注塑工艺理论培训教材.doc

647855ccea60d4dd91deb6711fcd53a0.pdf注塑工艺培训教材一、 注塑工艺基础知识注塑成型是多种塑料制品成型方法中的一种，与其它塑料成型方法相比，注塑成型具有生产周期短，适应性强，生产效率高和易于自动化操作等特点。注塑成型就是将塑料（一般为粒料）在注塑机的料筒内加热熔融，当呈流动状态时，在螺杆加压下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经一定时间冷却后，开启模具即得制品。我分厂生产的注塑件均是用在空调器上，对零件的表面状况、尺寸稳定性、力学性能等方面都有一定的要求。如分体机面板、面板体、导风板等外观注塑件构成了我公司分体式空调的门面，它们表面状况的好坏对空调的外观质量起了决定性的作用；又因塑料的收宿率较大，若操作不当，注塑件尺寸的一致性就难以保证，将直接影响到空调的装配和运行。总之，注塑操作过程注塑工艺的控制在保证我公司空调的装配及整机质量上起着重要的作用。二、 注塑用塑料的工艺性能我分厂现用到的塑料主要有ABS、ABS+PC、透明ABS、PP、PC、PS、AS、PA（尼龙）等。运用最普通，量也最大的是ABS，绝大部份空调室内机的塑料件是用ABS加上着色剂（色母）制成，着色剂的加入一方面能使制品获得鲜艳的颜色，增加美观，另一方面可改进制品耐候性和耐老化性，延长制品的使用寿命，但着色剂的热稳定性不是很理想，在较长时间的高温高压条件下会褪色、烧焦。另外就是PP料，PP料根据所加填料的不同有耐候PP、填充PP、高冲PP，此类料均是有色拉粒料。1、 塑料的加工状态对塑料加工而言，不同的温度对应不同的加工状态。塑料存在三个关键的温度：整形最低温度、加工最低温度和加工允许最高温度。一般整形最低温度为70，只有在这个温度以上整形的效果才有保证，而且整形后制品温度必须需迅速冷却至整形最低温度以下，形状才会保持下来，但必需注意的是，整形过程中塑料结构会有所变化，翘曲得到缓解，制品尺寸会减少，所以整形的温度和时间一定要控制好。加工最低温度一般为160-180，达到这一温度后，塑料成熔融状态，可进行注塑加工，加工允许最高温度也可说是塑料的分解温度，一般在260左右，温度再高时塑料会分解，外观和性能都会出现不良现象。2、 塑料的收缩性塑料的收缩性较大，所以制品尺寸在不同的工艺条件下会有较大的差异。另外，塑料的收缩具有方向性，沿流动方向的收缩要大于垂直于流动方向的收缩。3、 塑料的吸湿性塑料根据其易吸水和不易吸水的性能，分为两种类型，第一种类型有ABS、PC、AS、PA、PMMA等，这一类型的塑料在加工前，必须进行干燥处理，以排除水份，否则在加工过程中，塑料会起泡，粘度下降，制品质量变差。另外，在加工过程中，要防止塑料重新吸湿。第二种类型有PVC、PS、PP、POM等，因不易吸水，而且在加工过程中少量的水分对这些材料都不会有太大的影响，所以加工前可不经过干燥。4、 分厂用塑料的各种性能参数（见下表）塑料名称干燥温度（）干燥时间熔胶温度（）模具腔表面温度（）ABS75854H2002705090PP2502702060AS2202804080POC801004H28032080100ABS+PC80854H2303005090PA(尼龙)2302604080 三、注塑工艺过程注塑工艺过程可分为塑化计量、注射充模和冷却定模三个阶段。1、 塑化计量：塑化是指塑料在熔胶筒内转变成熔体，计量是指能够保证注塑机通过螺杆将塑化好的熔体定温、定压、定量地输出料筒所进行的准备动作，计量精度的高低对制品精度的高低影响很大。2、 注射充模：注射充模又可细分为流动充模、保压补缩和倒流三个阶段。