注塑成型设备

主讲教师：丁立刚第5章注塑成型设备1．注塑成型设备的发展历史注塑成型设备主要是用来成型塑料制品，所以注塑成型设备俗称注塑机。2．注塑机的结构组成注塑机主要由合模装置、注塑装置、液压传动系统和电气控制系统组成。第5章注塑成型设备5.1注塑成型设备的分类1．按设备外形特征分类根据注塑装置和合模装置的相对位置进行分类：•卧式注塑机•立式注塑机•角式注塑机•多工位注塑机第5章注塑成型设备卧式注塑机是最常见的型式。(1)卧式注塑机其合模装置和注塑装置的轴线呈水平一线排列。它具有机身低，易于操作和维修，自动化程度高，安装较平稳等特点。第5章注塑成型设备(2)立式注塑机注塑机的合模装置与注塑装置的轴线呈垂直一线排列。第5章注塑成型设备(3)角式注塑机注塑装置和合模装置的轴线互成垂直排列。第5章注塑成型设备(4)多工位注塑机（前述注塑机也可称单工位注塑机）应用：主要用来成型两种以上颜色或物料的制品，可实现多模注塑，适应大批量生产，能提高生产效率。特点：是注塑装置或合模装置具有两个以上的工作位置。类型：为单注塑头多模位、多注塑头单模位和多注塑头多模位注塑机3种。第5章注塑成型设备•单注塑头多模位第5章注塑成型设备•多注塑头单模位第5章注塑成型设备•多注塑头多模位第5章注塑成型设备2.按注塑机加工能力分类注塑机加工能力主要由合模力和注塑量参数表示，国际上通用表示法是同时采用注塑量和合模力来表示。按其加工能力可分为超小型、小型、中型、大型和超大型注塑机，相应的注塑量和合模力见表5-1。第5章注塑成型设备3.按注塑机用途分类通用注塑机•热固型注塑机专用注塑机•排气型注塑机•转盘式注塑机•发泡注塑机•多色注塑机•玻璃纤维增强塑料注塑机第5章注塑成型设备4.按合模装置的特征分类液压式液压机械式机械式第5章注塑成型设备5.2部分国产及外国注塑机技术参数第5章注塑成型设备5.3注塑机与注塑模具的关系动模座板4与注塑机动模座2用压板螺钉相连定模座板7和定模座8用螺钉与注塑机相连第5章注塑成型设备1.理论注塑量5.3.1注塑量与塑件质量的关系（1）理论注塑质量：规定以注塑聚苯乙烯(PS)塑料(密度约为1g／cm3)的最大克数(g)为标准，称为理论注塑质量；理论注塑量是指注塑机在对空注塑的条件下，注塑螺杆(或柱塞)做一次最大注塑行程时，注塑装置所能达到的最大注出量。理论注塑量一般有两种表示方法：（2）理论注塑容量：规定以注塑塑料的最大容积(cm3)为标准，称为理论注塑容量。第5章注塑成型设备2.实际注塑量(质量或容量)根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80％左右。即有Ms=αM1(5-1)Vs=αV1(5-2)在注塑生产中，注塑机在每一个成型周期内向模内注入熔融塑料的容积或质量称为塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必须小于或等于注塑机的实际注塑量。式中：M1——理论注塑质量，g；V1——理论注塑容量，cm3；Ms——实际注塑质量，g；Vs——实际注塑容量，cm3；α——注塑系数，一般取值为0.8。第5章注塑成型设备当实际注塑量以实际注塑容量Vs表示时，有：M′s=ρ′Vs(5-3)式中：M′s——注塑密度为ρ时塑料的实际注塑质量，g；ρ′——在塑化温度和压力下熔融塑料密度，g／cm3。ρ′=cρ(5-4)式中：ρ——注塑塑料在常温下的密度，g／cm3；c——塑化温度和压力下塑料密度变化的校正系数；对结晶型塑料，c=0.85，对非结晶型塑料c=0.93。第5章注塑成型设备当实际注塑量以实际注塑质量Ms来表示时，有：M′s=Ms（ρ/ρps）(5-5)所以，塑件注塑量M应满足下式：M′s≥M=nMz+Mj(5-6)式中：ρps——聚苯乙烯在常温下的密度(约为1g／cm3)。式中：n=型腔个数；Mz——每个塑件的质量，g；Mj——浇注系统及飞边的质量，g。第5章注塑成型设备5.3.2塑化量与型腔数的关系塑化量是注塑机每小时能塑化塑料的质量(g／h)。