工艺技术_注塑成型工艺-赛益塑胶培训课件

注塑成型工艺 2016 07 16 目录 塑料解释 注塑成型工艺解释 塑料造粒 塑料性能测试 塑料搅拌混合 塑料烘干 注塑机分类 塑料储存 高分子材料解释 塑料改性 注塑机系统组成 目录 注塑机过胶头和射咀 注塑机螺杆 注塑成型常见缺陷 注塑成型模具 模温机 冷却塔 冷却水道和模具清洗机 注塑成型模具保养和防护 注塑机料筒 注塑机参数 注塑件后续处理 粉碎机 广义注塑成型工艺 是指将塑料原料通过专用设备 经过配料 混合 造粒 烘料 加热熔融 加压 注入 冷却 脱模 修边等操作制作一定形状的塑料成品件的工艺过程 一 注塑成型工艺解释 狭义的注塑成型工艺过程 一 注塑成型工艺解释 高分子材料也称为聚合物材料 是以高分子化合物为基体 再配有其他添加剂 助剂 所构成的材料 分为 塑料 橡胶 纤维 涂料 泡沫 黏合剂 高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料 二 高分子材料解释 特征 一是分子量大 二是分子量分布具有多分散性 即高分子化合物与小分子不同 它在聚合过程后变成了不同分子量大小的许多高聚物的混合物 我们所说的某一高分子的分子量其实都是它的一种平均的分子量 当然计算平均分子量也以不同的权重方式分为了数均分子量 粘均分子量 重均分子量等 而小分子的分子量固定 都由确定分子量大小的分子组成 这是高聚物与小分子一个特征区别 二 高分子材料 分子链形状 造成注塑各向异性 大厂的塑料的分子量正态分布 小厂的塑料的分子量正态分布 分子量的正态分布 加热后软化 形成高分子熔体的塑料成为热塑性塑料 主要的热塑性塑料有聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚氯乙烯 尼龙 聚碳酸酯 聚氨酯 聚四氟乙烯 聚对苯二甲酸乙二醇酯等 加热后固化 形成交联的不熔结构的塑料称为热固性塑料 常见的有环氧树脂 酚醛塑料 聚酰亚胺 三聚氰氨甲醛树脂等 塑料是指以聚合物为主要成分 在一定条件 温度 压力等 下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料 塑料根据加热后的情况又可分为热塑性塑料和热固性塑料 三 塑料解释 三 塑料解释 六大常见塑料的基本知识 PE是聚乙烯塑料 化学性能稳定 通常制作食品袋及各种容器 耐酸 耐碱及盐类水溶液的侵蚀 但不宜用强碱性洗涤剂擦拭或浸泡 加工稳定性好 不易吸湿 PP是聚丙烯塑料 无毒 无味 可在100 的沸水中浸泡不变形 不损伤 常见的酸 碱有机溶剂对它几乎不起作用 多用于食具 加工稳定性好 不易吸湿 PS是聚苯乙烯塑料 容易着色 透明性好 多用于制作灯罩 牙刷柄 玩具 电器零部件 它耐酸碱腐蚀 但易溶于氯仿 二氯乙烯 香蕉水等有机溶剂 加工稳定性好 易吸湿 PVC是聚氯乙烯塑料 色泽鲜艳 耐腐蚀 牢固耐用 由于在制造过程中增加了增塑剂 抗老化剂等一些有毒辅助材料 故其产品一般不存放食品和药品 加工稳定性差 易吸湿 ABS是由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯聚合的塑料 它色彩醒目 耐热 坚固 外表面可镀铬 镍等金属薄膜 可制作琴键 按钮 刀架 电视机外壳 伞柄等 加工稳定性差 易吸湿 PA是尼龙塑料 它的特性坚韧 牢固 耐磨 常用于制作梳子 牙刷 衣钩 扇骨 网袋绳 水果外包装袋等 无毒性 但不可长期与酸碱接触 加工稳定性差 易吸湿 1 添加改性 1 添加小分子无机物或有机物在聚合物 树脂 中加入小分子无机物或有机物 通过物理或化学作用 以取得某种预期性能的一种改性方法 这种方法是最早的一种改性方法 它改性效果明显 工艺简单 成本低 因而应用十分广泛 相信在高校做过毕业课题的都接触和了解这种方法 这种改性方法按照改性目的分为降低成本 添加各种价廉的无机 有机填料 提高强度 添加各种增强纤维 提高韧性 添加弹性体及超细填料等 提高阻燃性 添加金属氧化物 金属氢氧化物 无机磷 有机卤化物 有机磷化物 有机硅及氮化物等 提高寿命 添加各种抗氧剂 光稳定剂等 改善加工性 添加增塑剂 热稳定剂 润滑剂及加工助剂等 增加耐磨性 添加石墨 MoS2 SiO2等 改善结晶结构 添加成核剂 具体有有机羧酸类 山梨醇类等 改善抗静电及导电性 添加抗静电剂及导电剂 改善可降解性 淀粉填充 降解添加剂等 改善抗射线辐射性能等 这种方法常用的添加剂有 无机添加剂 填充剂 增强剂 阻燃剂 着色剂及成核剂等 有机添加剂 增塑剂 有机锡稳定剂 抗氧剂及有机阻燃剂 降解添加剂等 2 添加高分子物质这种方法也成为共混改性 其主要的方法是在一种树脂中掺入一种或多种其它树脂 包括塑料和橡胶 从而达到改变原有树脂性能 由于共混改性的复合体系中都为高分子物质 因而其相容性好于添加小分子的体系 改性同时对原有树脂的其它性能没有太大影响 我们常见的聚合物合金就是此方法改性产物 共混改性是一种开发新型高分子材料最有效的办法 也是对现有塑料品种实现高性能化 精细化的主要途径 四 塑料改性 2 形态及结构改性这种方法主要是针对塑料本身的树脂形态及结构来改性 通常方法是改变塑料的晶型状态 交联 共聚 接枝等 1 形态控制改性塑料的形态控制改性即控制塑料制品不同的聚集形态 使之取得我们预期的性能 这种方法是在非外力作用下通过加工成型工艺条件的调整 进行形态控制 一般称之为自我改性 其中以自增强最为常用 通过塑料形态控制可以改善塑料的许多性能 