第5章 注塑機(jī)

1、 注塑機(jī)是利用塑料成型模具將熱塑性塑料或熱固性塑料原料制成制件的注射成型設(shè)備，也是應(yīng)用最廣的塑料成型設(shè)備。第5章 注塑機(jī) 德國(guó)德國(guó)已研究出注射量只有0.1g的微型注射機(jī),可生產(chǎn)0.05g左右的微型注射成型塑件。 我國(guó)我國(guó)已能生產(chǎn)0.5g的微型注射機(jī)，可生產(chǎn)0.1g左右的微型塑件。 法國(guó)法國(guó)已擁有注射量為1.7105g的超大型注射機(jī)，合模力達(dá)到150MN。 美國(guó)美國(guó)和日本日本分別制造出注射量為1.0105g和9.6104g的超大型注射機(jī)。 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)注射機(jī)注射量也達(dá)到了3.5104g，合模力達(dá)到80MN。注射機(jī)注射機(jī)5、1 結(jié)構(gòu)組成 注塑機(jī)通常由注射裝置、合模裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成

2、。 注射裝置注射裝置使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的速度和壓力將一定量的熔料注射進(jìn)模具型腔。 合模裝置合模裝置也稱鎖模裝置鎖模裝置，保證注射模具可靠地閉合，實(shí)現(xiàn)模具開、合動(dòng)作以及頂出制件。 液壓和電器控制系統(tǒng)液壓和電器控制系統(tǒng)保證注射機(jī)按預(yù)定工藝規(guī)程的要求（如壓力、溫度、速度和時(shí)間）和動(dòng)作程序準(zhǔn)確有些工作。5、2工作過程 塑料注塑成型是利用塑料的玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種物理狀態(tài)，在一定的工藝條件下，借助于注塑機(jī)和模具，成型出所需要的制件。盡管所用的注塑機(jī)、模具和工藝參數(shù)不盡相同，但從所要實(shí)現(xiàn)的工藝內(nèi)容即基本工序來看，其工作過程可大致表示成教材圖3.5所示。1、合模與鎖模 注塑成型機(jī)的成

3、型周期一般從模具開始閉合時(shí)算起。模具首先以低壓快速進(jìn)行閉合，當(dāng)動(dòng)模與定模很接近時(shí)，合模的動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)切換成低壓（即試合模壓力）、低速，在確認(rèn)模內(nèi)無異物存在時(shí)，再切換成高壓低速而將模具鎖緊。 2、注射裝置前移 在確認(rèn)模具達(dá)到所要求的鎖緊程度后，注射液壓缸工作，使注射裝置前移，保證噴嘴與模具主澆套入口以一定的壓力貼合，為注射階段做好準(zhǔn)備。3、注射與保壓 完成上述兩個(gè)工作過程后，便可向注射液壓缸接入壓力油。于是與液壓缸活塞桿相接的螺桿，便以高壓高速將頭部的熔料注入模腔，并將模腔中的氣體從模具分型面驅(qū)趕出去。此時(shí)螺桿頭部作用于熔料上的壓力為注射壓力注射壓力，又稱一一次壓力次壓力。注入模腔的熔料由于低溫

4、模具的冷卻作用而產(chǎn)生收縮，為了生產(chǎn)出質(zhì)量致密的制件，還需對(duì)熔料保持一定的壓力以進(jìn)行補(bǔ)縮，直到澆注系統(tǒng)的塑料凍結(jié)為止。此時(shí)，螺桿作用于熔料的壓力稱為保壓壓力保壓壓力，又稱二次壓力二次壓力。保壓時(shí)，螺桿因補(bǔ)縮會(huì)有少量的前移。 4、制件冷卻與預(yù)塑化 當(dāng)保壓進(jìn)行到模腔內(nèi)熔料失去從澆口回流的可能性時(shí)（即澆口封閉），注射液壓缸內(nèi)的保壓壓力即可卸去（此時(shí)合模液壓缸內(nèi)的高壓也可撤除），使制件在模內(nèi)冷卻定型。 為了縮短成型周期，在制件冷卻的同時(shí)螺桿傳動(dòng)裝置工作，帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使料斗內(nèi)的塑料落入料筒經(jīng)螺桿向前輸送，在料筒加熱系統(tǒng)的外加熱和螺桿的剪切、混煉作用下，使塑料逐漸依次熔化，由螺桿輸送到料筒的前端，并產(chǎn)生一

