第三章塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性

1、第三章 塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性本章节重点掌握的内容：本章节重点掌握的内容：1、注射成型原理、特点及工艺过程。、注射成型原理、特点及工艺过程。2、温度、压力、时间对注射成型工艺的影响。、温度、压力、时间对注射成型工艺的影响。3、压缩成型原理及工艺特性，压注成型原理及工艺特性，、压缩成型原理及工艺特性，压注成型原理及工艺特性，挤出成型原理及工艺特性，气动成型原理及工艺特性。挤出成型原理及工艺特性，气动成型原理及工艺特性。4、塑料成型制件的结构工艺性。、塑料成型制件的结构工艺性。第三章塑料成型工艺及塑料制件结构工艺性第三章塑料成型工艺及塑料制件结构工艺性 一、注射机的基本结构一、注射机的

2、基本结构1.注射装置注射装置2.锁模装置锁模装置注射装置主要包括料斗，料筒、加热器、计量装置、螺杆及其驱动装置、喷嘴等部件。 锁模装置的作用有三点，第一是实现模具的开闭动作，第二是在成型时提供足够的夹紧力使模具锁紧第三是开模时推出模内制件。可以是机械式，也可以是液压式，或者式液压机械联合式。二、注射机的分类二、注射机的分类（一）按外形特征分类（一）按外形特征分类1.立式注射机立式注射机2.卧式注射机卧式注射机 立式注射机的注射装置和定模板设置在设备上部，而锁模装置、动模板、推出机构均设置在设备的下部只适用用小注射量的场合一般注射量为1060g.卧式注射机的注射装置和定模板设置在设备上部，而锁模

3、装置、动模板、推出机构均设置在设备的下部3.直角式注射机直角式注射机 * * *这种注射机的注射装置为立式布置，锁模、顶出机构以及动模板、定模板按卧式排列，两者互为直角。直角式注射机适用于中心部位不允许有浇口痕迹的塑件，缺点是加料困难，嵌件安装不方便，只用于小注射量的场合。（二）按塑料在料筒中的塑化方式分类（二）按塑料在料筒中的塑化方式分类1.柱塞式注射机柱塞式注射机 # 柱塞式注射机的注射量不宜太大，一般为3060g，而且不宜用来成型流动性差，热敏性强的塑料制件。2.螺杆式注射机螺杆式注射机 # 螺杆的作用是送料，螺杆的作用是送料，压实、塑化与传压。压实、塑化与传压。二、注射机规格及主要技术

4、参数二、注射机规格及主要技术参数 国际上趋于用注射容量国际上趋于用注射容量/ /锁模力来表示注射机的主要特锁模力来表示注射机的主要特征。征。 注射容量为注射压力为注射容量为注射压力为100MPa100MPa时的理论注射容量。时的理论注射容量。 注射机的主要技术参数注射机的主要技术参数包括公称注射量、螺杆直径及有包括公称注射量、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、合模效长度、注射行程、注射压力、注射速度、塑化能力、合模力、开锁力、开模合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行力、开锁力、开模合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、控循环时间、机器的功率、体积和质量等。程

5、、推出力、控循环时间、机器的功率、体积和质量等。我国习惯用注射量来表示注射机的规格，如我国习惯用注射量来表示注射机的规格，如XS-ZY500XS-ZY500。第一节第一节 注射成型原理及其工艺特性注射成型原理及其工艺特性一、注射成型的基本原理一、注射成型的基本原理 塑料成型的基本原理：首塑料成型的基本原理：首先将松散的粒料或粉料成型物先将松散的粒料或粉料成型物料从注射机的料斗送入高温的料从注射机的料斗送入高温的机筒中加热融化，使之成为黏机筒中加热融化，使之成为黏流态熔体，然后在螺杆的作用流态熔体，然后在螺杆的作用下，以很大的流速通过机筒前下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射入模具，经过一端的

6、喷嘴注射入模具，经过一段保压冷却时间后，开启模具段保压冷却时间后，开启模具取出塑件。取出塑件。注射成型过程动画 完整的注射成型过程包括：成型前准备，注射过程和塑完整的注射成型过程包括：成型前准备，注射过程和塑件的后处理。件的后处理。二、注射成型工艺过程一、生产前准备工作一、生产前准备工作 对物料进行外观（指色泽、粒度大小及均匀性等）和对物料进行外观（指色泽、粒度大小及均匀性等）和工艺性能（熔融指数、流动性、收缩率等）检验。如果来工艺性能（熔融指数、流动性、收缩率等）检验。如果来料为粉料，在注射成型前，还需要配制粒料等操作。料为粉料，在注射成型前，还需要配制粒料等操作。2)着色着色1.1.原料的

7、预处理原料的预处理1)1)分析检验成型物料的质量分析检验成型物料的质量 粉状或粒状热塑性的着色粉状或粒状热塑性的着色，可以用直接法和间接法两，可以用直接法和间接法两种工艺实现。直接法着色也称为一步法着色，其主要特点种工艺实现。直接法着色也称为一步法着色，其主要特点是将细粉状的着色剂与本色塑料简单掺混后即可直接用于是将细粉状的着色剂与本色塑料简单掺混后即可直接用于成型，或经塑炼造粒后在用于成型。间接着色法又称为二成型，或经塑炼造粒后在用于成型。间接着色法又称为二步着色法，主要特点是不直接用着色剂而用称作步着色法，主要特点是不直接用着色剂而用称作“色母料色母料”的高颜色塑料于本色塑料按比例混合。的

8、高颜色塑料于本色塑料按比例混合。3)预热干燥预热干燥 对于吸湿性强的塑料如聚酰胺等，为了防止出现气泡对于吸湿性强的塑料如聚酰胺等，为了防止出现气泡和银纹等缺陷，避免水降解，应进行适当的干燥。和银纹等缺陷，避免水降解，应进行适当的干燥。 小批量生产用塑料，一般采用红外线干燥和热风循环小批量生产用塑料，一般采用红外线干燥和热风循环烘箱干燥。高温下受热时间长容易氧化变色的塑料，如聚烘箱干燥。高温下受热时间长容易氧化变色的塑料，如聚酰胺，常采用酰胺，常采用真空烘箱干燥真空烘箱干燥，大批量生产用塑料则通常采，大批量生产用塑料则通常采用用负压沸腾干燥负压沸腾干燥。已经干燥过的塑料，应注意保证成型前。已经干

