注射成型教学课件

注射成型定义注射成型定义 简称注塑。塑料在注塑机加热料筒中塑化 后，由柱塞或往复螺杆注射到闭合模具的 模腔中形成制品的塑料加工方法。注射成 型（注塑成型）是热塑性塑料的一种主要 成型方法。几乎所有热塑性塑料都可以采 用这种方法，现在注射成型已成功地应用 于热固性塑料的成型。如原采用模压成型 的酚醛电器产品，现可采用注射成型。目 前，注射制品约占塑料制品总重量的 20- 30%，是第二大成型加工方法。 成型特点成型特点 1.成型适应性强，能成型各种外形复杂、尺 寸精确和带金属嵌件的制品。 2.成型周期短，生产效率高。 3.易实现机械化和自动化。 4.设备和模具费用大。难以成型大型制品。 注射成型设备注射成型设备 注射成型设备主要包括注射系统，锁模系 统和模具三部分 注射成型工艺过程及动画演示注射成型工艺过程及动画演示 常见用于注射成型的塑料产品特常见用于注射成型的塑料产品特 性及工艺控制性及工艺控制 缩缩写化学名全称 透明性 晶态态 收缩缩率 干燥(时时 间间，温 度) 熔体温 度 模具温 度 注射速 度 不流动动 温度 注射吨 位 t/ 典型注 射压压力 MPa ABS 丙烯腈烯腈 丁二烯烯 苯乙烯烯共 聚物 O,TP非晶态态0.5-0.6 2-3 88-77 195-24038-93 低，匀 速 135-1504-6120-140 EVA 乙烯烯乙 酸乙烯烯共 聚物 TL, TP200-21020-60100 HDPE 高密度聚乙 烯烯 O, TP结结晶体1.2-2.2不进进行200-28010-70快速120-1302-2.5100-200 HIPS 高抗冲聚苯 乙烯烯 O.TP非晶态态0.4-0.7不进进行180-28010-85快速1302-4100-200 LDPE 低密度聚乙 烯烯 TP,TL结结晶体1.5-3不进进行170-24010-50快速100-1101.5-2100-150 LLDP E 线线性低密 度聚乙烯烯 TP,TL结结晶体1.5-5不进进行170-20010-50快速901.5-2100-150 MDP E 中密度聚乙 烯烯 O,TP结结晶体1.2-2.2不进进行190-20010-70快速1102-2.5100-150 PA66 聚酰酰胺(尼 龙龙66） TL结结晶体1-2.2 3-4 71-60 270-32020-100快速240-2604-5100-150 PA6 聚酰酰胺（ 尼龙龙6） TL结结晶体0.8-2.0 3-4 71-60 260-31020-100快速190-2003-590-150 常见用于注射成型的塑料产品特常见用于注射成型的塑料产品特 性及工艺控制性及工艺控制 PBT 聚对苯二 甲酸丁二醇 酯 TL半结晶 1.5-2 (0.2f) 3 150 240-27050-100 中，快 速 220-2503-580-120 PC聚碳酸酯TP非晶态0.4f-0.7 3-4 120 270-32580-110快速195 3-5 (6f) 130-200 PEI 聚醚酰亚 胺 O非晶态 0.5-0.7 (0.2f) 4-6 150-130 340-42565-175 中，快 速 230100-160 PET 聚对苯二 甲酸乙二醇 酯 O,TP 结晶体/ 非晶态 0.2-2 2-4 180-160 260-3007-80 低，均 速 240-2502-670-160 PMM A 聚甲基丙 烯酸甲酯 非晶态0.4-0.8 2-3 77-93 200-26038-60变速160-1702.2-3100-200 POM聚甲醛O80%结晶0.8F-2不进行180-23080-100 中，快 速 160-1703.5-5100-170 PP聚丙烯TP,TL非晶态1-2.5不进行230-27515-65快速170-1802-3100-130 PPO聚苯醚O非晶态0.2F-0.7 2-4 115-107 250-31582-110快速150-2002.5-5f120-180 PPS聚苯硫醚O65%结晶0.1-0.5 3-4 150 300-36040-150低速260-2802-350-140 常见用于注射成型的塑料产品特常见用于注射成型的塑料产品特 性及工艺控制性及工艺控制 PS聚苯乙烯O,TP非晶态0.4-0.7不进行180-2810-85快速130-1602-4100-200 PSU聚砜O,TP非晶态0.7 5 120 310-400100-170低速 PVC聚氯乙烯TP非晶态0.2-0.5 不进行 2;60 180-20420-40低 中低12070-140 SAN 苯乙烯-丙 烯睛 