如力学 热学 光学等各个方面 有些方面的改性效果十分明显 例如通过成核技术控制结晶质量 用双向拉伸技术获取高度取向 2 交联改性交联应该很熟悉 一般为线性结构交联为网状结构或立体结构 引发交联是需要外界条件的 通常为不同形式的能源 例如光 热 辐射等 大分子链由于外界作用产生可反应自由基或官能团 从而在大分子链之间形成新的化学键 使线型结构聚合物形成不同程度网状结构聚合物 例如聚丙烯的交联改性可以提高其机械性能 3 共聚及接枝改性这种方法主要是在原有的分子链上加上其他分子链段或功能基团 共聚是指两种或多种单体共同参加的聚合反应 能够扩展聚合物性能 是改进聚合物性能和用途的重要途径 例如聚苯乙烯与丙烯腈共聚改善聚苯乙烯性脆的弱点 聚氯乙烯与醋酸乙烯酯共聚改善聚氯乙烯的塑性 接枝有链转移接枝 化学接枝 辐射接枝 其改性在刚性体和弹性体方面的应用较多 例如苯乙烯 丁二烯接枝共聚物改善PS的冲击性能 四 塑料改性 3 复合改性塑料的复合改性即通过粘合剂或热熔等方法将两层或两层以上的膜 片等材料复合在一起而形成一种多层膜 片等材料的方法 塑料的复合改性实际上是塑料共混改性方法中层状共混的极端化 也可以看成是一种特殊的塑料共混改性 四 塑料改性 4 表面改性塑料表面改性是指通过物理或化学方法使塑料制品表面性能发生变化的一类改性方法 塑料表面改性与其它改性不同之处有二点 一是其改性仅局限于制品的表面 其内部性能不发生变化 二是其改性实施于塑料制品一次成型加工之后 属于二次加工改性 塑料表面改性的目的主要可分为两大类 一类是直接应用的改性 另一类是间接应用的改性 1 直接应用的塑料表面改性直接应用改性是指可以直接获得应用的一些改性 具体有表面光泽度 表面硬度 表面耐磨性及摩擦性 表面防老化 表面阻燃 表面导电及表面阻隔等 塑料表面这方面的改性近年来开发应用很快 如在塑料阻隔改性方面 表面阻隔改性占有很重要的地位 2 间接应用的塑料表面改性间接应用改性是指为直接应用打基础的一些改性 具体如为改善塑料的粘接性 印刷性及层化性等而进行的提高塑料表面张力的改性 例如 以塑料电镀为例 未经表面处理的塑料品种只有abs的镀层牢度能达到要求 尤其聚烯烃类塑料品种 镀层牢度十分低 必须进行表面改性以提高与镀层的结合牢度 方可进行电镀处理 造粒工序 是将高聚物树脂与各种添加剂 助剂 经过计量 棍合 塑化 切粒制成颗粒状塑料的生产过程 塑料颗粒是塑料成型加工业的半成品生产工艺 1 配料前的准备工作2 配方称量3 捏合捏合可分为加热捏合与冷却捏合 用高速捏合机4 挤出造粒挤出造粒可用单螺杆和双螺杆挤出机 主要控制挤出温度 螺杆转速 切刀转速和粒料冷却 使粒料不发生粘粒 颗粒尺寸均匀 塑化较好 五 塑料造粒 1 GB1033 0塑料比重实验方法2 GB1034 0塑料吸水性实验方法3 GB1035 0塑料耐热性 马丁 实验方法4 GB1036 0塑料线膨胀系数实验方法5 GB1037 0塑料透湿性实验方法6 GB1038 0塑料薄膜透气性实验方法7 GB1408 8固体电工绝缘材料工频击穿电压 击穿强度和耐电压实验方法8 GB1409 8固体电工绝缘材料在工频 音频 高频下相对介电系数和介质消耗角正切实验方法9 GB1410 8固体电工绝缘材料绝缘电阻 体积电阻系统和表面电阻系数实验方法10 GB1411 8固体电工绝缘材料高压小电流间歇耐电弧实验方法11 GB1039 9塑料力学性能实验方法总则12 GB1040 9塑料拉伸实验方法13 GB1041 9塑料紧缩实验方法14 GB1042 9塑料曲折实验方法15 GB1043 9塑料简支梁冲击实验方法16 GB1633 9热塑性塑料软化点 维卡 实验方法17 GB1634 9塑料曲折负载热变形温度 简称热变形温度 实验方法18 GB1635 9塑料树脂灰分测定方法19 GB1636 9模塑料表观密度实验方法20 GB1841 0聚烯烃树脂稀溶液粘度实验方法21 GB1842 0聚乙烯环境应力开裂实验方法22 GB1843 0塑料悬臂梁冲击实验方法23 GB1846 0聚氯醚树脂稀溶液粘度实验方法24 GB1847 0聚甲醛树脂稀溶液粘实验方法25 GB2406 0塑料燃烧性能实验方法氧指数法26 GB2407 0塑料燃烧性能实验方法炽热棒法件 六 塑料性能测试 27 GB2408 0塑料燃烧性能实验方法水平燃烧法28 GB2409 0塑料黄色指数实验方法29 GB2410 0透明塑料透光率和雾度实验方法30 GB2411 0塑料邵氏硬度实验方法31 GB2412 0聚丙烯等规指数测试方法32 GB1657 1增塑剂折光率的测定33 GB1662 1增塑剂结晶点的测定34 GB1664 1增塑剂外观色泽的测定 铂 钴比色法 35 GB1665 1增塑剂皂化值及酯含量的测定36 GB1666 1增塑剂比重的测定 韦氏天平法 37 GB1667 1增塑剂比重的测定 比重瓶法 38 GB1668 1增塑剂酸值的测定 1 39 GB1669 1增塑剂加热减量的测定40 GB1670 1增塑剂热稳定性实验41 GB1671 1增塑剂闪点的测定 开口杯法 42 GB1672 1增塑剂体积电阻系数的测定43 GB1673 1增塑剂外观色泽的测定 碘比色法 44 GB1674 1增塑剂酸值的测定 2 45 GB1675 1增塑剂酸值的测定 3 46 GB1676 1增塑剂典值的测定47 GB1677 1增塑剂环氧值的测定 盐酸 丙酮法 48 GB1678 1增塑剂环氧值的测定 盐酸 吡啶法 