9、燥过的塑料，应注意保证成型前的干燥效果，以防塑料重新吸湿的干燥效果，以防塑料重新吸湿。2.清洗料筒清洗料筒 在注射成型前，如果料筒内残余塑料与将要使用的塑在注射成型前，如果料筒内残余塑料与将要使用的塑料不一致以及需调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都料不一致以及需调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对料筒进行清洗或更换。需要对料筒进行清洗或更换。3.预热嵌件预热嵌件 嵌件预热后可减少熔料与嵌件的温度差，从而在成型嵌件预热后可减少熔料与嵌件的温度差，从而在成型中，使嵌件周围的熔料缓慢冷却，均匀收缩，从而产生一中，使嵌件周围的熔料缓慢冷却，均匀收缩，从而产生一定的热料补缩作用，防止嵌件周围产生

10、过大的内应力。定的热料补缩作用，防止嵌件周围产生过大的内应力。 嵌件是否需要预热，视塑料性质和嵌件种类及大小而嵌件是否需要预热，视塑料性质和嵌件种类及大小而定。对于分子链刚性大的塑料，如聚苯乙烯、聚苯醚、聚定。对于分子链刚性大的塑料，如聚苯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯和聚砜等，一般均需预热嵌件；对于分子链柔顺性碳酸酯和聚砜等，一般均需预热嵌件；对于分子链柔顺性大的塑料，且嵌件较小时，可不预热。大的塑料，且嵌件较小时，可不预热。 预热温度以不损伤金属表面所镀层为限，一般为预热温度以不损伤金属表面所镀层为限，一般为110110130130。对于表面无镀层的铝合金或铜嵌件，预热温度可达。对于表面无镀层的铝

11、合金或铜嵌件，预热温度可达150150。4.选择脱模剂选择脱模剂 对模腔进行清理或施加脱模剂，两者的目的都是为了对模腔进行清理或施加脱模剂，两者的目的都是为了使成型后的零件容易从模中脱出，常用的脱模剂有硬脂酸使成型后的零件容易从模中脱出，常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡和硅油等。锌、液体石蜡和硅油等。二、注射成型原理与工艺过程二、注射成型原理与工艺过程1.塑化计量塑化计量 完整的注射成型工艺过程可分为完整的注射成型工艺过程可分为塑化计量、塑化计量、注射充模和冷却定型注射充模和冷却定型三个阶段三个阶段。（1） 塑化的概念塑化的概念：成型物料在注射成型机筒内：成型物料在注射成型机筒内经过加热、压实

12、以及混合等作用以后，由松散的经过加热、压实以及混合等作用以后，由松散的粉状或粒状固体粉状或粒状固体转变为连续的均化熔体转变为连续的均化熔体的过程称的过程称为塑化。为塑化。（2）计量的概念：）计量的概念：所谓计量是指能够保证注射所谓计量是指能够保证注射机通过柱塞或螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、机通过柱塞或螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、定量的输出机筒所进行的准备动作。这些动作均定量的输出机筒所进行的准备动作。这些动作均需要注射机控制柱塞或螺杆在塑化过程中完成。需要注射机控制柱塞或螺杆在塑化过程中完成。（3）塑化效果和塑化能力）塑化效果和塑化能力 塑化效果指物料转变成熔体之后的均化程度。塑化能力

13、指注射机在单位时间内能够塑化的物料质量或体积。塑化效果的好坏及塑化能力的大小均与物料受热方式和注射机的结构有关。 柱塞式注射机 的热量仅仅来自与高温机筒中，而螺杆式注射机 塑化时的热量同时来自与高温机筒和自身的摩擦热。所以螺杆式注射机塑化效果好。螺杆式注射机一般比柱塞式注射机塑化能力大，所以柱塞式注射机一般成型小型塑料件。2.注射充模注射充模 柱塞或螺杆从机筒的计量位置开始，通过注射油缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体经过机筒前端的喷嘴和模具中的浇注系统快速进入模腔的过程称为注射充模。又可细分为流动充模、保压补缩和倒流三个阶段。（1）流动充模）流动充模在在t0t1时期称为流动期，在时期称为流

14、动期，在t1t2时时期称为充模期。在流动期，注射压期称为充模期。在流动期，注射压力和喷嘴处的压力急剧上升，而模力和喷嘴处的压力急剧上升，而模腔的压力却近乎为零，注射压力主腔的压力却近乎为零，注射压力主要用来克服熔体在模腔以外的阻力。要用来克服熔体在模腔以外的阻力。在充模期，模腔压力急剧上升，注在充模期，模腔压力急剧上升，注射压力和喷嘴压力也增加到最大值，射压力和喷嘴压力也增加到最大值，然后停止变化，这时注射压力对熔然后停止变化，这时注射压力对熔体起两方面作用体起两方面作用：克服阻力和压实。：克服阻力和压实。流动过程（2）注射压力与熔体温度、熔体流速的关系 从图可看出，在注射成型区内，温度升高有

15、利于降低熔体黏度,注射压力可随之减小到一定程度，当温度一定时，随着剪切速度增大，注射压力也要增大。反推可以认为：当过大的注射压力引起较高的剪切速度时，熔体的剪切摩擦热会随之增大，因此有可能引起热降解或分解。所以在注射过程中要控制注射压力，避免过高或过低。过低容易充不足。（2）保压补缩 保压补缩阶段指从熔体充满模腔至柱塞或螺杆在机筒中开始后撤为止。其中保压是指对注射压力对模腔内的熔体继续进行压实的过程，而补缩则是指在保压过程中，注射机对模腔内逐渐开始冷却的熔体因成型收缩而出现的空隙进行补料动作。由图可知，保压时间和保压压力会对冷却成型的制品密度、收缩及表面缺陷等问题产生重要影响。所以在注射过程中

