注塑成型工艺及注塑模.ppt

第六章 注塑成型工艺及注塑模,6.1 概述,塑料注塑成型，又称为注射成型，是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。,生产效率高、易于实现机械化和自动化，并能制造外形复杂，尺寸精确的塑料制品，大约6070的塑料制件用此方法生产。,注塑成型的优点：,第六章 注塑成型工艺及注塑模,6.1.1 塑件的结构工艺性,注塑成型塑件的工艺性是指塑件对注塑成型加工的适应性。,塑件工艺性的优劣直接影响到塑件能否顺利成型以及成型模具结构是否经济合理等方面,因此在设计塑件时，不仅要满足使用要求，而且要符合成型工艺特点，并尽可能简化模具结构。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,塑料件的尺寸精度、表面粗糙度、脱模斜度、塑件的壁厚、局部结构（如圆角、加强筋、孔、螺纹、嵌件等）和分型面的确定等。,塑件结构设计包括：,塑件结构设计特点：,应当满足使用性能和成形工艺的要求，力求做到结构合理，造型美观，便于制造。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,1. 形状设计,塑件的内外表面形状应设计得易于成型，避免复杂的瓣合分型和侧向抽芯，为此塑件要尽量避免侧向凹凸部分。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,第六章 注塑成型工艺及注塑模,2. 斜度设计,为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件，在塑件的内外表面沿脱模方向应该设计足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。,斜度大小取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率等。,对于大尺寸制件或尺寸精度要求高的制件，一般采用较小的脱模斜度。,常用脱模斜度值为11.5，也可以小到0.5；,对于高度不大的塑件，可不取脱模斜度；,收缩率大的塑料制件应取较大的脱模斜度；,第六章 注塑成型工艺及注塑模,第六章 注塑成型工艺及注塑模,内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得,外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得,第六章 注塑成型工艺及注塑模,常见塑料的脱模斜度,第六章 注塑成型工艺及注塑模,3. 壁厚设计,壁厚太厚，塑件易产生气泡、凹陷等缺陷，同时也会增加生产成本。,制品壁厚取决于使用要求和工艺要求。,塑件壁厚太薄，使充型时的阻力加大，大型复杂制品难以充满型腔；,第六章 注塑成型工艺及注塑模,否则会造成因收缩不均产生内应力，或在厚壁处产生缩孔、气泡或凹陷等缺陷。塑料制品的壁厚一般在14mm，大型塑件的壁厚可达6mm以上。,在确定制件壁厚时应注意：,但最小壁厚应保证有足够的强度和刚度，脱模时能经受住脱模机的冲击和震动，装配时能承受紧固力。,（1）在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚。,（2）塑件的壁厚应尽量均匀一致，避免局部太厚或太薄,第六章 注塑成型工艺及注塑模,第六章 注塑成型工艺及注塑模,热塑性塑料制品的最小壁厚和建议壁厚 (mm),第六章 注塑成型工艺及注塑模,热固性塑料制品的壁厚范围 (mm),第六章 注塑成型工艺及注塑模,4. 加强筋及其他防变形的结构设计,（1）在不增加壁厚的情况下，增加塑件的强度和刚度，避免塑件变形翘曲 。,加强筋的主要作用：,（2）沿料流方向的加强筋能降低塑料的充模阻力。,加强筋的尺寸,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（3）加强筋的高度应低于塑件高度的0.5mm以上。,加强筋的设计应注意以下几个方面：,（1）加强筋与塑件壁连接处应采用圆弧过渡。,（2）加强筋厚度不应大于塑件壁厚。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（4）加强筋不应设置在大面积塑件中间，加强筋分布应相互交错。,加强筋应交错分布 a）不合理 b）合理,第六章 注塑成型工艺及注塑模,5. 圆角设计,除使用要求尖角外，在塑件内外表面的交接转折处，加强筋的顶端及根部等处都应采用圆角过渡。,采用圆角具有以下优点：,（1）避免应力集中，提高了塑件强度及美观。,（2）模具在淬火和使用时不致因应力集中而开裂。,（3）圆角有利于充模和脱模。,一般外壁圆弧的半径是壁厚的1.5倍，内壁圆弧的半径是壁厚的0.5倍。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,6. 孔设计,（1）由于盲孔只能用一端固定的型芯成形，其深度应浅于通孔。通常，注射成形时孔深不超过孔径的4倍，压塑成形时压制方向的孔深不超过孔径的2倍。,（2）一般情况下应把孔设置在零件强度较大处，必要时可以采取一些增厚措施或使用凸边或凸台等结构增加其强度。