第5章 注塑机

1、 注塑机是利用塑料成型模具将热塑性塑料或热固性塑料原料制成制件的注射成型设备，也是应用最广的塑料成型设备。第5章 注塑机 德国德国已研究出注射量只有0.1g的微型注射机,可生产0.05g左右的微型注射成型塑件。 我国我国已能生产0.5g的微型注射机，可生产0.1g左右的微型塑件。 法国法国已拥有注射量为1.7105g的超大型注射机，合模力达到150MN。 美国美国和日本日本分别制造出注射量为1.0105g和9.6104g的超大型注射机。 国产国产注射机注射量也达到了3.5104g，合模力达到80MN。注射机注射机5、1 结构组成 注塑机通常由注射装置、合模装置、液压传动系统、电气控制系统等组成

2、。 注射装置注射装置使塑料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的速度和压力将一定量的熔料注射进模具型腔。 合模装置合模装置也称锁模装置锁模装置，保证注射模具可靠地闭合，实现模具开、合动作以及顶出制件。 液压和电器控制系统液压和电器控制系统保证注射机按预定工艺规程的要求（如压力、温度、速度和时间）和动作程序准确有些工作。5、2工作过程 塑料注塑成型是利用塑料的玻璃态、高弹态和粘流态三种物理状态，在一定的工艺条件下，借助于注塑机和模具，成型出所需要的制件。尽管所用的注塑机、模具和工艺参数不尽相同，但从所要实现的工艺内容即基本工序来看，其工作过程可大致表示成教材图3.5所示。1、合模与锁模 注塑成型机的成

3、型周期一般从模具开始闭合时算起。模具首先以低压快速进行闭合，当动模与定模很接近时，合模的动力系统自动切换成低压（即试合模压力）、低速，在确认模内无异物存在时，再切换成高压低速而将模具锁紧。 2、注射装置前移 在确认模具达到所要求的锁紧程度后，注射液压缸工作，使注射装置前移，保证喷嘴与模具主浇套入口以一定的压力贴合，为注射阶段做好准备。3、注射与保压 完成上述两个工作过程后，便可向注射液压缸接入压力油。于是与液压缸活塞杆相接的螺杆，便以高压高速将头部的熔料注入模腔，并将模腔中的气体从模具分型面驱赶出去。此时螺杆头部作用于熔料上的压力为注射压力注射压力，又称一一次压力次压力。注入模腔的熔料由于低温

4、模具的冷却作用而产生收缩，为了生产出质量致密的制件，还需对熔料保持一定的压力以进行补缩，直到浇注系统的塑料冻结为止。此时，螺杆作用于熔料的压力称为保压压力保压压力，又称二次压力二次压力。保压时，螺杆因补缩会有少量的前移。 4、制件冷却与预塑化 当保压进行到模腔内熔料失去从浇口回流的可能性时（即浇口封闭），注射液压缸内的保压压力即可卸去（此时合模液压缸内的高压也可撤除），使制件在模内冷却定型。 为了缩短成型周期，在制件冷却的同时螺杆传动装置工作，带动螺杆转动，使料斗内的塑料落入料筒经螺杆向前输送，在料筒加热系统的外加热和螺杆的剪切、混炼作用下，使塑料逐渐依次熔化，由螺杆输送到料筒的前端，并产生一

5、定的压力。这个压力是根据所加工的塑料、调节注射机液压系统的背压阀和克服螺杆后退的运动阻力建立的，统称为预预塑背压塑背压，其目的是保证塑料的塑化质量。由于螺杆不停地转动，故熔料也不断地向料筒前端输送，螺杆端部产生的压力迫使螺杆连续向后移动，当后移一段距离，料筒端部的熔料足以满足下次注射量时，压下行程开关，螺杆停止转动和后移，这就是常说的计量。由于制件冷却和预塑化同时进行，故一般情况下，要求螺杆预塑时间要少于制件冷却时间，以免影响成型周期。 5、注射装置后移 注射装置是否后退可根据所加工塑料的工艺而定。有的在预塑化后退回，有的在预塑化前退回，有的注射装置根本不退回。注射装置退回的目的主要是避免喷嘴

6、与冷模长时间接触，维持喷嘴内料温，确保下次顺利注射。另一方面，有时为了便于清料，常使注射装置退回。6、开模与顶出制件 模具内的制件冷却定型后，合模机构就开启模具。在注塑机的顶出系统和模具的推出机构的联合作用下，将制件自动推出，为下次成型做好准备。5 5、3 3 分类分类 注塑机有许多不同分类方法，常见的有如下三种。注塑机有许多不同分类方法，常见的有如下三种。1 1） 按注塑机成型能力分类按注塑机成型能力分类 按注塑机成型能力可将注射机分为五种类型。按注塑机成型能力可将注射机分为五种类型。2 2） 按塑化方法分类按塑化方法分类 根据塑化方法不同，常用的有根据塑化方法不同，常用的有柱塞式柱塞式和和

