注塑调机操作及操作举例PPT幻灯片

1,第二期注塑专业技能培训班,第六章注塑调机操作及操作举例屈晋晋2008.5.9,2,主要内容,调机前信息充分了解注塑工艺参数的设定,3,本节内容主要是假设模具已经上好，然后进行调试的过程（即调模师的工作）。作为注塑管理人员和技术人员，必须掌握原料、注塑机、模具、注塑工艺等基础知识，在充分掌握以上内容的基础上，下一个重要的环节也是对注塑制品最直接起作用的环节注塑调机。注塑调机的目的是通过对影响制品成型工艺条件的调节，以达到在满足制品质量要求的前提下尽可能地缩短成型周期提高生产效率。需要特别说明的是，注塑调机一靠经验和技巧，二靠基础知识的掌握，二者同样重要。,4,6.1调机前信息充分了解,注塑调机是一个逻辑性很强的过程，如图所示，可以简单地区分为四个步骤：调机前信息了解、模具复查、设置工艺参数、调整试产。,5,了解操作规程仔细阅读本机的说明书了解你所用的原料及其特性了解模具的基本特性了解注塑机的操作方式了解注塑机的加料方式了解注塑机开机与停机的注意事项掌握工艺参数,下面简单地说明初学者必须了解的几个方面的内容,6,1.了解操作规程,当你进入注塑车间时，必须仔细地阅读该机器的操作规程。特别注意：不同的机台，操作规程有一定的差异，但总的原则是相通的。,7,2.仔细阅读本机的说明书,当你所用的注塑机是相当新的、完好设备时，一般来说，只要仔细阅读本机的说明书即可了解本注塑机的有关性能。当你所用的注塑机是相当陈旧的、即将淘汰但现时还在使用的注塑机时，除了要仔细阅读说时书以外，你还必须进一步向一线员工了解该注塑机的特有信息，如该注塑机说明书中标出最高注射压力可达到120MPa（表压），由于油路系统使用已久，此时实际上最大注射压力只有90MPa（表压），这点你必须心中有数。应当有的功能或标志，此时已经没有，或某功能已经失去，如有些指灯已坏但功能尚在，这些都要注意。,8,3.了解你所用的原料及其特性,主要是要了解原料的工艺性及热性能。,9,4.了解模具的基本特性,如果模具已安装就绪，则需了解模具的结构。如果模具还没有装妥，则还需参与安装模具的工作。塑料成型模具的特点如下：塑料在进入模腔之前模具已事先闭合；设有浇注系统；塑料的加热在注塑机料筒内进行；塑料射入模腔的速度比挤出等快得多；注塑模要设有加热或冷却装置；模具的生产效率高，易于实现自动化；注塑模的生产适应性强；模具结构复杂，制造周期长，成本较高，特别适用于批量大的产品。,10,5.了解注塑机的操作方式,注塑是一个按期预定的顺序，进行周期性动作的过程，其工作过程循环如图所示。完成上述周期动作，根据需要可选择点动、手动、半自动和全自动四种操作方式详见第二章。,11,6.了解注塑机的加料方式,根据注射座移动与否，有三种预塑加料方式。具体见第二章的内容。,12,7.了解注塑机开机与停机的注意事项,（1）开车前必须作好下列检查：检查各按钮、电器线路、操作手柄、手轮等到有无损坏或失灵现象。各开关、手柄应在“断”的位置上；检查安全门在导轨上滑动是否灵活，开关时是否能触动限位；检查各冷却水管接头是否正常，试行通水，杜绝渗漏现象；打开润滑油入各润滑点；检查料斗有无异物；检查喷嘴；模具用螺栓固定在模板上以后，进行试模。,13,（2）开机时须知：接通电源起动电机，油泵工作以后，应打开冷却水阀门，对回油进行冷却；油泵进行短时间空运转，待正常后关闭安全门，先采用手动合模，并打开压力，观察压力的状况；空机时手动操作空运转动作几次，检查各部件的作用是否正常；进行半自动、全自动操作的试机，检查运转是否正常；检查注射制品件计数装置及报警装置是否正常、可靠；各方面都正常以后，根据需要采用一种操作方式进行生产。,14,（3）停机时要做到：关闭温度控制仪表停止加温；关闭进料闸板，停止向料筒内供料；待料筒内物料注射完毕，通常情况下可降温停机，但是一些热敏性材料要进行清理，如PVC等，应采用PE、PP或螺杆清洗专用料将料筒清洗干净，防止下次生产时塑料分解；关闭总电源、水源；模腔应喷防锈油防止锈蚀；料斗盖盖好，防上灰尘落入料斗内；将注塑机各部门擦拭干净，并打扫环境。