六 塑料性能测试 49 GB1679 1增塑剂氯含量的测定50 GB1680 1增塑剂热分解温度的测定51 GB2812 1安全帽实验方法52 GB1658 2增塑剂灰分的测定53 GB1659 2增塑剂水分的测定 比浊法 54 GB1660 2增塑剂运动粘度的测定 品氏法 55 GB1661 2增塑剂运动粘度的测定 恩氏法 56 GB1663 2增塑剂凝固点的测定57 GB2895 2不饱和聚酯树脂酸值的测定58 GB2896 2聚苯乙烯树脂中甲醇可溶物的测定59 GB2913 2塑料白度实验方法60 GB2914 2聚氯乙烯树脂挥发物 包括水 测定方法61 GB2915 2聚氯乙烯树脂水萃聚液电导率测定方法62 GB2916 2聚氯乙烯树脂干筛实验方法63 GB2917 2聚氯乙烯热稳定性测试方法 刚果红法和pH法64 GB2918 2塑料试样状态调理和实验的标准环境65 GB3354 2定向纤维增强塑料拉伸性能实验方法66 GB3355 2纤维增强塑料纵横剪切实验方法67 GB3356 2单向纤维增强塑料曲折性能实验方法68 GB3357 2单向纤维增强塑料层间剪切强度实验方法69 GB3393 2聚合级乙烯 丙烯中微量氢的测定气相色谱法70 GB3395 2聚合级乙烯中微量乙炔的测定气相色谱法71 GB3397 2聚合级乙烯 丙烯中微量硫的测定微库仑法72 GB3398 2塑料球压痕硬度实验方法73 GB3399 2塑料导热系统实验方法护热平板法 六 塑料性能测试 74 GB3400 2通用型聚氯乙烯树脂增塑剂吸收量的测定75 GB3401 2聚氯乙烯树脂稀溶液粘数的测定76 GB3560 3食品包装材料聚丙烯树脂卫生检验方法77 GB3681 3塑料自然气候曝露实验方法78 GB3682 3热塑性塑料熔体活动速率实验方法79 GB3854 3纤维增强塑料巴氏 巴柯尔 硬度实验方法80 GB3855 3碳纤维增强塑料树脂含量的实验方法81 GB3856 3单向纤维增强塑料平板紧缩性能实验方法82 GB3857 3不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强塑料耐化学药品性能实验方法83 GB3904 3鞋类耐折实验方法84 GB3905 3鞋类耐磨实验方法85 GB3960 3塑料滑动摩擦磨损实验方法86 GB4218 4化工用硬聚氯乙烯管材的腐蚀度实验方法87 GB4550 4实验用单向纤维增强塑料平板的制备88 GB4608 4部分结晶聚合物熔点实验方法光学法89 GB4609 4塑料燃烧性能实验方法垂直燃烧法90 GB4610 4塑料燃烧性能实验方法点着温度的测定91 GB4611 4悬浮法聚氯乙烯树脂 鱼眼 测试方法92 GB4612 4环氧化合物环氧当量的测定93 GB4613 4环氧树脂和缩水甘油酯无机氯的测定94 GB4614 4用气相色谱法测定聚苯乙烯中残留的苯乙烯单体95 GB4615 4聚氯乙烯树脂中残留氯乙烯单体含量测定方法96 GB4616 4酚醛模塑料丙酮可溶物 未模塑态材料的表观树脂含量 的测定97 GB4617 4酚醛模塑制品丙酮可溶物的测定 六 塑料性能测试 98 GB4618 4环氧树脂和有关材料易皂化氯的测定99 GB6111 5长时间恒定内压下热塑性塑料管材耐破坏时间的测定方法100 GB6112 5热塑性塑料管材和管件耐冲击性能的测试方法 落锤法 101 GB6342 6泡沫塑料和橡胶线性尺寸的测定102 GB6343 6泡沫塑料和橡胶表观密度的测定103 GB6344 6软质泡沫聚合物拉伸强度和断裂伸长的测定104 GB6669 6软质泡沫聚合材料紧缩永久变形的测定105 GB6670 6软质泡沫塑料回弹性能的测定106 GB6671 1 6硬聚氯乙烯 PVC 管材纵向回缩率的测定107 GB6671 2 6聚乙烯 PE 管材纵向回缩率的测定108 GB6671 3 6聚丙烯 PP 管材纵向回缩率的测定109 GB6672 6塑料薄膜和薄片厚度的测定机械丈量法110 GB673 6塑料薄膜与片材长度和宽度的测定111 ZBY28004 6塑料薄膜包装袋热合强度测定方法112 SG390 4硬质泡沫塑料水蒸汽透过量实验方法113 HG2 46 5塑料耐油性实验方法114 HG2 51 5塑料粘接材料剪切强度实验方法115 HG2 61 5塑料低温对折实验方法116 HG2 62 5塑料低温冲击紧缩实验方法117 HG2 63 5塑料低温伸长实验方法118 HG2 67 5塑料撕裂强度实验方法119 GB1033 6塑料密度和相对密度实验方法120 GB1034 6塑料吸水性实验方法121 GB1037 7塑料薄膜和片材透水蒸气性实验方法杯式法122 GB3904 3鞋类耐折实验方法123 GB3905 3鞋类耐磨实验方法 六 塑料性能测试 124 GB4857 1 4运输包装件基本实验总则125 GB4857 2 4运输包装件基本实验温湿度调理处理126 GB4857 3 4运输包装件基本实验堆码实验方法127 GB4857 4 4运输包装件基本实验压力实验方法128 GB4857 5 4运输包装件基本实验垂直冲击跌落实验方法129 GB4857 6 4运输包装件基本实验转动实验方法130 GB4857 7 4运输包装件基本实验正弦振动 定频 实验方法131 GB4857 8 5运输包装件基本实验6角滚筒实验方法132 GB4857 9 6运输包装件基本实验喷淋实验方法133 