注塑机工作原理及成型分析

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1、 注塑机工作原理及成型分析 注塑机工作原理及成型分析 在图二中螺杆计量行程是根据制品用料量与缓冲量来设定的。注射螺杆从位置“97”到“20”是充填制 品的薄壁部分，在此阶段设定高速值为 10，其目的是高速充模可防止熔体散热时间长而流动终止；当螺 杆从位置“20”“15”“2”时，又设定相应的低速 5，其目的是减少熔体流速及其冲击模具的动 能。 当螺杆在“97”、“20”、“5”的位置时，设定较高的一次注射压力以克服充模阻力，从“5” 到“2”时又设定了较低的二次注射压力，以便减小动能冲击。 现代注塑机还具有多级预塑和多级保压 功能。 多级速度和多级压力解决排气只是其中一方面,对于很多产品控制尺

2、寸,外观,翘曲,机械强度,离型粘模, 等都很有用!射压一段为实际射压,后面的实际上为保压,我觉得太片面了,!要看什么机,它的射出控制怎 么设计的,象住友,发那克,日精,德马格等顶尖机就是只有一段射出监视压,后面保压再分段.再射出阶段 设定的射压不起什么作用,由射速带起来机器会随机给个压力,只有在实际射压要接近或超过设定产值时, 设定的射压才起作用,强制的降低射速以抑制射压的增大!而象日钢,东芝,震雄,还有一些低档的台湾机 就不一样了! 注塑工艺是一个需要经验和理论结合工作,只有理论的人很多,只有经验的人更多,但真正作到用理论来 指导实践的人不多!在要求越来越高的今天,只有突破自己的局限,去寻求

3、更高的发展! 三、三、 多级注射设定的原则多级注射设定的原则 （1） 对于直浇口的产品，既可以采用单级注射的形式，也可以采用多级注射的形式。对于结构 简单精度要求不高的小型塑料制件，可采用低于三级注射的控制方式。 （2） 对于复杂和精度要求较高的、大型的塑料制品，一定要选择四级以上的多级注射工艺。 （3） 多级注射的设定原则是： a、 第一级的注射量（即注射终止位置）是浇注系统的浇口终点。除直浇口，其余的几 乎都采用中压，中速或者中压低速； 塑料与弹性体论坛绿叶塑料网址之家b、 第二级注射的终止位置是从浇口终点开始至整个型腔 1/2-2/3 的空间，第二级注射适 宜采用高压、高速，高压、中速或

4、者中压、中速。看制品结构和使用的材料而定； 以下的注射级别，宜采用中压中速或中压低速，位置是恰好充满剩余的型腔空间。 这些注射过程都是属于充填相的范围。 c、 最后一级注射属于增压相范围，保压切换点就在这级注射终止位置之间，切换点的 选择方法是：计时和位置两种方法。当射出开始时，同时射出计时也同时计算各级 射出终止位置，如果射出参数不变，依照原料的流动性不同，流动性较佳的，则最 后一级终止位置比计时先到达保压切换点，这时完成充填、增压两相充模，射出进 入保压（补偿相） ，未达到的计时则不再计时直接进入保压，如果流动性较差的，计 时完成而最后一级射出终止位置还未到达切换点，一样不等位置到达，直接

5、进入保 压。因此应注意以下几点： 1、 原料流动性较平均，可在测得保压点后，再把时间加几秒，作为补偿。2、原料流动 性料佳，例如混合次料，低粘度材料，射出较不稳定，应使用计时较佳，将保压切 换点减小 （一般把终止位置设定为零） ， 以计时来控制， 自动切换进入保压。 3、 原料流动性较差，以位置来控制保压切换点较佳，将计时加长，到达设定切换点后 进入保压。 （4） 保压切换点即模具型腔已充填满的位置，射出位置已难再前进，数字变换很慢，这时必须 切换压力才能使制品完全成型，该位置在操作画面上能观察到（计算机语言） 。至于三级保压的使用 是这样确定的：骨位不多，无尺寸配合的制品及高粘度原料的制品使

