注塑成型机分类规范.ppt

一、注射成型设备（一）注射机的基本结构组成和工作过程1注射机的基本结构组成注射机是塑料成型加工的主要设备之一。注射机的类型很多，主要由注射装置、合模装置、液压传动系统和电气控制系统等组成，如图31所示。,图31卧式注射机示意图1锁模液压缸2锁模机构3移动模板4顶杆5固定板6控制台7料筒8料斗9定量供料装置10注射液压缸,（1）注射装置的主要作用是将各种形态的塑料均匀地熔融塑化（塑化是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），并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔内，当熔料充满型腔后，仍需保持一定的压力和作用时间使其在合适压力作用下冷却定型。注射装置主要由塑化部件（螺杆、料筒、喷嘴）和料斗、计量装置、传动装置、注射及移动油缸等组成。（2）合模装置的作用是实现模具的闭合并锁紧，以保证注射时模具可靠地合紧及脱出制品的动作。合模装置主要由前后固定板、移动模板、连接前后固定用的拉杆、合模油缸、移动油缸、连杆机构、调模装置及塑料顶出装置等组成。（3）液压传动和电气控制系统的作用是保证注射机按工艺过程的动作程序和预定的工艺参数（压力、速度、温度、时间等）要求准确有效地工作。液压传动系统主要由各种液压元件和回路及其它附属设备组成。电气控制系统则主要由各种电气仪表等组成。,注射机工作循环的工作过程如下：（）加热、预塑化螺杆在传动系统的驱动下，将来自料斗的物料向前输送、压实，在料筒外加热器、螺杆和机筒的剪切、摩擦的混合作用下，物料逐渐熔融，在料筒的头部已积聚了一定量的熔融塑料，在熔体的压力下螺杆缓慢后退。后退的距离取决于计量装置依据一次注射所需的量来调整，当达到预定的注射量后螺杆停止旋转和后退。（）合模和锁紧锁模机构推动动模板及安装在动模板上的模具动模部分与定模板上的模具定模部分合模并锁紧，以保证成型时提供足够的夹紧力使模具锁紧。（）注射装置前移当合模完成后，整个注射座被推动，前移，以便注射机喷嘴与模具主浇道口完全贴合。,（）注射、保压在注射机喷嘴完全贴合模具浇口以后，注射液压缸进入高压油，推动螺杆相对料筒前移，将积聚在料筒头部的熔体以足够压力注人模具的型腔。因温度降低而使塑料体积产生收缩，为保证塑件的致密性、尺寸精度和力学性能，需对模具型腔内的熔体保持一定的压力，以补充塑件的收缩。（）卸压当模具浇口处的熔体冻结时，即可卸压。（）注射装置后退一般来说，卸压完成后，螺杆即可旋转、后退，以完成下一次的加料、预塑化过程。预塑完成以后，注射装置撤离模具的主浇道口。（）开模、顶出塑件模具型腔内的塑件经冷却定形后，锁模机构开模，并且推出模具内的塑件。,（二）注射机的分类与特点1按机器外形特征可分为卧式注射机、立式注射机、角式注射机。（1）卧式注射机如图33a所示，卧式注射机的注射装置与合模装置的轴线同一线水平排列。优点是机身低，便于操作和维修；机器重心低，安装稳定性好；塑件顶出后可利用其自重作用而自动下落，容易实现自动操作。缺点是模具的安装和法件的安放比较麻烦；占地面积较大。这种类型对于大、中、小型注射机都适用是目前国内外大、中型注射机广为采用的形式。（2）立式注射机如图33b所示，立式注射机注射装置与合模装置的轴线同一线垂直排列。优点是占地面极小；模具的装拆和嵌件的安放都较方便。缺点是塑件顶出后常需用人工取出，不易实现自动化；由于机身高，机器重心较高，机器的稳定性较差，维修和加料也不方便。这种类型注射机多为注射量在60cm3以下的小型注射机。（3）角式注射机角式注射机是介于卧室和立式之间的一种形式，它的注射装置与合模装置的轴线互相垂直排列，注射装置的轴线与模具的分型面同处于同一平面上，其布置有两种形式，如图33c所示。优点是结构简单，注射成型时熔料是从模具的侧面进入型腔，它特别适用于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的制品。缺点是开合模机构是纯机械传动，无法准确可靠地注射和保持压力及锁模力，模具受冲击和振动较大。,(a)卧式(b)立式(c)角式,1合模系统2注射系统,2按塑料在料筒的塑化方式不同可分为柱塞式注射机、螺杆式注射机（1）柱塞式注射机注射柱塞直径为20100mm的金属圆杆，当其后退时物料自料斗定量地落入料筒内，柱塞前进，原料通过料筒与分流梭的腔内，将塑料分成薄片，均匀加热，并在剪切作用下塑料进一步混合和塑化，并完成注射。