塑料成型工程技術李洪飛06塑料成型工程技術課件

1、塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,1,第六章 注射模塑,劉長維 材料科學與工程學院,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2,6.1 概述 6.2 注射模塑設備 6.3 注射成型機的主要技術參數 6.4 注射成型工藝過程分析 6.5 注射成型工藝參數設置 6.6 幾種常用塑料的注射模塑特點 6.7 注射成型的發(fā)展,主要內容,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,3,注射成型產品示例,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,4,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術

2、,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注塑成型的概念：粒狀或粉狀塑料通過螺桿的旋轉和外部的加熱作用，使它受熱熔化至流動狀態(tài)，然后在螺桿的連續(xù)高壓高速作用下，熔融塑料被壓縮并向前移動，通過噴嘴射出，注入一個溫度較低的閉合模具中，充滿模具的塑料經冷卻硬化，即可保持模具型腔所賦予的形狀，開啟模具，即完成一個注塑成型。 許多細部，諸如凸起部、肋、螺紋，都可以在注射模塑一步操作中成型出來。,6.1 概述,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注塑成型的基本過程,1. 塑化 Plastificat

3、ion 加熱塑料，使其達到熔化狀態(tài)，并具有良好的塑性。 要求：1）提供足夠的注射量； 2）溫度均勻； 3)不產生降解 2. 注射Injection 對熔融物料施加高壓高速，使熔體快速充滿模具型腔。 3. 模塑（冷卻定型）molding,cooling,solidification 熔體在模具內冷卻硬化,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,14,. 注射過程是 三個條件：溫度、壓力、時間 三個要素：模塑材料、注射機、注射模 的有機結 合過程。,1柱塞 2料斗 3冷卻套 4分流梭 5加熱器 6噴嘴

4、 7固定模板 8制品 9活動模板 10頂出桿,注射機和模塑的剖面圖,注射過程,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,15,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,16,Process 適用加工范圍：漸變與突變螺桿。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,普通型螺桿的缺點 1）塑化能力較低（轉速較低、h3淺）； 2）塑化質量波動（溫度、混合）； 3）難以適應特殊工藝要求；,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注射機的螺桿結構變化,螺桿結構 a) 三段式螺桿 b) 帶有剪切混合元件的三段式螺桿 c)帶有剪切混合元件的屏障型螺桿,塑料成型工程技術-

5、李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,新型螺桿,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,通用型螺桿的主要參數及配合間隙,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,螺桿頭 作用： 1、排凈熔料、防止滯料分解； 2、隔斷螺槽與注射熔料；防止注射時熔料回泄。 結構性能： 1、止逆、啟閉靈活 2、注射時回泄量及發(fā)熱量最低。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,型式: 止逆螺桿頭防止注射時熔料回泄 的螺桿頭。 作用：加工中、低粘度的塑料。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑

6、料成型工程技術,螺桿頭部的結構,各種止逆環(huán),止逆環(huán)軸,承壓環(huán),止逆環(huán),(后),A),B),A)常見的止逆環(huán),B)止逆環(huán)的改進形式,頭部,止逆環(huán),(前),塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,型式: 尖頭螺桿頭； a. 帶小錐角（20左右）； b. 附有螺紋的螺桿頭。 作用：加工高粘度、熱敏性塑料，主要防止停滯熱解。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,止逆環(huán)的要求 啟閉靈活，回泄量小，發(fā)熱量低。 (1) 止逆環(huán)與料筒的配合（簡稱環(huán)隙）要合適。 a. 大，回泄大，產生高剪切流動和熱解現象； b. 小，止逆動作的效果差； c. 0.050.

7、15mm； d. 止逆環(huán)寬度B(0.6-0.8)D(直徑)。 (2) 螺桿頭處的流通截面要適當。 a. 熔料流通面積F1小，或止逆環(huán)的位移量小， 則 限流作用大，降低螺桿塑化能力，, 工藝不穩(wěn)定。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,(2) 螺桿頭處的流通截面要適當。 b. F1大，止逆動作遲緩，止逆效果降低，影響注出量的精度。 c. 止逆環(huán)位移量h3； d. 螺槽截面積F與止逆環(huán)密封端流通面積F1之比為： F/F10.2-0.3 (3) 啟閉靈活。 (4) 實現止逆的必要條件：P(F1-F2)+RpF1 -熔料壓力； R-磨擦阻力； F1-止逆環(huán)密封端的環(huán)形面積

8、 F2-螺桿頭與止逆環(huán)左端相接觸面積。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑化結構型式的影響,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注射結構型式的影響,單缸后置式（無軸承）：,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注射結構型式的影響,單缸后置式（有軸承）：,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注射結構型式的影響,雙缸式,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,60,噴嘴 a.作用： 引導物料從料筒進入模具； 控制料流，防止物料流涎，使物料流積存在料筒前端； 提高注射壓力，使物料具有一定射程； 進一步塑化。 b.種類： 按噴嘴分： 通用式(延伸式)：噴

9、嘴孔徑大，呈短管狀，優(yōu)點是 阻力小。適用于粘度高的塑料。 自鎖式：用于注射粘度較低的塑料。 杠桿針閥式：,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,61,通用式(延伸式)：,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,62,自鎖式,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,63,自鎖式噴嘴的原理,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,64,杠桿針閥式：,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,65,二.鎖模系統(tǒng) 1.組成：固定模板、活動模板、拉桿、油桿、連桿以及模具調整機構、制品頂出機構。 2.功能：啟閉模具、鎖緊模具、調整模具、頂出制品。 3.要求： 要有足夠鎖模力F

