任务4-初步选择注射成型设备

任务4初步选择注射成型设备项目导入一相关知识二项目实施三一、项目引入本任务以成型灯座（如图1-1所示）和电池盒盖（如图5-1所示）为载体，训练学生合理选择成型设备的能力。图1-1灯座二维图形图5-1电池盒盖二、相关知识（一）注射机的结构一台通用型注射机主要包括注射系统、合模系统、液压控制系统和电器控制等四部分(1)注射系统注射系统包括料斗、料筒、加热器、计量装置、螺杆（注塞式注射机为柱塞和分流梭）及其驱动装置、喷嘴等作用;加热熔融塑料，使其达到粘流状态；施加高压，使其射入模具型腔(2)合模系统合模系统主要由前后固定模板、移动模板、拉杆、合模油缸、连杆机构、调模机构以及制品推出机构等组成。作用;实现模具的闭合、锁紧、开启和顶出制品(3)液压传动和电器控制系统保证注射成型按照预定的工艺要求（压力、速度、时间、温度）和程序准确运行。液压传动系统是注射机的动力系统，电器控制系统则是控制系统。二、相关知识（一）注射机的结构1—合模液压缸2—锁模机构3—推出液压缸4—移动模板5—模具6—喷嘴7—固定模板8—加热器9—料筒10—料斗11—电机12—注射缸13—螺杆图注射机的结构1—合模液压缸2—锁模机构3—移动模板4—推杆5—固定模板6—控制台7—料简及加热器8—料斗9—定量供料装置10—注射缸二、相关知识（二）注射机的分类1．按外形结构特征分类卧式注射机立式注射机角式注射机卧式注射机卧式注射机生产现场注射装置与合模装置轴线呈一线，与水平方向平行容易实现自动化目前应用最广二、相关知识（二）注射机的分类1．按外形结构特征分类立式注射机立式注射机工作原理示意图注射装置与合模装置轴线呈一线，与水平方向垂直排列占地小、模具装拆方便不利于实现自动操作卧式注射机立式注射机角式注射机二、相关知识（二）注射机的分类1．按外形结构特征分类直角式注射机注射装置与合模装置的轴线相互垂直排列，优缺点介于上两种间卧式注射机立式注射机角式注射机二、相关知识（二）注射机的分类1．按外形结构特征分类多模注射机二、相关知识（二）注射机的分类2．按注射机大小规格分类类型微型小型中型大型超大型锁模力（kN）＜160160～20002000～400050000～12500＞16000理论注射量（cm³）＜1616～630800～31504000～10000＞16000二、相关知识（二）注射机的分类3按塑化和注射方式它可分为柱塞式、螺杆式和螺杆塑化柱塞式注射机。图5-6柱塞式注射机成型原理图1—注射模2—喷嘴3—料筒4—分流梭5—料斗6—注射柱塞螺杆式优点：①塑化效果好；②注射量大；③生产周期短、效率高；④容易实现自动化生产；⑤设备价格较高。卧式注射机多为螺杆式立式和角式注射机多为注射量在60cm3以下的小型柱塞式结构二、相关知识（二）注射机的分类4按注射机的用途它可分为通用注射机和专用注射机(热固性塑料注射机、发泡塑料注射机、多色注射机等）。5．按合模装置的特征分类液压式、液压机械式、机械式图5-7液压式合模装置1—动模座2—定模座3—喷嘴4—模具5—锁模缸图5-8液压机械式合模装置1—模具2—定模座3—动模座4—前连杆5—后连杆6—十字连杆7—锁模缸8—调模拉杆液压式在大中小型注射机中广泛应用，液压机械式主要用于中小型，机械式目前应用较少。二、相关知识（三）注射机规格及其技术参数注射机型号标准表示法主要有注射量、锁模力、注射量与锁模力同时表示3种方法。1注射量表示法注射机表示法以标准螺杆一次能注射出的最大量表示。注射量表示法不能直接判断规格的大小，常用的卧式注射机型号有：XS—ZY—30、XS—ZY—60、XS—ZY—125、XS—ZY—500、XS—ZY—1000等。其中XS表示塑料成型机械；Z表示注射成型；Y表示螺杆式（无“Y”代表柱塞XS—Z—30、XS—Z—60），500、125等表示注射机的最大注射量（cm3或g）。2合模力表示法合模力表示法是用注射机最大合模力（kN）来表示注射机规格的方法。二、相关知识（三）注射机规格及其技术参数3合模力与注射量表示法合模力与注射量表示法是目前国际上通用的表示方法，是用注射量为分子、合模力为分母表示设备的规格。如：XZ—63/50型注射机，X表示塑料机械，Z表示注射机，63表示注射容量63cm3，合模力为50x10kN。