6、用一级保压，保压压力比增压 相高，而保压时间短。凡骨位（加强筋）较多，要求有公差配合的制品，一定启用多级保压。 1.4.2.4 注射速度的选择 一般注塑机控制板上都有快速慢速旋钮用来满足注射速度的要求。在液压系统中设有一个大流量 油泵和一个小流量泵同时运行供油。当油路接通大流量时，注塑机实现快速开合模、快速注射等， 当液压油路只提供小流量时，注塑机各种动作就缓慢进行。 1.4.2.5 顶出形式的选择 注塑机顶出形式有机械顶出和液压顶出二种,有的还配有气动顶出系统,顶出次数设有单次和多次二 种。顶出动作可以是手动，也可以是自动。顶出动作是由开模停止限位开关来启动的。操作者可根 据需要，通过调节控

7、制柜上的顶出时间按钮来达到。顶出的速度和压力亦可通过控制柜面上的开关 来控制，顶针运动的前后距离由行程开关确定。 1.4.2.6 温度控制 以测温热电偶为测温组件，配以测温毫伏计成为控温装置，指挥料筒和模具电热圈电流的通断，有 选择地固定料筒各段温度和模具温度。表 5 列出了一些塑料的成型加工温度范围，可供参考。 料筒电热圈一般分为二段、三段或四段控制。电器柜上的电流表分别显示各段电热圈电流的大小。 电流表的读数是比较固定的，如果在运行中发现电流表读数比较长时间的偏低，则可能电热圈发生 了故障，或导线接触不良，或电热丝氧化变细，或某个电热圈烧毁，这些都将使电路并联的电阻阻 值增大而使电流下降。

8、 在电流表有一定读数时也可以简单地用塑料条逐个在电热圈外壁上抹划，看料条熔融与否来判断某 个电热圈是否通电或烧毁。 1.4.2.7 合模控制 合模是以巨大的机械推力将模具合紧，以抵挡注塑过程熔融塑料的高压注射及填充模具而令模具发 生的巨大张开力。关妥安全门，各行程开关均给出信号，合模动作立即开始。首先是动模板以慢速 启动，前进一小短距离以后，原来压住慢速开关的控制杆压块脱离，活动板转以快速向前推进。在 前进至靠近合模终点时，控制杆的另一端压杆又压上慢速开关，此时活动板又转以慢速且以低压前 进。在低压合模过程中，如果模具之间没有任何障碍，则可以顺利合拢至压上高压开关，转高压是 为了伸直机铰从而完

9、成合模动作。这段距离极短，一般只有 0.31.0mm，刚转高压旋即就触及合模终 止限位开关，这时动作停止，合模过程结束。注塑机的合模结构有全液压式和机械连杆式。不管是塑料与弹性体论坛绿叶塑料网址之家那一种结构形式，最后都是由连杆完全伸直来实施合模力的。连杆的伸直过程是活动板和尾板撑开 的过程，也是四根拉杆受力被拉伸的过程。合模力的大小，可以从合紧模的瞬间油压表升起之最高 值得知，合模力大则油压表的最高值便高，反之则低。较小型的注塑机是不带合模油压表的，这时 要根据连杆的伸直情况来判断模具是否真的合紧。 如果某台注塑机合模时连杆很轻松地伸直， 或“差 一点点未能伸直，或几副连杆中有一副未完全伸直

10、，注塑时就会出现胀模，制件就会出现飞边或 其它毛病。 1.4.2.8 开模控制 当熔融塑料注射入模腔内及至冷却完成后,随着便是开模动作,取出制品。开模过程也分三个阶段。第 一阶段慢速开模，防止制件在模腔内撕裂。第二阶段快速开模，以缩短开模时间。第三阶段慢速开 模，以减低开模惯性造成的冲击及振动。 1.4.3 注塑工艺条件的控制 目前,各注塑机厂家开发出了各式各样的过程控制方式，大致有：注射速度控制、注射压力控制、注 入模腔内塑料充填量的控制、螺杆的背压和转速等塑炼状态的控制。实现工艺过程控制的目的是提 高制品质量，使机器的效能得到最大限度的发挥。 1.4.3.1 注射速度的过程控制 注射速度的