,15,8.掌握工艺参数,如果你是塑料加工专业的操作人员，则需要考察工艺卡上工艺参数是否正确，如果有严重的问题，则要询问制定工艺卡的人员。如果你不是本专业的操作人员，则照着工艺执行就行了。,16,6.2注塑工艺参数的设定,注塑机温度控制注塑机压力控制加料量设定模具温度设定成型周期设定,17,在塑料原材料、注塑机和模具确定之后，注塑工艺参数的选择和控制是保证制件质量的关键。在模具固定成功之后，需要对注塑计量装置、锁模力、注射压力、注射周期（注射时间、保压时间、冷却时间、开合模时间）、料筒温度、模具温度等参数进行设置。,18,6.2.1注塑机温度控制,所谓注塑温度控制，是指塑料在料筒内如何从原料颗粒一直均匀地被加热成为塑化的黏流体，也就是料筒温度如何设置的问题。最理想的是根据料筒内熔体的实际情况随时进行无级的调温，但是很难办到。现在所有注塑机都是分段调温，有两段、三段或更多段。对于不同的塑料，不同段数的料筒所需设置的温度都不尽相同，这也是现在很多资料给出的各段料筒温度不尽相同的原因，有些差异还较大。所以最好的方法还是从实际出发，有针对性地进行设置。,19,通常，注塑温度设置要注意以下原则：,1、应能满足有效充模又不引起分解2、不同性能的塑料采取不同的温控制策略3、料温与注塑机温控表所示温度并不一致4、熔料温度的设置要考虑制品的模具结构5、喷嘴部分的温度设置要准确6、料筒各段温度在设置时要有差异7、工艺调试过程应以调节温度为主,20,1、应能满足有效充模又不引起分解,只有在充分塑化的前提下，进入模腔的塑料才能以畅顺的流动状态充满模腔并接近完全地充满模腔，达到完美的效果。如果塑化温度过低，塑化不均匀，制件表面将起波浪痕，色泽暗淡。如果塑化温度过高，将有局部塑料因分解而气化，轻则制件表面“起霜”，重则出现银纹、起泡。,21,料筒温度主要由物料的特性决定：对于无定型塑料，料筒前端（连着喷嘴部位）最高温度应高于流动温度Tf，而对于结晶型的塑料应取高于熔点温度Tm，但都要小于热分解温度Td；其次是与聚合物的平均质及其分布有关，凡因分子量大、分布范围窄融黏度高者，所需塑化流动的温度就高。具体而言，为了保证制品和各项性能均满足要求，尤其是外观质量，则使物料熔融的温度最好比充满腔所需要的温度高出2030。,22,有时候某种塑料本来需要较高的炉温，但有些生产人员制于诸如着色剂对高温耐受能力差等原因，而有意识的降低塑化温度，用提高注射压力或注速率等办法强行充模。这样做局限性很大，高压不利于机台和模具使用，同时在低温高压下注塑成型的制品内应力高，很容易在存放或使用环境下变形、碎裂和破坏。,23,2、不同性能这塑料采取不同的温控策略,对于温度敏感的村料，可以采用提高温度的方法改进加工性能，而对于压力敏感的村料，通过调节温度则不会有太好的效果。,24,例：,以ABS和聚碳酸酯主例，这两种塑料加工性能对温度在两种不同的反映，它们的熔融黏度与温度的关系如图所示。,25,由图可见，ABS的黏度随温度上升的下降幅度很小，所以当ABS达到变形流动温度后，在继续增加料筒温度来帮助充模是没有什么效果的，特别是当制造ABS彩色制品时，反而有害而无利，彩色颜料多为有机化合物，大多数在高温下变得很不稳定，使制件颜色消退，出现不均匀的色斑，即温度高会造成色彩紊乱。,26,聚碳酸酯与ABS相反，稍微增加温度，其黏度即有较大幅度的下降，这对操作特别有利。据资料介绍，在加工温度基础上再提高，注射压力可降低一半；也就是说，如果温度低于正常加工时的温度，注射压力就增加一倍。,27,3、料温与注塑机温控表所示温度并不一致,在螺杆式注塑机中，由于螺杆的转动，使塑料获得很大的剪切热、摩擦热。而且，物料在螺槽中进行复杂的穿插运动，受到搅拌混合作用，加上料层较薄，热传导快，这些都使料温和机筒温度误差缩小。