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1、2018/9/26,1,第8章 注射成形工艺及注射模 ,1.注射成形原理：,8.1 注射成形原理及工艺特点,将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗，在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状态，然后在一定压力下注入闭合的模具，经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需的塑件。,颗粒、粉状塑料,注射机料筒,加热熔融,充模,冷却固化,塑件,2018/9/26,2,注射过程,成型后处理,成型前准备,原料的检验、染色和干燥,模具清理、预热、脱模剂的选用,嵌件预热,料筒清理,退火,调湿,8.1 注射成形原理及工艺特点,2.注射成形工艺过程：,2018/9/26,3,1.成型前准备,原料检验,原料染色,原料干燥,质
2、量体积,流动性,水分及挥发物含量,收缩率,烘箱干燥,红外线干燥,热板干燥,高频干燥,2018/9/26,4,2.注射过程,原料检验 预处理,合模,注射,装入料斗,保压,脱模,装入嵌件,清理料筒 清理模具 涂脱模剂,嵌件清理、预热,预塑化,塑件后处理,冷却,2018/9/26,5,3.注射成型后处理,放在一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（热水、矿物油，甘油、乙二醇和液体石蜡等）一段时间，再缓慢冷却。减少（厚件、金属嵌件）内应力。,将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100120)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。使塑件的颜色、性能以及尺寸稳定，通常聚酰胺类塑料药
3、调湿处理。,退火：,调湿：,退火的温度：高于使用温度1020，低于热变形温度1020。,2018/9/26,6,注射成型工艺条件,温度,压力,时间 （成型周期）,2018/9/26,7,1.温度,料筒温度：,喷嘴温度：,模具温度：, 成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度；, 产生较大内应力，开裂，表面质量下降。,温度过高,温度太低,略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。,当Tf(Tm)Td范围窄时，料筒温度取偏低值。,料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；,在Tf(Tm)Td之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；,2018/9/26,8,
4、2.压力,塑化压力：,又称背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。很少超过20MPa。,注射压力：,柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40130MPa，它的作用是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。,注射压力与塑料品种、注射机类型、模具浇注系统结构尺寸、塑件壁厚流程大小等因素有关。,2018/9/26,9, 完成一次注射模塑过程所需的时间。,3.成型时间,成型周期或总周期,成型周期,充模时间,注射时间,闭模冷却时间,其它时间,保压时间,常用的热塑性塑料注射成形工艺：表8.1,2018/9/26,10,4.注射成形的特点及应用：,8.
5、1 注射成形原理及工艺特点,能一次成形形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑件。,注射成形的成形周期短、生产率高，易实现自动化。到目前为止，除氟塑料以外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成形的方法成形，一些流动性好的热固性塑料也可用注射方法成形。,缺点：注射设备价格较高，模具结构复杂，生产成本高，不适合于单件小批量塑件的生产。,2018/9/26,11,8.2.1注射模具的分类,8.2 注射模的分类及结构组成,单分型面注射模具（两板式）,2018/9/26,12,双分型面注射模具（三板式）,1-动模座板；,2018/9/26,13,侧向分型与抽芯注射模具,2018/9/26,14,带活动