GB4857 10 6运输包装 六 塑料性能测试 塑料材料储存条件 防雨 防光老化 防晒 防潮 防火 防化学溶剂 七 塑料储存 防化学溶剂 八 塑料搅拌混合 颗粒塑料混合搅拌是利用混合搅拌机的快速旋转将原料从桶体底部由中心提升至顶端 再以伞状飞抛散落 回至底部 这样原料在桶内上下翻滚搅拌 短时间内即可将大量原料均匀的混合完毕的机械设备 操作规程1设备操作前的检查工作 1检查混料机内应无异物 料斗内壁应干燥 关闭投料口和放料口 2接通混料机电源按钮 将停止按钮向左旋转 电源指示灯应正确显示为红色 3检查混料机周围应无障碍物 以免混料机运转时会磁撞到障碍物上 造成事故 4以上操作符料要求后 可进行以下操作 2空载运行 1启动混料机的反转按钮 调节电机转速 混料机应在慢速反转运行 2混料机在运转过程中 机身应匀速进行运转 无异常噪声 运行1 2min后 准备停机 3通过调节电机转速按钮进行停机 停机时应使混料机放料口正对地面 并将调节电机转速按钮调到0位 将停止按钮向右旋转 切断电源 4空载运行符合要求后 可进行以下操作 3带料运行 混料 1打开混料机投料口 并重新确认放料口已关闭 按工艺控制要求对V型料斗内投入规定量的物料 2投料完毕 关闭投料口并锁紧 以防止混料时物料流出 3接通电源按钮 将停止按钮向左旋转 启动混料机的反转按钮 调节电机转速在工艺规定的转速内 产品要求600r min 进行混料 4混料到达工艺规定的时间后 通过调节电机转速按钮进行停机 停机时应使混料机放料口正对地面 并将调节电机转速按钮调到0位 将停止按钮向右旋转 切断电源 5放料 打开投料口 用规定的容器在放料口进行装料 直至放尽料斗内物料 九 塑料的烘干 大多数工程塑料要求颗粒中的水分含量低于一个某个最大值 塑料是否需要烘干主要取决于原材料对水分的敏感程度 一般情况下 塑料材料的水份含量与运输条件 包装类型和存放时间有关 例如 聚酰胺 PA 一般用袋子运输 这种袋子采用铝泊作为防水层 因而在使用时可直接打开袋子把料取出来就用 但大多数的聚酰胺 尼龙 加工厂的原料树脂都要先进行干燥 尽管有人认为如果塑料在不超过一小时的时间内使用就不需要干燥 另一方面 PET和PBT对水分非常敏感 一定要干燥以确保制品的冲击强度不受影响 另外 这些树脂在干燥后很快会再次吸水 因而 在一些情况下加工厂商必须特别小心 在PBT和PET树脂在运输和传送过程中 避免使用敞开的容器同时也应考虑树脂在装料斗中的停留时间 在不利的气候环境中 PET在10分钟内吸收的水分甚至能超过制品水分的最大允许值0 02 干燥粉碎后的回用料或已吸水饱和的粒料 如置于开放条件下的容器中时 需要特别注意 在这种情况下 建议的干燥时间常常不能满足需要 充分饱和的聚酰胺尼龙至少应干燥12小时 在这种干燥条件下材料发黄在实际上是不可避免的 因而 应遵循以下指导方针 流道回用料应在封闭容器中储藏和再粉碎 若只用了一部份材料 应关闭容器或封闭袋子 装料斗上应该加盖 如何烘干塑料要想得到高质量的塑料制品 必须遵循正确的干燥程序 例如 不能使用各种类型的简单热空气干燥的办法来干燥聚酯工程塑料 但可使用去除了水分的空气干燥器 脱湿干燥器 只应使用那些在不同的环境条件下 都能提供稳定和充分的干燥的设备 除了遵守正确的干燥温度外 确保在干燥空气中的露点低于负20 也很重要 使用填充高度和松密度不同的多容器的装置时 还应保证每一个容器都能达到充足的空气吞吐量 九 塑料的烘干 塑胶的水分含量是影响诸如聚酰胺 PA 和聚碳酸酯 PC 等树脂的加工工艺 产品外观和产品特性的一个重要因素 在注塑过程中 如果使用水分含量过多的塑料粒子进行生产 则会产生一些加工问题 并最终影响成品质量 如 表面开裂 反光 抗操性 以及抗冲击性能和拉伸强度等机械性能降低等 因此 水分含量的控制对于生产高质量的塑料产品是至关重要的 水分测定仪的精度主要取决于电子天平的精度 目前 塑料行业中水分含量测定的参考方法是卡尔费休滴定法 这是一种用于测定样品水分含量的通用滴定方法 九 塑料的烘干 1 按对原料的塑化和注射方式分类 又可以将注塑机分为 1 柱塞式 2 往复螺杆式 十 注塑机分类 螺杆式注塑机是靠螺杆进行塑化的 主要工作部件是螺杆 它除作旋转运动外 还要作往复运动 螺杆式注射装置如图2 5所示 它由料斗 塑化部件 料筒 螺杆 喷嘴 螺杆传动装置 注射油缸 注射座 注射座移动油缸等组成 2 按注射机外形结构不同 又可分为 1 立式注塑机 2 卧式注射机 3 角式注射机 十 注塑机分类 3 按加工能力的大小给注射机分类 可分为 1 超小型注射机 锁模力 20 40吨力 注塑量 30cm3 2 小型注塑机 锁模力 40 300吨力 注塑量60 500cm3 3 中型注塑机 锁模力 300 600吨力 注塑量500 2000cm3 4 大型注射机锁模力 800 2000吨力 注塑量 2000cm3 5 超大型注塑机 锁模力 2000吨力 十 注塑机分类 4 根据合模方式分类1 曲肘式目前使用最多的一种 没有专利的壁垒 经过长时间的考验 是最廉价 简单 可靠的一种合模方式 2 直压式利用单个或者多个液压油缸直接作用到模具 从而产生锁模力 优点 锁模力控制精确 对模具保护好 不会因为机械磨损而影响模板平行度 适合要求高的模具使用 缺点 能耗相对曲肘式高 结构复杂3 二板式通过改变哥林柱的受力长度来调整高压锁模位置 从而取消用来调模的尾板结构 一般由开合模油缸 动模板 定模板 高压油缸 哥林柱锁定装置等组成 开合模用油缸直接驱动 