10、（單位：kN或噸） FPA P：注射壓力 A：制品在施壓方向上的投影面積,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,66,機械式鎖模裝置,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,單曲軸鎖模機構,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,68,液壓機械鎖模裝置,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,雙曲軸鎖模機構,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,鎖模機構,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,單缸直壓式合模裝置,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,72,液壓式鎖模裝置,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,增壓式合模裝置,充液式合模裝

11、置：應用不同直徑的兩個液壓缸組合在一起，大直徑液壓缸用于鎖模，小直徑液壓缸用于移模，分別滿足增大鎖模力和快速移模的要求。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,74,要有足夠的模板面積、模板行程和模板間的開距，以適應不同外型尺寸制品的成型要求； SkH+H1+H2+510 Sk：模板間開距 H：模具厚度 H1：頂出距離 H2：制品厚度 鎖模系統(tǒng)運轉靈活、安全，速度可調，運行平穩(wěn)，閉模先快后慢，開模先慢后快，以防止模具的碰撞。按實現鎖模力的方式分類：機械式、液壓式、液壓機械組合式。 應有足夠的頂出力和頂出距離，調模要方便。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,75,三.模具 1

12、.種類：壓制模具、壓鑄模、中空吹塑模、壓力成型模、沖壓模、擠出模具、注射模具。其中主要的是擠出模具、注射模具。 2.注射模具 組成：澆注系統(tǒng)、成型零件、結構零件 a.澆注系統(tǒng)：塑料熔體從噴嘴流入型腔前的流道。包括主流道、分流道、冷料井、澆口。 b.成型零件：指構成制品形狀的各種零件，主要包括動、定模的型腔、型芯、排氣孔。 c.結構零件：指構成模具各種結構的零件。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,模具,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,77,9前夾模板 10 凸模 11陰模 12分流道 13主流道襯套 14冷料穴 15 澆口 16型腔 17冷卻通道 18定模 19分型面

13、 20動模 21承壓板 22制品 23分流道 24主流道,1 用作推頂脫模板的孔 2脫模板 3脫模桿 4承壓柱 5 后夾模板 6動模 7回頂桿 8導柱,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,78,簡介 a.主流道：指連接噴嘴到分流道的一段流道，與噴嘴處于同一軸線上。一般是圓錐形，錐度26，進口直徑一般為48mm。 b.冷料穴：設在主流道末端的一個空穴。 作用： 用來捕集噴嘴端部兩次注射間所產生的冷料； 拉出主流道的殘余物料； 使制品固定在動模一側，便于脫模機構頂出制品。 c.分流道：主流道和澆口間的過度部分。一般要對稱分布，距離相等，長度盡量短一些。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成

14、型工程技術,79,d.澆口：主流道連接型腔的通道。 作用： 控制料流的速度； 在注射中，由于澆口部分的物料比較早的凝固，防止物料倒流 使通過的物料受到較強的剪切而升高溫度，從而降低熔體粘度，提高流動性 ； 便于制品與流道系統(tǒng)分離。 優(yōu)點：增加流速； 可產生較大的摩擦熱； 小口徑可控制和縮短補料時間； 小口徑，硬化快，防止倒流，縮短模塑周期； 便于制件修飾和分離。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,80,e.型腔：賦予制品形狀的部分。 賦予制品外部形狀的部分凹模(陰模)； 賦予制品內部形狀的部分型芯或凸模(陽模)。 f.排氣孔：一般設在型腔內料流的盡頭或設置在模腔內料流的匯合處，也可

15、利用分型面或頂出桿或頂出孔的配合間隙排氣。 g.結構零件：導向零件、脫模裝置、回程桿、抽芯機構、扣模板等。 h.加熱冷卻裝置： 冷卻介質：冷水、熱水、熱油。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,81,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,82,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,83,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,1、注射量 2、注射壓力 3、注射速度、注射速率和注射時間 4、塑化能力 5、合模力 6、合模裝置的基本尺寸 7、開合模速度 8、空循環(huán)時間,6.3 注射成型機的主要技術參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,1、注射量 定義：

16、機器在對空注射條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量 表示方法 表示法一（質量法）： 以PS為標準，用注射出熔料的質量表示 表示法二（容積法）： 用注射出熔料的體積(cm3)表示 注：注射量是常用的標注注射機型號的參數之一,注射成型機的主要技術參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2、注射壓力 定義：注射時，螺桿或柱塞端面作用于熔料單位面積上的力，其單位為MPa 作用：克服熔料流經噴嘴、流道和型腔時的流動阻力 最高注射壓力：注射機能達到的最大壓力 實際注射壓力：工藝選取壓力值 注射壓力選取方法 塑料性能，塑化方式，塑化溫度，模具溫度，流動阻力，制

17、品形狀及精度,注射成型機的主要技術參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注射壓力的分類 （1）注射壓力70 MPa，用于低黏度的塑料，且形狀簡單、壁厚制品； （2）注射壓力70l00 MPa，用于低黏度塑料，形狀、精度要求一般制 品； （3）注射壓力100140 MPa，用于中、高黏度塑料，且形狀、精度要求一般的制品； （4）注射壓力140180 MPa，用于較高黏度的塑料，且制品壁薄、流程 長、厚度不均，精度要求較高； （5）對于精密塑料制品的注射成型，注射壓力230250 MPa,注射成型機的主要技術參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,3、注射速度、注射速率和