O,TP非晶态0.3-0.7 2-3 80-70 220-2705-60130-17035-140 TPUR 热塑性聚 氨酯橡胶 O,TL非晶态0.8-2 2-3 110-104 190-22030-6512005-270-140 UHM- WPE 超高分子量 PE O,TP结晶体1.2-2.2不进行200-28010-70快速1203-4130-200 注： TP透明，TL半透明，O不透明 注塑产品缺陷及对策注塑产品缺陷及对策 硬件因素 软件因素 主要内容主要内容 一、设备知识介绍 二、衡量设备好坏的重要参数 三、注塑过程分析 四、观看国外注塑录像实例 1.1注射系统 倒圆锥或锥形，容量可供1-2小时的用 料。有的配有计量装置、加热或干燥 装置、自动上料装置等。 一、设备知识介绍一、设备知识介绍 1.加料装置 4.螺杆 2.料筒 3.柱塞和分流梭 5.喷嘴 6.加压和驱动装置 加热和加压的容器，类似挤出机的料筒。 能耐压、耐热、耐疲劳、抗腐蚀、传热性 能好。柱塞式的料筒容积约为最大注射量 大3-5倍；螺杆式是料筒容积约为最大注 射量到2=3倍。外部配有加热装置，可分 段加热和控制，通过热电偶显示和恒温控 制仪表来精确控制。 （1）柱塞作用：将注射油缸的压力传给 塑料并使容料注射入模具。为坚实、表面 硬度很高的金属柱。直径20-100mm。注射 容量=柱塞的冲程*柱塞截面积 （2）分流梭 装在料筒前端内腔中形状颇似鱼雷体的一 种金属部件。作用：将料筒内流经该处的 塑料分成薄层，使塑料产生分流和收敛流 动，以缩短传热导程，加快热传递，提高 塑化质量。表面常有4-8个呈流线形的凹槽 ， 2-10mm深，有几条凸出筋，起定位和传热 作用。 作用：对塑料进行输送、压实、塑化和施压。 螺杆在料筒内旋转时，首先将料斗来的塑料 卷入，并逐步将其向前推送、压实、排气和 塑化，熔融的塑料不断地被推送至螺杆顶部 与喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢 后退，当积存的熔体达到一次注射量时，螺 杆停止转动，传递液压或机械力将熔体注射 入模。螺杆的结构与挤出机螺杆基本相同。 联结料筒和模具的桥梁。作用：注射时引导塑 料从料筒进入模具，并具有一定射程。喷嘴的 内径一般都是自进口逐渐向出口收敛的。类型： （1）直通式喷嘴 呈短管状，压力和热量损失小，不易产生滞料 和分解，不用附设加热装置。延伸式喷嘴，需 添设加热装置。适合加工高粘度塑料。 （2）自锁式喷嘴 防止熔料的流涎或回缩，对喷嘴通道实行暂时 封锁。弹簧式：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀芯 来实现封锁，有效地杜绝流涎现象。 针阀式： （3）杠杆针阀式喷嘴 用外在液压系统通过杠杆来控制联动机构启闭 阀芯。喷嘴的选择应根据加工的塑料性能及成 型制品的特点来考虑。 6.2.1 注射系统 注射机螺杆结构特点： （1）有轴向位移，有效长度是变化的； （2）长径比和压缩比较小； （3）螺槽较深，以提高生产率； （4）加料段较长； （5）螺杆头部：粘度大的塑料常用锥形尖头； 粘度低的塑料常安装止逆环。 1.2 锁模系统 作用：在注射过程中能锁紧模具，而在取出制品时能 打开模具。 锁模力： P：注射压力，kg/cm2 A：垂直于施压方向的制 品投影面积，cm2 锁模机构应保证：启闭灵活、准确、迅速而安全，避 免运转中产生强烈振动； 闭合时应先快后慢，开启时应先慢 后快再慢； 模板移动距离、移动速度可调。 常用的锁模系统： （1）机械式 以电动机通过齿轮或蜗轮、蜗杆减速传动曲臂或以杠 杆动曲臂的机构，实现启闭和锁模作用。 （2）液压式 用油缸和柱塞依靠液压力推动柱塞作往复运动来实现 启闭和锁模。 （3）液压机械组合式 由液压操纵连杆或曲肘撑杆机构来达到启闭和锁模。 1.3 注塑模具 顶出装置：开模时顶出模内制品。 机械式 液压式 模具：是利用本身特定形状，使塑料（或聚合物）成 型为具有一定形状和尺寸的制品的工具。 作用： 在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给予强 度和性能，完成成型设备所不能完成的工作，使它成 为有用的型材或制品。 基本结构包括：浇注系统、成型零件、结构零件三部分 。 浇注系统：塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分。 包括主流道、冷料穴、分流道、浇口。 成型零件：构成制品形状的各种零件。 包括动模、定模、型腔、型芯、成型杆、 排气口。 