塑料注射成型机

1、塑料注塑成型机 班级： 姓名： 学号： 塑料成型机引言：塑料成型加工设备是在橡胶机械和金属压铸机的基础上发展起来的。自19世纪70年代出现聚合物注射成型工艺和简单的成型设备以来，作为一个产业，直至20世纪30年代才获得较快发展，塑料成型加工设备逐渐商品化，注射成型和挤出成型已成为工业化的加工方法。吹塑成型是仅次于注塑与挤出的第三大塑料成型方法，也是发展最快的一种塑料成型方法。1、注射成型机的组成、分类及型号（1）原理：将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成塑料制件。（2）特点：能一次成型出外形复杂、尺寸精确或带有嵌件塑料制件。生产率高及易于实现自动化。（3）应用：国防工业、机械、电子、航

2、空、交通运输、建筑、农业、文教、卫生及人民生活等各个领域。1.1 注射成型机的组成往复螺杆式注射成型机组成1、 合模装置 2、注射装置 3、电气控制系统4、液压传动系统（1） 注射装置：主要作用：使塑料均匀塑化熔融，以足够压力和速度将一定量的熔料注射到模腔内。结构组成：塑化部件（机筒、螺杆、喷嘴）、料斗、计量装置、螺杆传动装置、注射移动油缸（2）合模装置（锁模装置）：主要作用：保证成型模具可靠的闭合和实现模具启闭动作，即制成品。结构组成：模板、拉杆、合模机构、制品顶出装置、安全门系统;（3）液压传动和电气控制系统：主要作用： 保证注射机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间）和动作程序，

3、准确无误地进行工作。结构组成：液压部分液压泵、液压马达、方向阀、流量阀、压力阀、控制阀电气部分动力、动作程序和加热等控制部件1.2 注射成型机的分类按注射机外形特征分类（1） 立式注射成型机特点：注射装置与合模装置的轴线呈一线，与水平方向垂直排列。优点：占地面积小，模具拆装方便；成型制件的嵌件易于安放。缺点：制件顶出后常需要用手或其他方法取出，不易实现全自动化操作；因机身较高，机器的稳定性差，加料及机器维修不便。应用：主要用于注射量在 60 cm3 以下的小型注射成型机上。（2）卧式注射成型机特点：注射装置和合模装置的轴线呈一线，水平排列。优点：机身低，利于操纵和维修；机器因重心较低，故较稳定

4、；成型后的制件可利用其自重自动落下，容易实现全自动操作。应用：卧式注射成型机应用广泛，对大、中、小型都适用，是目前国内外注射成型机中的最基本形式。（3） 角式注射成型机特点：注射装置与合模装置的轴线相互垂直排列。应用：优缺点介于立、卧两种注射成型机之间，使用也比较普遍，在大、中、小型注射成型。机中都有应用。它特别适合于成型中心不允许留有浇口痕迹的制件。（4）多模注射成型机 多模注射成型机是一种多工位操作的特殊注射成型机，可根据注射量和机器的用途将注射与合模装置进行多种形式的排列。按注射机加工能力分类 注射机的加工能力主要用注射量和合模力参数表示，国际上通用的表示方法是用注射量和合模力同时表示。

5、按其加工能力可分为超小型、小型、中型、大型、超大型(巨型)注射机。按注射机的结构分类主要有：（1）柱塞式注射机结构简单，但塑化不均匀，注射压力损失大，注射量小。（2）螺杆式注射机塑料在料筒内得到很好的塑化，塑件的质量较高：注射量大，缺点是价格比柱塞式注射机高。螺杆式注射机工作原理1.3 注射成型机型号规格的表示法 国际上的表示方法：注射量、合模力、注射量与合模力同时表示我国允许采用注射量、注射量与合模力两种方法。一、注射量表示法原理：注射量表示法是用注射机的注射容量( )表示注射机的规格，即注射机以标准螺杆(常用普通型螺杆)注射时的80%理论注射量表示。特点：比较直观，规定了注射机成型制件的体