18、注射時間 定義： 注射速度：指注射時螺桿或柱塞移動速度； 注射速率：指單位時間內熔料從噴嘴射出理論容量； 注射時間：指螺桿或柱塞作一次注射量所需時間。 注射速度對工藝過程影響 速度慢：熔接痕、密度不均、內應力 速度快：熔體破碎、夾雜空氣 合理的速度：溫差小、壓力傳遞好、制品品質較好 決定因素 樹脂性能，工藝條件，制品形狀，壁厚，模具結構及澆口類型等,注射成型機的主要技術參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,4、塑化能力 定義： 注射機塑化裝置在1h內所能塑化物料的千克數（以PS為標準）； 測試方法： JB/T7267-94 要求： 規(guī)定的時間內能提供足夠量的塑化均勻的物料,注射成

19、型機的主要技術參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,5、合模力 定義：注射機合模裝置對模具所能施加的最大夾 緊力 作用： 克服注射時模具型腔所受到的脹模力 6、合模裝置的基本尺寸 （1）模板尺寸、拉桿間距 （2）模板最大開距 （3）動模板行程 （4）模具最大厚度與最小厚度 （5）調模行程,注射成型機的主要技術參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注射成型過程是熱塑性塑料或熱固性塑料在加熱機筒中經過加熱、剪切、壓縮、混合及輸送作用，使之均勻塑化，塑化好的熔融物料在噴嘴的阻擋作用下，積聚在機筒的前端，然后借助于螺桿或柱塞施加的推力，經噴嘴與模具的澆注系統(tǒng)進入閉合好的低溫

20、模腔中。充滿模腔的熔料在受壓作用下，經冷卻（熱塑性塑料）或加熱（熱固性塑料）固化成形，開啟模具取出制品，在操作上即完成了一個成型周期，以后是不斷重復上述周期的生產過程。各種注射機完成注射成型的動作程序可能不完全一致，但所要完成的工藝內容即基本過程還是相同的。,注射動作過程,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,1、閉模和鎖緊 注射機的成型周期一般從模具閉合時開始算起。閉模動作由注射機合模機構來完成，合模機構推動動模板及模具的動模部分首先以低壓快速進行閉合，此動作是為了縮短成型周期。當動模與定模快要接觸時，合模機構的動力系統(tǒng)自動切換成低壓（即試模壓力）慢速，此動作是為了保護模具不受損壞。

21、在確認模內無異物存在或模內嵌件無松動時，再切換成高壓低速將模具鎖緊。以保證注射、保壓時模具緊密閉合。,注射動作過程,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2、注射座前移和注射 在確認模具達到所要求的鎖緊程度后，注射座整體移動油缸內通入壓力油，帶動注射系統(tǒng)前移，使噴嘴與模具主澆道口緊密貼合，于是就接通了噴嘴-模具澆道-模具型腔的通道，繼而向注射油缸內提供高壓油，推動與注射油缸活塞桿相連接的螺桿，將機筒前端的熔料以高壓高速注入模具的型腔中，并將模具型腔中的氣體從模具的分型面排除出去。此時螺桿頭部作用于熔料上的壓力稱為注射壓力。,注射動作過程,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,3

22、、保壓 當熔料充滿模具型腔后，為防止模具型腔內的熔料反流和因低溫模具的冷卻作用使模具型腔內的熔料產生體積收縮，保證制品的致密性、尺寸精度和力學、機械性能，螺桿還需對模具型腔內的熔料保持一定的壓力進行補縮，直到澆口處的熔料凍結為止。此時，螺桿作用于熔料上的壓力稱為保壓壓力。在保壓時，螺桿因補充模內熔料而有少量的前移,注射動作過程,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,4、制品冷卻與塑化 當保壓進行到模具型腔內的熔料失去了從澆口回流的可能性時（即澆口處熔料冷凝封口），注射油缸內的油壓即可卸去，制品在模具型腔內充分冷卻定型。 為了縮短成型周期，在制品冷卻定型的同時，注射螺桿在螺桿傳動裝置的驅

23、動下轉動，從料斗內落入機筒中的物料隨著螺桿的轉動而向前輸送。物料在輸送過程中被逐漸壓實，物料中的空氣從加料口排出。進入機筒中的物料，在機筒外部加熱器的加熱和螺桿摩擦剪切產生的熱量共同作用下，被塑化成熔融狀態(tài)，并建立起一定的壓力。當螺桿頭部的熔料壓力達到能夠克服注射油缸活塞后退時的阻力（即預塑背壓）時，螺桿開始后退，計量裝置開始計量。螺桿不停地轉動，螺桿頭部的熔料逐漸增多，當螺桿后退到設定的計量值時，螺桿即停止轉動和后退。因此制品冷卻和螺桿預塑化是同時進行的，所以，在一般情況下要求螺桿預塑計量時間不超過制品的冷卻時間。,注射動作過程,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,5、注射座后退

24、螺桿預塑化計量結束后，為了不使噴嘴長時間與冷的模具接觸形成冷料，而影響下一次注射和制品的質量，有些塑料制品需要將噴嘴離開模具，即注塑座后退。在試模時也經常使用這一動作。此動作進行與否或先后次序，根據所加工物料的工藝條件而定，機器均可進行選擇。,注射動作過程,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,6、開模和頂出制品 模具型腔內的制品經充分冷卻定型后，合模系統(tǒng)就開始打開模具。在注射機頂出裝置和模具的推出機構共同作用下而自動頂落制品，為下一個成型過程作好準備。 按照習慣，我們把一個注射成型周期稱為注射機的工作循環(huán)。,注射動作過程,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,98,6.4 注