,孔的加强筋,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（3）塑料制品上的孔，应尽量开设在不减弱制品强度的部位，孔与孔之间、孔与边距之间应留有足够距离，以免造成边壁太小而破裂。,孔与边壁的最小距离 （mm）,（4）当塑件孔为异型孔时（斜孔或复杂形状孔），要考虑成形时模具结构，可采用拚合型芯的方法成形，以避免侧向抽芯结构。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,几种复杂孔的成形方法,第六章 注塑成型工艺及注塑模,7. 塑件螺纹设计,塑料制品上的螺纹可以直接成形，通常无需后续机械加工，故应用较普遍。,塑件上的螺纹通常有标准公制螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、圆弧形螺纹、锯齿形螺纹、V形螺纹等六种。,其中标准公制螺纹是最常用的连接螺纹。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,直接模塑成型塑料螺纹时，螺纹设计应注意：,（2）由于塑料成形时的收缩波动，塑料螺纹的配合长度不宜太长，一般不超过78牙，且尽量选用较大的螺距。,（1）外螺纹的大径不宜小于4mm，内螺纹的小径不宜小于2mm，螺纹精度一般低于3级。,（3）为防止塑料螺纹最外圈崩裂或变形，螺孔始端应有0.20.8mm深的台阶孔，螺纹始端和末端应逐渐开始和结束，留有大于0.2mm的过渡段 。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,塑料螺纹的形状,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（4）塑件螺纹孔到边缘的距离应大于螺纹外径的1.5倍，同时应大于螺纹孔所在塑件壁厚的1/2。螺纹孔间距离应大于螺纹外径的0.75倍，同时应大于塑件壁厚的1/2。,（5）同一塑件前后两段螺纹，应尽可能使其螺距相同、旋向相同，以简化脱模。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,8. 嵌件的设计,在塑料制品中嵌入金属或已成型的塑件等，形成牢固不可拆卸的整体，则此嵌入塑件中的零件，叫嵌件。,（1）用以提高塑件的力学性能或导电导磁性等；,加入嵌件的目的是：,（2）提高塑件的尺寸稳定性和尺寸精度；,（3）起紧固、连接作用。,嵌件材料使用最多的是各种金属嵌件，常见的嵌件形式有圆筒形嵌件、圆柱形嵌件、板形或片形嵌件等。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,常见的金属嵌件形式,第六章 注塑成型工艺及注塑模,设计金属嵌件应注意以下几个方面：,（2）金属嵌件尽可能采用圆形或对称形状，以保证收缩均匀。,（3）金属嵌件周围应有足够壁厚，以防止塑料收缩时产生较大应力而开裂。,（4）金属嵌件嵌入部分的周边应有倒角，以减小应力集中。,（1）为加强嵌件与塑件紧固连接，在嵌件表面设计出适当的伏陷物，如菱形滚花、直纹滚花、六边形、切口、打孔、折弯、压扁等。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,热固性塑料金属嵌件周围的塑料层厚度（mm）,第六章 注塑成型工艺及注塑模,9. 塑件的精度及表面质量,（1）塑件的精度。塑件制品的尺寸精度一般是根据使用要求，同时要考虑塑料的性能及成形工艺条件确定的。,GJ1372-78标准将塑料制品的精度分为8个等级。公差标准按照“入体原则标注”，即孔类尺寸的上偏差取（）号，下偏差为0；轴类尺寸上偏差为0，下偏差取（）号；中心距尺寸取表中数值一半，再冠以（ ）号。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,主要有塑料的收缩率波动的影响，模具的制造精度及使用过程中的磨损、成形工艺条件、零件的形状和尺寸大小等。,资料表明，模具制造误差和由收缩率波动引起的误差各占制品尺寸误差的1/3。对于小尺寸的塑料制品，模具的制造误差是影响塑料制品尺寸精度的主要因素，而对大尺寸塑料件，收缩率波动引起的误差则是影响尺寸精度的主要因素。,影响塑料制件尺寸精度的因素：,第六章 注塑成型工艺及注塑模,塑料制品的尺寸公差数值表（mm）,第六章 注塑成型工艺及注塑模,对于不同品种塑料制品，在SJ137278中建议采用三种精度等级，设计塑料制品时可参考选用。,精度等级的选用,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（2）表面粗糙度,塑件制品的表面粗糙度主要由模具的表面粗糙度决定。,一般模具成形表面的粗糙度比塑料制品的表面粗糙度低12级，因此塑料制品的表面粗糙度不宜过高，一般为Ra 0.80.2m，否则会增加模具的制造费用。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,对于透明的塑料制品，内外表面的粗糙度应相同，表面粗糙度需达Ra 0.80.05m（镜面），因此需要经常抛光型腔表面。,对于不透明的塑料制品，由于外观对外表面有一定要求，而对内表面只要不影响使用，可比外表面粗糙度增大12级。,为了达到闷光的效果，可以增大塑件的表面粗糙度。