多为立式注射机，注射量小于3060g，不易成形流动性差、热敏性强的塑料。柱塞式注射机由于自身结构特点，在注射成型中存在着塑化不均、注射压力损失大等问题。（2）螺杆式注射机螺杆在料筒内旋转时，将料斗内的塑料卷人，逐渐压实、排气和塑化，将塑料熔体推向料筒的前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退。当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，在液压缸的推动下，将熔体注入模具。卧式注射机多为螺杆式。3按设备加工能力可分为超小型注射机、小型注射机、中型注射机和大型注射机。4按注射机的用途可分为通用注射机和专用注射机（热固性塑料注射机、发泡塑料注射机、多色注射机等）。,（三）注射机的规格型号注射机产品型号表示方法各国不尽相同，国内也没有完全统一，目前国内常用的型号编制方法有机械部标准(JB248578)，是由基本型号和辅助型号两部分组成。,基本型号辅助型号,设计序号,主参数,类型代号,组型代号；,类别代号,型号中的第一项代表塑料机械类，以大写汉语拼音字母“S”（塑）表示；第二项代表注射成型组，以大写汉语拼音字母“z”（注）表示；第三项代表区别于通用型或是专用型组，通用型者省略，专用型也用相应的大写汉语拼音字母表示。如多模注射机以“M”（模）表示，多色注射机以“S”（色）表示，混合多色注射机以“H”（混）表示。热固性塑料注射机以“G”（固）表示；第四项代表注射容量主参数，以阿拉伯数字表示，单位为cm3。卧式基本型主参数前不加注代号，立式的注“L”（立），角式注“J”（角）。如果是不带预塑的柱塞式注射机时在代号之前加注“Z”（柱）。如SZZL30表示注射容量为30cm3的立式柱塞式塑料注射成型机。,国际上比较通用的是注射容积与合模力共同表示法，注射容积与合模力是从成型塑件重量与合模力两个主要方面表示设备的加工能力，因此比较全面合理。如SZ63/400，即表示塑料注射机（SZ），理论注射容积为63cm3，合模力为400kN。此外，还有用XSZY表示注射机型号的，如XSZY125A，XSZY指预塑式（Y）塑料（S）注射（Z）成型（x）机，125为设备的注射容积为125cm3，A为设备设计序号第一次改型。也有塑料机械生产厂家为了加强宣传作用，用厂家名称缩写加上注射容积或合模力数值来表示注射机的规格。如HD188为宁波市海达塑料机械有限公司生产的注射机，188指注射机的合模力为1880kN。,（四）注射机的选用和注射模的关系任何注射模都是安装在注射机上使用的，在注射成型生产中二者密不可分。注射机的选用就是根据所要生产的塑件确定注射机的型号，使塑件的注射模及注射工艺等所要求的注射机的规格参数在可调的范围内，同时调整注射机的技术参数至所需要的参数。设计注射模时，首先要确定模具的结构、类型和尺寸，同时还必须了解模具和注射机的关系及注射机有关工艺参数、模具安装部位的相关尺寸。因此，对模具和注射机的一些参数，模具的型腔个数、注射机的最大注射量、最大注射压力、锁模力、有关安装尺寸、开模行程和顶出装置等有关数据进行校核，并通过校核来设计模具和选用注射机型号。确保设计出的模具在所选用的注射机上安装和使用。,型腔数量的确定和校核设计模具首先就是要确定模具型腔的数量，型腔的数量与注射机的塑化速率、最大注射量、锁模力有关，因此，必须从这三个方面对型腔的数量来进行校核。（）按注射机的额定塑化量确定型腔数量n(KM/3600-M1)/M（31）式中n型腔数量；K注射机额定塑化量的利用系数，一般取0.8；M注射机的额定塑化量（g/h或cm3/h）；T成型周期（s）；M1浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）。M单个塑件的质量或体积（g或cm3）,（2）按注射机的最大注射量确定型腔数量n(KMp-M1)/M（32）式中Mp注射机允许的最大注射量(g/h或cm3/h)；K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8。