注射成型工艺及制件的结构工艺性设计

注射成型工艺及制件的结构工艺性设计

第四章 注射成型工艺及其制件的结 构工艺性设计教学目的、要求： 掌握注射成型的主要工艺过程及其设备; 熟悉注射成型工艺的影响因素； 掌握塑料制件结构工艺性设计。 本章重点：注射成型的工艺及其设备； 成型工艺对制品几何形状的要求。 本章难点：注射成型时的塑化2013-7-11 1

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一次成型——加热使塑料处于粘流态，经 过流动、成形和冷却硬化(或交联固化), 制成各种形状的产品的方法。 二次成型——将一次成型所得片、管、板 等塑料成品，加热使其处于类橡胶状态 (在Tg~Tf 或Tm 间),通过外力作用使其 形变而成形为各种较简单形状，再经冷却 定型而得产品(热塑性塑料)。2013-7-112

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一次成型法可制得各种形状和尺寸精密的制 品，应用广泛 。 包括——注射、挤出、压制、压延、铸塑、传递 模塑、模压烧结、泡沫塑料的成形，前四种最 重要。 二次成型主要包括——中空吹塑、热成形、 取向薄膜的拉伸、合成纤维的拉伸等。

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§4-1 注射成型工艺及设备亦称注射模塑或注塑，是热塑性塑料的一种重 要成形方法 。 且多种热固性(如酚醛塑料)塑料也可用此法 成法。 特点——周期快、适应性强、生产率高、能一 次成形外形复杂，尺寸精确的制品、制品种 类繁多，易实现自动化。 目前，注射制品占30%左右。2013-7-114

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一、注射机的基本结构

按外形特征分： 立式——(图a)小型注射机，制品顶出不易自动脱落 卧式——(图b)应用最广，大、中、小型 角式——(图c)介于立、卧式之间，特别适用不对称塑件和侧浇 口模具，大、中、小型均有2013-7-115

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【注】注射机规格主要用注射量(注射能力)与合 模力的大小表示。 注射量一般以注射机“一次所能注射的聚苯 乙烯最大质量：克”为标准，也可用容积 “cm3”。 其它塑料注射量参照附录C进行换算。 ISO规定注射量需用定压(100MPa)下的数值。 合模力(锁模力)指锁紧闭合模腔防止塑料 向外溢出的力。 2013-7-11 6

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按结构特点分：柱塞式——(下图)(注射量≤60g) 螺杆式——(图)(注射量>60g,大多) 螺杆预塑式——(图4.4)一套料筒和螺杆塑化，另 一套料筒和柱塞进行注射

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按注射机加工能量——注射量和锁模力 (下表)

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此外，按用途、按合模机构特征进行分类 —— 机械式、液压式、液压机械式 注射机主要由注射系统、锁模系统、液压系统 及模具等组成

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(一)注射系统

使塑料受热，均匀塑化直至粘流态，在 很高的压力和较快速度下通过螺杆或柱塞 的推挤注射入模。 包括——加料装置

、料筒、螺杆(或柱塞 及分流梭)、喷嘴等。

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1.加料装置——倒圆锥或方锥形(1~2h用 料),计量装置或加热干燥装置。

2.料筒——即塑化室，与挤出机料筒近似 容积决定注射机最大注射量： 柱塞式——容积为4~8倍最大注射量 螺杆式——2~3倍最大注射量 3.柱塞及分流梭 柱塞——坚硬的金属圆棒，D=20~100mm2013-7-1112

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分流梭——(下图)提高塑化效果(用于 柱塞式),螺杆式不需分流梭。

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4.螺杆——作用是送料、压实、塑化、传压注射螺杆与挤出螺杆的区别： 注射螺杆长径比、压缩比较小，均化段较短， 螺槽深，加料段较长(螺杆一半),头部尖且与 喷嘴吻合 5.喷嘴——在料筒前部，连接料筒和模具的通道 主要作用是注射时引导塑料从料筒进入模 具，并具有一定射程，进一步混合塑化

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热塑性塑料的注射喷嘴常用三种形式(下图):通用式、延伸式、弹簧针阀式

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图a)通用式(最普遍)结构简单，制造方便，无加热 装置，注射压力损失小，常用于PE、PS、PVC及纤 维素等。 图b)延伸式(通用式改进型)结构比较简单，制造方 便，有加热装置，注射压力降较小，适用于PMMA、 POM、PSU、PC等。 图c)弹簧针阀式(自锁式)结构较复杂，制造困难， 流程较短，注射压力降较大，适用于尼龙、涤纶等 粘度较低的塑料。2013-7-1116

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(二)锁模系统

成形时，熔融塑料通常以40~200Mpa 高压注射入模，为保证模具严密闭合→ 足够的锁模力。 常见的锁模系统 机械式、液压式、液压机械式

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锁模力 F xkpA 10 F——锁模力(KN) p——注射压力(MPa) A——与施压方向垂直的制品投影面积，m2 x——压力损耗系数，x=0.3~0.6 K——安全系数，K=1~1.332013-7-1118

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(下图)最常见的锁模系统是具有曲臂的 机械与液压相结合装置

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