结构零件：构成模具结构的各种零件。 包括执行导向、脱模、抽芯、分型等动 作的各种零件。 1.主流道 紧接喷嘴到分流道或型腔的一段通道，与喷嘴处于同 一轴心线上。 特点： （1）开设在模具上，可加工成主流道衬套再紧配合 于模板上； （2）主流道形状呈圆锥形36角，进口端直径应 比喷嘴孔径大； （3）进口端与喷嘴头接触处开成球面。 2.冷料穴 主流道出口端的空穴，以捕集喷嘴端部两次注射之间 所产生的冷料，防止阻塞分流道及浇口。 冷料穴的直径约8-10mm，深度约6mm。 底部常设有脱模杆，脱模杆顶部呈曲折钩形或下陷凹 槽，以便脱模时顺利的抽出主流道赘物。 3.分流道 多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。 在塑模上排列成对称和等距离分布。 常做成圆形、半圆形、梯形、矩形或椭圆形。 在保证制品质量和正常工艺条件下，分流道的截面积 应尽量小，长度尽可能短。 4.浇口 接通主流道（或分流道）与型腔的通道。 浇口截面要小，而不致影响外观； 浇口通常开设在制品较厚部位； 浇口的尺寸，根据塑料熔体的性质来决定。 截面形状为矩形或圆形。 作用： （1）控制料流速度 （2）防止倒流 （3）使熔体受到较高的剪切而升高温度，提高流动性 （4）便于制品与主流道系统分离 5.型腔 模具中成型塑料制品的空间。 构成型腔的组件统称为成型零件。 构成制品外形的成型零件称为凹模（或阴模）； 构成制品内部形状（孔、槽等 ）的称为型芯或凸模（ 或阴模） 型腔设计原则: （1）根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差 、使用要求等来确定总体结构； （2）选择分型面，确定浇口和排气孔的位置，脱模方 式等； （3）按制品尺寸进行各种零件的设计及各个零件间的 组合方式； （4）对成型零件进行整齐的选材、强度、刚度的校核 ； （5）考虑加工设备的操作要求。 6.排气口 在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及 熔料中带入的气体。 料流的尽头积有气体，不及时排出，将使制品带有气 孔、熔接不良、充模不满、制品局部烧伤等 。 排气孔一般设在型腔内料流的尽头或模具分型面上。 也可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙、脱模板与型芯 的配合间隙排气。 排气孔的槽深0.025-0.1mm，宽1.5-6mm。 7.结构零件 导向零件：确保动、定模合模时准确对中。 脱模装置：将制品能迅速和顺利的自型腔中脱出。 抽芯机构：制品的侧面带孔或凹槽时，除少数制品 可以强制脱模外，在模具中均应设置侧向分型或侧 向抽芯机构。 8.加热或冷却装置 使熔料在模具内固化定型的装置。 可自然冷却，也可用冷却介质通入模具的专用管道来 实现。 二、衡量设备好坏的重要参数二、衡量设备好坏的重要参数 1. 注射量（厘米3，克） 注射量注射机的最大注射量或称公称注射量，指注射机在 对空注射（无模具）条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注 射行程时，注射系统所能达到的最大注射量。 注射机的最大注射量在一定程度上反映了注射机的加工能 力，标志着注射机所能生产的最大制品的范围，所以常把它 作为整个机器的规格参数。 二、衡量设备好坏的重要参数二、衡量设备好坏的重要参数 2、注射压力（MPa或千克力/厘米2） 注射压力在注射时，螺杆或柱塞端面施加于料筒中熔料单 位面积上的压力。 对于一台注射机而言，能达到的最高注射压力是一定的，而 注射时的实际注射压力是由克服熔料流经喷嘴、流道和模腔 等处的流动阻力所决定的，因此实际注射压力均小于所用注 射机的最高注射压力。 目前国产注射机的注射压力一般为1000-1500千克力/厘米2， 国外注射机的注射压力一般为1050-2000千克力/厘米2。 二、衡量设备好坏的重要参数二、衡量设备好坏的重要参数 注射压力的选择应该根据物料性能、制品形状与要求等因素 进行，可分四类： 注射压力700千克力/厘米2，物料流动性好，制品形状 简单，壁厚较大； 注射压力700-1000千克力/厘米2，物料粘度较低、形状精 度要求一般的制品； 注射压力1000-1400千克力/厘米2，用于加工中、高粘度 物料，制品形状、精度要求一般； 注射压力1400-1800千克力/厘米2，用于加工较高粘度的 物料，且制品壁薄、流程长、制品壁厚不均、精度要求较 高，对于一些精度