挤出机挤出成型与注塑机注射成型实验

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1、挤出机挤出成型与注塑机注射成型实验挤出机挤出成型与注塑机注射成型实验实验用挤出成型机型号：实验用挤出成型机型号：SJSZ-10A 微型双螺杆挤出机（武汉瑞鸣）微型双螺杆挤出机（武汉瑞鸣） 实验用注射成型机型号：实验用注射成型机型号：SZ-15 微型注射机注塑成型机（武汉瑞鸣）微型注射机注塑成型机（武汉瑞鸣） 1、挤出机工作原理： 挤出机的功能是采用加热、加压和剪切等方式，将固态塑料转变成均匀一致的熔体， 并将熔体送到下一个工艺。熔体的生产涉及到混合色母料等添加剂、掺混树脂以及再粉碎 等过程。成品熔体在浓度和温度上必须是均匀的。加压必须足够大，以将粘性的聚合物挤 出。挤出机通过一个带有螺杆和螺旋

2、道的机筒完成以上所有过程。塑料粒料同规格机筒一 端料斗进入机筒，然后通过螺杆传送到机筒的另一端。为了有足够的压力，螺杆上的螺纹 的深度随着到料斗的距离的增加而下降。外部的加热以及在塑料和螺杆由于摩擦而产生的 内热，使塑料变软和熔化。不同的聚合物及不同的应用，对挤出机的设计要求常常也是不 同的。许多选项涉及到排出口、多个上料口，沿着螺杆特殊的混合装置，熔体的冷却及加 热，或无外部热源（绝热挤出机） ，螺杆和机筒之间的间隙变化相对大小，以及螺杆的数目 等。例如，双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比，能使熔体得到更加充分的混合。2、挤出机的构成：由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成。2.1 挤压系统 挤

3、压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头。2.1.1 螺杆：是挤塑机的最主要部件，它直接关系到挤塑机的应用范围和生产率，由高强度耐腐蚀的合金钢制成。螺杆一般在有效长度上分为三段，按螺杆直径大小 螺距 螺深确定三段有效长度，一般按各占三分之一划分。料口最后一道螺纹开始叫输送段：物料在此处要求不能塑化，但要预热、受压挤实，过去老挤出理论认为此处物料是松散体，后来通过证明此处物料实际是固体塞，就是说这里物料受挤压后是一固体象塞子一样，因此只要完成输送任务就是它的功能了。第二段叫压缩段，此时螺槽体积由大逐渐变小，并且温度要达

4、到物料塑化程度，此处产生压缩由输送段三，在这里压缩到一，这叫螺杆的压缩比3：1，有的机器也有变化，完成塑化的物料进入到第三段。第三段是计量段，此处物料保持塑化温度，只是象 计量泵那样准确、定量输送熔体物料，以供给机头，此时温度不能低于塑化温度，一般略高点。2.1.2 机筒：是一金属圆筒，一般用耐热、耐压强度较高、坚固耐磨、耐腐蚀的合金钢或内衬合金钢的复合钢管制成。机筒与螺杆配合，实现对塑料的粉碎、软化、熔融、塑化、排气和压实，并向成型系统连续均匀输送胶料，一般机筒的长度为其直径的1530 倍，以使塑料得到充分加热和充分塑化为原则。2.1.3 料斗：料斗底部装有截断装置，以便调整和切断料流，料斗

5、的侧面装有视孔和标定计量装置。2.1.4 机头：机头由合金钢内套和碳素钢外套构成，机头内装有成型模具，机头的作用是将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，均匀平稳的导入模套中，并赋予塑料以必要的成型压力，塑料在机筒内塑化压实，经多孔滤板沿一定的流道通过机头脖颈流入机头成型模具，模芯模套适当配合，形成截面不断减小的环形空隙，使塑料熔体在芯线的周围形成连续密实的管状包覆层。为保证机头内塑料流道合理，消除积存塑料的死角，往往安置有分流套筒，为消除塑料挤出时压力波动，也有设置均压环的。机头上还装有模具校正和调整的装置，便于调整和校正模芯和模套的同心度。2.2 传动系统 传动系统的作用是驱动 螺杆，供给