16、要选择合适的保压压力和保压时间。（3）倒流 倒流指柱塞或螺杆在机筒内向后倒退时，模腔内熔体朝着浇口和流道进行的反向流动。与图中t3t4相对应。 引起倒流的原因是注射压力撤除后，模腔压力大于流道压力，且熔体与大气相通所造成的结果。如果撤出压力时，浇口已经冻结或喷嘴带有止逆阀，则倒流现象就不存在。由此可见，倒流是否发生或发生的程度如何，均与保压时间有关。保压时间长，倒流小，制品收缩小。 一般来说，倒流对注射成型不利，它将使制品内部产生真空泡或表面出现凹陷等成型缺陷。3.冷却定型 冷却定型从浇口冻结开始，到制品脱模为止，与图冷却定型从浇口冻结开始，到制品脱模为止，与图4-114-11中的时间中的时间

17、t4t4t5t5对应，是注射成型的最后阶段对应，是注射成型的最后阶段。1.1.冷却定型时的模腔压力冷却定型时的模腔压力 冷却定型时的模腔压力与保压冷却定型时的模腔压力与保压时间有很大关系，如图所示为温时间有很大关系，如图所示为温度压力曲线。度压力曲线。 从图中看出，如果保压时间短，从图中看出，如果保压时间短，则保压作用终止时模内熔体温度则保压作用终止时模内熔体温度较高，浇口冻结温度也高，但开较高，浇口冻结温度也高，但开始冷却定型时的模腔压力也低。始冷却定型时的模腔压力也低。还可推论：还可推论：保压时间不同时，若保压时间不同时，若在模腔压力相同的的条件下脱模，在模腔压力相同的的条件下脱模，则保压

18、时间短时，脱模温度高，制件在模内冷却时间短，容易则保压时间短时，脱模温度高，制件在模内冷却时间短，容易因刚度不足而变形；因刚度不足而变形；（2）冷却定型后的制件密度 注射成型进入冷却定型阶段后，由于浇口冻结，不再会有任何熔体向模腔内流动，此时，可用聚合物状态方程描述模腔内的压力、温度和密度的关系。对于确定的聚合物，比体积一定时，温度和压力成直线关系。这种关系反映在温度压力坐标系中，可得到许多比容不等的曲线。曲线斜率越大，比体积越大，而密度越小。结论：1）保压时间长时，浇口冻结温度低，冷却定型开始时模腔压力比较高，冷却定型时的制件密度比较大。2）保压时间一定时，若采用较高的脱模温度，虽然冷却定型

19、时模腔压力比较大，但脱模后制件将进行较大的收缩，因此易产生较大残余应力。（3）熔体在模腔中的冷却情况 固化层厚度与冷却时间的关系：（4）脱模条件 脱模时，脱模温度和模腔压力都要保持在一定的范围，否则，容易出现缺陷。三、塑件的后处理三、塑件的后处理 制件从模具中脱出后，常需要进行适当的后处理，借以改善和制件从模具中脱出后，常需要进行适当的后处理，借以改善和提高塑件的性能。提高塑件的性能。1.退火处理退火处理 塑件在一定温度的加热液体介质（如热水、甘油和液体塑件在一定温度的加热液体介质（如热水、甘油和液体石蜡）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却的石蜡）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后

20、缓慢冷却的过程。过程。 目的在于减少由于塑件在料筒内塑化不均匀或在型腔内冷目的在于减少由于塑件在料筒内塑化不均匀或在型腔内冷却速度不一致，而形成的内应力。对结晶型塑料调整结晶度，却速度不一致，而形成的内应力。对结晶型塑料调整结晶度，或加速二次结晶或后结晶的过程，另外退火处理还可以解取向，或加速二次结晶或后结晶的过程，另外退火处理还可以解取向，并降低制件硬度和提高韧度。并降低制件硬度和提高韧度。 一般退火温度控制在塑件使用温度以上一般退火温度控制在塑件使用温度以上10102020，或低，或低于塑料的热变形温度于塑料的热变形温度10102020。2.调湿处理调湿处理 调湿处理是一种调整制件含水量的

21、后处理工序调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强且又容易氧化的聚酰胺等塑料主要用于吸湿性很强且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件，它除了能在加热和保温条件下消除残余应力制件，它除了能在加热和保温条件下消除残余应力以外，还能促使制件在加热介质中达到吸湿平衡，以外，还能促使制件在加热介质中达到吸湿平衡，以防它们在使用过程中发生尺寸变化。以防它们在使用过程中发生尺寸变化。 调湿介质一般为沸水或醋酸钾溶液调湿介质一般为沸水或醋酸钾溶液，加热温度，加热温度为为1001000 0C C，保湿时间与制品厚度有关。通常对于带，保湿时间与制品厚度有关。通常对于带有金属嵌件、使用温度范围变化较大、

22、尺寸精度有金属嵌件、使用温度范围变化较大、尺寸精度要求高和壁厚大的制件才有必要。要求高和壁厚大的制件才有必要。第四节第四节 注射成型工艺条件注射成型工艺条件的选择与控制的选择与控制一、温度一、温度 注射成型过程的温度条件主要指注射成型过程的温度条件主要指料温和模料温和模温温。其中。其中料温主要影响塑料的料温主要影响塑料的塑化和注射充模塑化和注射充模，而模温主要是影，而模温主要是影响塑料的响塑料的注射充模与冷却定型注射充模与冷却定型。1.料温料温 料温是指塑化物料的温度和从喷嘴注射出的熔体温料温是指塑化物料的温度和从喷嘴注射出的熔体温度，前者称为塑化温度，主要取决于机筒温度，后者称度，前者称为塑

23、化温度，主要取决于机筒温度，后者称为注射温度，主要取决于喷嘴温度。为注射温度，主要取决于喷嘴温度。 一般来讲，料温太低时不利于塑化，物料熔融后黏一般来讲，料温太低时不利于塑化，物料熔融后黏度也较大，故流动与成型比较困难，成型后的制件容易度也较大，故流动与成型比较困难，成型后的制件容易出现融接痕、表面无光泽和缺料等缺陷。但料温过高又出现融接痕、表面无光泽和缺料等缺陷。但料温过高又容易出现降解，反而使制件的物理和力学性能变坏。容易出现降解，反而使制件的物理和力学性能变坏。 图所示曲线表示出了注射温度对塑化能力、充模能力、流动性能和制件性能的影响。1)1)制件注射量大于注射机额定注射量制件注射量大于