6、积范围。缺点：不能直接判断机器规格的大小。举例：XS-ZY-125 125注射机的注射容量为125 ， XS-ZYX表示成型、S为塑料、Z为注射、Y为预塑式。二、合模力表示法原理：合模力表示法是用注射机最大合模力来表示注射机的规格。特点：此表示法直观、简单，可直接反映出注射机成型制件投影面积的大小。缺点：合模力表示法并不直接反映注射制件体积的大小，所以此法不能表示出注射机在加工制件时的全部能力及规格的大小，使用起来还是不够方便。三、合模力与注射量表示法原理：用注射机合模力作为分母，注射量作为分子表示注射机的规格(注射量/合模力)。对于注射量，为了对不同的注射机都有一个共同的比较基准，特规定注射

7、压力在100MPa时的理论注射量为注射量计算基准。特点：比较全面地反映了注射机的主要性能，是国际上通行的规格表示法。 举例：SZ-63/50 63注射容量为63 50合模力为50×10kN SZS表示塑料机械，Z表示注射机。2、注射成型机的工作过程塑料注射成型：利用塑料的三种物理状态（玻璃、高弹和粘流），在一定的工艺条件下，借助于注射机和模具，成型出所需要的制件。1、模具 2、喷嘴 3、加热圈 4、料斗 5、螺杆传动装置 6、注射液压缸 7、行程开关 8、螺杆 9、料筒3、注射成型机的技术参数3.1 注射量概念：对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的

8、最大注射量，也称公称注射量。表示方法： 以聚苯乙烯为标准，用注射出熔料的质量(单位为g)表示，又称为注射质量；用注射出熔料的容积(单位为立方厘米)表示，又称为注射容积。我国注射机系列采用后一种表示方法。注射容积根据对注射机注射量的定义，公称注射量应为：Vc公称注射量(cm3)；Ds螺杆或柱塞的直径(cm)；S螺杆或柱塞的最大行程(cm)。理论上直径为Ds的螺杆移动S距离，应当射出Vc的注射量，但实际注射量要小于理论注射量。为描述二者的差别，引入射出系数。V实际注射量(cm3)；射出系数。在实际使用中，射出系数并非是一个恒定的数值，而是通常在0.70.9之间变化。3.2 注射压力概念：注射时为了

9、克服熔料流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料所施加的压力。注射压力的大小与流动阻力、制件的形状、塑料的性能、塑化方式、塑化温度、模具温度及对制件精度要求等因素有关。归纳起来，影响所需注射压力的因素主要有以下三个方面： 1影响塑料流动性能的因素（树脂的熔融指数、塑化与模具温度与注射速度等）。 2模具流道与制品的形状和尺寸，即影响流动阻力的因素。 3对制品尺寸精度的要求。注射压力的理论计算式为： P1注射压力D0注射活塞内径Ds注射螺杆直径P0注射缸的油压。目前国产注射机压力一般为105150MPa。选择设备时，要考虑所需的注射压力是否在注射机的理论注射压力范围以内。根据塑料的性

10、能，目前对注射压力的使用情况可大致分为以下几类： 注射压力小于70MPa； 注射压力为70100MPa； 注射压力为100140MPa； 注射压力为140180MPa；对于一些精密塑料制件的注射成型，注射压力可用到230250MPa。3.3 注射速度、注射速率与注射时间注射速率是指将公称注射量的熔料在注射时间内注射出去，单位时间内所能达到的体积流率；注射速度是指螺杆或柱塞的移动速度；注射时间是指螺杆(或柱塞)射出一次注射量所需要的时间。注射速度v与注射时间的关系为:v注射速度(m/s)；s注射行程(m)；t注射时间(s)。注射速率q与注射时间的关系为:q注射速率(cm3/s)；Vc公称注射量(