6、螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速，通常由电动机、减速器和轴承等组成。2.3 加热冷却装置 加热与冷却是塑料挤出过程能够进行的必要条件。2.3.1 现在挤塑机通常用的是电加热，分为电阻加热和感应加热，加热片装于机身、机脖、机头各部分。加热装置由外部加热筒内的塑料，使之升温，以达到操作所需要的温度。2.3.2 冷却装置是为了保证塑料处于工艺要求的温度范围而设置的。具体说是为了排除螺杆旋转的剪切摩擦产生的多余热量，以避免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。机筒冷却分为水冷与风冷两种，螺杆冷却主要采用中心水冷，目的是增加物料固体输送率，稳定出胶量，同时提高产品质量；但在料斗处的冷却，一是为了加强对固

7、体物料的输送作用，防止因升温使塑料粒发粘堵塞料口，二是保证传动部分正常工作。 3、实验步骤 3.1 试车检查 （1）试车前应再检查一次接线是否正确无误； （2）检查机械传动是否灵活，无卡死现象（用工具旋转电机是否能转动） ； （3）以上检查均无误，方可开机试运转。 3.2 操作步骤 （1）插上电源，合上电源开关（位于电控柜左侧） ，此时红色信号灯亮，表示电控柜已通 电，变频器已通电，可以启动电机； （2）按电机启动按钮，此时电机已投入运行（此时电机可能处于静止状态） ，并由电流表 指示电机的工作电流； 注意：正常运行时，电流表所指示的电流值不得超过电机的额定电流注意：正常运行时，电流表所指示的

8、电流值不得超过电机的额定电流 （3）操作运行电机，开始升速，直至额定转速； （4）停机 a.将电机的转速降低，直至停止； b.按停止按钮，红灯亮绿灯灭表示电机已断电，停止运转； c.断开电控柜左侧控制开关。注塑机 1、注塑机的工作原理 注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑 化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工 艺过程。本实验采用单螺杆式注塑机进行实验。 一般注塑机既可手动操作，也可以半自动和全自动操作。 手动操作是在一个生产周期中，每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。一 般在试机调模时才选用。 半自动操作时

9、机器可以自动完成一个工作周期的动作，但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门，取下工件，再关上安全门，机器方可以继续下一个周期的生产。 全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个工作周期。在 正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意，如需要全自动工作，则 （1）中途不要打开安全门，否则全自动操作中断；（2）要及时加料；（3）若选用电眼 感应，应注意不要遮闭了电眼。 2、用螺杆式注射机制备热塑性塑料制品的基本程序是： 2.1 合模与琐紧 动模以低压快速进行闭合，与定模将要接触时，合模动力系统自动切换成低压低速， 再切换成高压将模具琐紧。 2.2 注射装置前移和注

10、射 确认模具琐紧后，注射装置前移，使喷嘴与模具贴合。液压油进入注射油缸，推动与 油缸活塞杆相连的螺杆，将螺杆头部均匀塑化的物料以规定的压力和速度注入模具型腔， 直至熔料充满全部模腔，从而实现了充模程序。塑料注入模腔时，螺杆作用面的压力为注 射压力(Pa)；螺杆移动的速度为注射速度(cm/s)。熔料能否充满模腔，取决于注射时的速 度、压力以及熔体温度、模具温度。熔体温度和模具温度通过熔体粘度、流动性质变化来 影响充模程序的速率。在其他工艺条件稳定的情况下，熔体充填时的流动状态受注射速度 制约。速度慢、充模的时间长，剪切作用使熔体分子取向程度增大。反之，则充模的时间 短、熔料温度差较小、密度均匀，

11、熔接强度较高，制品外观及尺寸稳定性良好。但是，注 射速度过快时，熔体高速流经截面变化的复杂流道并伴随热交换行为，出现十分复杂的流 变现象，制品可能发生不规则流动及过量充模的弊病。 注射压力使熔体克服料筒、喷咀、浇道、模腔等处的流动阻力，以一定的充模速率注 入模腔，一经注满，模腔内的压力迅速达到最大值，而充模速率则迅速下降，熔料受到压 实。在其它工艺条件不变时，熔体在模腔内充填过量或不足取决于注射压力高低，直接影 响到分子取向程度和制品的外观质量。 2.3保压 熔料注入模腔后，由于冷却作用，物料产生收缩出现空隙，为保证制品的致密性、尺 寸精度和强度，须对模具保持一定的压力进行补缩、增密。这时螺杆