24、注射机额定注射量7575或成型物料不或成型物料不预热时，机筒后段温度应比中段、前段低预热时，机筒后段温度应比中段、前段低5 51010；对含；对含水量偏高的物料，一般使后段温度偏高一些；对螺杆式水量偏高的物料，一般使后段温度偏高一些；对螺杆式机筒，为了防止热降解，可使机筒前段温度略低于中段。机筒，为了防止热降解，可使机筒前段温度略低于中段。机筒和喷嘴温度，除可参考表49或表418外，可按下列原则选取：4)必须严格控制机筒最高温度，并且应严格控制物料或熔必须严格控制机筒最高温度，并且应严格控制物料或熔体在机筒内的停留时间，以避免热降解。体在机筒内的停留时间，以避免热降解。5)为避免为避免流涎现象

25、流涎现象，喷嘴温度应比料筒最高温度略低。由，喷嘴温度应比料筒最高温度略低。由喷嘴低温产生的不利影响可以从塑料注射时所产生的摩擦喷嘴低温产生的不利影响可以从塑料注射时所产生的摩擦热中得到一定的补偿。热中得到一定的补偿。6)利用利用“对空注射法对空注射法”或或“塑件直观分析法塑件直观分析法”可以判断料可以判断料温是否合适，并由此温是否合适，并由此确定最佳的料筒和喷嘴温度。确定最佳的料筒和喷嘴温度。2)机筒温度应保持在塑料的黏流温度机筒温度应保持在塑料的黏流温度Tf（结晶型为（结晶型为Tm）以）以上，热分解温度上，热分解温度Td以下适当范围。以下适当范围。3)机筒温度与注射机类型及制件和模具的结构特

26、点有关。机筒温度与注射机类型及制件和模具的结构特点有关。一般螺杆式机筒温度可比柱塞式低一般螺杆式机筒温度可比柱塞式低10102020，薄壁制件或，薄壁制件或形状复杂以及带有嵌件的制品，机筒温度较高。形状复杂以及带有嵌件的制品，机筒温度较高。 模温提高，熔体流动模温提高，熔体流动性改善，制件密度和结晶性改善，制件密度和结晶度加大，充模压力和制件度加大，充模压力和制件中的压力减小，但冷却时中的压力减小，但冷却时间延长，制件收缩率加大，间延长，制件收缩率加大，脱模后的翘曲变形加大，脱模后的翘曲变形加大，生产率降低生产率降低。模具温度降模具温度降低，流动性变差，制件易低，流动性变差，制件易产生较大应力

27、或明显熔接产生较大应力或明显熔接痕等缺陷，并且使制件表痕等缺陷，并且使制件表面粗糙度加大。面粗糙度加大。 2.模具温度模具温度 模具温度指和制件接触的模腔表壁温度模具温度指和制件接触的模腔表壁温度。模具温度会。模具温度会直接影响熔体的充模流动行为、制件的冷却速度和成型后直接影响熔体的充模流动行为、制件的冷却速度和成型后制件的性能等。制件的性能等。 模具温度依靠通入其内部的冷却或加热介质控制。其具体数值是决定制品冷却速度的关键。3)对于厚壁制件，模具温度低，容易产生真空泡和内应力，对于厚壁制件，模具温度低，容易产生真空泡和内应力，一般采用较高模温一般采用较高模温。4)通常，在保证顺利充模的前提下

28、，采用较低的温度可以通常，在保证顺利充模的前提下，采用较低的温度可以缩短冷却时间，从而提高劳动生产率，模具宜采用低温冷缩短冷却时间，从而提高劳动生产率，模具宜采用低温冷却却( (采用采用循环冷却水循环冷却水来冷却来冷却) )。也可以采用稍低于热变形温。也可以采用稍低于热变形温度的模温充型，在较高温度下脱模，然后自然冷却，以提度的模温充型，在较高温度下脱模，然后自然冷却，以提高生产率。高生产率。 模具温度模具温度T TM M 一般籍通入定温的冷却介质或加热介质来一般籍通入定温的冷却介质或加热介质来控制。控制。1)为保证制件具有较高的形状和尺寸精度，模温必须低于为保证制件具有较高的形状和尺寸精度，

29、模温必须低于塑料的热变形温度塑料的热变形温度。2)对于高黏度的塑料，如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚，一般对于高黏度的塑料，如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚，一般采用较高的模温，采用较高的模温，以提高其流动性和充模能力以提高其流动性和充模能力，提高组织，提高组织致密度。对于黏度较小的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯致密度。对于黏度较小的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等，可采用较低的模温。乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等，可采用较低的模温。 冷却控制二、压力二、压力 注射成型时的压力主要包括注射压力、保压注射成型时的压力主要包括注射压力、保压力和背压力。注射压力与注射速度有关，对塑力和背压力。注射压力与

30、注射速度有关，对塑料熔体的流动和充模有决定性作用；保压力和料熔体的流动和充模有决定性作用；保压力和保压时间密切相关，主要影响模腔压力及最终保压时间密切相关，主要影响模腔压力及最终成型质量；背压力主要影响物料的塑化过程、成型质量；背压力主要影响物料的塑化过程、塑化效果和塑化能力。与螺杆转速有关。塑化效果和塑化能力。与螺杆转速有关。1.注射压力和注射速度注射压力和注射速度 注射压力指螺杆轴向移动时，其头部对塑料熔体注射压力指螺杆轴向移动时，其头部对塑料熔体施加的压力。施加的压力。 注射压力选择过低，则会在注射成型过程中压力损失注射压力选择过低，则会在注射成型过程中压力损失过大而导致模腔压力不足，熔