根据注塑机的塑化量，确定多型腔模具的型腔数n，其计算公式如下：n≤（kWt／3600-Mj）/Mz(5-7)式中：W——注塑机的塑化量，g／h；t——注塑最短成型周期，s；K——塑化量的利用系数，取为0.85。其余符号含义同前。第5章注塑成型设备5.3.3合模力及注塑面积和型腔数的关系注塑时，螺杆作用于塑料熔体的压力，在熔料流经机筒、喷嘴、模具的浇注系统后，在型腔中余下的压力即为模腔压力p(一般为20～40MPa)，该压力在型腔中产生一个使模具沿分型面胀开的胀模力Fz，该力的大小为：Fz=pA=p(nAx+Aj)(5-8)式中：A——塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；Ax——塑件型腔在模具分型面上的投影面积；Aj——塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积。第5章注塑成型设备5.3.3合模力及注塑面积和型腔数的关系在注塑过程中，为使模具不被胀模力Fz胀开，注塑机的合模装置必须对模具施以足够的夹紧力，即合模力Fs。合模力的大小必须满足下式:Fs≥Fz=p(nAz+Aj)(5-9)第5章注塑成型设备5.3.4注塑机模座行程及间距和模具闭合高度的关系注塑机模座间距是指注塑机动模座和定模座之间的间距。Sk是注塑机动模座与定模座之间的最大模座间距，对液压机械式合模装置可调，可调范围△H。注塑机模座行程s是指动模座在开闭模中实际移动的距离，对液压式合模装置可调，可调范围△H。第5章注塑成型设备5.3.4注塑机模座行程及间距和模具闭合高度的关系对于所选用的注塑机，模具的闭模高度必须满足：Hmin≤Hm≤Hmax(5-10)Hmin是注塑机允许的最小模具闭合高度，也就是最小模座间距；Hmax是最大模具闭合高度；△H是模具可调距离。式中：Hm——模具的实际闭合高度。第5章注塑成型设备5.3.4注塑机模座行程及间距和模具闭合高度的关系对液压式合模装置，注塑机模座最大间距Sk是个固定值，注塑机最大模座行程Smax在△H范围内可调；对液压机械式合模装置，注塑机最大模座行程Smax是个固定值，模座最大间距Sk在△H范同内可调。第5章注塑成型设备•对单分型面模具，实际模座行程S可按下式计算：实际模座行程S可分为下面几种情况计算。S=H1+H2+(5～10)≤Smax=Sk+Hm(5-11)第5章注塑成型设备•对双分型机模具，按下式计算实际模座行程S：式中：H1——塑件顶出距离；H2——对于单分型面模具，为塑件和浇注系统的总高度；对于双分型面模具，为塑件的高度；α——拉出主浇道凝料时定模板与浇口板脱开的距离；Smax——模具闭合高度为Hm时的最大模座行程。S=H1+H2+α+(5～10)≤Smax=Sk-Hm(5-12)第5章注塑成型设备•对带有侧向抽芯机构的模具，分型抽芯动作是由斜导柱完成的，这时模座行程S计算还必须考虑分型机构的抽拔距离。当HeH1+H2，模座行程可由下式计算：S=He+(5～10)≤Sk-Hm(5-13)当He≤H1+H2仍按式(5-11)计算。第5章注塑成型设备5.3.5注塑机模座尺寸及拉杆间距和模具尺寸的关系注塑机模座尺寸为H×V，拉杆间距为H0×V0，它们是表示模具安装面积的主要参数。注塑模具的最长边应小于Min{H，V}，最短边应小于min{H0，V0}。第5章注塑成型设备5.3.6注塑机顶出装置和注塑模具顶出机构的关系注塑机顶出装置的主要形式有机械顶出、液压顶出和气压吹出。常用的是机械、液压顶出两种。1．机械顶出装置：注塑机顶杆可放在动模座的中心，也可放在动模座的两侧；2．液压顶出装置：顶杆放在动模座的中心部位，对液压机械式的顶出装置，一般机械顶杆放在动模座的两侧，液压顶杆放在动模座的中心。3．气压吹出需要增设气源和气路，故少用。注塑机动模座顶杆大小、位置与模具顶出装置相适应，注塑机顶出装置的顶出距离D应大于或等于塑件顶出距离H1。第5章注塑成型设备5.3.7模具在注塑机上的安装与调试模具在注塑机上的安装与调试包括预检、吊装紧固、顶出距离调整和合模松紧程度的调整及加热线路、冷却水管等配套部分的安装、试模。1．预检模具安装前，应根据模具装配图对其进行检验，了解模具的基本结构、工作原理及注意事项。