塑料成型总结

塑料成型总结注射成型又称为注射模塑或注塑成型，是热塑性塑料制品成型的一种最重要的方法。注射成型模具占整个塑料模的90%左右。优点：（1）成型周期短（2）复杂塑件能一次成型（3）成型精度高（4）生产效率高（5）易于实现自动化生产缺点：（1）设备及模具制造费用较高（2）不适合单件及批量较小的塑料制品的生产注射机：1.塑化-注射系统；2.合模-开模系统；3.操作控制系统；其他：模温调节、安全系统等注射机分类：按外形特征分：（1）卧式注射机（2）立式注射机（3）角式注射机按工作原理分：（1）柱塞式注射机（2）螺杆式注射机柱塞式注射机工作原理：加热圈加热料筒,柱塞在料筒内仅作往复运动，将熔融塑料注入模具。分流梭装在料筒靠前端的中心部分，将流经该处的塑料分成薄层，加快热传递；塑料得到塑化。螺杆式注射机工作原理：螺杆在料筒内旋转，将料斗中的塑料卷入，并逐步将其压实、排气、塑化，不断地将塑料熔体推向料筒前端，积存在料筒前部与喷嘴间，螺杆本身受到熔体的压力而缓缓后退。当积存的熔体达到预定的注射量，螺杆停止转动，在液压油缸的驱动下向前移动，将熔体注入模具。注射成型机的规格及主要技术参数：①国际：注射容量／锁模力注射容量——指注射压力为100MPa时的理论注射容量。如SZ-160/1000：注射机是理论注射容量约为160cm3，锁模力约为1000KN的塑料（S）注射（Z）成型机。②国内：注射容量如XS-ZY500，表示注射机在无模具对空注射时的最大注射容量为500cm3，预塑化螺杆式(Y)、塑料(S)、注射(Z)、成型(X)机。主要技术参数：注射：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：合模力、开模力、开合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行程、推出力。综合性能：空循环时间、机器的功率、体积和质量。注射前的准备：为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之前要进行原料预处理、清洗料筒、预热嵌件和选择脱模剂等准备工作。注射过程：注射过程包括：加料、塑化、合模、注射、保压、冷却和脱模等。塑化——塑料熔融，塑料在料筒内加热到粘流状态并具有良好的可塑性的过程。注射充型——将塑化好是塑料熔体经过喷嘴和浇注系统快速进入封闭型腔的过程。（注射充型又可细分为流动成型、保压补缩和倒流三个阶段。）塑件的后处理：塑件开模后因各种原因（热应力）造成塑件收缩不一致，而导致塑件使用过程中变形或开裂，因此要设法消除。消除内应力的方法有退火处理和调湿处理。（1）退火处理：其方法是从模具中取出的塑件放在一定温度的烘箱中或者液体介质（如热水、矿物油、甘油等）中一段时间，然后缓慢冷却。（2）调湿处理：将脱模后的塑件放在热水中处理，不仅隔绝空气防止氧化，消除内应力，而且可以加速达到吸湿平衡，稳定尺寸，姑称调湿处理。注射成型工艺参数：在塑料注射成型过程中，工艺条件的选择和控制是保证成型顺利进行和塑件质量的关键因素之一。工艺条件主要影响塑化流动和冷却的时间、压力和相应的各个作用时间。1、温度：在注射成型中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。2、压力：（1）塑化压力(背压)：指螺杆式注射成型时,螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的阻力.(背压一般不大于2MPa)（2）注射压力：注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。（70~150MPa）（3）保压压力:型腔充满后，注射压力的作用在于对模内熔体的压实，此时的注射压力也可称为保压压力。（4）型腔压力:型腔压力是注射压力在经过注射机喷嘴、模具的流道、浇口等的压力损失后，作用在型腔单位面积上的压力。一般型腔压力是注射压力的0.3~0.65倍，大约为20~40MPa。3、注射速度：但注射速率太快可能使熔体从层流变为湍流，严重时会引起熔体在模内喷射而造成模内空气无法排出。成型周期：完成一次注射成型工艺过程所需的时间称为成型（或生产）周期。第四章注射模具设计注射模的结构组成：导柱、导套、定位圈、复位杆、限位钉、推杆、为了注射成型过程中将型腔内原有的空气和塑料熔体中逸出的气体排出，在模具分型面上常开设排气槽。注射模的结构组成注射模的分类：1.单分型面注射模：单分型面注射模具又称为两板式模具，它是注射模具中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具占全部注射模具的70%左右。