国家标准采用注射量表示法（XS－ZY－注射量，改进型表示法）如：XS-ZY-500：表示最大注射量为500cm3的注射机XS：塑料成型机Z：注射机Y：螺杆式S-ZY-190/90：注射量为190cm3、锁模力为90tSYS-30：表示最大注射量为30g的立式注射机部分国产和注射机主要技术规格见课本P75表2-20。二、相关知识（四）注射机有关工艺参数的校核注射量的大小、锁模力的大小、定位圈尺寸、模板的外形尺寸及推出机构的设置等必须参照注射机的类型及相关尺寸进行设计。因此，需要进行校核，以保证模具和注射机相互匹配。njkmmnm1．最大注射量的校核式中n―型腔数量；m―单个塑件的体积或质量，cm3或g;mj―浇注系统凝量，cm3或g;k―注射机最大注射量利用系数，一般取0.8;mn―注射机最大注射量，cm3或g;柱塞式注射机的允许最大注射量是以一次注射聚苯乙烯的最大克数（g）为标准的。螺杆式注射机是以体积（cm3）表示最大注射量。（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识2．注射机的额定锁模力（合模力）的校核njFAnAp)(式中―注射机的额定锁模力，N;A―单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2Aj―浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2p―塑料熔体对型腔的成型压力（MPa)查P77表2-21nF在分型面不重合（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识熔体经过注射机的喷嘴和模具的浇注系统后，其压力损失很大，型腔的平均成型压力通常只有注射压力的20%~40%。塑料制品在分型面上的投影面积和浇注系统在分型面上的投影面积若有重叠，计算时重叠面积只累加一次。（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识表2-21型腔内平均压力3．注射压力的校核塑料制件成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件的结构形状及尺寸和浇注系统的压力损失等因素决定的。对粘度大的塑料，壁薄、流程长的塑件，注射压力需大些。柱塞式注射机的压力损失较螺杆式大，注射压力也需大些。注射机的额定注射压力P0要大于成型时所需要的注射压力Pz：即：pz≤p0式中：p0——注射机的最大注射压力，MPa；pz——塑料制品成型时所需要的注射压力（特点塑料成型时所需注射压力见P90表2-24），MPa。（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识4、模具与注射机安装部分的相关尺寸的校核设计模具时，注射机安装模具部分应校核的主要项目包括主流道衬套尺寸、定位圈尺寸、拉杆间距、最大及最小模厚、模板上安装螺钉孔的尺寸及位置等。（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识R=r+(1～2)mmD=d+(0．5～1)mm（1）主流道衬套尺寸动画查看主流道衬套和定位圈对于卧式或立式注射机，要求：（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识小型模具可以将主流道衬套和定位圈做到一起图典型的单分型面注射模具结构图模具与注射机的关系（2）定位圈尺寸注射机固定模板定位孔与模具定位圈(或主流道衬套凸缘)的关系两者按H9／f9配合或0.1mm间隙，以保证模具主流道的轴线与注射机喷嘴轴线重合，否则将产生溢料并造成流道凝料脱模困难。定位圈的高度h，小型模具为8～10mm，大型模具为10～15mm。（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识定位孔尺寸h:小型模具取(8～10)mm大型模具取(10～15)mm（3）模具闭合厚度模具的最大、最小厚度模具的总高度（厚度）必须位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间Hmax=Hmin+lHmin≤H≤Hmax式中H——模具闭合厚度；Hmin——注射机允许模具最小厚度；Hmax——注射机允许模具最大厚度；l——注射机在模厚方向长度的调节量。