2．吊装与紧固首先将注塑机全部功能置于调整手动控制状态，根据模具图上标示出的吊装位置及方向，并按一定的吊装方式吊起模具(尽量将模具整体吊起)。第5章注塑成型设备1)模具吊装方向模具吊装方向的选择遵照如下几个原则：(3)模具带有液压油路接头、气动接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作面侧面，以方便操作。(1)模具有侧向分型抽芯机构时，尽量将滑块置于水平位置，在水平面内左右移动。(2)模具长度与宽度方向尺寸相差较大时，使较长边与水平方向平行，可以有效地减轻导柱拉杆在开模时的负载，并使因模具重量而造成导向件产生的弹性变形控制在最小范围内。第5章注塑成型设备2)吊装方式一般将模具从注塑机上方吊进拉杆模座之间。当模具水平或垂直方向尺寸大于拉杆间的距离时，吊装方式如下：(1)当模具长方向尺寸大于拉杆间水平距离H0时，从拉杆侧面滑进的方法，适用于中小型模具。(2)将模具长方向平行于拉杆轴线(模具高度小于拉杆水平距离H0，模具宽方向尺寸小于拉杆垂直距离V0)，从拉杆上方滑进拉杆之后，旋转90°即可。第5章注塑成型设备•将模具定模板上的定位环装配入注塑机定模座上的定位孔；•用螺钉或压板螺钉压紧定模，并初步固定定模；•依靠导柱、导套将动定模两部分启闭几次；•检查模具在启闭过程中是否平稳，灵活，无卡住现象；•最后固定动定模。整体吊装第5章注塑成型设备分体吊装•分体吊装与整体吊装相似，不同之处是模具动模部分是在定模吊装初步固定之后再吊装紧固。•工人吊装适用于中小型模具，一般从注塑面侧面装入，在拉杆上垫两块木板将模具滑入拉杆中。第5章注塑成型设备3.顶出距离的调节4.合模松紧程度的调节模具紧固后，慢速开启模具，达到模座行程S时，动模板停止后退，调节注塑机顶杆顶出距离D，使模具上顶出板和动模板之间的间隙δ≥5mm，既能顶出塑件，又能防止损坏模具。合模松紧程度以注塑塑件时，既不产生飞边，又保证模具有足够的排气间隙为合适。对全液压式锁模机构，合模松紧程度只要观察合模力是否在预定的工艺范围内即可；对于液压肘杆式锁模机构，目前主要凭经验和目测来调节，即在开模时，肘杆先快后慢，既不很自然，又不太勉强地伸直，合模松紧正好合适。第5章注塑成型设备5.模具配套部分的安装热流道元件及电气元件的接线；电控部分的调整，液压回路连接；气压回路连接；冷却水路的连接等辅助部分的安装。第5章注塑成型设备6.试模试模前必须对设备的油路、水路及电路进行检查，并按规定保养设备，作好开车前的准备。1)模具预热一是利用模具本身的冷却水孔，通入热水进行加热。二是外加热法，即将铸铝加热板安装在模具外部，从外向内进行加热，这种方法加热快，但消耗量大。第5章注塑成型设备2)料筒和喷嘴的加热根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具预热同时进行。3)工艺参数的选择和调整根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度、压力、时间参数，调整工艺参数时按压力、时间、温度这样的先后顺序变动。第5章注塑成型设备4)试注塑当料筒中的塑料和模具达到预热温时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析产生缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。试注塑过程中，应详细记录模具状态和工艺参数，对不合格的模具应及时进行返修。第5章注塑成型设备试模过程中易产生的缺陷及解决办法。第5章注塑成型设备7.模具的维护模具在使用过程中，会产生正常的磨损或不正常的损坏，不正常损坏绝大多数是由于操作不当所致，例如嵌件没放稳就合模，致使型腔被打缺，或是型芯较细，当塑件脱模不下时，用手锤重力敲击而使型芯弯曲。总体来说有如下几种情况：①型芯或导向柱碰弯；②型腔局部损坏，大部分仍是好的；③由于型腔材料硬度太低或制件精度太差，使用一段时期后分型面不严密，以致溢边太厚，影响制件质量。第5章注塑成型设备5.1注塑机的主要技术参数