而柱塞机，仅靠注塞的推动和分流梭的分流，塑料的摩擦热、剪切热都小，熔体所需热量都由料筒外壁的热源提供，所以料温和机筒温度误差较大。基于上述原因，任何时候都不能把温控表上指示的温度当作料筒内熔体的实际温度，温控表上指示温度只能提供作为实际温度的参考或调节依据。对于螺杆式注塑机，温控指示的温度与实际温度接近或略低1117，而对柱塞式注塑机，则高出1117。,28,4、熔料温度的设置要考虑制品的模具结构,如成型薄壁、形状复杂和带嵌件的制件时，需具有较好的流动性以利充模，相应地就要求提高料筒的温度。,29,5、喷嘴部分的温度设置要准确,喷嘴部分的温度对产品的外观质量特别有意义。喷嘴温度的波动将使制件质量备受影响，如熔接痕变粗、出现飞边、产品粘色、光泽不佳等。对于彩色ABS制件不能有以上的波动，否则制件颜色将变得不可控。,30,喷嘴部分的喷嘴温度一般略低于料筒最高温度，以不发生“流延现象”为准。同时要考虑到熔料温度可以从注射瞬间发生的摩擦过程中得到提高。不过喷嘴温度也不能调得太低，以免造成冷料堵塞喷嘴孔道或在成型下一个制品时将冷料带入，使制件带有冷料斑。,31,6、料筒各段温度在设置时要有差异,对螺杆机，由于螺杆的剪切和摩擦热都较大，有助于塑化，出料段的温度也可略低于中段，这样可防止塑料的过热分解和制品颜色的变化。有时候出料段的塑化会显得不足，影响制件质量，也需要将中段的料筒温度适当提高，甚至稍微高于出料段。为了防止塑料过早熔化结块堵塞进料口，除了在进料口加装冷却夹套外，始终应保持较低的加热水平。,32,7、工艺调试过程应以调节温度为主,调节料筒各段温度虽然耗时较多，但能保证正常生产，是一种较为安全的手段；如果动辄就提高压力，不单增大了动力消耗、机械损耗，还容易发生损坏机台和模具事故。,33,判断料温是否得当，可用点动动作，在低压低速下对空注射观察。如果喷出来的料流刚劲有力，不带泡，不卷曲，光亮，连续，就说明温度设置较好。,34,调试好工艺条件的注塑机，应采用自动或半自动动作生产以保证塑料在料筒内有一个较为稳定的停留受热时间，成批产品的内在质量和外观质量才能有一致性。这一点，对用有机着色剂着色的制品更加必要，因为这些着色剂对温度的敏感性很大，温度变化，色相和色泽也跟着变化。,35,6.2.2注塑机压力控制,注射压力调节保压压力调节塑化压力调节,36,6.2.2.1注射压力调节,当注射压力过低时，塑料进入型腔缓慢，与金属壁面接触的那一层塑料会由于温度急速下降而使黏度增高甚至疑固，并很快向流动轴心波及，使塑料流动通道在很短时间内变得狭窄，大大降低了进入模腔的压力，结果使制件表面出现波纹、缺料、气泡，有些塑料的制件还会脆性破裂。当注射力过高时，熔料充模过快，在浇口附近以湍流形式进入而发生“自由喷射”，夹带空气带入制件，于是制件表面出现云雾斑或闪光一类缺陷。高压注射往往也是造成制件飞边的主要原因；同时，高压制件脱模残余应力大，脱模困难，容易发生翘曲变形。,37,注射压力控制要注意以下几点：,（1）实际的注射压力应高于充满型腔所需的压力在注射过程中，压力急剧上升，最终达到一个峰值，这个峰值就是通常所称的注射压力。注射压力显然要比充满型腔所需的压力偏高，偏高的幅度是可大可小的。据经验，在安全生产的前提下，偏高程度越大，制件质量越好。,38,（2）应根据制品的结构（形状复杂程度、壁厚、尺寸大小）选择注射压力,制件尺寸大、形状复杂、壁薄时宜用较大的注射压力。但高的程度要有所限制。这种形状复杂的制件往往容易发生脱模困难的毛病，当压力增大时，问题更为突出。制造这种模具，应尽量采用大一些的脱模斜度和可靠的顶出结构。,39,（3）注射压力和大小与塑料品种有关,这一点与温度设置中要根据塑料品种，设置料筒温度的原因一样，即对于温度敏感的材料要以温度设置为主要手段，而对压力敏感的村料以增加压力为主要手段。,40,（4）多级压力控制的注射成型,通过在液压系统中加装制动元件或设计出新型的闭路循环制动系统进行控制，现在的注塑机实现了多级压力控制。大多数注塑机都有“注射一”、“注射二”、“注射三”之类的档位。