5、定的壓力。這個(gè)壓力是根據(jù)所加工的塑料、調(diào)節(jié)注射機(jī)液壓系統(tǒng)的背壓閥和克服螺桿后退的運(yùn)動(dòng)阻力建立的，統(tǒng)稱為預(yù)預(yù)塑背壓塑背壓，其目的是保證塑料的塑化質(zhì)量。由于螺桿不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，故熔料也不斷地向料筒前端輸送，螺桿端部產(chǎn)生的壓力迫使螺桿連續(xù)向后移動(dòng)，當(dāng)后移一段距離，料筒端部的熔料足以滿足下次注射量時(shí)，壓下行程開關(guān)，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)和后移，這就是常說的計(jì)量。由于制件冷卻和預(yù)塑化同時(shí)進(jìn)行，故一般情況下，要求螺桿預(yù)塑時(shí)間要少于制件冷卻時(shí)間，以免影響成型周期。 5、注射裝置后移 注射裝置是否后退可根據(jù)所加工塑料的工藝而定。有的在預(yù)塑化后退回，有的在預(yù)塑化前退回，有的注射裝置根本不退回。注射裝置退回的目的主要是避免噴嘴

6、與冷模長(zhǎng)時(shí)間接觸，維持噴嘴內(nèi)料溫，確保下次順利注射。另一方面，有時(shí)為了便于清料，常使注射裝置退回。6、開模與頂出制件 模具內(nèi)的制件冷卻定型后，合模機(jī)構(gòu)就開啟模具。在注塑機(jī)的頂出系統(tǒng)和模具的推出機(jī)構(gòu)的聯(lián)合作用下，將制件自動(dòng)推出，為下次成型做好準(zhǔn)備。5 5、3 3 分類分類 注塑機(jī)有許多不同分類方法，常見的有如下三種。注塑機(jī)有許多不同分類方法，常見的有如下三種。1 1） 按注塑機(jī)成型能力分類按注塑機(jī)成型能力分類 按注塑機(jī)成型能力可將注射機(jī)分為五種類型。按注塑機(jī)成型能力可將注射機(jī)分為五種類型。2 2） 按塑化方法分類按塑化方法分類 根據(jù)塑化方法不同，常用的有根據(jù)塑化方法不同，常用的有柱塞式柱塞式和和

7、螺桿式螺桿式兩大類兩大類 （見（見圖圖5-25-2、5-35-3所示）所示） 。3 3） 按外形結(jié)構(gòu)特征分類按外形結(jié)構(gòu)特征分類 目前使用最多的是按注射機(jī)外形特征分類，這種分類方法目前使用最多的是按注射機(jī)外形特征分類，這種分類方法主要是根據(jù)注射機(jī)的合模裝置和注射裝置的相對(duì)位置進(jìn)行分主要是根據(jù)注射機(jī)的合模裝置和注射裝置的相對(duì)位置進(jìn)行分類的。（見類的。（見圖圖5-45-4所示）所示）圖圖5-2圖圖5-3l螺桿式注射機(jī)（1）臥式注射機(jī) 合模裝置與注射裝置的運(yùn)動(dòng)軸線呈一線水平排列。具有機(jī)身低，操作、維修方便，自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。所以這種形式應(yīng)用最廣，對(duì)大、中、小型都適用，是目前注射機(jī)最基本的形式。（2）

8、立式注射機(jī) 合模裝置與注射裝置的運(yùn)動(dòng)軸線呈一線并垂直排列。具有占地面積小，模具拆裝容易，模具內(nèi)安放嵌件方便等優(yōu)點(diǎn)。但制品頂出后不易脫落，不易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作，且機(jī)身高，加料、維修不方便。目前小型注射機(jī)常采用這種形式。（3）角式注射機(jī)1角式注射機(jī)2 合模裝置與注射裝置的運(yùn)動(dòng)軸線互成垂直排列。其優(yōu)缺點(diǎn)介于立式和臥式之間，使用也較普遍，大、中、小型注射機(jī)均有。圖圖5-4柱塞式注射機(jī)特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、但壓力損失大、塑化不均勻， 不適合熱敏性塑料。實(shí)際應(yīng)用： 目前工廠中廣泛使用的是螺桿式注射機(jī)，60g 以下的小型制件多用柱塞式。 5、4基本參數(shù) 注塑機(jī)的基本參數(shù)是其設(shè)計(jì)、制造、選擇與使用的基本依據(jù)。描述