12、作用面的压力为保压 压力(Pa)，保压时螺杆位置将会少量向前移动。保压压力可以等于或低于注射压力，其大 小以能进行压实、补缩、增密作用为量度。保压时间以压力保持到浇口刚好封闭时为好。 过早卸压会引起模腔内物料倒流，产生制品不足的毛病。而保压时间过长或保压压力过大， 过量的充填会使浇口周围形成内应力。同时因为模腔内物料温度不断降低，取向分子冷却 冻结，制品内应力增大，易产生开裂、脱模困难等现象。 2.4 制品冷却和预塑化 完成保压程序，卸去保压压力，物料在模腔内冷却定型所需要的时间为冷却时间，冷 却时间的长短与塑料的结晶性能，状态转变温度、热导率、比热容、刚性以及制品厚度、 模具冷却效率等有关。

13、冷却时间应以塑料在开模顶出时具有足够的刚度，不致引起制品变 形为宜。在保证制品质量的前提下，为获得良好的设备效率和劳动生产率，要尽量减少冷 却时间及其他各程序的时间，以求缩短完成一次成型所需的全部操作时间成型周期。 除冷却时间外，模具温度也是冷却过程控制的一个主要因素。模温高低与塑料结晶性能、 状态转变温度、热性能、制品形样及使用要求、其他工艺条件关系密切。 为缩短成型周期，提高生产效率，当浇口冷却，保压过程结束时，注射机螺杆在液压 马达的驱动下开始转动，将来自料斗的塑料向前输送。在机筒外加热和螺杆剪切热的共同 作用下，使塑料均匀融化，最终成为熔融黏流态的流体。在螺杆的输送作用下存积于螺杆 头

14、部的机筒中，从而实现塑料原料的塑化。螺杆的转动一方面使塑料塑化并向其头部输送，另一方面也使存积于头部的塑料熔体产生压力，这个压力称为塑化压力（Pa）。由于这个 压力的作用，使得螺杆向后退移，螺杆后移的距离反映出螺杆头部机筒中所存积的塑料熔 体体积，注射机螺杆的这个后退距离，即每次预塑化熔体体积，也就是注射熔体计量值是 根据成型制件所需要的注射量进行调节设定。在螺杆转动而后退到设定的计量值时，在液 压和电气控制系统的控制下就停止转动，完成塑料的预塑化和计量，即完成预塑化程序。 注射螺杆的尾部是与注射油缸连接在一起的，在螺杆后退的过程中，螺杆要受到各种摩擦 阻力及注射油缸内液压油回流的阻力的作用，

15、注射油缸内液压油回流的阻力产生的压力称 为螺杆背压。塑料原料在预塑过程中的各种工艺参数（各部分的压力、温度等）是根据不 同制件的塑料材料进行设定的。 2.5 注射装置后退和开模顶出制品 注射装置后退的目的是为了防止喷嘴和模具长时间接触散热形成冷料，而影响下次注 射。可将注射装置后退，让喷嘴脱开模具。此操作是否进行视成型工艺需要选用。 模腔内制品冷却定型后，合模装置即开启模具，顶出机构顶落制品，准备再次闭模， 进入下次成型周期。 3、实验步骤 3.1 调试 （1）接通电源，电源指示灯亮，旋开温度控制1及2区旋钮，检查是否通电； （2）将S开关旋向手动状态，检查手动合模、开模，以及注射、进退； （

16、3）检查安全门是否可靠。 3.2 操作 （1）将S2旋向开模，S3旋向注射退，S1旋向自动状态，将安全门打开，将注射时间等调整 至需要的时间，根据不同的原料，设定各自需要的加热温度（一般模板区的加热设定为40 度，但模板区温度不得过高，最好在80度以下）。注射套放到机器外的注射套架上加热， 保温一段时间后，开机前放入机内翻转架上。合上安全门，开始操作。 （2）操作规程： 合上安全门钮调至自动状态 合模注射进、预压进注射停、预压停开模打开安全门取制品注射料完毕旋钮至手动注射退、 预压退注意事项：注意事项：挤出机： 1、 熔体被挤出前，操作者不得位于口模的正前方，以防意外伤人。操作时严防金属杂质 和小工具落入挤出机机筒内，操作时需带手套。 2、 清理挤出机口模时，只能刀、棒或压缩空气，切忌损伤螺杆和口模的光洁表面。 3、 挤出过程要密切注意各项工艺条件的稳定，不应有所波动。 注射机： 1、 操作注意事项 1.1、开机前应先预热机筒，保证机筒内原料塑化后，才可以开机，以免损坏螺杆； 1.2、开机前必须检查控制参数（压力、速度、时间）是否合理； 1.3、开机前应检查模具是