7、螺杆式螺杆式两大类两大类 （见（见图图5-25-2、5-35-3所示）所示） 。3 3） 按外形结构特征分类按外形结构特征分类 目前使用最多的是按注射机外形特征分类，这种分类方法目前使用最多的是按注射机外形特征分类，这种分类方法主要是根据注射机的合模装置和注射装置的相对位置进行分主要是根据注射机的合模装置和注射装置的相对位置进行分类的。（见类的。（见图图5-45-4所示）所示）图图5-2图图5-3l螺杆式注射机（1）卧式注射机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线水平排列。具有机身低，操作、维修方便，自动化程度高等特点。所以这种形式应用最广，对大、中、小型都适用，是目前注射机最基本的形式。（2）

8、立式注射机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线并垂直排列。具有占地面积小，模具拆装容易，模具内安放嵌件方便等优点。但制品顶出后不易脱落，不易实现全自动化操作，且机身高，加料、维修不方便。目前小型注射机常采用这种形式。（3）角式注射机1角式注射机2 合模装置与注射装置的运动轴线互成垂直排列。其优缺点介于立式和卧式之间，使用也较普遍，大、中、小型注射机均有。图图5-4柱塞式注射机特点： 结构简单、但压力损失大、塑化不均匀， 不适合热敏性塑料。实际应用： 目前工厂中广泛使用的是螺杆式注射机，60g 以下的小型制件多用柱塞式。 5、4基本参数 注塑机的基本参数是其设计、制造、选择与使用的基本依据。描述

9、注射剂性能的基本参数有：注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置基本尺寸等。A、国产SZ系列注塑机主要技术参数（参见相关资料） 我国的SZ系列注塑机，用一次能注射出的理论注射容量和锁模力来表征注塑机的生产能力。例如SZ-160/1000，表示该型号注塑机的理论注射容量约为160cm3，锁模力约为1000kN。B、技术参数的说明1）注射装置技术参数l螺杆直径：螺杆的外径尺寸（mm），以D表示。l螺杆有效长度：螺杆上有螺纹部分的长度（mm）， 以L表示。l螺杆压缩比：螺杆加料段第一个螺槽容积V2与计量 段最末一个螺槽容积V1之比，即 V2/V1。 l理论注射容积：螺杆（或柱塞）头部截

10、面积与否最大注射 行程的乘积（cm3）。l注射量：螺杆（或柱塞）一次注射的最大容积（cm3）或 者一次注射PS的最大重（质）量（g）。l注射压力：注射时螺杆（或柱塞）头部施于预塑物料的 最大压力（MPa）。l注射速度：注射时螺杆（或柱塞）移动的最大速度 （mm/s）。l注射时间：注射时螺杆（或柱塞）完成注射行程的最短 时间（s）。l塑化能力：单位时间内可塑化PS物料的最大重（质）量 （g/s）。l喷嘴接触力：喷嘴与模具的最大接触力，即注射座推力 （kN）。l喷嘴伸出量：喷嘴伸出模具安装面的长度（mm）。 此外，喷嘴结构、喷嘴孔径和球面半径等技术参数。2）合模装置技术参数l锁模力：为克服塑料熔体

11、涨开模具而施于模具的最大锁模力 （kN）。l成型面积：在分型面上最大的型腔和浇注系统投影面积（cm2）。l开模行程： 模具的动模可移动的最大距离（mm）。模板尺寸：定模板和动模板的安装平面的外形尺寸 （mm）。l模具最大（最小）厚度：注射机上能安装闭合模具的最大 （最小）厚度（mm）。l模板最大（最小）开距：定模板和动模板之间的最大（最 小）间距（mm）l拉杆间距：注射机拉杆的水平方向和垂直方向内侧的间距 （mm）。l推出行程：推出机构推出时的最大位移（mm）。 1、公称注射量 公称注射量指机器对空注射条件下，注射螺杆作一次最大注射行程时，注射装置所能给出的最大注出量，是注塑机的主要参数之一，