（3）按注射机的额定锁模力确定型腔数量n(Fp-PA1)/PA（33）式中Fp注射机的额定锁模力（N）；P塑料熔体对型腔的压力（MPa），一般取注射压力的80；A1浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）；A塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）。,用上述三式确定型腔数量时，还需要考虑塑件的生产成本和尺寸精度，型腔数量多，塑件成本低，但型腔数量多，塑件的尺寸精度将降低，生产经验表明，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低48。此外，由于型腔数量多，模具尺寸增大，还应考虑注射机的安装模板尺寸的大小。2.最大注射量的校核塑件和浇注系统凝料的总质量一般要小于注射机公称注射量的80。最大注射量的校核应注意的是柱塞式注射机和螺杆式注射机标定的公称注射量是不同的，国际上规定柱塞式注射机的公称注射量是以一次注射聚苯乙烯的最大克数为标准；而螺杆式注射机标定的公称注射量是以螺杆在料筒中的最大推出容积表示。,3注射压力的校核注射压力的校核是校核注射机的额定注射压力能否满足塑件成型时所需的压力，为此，注射机的额定注射压力应大于塑件成型所需要的注射压力。Pp（34）式中:P注射机公称注射压力（MPa）；p塑料成型时所需的注射压力（MPa）注射压力受浇注系统、型腔内阻力、模具温度等因素影响，注射压力过大，飞边大，脱模困难，塑件表面质量差，内应力大，注射压力过小，塑料熔体不能顺利充满型腔无法成型。,4锁模力的校核锁模力也称合模力，是指注射机的合模装置对模具所施加的最大夹紧力，由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向（模具开合方向）的很大推力，这个力如果大于注射机的公称锁模力，将产生溢料现象。因此，注射机的公称锁模力必须满足：Fp(A+A1)（35）式中符号意义同前。5安装部分的尺寸校核设计模具时应校核的主要参数有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模具厚度、最小模具厚度及模板上的安装螺孔尺寸。,（1）喷嘴尺寸模具需要与注射机对接,所以模具的主流道始端应与注射机喷嘴头球面半径相适应,如图3-5a所示,注射机的前端的R0前端孔径d与模具主流道浇口套始端的R和小端直径d应满足下列关系R=R0+(12)mmd=d0+(0.51)mm浇口套球面半径R比喷嘴球面半径R0大12mm，保证高压熔体不从狭缝处溢出。浇口套小端孔径d比喷嘴孔径d0大0.51mm，保证注射成型在主流道处不形成死角,无熔料积存,便于主流道内的塑料凝料脱出。如图3-5b所示是配合不良的。,图35喷嘴和浇口套的关系,（2）定位圈尺寸为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，注射机定模板上设有一定位孔，模具的定位部分（或主流道衬套）要设有一个凸台，即定位圈,两者之间按一定的间隙配合，如图36所示。h:小型模具取（810)mm大型模具取（1015)mm,图36模具的定位圈和注射机定位孔的配合,（3）模具的厚度注塑模的动、定模两部分闭合后，沿闭合方向的长度叫模具厚度或模具闭合高度。各种规格的注射机,可安装模具的最大厚度和最小厚度均有限制（国产机械锁模的角式注射机对模具的最小厚度无限制），在设计模具时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大厚度和最小厚度之间，如图3-7所示。同时应校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机拉杆之间装入。,图37注射机动、定模固定板的间距,一般情况下，实际模具厚度HM与注塑机允许安装的最大模厚Hmax及最小模厚Hmin之间必须满足下面条件，即：HminHMHmax（36）其中：Hmax=Hmin+H式中HM模具闭合厚度（mm）；Hmin注射机允许的最小模具厚度（mm）；Hmin注射机允许的最大模具厚度（mm）；H注射机调节螺母的长度（mm）。如果对所选用的注塑机，出现HMHmin的情况，可采用加设垫板以增大HM解决合模问题。,（4)模具的安装和紧固模具的动模安装在注射机动模板上，模具的定模安装在注射机定模板上。