9、注射劑性能的基本參數(shù)有：注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置基本尺寸等。A、國(guó)產(chǎn)SZ系列注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)（參見相關(guān)資料） 我國(guó)的SZ系列注塑機(jī)，用一次能注射出的理論注射容量和鎖模力來表征注塑機(jī)的生產(chǎn)能力。例如SZ-160/1000，表示該型號(hào)注塑機(jī)的理論注射容量約為160cm3，鎖模力約為1000kN。B、技術(shù)參數(shù)的說明1）注射裝置技術(shù)參數(shù)l螺桿直徑：螺桿的外徑尺寸（mm），以D表示。l螺桿有效長(zhǎng)度：螺桿上有螺紋部分的長(zhǎng)度（mm）， 以L表示。l螺桿壓縮比：螺桿加料段第一個(gè)螺槽容積V2與計(jì)量 段最末一個(gè)螺槽容積V1之比，即 V2/V1。 l理論注射容積：螺桿（或柱塞）頭部截

10、面積與否最大注射 行程的乘積（cm3）。l注射量：螺桿（或柱塞）一次注射的最大容積（cm3）或 者一次注射PS的最大重（質(zhì)）量（g）。l注射壓力：注射時(shí)螺桿（或柱塞）頭部施于預(yù)塑物料的 最大壓力（MPa）。l注射速度：注射時(shí)螺桿（或柱塞）移動(dòng)的最大速度 （mm/s）。l注射時(shí)間：注射時(shí)螺桿（或柱塞）完成注射行程的最短 時(shí)間（s）。l塑化能力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)可塑化PS物料的最大重（質(zhì)）量 （g/s）。l噴嘴接觸力：噴嘴與模具的最大接觸力，即注射座推力 （kN）。l噴嘴伸出量：噴嘴伸出模具安裝面的長(zhǎng)度（mm）。 此外，噴嘴結(jié)構(gòu)、噴嘴孔徑和球面半徑等技術(shù)參數(shù)。2）合模裝置技術(shù)參數(shù)l鎖模力：為克服塑料熔體

11、漲開模具而施于模具的最大鎖模力 （kN）。l成型面積：在分型面上最大的型腔和澆注系統(tǒng)投影面積（cm2）。l開模行程： 模具的動(dòng)模可移動(dòng)的最大距離（mm）。模板尺寸：定模板和動(dòng)模板的安裝平面的外形尺寸 （mm）。l模具最大（最?。┖穸龋鹤⑸錂C(jī)上能安裝閉合模具的最大 （最?。┖穸龋╩m）。l模板最大（最?。╅_距：定模板和動(dòng)模板之間的最大（最 小）間距（mm）l拉桿間距：注射機(jī)拉桿的水平方向和垂直方向內(nèi)側(cè)的間距 （mm）。l推出行程：推出機(jī)構(gòu)推出時(shí)的最大位移（mm）。 1、公稱注射量 公稱注射量指機(jī)器對(duì)空注射條件下，注射螺桿作一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能給出的最大注出量，是注塑機(jī)的主要參數(shù)之一，

12、單位為g或cm3。注射量標(biāo)志了注塑機(jī)的注射能力，反映了機(jī)器能生產(chǎn)制品的最大重量或體積。 注射量有兩種表示法，一種是以加工PS原料為標(biāo)準(zhǔn)（密度1.05 g/cm3），用注射出熔融物料的重量（g）表示。加工其他物料時(shí)，應(yīng)進(jìn)行密度換算。另一種方法是采用注射容量表示，即用一次注出熔融物料的容積（cm3）表示。 基本參數(shù)中的公稱注射量是取螺桿最大注射行程時(shí)所對(duì)應(yīng)的容積或質(zhì)量，條件是對(duì)空注射。實(shí)際中由于溫度、壓力、熔料逆流等，注射量達(dá)不到理論值。實(shí)際注射量約為公稱注射量的0.7-0.9倍。 生產(chǎn)實(shí)踐表明，應(yīng)使制品用料量之和為機(jī)器公稱注射量的25%-75%為好，最低不低于10%，超出此范圍，則或是機(jī)器能力不

13、能充分發(fā)揮，或是制品質(zhì)量降低。 我國(guó)注射機(jī)標(biāo)準(zhǔn)系列規(guī)定注射量的規(guī)格為16、25、30、40、60、100、125、160、250、350、64000（cm3）等。2、注射壓力 注射壓力指注射過程中螺桿頭部的最大壓強(qiáng)。注射壓力的作用是克服注射過程中熔體流經(jīng)噴嘴、流道和模腔的阻力，同時(shí)對(duì)注入模腔的熔體產(chǎn)生一定的壓力，以完成物料補(bǔ)充，使制品密實(shí)。目前國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的注射壓力一般在105-150MPa。設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)考慮所需的注射壓力是否在機(jī)器的理論壓力范圍以內(nèi)。3、塑化能力 塑化能力指塑化裝置在單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量，單位為g/s。塑化能力決定螺桿轉(zhuǎn)速、驅(qū)動(dòng)功率、螺桿結(jié)構(gòu)、物料性能等。塑化能力表征著