12、单位为g或cm3。注射量标志了注塑机的注射能力，反映了机器能生产制品的最大重量或体积。 注射量有两种表示法，一种是以加工PS原料为标准（密度1.05 g/cm3），用注射出熔融物料的重量（g）表示。加工其他物料时，应进行密度换算。另一种方法是采用注射容量表示，即用一次注出熔融物料的容积（cm3）表示。 基本参数中的公称注射量是取螺杆最大注射行程时所对应的容积或质量，条件是对空注射。实际中由于温度、压力、熔料逆流等，注射量达不到理论值。实际注射量约为公称注射量的0.7-0.9倍。 生产实践表明，应使制品用料量之和为机器公称注射量的25%-75%为好，最低不低于10%，超出此范围，则或是机器能力不

13、能充分发挥，或是制品质量降低。 我国注射机标准系列规定注射量的规格为16、25、30、40、60、100、125、160、250、350、64000（cm3）等。2、注射压力 注射压力指注射过程中螺杆头部的最大压强。注射压力的作用是克服注射过程中熔体流经喷嘴、流道和模腔的阻力，同时对注入模腔的熔体产生一定的压力，以完成物料补充，使制品密实。目前国产注射机的注射压力一般在105-150MPa。设备选择时，应考虑所需的注射压力是否在机器的理论压力范围以内。3、塑化能力 塑化能力指塑化装置在单位时间内所能塑化的物料量，单位为g/s。塑化能力决定螺杆转速、驱动功率、螺杆结构、物料性能等。塑化能力表征着

14、机器生产能力。但塑化能力应与整个注射机的成型周期、注射量向协调，才能保证在规定的时间内提供足够均匀塑化的熔料量。一般注射机的理论塑化能力大于实际所需量的20%左右。44、锁模力 锁模力指合模机构施于模具上的最大夹紧力，单位为kN。锁模力的作用是与注射时模腔熔体的压力相平衡，保证在注射及保压操作时模具不被撑开。选择设备时必须核算设备锁模力是否足够。锁模力的选取相当重要，锁模力不够会使制品产生飞边，不能成型薄壁制品；锁模力过大，又易损坏模具。5、合模装置的基本参数 合模装置的基本参数决定了模具的安装尺寸，因而也决定了所能加工制件的平面尺寸。合模装置的基本参数包括动、定模固定板尺寸、拉杆间距、动定模

15、固定板间最大开距、模具高度及动模固定板行程与移动速度等。 （1）动、定模固定板尺寸BxH与拉杆间距B0 xH0 动、定模固定板尺寸是指固定板上螺钉孔在长度和宽度方向的最大中心间距；拉杆间距是指固定板上拉杆孔在长度和宽度方向的最大中心间距。模具平面尺寸必须限制在固定板尺寸及拉杆间距规定的范围内。（2）动、定模固定板间最大开距Sk 动、定模固定板间最大开距指动、定模固定板之间所能达到的最大距离，包括调模行程在内。最大间距是否满足要求，主要看成型制品能否方便地从开模后的模腔中取出以及安放嵌件等辅助操作是否便利等。模具外形尺寸与拉杆位置 模具的安装方式 （3）模具最大高度Hmax、最小高度Hmin及调

16、模行程： 模具最大（小）高度是指合模机构闭合后，达到规定的锁模力时，动、定模固定板之间的最大（小）距离，两者的差值称为调模行程。模具设计时，必须使模具实际高度H满足HminHHmax。 因此，在某种程度上可以说，模具最大（小）高度规定了制件在高度方向上的尺寸范围。注塑机动、定模固定板的间距 （4）动模固定板行程S 动模固定板行程指动模固定板能移动的最大距离。对液压机械式合模装置，此值是常数，对于全液压式合模装置，此值随模具高度不同而不同。动模固定板行程应大于制件高度的2倍，以便取件。（5）开、合模速度 开、合模速度指动模固定板在开模、锁模时的移动速度。生产实际中，开、合模速度在开、合模过程中是

17、变化的，合模时为快速慢速，开模时为慢速快速慢速。国产注射机最大动模固定板移动速度为0.5-0.6m/s，高者达1.2-1.5m/s，慢速则仅为0.04-0.08m/s。2022年5月25日注射机最大开模行程（S）与模具厚度（Hm）无关单分型面注塑模开模情况 双分型面注塑模开模情况 2022年5月25日注射机最大开模行程（S）与模具厚度（Hm）有关直角式单分型面注塑模开模情况 侧面分型抽芯机构的最大开模程（S）2022年5月25日喷嘴尺寸浇口套球面R和喷嘴前端球面半径R0喷嘴孔径d0和浇口套小端孔径d正确关系为： d=d0+(0.51)mm R=R0+(12)mm2022年5月25日定位孔尺寸h:小型模具取810)mm 大型模具取(1015)mm5、6 型号规格 注塑机型号规格是用来表示注射机加工能力的，而反映注塑机加工能力的主要