25、射成型工藝過程分析,完整的注射成型工藝包括： 1、成型前的準備、 2、注射過程、 3、制品的后處理。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,1、成型前的準備,（1）原料的檢驗與處理 原料外觀與工藝性能的檢驗 a.外觀檢驗：指檢查原料色澤、粒子大小及顆度分布情況。 b.工藝性質檢驗：指檢查原料流動性、熔體指數、收縮率、含水量、分子量、熱性質等。 原料的處理 原料的染色、造粒、干燥、預熱等。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,(2) 料筒的清洗, 柱塞式注射機, 螺桿式注射機,1、成型前的準備,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術, 螺桿式注射機料筒的清洗,Tf(新)

26、Tf (內) ：升溫到新料最低加工溫度 Tf (新) Tf (內)：升溫到Tf(內)，降溫清洗 Tf (新) 高，內料為熱敏料：需用過渡料清洗,料筒內存留塑料,預換新塑料,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,(3) 嵌件的預熱,嵌件：導致裂紋(內應力),增大壁厚 預熱,減小嵌件和熔體的收縮率差； 降低冷卻中產生的內應力,預熱溫度：100130,1、成型前的準備,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,1、成型前的準備,（3）嵌件的預熱與安裝 嵌件的安裝：帶有嵌件的塑料制品在注射前，必須將嵌件放進模具內的預定位置 預熱原因：嵌件溫度低于模具溫度，使熔體在嵌件周圍冷卻快，收縮快，在

27、模腔表面冷卻慢，收縮慢，使制品內應力，強度 預熱溫度： 以不損傷金屬嵌件表面的鍍層為限，有鍍層，110130；無鍍層的鋁合金或銅嵌件，150,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,1、成型前的準備,（4）脫模劑的選用 種類： 硬脂酸鋅：除PA，一般塑料用 石蠟：用于PA 硅油：效果最好，但價格較貴 為了克服手工涂抹不勻的問題，現已研制成霧化脫模劑，霧化脫模劑的適用性也較強，各種塑料的注射制品均可使用。 采用霧化脫模劑，噴涂均勻，涂層較薄，脫模效果較好。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2、注射過程,（1）加料量的確定 原則： 應保持加料量的穩(wěn)定性； 應留有一定的余量以用于

28、保壓補料及緩沖。 調節(jié)方法： 柱塞式注射機：調節(jié)定量裝置的調節(jié)螺帽來控制。 螺桿式注射機： 調節(jié)預塑行程進行控制。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2、注射過程,（2）塑化 塑化：塑料在料筒內經加熱達到流動狀態(tài)并有良好可塑性的全過程。 要求： 塑料在進入模腔前必須達到規(guī)定的成型溫度； 在規(guī)定時間內提供足夠量的熔融物料； 熔化物料的溫度應均勻一致，不能發(fā)生降解,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,注射充模過程,一、注射充模周期 三個階段： 特點： （1）注射充模流動階段； 壓力隨時間變化的非線性函數 （2）保壓補縮流動階段； （3）保壓切換倒流階段。,計量,噴嘴,澆口,制

29、品,A-C 充模（A-B高速,B-C壓實）； C-D 保壓 (高壓慢速)； D-E 切換倒流； E-F 冷卻,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2、注射過程,（3）流動和冷卻 是指從螺桿開始推動具有流動性的熔融塑料注入模具起，直到制品從模具中脫出為止。 流動過程分段： 物料在料筒中的流動 塑料在螺桿式注射機中所受阻力： a.螺桿頂部到噴嘴間的熔體阻力P b.螺桿區(qū)塑料與料筒內壁間的摩擦阻力Ff,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2、注射過程,（3）流動和冷卻 模具中的流動 a.充模階段：從螺桿開始注射至模腔被熔體充滿止 b.保壓：從熔體充滿模腔起到螺桿撤回止。 原因：防

30、止冷卻過程導致制品內部出現空洞。 c.倒流階段：從螺桿開始回退至澆口熔體凍結時止。 原因：澆口凍結前退回螺桿，模腔壓力高于流道壓力時會發(fā)生倒流現象,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2、注射過程,（3）流動和冷卻 模具中的流動 d.冷卻階段：從澆口凍結到制品脫模止。 該階段制品的溫度、壓力、體積繼續(xù)下降，到制品脫模 時，模內壓 力減小，但模內壓力不一定與外界壓力相等，其差值稱為殘余壓力。 保壓時間長，殘余壓力大； 保壓時間短，殘余壓力??； 殘余壓力為正時，脫模困難； 殘余壓力為負時，因保壓時間短，制品表面易有陷痕或內部有真空泡； 一般希望殘余壓力為零。,塑料成型工程技術-李洪飛06

31、塑料成型工程技術,后處理原因： 塑料在料筒內塑化不均勻及在模腔內冷卻速度不同而導致產生不同的結晶、定向和不均勻收縮，從而使制品產生內應力，并在貯存和使用中常會發(fā)生力學性能下降，光學性能變壞，表面產生銀紋，甚至變形開裂。,3 成型后的處理,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,目的： 改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性，消除產品的內應力、殘余應力和結晶不良等缺陷。, 退火處理,內應力來源：,驟冷應力 凍結分子取向 構型體積應變,3 成型后的處理,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術, 退火處理,退火方法：,-將制品放置在一定溫度的加熱介質或烘箱中一段時間，再緩慢冷卻。,退火溫度：,