这种多级压力注射既能使制件顺利充模，又不会出现熔接线、凹陷、飞边和翘曲变形。由于它灵活性、变换性高，对于薄壁制件、多浇口小件、长流程大型制件的模塑，甚至型腔配置不太均衡及锁模不太紧密的制件模塑都有好处。,41,6.2.2.2保压压力调节,虽然偏高的注射压力是完全充模的基本保证，但制件的密度主要决定于封闭浇口时压力的高低，而与充模压力无关。因此，从模腔填满塑料后，继续施加于模腔塑料上的注射压力，直至浇口完全冷却封闭的一段时间，要靠一个相当高的压力支持，这就是保压压力。其作用是补充靠近浇口位置的料量，并在浇口冷凝封闭以前制止模腔中尚未完全硬化的塑料在残余压力作用下向浇口料源方向倒流，防止制件的收缩。,42,保压压力及注射速率通常是塑料充填模腔时最高压力的50%65%。保压压力过大，加之时间较长的话，有可能将浇口、流道上的冷料挤进制件内，使靠近浇口位置出现冷料斑。,43,6.2.2.3塑化压力调节,塑化压力是塑料塑化过程所承受的压力，又称背压。背压调节通过调节注射油缸后部油路上设置的控制阀来实现，主要是通过控制螺杆旋转后退时注射油缸排油的速率，使油缸保持一定的压力，从而使后退的螺杆对物料仍然有一定的压力。,44,背压调得恰当时,可避免料筒内出现局部滞料情况，塑化效果提高，从而避免塑料未完全熔化便射进模内。未完全熔化的胶块将对喷嘴、流道、浇口、进料通道造成阻塞，令充模过程受阻，制件势必质量低劣、成品率差；同时也会造成塑料的混合效果差，使有色彩的制品颜色不均匀。,45,背压压力调得太低时,螺杆后退过快，从料斗流入料筒的塑料颗粒粒相对少，空气量大，在注射时要消耗一部分注射压力来排除空气。更重要的是，如果背压低，加上螺杆转速又不高，使螺杆的后退形同柱塞式注塑机的柱塞那样，塑料的塑化效果就会更差。,46,背压太高时,螺杆后退受到较大的阻力，在螺杆旋转不断地将塑料推向前方的情况下，将使机头压力增高，从而增大螺槽中的逆流和料筒与螺杆间隙的漏流，反而使塑化效率（单位时间能塑化的料量）降低。螺杆转速越高，塑化压力对塑化效率影响越大，因为大的剪切作用和高的摩擦热使熔料温上升，黏度下降，逆流和漏流更大了。,47,过高的背压往往还带来其他问题,由于料筒内热效应增大，在外加热条件不变的情况下，塑料的实际温度将增高，有可能造成热分解或出现交联，着色剂分解变色；预塑周期延长，生产效率下降；喷嘴容易发生流延，机头料增加；即使采用自锁式喷嘴，如果背压高于设计弹簧闭锁压力，亦会造成机器及配件疲劳破坏。,48,6.2.3加料量设定,大多数螺杆式注塑机（包括以容积计算法加料的注塞式注塑机）都是以注射螺杆（或柱塞）的行程大小来显示料筒前端熔料被推出的料量。在正常情况下，注射螺杆（或柱塞）每完成一次注射，型腔被充满，柱塞或螺杆不再前进时，注射螺杆（或柱塞）所处在位置与走完全程所处位置（零位）之间应保持一段距离，这段距离一般称为“缓冲垫”，它是料筒内螺杆（或柱塞）前端积余下来的熔融剩料占用的熔积。可压缩性缓冲垫的存在，使注射螺杆（或柱塞）在注射动作的后期有一个缓慢推进过程，将剩余的压力能积蓄下来，当柱塞或螺杆最终卸压时再行释出，继续向型腔流道方向传递，从而使制件冷却收缩时不断有料补充。,49,6.2.4模具温度设定,注塑过程，模具温度直接影响塑料的充模和制件的定型，最终也影响生产效率和质量。,50,一般而言，模温控制有三个目的,其一，是令模具各位置温度尽量均衡一致，使型腔内的塑料熔融程度接近一致，保证制件质量，避免或减少因内应力的出现而导致制件强度下降。,51,其二，是对型腔实行有效冷却，所谓有效冷却就是在顺利充模的前提下，将处于100200的熔态料转为接近常温的固态料时，传给模具的热量尽可能迅速地全部移走，使制件讯速与型腔面脱离。如果生产过程热量不能有效地移走，模温便逐渐升高，使制件有可能出现飞边、收缩凹陷、顶出变形、冷后变形量大等诸多缺陷。在模具单边温度过高情况下，还会发生咬模，使出模时流道或制件脱离困难，模具损坏。