A、 流动充模：指注塑机将塑化好的熔体注塑模腔的过程；B、 保压补缩：指从熔体充满模腔至螺杆在料筒中开始后撤为止，保压是注塑压力对模腔内的熔体继续进行压实的过程，而补缩则是指保压过程中，注塑机对模腔内逐渐开始冷却的熔体因成型而出现的空隙进行补料的动作，保压力、保压时间和模具腔压力之间的关系，将会对冷却定型时制品密度、收缩及表面缺陷等问题产生重要影响；C、 倒流：指螺杆向后倒退时，模腔内熔体向着浇口和流道方向流动。3、 冷却定型：注射充模完成后需一定的时间冷却定型。四、 注塑工艺参数及其调整注塑工艺参数主要包括温度控制、压力、速度、料量、合模参数及成型周期。1、 温度主要指料温和模温，其中料温影响塑化和注射充模，模温同时影响充模和冷却定型。料温是指塑化物料的温度和从喷嘴注射出的熔体的温度，料温的选择应循以下原则：a) 料筒温度应保持在塑料的粘流温度以上，热分解温度以下的范围内；b) 料筒温度与注塑机类型、制品及模具的结构特点有关，如对薄壁制品或形状复杂和带嵌件的制品，可用较高的料筒温度；c) 为了避免物料热分解，除了要控制料筒最高温度外，还要控制在料筒内停留的时间；d) 为了避免流埏现象，喷嘴温度应略低于料筒的最高温度；e) 判断料温是否合适，可彩对空注射法观察，对空注射时，如果料流均匀、光滑、无泡、色泽均匀，则说明料温合适。模具温度是指与制品接触的模腔表面温度。选择合适的模具温度可缩短成型周期，提高制品质量，减少废品率。一般情况下，提高模温可改善熔体在模腔内的流动性，增加制品的密度的光洁度，制品容易充满，但模温若过高，则易出现色差、烧焦或成型周期长，若过低则制品会出现制品缺料、表面流波纹以及熔接痕明显。2、 压力压力包括注射压力、保压压力和背压。其中注射压力又与注射速度相辅相成，对塑料熔体的流动和充模具有决定性的作用。保压压力和保压时间密切相关，主要影响模腔压力及最终成型质量。背压力的大小影响物料的塑化过程，塑化效果和塑化能力，并与螺杆转速有关。i. 注射压力：对熔体的流动、充模和制品质量都有较大影响。若压力过低会导致模腔压力不足，熔体不能充满模腔，结构复杂的制品还会粘模且不易脱模。若压力过大，不仅会造成制品毛刺大、气泡、银纹、变形，还会因磨擦热达大而烧伤制品。ii. 保压压力：为了补缩需要继续维持熔体流动的压力称保压压力。保压压力的大小 与制品的形状、壁厚有关。若保压力过大，制品的重量将增加，尺寸增大，增加了生产成本，且内应力大，易变形。若保压力过小，制品会出现缩水。iii. 背压：即塑化压力，指螺杆在塑化成型物料时，其前端汇集的熔体对它所产生的反压力。适当的背压可以排除物料中的气体，增强物料的密度，改善塑化质量。一般尽量使用较小的背压。过高的背压会使剪切热过高或应力过大，使塑料发生降解而影响产品的质量，增加功率消耗，过小的背压易使空气进入螺杆前端，使制品出现黑点、云状条纹和细小气泡。背压的调整应考虑材料的性能及制品的表面质量、尺寸精度。3、 速度速度包括注射速度、螺杆转速。i. 注射速度：与注射压力相辅相成，在较高的注射速度下，得到的制品较密实和均匀，熔接区强度也会有所提高，而且对于多腔模，还缩小各腔制品的尺寸误差。但速度过大时，也会引起喷射流动，如果模具排气不良，还会因压缩气体放热而灼伤制品（烧焦）或产生热降解。如果注射速度过低，容易造成制品缺料、分层和明显的熔接痕等缺陷。ii. 螺杆转速：指螺杆塑化成型物料时的旋转速度，当背压增大时，应相应提高螺杆转速。4、 料量料量包括注射量、余料量、防延量。i. 注射量：对制品注射量的控制，就是对注射行程的控制。如果注射行和调不准，将会造成注射量不足或每次注射后余料量过多，这样会分别使制品出现缺料和物料在料筒内过热降解等现象。注塑机不可用于加工小于额定注射量1/10或超过额定注射量70%的制品。