32、制品使用溫度+1020 制品熱變形溫度-1020 ,退火實質：,1：使強迫凍結的分子鏈得到松弛，消除內應力； 2：提高結晶度，穩(wěn)定結晶結構,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,附：常用熱塑性塑料的熱處理條件,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術, 調濕處理,原因： PA類塑料在高溫中與空氣接觸極易氧化變色； 且在空氣中容易吸水膨脹，尺寸不穩(wěn)定 適量的水份對PA起類似增塑劑的作用。,處理辦法： 將剛從模具中脫出的塑件放在熱水中(100120)，隔絕空氣，進行防氧化處理，且快速達到吸濕平衡。待調濕后緩慢冷卻至室溫。,3 成型后的處理,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,

33、6.5 注射成型工藝參數設置,1、預塑參數 工藝注射量、預塑行程、余料量、防延量、螺桿轉速 2、合模參數 合模力、頂出力 3、溫度參數 料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度 4、壓力參數 預塑壓力、注射壓力、保壓壓力 5、時間參數 充模時間、保壓時間、冷卻時間,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（1）工藝注射量 指注射機在對空注射條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量，又稱為額定注射量。 注射機螺桿（或柱塞）在注射時，向模具內所注射的物料的熔體克數，稱為工藝注射量。 一般情況下，注射機的工藝注射量為額定注射量的6070%。,1、預塑參數,塑料成型工程技術-

34、李洪飛06塑料成型工程技術,（2）預塑行程（或稱計量行程） 預塑完成后，螺桿后退的距離。 預塑行程太小，會造成注射量不足； 預塑行程太大，則會造成料筒內注射余料過多，使熔體溫度不均或過熱分解。 預塑行程的重復精度會影響注射量的波動。,1、預塑參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（3）余料量（緩沖墊） 注射完成后，螺桿頭部所殘留的熔料量。 作用： 防止螺桿頭部和噴嘴接觸而發(fā)生機械碰撞，起緩沖作用； 利用余料量控制注射量的重復精度，及時向模具補充熔料。,1、預塑參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（4）防流涎量 螺桿預塑完成后直線后退一段距離，該動作稱為防流涎，后退

35、的距離稱為防流涎量。 作用： 防止熔體從計量室向外流出； 降低噴嘴流道系統(tǒng)內的壓力，減小內應力，并在開模時容易抽出料桿。,1、預塑參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（5）螺桿轉速 螺桿轉速是影響塑化能力、塑化質量和成型周期等的重要參數。隨螺桿轉速的提高，塑化能力提高，熔體溫度及熔體溫度均勻性提高。一般為2060r/min。 對熱敏性塑料（如PVC、POM等）及熔體黏度較高的塑料，應采用低螺桿轉速，以防分解或動力過載。,1、預塑參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（1）合模力 合模力的調整會直接影響制品表面質量和尺寸精度。如果合模力不足，會導致模具離縫；如果合模

36、力太大則會使模具變形，能耗也會相應增大。 注塑時所需的實際合模力簡稱為工藝合模力。為保證可靠的鎖模，工藝合模力必須小于注射機的額定合模力，一般不超過額定合模力的80%。 （2）頂出力 若將制品從模具上脫下，需要一定的外力來克服制品也模具的附著力，該外力即為頂出力。頂出力太小，制品不能從模具上脫下；頂出力太大，會使制件產生翹曲變形，甚至破壞。 此外，頂出速度和頂出行程也同樣影響著頂出過程。頂出速度過快，制品易翹曲變形甚至損壞；頂出行程過短，制品不易脫下。,2、合模參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（1）料筒溫度 指料筒表面的加熱溫度，影響塑化質量及聚合物制品的取向。 加料段 溫

37、度較低，一般在熔點以下1020； 壓縮段 一般比塑料熔點或黏流溫度高1025； 計量段 一般比第二段高1025。 料筒溫度的確定：,3、溫度參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,從物料的特性考慮： 對熱敏性、流動性好的聚合物， TfTd 范圍窄的聚合物，在 TfTd范圍內，取下限；相反取上限。 從設備考慮： 螺桿式注射機料筒溫度可選得低一些，柱塞式注射機可選得高一些，視具體情況而定。 從制品的形狀與結構考慮： 對薄壁制品，料筒溫度較高； 厚壁制品，料筒溫度較低； 形狀復雜或帶嵌件的制品，料筒溫度要較高。 從工藝條件間關系考慮： 注射壓力大，注射速度快，可用較低的料筒溫度。,3、溫

38、度參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（2）噴嘴溫度 噴嘴溫度通常要略低于料筒末端的最高溫度，一般低1020。一方面，是為了防止熔體產生“流涎”現象；另一方面，由于塑料熔體在通過噴嘴時，產生的摩擦熱使熔體的實際溫度高于噴嘴溫度，若噴嘴溫度控制過高，還會使塑料發(fā)生分解，反而影響制品的質量。,3、溫度參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（3）模溫 模具溫度是指與制品接觸的模腔表面溫度 模溫控制方式： 通過定溫的冷卻介質來控制； 將物料注入模具自然升溫，自然散熱達到平衡后，而保持一定的模溫； 采用電加熱圈或加熱棒來保持定溫