11、cm)目前，注射机所采用的注射速度范围，一般在812cm/s，高速时大概为1520cm/s。注射机（通用型）注射量与注射时间的关系3.4 塑化能力概念：塑化能力是指单位时间内所能塑化的物料量。要求：注射机的塑化装置应该在规定的时间内，保证能够提供足够量的、塑化均匀的熔料。塑化能力应与注射机的整个成型周期配合协调。螺杆塑化能力G表示为h3均化段螺纹深度(cm)；n螺杆转速(cm)；螺杆轴向夹角(度)；修正系数，一般取0.850.9；塑化温度下的塑料密度(g/cm3)。3.5 锁模力 注射时熔料进入模腔时仍有较大的压力，它促使模具从分型面处涨开。为了平衡熔料的压力，夹紧模具，保证制件的精度，注射机

12、合模机构必须有足够的锁模力。锁模力与注射量一样，也在一定程度上反映出注射机所能塑制制件的大小，是一个重要参数。锁模力F可由下式计算：F锁模力(N)pm模腔平均压力(Pa)；A最大成型面积(m)；C安全系数，一般为1.11.2。3.6开合模速度 为使模具闭合时平稳以及开模、顶出制件时不使塑料制件损坏，要求模板慢行，但模板又不能在全行程中都慢速运行，这样会降低生产率。4、 注射装置4.1注射装置 注射装置是注射机中直接对塑料加热和加压的部分，塑料的塑化和注射都在这里进行。因此，注射装置是注射机的一个非常重要的组成部分。工作要求： 注射装置应能均匀加热和塑化一定数量的塑料； 注射装置应能以一定的压力

13、和速度将熔料注入模腔； 注射装置应能保持一定的压力，以便向模内补充一部分熔料，补偿制件的冷却收缩，防止模内熔料的反流。4.2 注射装置分类、原理和特点目前，从注射成型机上采用的注射装置，从工作原理上分主要有：柱塞式注射装置、 螺杆预塑式注射装置、往复螺杆式注射装置，现在实际生产中，大多数使用的注射成型机是预塑式特别是往复螺杆式。（1）柱塞式注射装置柱塞式注射装置示意图1 喷嘴; 2 分流梭; 3 加热圈; 4 料筒; 5 加料装置; 6 料斗; 7 计量室;8 注射柱塞; 9 传动臂; 10 注射活塞; 11 注射座移动油缸结构组成：柱塞式注射装置分为：定量加料装置、塑化部件、注射液压缸、注射

14、座移动液压缸。工作原理：粒料从料斗落入加料装置的计量室中。注射液压缸中的活塞前进，推动注射柱塞前移，与之相连的传动臂带动计量室同时前移将粒料推入料筒的加料口。柱塞后退时，加料口的粒料进入料筒，同时料斗中的第二份粒料又落入加料口。注射动作反复进行，粒料在料筒中不断前移，在前移的过程中，依靠料筒加热器加热塑化，使粒料逐渐变为粘流态，通过分流梭与料筒内壁间的窄缝，使熔料温度均匀，流动性进一步提高。最后，在柱塞的推动下，熔料通过喷嘴注射到模腔中成型。特点：结构简单，塑化不良，温度不均匀，注射压力损失大，注射量小，一般用于小型注射机上。（2）螺杆预塑式注射装置螺杆预塑式注射装置1、预塑料筒 2、单向阀

15、3、注射料筒 4、注射柱塞结构组成：由螺杆预塑料筒和注射料筒组成，两个料筒的连接处有单向阀。工作原理：粒料通过螺杆预塑料筒而塑化，熔料经过单向阀进入注射料筒。当注射料筒中的熔料量达到预定量时，螺杆塑化停止，注射柱塞前进并将熔料注入模腔。预塑化料筒中的螺杆在转动过程中输送塑料，并对塑料产生剪切摩擦加热和搅拌混合作用。特点：塑化质量和塑化效率比柱塞式注射装置有显著提高、注射时压力损失大大减小、注射速率比较稳定、在连续注射或大型注射装置上应用较多、结构比较复杂庞大，两个料筒的单向阀处容易引起塑料的停滞和分解、为了避免熔料泄漏，注射料筒和柱塞间的配合要求较高，制造和使用困难。（3）往复螺杆式注射装置往