11、过程控制是将螺杆的注射行程分为 34 个阶段,在每个阶段中分别使用各自适当的注射速 度。例如：在熔融塑料刚开始通过浇口时减慢注射速度，在充模过程中采用高速注射，在充模结束 时减慢速度。采用这样的方法，可以防止溢料，消除流痕和减少制品的残余应力等。 低速充模时流速平稳，制品尺寸比较稳定，波动较小，制品内应力低，制品内外各向应力趋于一致 （例如将某聚碳酸脂制件浸入四氯化碳中，用高速注射成型的制件有开裂倾向，低速的不开裂） 。在 较为缓慢的充模条件下，料流的温差，特别是浇口前后料的温差大，有助于避免缩孔和凹陷的发生。 但由于充模时间延续较长容易使制件出现分层和结合不良的熔接痕，不但影响外观，而且使机

12、械强 度大大降低。高速注射时，料流速度快，当高速充模顺利时，熔料很快充满型腔，料温下降得少， 黏度下降得也少，可以采用较低的注射压力，是一种热料充模态势。高速充模能改进制件的光泽度 和平滑度，消除了接缝线现象及分层现象，收缩凹陷小，颜色均匀一致，对制件较大部分能保证丰 满。但容易产生制品发胖起泡或制件发黄，甚至烧伤变焦，或造成脱模困难，或出现充模不均的现 象。对于高黏度塑料有可能导致熔体破裂，使制件表面产生云雾斑。 下列情况可以考虑采用高速高压注射： （1）塑料黏度高，冷却速度快，长流程制件采用 低压慢速不 能完全充满型腔各个角落的； （2）壁厚太薄的制件，熔料到达薄壁处易冷凝而滞留，必须采用

13、一次 高速注射，使熔料能量大量消耗以前立即进入型腔的； （3）用玻璃纤维增强的塑料，或含有较大量 填充材料的塑料，因流动性差，为了得到表面光滑而均匀的制件，必须采用高速高压注射的。 对高级精密制品、厚壁制件、壁厚变化大的和具有较厚突缘和筋的制件，最好采用多级注射，如二 级、三级、四级甚至五级。 1.4.3.2 注射压力的过程控制 通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力（保压）或三次以上的注射压力的控制。 压力切换时机是否适当，对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比 容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温 度

14、一致，那么制品的比容就不会发生改变。在恒定的模塑温度下，决定制品尺寸的最重要参数是保 压压力，影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如：在充模结束后，保压压力立 即降低，当表层形成一定厚度时，保压压力再上升，这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消 除塌坑和飞边。 保压压力及速度通常是塑料充填模腔时最高压力及速度的 50%65%，即保压压力比注射压力大约低 0.60.8MPa。由于保压压力比注射压力低，在可观的保压时间内，油泵的负荷低，固油泵的使用寿命 得以延长，同时油泵电机的耗电量也降低了。 三级压力注射既能使制件顺利充模，又不会出现熔接线、凹陷、飞边和翘曲变形。对于薄壁制件、

15、多头小件、长流程大型制件的模塑，甚至型腔配置不太均衡及合模不太紧密的制件的模塑都有好处。 1.4.3.3 注入模腔内塑料填充量的过程控制 采用预先调节好一定的计量， 使得在注射行程的终点附近， 螺杆端部仍残留有少量的熔体 （缓冲量） ，塑料与弹性体论坛绿叶塑料网址之家根据模内的填充情况进一步施加注射压力（二次或三次注射压力） ，补充少许熔体。这样，可以防止 制品凹陷或调节制品的收缩率。 1.4.3.4 螺杆背压和转速的过程控制 高背压可以使熔料获得强剪切，低转速也会使塑料在机筒内得到较长的塑化时间。因而目前较 多地使用了对背压和转速同时进行程序设计的控制。例如：在螺杆计量全行程先高转速、低背压

16、， 再切换到较低转速、较高背压，然后切换成高背压、低转速，最后在低背压、低转速下进行塑化， 这样，螺杆前部熔料的压力得到大部分的释放，减少螺杆的转动惯量，从而提高了螺杆计量的精确 程度。过高的背压往往造成着色剂变色程度增大；预塑机构合机筒螺杆机械磨损增大；预塑周期延 长，生产效率下降；喷嘴容易发生流涎，再生料量增加；即使采用自锁式喷嘴，如果背压高于设计 的弹簧闭锁压力，亦会造成疲劳破坏。所以，背压压力一定要调得恰当。 随着技术的进步，将小型计算机纳入注塑机的控制系统，采用计算机来控制注塑过程已成为可能。 日本制钢所 NPACS（微型电子计算机控制系统）可以做到四个反馈控制（保压调整、模压调整、 自动计量调整