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实验4—注射成型南京理工大学化工学院一、实验目的1．通过本实验使学生了解螺杆式注射机的结构组成及工作原理，熟悉热塑性塑料的注射成型原理。2．掌握热塑性塑料注射成型的操作过程。3．掌握注射工艺条件对注射制品质量的影响，学会注射成型工艺条件设定的基本方法。南京理工大学化工学院二、实验原理注射成型是塑料成型的重要方法，注射成型可以加工热塑性塑料，也可以加工热固性塑料。注射成型的最大特点是，能一次成型外形复杂、尺寸精确或者带有各种嵌件的塑料制件；对塑料加工的适应性强（几乎能加工所有热塑性塑料和部分热固性塑料）；生产效率高，容易实现自动化；所成型的制件经过很少修饰或者不修饰就可以满足使用要求。注射机分类方法很多，按照塑料塑化方式和注射方式分为：柱塞式注射机、螺杆式注射机、螺杆塑化柱塞注射式注射机等。南京理工大学化工学院注射成型是通过注射机和相应制品的注射模具共同完成的。一个注射成型过程称为一个工作循环，由模具闭合开始算起一个循环是：合模—注射—保压—（螺杆预塑）—冷却—开模—顶出制品—合模；其中在注射结束后的保压阶段，螺杆又对物料开始预塑为下一个循环做塑化准备。南京理工大学化工学院具体的塑化过程描述如下：高分子树脂加入料斗后进入料筒内，通过外部加热，螺杆、料筒与树脂之间的剪切和摩擦力作用生热，使树脂塑化成粘流态，经过螺杆很高的压力和较快的速度，将塑化好的树脂从料筒中挤出，通过喷嘴注入到闭合的模具型腔中。注射满模具型腔要经过一段时间的保压，使熔融料能充满模具型腔的任何角落，保压的目的是使制品密实，而后冷却固化，打开模具取出制品。南京理工大学化工学院热固性塑料注射时，由于熔融物料进入模具型腔后需要在一定温度下才能交联固化而定型，因此模具需要加热保温，一般比注射料的温度还高；而热塑性塑料注射时，模具一般不需要加热，制品通过冷却而定型，有时还需要通冷却水。南京理工大学化工学院三、实验设备和原料1.设备：SZ68/50ANJ注射成型机，注射模具（塑料拉伸试样模具）,干燥箱。2.原料：聚乙烯、聚丙烯、加工助剂以及各种功能性助剂。注射机一般由三部分组成：注射装置、锁模装置、液压和电器控制系统。南京理工大学化工学院注射装置：将塑料均匀塑化并以足够的压力和速度将一定量的塑料熔体注射到模具型腔中。注射装置位于注射机的右上部，包括料筒、螺杆和喷嘴、加料斗、计量装置、驱动螺杆的液压电动机、注射油缸、注射座移动油缸等。锁模装置：实现模具的开启与闭合以及脱出制品的装置。位于机器的左上部，包括：动模板、定模板、锁模油缸、大活塞、拉杆、机械顶出杆、安全门等部件。南京理工大学化工学院液压和电器控制系统：保证注射机按照工艺过程设定的要求和动作程序准确而有效地工作。液压系统有各种液压元件（溢流阀、压力阀、节流阀、调速阀、压力表等）和液压回路及其辅助设备等组成，电器控制系统由各种电器仪表和继电器元件等组成。控制系统的面板就在注射机的正面，通过控制面板控制工作循环的动作。南京理工大学化工学院四、实验步骤1.实验准备和模具安装：（1）仔细观察、了解注射机的结构、组成，熟悉其工作原理和安全注意事项。了解原料的规格型号和成型工艺特点，拟定各项成型工艺条件，并对原料进行预热干燥备用。检查注射机各个部分，确认设备是否正常。（2）模具安装：打开安全门，从前固定模板和动模板上松开模具压板的螺钉，两人合作取下原有模具，操作时注意人身和模具、设备安全。对比原有模具与实验需要模具的厚度差别，在模具安装后作为调整模板间距的参考。南京理工大学化工学院启动注射机，并将控制面板上的工作状态开关放到“调整”的位置，注射机在开模状态下，装上实验需要的模具，并拧紧每一个紧固螺钉，用模具压板把模具固定于模板上，调整模具位置直到主流道定位和定模板的定位孔对中。