14、機(jī)器生產(chǎn)能力。但塑化能力應(yīng)與整個(gè)注射機(jī)的成型周期、注射量向協(xié)調(diào)，才能保證在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提供足夠均勻塑化的熔料量。一般注射機(jī)的理論塑化能力大于實(shí)際所需量的20%左右。44、鎖模力 鎖模力指合模機(jī)構(gòu)施于模具上的最大夾緊力，單位為kN。鎖模力的作用是與注射時(shí)模腔熔體的壓力相平衡，保證在注射及保壓操作時(shí)模具不被撐開。選擇設(shè)備時(shí)必須核算設(shè)備鎖模力是否足夠。鎖模力的選取相當(dāng)重要，鎖模力不夠會(huì)使制品產(chǎn)生飛邊，不能成型薄壁制品；鎖模力過大，又易損壞模具。5、合模裝置的基本參數(shù) 合模裝置的基本參數(shù)決定了模具的安裝尺寸，因而也決定了所能加工制件的平面尺寸。合模裝置的基本參數(shù)包括動(dòng)、定模固定板尺寸、拉桿間距、動(dòng)定模

15、固定板間最大開距、模具高度及動(dòng)模固定板行程與移動(dòng)速度等。 （1）動(dòng)、定模固定板尺寸BxH與拉桿間距B0 xH0 動(dòng)、定模固定板尺寸是指固定板上螺釘孔在長(zhǎng)度和寬度方向的最大中心間距；拉桿間距是指固定板上拉桿孔在長(zhǎng)度和寬度方向的最大中心間距。模具平面尺寸必須限制在固定板尺寸及拉桿間距規(guī)定的范圍內(nèi)。（2）動(dòng)、定模固定板間最大開距Sk 動(dòng)、定模固定板間最大開距指動(dòng)、定模固定板之間所能達(dá)到的最大距離，包括調(diào)模行程在內(nèi)。最大間距是否滿足要求，主要看成型制品能否方便地從開模后的模腔中取出以及安放嵌件等輔助操作是否便利等。模具外形尺寸與拉桿位置 模具的安裝方式 （3）模具最大高度Hmax、最小高度Hmin及調(diào)

16、模行程： 模具最大（?。└叨仁侵负夏C(jī)構(gòu)閉合后，達(dá)到規(guī)定的鎖模力時(shí)，動(dòng)、定模固定板之間的最大（?。┚嚯x，兩者的差值稱為調(diào)模行程。模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使模具實(shí)際高度H滿足HminHHmax。 因此，在某種程度上可以說，模具最大（?。└叨纫?guī)定了制件在高度方向上的尺寸范圍。注塑機(jī)動(dòng)、定模固定板的間距 （4）動(dòng)模固定板行程S 動(dòng)模固定板行程指動(dòng)模固定板能移動(dòng)的最大距離。對(duì)液壓機(jī)械式合模裝置，此值是常數(shù)，對(duì)于全液壓式合模裝置，此值隨模具高度不同而不同。動(dòng)模固定板行程應(yīng)大于制件高度的2倍，以便取件。（5）開、合模速度 開、合模速度指動(dòng)模固定板在開模、鎖模時(shí)的移動(dòng)速度。生產(chǎn)實(shí)際中，開、合模速度在開、合模過程中是

17、變化的，合模時(shí)為快速慢速，開模時(shí)為慢速快速慢速。國(guó)產(chǎn)注射機(jī)最大動(dòng)模固定板移動(dòng)速度為0.5-0.6m/s，高者達(dá)1.2-1.5m/s，慢速則僅為0.04-0.08m/s。2022年3月24日注射機(jī)最大開模行程（S）與模具厚度（Hm）無關(guān)單分型面注塑模開模情況 雙分型面注塑模開模情況 2022年3月24日注射機(jī)最大開模行程（S）與模具厚度（Hm）有關(guān)直角式單分型面注塑模開模情況 側(cè)面分型抽芯機(jī)構(gòu)的最大開模程（S）2022年3月24日噴嘴尺寸澆口套球面R和噴嘴前端球面半徑R0噴嘴孔徑d0和澆口套小端孔徑d正確關(guān)系為： d=d0+(0.51)mm R=R0+(12)mm2022年3月24日定位孔尺寸h:小型模具取810)mm 大型模具取(1015)mm5、6 型號(hào)規(guī)格 注塑機(jī)型號(hào)規(guī)格是用來表示注射機(jī)加工能力的，而反映注塑機(jī)加工能力的主要