注射成形工艺及注射模

,2008,年,3,月,6,日,塑料成形工艺与模具设计,第,5,章 注射成形工艺及注射模,5-1,注射成形原理及工艺特点,1,、注射成形原理,注射成形又称注塑成形，是热塑性塑料成形的主要方法。,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。,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,2,、注射成型工艺过程,注射过程,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,成型后处理,退火,调湿,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,注射过程,原料检验,预处理,合模,注射,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,装入料斗,3.,注射成型后处理,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。,调湿：,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。,退火：,退火的温度,：高于使用温度,10,20,，低于相变温度,10,20,。,3,、注射成型工艺条件,温度,压力,时间,（成型周期）,（,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；,温度过高,产生较大内应力，开裂，表面质量下降。,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；,（,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,40,130MPa,，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。,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,常用的热塑性塑料注射成形工艺参数见表,8-1,4,、注塑成形的特点与应用,它能一次成形形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料。,成形周期短、生产率高、易实现自动化生产。,多用于除氟塑料外的几乎所有热塑性塑料和流动性好的热固性塑料。,注射设备,价格,较高，注射模具的,结构,复杂，,生产成本,高，不适合,单间小批量,塑件生产。,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,5-2-1,注射模具的分类,5-2,注射模的分类及结构组成,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,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,注射模,：料筒内塑料,螺杆或柱塞作用,浇注系统,型腔,压缩模,：,直接在型腔内加料,加压加热,压注模,：加料腔,浇注系统,按成型工艺分：,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。,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。,按模具固定方式分：,多型腔模具,：成型较小、批量较大的塑件。,单型腔模具,：成型大型、嵌件较多、批量,不大或试制品塑件。,按型腔数目分：,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）,5-2-2,注射模具的结构组成,1.,模具基本组成,注射模,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。,压缩模,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。,2.,模具基本结构,合模导向机构：,指保证动、定模合模时正确对合，保证塑件形状和设计要求，避免模具其他零部件发生碰撞和干涉的部分。,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。,浇注系统：,模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道,侧向分型与抽芯机构：,塑件侧向有凸凹形状或孔时，塑件推出前，须把成形测向凸凹形状的型芯或瓣合模块上脱开或抽出，合模时又须将其复位的机构。,加热冷却系统：,为保证塑料熔体顺利冲型和塑件固化定型的系统。,推出机构：,将塑件从模具中推出的机构（脱模机构）。,支承部分：,包括各种支承块、支承板及动模座板、定模座板等，他们与导向机构组装成模架。,3.,注射模结构及动作原理,单分型面注射模,固定式压缩模,4.,压缩模结构及动作原理,5.,压注模结构及动作原理,固定式压注模,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,6,章 分型面设计,6-1,分型面的形状,一、分型面的定义及表示方法,模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。,分型面,是确定模具结构形式的重要因素。,二、分型面的形状,平面,斜面,阶梯面,曲面,瓣合式,6-2,分型面的选择,分型面的选择原则,1,、有利于脱模,2.,有利于保证塑件质量,3.,有利于简化模具结构,4.,有利于模具成型零件的加工,5,、模具分型面图,有利于塑件脱模,分型面要取在塑件的最大截面处,有利于保证塑件质量,分型面的选择要满足塑件表面质量的要求,有利于保证塑件质量,分型面的位置要有利于模具的排气,有利于保证塑件质量,尽量减少塑件在分型面上的投影面积,有利于保证塑件质量,要满足塑件的精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等等,有利于保证塑件质量,分型面,、,哪个更能保证双联齿轮的同轴度要求？,有利于保证塑件质量,分型面的选择也要有利于保证塑件的尺寸精度,有利于保证塑件质量,分型面的选择要满足塑件的使用要求,有利于保证塑件质量,要考虑飞边在塑件上的位置,分型面的选择要有利于简化模具结构,尽可能的避免侧向分型或者抽芯,分型面的选择要有利于简化模具结构,尽可能的避免侧向分型或者抽芯,尽量地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧,分型面的选择要有利于简化模具结构,塑件不止有一个抽芯的时候，在选择分型面时要使较大的型芯与开模方向一致,分型面的选择要有利于简化模具结构,使塑件尽量留在动模一侧,分型面的选择要有利于简化模具结构,要有利于模具成型零件的加工,斜分型面的型腔部分比平直分型面的型腔更容易加工,6-3,设计,实例：,灯罩模具设计,分型面的选择：,该塑件为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。,其一，选塑件小端底平面作为分型面，如图,1,。选择这种方案，侧面抽芯机构设在定模部分，模具结构需用瓣合式，这样在塑件表面会留有熔接痕，同时增加了模具结构的复杂程度。,其二，选塑件大端底平面作为分型面，如图,2,。采用这种方案，侧面抽芯机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作为分型面较为合适。,图,1,图,2,