16、复螺杆式注射装置1 料筒; 2 螺杆; 3 料斗; 4螺杆传动装置; 5 注射油缸; 6计量装置;7 注射座; 8 转轴; 9 注射座移动油缸; 10 加热圈; 11 喷嘴结构组成：塑化部件、料斗、螺杆传动装置、注射座、注座移动液压缸、注射液压缸特点：注射装置工作中，螺杆往复运动：在加料塑化时，螺杆转动并且后退；在注射时，螺杆前进。塑化质量好、速度快。注射压力损失小。预塑量计量准确。螺杆的拆装和清理容易。广泛适用于各类大、中、小型注射机。4.3注射装置的主要零部件1、 柱塞式塑化部件 料筒功能：既要完成对塑料的塑化，又要完成对塑料的注射。柱塞式注射机料筒1、 喷嘴 2、分流梭 3、加热室 4、

17、料筒 5、加料口 6、柱塞结构组成：加料室：柱塞在推料时所占据的料筒的运行空间。加料室应该具有足够的落料空间，使散状的塑料方便地加入。为保持良好加料条件，加料口附近要设冷却装置。塑化室：料筒前半部除分流梭以外的内部空间，是对塑料加热并实现其物态变化的重要部分。由于塑料受热塑化所需要的时间比注射成型的循环周期长几倍，因此塑化室的容积应比注射量大几倍。 柱塞作用：传递注射液压缸压力，将定量熔料高速注入模腔。结构：柱塞是一表面硬度较高、表面粗糙度数值较小的圆柱体，其前端加工成内圆弧或大锥角的凹面，以减少熔料被挤入柱塞与料筒的间隙形成反流。其内部可开设冷却孔。 分流梭 设置在塑化室的中央，与加热料筒的

18、内壁形成均匀分布的薄浅流道。料筒的部分热量通过数根翅翼(亦称肋)使分流梭受热。当塑料进入加热室时，就形成了一个较薄的塑料层，同时受到加热料筒和分流梭两方面的受热，从而提高了塑化能力，改善了塑化质量。2、螺杆式塑化部件结构：由螺杆、料筒、喷嘴等组成。功能：塑料在转动螺杆的连续推进过程中，实现物理状态的变化，最后呈熔融状态而被注入模腔，完成均匀塑化、定量注射。螺杆式塑化部件1、喷嘴 2、料筒 3、螺杆 螺杆与挤出螺杆相比，注射螺杆的不同：结构上：（a）注射螺杆的长径比（L/Ds）和压缩比（i）比较小；（b）注射螺杆的均化段的槽深h3较深；（c）注射螺杆的加料段较长，而均化段较短；（d）注射螺杆的头

19、部结构，具有特殊形式。工作原理上： 挤出螺杆是连续转动的，螺杆较长，固体床破碎很迟，从而维持了相对稳定的熔融状态；注射螺杆是时转时停，边转边后退，使螺杆的有效长度逐渐缩短，不能像熔融理论所揭示的那样维持稳定的熔融过程。螺杆的结构形式：渐变型、突变型、通用型。渐变式螺杆：长压缩（熔融段）螺杆。 特征：塑化时能量转化比较缓和。 适用加工范围：PVC、高粘度、非结晶型塑料。突变型式螺杆：短压缩段螺杆。 特征：塑化时能量转化较剧烈。 适用加工范围：聚酰胺、聚烯烃类结晶型塑料。通用型式螺杆：压缩段介于渐变与突变之间，约45Ds。 适用加工范围：渐变与突变螺杆。不同螺杆头型式如下图： a螺杆头部前端为圆锥