6、镶件的注射模具,2018/9/26,15,定模带推出装置的注射模具,2018/9/26,16,自动螺纹注射模具,根据型腔数量分为单型腔和多型腔注射模具,2018/9/26,17,8.2.2注射模具的结构组成,8.2 注射模的分类及结构组成,（1）成形的零、部件：模具型腔直接形成塑件的零件：内表面凸模型芯、外表面凹模、各种成形杆、镶件等。件13、14。,1定位圈；2浇口套；3定模座板；4定模固定板；5动模固定板；6动模垫板；7支承板；8推板固定板；9推板；10拉料杆；11推杆；12导柱；13凸模；14定模板；15冷却水道；16导套,（2）合模导向机构：保证动、定模合模时正确对合，保证塑件现在和尺
7、寸要求，避免模具的其他零、部件发生碰撞和干涉。件12、16。,（3）浇注系统：模具中由注射机喷嘴到型腔的通道，由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成它影响塑件的能否成形和质量。,2018/9/26,18,8.2.2注射模具的结构组成,（4）侧向分型与抽芯机构：在塑件推出前，把成形侧凸凹形状的型芯或瓣合模块从塑件上脱开或抽出。,1定位圈；2浇口套；3定模座板；4定模固定板；5动模固定板；6动模垫板；7支承板；8推板固定板；9推板；10拉料杆；11推杆；12导柱；13凸模；14定模板；15冷却水道；16导套,（5）推出机构：将塑件从模具中推出。由推杆、推杆固定板、推板、主流道拉料杆组成。件8、9、10
8、、11.,（6）加热、冷却系统：保证塑料熔体顺利充型和塑料的固化定型。加热元件、冷却水道。件15。,（7）支承部件：各种支承块（垫块）、支承板（垫板）、动模座板、定模座板。件3、6、7。,2018/9/26,19,8.3分型面,模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。,8.3.1 分型面的形状,直接影响塑料熔体的流动、充填性能及塑件的脱模。有单、多分型面之分。,平直、倾斜、阶梯、曲面、瓣合。平面结构简单，加工方便，常用。表示。,2018/9/26,20,8.3.2 分型面的选择,（1）保证塑件能顺利取出，设置在塑件最大轮廓处,（2）方便塑件顺利脱模。一般推出机构设置在动模一侧，所以
9、分型面的设置尽可能使塑件留在动模。包在凸模型芯上。一般，塑件有小孔或嵌件时，为了保证塑件留在动模，型腔应留在动模一侧。,2018/9/26,21,8.3.2 分型面的选择,（3）应保证塑件的精度要求，（a）不能保证同轴度,2018/9/26,22,8.3.2 分型面的选择,（4）应考虑塑件外观质量，（a）飞边不易去除，影响外观质量,2018/9/26,23,8.3.2 分型面的选择,（5）应考虑排气效果，尽量设置在塑料熔体充满的末端处（a）排气效果差,还要考虑模具零件制造的难易程度、锁模力的方向和锁模的可靠性、侧向抽芯的方便与否。结构越简单越好。,2018/9/26,24,8.4 浇注系统,模
10、具中由注射机喷嘴到型腔之间的通道。其作用是将塑料熔体均匀地送到每个型腔，并将注射压力有效地传送到型腔的各个部位，以获得形状完整、质量优良的塑件。,由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成,1型芯；2塑件；3浇口；4分流道；5冷料穴；6主流道；7浇口套；8拉料杆,2018/9/26,25,8.4 浇注系统,8.4.1主流道设计,1定模板；2主流道衬套；3注射机喷嘴,注射机喷嘴与型腔或分流道连接的这一段进料通道。是塑料熔体进入模具最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。在卧式或立式注射机中，主流道垂直于分型面。,2018/9/26,26,8.4.1主流道设计,设计成锥角26的圆锥形，表面粗糙