31、体将很难充满模腔。然后，过大而导致模腔压力不足，熔体将很难充满模腔。然后，如果压力损失过大，可能出现涨模、溢料等不良现象，并如果压力损失过大，可能出现涨模、溢料等不良现象，并因此引起较大的压力波动，另外容易出现机器过载因此引起较大的压力波动，另外容易出现机器过载。1)1)对于玻璃化温度和熔体黏度较高的塑料，宜用较大的注对于玻璃化温度和熔体黏度较高的塑料，宜用较大的注射压力。射压力。2)2)对于尺寸较大、形状复杂的制品或薄壁，以及长流程的制件，对于尺寸较大、形状复杂的制品或薄壁，以及长流程的制件，宜用较大的注射压力。宜用较大的注射压力。 1.注射压力注射压力 注射压力对熔体的流动、充模及制件质量

32、都有很大影响。所以在生产中一定选择适当的注射压力。控制压力的原则如下：5)通常，流动比过大而注射压力过小时，制品难于成型通常，流动比过大而注射压力过小时，制品难于成型。 熔体粘度高、冷却速度快的塑料以及成型薄壁和长流熔体粘度高、冷却速度快的塑料以及成型薄壁和长流程的塑件，采用高压注射有利于充满型腔。成型玻璃纤维程的塑件，采用高压注射有利于充满型腔。成型玻璃纤维增强塑料采用高压注射，有利于塑件表面光洁、均匀。其增强塑料采用高压注射，有利于塑件表面光洁、均匀。其它均应选用低压慢速注射为宜。它均应选用低压慢速注射为宜。3)熔体温度较低时，注射压力宜适当增大熔体温度较低时，注射压力宜适当增大。4)对于

33、流动性好的塑料及形状简单的厚壁制件，注射压力对于流动性好的塑料及形状简单的厚壁制件，注射压力可小于可小于7070MPMPa a。对黏度不高且制品形状不太复杂以及精度要。对黏度不高且制品形状不太复杂以及精度要求一般时，注射压力可取求一般时，注射压力可取7070100100MPMPa a。对中、高黏度塑料。对中、高黏度塑料且制品精度有一定要求但形状不太复杂时，注射压力可取且制品精度有一定要求但形状不太复杂时，注射压力可取100100140140MPMPa a。对高黏度塑料且制件壁厚、流程长、形状复。对高黏度塑料且制件壁厚、流程长、形状复杂、精度要求较高时，注射压力可取杂、精度要求较高时，注射压力可

34、取140140180180MPMPa a。对于优。对于优质、精密、微型制件，注射压力可取质、精密、微型制件，注射压力可取180180250250MPMPa a，甚至更，甚至更高。高。注射速度注射速度nnMiVWHKLppnnq1212222785. 04DqDqvVVi 注射速度对熔体的流动，充模和制品性能也有直接注射速度对熔体的流动，充模和制品性能也有直接影响。例如：注射速度较高，流动阻力相对降低，料流影响。例如：注射速度较高，流动阻力相对降低，料流长度和模腔压力增大，制件密度和均匀性加大，熔接痕强长度和模腔压力增大，制件密度和均匀性加大，熔接痕强度提高，多腔模生产的制件尺寸误差小；但注射速

35、度过大度提高，多腔模生产的制件尺寸误差小；但注射速度过大时，会引起喷射流动，制件质量变差，并加剧排气不良时，会引起喷射流动，制件质量变差，并加剧排气不良。 注射速度有两种表示方法，一种是注射时的体积流量qV，另一种为螺杆的轴向位移Vi。1)1)要求快速充模时，如果注射压力小于熔体流动阻力，要求快速充模时，如果注射压力小于熔体流动阻力，则注射速度达不到设定值。则注射速度达不到设定值。2)2)大、中型注射机可对注射速度采用分段控制。大、中型注射机可对注射速度采用分段控制。3) 一般情况下，螺杆式注射机比柱塞式注射机可提供较大的一般情况下，螺杆式注射机比柱塞式注射机可提供较大的注射速度，故需要采用高

36、速高压成型的情况下，应尽量采用螺注射速度，故需要采用高速高压成型的情况下，应尽量采用螺杆式注射机。杆式注射机。 下面几种情况必须尽量采用高速 ： 熔体黏度高、热敏性强的塑料，成型冷却速度快的塑料，大型薄壁、精密制件，流程长的制件，纤维增强塑料。 在成型过程中，当塑料通过狭小的浇口进入相对宽阔的型腔时，易发生喷射。为减轻喷射，第一级应该采用低速，减轻喷射，当塑料进入模腔后，采用中高速，防止充不满等缺陷。在填充结束之前，采用低速防止溢料。还应注意以下几点还应注意以下几点： 保压力和保压时间对于模腔压力有保压力和保压时间对于模腔压力有重要影响，如果保压力不足，补缩流动重要影响，如果保压力不足，补缩流

37、动不易进行，模腔压力因补料不足而迅速不易进行，模腔压力因补料不足而迅速下降，保压时间不足，易引起模腔内熔下降，保压时间不足，易引起模腔内熔体倒流而造成模腔压力迅速下降。体倒流而造成模腔压力迅速下降。2.保压力和保压时间保压力和保压时间1)保压力和保压时间对模腔压力的影响保压力和保压时间对模腔压力的影响 在注射成型过程中，为了对模腔在注射成型过程中，为了对模腔内的塑料熔体进行压实以及为了维持内的塑料熔体进行压实以及为了维持向模腔内进行补料向模腔内进行补料 流动所需要的注流动所需要的注射压力叫作保压力。射压力叫作保压力。 较高的保压力和较低的温度较高的保压力和较低的温度，可使制件得到较小的比体，可

38、使制件得到较小的比体积或较大的密度，并且保压力和温度对结晶聚合物的比体积积或较大的密度，并且保压力和温度对结晶聚合物的比体积或密度的影响比对非结晶聚合物影响强烈。所以生产中对制或密度的影响比对非结晶聚合物影响强烈。所以生产中对制件密度要求较高时，需要选择合理的保压力和合理的温度条件密度要求较高时，需要选择合理的保压力和合理的温度条件，并且结晶聚合物的保压力和温度条件的控制要严格一些。件，并且结晶聚合物的保压力和温度条件的控制要严格一些。2)保压力和保压时间对制件密度和收缩的影响保压力和保压时间对制件密度和收缩的影响3)保压力和保压时间的选择与控制保压力和保压时间的选择与控制对形状复杂和薄壁制件

