塑料成型及模具設(shè)計-大作業(yè)

1、一、目的與要求本實驗是為學(xué)習(xí)(塑料成型工藝及模具設(shè)計課程服務(wù)的,旨在對學(xué)生塑料成型工藝方面的知識進行鞏固和提高,并實現(xiàn)本課程教學(xué)大綱要求培養(yǎng)學(xué)生擬定制品成型工藝卡的能力目標(biāo)。通過本實驗,學(xué)生應(yīng)達到下述要求:(1分析制品成型工藝條件之間的關(guān)系;(2明確制品工藝分配關(guān)系和擬定合理的工藝條件;(3查找導(dǎo)致廢品的成型工藝因素,學(xué)會調(diào)整成型工藝參數(shù);(4擬訂出較為合理的成型工藝卡。二、實驗內(nèi)容1、實驗內(nèi)容(1、觀察典型塑料零件注射加工過程,弄清注射周期各步驟狀況,包括,預(yù)塑、注射、保壓、冷卻、開模、推出、取件、合模。在此周期中,冷卻時間與預(yù)塑時間是重合的。(2觀察模具與注射機的關(guān)系。(3認識注射工藝參數(shù)

2、。溫度:注射過程控制溫度部分及原理,溫度的設(shè)定方法及調(diào)節(jié)方法、溫度與注射產(chǎn)品質(zhì)量的影響。壓力:注射過程中壓力控制部位及原理,壓力的設(shè)定方法及調(diào)節(jié)方法、壓力對注射產(chǎn)品質(zhì)量的影響。時間:注射過程時間控制部位及原理,時間控制的設(shè)定方法及調(diào)節(jié)方法、時間對注射產(chǎn)品質(zhì)量的影響。2、實驗程序(一開機與調(diào)試打開電源,預(yù)熱注射機。同時設(shè)定料溫,讓注射機試運行,在升溫過程中,通過開、閉模具空頂出模具推出機構(gòu)觀察模具是否安裝、調(diào)試妥當(dāng),同時觀察模具與注塑機關(guān)系。(二閉模動模快速進行閉合,與定模將要接觸時,合模動力系統(tǒng)自動切換成低壓(即試合模壓力以低速靠攏后,再切換成高壓將模具合緊。(三注射裝置前移動和注射確認模具合

3、緊后,注射裝置前移,使噴嘴與模具貼合。液壓油進入注射油缸,推動與油缸活塞桿相連接的螺桿,將螺桿頭部均勻塑化的熔體以規(guī)定的壓力和速度注入模具型腔,熔體充滿模腔的時間極短。熔體能否充滿模腔與注射壓力、注射速度、料溫密切相關(guān)。注射壓力使熔體克服料筒、噴嘴、澆注系統(tǒng)流道,模腔等處流動阻力,以一定的充模速度注射模腔,一經(jīng)注滿,模腔等處的壓力即會迅速增大到最大植,而充模速率迅速下降,熔體受到壓實。在其它工藝條件不變時,注射壓力過高,則熔體在模腔內(nèi)充填過量;注射壓力過低,則熔體充模不足,在制品外觀質(zhì)量和內(nèi)在性能上都有相應(yīng)影響。確定注射壓力、注射速度大小時,需考慮原料、制品、模具、注射機、以及其它工藝條件等情

4、況,參考經(jīng)驗數(shù)據(jù),分析成型過程及制品外觀,通過實際成型檢驗,最終確定較合適參數(shù)。(四、保壓注射模腔的熔體,由于冷卻作用,熔體產(chǎn)生收縮,出現(xiàn)空隙,為此須對熔體保持一定的壓力使之繼續(xù)流入進行補縮、增密。這時,螺桿作用面的壓力為保壓壓力。保壓時螺桿位置將會少許前移。保壓程序中主要控制的工藝條件是保壓壓力和保壓時間。它們對于提高制品密度,穩(wěn)定制品形狀,改善制品質(zhì)量均有關(guān)系。保壓壓力可以等于或低于注射壓力,大小以施行壓實、補縮作用為量度。保壓時間以保持到澆口剛封閉為好。過早卸壓會引起熔體倒流,產(chǎn)生制品不足的毛病;而保壓時間過長或保壓壓力過大,過量的填充會使?jié)部谥車纬蓛?nèi)應(yīng)力,易引起開裂,還會造成脫模困難

5、。(五冷卻和預(yù)塑完成保壓過程,卸除保壓壓力之后,模腔內(nèi)的塑料還需要一段時間來與模具進行熱交換冷卻定型。該段冷卻時間的長短與塑料的結(jié)晶性能、狀態(tài)轉(zhuǎn)變溫度、制品厚度、剛性、模具冷卻效率、模溫等有關(guān)。最短冷卻時間應(yīng)以制品在脫模時,具有抗拒推頂變形的足夠剛性為限。在保證制品質(zhì)量的前提下,為獲得良好的設(shè)備效率和勞動效率,要盡量減少冷卻時間和其它程序的時間,以求縮短成型周期。影響冷卻過程的重要因素,除了冷卻時間外,還有模具溫度的控制。提高模具溫度不僅有助于保持熔體溫度,便于熔體流動,對充模有益,而且可以調(diào)整塑料的冷卻速度,使之均勻一致。模具溫度還利于松弛分子取向,減少壁厚或流程長、形狀復(fù)雜的制品因補縮不足