39、。,3、溫度參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,模溫的確定： 從物料的特性考慮： 對無定型聚合物，充模順利時模具溫度可取低一些； 對粘度高的物料，模溫高一些； 對結晶聚合物，提高模溫有利于結晶。 從制品性能要求考慮： 若制品要求聚合物結晶度高，模溫較高； 若制品要求聚合物不結晶度，采取低模溫加強冷卻； 對取向度要求高的制品，選取低模溫，高注射壓力。 從制品的形狀與尺寸考慮： 對厚制品，采用較高模溫； 對薄制品，采用較低模溫。 從其它工藝條件考慮： 料筒溫度高，模溫高,3、溫度參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（1）預塑壓力（背壓） 螺桿頭部熔料在螺桿轉動后退時

40、所受到的壓力，其大小可通過液壓系統(tǒng)中的溢流閥來調節(jié)。 對注射工藝的影響： 影響塑化質量：塑化壓力高，有利于提高塑化，但對熱敏性聚合物不利。 對塑化量的影響：背壓高，塑化量降低。 背壓高，物料壓力大，當壓力大于噴嘴封閉料流的壓力，會有流涎現象。 背壓高，螺桿扭矩高，對塑化電機的負荷大。 一般背壓應在保證制品質量優(yōu)良的前提下越低越好，一般2MPa，在高精度塑件的注射中也有采用較高的背壓。對于一些熱穩(wěn)定性好、熔體黏度適中的塑料，如PE、PP、PS等，背壓可高一些。通常情況下，背壓不超過0.2MPa。,4、壓力參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（2）注射壓力 注射壓力的作用是克服塑料

41、熔體從料筒流向模具型腔的流動阻力，給予熔體一定的充模速度及對熔體進行壓實、實縮。這些作用不僅與制品的質量、產品有密切關系，而且還受塑料品種、注塑機類型、制品和模具的結構等很多工藝參數的影響。 一般情況下，注射壓力的選擇見下表。,4、壓力參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（3）保壓壓力 保壓是要模腔充滿后，對模腔內熔體進行壓實、補縮的過程。處于該階段的注射壓力稱為保壓壓力。 實際生產中，保壓壓力也是分級設定的，級數往往比注射壓力稍少，其大小可與注射壓力相等，或稍低。 當保壓壓力較高時，制品的收縮率減小，表面光潔度、密度增加，熔接痕強度提高，制品尺寸穩(wěn)定。但脫模時制品中的殘余應力

42、較大且易產生飛邊。,4、壓力參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,完成一次注射模塑過程所需的時間稱為成型周期。整個成型周期包括注射時間（充模、保壓）、冷卻時間及其它時間（開模、脫模、安放嵌件等）。 由于成型周期直接影響到生產效率，因此生產中應在保證制品質量的前提下，盡量縮短成型周期。,5、時間參數,（成型周期） 注射時間 充模時間 保壓時間 成型周期 閉模冷卻時間 總冷卻時間 輔助時間,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（1）充模時間 充模時間越短，則注射速率越快，此時，熔體的密度高、溫差小，有利于提高制品的精度，但制品上易出現溢邊、銀紋、氣泡等缺陷。 通常，注射時間

43、為35s。 對熔體黏度高、Tg高、冷卻速率快的大型、薄壁、精密制品，以及玻璃纖維增強制品，低發(fā)泡制品等，應采用快速充模。,5、時間參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（2）保壓時間 保壓時間就是對型腔內塑料的壓實、補縮時間，在整個注射時間內所占的比例較大，一般為20120s，特別厚的制品可高達35min，而形狀簡單的制品，保壓時間可以很短，甚至幾秒鐘即可。 保壓時間長短的選定，主要受到料筒溫度、模溫及主流道和澆口的大小的影響。 料筒溫度低，模溫低，澆口小，保壓時間短。,5、時間參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（3）冷卻時間 冷卻時間取決于制品的厚度、塑料的熱

44、性能、結晶性能，模具溫度、料筒溫度。其要求是保證制品脫模時不變形。應在塑件冷卻至材料的熱變形溫度以下脫模。 一般，Tg高及具有結晶性的塑料，冷卻時間較短；反之，則應加長。如果冷卻時間過長，不僅降低生產效率，而且會使復雜制品脫模困難，強行脫模時將產生較大的脫模應力，嚴重時還可能損壞制品。 （4）其它時間 包括開模、脫模、噴涂脫模劑、安放嵌件和閉模等時間，與生產過程是否自動連續(xù)化、操作者的熟練程度有關。,5、時間參數,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,6.6 幾種常用塑料的注射模塑特點,1、熱塑性塑料的注射成型特點： （1）聚集態(tài) 熱塑性塑料有結晶型和無定形兩種聚集態(tài)結構。 結晶型塑料

45、 有明顯的熔點，熔點附近黏度變化突然，熔化時吸熱量大，因此，注射成型機螺桿通常應為突變型，螺桿加料段較長，為控制產品的結晶度，冷卻時應嚴格控制冷卻速率，由于其熔融黏度低，注射成型時有漏流和逆流現象，因此，注射機螺桿最好帶有止逆環(huán)，噴嘴采用自鎖式。 無定形塑料 在熔融過程中，從玻璃態(tài)到黏流態(tài)時經歷了高彈態(tài)而無明顯的熔點，因此，注射機的螺桿應采用漸變型，螺桿的壓縮段較長而加料段較短。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（2）熱穩(wěn)定性 非熱敏性塑料 塑料的熱穩(wěn)定性好，熔融溫度范圍寬，流動性好，適用于各種形式的注射機。 熱敏性塑料 熔融溫度范圍窄、熱穩(wěn)定性差，高溫下受熱時間較長時易出現變色