39、，一般采用较大的注射压力，保对形状复杂和薄壁制件，一般采用较大的注射压力，保压力稍低于注射压力压力稍低于注射压力。对于厚壁制件，保压力增大易使制件出现较为明显的各对于厚壁制件，保压力增大易使制件出现较为明显的各向异性。一般保压力和注射压力相等时，制件的收缩率减向异性。一般保压力和注射压力相等时，制件的收缩率减小，批量生产尺寸波动小，但制件应力较大。小，批量生产尺寸波动小，但制件应力较大。保压时间一般取保压时间一般取2020120s120s，与料温、模温、制件壁厚以，与料温、模温、制件壁厚以及模具的流道和浇口大小有关。一般根据试验确定。及模具的流道和浇口大小有关。一般根据试验确定。 保压时间延长

40、，制件的比体积较小或密度较大，但保保压时间延长，制件的比体积较小或密度较大，但保压时间过长并不能提高制件密度。保压时间延长收缩率小。压时间过长并不能提高制件密度。保压时间延长收缩率小。 采用螺杆式注射机时，螺杆在预塑成型物料时，螺杆采用螺杆式注射机时，螺杆在预塑成型物料时，螺杆前端汇集的熔料对螺杆产生的反压力，称为背压，也称塑前端汇集的熔料对螺杆产生的反压力，称为背压，也称塑化压力化压力。背压主要影响注射成型时螺杆对物料的塑化效果背压主要影响注射成型时螺杆对物料的塑化效果及塑料能力。及塑料能力。3.背压力和螺杆转速背压力和螺杆转速1)背压力背压力 背压的增大背压的增大可以驱除物料中的空气提高熔

41、体密实程度可以驱除物料中的空气提高熔体密实程度之外，熔体内的压力也随之增大，螺杆后退速度减小，塑之外，熔体内的压力也随之增大，螺杆后退速度减小，塑化的剪切作用加强，摩擦热量增多，熔体温度上升，化的剪切作用加强，摩擦热量增多，熔体温度上升，塑化塑化效果提高。效果提高。 增大背压虽然可以增大塑化效果，但背压增大，如果增大背压虽然可以增大塑化效果，但背压增大，如果不提高螺杆转速，则熔体在螺杆计量段螺槽中将产生较大不提高螺杆转速，则熔体在螺杆计量段螺槽中将产生较大的逆流和漏流，的逆流和漏流，从而使塑化能力下降从而使塑化能力下降。注射生产中，经常。注射生产中，经常需要把背压的大小与螺杆转速综合考虑。需要

42、把背压的大小与螺杆转速综合考虑。增大背压力虽然可提高塑化效果，但因螺杆后退速度减增大背压力虽然可提高塑化效果，但因螺杆后退速度减慢，塑化时间或成型周期延长。因此尽量用较小背压。但慢，塑化时间或成型周期延长。因此尽量用较小背压。但过小背压容易产生气泡。过小背压容易产生气泡。 对于热敏性塑料，为了防止塑化时剪切摩擦热过大引起对于热敏性塑料，为了防止塑化时剪切摩擦热过大引起热降解，背压应尽量取小值；对高黏度塑料也不宜使用较热降解，背压应尽量取小值；对高黏度塑料也不宜使用较大背压。大背压。采用直通式喷嘴和后加料方式（注射座整体退回是在预采用直通式喷嘴和后加料方式（注射座整体退回是在预塑定量之后），宜使

43、用较小的背压，采用阀式喷嘴和前加塑定量之后），宜使用较小的背压，采用阀式喷嘴和前加料方式，可取较大背压。料方式，可取较大背压。 生产中，背压的使用范围约为生产中，背压的使用范围约为3.427.5MPa，还应注意，还应注意以下事项：以下事项： 螺杆转速是指螺杆塑化成型物料时的旋转速度，它所螺杆转速是指螺杆塑化成型物料时的旋转速度，它所产生的扭矩是塑化过程中前输送物料发生剪切、混合与均产生的扭矩是塑化过程中前输送物料发生剪切、混合与均化的动力，是影响注射机塑化能力、塑化效果以及注射成化的动力，是影响注射机塑化能力、塑化效果以及注射成型的重要参数型的重要参数。2)螺杆转速螺杆转速1 1）螺杆转速增加

44、，注射机对各种塑料的塑化能力提高。）螺杆转速增加，注射机对各种塑料的塑化能力提高。2 2）螺杆转速增大，熔体温度的均化程度提高，但曳流）螺杆转速增大，熔体温度的均化程度提高，但曳流也随之增大所以转速达到一定数值后，塑化效果下降也随之增大所以转速达到一定数值后，塑化效果下降。三、成型周期三、成型周期注射时间注射时间闭模冷却时间闭模冷却时间其他操作时间其他操作时间流动充模时间：柱塞或螺杆前进流动充模时间：柱塞或螺杆前进 的时间的时间 保压时间：柱塞或螺杆留在前进保压时间：柱塞或螺杆留在前进 位置的时间位置的时间 注射成型周期指完成一次注射成型工艺过程所需的时注射成型周期指完成一次注射成型工艺过程所

45、需的时间。间。包括开模、制品脱模、喷涂包括开模、制品脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件和闭模时脱模剂、安放嵌件和闭模时间等间等成型周期成型周期模腔内制品的冷却时间（包模腔内制品的冷却时间（包括柱塞或螺杆后退时间）括柱塞或螺杆后退时间）总总冷冷却却时时间间1.注射时间 注射时间指活塞在注射油压缸内开始向前运动到保压补缩为止所经历的全部时间，注射时间由流动充模时间和保压时间两部分组成。注射时间可用下式估算：其中体积流率可用下式计算：2.闭模冷却时间 1.闭模冷却时间定义：指注射结束到开启模具这一阶段所经历的时间。2.闭模冷却时间确定原则： 确定闭模冷却时间的原则是制件应具有一定刚度，不得因温度过高发生翘曲