减少了机械部件 优点 调模速度快 容模厚度大 机械磨损小寿命长 缺点 成本高 控制复杂 维修难度高 一般用于超大型机器 4 复合式曲肘式 直压式 二板式的组合类型 十 注塑机分类 5 根据注塑机的动力源分类a 机械式手工注塑机注塑机最开始就是已全手工机械操作的形式出现的 在上世纪刚刚发明注塑机的初级阶段 合模机构和注塑机构全部是利用杠杆原理产生锁模力和注射压力 也是现代曲肘式合模机构的基础 b 液压式注塑机液压式注塑机有非常多的优点 动作速度压力控制方便 锁模压力大 目前世界上能商用的最大锁模力注塑机8000吨 最小一致的最小锁模力注塑机5吨 控制精确 能满足特殊用途的需要 这也是液压式注塑机历久弥新 生生不息的主要原因 从目前的发展来看 在未来很长的时间内 液压式注塑机还会占据主要位置 通过控制液压动力源的流速 压力 方向来控制注塑机的每个动作 c 气动式注塑机气动注塑机是以压缩空气为动力 以油压缸为执行元件的台式注塑机 既具有气动系统的低能源消耗 设备轻型化的特点 又具有液压设备的高稳定性和可控性能 d 电动注塑机与传统的全油压注塑机相比 全电动注塑机在动力驱动系统上彻底抛弃了全油压机油泵马达产生的油压驱动系统 而采用伺服电机 Servomotor 驱动 传动结构采用滚珠丝杆和同步皮带 大幅度提高了注塑机动力系统的控制精度 彻底解决了液压油对环境的污染问题 机械产生的噪声也随之下降 全电动注塑机具有节能 环保 噪音低 计量准确等优点 全电动注塑机控制系统比油压机简单 反映也迅速 具有优良的控制精度 可以提供复杂同步动作 缩短生产周期 但在制造超大型 高锁模力注塑机方面受传动机构的限制 成本的控制 不适合应用于超大型的高注塑机 十 注塑机分类 下列步骤来选择合适的射出机 1 选对型 由产品及塑料决定机种及系列 由于射出机有非常多的种类 因此一开始要先正确判断此产品应由哪一种注塑机 或是哪一个系列来生产 例如是一般热塑性塑胶或电木原料或PET原料等 是单色 双色 多色 夹层或混色等 此外 某些产品需要高稳定 闭回路 高精密 超高射速 高射压或快速生产 多回路 等条件 也必须选择合适的系列来生产 2 放得下 由模具尺寸判定机台的 大柱内距 模厚 模具最小尺寸 及 模盘尺寸 是否适当 以确认模具是否放得下 模具的宽度及高度需小于或至少有一边小于大柱内距 模具的宽度及高度最好在模盘尺寸范围内 模具的厚度需介于注塑机的模厚之间 模具的宽度及高度需符合该注塑机建议的最小模具尺寸 太小也不行 3 拿得出 由模具及成品判定 开模行程 及 托模行程 是否足以让成品取出 开模行程至少需大于成品在开关模方向的高度的两倍以上 且需含竖浇道 sprue 的长度 托模行程需足够将成品顶出 4 锁得住 由产品及塑料决定 锁模力 吨数 当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量 因此注塑机的锁模单元必须提供足够的 锁模力 使模具不至于被撑开 锁模力需求的计算如下 由成品外观尺寸求出成品在开关模方向的投影面积 当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量 因此注塑机的锁模单元必须提供足够的 锁模力 使模具不至于被撑开 锁模力需求的计算如下 由成品外观尺寸求出成品在开关模方向的投影面积 撑模力量 成品在开关模方向的投影面积 cm2 模穴数 模内压力 kg cm2 模内压力随原料而不同 一般原料取350 400kg cm2 机器锁模力需大于撑模力量 且为了保险起见 机器锁模力通常需大于撑模力量的1 17倍以上 至此已初步决定夹模单元的规格 并大致确定机种吨数 接着必须再进行下列步骤 以确认哪一个射出单元的螺杆直径比较符合所需 十 注塑机分类 5 射得饱 由成品重量及模穴数判定所需 射出量 并选择合适的 螺杆直径 计算成品重量需考虑模穴数 一模几穴 为了稳定性起见 射出量需为成品重量的1 35倍以上 亦即成品重量需为射出量的75 以内 6 射得好 由塑料判定 螺杆压缩比 及 射出压力 等条件 有些工程塑料需要较高的射出压力及合适的螺杆压缩比设计 才有较好的成型效果 因此为了使成品射得更好 在选择螺杆时亦需考虑射压的需求及压缩比的问题 一般而言 直径较小的螺杆可提供较高的射出压力 7 射得快 及 射出速度 的确认 有些成品需要高射出率速射出才能稳定成型 如超薄类成品 在此情况下 可能需要确认机器的射出率及射速是否足够 是否需搭配蓄压器 闭回路控制等装置 一般而言 在相同条件下 可提供较高射压的螺杆通常射速较低 相反的 可提供较低射压的螺杆通常射速较高 因此 选择螺杆直径时 射出量 射出压力及射出率 射出速度 需交叉考量及取舍 此外 也可以采用多回路设计 以同步复合动作缩短成型时间 十 注塑机分类 1 注塑系统注射系统的作用 注射系统是注塑机最主要的组成部分之一 一般有柱塞式 螺杆式 螺杆预塑柱塞注射式3种主要形式 应用最广泛的是螺杆式 其作用是 在注塑料机的一个循环中 能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后 在一定的压力和速度下 通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中 注射结束后 对注射到模腔中的熔料保持定型 注射系统的组成 注射系统由塑化装置和动力传递装置组成 螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置 