46、和分解（如PVC、POM等），一般不能用柱塞式注塑機。對熱敏性塑料，加工時應采取的措施包括：a在塑料中加入一定量的熱穩(wěn)定劑；b選擇適當的加工設備，如采用螺桿式注塑機，料筒噴嘴應避免死角；c嚴格控制成型溫度和時間；d一旦發(fā)現塑料產生變色或分解現象時，應立即降低成型溫度，嚴重時應清理螺桿和料筒。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（3）流變性能 塑料的流變性是指塑料處于流動狀態(tài)時，其表觀黏度隨溫度和剪切速率的變化而變化的性能。 溫度敏感性塑料 塑料熔體的表觀黏度隨溫度的升高而迅速下降（如PC、PMMA等），在注射成型時，可用升高溫度的方法來有效降低黏度，提高其熔體的流動性。 剪切速率敏

47、感性塑料 這類塑料熔體的表觀黏度隨溫度的升高變化不大，但會隨剪切速率的提高而迅速下降，流動性變好（如POM、LDPE、PP等），因此，在注射成型時，主要靠提高剪切速率來控制熔體黏度。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（4）流動性 塑料在一定溫度和壓力下，能夠充滿型腔各部分的性能稱為流動性。 流動性試驗 塑料熔體的流動性試驗常用熔體流動速率（MFR）測試法。對于同一種塑料，MFR越大，表明該材料熔體流動性越好。 L/T值 要判斷某種塑料材料對一個產品是否能夠成型，簡便的方法是檢 查L/T值，即流動距離L與制品壁厚T之比。 （5）吸濕性 對于吸濕性很低的塑料（如PE、PP等），成型時

48、不必干燥； 吸濕性大的塑料（如PA等），成型時必須干燥； 有些塑料（如PC、PET等），吸濕性雖不大，但在高溫下，微量水分會使其嚴重降解，成型前必須嚴格干燥。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,1、聚乙烯（PE） 注射成型中常用LDPE和HDPE兩種類型，LLDPE多用于擠出薄膜。 （1）基本特性 作為結晶性塑料，PE的熔點不高（LDPE：110；HDPE：125 ），熔點明顯，熔程較窄。 熔體流動性好，易于注射成型。熔體黏度對剪切速率敏感，提高螺桿轉速、注射速度可改善PE熔體的流動性。MFR一般為1.010g/10min。 分解溫度在300以上，但由于PE在高溫下易發(fā)生熱氧老化，

49、故加工溫度不能太高（140230 ）。 PE樹脂的吸濕性?。ㄎ?.01%），而且微量水分對制品外觀和內在性能無顯著影響，通常情況下，完整包裝的PE無需干燥即可直接使用。必要時，可在7080下干燥12h。 成型收縮率大（1.53.5%），制品易翹曲變形。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（2）成型工藝 注射溫度：在成型過程中，由于結晶晶核的熔融需要大量的熱量，故料筒溫度的選擇要比熔點高出許多。一般情況下，PE注射成型選用的料筒溫度，主要是以PE的密度高低和MFR值的大小為依據，此外，還與注射成型機的類型、制品的形狀等有關。LDPE：140180；HDPE：180220。 模具溫

50、度：模具溫度高低對PE制品的性能有較大影響。模具溫度高，熔體冷卻慢，制品的結晶度提高，但制品的收縮率也明顯增加。而模溫低，熔體冷卻快，制品的透明性和韌性提高，但內應力也隨之增大，制品易翹曲變形。通常情況下，LDPE的模溫為3560 ，HDPE為5080 。 注射壓力：注射壓力的選取，主要是根據熔體的流動性、制品壁厚及形狀等而定。由于PE在熔融狀態(tài)下的流動性好，因此，加工時可采用較低的注射壓力，一般為6080MPa。而對于一些薄壁、長流程、形狀復雜、窄澆口的制品和模具，注射壓力應適當提高至120MPa左右。雖然提高注射壓力可降低制品收縮率，但過高時會出現溢邊，導致制品內應力增大。 注射速度：選擇

51、中速或慢速，而不宜采用高速注射。原因在于高速注射過程中，PE存在熔體破裂傾向。 成型周期：除要有適當的充模時間和冷卻時間外，還應有足夠的保壓時間。 后處理：一般不需要進行熱處理。必要時可在80的各種介質中處理12h。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,2、聚丙烯（PP） PP的主要缺點是成型收縮率大、耐老化性差及低溫沖擊強度低，可通過改性（如共聚、共混、加入助劑等）的方法加以彌補。 （1）基本特性 PP的結晶度為5070%，熔點為165170 ，耐熱性好，熱穩(wěn)定性好，分解溫度在300以上，與氧接觸時，樹脂在260下開始變黃。 PP熔體流動性較PE好，表觀黏度對剪切速率的敏感性高于對

52、溫度的敏感性，熔體彈性大且冷卻凝固速度快，制品易產生內應力。 成型收縮率較大，為12.5%，彎曲疲勞強度大，耐折疊性十分突出，可用于制造一體鉸鏈（合頁）。 注射成型用PP的MFR取110g/10min，吸水率低（0.04%），注射成型時一般無需干燥，如果顆粒中水分含量過高，可在80100下干燥12h。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（2）成型工藝 注射溫度：料筒溫度控制在210280 ，噴嘴溫度可比料筒最高溫度低1030 。當制品壁薄、形狀復雜時，料筒溫度可提高至280300 ，而當制品壁厚較大或樹脂的熔體流動速率高時，料筒溫度可適當降低至200230 。 模具溫度：PP成型時