46、和变形。在保证此原则的条件下，冷却时间应尽量取短一点，否则，不仅会延长成型周期、降低生产效率，而且对于复杂制件会造成脱模困难。 生产中有时采用这样一种方法，即不待制件全部冷却到脱模温度，而只要从表层向内有一定厚度冷却到脱模温度并同时具有一定刚度可以避免制件翘曲变形时，便可开启模具取出制件，然后使制件在模内自动冷却，或浸入热水中逐渐冷却。第二节 压缩成型原理及工艺特性原料放入模具加热加压使材料成型硬化取出塑件压缩成型过程一、压缩成型原理及特点1 1、压缩成型原理：、压缩成型原理： 将塑料加入高温的型腔和加料室，然后以一定的速度将模具闭合，塑料在热和压力的作用下熔融流动，并且很快地充满整个型腔，树

47、脂和固化剂作用发生交联反应，生成不熔不溶的体型化合物，塑料因而固化，成为具有一定形状的制品，当制品完全定型并且具有最佳性能时，即开启模具取出制品。2、压缩成型的优点压缩成型工艺成熟可靠，已积累了丰富的经验；适用于成型流动性差的塑料，比较容易成型大型制品；与热固性塑料的其他成型方法，如压注和注射法相比，成型制品的收缩率小，变形小，各项性能均匀性较好；使用的设备（用液压机）及模具结构要求比较简单，对成型压力要求比较低；成型中无浇注系统废料产生。压缩成型的缺点（）制品常有较厚的溢边，且每模溢边厚度不同，因此制品高度尺寸的精度较；（）厚度和带有深孔，形状复杂的制品难于成型；（）模具内装有细长成型杆或细

48、薄嵌件时，成型时压弯变形，故这类制品不宜采用；（）压缩模成型时受到高温高压的联合作用，因此对模具材料性能要求较高。成型零件均进行热处理。有的压缩模早操作时受到冲击震动较大。易磨损，变形，使用寿命较短，一般仅为万次；（）不宜实现自动化，劳动强度比较大，特别是移动式压缩模。由于模具高温加热，加料常为人工操作，原料粉尘飞扬，劳动条件较差；（）用压缩成型法成型塑件的周期比用注塑压注法的都长，故生产效率低。二、压缩成型工艺1、压缩成型前的准备1）预热与干燥2）预压2、压缩成型过程 1）加料2）闭模3）排气4）固化5）脱模3、压后处理1）模具的清理2）塑件的处理压缩模的结构组成：型腔、加料腔、导向机构、侧

49、向分型抽芯机构、脱模机构、加热系统三、压缩模的类型 又称压制模具（简称压模），主要用于成型性塑料，也可成型热塑性塑料。压缩模热固性塑料压缩模固定式半固定式移动式多型腔单型腔共用加料室单加料室不溢式半溢式溢式水平分型面复合分型面垂直分型面多分型面单分型面1.溢式压缩模又称敞开式压缩模优点：结构简单，成本低塑件易取出，易排气安放嵌件方便加料量无严格要求模具寿命长结构特点：无加料腔凸模与凹模无配合部分有环形挤压面b1.溢式压缩模适用范围：缺点：小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢时，易造成非边增厚；水平状的非边难于去处，且影响塑件外观；凸、凹模

50、配合精度较低；不适用于压制带状、片状或纤维填料的塑料和薄壁或壁厚均匀性要求高的塑件。2.不溢式压缩模 又称封闭式压缩模结构特点：优点：加料腔是型腔向上的延续部分无挤压面凸模与加料腔有小间隙的配合塑件密度大、质量高对塑料要求不严（以棉布、玻璃布或长纤维填料的塑料均可）塑件飞边薄且呈垂直状易于去除2.不溢式压缩模 缺点：适用范围：模具必须设置推出机构；加料量必须精确，高度尺寸难于保证；凸模与加料腔内壁有摩擦，易划伤加料腔内部，进而影响塑件外观质量，必须设推出机构；一般为单型腔，生产效率低。压制形状复杂，薄壁及深形塑件。3.半溢式压缩模 又称半封闭式压缩模优点：结构特点：不必严格控制加料量不会伤及凹

51、模侧壁塑件外形复杂时，凸模和加料腔的形状可以简化；加料腔是型腔向上的扩大延续部分有挤压面3.半溢式压缩模 适用范围：缺点：不适用于压制布片或纤维填料的塑料。流动性较好的塑料和形状较复杂的带小嵌件的塑件。4.压缩模类型选用原则流动性差的塑料，塑件形状复杂水平分型面模具结构简单，操作方便，优先选用。塑件批量大 固定式模具批量中等 固定式或半固定式模具小批量或试生产 移动式模具不溢式模具塑件高度尺寸要求高，带有小型嵌件 半溢式模具形状简单，大而扁平的盘形塑件 溢式压缩模四、压缩成型工艺参数1、压缩成型压力施加压力的目的：促使物料流动充模，提高塑件的密度和内在质量，克服涨模力，使模具闭合。2、压缩成型

52、温度压缩成型温度高低影响模内塑料熔体的充模是否顺利，也影响到成型时的硬化速度，进而影响塑件质量。3、压缩时间压缩时间与塑料的种类、塑件的形状、压缩成型工艺条件以及操作步骤等有关。一、原理及特点一、原理及特点压注成型又称传递成型，它是成型热固压注成型又称传递成型，它是成型热固性塑料制品的常用方法之一。是将塑料性塑料制品的常用方法之一。是将塑料加入到独立于型腔之外的加料室内，经加入到独立于型腔之外的加料室内，经初步受热后在液压机的压力作用下，通初步受热后在液压机的压力作用下，通过压料柱塞将塑料熔体经由浇注系统压过压料柱塞将塑料熔体经由浇注系统压入已经封闭的型腔，在型腔内迅速固化入已经封闭的型腔，在

53、型腔内迅速固化成为塑件的成型方法。其主要用于热固成为塑件的成型方法。其主要用于热固性塑料的成型加工。图性塑料的成型加工。图9-19-1所示用压注成所示用压注成型法生产制品的工艺过程循环图。压注型法生产制品的工艺过程循环图。压注模（或传递模）的成型原理如图模（或传递模）的成型原理如图9-29-2所示。所示。第三节 压注成型原理及工艺特性 图92 压注成型原理1柱塞；2加料腔；3上模板；4凹模；5型芯；6型芯固定板；7下模座；8浇注系统；9塑件abc把预热的原料加到加料腔内，塑料经过加热塑化，在压力机柱塞的压力下经过模具的浇注系统挤入型腔，型腔内的塑料 在一定压力和温度下保持一定时间充分固化，得到