料筒 螺杆 射咀部分组成 动力传递装置包括注射油缸 注射座移动油缸以及螺杆驱动装置 熔胶马达 2 合模系统合模系统的作用 合模系统的作用是保证模具闭合 开启及顶出制品 同时 在模具闭合后 供给予模具足够的锁模力 以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力 防止模具开缝 造成制品的不良现状 合模系统的组成 合模系统主要由合模装置 调模机构 顶出机构 前后固定模板 移动模板 合模油缸和安全保护机构组成 3 液压系统液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力 并满足注塑机各部分所需压力 速度 温度等的要求 它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成 其中油泵和电机是注塑机的动力来源 各种阀控制油液压力和流量 从而满足注射成型工艺各项要求 4 电气控制系统电气控制系统与液压系统合理配合 可实现注射机的工艺过程要求 压力 温度 速度 时间 和各种程序动作 主要由电器 电子元件 仪表 加热器 传感器等组成 一般有四种控制方式 手动 半自动 全自动 调整 十一 注塑机系统组成 5 加热 冷却系统加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的 注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置 安装在料筒的外部 并用热电偶分段检测 热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源 冷却系统主要是用来冷却油温 油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制 另一处需要冷却的位置在料管下料口附近 防止原料在下料口熔化 导致原料不能正常下料 6 润滑系统润滑系统是注塑机的动模板 调模装置 连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路 以便减少能耗和提高零件寿命 润滑可以是定期的手动润滑 也可以是自动电动润滑 7 安全保护与监测系统注塑机的安全装置主要是用来保护人 机安全的装置 主要由安全门 液压阀 限位开关 光电检测元件等组成 实现电气 机械 液压的联锁保护 监测系统主要对注塑机的油温 料温 系统超载 以及工艺和设备故障进行监测 发现异常情况进行指示或报警 十一 注塑机系统组成 注塑机螺杆作用螺杆是注塑机的重要部件 它的作用是对塑料进行输送 压实 熔化 搅拌和施压 所有这些都是通过螺杆在料筒内的旋转来完成的 在螺杆旋转时 塑料对于机筒内壁 螺杆螺槽底面 螺棱推进面以及塑料与塑料之间在都会产生摩擦及相互运动 塑料的向前推进就是这种运动组合的结果 而摩擦产生的热量也被吸收用来提高塑料温度及熔化塑料 螺杆的设计结构将直接影响到这些作用的程度类型和特点 渐变型螺杆特点 压缩段较长 占螺杆总长的50 塑化时能量转换缓和 多用于PVC等热稳定性差的塑料 突变型螺杆特点 压缩段较短 占螺杆总长的5 15 左右 塑化时能量转换较剧烈 多用于聚烯烃 PA等结晶型塑料 通用型螺杆特点 适应性比较强的通用型螺杆 可适应多种塑料的加工 1 螺杆分段说明 注塑机螺杆一般情况下可分为加料段 压缩段 均化段 也称为计量段 注 不同的螺杆三段所占的比值不一样 螺杆槽深不一样 螺杆底径过渡形式不一样 1 加料段说明 此段螺沟深度固定 其功能为负责预热与塑料固体输送及推挤 必须保证塑料在进料段结束时开始熔融 2 压缩段说明 此区段为渐缩螺杆螺沟牙深 其功能为塑料原料熔融 混炼 剪切压缩与加压排气 塑料在此段会完全溶解 体积会缩小 压缩比的设计很重要 十二 注塑机螺杆 3 均化段说明 此段为螺杆螺沟固定沟深 其主要功能为混炼 熔胶输送 计量 还必须提供足够的压力 保持熔胶均匀温度及稳定熔融塑料的流量 1 螺杆参数说明D 螺杆直径 多用 表示 螺杆直径的大小直接影响塑化能力的大小 影响理论注射容积的大小 L D 螺杆长径比 L是螺杆螺纹部分的有效长度 螺杆直径一定的前提下 螺杆长径比越大 说明螺纹长度越长 直接影响到物料在螺杆中的热历程 也影响吸收能量的能力 如果L D太小 直接影响到物料的熔化效果和熔体质量 如果L D太大 则传递扭矩加大 能量消耗增加 L1 加料段长度 L1的长度应保证物料有足够的输送空间 因为过短的L1会导致物料过早的熔融 从而难以保证稳定压力的输送条件 也就难以保证螺杆以后各段的塑化质量和塑化能力 h1 加料段螺槽深度 h1深 则容纳物料多 提高了供料量和塑化能力 但会影响物料塑化效果及螺杆根部的剪切强度 一般h1 0 12 0 16 DL3 熔融段长度 L3长度有助于熔体在螺槽中的波动 有稳定压力的作用 使物料以均匀的料量从螺杆头部排出 一般L3 4 5 D h3 计量段螺槽深度 h3小 螺槽浅 提高了塑料熔体的塑化效果 有利于熔体的均化 但h3过小会导致剪切速率过高 以及剪切热过大 引起分子链的降解 影响熔体质量 如果h3过大 由于预塑时 螺杆背压产生的回流作用增强 会降低塑化能力 S 螺距 其大小影响螺旋角 从而影响螺槽的输送效率 一般S D 压缩比 h1 h3 即加料段螺槽深度h1与熔融段螺槽深度h3之比 大 会增强剪切效果 但会减弱塑化能力 1 十二 注塑机螺杆 螺杆材质常用来生产螺杆的材质有 1 