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,6.1.2 注塑成形设备,1. 注塑成形设备的分类和结构组成,注塑成形设备主要是指注塑成形机，简称注塑机，也叫注射机。,注塑机是利用塑料成形模具将热塑性塑料或热固性塑料制成各种塑料制品的主要成形设备。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,注塑机按其外形可分为立式、卧式、角式三种。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,立式注塑机的杆塞或螺杆与合模结构是垂直于底面安装的，而卧式注塑机是沿水平方向布置的，角式注塑机的注射杆塞或螺杆与合模结构运动方向相互垂直，因而又称为直角式注塑机。,实际生产中应用较多的是卧式注塑机，这类注塑机重心低、稳定，加料、操作及维修都很方便，塑件退出后可自行脱落，便于实现自动化生产。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,注塑机按注射方式分为： 柱塞式注塑机、螺杆式注塑机。,柱塞式注塑机结构比较简单，但存在塑料塑化不够均匀，塑化能力低，注射压力损失大，注射速度不稳定，料筒清洗困难等缺点。螺杆式注塑机的应用已居于主要地位。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,柱塞式注射机,第六章 注塑成型工艺及注塑模,螺杆式注射机,第六章 注塑成型工艺及注塑模,注塑机的组成,（1）注射系统 由加料装置（料斗）、定量供料装置、料筒及加热器、注射缸等组成。,其作用是使塑料塑化和均匀化，并提供一定的注射压力，通过柱塞或螺杆将塑料注射到模具型腔内。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,卧式注射机,第六章 注塑成型工艺及注塑模,其作用是将模具的定模部分固定在固定模板上，模具的动模部分固定在移动模板上，通过合模锁模机构提供足够的锁模力使模具闭合。完成注射后，打开模具顶出塑件。,（2）合模、锁模系统 由固定模板、移动模板、顶杆、锁模机构和锁模油缸等组成。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,卧式注射机,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（3）操作控制系统 安装在注射机上的各种动力及传动装置都是通过电气系统和各种仪表控制的，操作者通过控制系统来控制各种工艺量（注射量、注射压力、温度、合模力、时间等）完成注射工作，较先进的注射机可用计算机控制，实现自动化操作。,注塑机还设有电加热和水冷却系统用于调节模具温度，并有过载保护及安全门等附属装置。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,2. 塑料注塑机成型机主要技术参数,国际上趋于用注射容量锁模力来表示注射机的主要特征。这里所指的注射容量是指注射压力为100MPa时的理论注射容量。,我国习惯上采用注射量来表示注射机的规格，如XS-ZY500，表示注射机在无模具对空注射时的最大注射容量不低于500cm3的螺杆式(Y)塑料(S)注射(Z)成型(X)机。我国制定的注射机国家标准草案规定可以采用注射容量表示法和注射容量锁模力表示法来表示注射机的型号。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,如公称注射量、螺杆直径及有效长度、注射行程、注射压力、注射速度、塑化能力、合模力、开模力、开模合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循环时间、机器的功率、体积和质量等。,注射机的主要技术参数包括注射、合模、综合性能等三个方面。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（1）公称注射量：,是指对空注射的条件下，注射螺杆或杆塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。目前我国统一规定用加工聚苯乙烯塑料时注射机一次所能注射出的公称容积（cm3）来表示。,为了保证正常的注塑成型，选择注塑机时，注塑机实际注射量（取公称注射量的80）应大于塑件所需塑料的容积。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（2）额定注射压力,为了克服塑料熔体流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力，螺杆或杆塞对塑料熔体必须施加足够的压力，这种压力称为注射压力。,注射机额定注射压力是指螺杆或柱塞施于塑料熔体单位面积上的压力,第六章 注塑成型工艺及注塑模,（3）锁模力,是指注塑机的合模结构对模具所能施加的最大加紧力。,注塑机的额定锁模力必须大于型腔内塑料熔体压力与塑件及浇注系统的分型面上的投影面积之和的乘积。,（4）合模装置的基本尺寸,包括模板尺寸、模板间的最大开距、动模板的行程、模具的最大厚度与最小厚度等。,第六章 注塑成型工艺及注塑模,注塑机系列标准规定以装模方向的拉杆中心距代表模板的尺