若H小于Hmin时，则可采用垫板来调整，以使模具闭合。若H大于Hmax时，则模具无法锁紧或影响开模行程，尤其是以液压肘杆式机构合模的注射机，其肘杆无法撑直，这是不允许的。（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识（4）前固定模板、移动模板上安装尺寸安装方法有两种：用螺钉直接固定：模具动、定座板与注射机模板上的螺孔应完全吻合；用压板固定：模具固定板需安放压板的外侧附近有螺孔就能紧固，因此，压板固定具有较大的灵活性，应用于中小型模具。（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识5、开模行程与推出机构的校核（1）开模行程的校核1）当注射机的最大开模行程与模具厚度无关这主要是指液压机械联合作用的合模机构的注射机。如XS—Z—30、XS—Z—60、XS—ZY—125、XS—ZY—500、XS—ZY—1000等，其最大开模行程是由机构的最大行程所决定的，与模具厚度无关，当模具厚度变化时可由其调模装置调整。校核时只需使注射机最大开模行程大于模具所需的开模距离，即：（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识Smax≥S式中：Ｓmax——注射机最大开模行程，mm；Ｓ——模具所需开模距离，mm。a）单分型面注射模具（动画）注塑机开模行程的校核（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识Ｓmax—注射机最大开模行程，mm；Ｈ１—推出距离（脱模距离），mm；Ｈ２—包括浇注系统在内的塑件高度，mm。Ｓ——模具所需开模距离，mm；b）双分型面注射模具（动画）注塑机开模行程的校核a—取出浇注系统凝料所需的距离，即定模座板与中间板之间的分开距离，mm；其余各符号的意义同上（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识2）当注射机的最大开模行程与模具厚度有关主要是指全液压合模机构的注射机，如XS—ZY—250和机械合模的SYS—20、SYS—45等角式注射机，其注射机的最大开模行程Smax等于移动模板和固定模板之间的最大开距Sk减去模具闭合厚度Hm，校核可按下式：（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识式中：Ｓmax——注射机最大开模行程，mm；Sk——移动模板和固定模板之间的最大距离，mm；Hm——模具闭合厚度，mm；Ｓ——模具所需开模距离，mm。同理，对于单分型面和双分型面模具，校核公式可表达为：（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识a）单分型面注射模具注塑机开模行程的校核公式：b）双分型面注射模具注塑机开模行程的校核公式：c）具有侧向抽芯时开模行程的校核（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识当模具的侧向分型抽芯是依靠开模动作来实现时，还需要根据侧向分型抽芯的抽拔距离l来决定开模行程HC。取H1+H2和HC中较大值者代入公式计算各种型号注射机的推出装置和最大推出距离不尽相同，设计时，应使模具的推出机构与注射机相适应。通常是根据开合模系统推出装置的推出形式（中心推出还是两侧推出）、注射机的顶杆直径、顶杆间距和顶出距离等校核模具推出机构是否合理、堆杆推出距离能否达到使塑件顺利脱模的目的。6、注射机顶出装置的校核1)中心顶杆机械顶出2)两侧双顶杆机械顶出3)中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械联合顶出4)中心顶杆液压顶出与其它开模辅助液压缸联合作用，（四）注射机有关工艺参数的校核二、相关知识三、项目实施（一）成型灯座塑件所需成型设备的初步选择1．依据最大注射量初选设备P77表2-21P75表2-20三、项目实施（二）电池盒盖塑件成型工艺编制与设备的选择①原材料—ABS性能分析；②选择成型方式及成型工艺流程；③确定成型工艺参数并编制成型工艺卡片；④分析制件的结构工艺性；⑤确定成型设备规格。缺点注射设备价格较高注射模具结构复杂生产成本高、生产周期长、不适合于单件小批量的塑件生产