54、所需的塑件。在挤塑的时候加料腔的底部必须留有一定厚度的塑料垫，以共压力传递。由这个成型过程可以知道，熔料经过浇注系统才进入型腔，会有一定的压力损失；而熔料经过浇注系统时，会产生摩擦热，从而使塑料的流动性增大，有利于填充型腔，又有利于提高塑料的固化速度。不足的地方就是熔料经过浇注系统时熔料里的填料呈方向性排列，导致塑件的收缩率和机械强度也会呈现方向性。、压注成型原理、压注成型原理塑件清理包装入库转后处理工序或开模 抽芯、脱模清理模具、涂脱模剂、预热压注 加压闭模、加料、加热保压 固化活动型芯在模具内安装嵌件嵌件清理、准备称量塑料准备 预压、预热图91 热固性塑料压注成型工艺过程 、压注模的类型及

55、特点、压注模的类型及特点压注成型又称为挤塑成型或传递成型，用于压注成型的模具就是压注模具，简称压注模或传递模。与压缩模相比，压注模具有浇注系统；与注射模相比，压注模有加料室，主要用于压缩模不能得到的复杂、带金属嵌件的塑件 。1.1.具有独立于型腔之外的单独加料室，而不是型腔的自然延具有独立于型腔之外的单独加料室，而不是型腔的自然延伸，并经由浇注系统与型腔相连。伸，并经由浇注系统与型腔相连。 3、压注成型与压缩成型的区别如下、压注成型与压缩成型的区别如下2.2.塑料在进入型腔前已在加料室得到初步受热塑化，当其塑料在进入型腔前已在加料室得到初步受热塑化，当其在柱塞压力作用下快速流经浇注系统时，会因

56、摩擦生热使在柱塞压力作用下快速流经浇注系统时，会因摩擦生热使塑化得到进一步加强，并迅速填充型腔和固化，因此，成塑化得到进一步加强，并迅速填充型腔和固化，因此，成型周期短，生产效率高，产品质量好，并利于壁厚变化较型周期短，生产效率高，产品质量好，并利于壁厚变化较大和形状复杂塑件的成型。大和形状复杂塑件的成型。3.压料柱塞的压力不是直接作用在型腔压料柱塞的压力不是直接作用在型腔,而是通过浇注系统而是通过浇注系统向型腔传递压力向型腔传递压力,有利于细小嵌件有利于细小嵌件,众多嵌件和有细小孔的众多嵌件和有细小孔的塑件成型塑件成型.4.型腔在塑件熔体注入前闭合型腔在塑件熔体注入前闭合,没有溢边没有溢边.

57、塑件在模具深度方塑件在模具深度方向尺寸的精度有提高向尺寸的精度有提高.5.5.压注成型要消耗较多的塑料，浇注系统的凝料只能作废压注成型要消耗较多的塑料，浇注系统的凝料只能作废料处理。料处理。6.6.塑料中的细长或纤维状的填料在压注过程中有取向排列，塑料中的细长或纤维状的填料在压注过程中有取向排列，使塑件产生各向异性。使塑件产生各向异性。4、对压缩、压注、注射成型三种效果的比较 热固性塑料的压缩、压注、注射成型各有其优缺点及其热固性塑料的压缩、压注、注射成型各有其优缺点及其适用范围，现比较如下：适用范围，现比较如下：（1 1）就成型效率来看，以注射成型为高，压注成型次之，压缩成）就成型效率来看，

58、以注射成型为高，压注成型次之，压缩成型较低。型较低。（2 2）就塑件质量来看，由于注射和压注成型能使塑料受到均匀地）就塑件质量来看，由于注射和压注成型能使塑料受到均匀地加热，故而获得的制品在其整个断面上固化程度比较均匀，有加热，故而获得的制品在其整个断面上固化程度比较均匀，有较良的电气性能和较高的机械强度。较良的电气性能和较高的机械强度。（3 3）注射和压注成型时，塑料注入闭合的型腔内，因此制品在分）注射和压注成型时，塑料注入闭合的型腔内，因此制品在分型面处产生的飞边很薄，容易修除，或无飞边，塑件高度能达型面处产生的飞边很薄，容易修除，或无飞边，塑件高度能达到较高的尺寸精度，而压缩成型则不能。

59、到较高的尺寸精度，而压缩成型则不能。 （4 4）注射和压注成型可用于成型带有精细孔、细小嵌件的塑件，）注射和压注成型可用于成型带有精细孔、细小嵌件的塑件，而压缩成型则不能。而压缩成型则不能。（5 5）注射成型比压缩、压注成型都更容易实现机械化和自动化，）注射成型比压缩、压注成型都更容易实现机械化和自动化，工人劳动强度可得到大大地改善。工人劳动强度可得到大大地改善。 二、压注成型工艺参数1、成型压力压注成型压力为压缩成型压力的2 3倍。2、成型温度成型温度包括加料室内的物料温度和模具本身的温度。压注成型模具温度比压缩成型温度低15 30。3、成型周期压注成型成型周期包括加料时间、充模时间、交联固

60、化时间、脱模取塑件时间和清模时间。第四节 挤出成型原理及工艺特性 挤出成型是在挤出机上使塑料受热呈熔融状态，在一挤出成型是在挤出机上使塑料受热呈熔融状态，在一定压力下通过挤出成型模具而获得连续型材。可采用挤出定压力下通过挤出成型模具而获得连续型材。可采用挤出成型的制件种类很多，如管材，板材，电缆包层，异形材。成型的制件种类很多，如管材，板材，电缆包层，异形材。挤出型材的截面形状均取决于挤塑模具挤出型材的截面形状均取决于挤塑模具一、挤出成型原理及其工艺特点首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在旋转的挤出机螺杆的作用下，加热的塑料通过沿螺杆的螺旋槽向前方输送。在此过程中，塑料呈粘流态，然后在挤压系统的