6、、收縮不均、內(nèi)應(yīng)力大引起的弊病。但是,模溫高與縮短冷卻時間又是相矛盾的。對于結(jié)晶性塑料,模溫直接影響其結(jié)晶度和晶體構(gòu)型。制品在模內(nèi)冷卻定型的同時,注射機的螺桿在液壓馬達驅(qū)動下帶動塑料流動,由于螺桿頭部熔料壓力作用,使螺桿在轉(zhuǎn)動的同時又向后后移(螺桿后移距離反映出螺桿頭部所積存的熔料體積,當(dāng)達到成型制品所需的計量值時,螺桿即停止轉(zhuǎn)動和后移,完成預(yù)塑程序,準(zhǔn)備再次注射。預(yù)塑過程中,螺桿頭部熔料壓力及注射油缸內(nèi)液壓油回泄阻力分別稱為塑化壓力或背壓。提高背壓,物料受剪切增強,熔料溫度上升,熔料的均化程度改善。但是,螺桿輸送能力減小,和螺桿轉(zhuǎn)速低時一樣,會延長預(yù)塑時間;低背壓與低螺桿轉(zhuǎn)速下預(yù)塑時,因為轉(zhuǎn)

7、動慣量降低,利于提高螺桿計量和精確度。對于熱穩(wěn)定性差或者熔體粘度低的塑料應(yīng)該選擇較低的背壓。對于熱穩(wěn)定性差或者熔體粘度高的材料不適宜選擇過高的螺桿轉(zhuǎn)速。料筒溫度可以分為二至五段控制,由后段至前段逐漸增加溫度,分布差通常在60攝氏度以內(nèi)。應(yīng)避免噴嘴溫度過低,發(fā)生物料凝結(jié)阻塞噴嘴現(xiàn)象,或噴嘴溫度過高,出現(xiàn)“流涎”現(xiàn)象。(六注射裝置后退和開模推出制品預(yù)塑過程完成時,為避免噴嘴與模具長時間接觸散熱而形成冷料,可將注射裝置后退,讓噴嘴脫開模具。模腔內(nèi)物料冷卻定型后,合模裝置進行開模,由推出機構(gòu)實現(xiàn)制品脫模動作。并準(zhǔn)備再次閉模。三、原材料PS四、主要儀器設(shè)備注射成型機螺桿直徑;注射壓力;油泵工作壓力;噴嘴

8、頭半徑;噴嘴孔徑;注射模(一模兩腔;測溫計(量程0300,精確度±秒表(精確度±0.1s;游標(biāo)卡尺(精確度0.01mm。五、實驗方法和方案的制定方法:在原料、注射機、模具不變的條件下,僅改變?nèi)舾沙尚凸に嚄l件制取制品。方案指導(dǎo)思想:要求改變?nèi)蠊に噮?shù)之一,觀察對制品質(zhì)量的影響。讓學(xué)生有目的地制定其它方案,如改變二個或三個工藝參數(shù),觀其綜合效應(yīng)(和要求方案比較。(一準(zhǔn)備工作1、閱讀使用注射機的資料,了解設(shè)備的工作原理、安全要求和使用程序。2、了解原料的成型性能和制品質(zhì)量要求。參考有關(guān)資料、初步擬定實驗條件:原料的干燥條件(根據(jù)學(xué)校情況可選擇做料筒溫度、噴嘴溫度螺桿轉(zhuǎn)速、背壓及

9、加料量注射速度、保壓時間模具溫度、冷卻時間制品的后處理條件(可選擇做3、按實驗設(shè)備使用說明書和操作規(guī)程要求,作好注射機的檢查、維護工作。4、動作、采用低速開、合模操作、安裝好實驗?zāi)＞摺?二成型制品1、用手動操作方式,在注射機溫度指示值達到實驗條件時,進行恒溫1020分鐘,再加入塑料實施預(yù)塑程序。用較慢速度進行對空注射,觀察噴嘴流出的料條的離模膨脹和不均勻收縮現(xiàn)象。料條若呈光滑明亮,無變色,銀絲、氣泡,說明原料質(zhì)量及預(yù)塑條件基本適用,可以制取制品。2、用手動操作方式,依次進行閉模-注射裝置前移-注射(充模-保壓-預(yù)塑/冷卻-注射裝置后退-開模-推出制品-推出裝置復(fù)位等操作。讀出注射壓力(表值、螺桿前進的距離及時間、保壓(表值、背壓及驅(qū)動螺桿的液壓力(表值等數(shù)值,并記錄料筒溫度、噴嘴溫度、注射時間、冷卻時間和成型周期。用溫度計分別測量熔料溫度、動模和定模型腔面上3個不同位置的溫度。3、用半自動操作方式,在確定的實驗條件下,連續(xù)穩(wěn)定地制取5模以上作為第一組制品。然后依次變化下列工藝條件:注射速度、注射壓力、保壓時間、冷卻時間、料筒溫度(調(diào)節(jié)料筒溫度后應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮銣貢r間制取第二、三、四、五、六組制品。4、觀察各組制品成型過程,記錄發(fā)生情況和制品外觀質(zhì)量、尺寸變化。五、實驗報告1、實驗內(nèi)容記錄(