为了安装紧固模具，注射机上的动模和定模两个固定板上都开有许多间距不同的螺孔。因此，设计模具时必须注意模具的安装尺寸应当与这些螺孔的位置及孔径相适应（只要保证与其中一组对应即可），以便能将动模和定模分别紧固在对应的两个固定板上。模具常用的安装紧固方法有两种：一种是在模具的安装部位打螺栓通孔，用螺栓直接和注射机的固定板紧固，如图38a所示；另一种方法采用压板压紧模具的安装部位，如图38b所示。一般模具重量较轻采用压板固定，模具重量较重采用螺钉固定。,a）b）图38模具的安装紧固方式,6开模行程和顶出机构的校核开模行程也叫做合模行程，指模具开合过程中动模固定板的移动距离，用符号s表示。注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中脱出。开模行程的大小直接影响模具所能成型制品高度。因此，设计模具时必须校核注塑机的开模行程和所需要的开模距离是否与相适应。下面分三种情况加以讨论。（1）注射机最大开模行程与模具厚度无关当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，如XS-Z30、XS-ZY-125、XS-Z-50等，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并不受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；在这类注射机上使用单分型面和双分型面注塑模，可分别用下面两种方法校核模具所需的开模距离是否与注塑机的最大开模行程互相适应：,（a）对于单分型面注塑模（图39）SmaxH1+H2+（510）mm（37）（b）对于双分型面注塑模（图310）SmaxH1+H2+（510）mm（38）式中：H1塑件所用的脱模距离（mm）；H2塑件和塑件的浇注系统凝料总高度（mm）取出浇注系统凝料必需的长度（mm）,图39单分型面注射模开模情况,图310双分型面注射模开模情况,（2）注射机最大开模行程与模具厚度有关。当注射机采用全液压式合模系统，如XS-ZY-250和机械合模的SY-45、SYS-20等角式注射机时，其最大开模行程直接与模具厚度有关，即Smax=Sk-HM（39）式中：Sk注塑机动模固定板和定模固定板的最大间距（mm）；HM模具厚度（mm）。,如果在上述两类注塑机上使用单分型面或双分型面模具，可分别用下面两种方法校核模具所需的开模距离是否与注塑机的最大开模行程Smax相适应：（a）对于单分型面注塑模（图3-11）Smax=Sk-HMH1+H2+（510）mm（310）或SkHM+H1+H2+（510）mm（311）（b）对于双分型面注塑模（图3-10）Smax=Sk-HMH1+H2+（510）mm（312）或SkHM+H1+H2+（510）mm（313）式中符号意义同上。,图311直角式单分型面注射模开模情况,（3）有侧向抽芯时的最大开模行程校核当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯动作时，如图312所示，所需最大开模行程必须还要考虑侧向抽芯抽拔距离。设完成侧向抽芯动作的开模距离为Hc，则可分下面两种情况校核模具所需的开模距离是否与注塑机的最大开模行程相适应。（a）当HcH1+H2时，可用Hc代替前面诸校核公式中的H1+H2，其他各项均保持不变。（b）当HcH1+H2时，可不考虑Hc对最大开模行程的影响，仍用以上诸式进行校核。,图312有侧向抽芯时开模行程的校,7模具推出装置和注射机顶出装置校核由于各种注射机合模系统中顶出装置的不同，在设计模具时必须使模内的推出脱模机构与合模系统的顶出装置相匹配。一般是根据合模系统顶出装置的顶出形式、顶杆直径、顶杆间距和顶出距离等，对模具内的顶杆或推杆配置位置、长度能否达到使塑件脱模的效果进行校核。目前国产注塑机中顶出装置的顶出形式分为下面几类：（1）中心顶杆机械顶出，如卧式XS-Z60、XS-ZY-360、SYS-30、SYS-45。（2）两侧双顶杆机械顶出，XS-Z-30、XS-ZY-125。（3）中心顶杆液压顶出与两侧顶杆机械顶出联合作用，卧式XS-ZY-250、XS-ZY-500。（4）中心顶杆液压顶出与其他开模辅助油缸联合作用，XS-ZY-1000。,