,52,其三是缩短生产周期，提高生产效率。如果让模具持续在高温下工作，制件在模内冷却至完全固化的时间相对增加，延长了启模时间，结果增长了生产周期，降低了生产效率，提高了生产成本。对聚乙烯、聚丙烯等热余量大、温差变形度大的塑料，如果缺乏有效冷却，为减少出模后的变形，将生产周期一再延长，最后甚至会延长到不能断续生产的地步。,53,6.2.5成型周期设定,注射速度设置保压时间设置,54,成型周期,成型周期是指完成一次注塑工艺过程所需的总时间，其组成如图：,55,注射时间与塑料的流动性能、制件的形状和结构、模具的浇注系统、注射速度等因素有关，一般为几秒至几分钟，而且大部分是消耗在保压时间上。闭模冷却时间与熔体温度、模具温度、脱模温度和制件的壁厚等因素有关，一般为几十秒至几分钟，以制件的刚度要求为准。对于成型周期，人们一般是力求越短越好，这样可以提高生产效率。但是在注射时间的设置上，有很多地方要注意。充模时间的设置实际上是注射速度的设置，注射速度和保压时间的设置直接影响制品的质量。,56,6.2.5.1注射速度设置,1）低速注射2）高速注射,57,注塑机上的注射速率是通过调节单位时间内向注射油缸供油的多少来实现的。当液压系统的大、小泵同时向注射油缸供油，使注射油缸活塞在大流量液压油的推动下迅速前进时，熔融塑料在调定压力下迅速充模，即高速注射。通常高速注射对应着高压注射。当注射时液压系统的油量只是部分向注射油缸供油，活塞移动速度慢，注射速率也慢，就成为低速注射。有些注塑机注射油路上还设有流量调节阀，根据需要调定注射速度快慢，如中速注射等。较先进的注塑机设有多级速率的液压控制系统。随着充模速度的不同可出现不同的充模效果。,58,1）低速注射,低速注射时，料流速度慢，熔料从浇口开始逐渐向型腔远端流动，料流末端呈球状，先进入型腔的熔料先冷却而流速减慢，接近型腔壁的部分冷却成高弹性的薄壳，而远离型腔壁的部分仍为黏流态，球状料流末端继续延伸至完全充满型腔后，冷却壳的厚度加大而变硬。这种慢速充模由于熔料进入型腔时间长，冷却使得黏度增大，流动阻力也增大，需要用较高注射压力充模。,59,低速充模的优点是流速平稳，制件尺寸比较稳定，波动较小，而且因料流剪切速率减小，制件内应力低。在较为缓慢的充模条件下，料流的温差，特别是浇口前后料的温差大，有助于避免缩孔和凹陷的发生。,60,低速充模的缺点是当充模时间延续较长时，容易使制件出现分层和结合不良的熔接痕，不但影响外观，而且使强度大大降低，在成型带细纹的制件（如细牙纹）时，会令细纹轮廓不规整。有时在低速注射要求下，为了弥补上述缺点，只好将注射压力一再提高。但注射压力提高后，又很易在充模过程形成大的压力梯度，增加分子定向排列程度，从而使制件存在各向异性，降低使用强度。,61,2）高速注射,高速注射时，料流速率快，熔料从浇口射入模腔，直到熔体冲撞到前面的型腔壁为止，后面的熔料接着压缩，最后相互折叠融合成为一个整体。,62,高速冲模的优点：,熔料很快充满型腔所需时间短，料温及黏度下降小，可采用较低的注射压力。高速充模能改进制件的光泽度和平滑度，消除了接缝线现象及分层现象，收缩凹陷小，颜色更均匀一致，对制件厚度较大部分能保证丰满。,63,高速充模的缺点：,首行是当充模速率过快时，有可能转化成“自由喷射”，出现湍流或涡流现象，从而混入空气，使制品起泡，特别是当模具型腔排气不好时，会因制品内部来不及排气而产生诸多大小不一的气孔，或因型腔空气在急剧压缩下产生更大的热而使制件烧伤变焦；,64,其次是塑料流道、浇口等狭窄处所受的摩擦及剪切力大，使局部区域温度过高，制件泛黄；,65,再有就是由于料流速度紊乱，有可能导致熔体破裂，使制件表面产生云雾斑；过高的充模速率还会增加由内应力引起的翘曲和厚件沿接缝线开裂的倾向。实际上，熔料进入模腔的速率不完全地由注射速率所决定。其影响因素有：注射压力的大小、熔料的流动性、型腔形状及状浇口流道的形式和尺寸大小等。,66,进行注射速率设定时，通常要注意以