ii. 余料量：指多次注射动作完成时料筒前端必须留有的物料量。它的作用是对螺杆的余料进行传递和缓冲。若无余料或余料量太少，保压将推动意义，造成制品缺料工凹陷，乃至使螺杆撞坏射咀，但余料量也不能过大，过大时会造成注射压力损失，并使物料因受热时间过长而引起降解。iii. 防延量：指螺杆计量（预塑）到位后，又直线地倒退一段距离，使熔体比容增加，内压下降，防止熔体从料筒向外流出。它的作用还有减少内应力，降低喷嘴流道系统的压力，在开模后容易带出胶口。5、 合模参数合模参数包括合模力和顶出力。i. 合模力：是指在注射充模阶段和保压补缩阶段，模腔压力要产生使模具分开的力，为克服这种力，合模系统施模具以闭紧的力。合模力的大小对制品表面质量和尺寸精度均有影响，合模力过小时，易形成飞边，结构复杂的模具会钻胶，合模力过大时，又使模具发生大的弹性变形，导致制品出现不正常的应力，并使制品尺寸产生大的偏差，且造成不必要的能量消耗。ii. 顶出力：当制品从模具上落下时，需一定的外力来克服制品的模具的附着力。所以制品的顶出力、顶出速度和顶出行程要要据制品的结构、形状与尺寸，制品材料的性质以及工艺条件进行调整。过小的顶出力制品无法脱下，过大的顶出力和顶出速度会使制品发生翘曲变形，甚至断裂破坏。第 5 页 共 7 页647855ccea60d4dd91deb6711fcd53a0.pdf注塑件常见缺陷及产生原因列表制品缺陷产生原因制品填充不足（缺料）1、料筒、喷嘴及模具的温度偏低；2、加料量不足；3、料筒内剩料太多；4、注射压力太小；5、注射速度太慢；6、注射时间太短；7、流道的浇口尺寸太小，浇口数量不够，且浇口位置不恰当；8、型腔排气良；9、浇注系统发生堵塞；10、塑料的流动性太差。制品溢边（毛刺）1、料筒、喷嘴及模具温度太高；2、注射压力太大，锁模力太小；3、模具密封不严,有杂物或模板变形4、型腔排气不良；5、加料量过大；6、塑料的流动性太好。制品有气泡1、塑料干燥不够，含有水份；2、塑料有分解；3、注射速度太快，注射压力太小；4、模具温太低，充模不完全；5、模具排气不良；6、从加料端带入空气。制品凹陷（缩水）1、制品壁厚与壁薄相差过大；2、加料量不足；3、注射和保压时间太短；4、料温太高；5、注射压力太小，注射速亦太快；6、浇口位置不恰当。刦品有明昶的熔接纹1、料温太低，塑料的流动性差；2、注射压力太小；3、注射速度太慢；4、模温太低；5、型腔排气不良；6、塑料受到污染。1、塑料含有水分和挤发物；2、料温太高或太低；5、嵌件未预热或温度太低；6、制品内应力太大。制品的表面有黑点条纹1、塑料有分解；2、螺杆转速太快，背压太大；3、喷咀与主流道吻合不好,有积料；4、模具排气不良；5、塑料受污染或带进杂物；6、塑料的颗粒大小不均匀。制品翘曲变形1、模具温度不高，冷却时间不够；2、制品厚薄悬殊；3、浇口位置不恰当且数量不够；4、顶出位置不恰当且受力不均。制品的尺寸不稳定1、加料量不稳定；2、料筒和喷嘴的温度太高；3.塑料颗粒大小不均,新旧料混合比例不恰当；4、注射压力太小；5、充模和保压时间不够；6、浇口和流道的尺寸不恰当；7、模具温不均匀；8、模具的设计尺寸不准确；9、注塑机的电气、液压系统不稳定；10、顶杆变形或磨损。制品粘模1、注射压力太大，注射时间太长；2、模具温度太高；3、浇口尺寸太大且位置不恰当；4、型腔的表面粗糙度太低；5、脱模斜度太小；6、顶出位置不恰当。主流道粘模1、冷却时间太短，塑料尚未凝固；2、料温太高；3、喷嘴温度太低；4、主流道无冷料井；5、喷嘴的孔径大于主流道的直径；6、主流道的表面粗糙度太低；7、主流道衬套弧度与喷嘴弧度不合；8、主流道的脱模斜度不够。制品分层脱皮1、不同塑料混杂；2、同一种塑料不同