20、形，圆锥角为30°40°。可防止熔料的停滞和分解，用于加工高粘度非结晶塑料。 b通用类螺杆所用螺杆头。 c在颈部加一止回环，防止高压注射时造成回流。用于加工结晶塑料。螺杆头结构型式1、止回环 2、垫圈 料筒作用：和螺杆一起完成塑料的塑化和注射。 结构形式：大多采用整体式。加料口处设置冷却装置，防止粒料熔融。 工作要求：耐温、耐压、耐磨及耐腐蚀。加料口的形状应尽可能增强对塑料的输送能力。 制造材料：常采用含铬、钼、铝的特殊合金钢制造。加料口断面形状 喷嘴主要功能：预塑时，建立背压，排除气体，防止熔料流涎，提高塑化质量；注射时，保证熔料在高压下不外溢；建立熔体压力，提高剪切应力

21、，并将压力能转换为动能，提高注射速率和升温，加强混炼效果和均化作用；保压时，便于向模腔补料；冷却定型时，增加回流阻力，防止模腔中的熔料回流；承担调温、保温和断料功能。A、 直通式喷嘴熔料从料筒内到喷孔的通道始终敞开。通用式喷嘴：结构简单，制造容易，压力损失较小。易流涎，熔料易冷却。用于熔料粘度高的塑料。 延伸式喷嘴：是通用式喷嘴的改型，结构简单，制造容易。熔料不会冷却，补缩作用大，适用于厚壁制件的生产。 远射程喷嘴：除设有加热圈外，还扩大了喷嘴的储料室，以防止熔料冷却。喷嘴口径较小，射程较远，适用形状复杂的薄壁制件生产。B、自锁式喷嘴喷孔除了在注射和保压两个阶段打开外，其余时间一直是关闭的。工

22、作原理： 依靠弹簧压合射嘴体内的阀芯实现自锁。注射时，阀芯受熔料的高压而被顶开，熔料遂向模具射出。熔胶时，阀芯在弹簧作用下复位而自锁。优点：能有效地杜绝注射低粘度塑料时的“流涎”现象，使用方便，自锁效果显著。缺点：结构比较复杂，注射压力损失大，射程较短，补缩作用小，对弹簧的要求高。 外弹簧针阀式喷嘴1、喷嘴头 2、针形阀心 3、阀体 4、垫圈 5、导杆 6、弹簧 7、后体3、螺杆的传动装置 有级调速由电动机和齿轮变速箱组成，可通过变速箱换档或调换齿轮来改变螺杆的转速。螺杆的转速和扭矩成反比，当输入的功率一定时，降低螺杆的转速可增大螺杆的扭矩。电动机-齿轮变速箱传动1、 螺杆 2、齿轮箱 3、电

23、动机 4、液压缸无级调速A、低速液压马达经齿轮减速箱驱动螺杆低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆1、螺杆 2、液压缸 3、液压马达 4、花键轴B、高速液压马达经齿轮减速箱驱动螺杆高速液压马达经齿轮减速箱驱动螺杆1、螺杆 2、齿轮 3、液压马达 4、液压缸4、 注射座结构：整体式：螺杆的传动装置(减速箱)、液压缸、料筒均安装在注射座上；组合式：螺杆传动装置的减速箱作为安装基体，液压缸和料筒分别通过支承座与减速箱体连接。作用：连接于固定塑化部件、注射液压缸、移动液压缸等重要结构零件或组件，是注射装置的安装基准。5、 合模装置5.1作用：一、实现模具的可靠开合动作和行程；二、在注射和保压时，提供足够的锁模