38CrMoAla2 SACM6453 42CrMo4 9Cr18MoV5 SKD616 碳化钨合金 碳化钨镍基合金7 全硬化粉末合金 全合金 8 高温合金 1 螺杆使用方法 1 料筒未达到预调温度时 切勿启动机器 新开电热一般要求温度达到设定值30分钟后再操作螺杆2 每次停机超过半小时以上的 最好关闭落料口并清扫料筒内料 设置保温3 避免异物落入料料筒损坏螺杆及料筒 防止金属碎片及杂物落入料斗 若加工回收料 需加上磁性料斗以防止铁屑等进入料筒 4 使用防涎时要确定料筒内塑料完全熔融 以免螺杆后退时损坏传动系统零件 5 避免螺杆空转 打滑等现象 6 使用新塑料时 应把料筒的余料清洗干净 使用POM PVC PA GF等料时尽量减少原料降解 停机后及时用ABS等水口料冲洗干净 7 避免POM与PVC同时混入料筒 在熔融温度下将会发生反应造成严重工业事故 8 当熔融塑料温度正常但又不断发现熔融塑料出现黑点或变色时 应检查螺杆止逆环 过胶圈 介子 是否损坏 十二 注塑机螺杆 如何防止打滑注塑机螺杆打滑会引起物料降解 从而影响产品质量 螺杆打滑的原因有哪些 怎样 抓住 打滑的螺杆 下面为您讲解 当螺杆发生打滑时 物料可能会聚集在喂料口 而无法正常输送到注射机的末端 当螺杆旋转并在机筒内后退以输送物料并准备下次注射时 螺杆打滑会发生在塑化段 此时 螺杆的旋转仍在继续 但螺杆的轴向运动会停止 即发生打滑 螺杆打滑常常会导致注射前的物料降解 产品质量会下降 如缺料 而成型周期则会延长 螺杆打滑的原因是多方面的 可能与背压过高 料筒末端过热或过冷 料筒或螺杆磨损 加料段螺纹太浅 料斗设计不合理以及料斗被堵塞 树脂潮湿 树脂过度润滑 物料太细或者树脂及再生料的不合理切割等因素有关 工艺设置料筒末端过冷是引起螺杆打滑的主要原因之一 注射机的料筒分为3段 在末端 即加料段 粒料在加热和压缩的过程中 会形成一层熔体薄膜粘到螺杆上 没有这层薄膜 粒料就不容易被输送到前端 加料段的材料必须被加热到临界温度 以形成那层关键的熔体膜 然而 通常物料在加料段的停留时间很短 无法达到要求的温度 而这种情况一般会在小型注射机上发生 停留时间过短会造成聚合物的熔融和混合过程的不完全 从而导致螺杆打滑或失速 选择螺杆的方法螺杆可以说是注塑机的心脏 螺杆的品质好坏决定制品的质量好坏 注塑机塑化螺杆具有输送 熔融 混炼 压缩 计量与排气功能 在塑化品质扮演很重要的角色 是影响塑化质量的关键因素 十二 注塑机螺杆 螺杆有几个至关重要的参数影响塑化质量 一般按照以下原则 选择注塑机螺杆 1 螺杆直径 D a 与所要求的注射量相关 射出容积 1 4 D2 S 射出行程 0 85 b 一般而言 螺杆直径D与最高注射压力成反比 与塑化能力成正比 2 输送段a 负责塑料的输送 推挤与预热 应保证预热到熔点 b 结晶性塑料宜长 非晶性料次之 热敏性最短 3 压缩段a 负责塑料的混炼 压缩与加压排气 通过这一段的原料已经几乎全部熔解 但不一定会均匀混合 b 在此区域 塑料逐渐熔融 螺槽体积必须相应下降 以对应塑料几何体积的下降 否则料压不实 传热慢 排气不良 c 一般占25 以上螺杆工作长度 但尼龙 结晶性料 螺杆的压缩段约占15 螺杆工作长度 高粘度 耐火性 低传导性 高添加物等塑料螺杆 占40 50 螺杆工作长度 PVC螺杆可占100 螺杆工作长度 以免产生激烈的剪切热 4 计量段a 一般占20 25 螺杆工作长度 确保塑料全部熔融以及温度均匀 混炼均匀 b 计量段长则混炼效果佳 太长则易使熔体停留过久而产生热分解 太短则易使温度不均匀 c PVC等热敏性塑料不宜停留时间过长 以免热分解 可用较短的计量段或不要计量段 5 进料螺槽深度 计量螺槽深度a 进料螺槽深度越深 则输送量越大 但需考虑螺杆强度 计量螺槽深度越浅 则塑化发热 混合性能指数越高 但计量螺槽深度太浅则剪切热增加 自生热增加 温升太高 造成塑料变色或烧焦 尤其不利于热敏性塑料 b 计量螺槽深度 KD 0 03 0 07 D D增大 则K选小值 十二 注塑机螺杆 料筒结构料筒的结构就是一根中间开了下料口的圆管 料筒材质制造料筒 目前国内常用的材料有45 40Cr和38CrMoAIA 进口挤出机中料筒的制造材料 常用合金钢34CrAINi和CrMoV9 这种材料的屈服强度有900MPa左右 经渗氮处理后 硬度在1000HV以上 既耐磨又有良好的抗腐蚀性 碳化钨合金料筒 碳化钨合金 铬合金料筒 碳化钨合金 铬合金 镍合金料筒 选用Material优质合金刚为基材 内孔浇铸上述合金 提高料筒的耐磨损 耐腐蚀性能 料筒日常维护1 料筒螺杆未达到预先设置温度时 切勿启动机器 2 防止金属碎片及杂物落入料斗 若加工回收料 需加上磁性料斗以防止铁屑等进入料筒 3 使用防涎时要确定料筒内塑料完全熔融 以免螺杆后退时损坏传动系统零件 4 使用新塑料时 应把料筒的余料清洗干净 5 当熔融塑料温度正常但又不断发现注塑产品出现黑点或变色时 应检查螺杆过胶头 过胶圈 过胶介子是否有磨损 6 产品注塑成型时 尽量使物料塑化均匀 以降低螺杆承受的传动扭力 提高其使用年限 十三 注塑机料筒 料筒的结构料筒是塑化部件的重要零件 内装螺杆外装加热圈 承受复合应力和热应力的作用 1 前料筒 2 电热圈 3 螺孔 4 加料口螺孔3装热电偶 要与热电偶紧密地接触 防止虚浮 否则会影响温度测量精度 加料口加料口的结构形式直接影响进料效果和塑化部件的吃料能力 注塑机大多数靠料斗中物料的自重加料 常用的进料口截面形式制造简单 但进料不利 