（构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。）2.双分型面注射模：双分型面注射模又称为三板式注射模，即在动模与定模之间增加了一个移动的浇口板（中间板）。3.带活动镶件的注射模：由于塑件的特殊要求，需在模具上设置活动的型芯、螺纹型芯等镶件。4.带有侧向抽芯的注射模：当塑件带有侧孔或侧凹时，其成型零件就必须做成可侧向移动的。5.自动脱螺纹的注射模：对于带有内螺纹或外螺纹的塑件，当要求自动脱模螺纹时，可在模具中设置能转动的螺纹型芯或型环，利用注射机的往复运动或旋转运动，带动螺纹型芯或型环转动，使塑件脱出。6.推出机构设在定模一侧的注射模：有时由于塑件的特殊要求或形状的限制，开模后塑件仍将留在定模一侧，这时就应在定模一侧设置推出机构。7.热流道凝料注射模：流道注射模在成型过程中，模具浇注系统中的塑料始终保持熔融状态。从模具设计考虑，需要了解注射机的主要技术规范有：公称注射量、公称注射压力、公称锁模力、模具安装尺寸以及开模行程。1.公称注射量：（1）公称注射容量：是指注射机对空注射时，螺杆一次最大行程所注射的塑料体积，以立方厘米（cm3）表示。（2）公称注射质量：注射机对空注射时，螺杆作一次最大注射行程所能注射的聚苯乙烯塑料质量，以克（g）表示。为了保证正常的注射成型，模具需要的实际注射量应该小于或等于某注射机的公称注射量的80%。锁模力的校核：锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。注射机的额定锁模力必须大于胀型力，否则容易出现锁模不紧而发生溢料的现象。模具与注射机安装部分的相关尺寸，主要有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、拉杆间距、最大模具厚度与最小模具厚度等。模具定模固定板上的定位圈要求与主流道同心，并与注射机固定模板上的定位孔基本尺寸相等，并呈间隙配合。模具的固定：模具的安装固定形式有压板式与螺钉式，另外还有自动固定机构。开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开模距离（H）。它必须小于注射机移动模板的最大行程（Smax）。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按一下两种情况进行校核：1.开模行程与模具厚度无关2.开模行程与模具厚度有关开模行程与模具厚度无关：这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是连杆的最大冲程决定的。开模行程与模具厚度有关：这种情况主要是全液压式锁模机构的注射机和机械锁模机构的直角式注射机。分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形状有关。分型面的形式：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面、平面、曲面分型面分型面的选择原则：(1)符合塑件脱模的基本要求，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位;(2)分型线不影响塑件外观;(3)确保塑件留在动模一侧;(4)确保塑件质量;(5)分型面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹;(6)满足模具的锁紧要求;(7)合理安排浇注系统，特别是浇口位置;(8)有利于模具加工。型腔数目的确定：1.按技术参数确定型腔数目2.根据经济性确定型腔数目多型腔排列一般原则：1、从注射工艺角度需考虑以下几点：流动长度、流道废料、浇口位置、进料平衡、型腔压力平衡2、从模具结构角度需考虑以下几点：1）满足封胶要求，排位应保证流道、浇口套距定模型腔边缘有一定的距离，以满足封胶要求。2)满足模具结构空间要求排位时应满足模具结构件，如楔紧块、滑块、斜推杆等的空间要求。同时应保证以下几点：①模具结构件有足够强度；②与其它模架零件无干涉；③有运动件时，行程须满足脱模要求，有多个运动件时，要注意相互之间不能产生干涉；3)充分考虑螺钉、冷却水及推出装置为了使模具能达到较好的冷却效果。4)模具长宽比例是否协调。浇注系统——从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。