（3）模具调整：调整模具厚度（动模板与定模板之间的距离），以达到所需要的合模力，将工作状态选择开关放置到“调整”位置，用棘轮扳手调整固定模板与动模板之间的距离。进行“合模”操作，确认安装完好后，重复几次开合模动作。南京理工大学化工学院（4）注射成型参考工艺条件：（以注射冲击样条为例）料筒温度：（前）180－190℃（中）200－220℃（后）190－200℃注射压力：7－9Mpa；注射时间：4－7秒；模具保护时间：3秒（5）安全检查：按照设计的工艺条件，在控制面板上设定各段温度，检查各个按钮，操作开关及手柄是否在零位或者断开的位置上，电器线路是否有异常和安全门移动是否灵活。检查加料斗及料筒上是否有杂物以及金属件掉在里面，将实验用塑料加入料斗中。南京理工大学化工学院（6）注射机预热：调整机械安全装置螺杆的长度到适当的位置，使其真正能起到保护作用，然后锁紧螺母。没有异常后，将安全门关闭后，打开加热电源开始预热，待温度达到工艺要求后即可开始实验。南京理工大学化工学院2.开机实验：（1）预先开启冷却水，使冷却器通水。（2）调整注射量行程、调整防流涎行程、调整保压行程、注射座移动行程，调整开模行程。（3）手动注射：将选择开关拨到“手动”位置，关上前、后安全门。每按动一个按钮，就完成一个相应的动作。手动注射一般在试车、调整模具和简单生产时使用。手动注射依次操作按钮的次序是：合模（模具闭合）——注射座前进（将喷嘴与模具充分接触）——注射——保压——预塑（螺杆转动后退并预塑）——冷却——开模顶出制品，打开安全门取出制品和流道中的料把，这样一个循环完成；下一个循环从安全门关闭后——模具闭合又开始。手动操作注射时，必须在喷嘴顶住模具时方可进行，不然，注射座会向前移动而发生事故。南京理工大学化工学院（4）半自动注射：将选择开关拨到“半自动”位置，关上安全门。机器就会依次完成一个相应的动作。合模——注射——保压——预塑——冷却——开模顶出制品，如果制品没有脱落，打开安全门取出制品，这样一个循环完成；下一个循环从安全门关闭后，模具会自动闭合，重复上述动作。（5）全自动：将选择开关拨到“全自动”位置，关上安全门。机器就会自行按照工艺程序工作，依次完成一个相应的动作。最后由顶出杆顶出制品，要求制品的模具有安全可靠的自动脱膜装置，保证制品和流道中的料把能自动脱落。由于光电管的探测，各个动作会周而复始，自动过程中无须打开安全门。南京理工大学化工学院如果制品没有脱落，还需要打开安全门取出制品。安全门一旦打开，机器就停止动作，因此安全门打开和关闭是一定要确认后才能开始下一个动作，安全门一旦关闭，绝不允许任何错误操作。（6）观察注射制品的外观质量，记录每次实验工艺条件，结合制品外观质量（包括颜色、透明度、有无缺料、凹痕、气泡等），合理调整预先设定的注射成型工艺条件到最适合的位置。（7）实验完毕停车，先关闭所有电器开关，最后关闭冷却水。（8）关闭所有电源、水源等，清扫干净现场。保存好实验样品，做好相应的编号，待性能测试时用，建议对比不同制件的力学性能差异。南京理工大学化工学院五、实验注意事项1．实验前，检查料斗中是否有异物，检查设备是否正常，清理设备现场，严格防止金属杂质、小工具等落入进料口。在操作或者维修过程中切记工具不能随便乱放。2．检查安全门是否安全可靠。3．装卸模具务必注意安全，模具较重需要两人以上协作4．在注射机开机后，注射机操作台的左、右两边不得站人，严防伤人。5．清理模具时，切忌损坏模具和喷嘴等处的光洁表面。南京理工大学化工学院六、思考题1．观察注射成型时模具运动速度有何特点，为什么？2．观察注射模具的模具结构包括那几个部分？指出阴模、阳模、浇口、流道、顶杆？3．结合注射模具的结构，分析壁厚的制件、壁薄的制件各容易出现哪些缺陷？在注射工艺上应该如何调整？4．分析用注射成型制作PE、PC、PP、PS、PA、ABS的制件时，哪些树脂需要进行预干燥，为什么？