现多用非对称形式 此种进料口由于物料与螺杆的接触角大 接触面积大 有利于提高进料效率 不易在料斗中开成架桥空穴 料筒的壁厚料筒壁厚要求有足够的强度和刚度 因为料筒内要承受熔料和气体压力 且料筒长径比很大 料筒要求有足够的热容量 所以料筒壁要有一定的厚度 否则难以保证温度的稳定性 但如果太厚 料筒笨重 浪费材料 热惯性大 升温慢 温度调节有较大的滞后现象 料筒间隙料筒间隙指料筒内壁与螺杆外径的单面间隙 此间隙太大 塑化能力降低 注射回泄量增加 注射时间延长 在此过程中引起物料部分降解 如果太小 热膨胀作用使螺杆与料筒摩擦加剧 能耗加大 甚至会卡死 此间隙 0 002 0 005 ds 料筒的加热与冷却注塑机料筒加热方式有电阻电热 陶瓷加热 铸铝加热 应根据使用场合和加工物料合理设置 常用的有电阻加热和陶瓷加热 为符合注塑工艺要求 料筒要分段控制 小型机3段 大型机一般5段 冷却是指对加料口处进行冷却 因加料口处若温度过高 固料会在加料口处 架桥 堵塞料口 从而影响加料段的输送效率 故在此处设置冷却水套对其进行冷却 我厂是通过冷却循环水对加料口进行冷却的 十三 注塑机料筒 过胶头简介过胶头是装在螺杆前端的零件 在塑料塑化时的主要作用是混合塑料熔体 使熔体进一步混练均匀 同时过胶头还有塑化时限定过胶圈前后位置移动的作用 有时也称为螺杆头 分胶头 与螺杆的连接为反牙螺纹连接 过胶圈的作用就是止逆 它是防止塑料熔体在注射时往后泄漏的一个零件 在工作时 过胶圈与过胶介子 过胶垫圈 接触形成一个封闭的结构 阻止塑料熔体泄漏 一台注塑机注塑制品重量的精密程度与过胶圈和过胶介子止逆动作的快慢关系很大 而一个过胶圈动作反应的快慢 是由它的止逆动作行程 密封压合时间 离开过胶头时间等因素决定的 好的过胶头 过胶圈 过胶介子的结合可以实现高精密注射量控制 尤其在透明产品 精密产品成型方面 过胶头 过胶圈 过胶介子的作用就体现出来了 射咀是连接料筒和模具的过渡部分 注射时 料筒内的熔料在螺杆的推动下 以高压和快速的运动方式流经射咀注入模具 因此射咀的结构形式 喷孔大小以及制造精度都将影响熔料的压力损失 温度的升降 射程的远近 补缩作用的优劣以及是否产生 流涎 现象 常用射咀的形式1 自锁式射咀2 混色射咀3 直通式射咀4 子母射咀5 加长型射咀6 短射咀7 连体法兰射咀 十四 注塑机过胶头和射咀 喷嘴的功能 预塑时 建立背压 驱除气体 防止熔体流涎 提高塑化能力和计量精度 注射时 与模具主浇套形成接触压力 保持喷嘴与浇套良好接触 形成密闭流道 防止塑料熔体在高压下外溢 注射时 建立熔体压力 提高剪切应力 并将压力头转变成速度头 提高剪切速度和温升 加强混炼效果和均化作用 改变喷嘴结构使之与模具和塑化装置相匹配 组成新的流道型式或注塑系统 喷嘴还承担着调温 保温和断料的功能 减小熔体在进出口的粘弹效应和涡流损失 以稳定其流动 保压时 便于向模具制品中补料 而冷却定型时增加回流阻力 减小或防止模腔中熔体向回流 十四 注塑机过胶头和射咀 2 注射油缸其工作原理是 注射油缸进油时 活塞带动活塞杆及其置于推力座内的轴承 推动螺杆前进或后退 通过活塞杆头部的螺母 可以对两个平行活塞杆的轴向位置以及注射螺杆的轴向位置进行同步调整 3 推力座注射时 推力座通过推力轴推动螺杆进行注射 而预塑时 通过油马达驱动推力轴带动螺杆旋转实现预塑 4 座移油缸当座移油缸进油时 实现注射座的前进或后退动作 并保证注塑喷嘴与模具主浇套圆弧面紧密地接触 产生能封闭熔体的注射座压力 5 对注射部件精度要求装配后 整体注射部件要置于机架上 必须保证喷嘴与模具主浇套紧密地接合 以防溢料 要求使注射部件的中心线与其合模部件的中心线同心 为了保证注射螺杆与料筒内孔的配合精度 必须保证两个注射油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度 对卧式机来讲 座移油缸两个导向孔的平行度和对其中心的对称度也必须保证 对立式机则必须保证两个座移油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度 影响上述位置精度的因素是相关联部件孔与轴的尺寸精度 几何 十四 注塑机过胶头和射咀 1 熔胶参数熔胶参数包括2部分 储料参数和熔胶温度 当射胶动作完成后 冷却时间开始计时 熔胶动作开始 油马达带动螺杆旋转将胶料混合 熔融并挤送到射胶螺杆头前面 由于螺杆前端有一单向阀 熔融的胶料积存在熔胶筒的前端 压力逐渐增大 将螺杆向后逼退 当螺杆退到设定的位置时 电脑发出停止油马达工作的信号 熔胶动作停止 接着射嘴开始后退 射嘴后退即为离嘴 此动作可在电脑工艺画页里作选择为 不使用 即定嘴 离嘴的使用是模具的特殊要求 当产品的冷却时间越长 射嘴处的温度被模具吸收越多因而经常出现塞嘴现象 在熔胶与离嘴间可选择插入或不插入倒索动作 倒索就是螺杆作微量的轴向后退 此动作可使聚集在射嘴处熔胶的压力得到释放 避免熔胶筒里外的压力不平衡引起 垂涎 现象 1 储料参数储料参数有 储料前射退和储料后射退速度 储料前射退和储料后射退压力 储料前射退和储料后射退位置 储料各段的螺杆转速 储料各段的背压压力 储料各段的转换位置 储料终止位置 十五 注塑机参数 1 射台后退动作的参数 射台后退动作参数的设定没有特别精确的要求 后退的位置和速度基本合适即可 2 储料各段的螺杆转速 在调节螺杆转速时 应遵循从低速到高速的原则 逐渐提高螺杆转速 直到达到最佳效果 为了充分均匀塑化 在储料过程中 螺杆