11、度Ra0.8m,以便于浇注系统凝料从其中顺利拔出。,由于与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，常设计成可拆卸的主流道衬套（浇口套）。,材料：T8A、T10A，热处理5357HRC，衬套和定模板配合H7/m6。,主流道与注射机喷嘴对接处设计成半球形凹坑，使熔体完全进入主流道而不溢出。半径SR=SR1+（12）mm；小端直径d=d1+（0.51）mm,2018/9/26,27,8.4 浇注系统,8.4.1主流道设计,模具上设定位圈，使模具与注射机对中。小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式的（a）；大多数情况下，定位圈和主流道衬套分开设计，配合固定在模板上（b）（c），配合H9/f9,2018/9/
12、26,28,8.4.2冷料穴,主流道末端设置冷料穴；作用是为了防止冷料进入浇注系统和型腔，影响塑件性能；拉料（推）杆在开模时将主流道凝料拉出。,（a）Z字应用普遍，推出后塑件无法侧向移动不能采用；（b）、（c）是变异；三者拉连杆位于推杆固定板上；（d）带球头，用于脱模板脱模中 ；（e）、（f）是变异；拉连杆位于动模板上。,1主流道；2冷料穴；3拉料杆；4推杆；5脱模板；6推块,2018/9/26,29,8.4.3分流道,连接主流道和浇口的通道，起分流和转向作用；要求塑料熔体在流动时，热量和压力损失小，使流道中的塑料最小，设置在分型面上，便于加工和脱模。,（1）分流道截面形状,圆形、梯形、U形、
13、半圆形、矩形。,圆形、矩形比表面积最小，流道效率最高，但加工困难且正方形不易脱模，实际生产常用梯形、U形、半圆形。,2018/9/26,30,（1）分流道截面形状,梯形分流道截面尺寸：H=（2/3）B，=510，D=412mm,U形分流道截面尺寸：H=1.25R，R=0.5D，=510,（2）分流道的布置形式,平衡式：分流道到各型腔浇口的长度、截面形状、尺寸都相同,优点：可实现均衡送料和同时充满各型腔，使各型腔的塑料力学基本性能一致，但分流道比较长。,2018/9/26,31,（2）分流道的布置形式,非平衡式：分流道到各型腔浇口的长度不相等,优点：在型腔较多时，可缩短流道总长度。为了满足各型腔
14、同时充满的要求，浇口必须开成不同尺寸。要多次修改，要求特别高塑件不宜采用。,分流道不必很光，Ra=1.25m即可，分流道较长时，末端也应开设冷料穴。,2018/9/26,32,8.4.4浇口的设计,连接分流道和型腔的进料通道，是浇注系统中截面尺寸最小且长度最短的部分。,作用是：由于塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高、内摩擦加剧，使料流温度升高、粘度降低，提高了塑料的流动性，有利于充型。,同时，在注射过程中，充型后在浇口及时凝固，防止熔体的倒流。,成型后便于塑件与整个浇注系统的分离。,但是浇口尺寸过小会使压力损失增大，冷凝加快，补缩困难。,生产中，通过试模确定。,2018/9/26,33,表8.2
15、：浇口的形式及特点,直浇口：适用于高粘度类大而深的塑件；浇口去除不便。,侧浇口：浇口去除方便，适合各种类型塑件。,扇形浇口：适合于宽度大而薄的塑件。,平缝式浇口：适合于大面积扁平塑件。,环形浇口：适合于圆筒形或中间带孔的塑件。,轮辐式浇口：适合同环形浇口。,点浇口：适合于盒形或壳体的塑件。,潜伏式浇口（隧道式）：点浇口变形。,2018/9/26,34,浇口位置的设计,(1)应使塑件熔体的流程最短、料流变向最少。,流动比超过允许值时会出现充型不足，应调整浇口位置或增加浇口数量。表8.3,2018/9/26,35,浇口位置的设计,(2)应有利于排气和补缩。,(a)顶部会形成气囊，留下明显的熔接痕。
16、（b）点浇口合理，有利于排气。,壁厚相差很大，(a)浇口开在薄壁处不合理。（b）开在厚处，利于补缩，避免缩孔、凹陷。,2018/9/26,36,浇口位置的设计,(3)要避免塑件变形,(a)一个中心浇口会变形；（b）多个点浇口克服翘曲变形。,2018/9/26,37,浇口位置的设计,(4) 避免产生熔接痕,熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度。,（a）浇口数量多，熔接痕就多；（b）可以减少熔接痕的数量。,(a)流程长，熔接处料温过低；（b）增加过渡浇口，流程缩短，熔接处强度增高。,2018/9/26,38,浇口位置的设计,(4) 避免产生熔接痕,为提高熔接痕强度，增设溢流槽，使冷料进入溢流槽。,熔接痕的方向应该注意，（a）熔接痕与小孔位于一条直线，强度较差；（b）强度增高,