作用：使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件分类：普通浇注系统、热流道浇注系统浇注系统的组成：普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料井四部分组成。主流道是链接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，横截面为圆形，带有一定的锥度。冷料井也称冷料穴，冷料井一般设在主流道和分流道的末端，其作用就是存放两次注射间隔而产生的冷料和料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成各种缺陷。分流道是主流道与浇口之间的通道，一般设在分型面上，起分流和转向的作用。浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道。（浇口的作用:使从分流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入和充满型腔，型腔充满后，浇口部分的熔体能迅速的凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。）分流道设计1.影响分流道的设计因素：（1）制品的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性、内在质量及外观质量要求。（2）塑料的种类，亦即塑料的流动性、熔融温度与熔融温度区间、固化温度以及收缩率。（3）注射机的压力、加热温度及注射速度。（4）主流道及分流道的脱落方式。（5）型腔的布置、浇口位置及浇口形式的选择。2.分流道的设计原则：（1）塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小。（2）分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以利于压力的传递及保压。（3）保证塑料迅速而均匀地进入各个型腔。（4）分流道的长度应尽可能短，其容积要小。（5）要便于加工及刀具选择。浇口的类型及特点：（1）直接浇口：熔融塑料从主流道直接注入型腔的最普通的浇口。位置一般在模具中心，一般设置一个深度为塑件厚度一半的冷料穴。优点：浇口横截面积大、流动阻力小；有利于排气及消除熔接痕；保压补缩强，易于完整成型；模具结构简单，便于加工；缺点：只适用于单型腔模具，取出浇口凝料比较困难；有明显浇口痕迹；浇口冷却缓慢，效率低；（2）中心浇口——熔体从中心流向型腔：浇口进料点对称，充型均匀，能消除拼缝线且模具排气顺利，浇口的余料去除方便。分类：（1）盘形浇口（2）环形浇口（3）轮辐式浇口（4）爪形浇口（3）点浇口：点浇口又称针点浇口，是比较常用的一种浇口形式，常用于流动性较好的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、ABS等。优点：能获得外形清晰、表面光泽的塑件制品；浇口可在塑件的表面及任何位置，并不影响制品的外观。缺点：注射压力损失较大；模具结构复杂；流道与制品的比例较大。（4）侧浇口：侧浇口一般设在分型面上，从塑件的侧面进料。优点：缩短浇口冷却时间，从而缩短成型周期；易于去除浇口系统的凝料而不影响塑件的外观；浇口设在分型面上，容易加工。缺点：注射压力损伤较大；侧浇口容易形成熔接痕、缩孔等缺陷。（5）潜伏式浇口（点浇口的变异，位置选择范围更广）（6）护耳形浇口（用于难以成型的塑料）1、耳槽2、主流道3、分流道4、浇口浇口的设计原则：（1）避免引起熔体破裂现象（2）有利于塑料熔体补缩（3）有利于熔体流动（4）有利于型腔内气体的排出（5）减少塑件熔接痕或者增加熔接强度（6）防止料流将型芯或嵌件挤压变形（7）高分子取向对塑件性能的影响（8）保证流动比在允许范围内1、型腔内气体的来源：（1）原有的空气（2）树脂中释放的挥发性物质及水汽。2、型腔内气体的危害；常用的排气方式：1.利用模具分型面或配合间隙排气2.开设排气槽排气3.镶嵌烧结的金属块排气排气槽开设在型腔最后充填的部位引气：塑件粘附型腔的情况较严重，开模时也应设置引气装置(尤其整体结构的深型腔)引气方式:1.镶拼式侧隙引气2.气阀式引气塑件在成型加工过程中，用来填充塑料熔体以成型制品的空间被称为型腔（模膛）。构成型腔的零件叫做成型零件。凹模又称为阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。分类：1.整体式凹模:由一整块金属材料直接加工而成（优点：强度好，不易变形缺点：成型后热处理变形大，浪费材料）2．整体嵌入式凹模:对于小件一模多腔模具