24、力；3、 开模时提供顶出制件的行程及相应的顶出力。5.2结构组成：前后固定模板、活动模板、拉杆、液压缸、连杆、模具调整机构、顶出机构及安全保护机构。5.3分类：1、 液压式合模装置工作原理：依靠液体的压力直接锁紧模具，当液体的压力解除后，锁模力也随之消失。液压式合模装置的传动方式：单缸直压式、充液式、增压式、稳压式(二次动作液压式) 单缸直压式合模装置工作原理：压力油进入液压缸的左腔时，推动活塞向右移动，模具闭合。待油压升至预定值后，模具锁紧。当油液换向进入液压缸右腔时，使模具打开。单缸直压式合模装置结构1、 合模液压缸 2、后固定模板 3、移动模板 4、拉杆 5、模具 6、前固定模板 7、拉

25、杆螺母特点：结构简单，但难以满足力与行程速度双重要求，主要用于液压机 充液式合模装置工作原理：通过变更油缸直径来实现高速、低压移模和高压、低速锁模的要求。特点及应用：采用两个不同缸径的液压缸分别满足行程速度和力的不同要求；但结构较笨重，刚性差，功耗大；油液易发热和变质。中、大型机中较常采用。 充液式合模装置结构1、4合模液压缸，2动模板，3充液阀 增压式合模装置工作原理：用增加液压缸内的油压来满足锁模力。特点及应用：不增大缸径，依靠提高油液压力的方法满足锁模力要求，但受密封技术限制，主要用于中小型注射机。增压式合模装置结构1、增压液压缸 2、合模液压缸 充液增压式合模装置工作原理：合模时，模具

26、闭合后，压力油进入增压油缸，使合模油缸内的油增压，由于合模油缸面积大及高压油的作用，保证了最终合模力的要求。特点与应用：结合结构紧凑、效率高、主要用于大型机充液增压式合模装置结构1、 增压液压缸 2、充液阀 3、合模液压缸 4、顶出装置 5、动模板 6、移模液压缸 稳压式合模装置工作原理：合模液压缸直径较大，产生了很大的锁模力，通过合模活塞、闸板和移模液压缸传到动模板上，使模具可靠锁紧。特点及应用：小直径快速移模液压缸和大直径短行程的稳压合模液压缸组合，减小注射机尺寸，缩短升压时间。用于3000 5000kN以上的大型注射机合模装置。稳压式合模装置结构1、移模活塞 2、合模活塞 3、闸板 4、

27、动模板2、 液压机械式合模装置 液压单曲肘合模装置特点及应用：机身长度短、模板易受力不均、两模板距离的调整较容易，具有机械增力作用（约10多倍），主要用于锁模力在1000kN以下的小型注射机。液压-单曲肘合模装置结构1、 合模液压缸 2、后模板 3、调节螺钉 4、单曲肘连杆机构 5、顶出杆 6、后动模板 7、调距螺母 8、前动模板 9、拉杆 10、前模板液压单曲肘合模装置 液压双曲肘合模装置特点及应用：模板受力条件好，模板尺寸可加大，但行程范围不大。外翻式双曲肘机构有利于扩大开模行程。具有增力作用，增力倍数的大小同肘杆机构的形式、各肘杆的尺寸以及相互位置有关。具有自锁作用。模板的运动速度从合模

28、开始到结束是变化的。必须设置专门的调模机构调节模板间距、锁模力和合模速度，不如液压合模装置的适应性大和使用方便。曲肘机构容易磨损，加工精度要求也高，在中、小型注射机中均有采用。双曲肘合模装置示意图1 合模油缸; 2 后模板; 3 曲肘; 4 调距螺母; 5 移动模板; 6 前模板双肘撑板式合模装置示意图1合模油缸; 2 活塞杆; 3肘杆座; 4肘杆; 5 撑板; 6压紧块; 7调节螺母；8调节螺杆；9 前固定板; 10顶出杆; 11顶出液压缸; 12 前动模板; 13后动模板; 3、 机械式合模装置工作原理：利用电动机、减速器、曲柄及连杆等机构实现开合模动作和提供锁模力。特点：体积小、质量轻。结构简单、制造容易。机构受力及运动特性差。在运动中产生的冲击和振动较大，可调整的模具厚度范围小，应用较少。机械式合模装置5.4调模