53、的模具溫度為4090 。提高模溫，PP的結晶度提高，制品的剛性、硬度增加，表面光潔度較好，但易產生溢邊、收縮等缺陷，而模溫過低，結晶度下降，制品的韌性增加，收縮率減小，但制品表面光潔度較差，對于面積較大、壁厚較厚的制品還容易產生翹曲。 注射壓力：PP熔體黏度的剪敏性強于溫敏性，因此提高注射壓力可提高其流動性，通常為70120MPa。 成型周期：在PP的成型周期中，保壓時間的選擇比較重要。一般而言，保壓時間長，制品的收縮率低，但制品會產生內應力。與其它材料相比，PP制品在較高的溫度下脫模不會產生變形或變形很小，并且又采取了較低的模溫，因此，PP的成型周期較短。 后處理：PP的玻璃化溫度較低，制品

54、會產生后收縮，后收縮量會隨制品厚度增大而增大。對于尺寸穩(wěn)定性要求較高的制品，應進行熱處理。溫度80100 ，時間為12h。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,3、硬聚氯乙烯（RPVC） PVC是目前世界上產量僅次于PE的熱塑性塑料，由于其化學穩(wěn)定性好，介電性高，阻燃、耐油、耐磨，有一定的機械強度且價格便宜，因此，廣泛用于農業(yè)、化工、電子、建筑和輕工等領域。 （1）基本特性 PVC的熱穩(wěn)定性差，因此必須加入熱穩(wěn)定劑方可進行加工。此外，為了改善熔體流動性、提高沖擊強度和降低成本，配方中還需加入增塑劑、潤滑劑、沖擊改性劑、加工助劑和填充劑等。 PVC為無定形高分子，無明顯熔點，150以上

55、成為黏流態(tài)。其分解溫度低于150 ，若超過180則迅速分解。雖然添加了熱穩(wěn)定劑，但加工溫度很少超過200 。 PVC熔體黏度高，成型流動性差。在注射成型過程中應選擇低速高壓。 由于PVC分解放出HCl氣體具有刺激性及腐蝕性，生產車間應做好通風防腐工作。 PVC吸水率低(0.1%)，對要求不高的制品，成型前可不干燥，若需要則在90100的熱風烘箱中干燥12h。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（2）成型工藝 注射溫度：RPVC的成型溫度范圍在160190 ，最高不超過200 。料筒溫度分布通常采用階梯式設置，噴嘴溫度應比料筒溫度低1020 。 模具溫度：一般在40以下，最高不超過6

56、0 。 注射壓力：由于RPVC熔體黏度較高，故成型時需要較高的注射壓力。一般情況下，注射壓力控制在90MPa以上，保壓壓力大多在6080MPa。 注射速度：較高的注射速度可減少物料的溫度變化，充模速度快，制品的表觀縮痕?。坏矔鹋艢獠涣?，特別是小澆口的情況下更是如此；另外注射速度高還會產生較多的摩擦熱而使塑料燒焦、產生變色等問題。因此，在成型RPVC時可采用中等或較低的注射速度。 成型周期：為減少物料的分解，應盡量縮短成型周期，除了大型超厚制品外，成型周期一般控制在4080s。 注意事項：在加工過程中，如果發(fā)現制品表面有黃色條紋或黃色斑，應立即采取措施，對料筒進行清洗，切不可繼續(xù)操作；成型

57、時，應保持室內通風良好；若出現分解應及時打開窗戶；停機時，應先將料筒內的料全部排完，并用PS或PE及時清洗料筒；停機后應立即在模具的型腔與流道表面涂油防銹。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,4、聚苯乙烯（PS） （1）基本特性 PS無色透明、性脆。 PS為無定形聚合物，無明顯熔點，黏流溫度150204 ，300以上出現分解。熔體黏度適中，流動性好，易成型，熔體黏度對溫度、剪切速率都比較敏感。成型時，無論是增加注射壓力還是提高料筒溫度，都會使熔體黏度顯著下降。 成型收縮率較小，為0.40.7%，但因性脆，制品中不宜帶金屬嵌件。 PS有吸水率很低(0.010.03%)，成型前可不必干

58、燥。必要時，可在7080的循環(huán)熱風中干燥12h。 原料可用浮染法或色母料著色。,塑料成型工程技術-李洪飛06塑料成型工程技術,（2）成型工藝 注射溫度：成型時料筒溫度范圍在180215 ，噴嘴溫度應比料筒溫度低1020 。 模具溫度：一般在5060。對于一般的制品，通常采用低模溫成型，模具通冷卻水冷卻，然后用熱處理的方法減小或消除內應力。 注射壓力：注射壓力控制在60150MPa。大澆口、形狀簡單及厚壁的制品，注射壓力可低至6080MPa，而薄壁、長流程、形狀復雜的制品，通常在120MPa以上。 注射速度：由于較高的注射速度不僅會使模腔內的空氣難以及時排出，而且還會使制品表面光潔度及透明性變差，沖擊強度下降，內應力增加。因此，PS成型時應盡量采用低速注射。 成型周期：PS的比熱容較小且無結晶，加熱塑化快，塑化量較大