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；,第一节注射成型工艺,二、注射成型工艺参数,第三章 注射成型工艺与模具及设备,2,.,压力,塑化压力：,又称,背压,（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。,注射压力：,柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为,40,130,MPa，,它的,作用,是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。,注射压力与,塑料品种,、,注射机类型,、,模具浇注系统结构尺寸,、,塑件壁厚流程大小,等因素有关。,第一节注射成型工艺,二、注射成型工艺参数,第三章 注射成型工艺与模具及设备,完成一次注射模塑过程所需的时间。,3,.,成型时间,成型周期或总周期,成型周期,充模时间,注射时间,闭模冷却时间,其它时间,保压时间,第一节注射成型工艺,二、注射成型工艺参数,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-2成型周期,热固性塑料模,按,成型材料分,按,成型工艺分,按,模具装卸方式分,一、塑料模具的分类,热塑性塑料模,压缩模,压注模,注射模,移动式模具,移动式模具,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,一、塑料模具的分类,按型腔数目分,单型腔模具,多型腔模具,按分型面特征分,水平分型面模具,垂直分型面模具,水平、垂直分型面模具,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,注射模,：料筒内,塑料,螺杆或柱塞作用,浇注系统,型腔,（如图,3-5,所示）,压缩模,：直接在型腔内加料,加压加热（如图,3-3,所示）,压注模,：加料腔,浇注系统,（如图,3-4,所示）,一、塑料模具的分类,按成型工艺分：,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-3压缩模,图,3-4 压注模,图,3-5 注射模,固定式模具,：适用于成型各种批量的大中小型塑件，不便成型嵌件太多的塑件。（如图,3-7,所示）,移动式模具,：适用于成型小批量的中小型件；形状复杂、嵌件多、加料困难的情况。（如图,3-6,所示）,一、塑料模具的分类,按模具固定方式分：,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-6 移动式模具,图,3-7 固定式模具,一、塑料模具的分类,多型腔模具,：成型较小、批量较大的塑件,（如图,3-9,所示）。,单型腔模具,：成型大型、嵌件较多、批量不大或试制品塑件（如图,3-8,所示）。,按型腔数目分：,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-8 单型腔模具,图,3-9 多型腔模具,一、塑料模具的分类,分型面,：分开模具取出塑件或浇注系统凝料的面。,按分型面特征分：,水平分型面模具,：分型面与压机工作台面平行，与合模方向垂直。,垂直分型面模具,：分型面与压机工作台面垂直，与合模方向平行。,水平、垂直分型面模具,：（多分型面模具）,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图 3-10,二、塑料模具的基本结构,1.,模具基本组成,注射模,压缩模,动模,安装在注射机移动工作台面上的那一半模具可随注射机做开合运动。,定模,安装在注射机固定工作台面上的那一半模具。,上模,安装压机上工作台面上的那一半模具。,下模,安装压机下工作台面上的那一半模具。,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-11,图,3-12,二、塑料模具的基本结构,2.,模具基本结构,结构零件,：在模具中起安装、定位、导向、装配等作用的零件。,成型零件,：直接与塑料接触的决定塑件形状和尺寸精度的零件。,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-13 注射模结构,3.,注射模结构及动作原理,单分型面注射模（图,3-14,）,二、塑料模具的基本结构,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,固定式压缩模（图,3-15,）,4.,压缩模结构及动作原理,二、塑料模具的基本结构,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,2.,压注模结构及动作原理,二、塑料模具的基本结构,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-16 固定式压注模,三、塑料模与冷冲模不同点,4.,模具所受的外力是非冲击力。,1.,成型制件是立体形状，型腔是封闭的。,2.,材料处于熔融状态充模，定型后取件。,3.,模具一般处于热状态。,第二节注射成型模具,第三章 注射成型工艺与模具及设备,又称注射成型,(,Injection Molding,),，,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、注射模塑原理,注射模塑,颗粒、粉状塑料,注射机料筒,加热熔融,充模,冷却固化,塑件,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,合模单元,注射单元,二、注射成型设备,1.,注射机的主要作用,顶件,开模与合模动作,注射结束，进行保压与补缩,在一定压力和速度下将塑料注入型腔,加热熔融塑料，达粘流态,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-17卧式注射机,2.,注射机的,分类,二、注射成型设备,指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的过程。,按,外形,可分为：,卧式,、,立式,和,角式注射机,。,塑化,注射机按,塑化方式,分为：,柱塞式注射机,和,螺杆式注射机,。,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-18注射机分类,二、注射成型设备,3.,柱塞式注射机,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-19,很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。,最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程。,塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。,二、注射成型设备,3.,柱塞式注射机,塑化不均,：,最大注射量受限,：,注射压力损失大：,柱塞式注射机存在的缺点：,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。,易产生层流现象且料筒难于清洗,二、注射成型设备,3.,柱塞式注射机,注射速度不均：,4.,螺杆式注射机,柱塞式注射机存在的缺点：,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-20 螺杆式注射机,二、注射成型设备,4.,螺杆式注射机,合模,注射,保压,冷却,开模,顶件,合模,注射,螺杆,预热,螺杆式,注射机模塑工作循环,螺杆式注射机的,优点,：,借助螺杆,的,旋转运动,，材料內部也,发热,，均勻塑化，塑化能力大,。,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,二、注射成型设备,4.,螺杆式注射机,螺杆式注射机的,优点,：,加,热,缸內的材料,滞留处,少，,热稳定,性差的材料也很少因,滞留,而分解。,由,于,加,热缸,的,压力损失小,，用,较,低的射出,压,力,也,能成型。,成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化,可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,螺杆,式,较,柱塞式多一,旋转动作,，,产,生分力,(Ft),，可使材料在螺旋槽,间产,生混,炼,作用，增加,了,塑化能力。,二、注射成型设备,5.,螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较,第三节注射模具与注射机的关系,第三章 注射成型工艺与模具及设备,图,3-21,思考与练习,31,简述注射工艺的特点，画出流程图。,32,注射成型有几个阶段？如何确定注射温度、压力与周期。,33,查出,PE、ABS、PA6、PC,塑料的料温、模具温度、注射压力、保压压力、注射时间、保压时间、冷却时间、成型周期。,34,注射模具的基本组成？按结构不同可分几大类。,35,简述双分型面塑模、侧抽芯塑模、热流道塑模的特点。,36,选择合适的国产注射机。要求成型一大端直径为,300,mm、,小端直径为,200,mm、,高度为,250,mm、,壁厚为,2.5,mm,的聚乙烯圆桶，说明选型的依据。,37,简述塑料注射模具与注射机的安装关系、开模行程、顶出装置。,38,详述成型工艺、成型模具、注射机之间的关系。,第三章 注射成型工艺与模具及设备,