《塑料成型工艺与模具设计 教学课件 ppt 作者 齐晓杰 3_第三章 塑料成型工艺及成型制品结构工艺性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料成型工艺与模具设计 教学课件 ppt 作者 齐晓杰 3_第三章 塑料成型工艺及成型制品结构工艺性（158页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、塑料成型工艺与模具设计,第三章 塑料成型工艺及成型制品结构工艺性,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,2,第一节 注射成型原理及工艺,一、注射成型原理及分类 注射成型又称注塑成型(Injection Molding )，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,3,一、注射成型原理及分类,颗粒、粉状塑料,注射机料筒,加热熔融,充模,冷却固化,塑件,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,4,一、注射成型原理及分类,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,5,一、注射成型原理及分类,注射成型特点： 成型周期短 ，生产
2、效率高，易于实现全自动化生产。 能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。 对成型各种塑料的适应性强，到目前为止，几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）及一些热固性塑料均可用此方法成型。 注射成型的设备价格及模具制造费用较高，对于单件及小批量的塑料件生产不宜采用此法。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,6,一、注射成型原理及分类,注射成型分类 普通注射成型：主要针对要求较低的热塑性塑料和一些热固性塑料制品成型。 精密注射成型：可以成型要求较高的塑料制品。 特种注射成型：共注射成型、结构发泡注射成型等等。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,7,二、注射成型
3、设备,（一）注射成型机的分类、应用 注射机的主要作用： 加热熔融塑料，达粘流态。 在一定压力和速度下将塑料注入型腔。 注射结束，进行保压与补缩。 开模与合模动作。 顶出塑件。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,8,注射机的分类 按照注射机的注射方向和模具的开合方向分类：,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,9,典型卧式注射机,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,10,卧式注射机特点 优点：重心低，稳定，加料、操作及维修均很方便，塑件推出后可自行脱落，便于实现自动化生产。 缺点：模具安装较麻烦，嵌件放入模具有倾斜和脱落的可能，机床占地面积较大。 是当前广泛应用的一
4、种。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,11,立式注射机特点 优点：注射系统与合模系统轴线垂直于地面的注射机。这类注射机占地面积较小，模具装卸方便，动模侧安放嵌件便利。 缺点：重心高、不稳定，加料较困难推出的塑件要人工取出，不易实现自动化生产。 注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,12,角式注射机特点 注射系统与合模系统轴线相互垂直布置的注射机。常见的角式注射机是沿水平方向合模，沿垂直方向注射。这类注射机结构简单，可利用开模时丝杠转动对有螺纹的塑件实现自动脱卸。注射系统一般为柱塞结构，采用齿轮齿条传动或液压传动。 缺点：机械传动
5、，无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击和振动较大。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,13,二、注射成型设备,按照注射装置分类：柱塞式注射机和螺杆式注射机 柱塞式注射机：以加热料筒、分流梭和柱塞实现成型物料的塑化及注射。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,14,柱塞式注射机存在的缺点： 塑化不均：塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。 最大注射量受限：最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程。 注射压力损失大：很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。 注射速度不均：从柱塞开始接触塑料到压
6、实塑料，注射速度逐渐增加。 易产生层流现象且料筒难于清洗,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,15,螺杆式注射机：以同一螺杆实现成型物料的塑化和注射。虽然它的压力损失较大，但成型物料的混炼塑化均匀，没有材料滞流，构造简单，是当前应用广泛的机型。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,16,螺杆式注射机原理图：,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,17,螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较： 螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,18,螺杆式注射机的优点： 可成型形状复
7、杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。 塑化能力强，成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化。 由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型。 加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,19,螺杆预塑化型注射机： 是双料筒形式，螺杆料筒进行塑化，柱塞料筒进行注射。它能使塑化均匀，计量注射准确，适合于精密成型。但其结构复杂，材料滞流大。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,20,（二）注射机的组成,注射机构 ：主要作用是使固态的成型物料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将熔融物料注入到闭合的模具型腔中。注射机
8、构包括加料器、料筒、螺杆（或柱塞与分流梭）及喷嘴等部件。 锁模机构 ：锁模机构的作用有三点：第一是锁紧模具；第二是实现模具的开合动作；第三是开模时顶出模内制品。 液压传动和电器控制系统：液压传动和电器控制系统是保证注射成型过程按照预定的工艺要求（压力、速度、时间、温度）和动作程序能准确进行而设置的。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,21,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,22,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,23,习题,1.螺杆式注射机与柱塞式注射机相比具有哪些优点？ 2.简述注射成型工艺过程？,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,24,（三）
9、注射机基本参数及与注射模的关系,1.最大注射量校核 所需一次注射量：完成一次注射所需从料筒中注射出的塑料熔体量，等于单个塑件质量型腔个数浇注系统消耗质量。 0.2mmaxnmm10.8mmax mmax：注射机额定最大注射量 n： 型腔个数 m1： 浇注系统所需塑料质量,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,25,2.注射压力的校核,注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力 p公p注 p注塑料成型时所需的注射压力，一般在40130MPa； p公注射机公称注射压力。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,26,胀模力的产生：,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,
10、27,3. 锁模力的校核,当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面涨开的力，这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注射机的锁模力F，才能保证注射时不发生溢料现象，即： FZ 熔融塑料在分型面上的涨开力(N)； A 单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2)； A1 浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）； p 塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），其大小一般是注射压力的80%。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,28,4. 安装部分尺寸校核,（1）喷嘴尺寸,浇口套球面R和喷嘴前端球面半径R0 喷嘴孔径d0和浇口套小端孔径d 正确关
11、系为： d=d0+(0.51)mm R=R0+(12)mm,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,29,4. 安装部分尺寸校核,（2）定位孔尺寸,h:小型模具取（810)mm 大型模具取(1015)mm,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,30,4. 安装部分尺寸校核,（3）模具厚度,HmaxHmHmin,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,31,4. 安装部分尺寸校核,（4）安装螺孔尺寸,模具质量较轻用压板固定 模具质量较重的用螺钉固定,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,32,4. 安装部分尺寸校核,（5）拉杆间距,模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距
12、，以保证模具能安装到注射机工作台面上。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,33,5. 开模行程和顶出机构的校核,（1）注射机最大开模行程（S）与模具厚度（Hm）无关,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,34,5. 开模行程和顶出机构的校核,单分型面模具：SH1+H2+(510)mm 双分型面模具：SH1+H2+a+(510)mm,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,35,5.开模行程和顶出机构的校核,（2）注射机最大开模行程（S）与模具厚度（Hm）有关,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,36,5. 开模行程和顶出机构的校核,单分型面模具： S0Hm+
13、H1+H2+(510)mm 双分型面模具： S0Hm+H1+H2+a+(510)mm,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,37,5. 开模行程和顶出机构的校核,侧面分型抽芯机构的最大开模程（S）,当H4H1+H2时: S= H4+（510）mm 当H4H1+H2时: S= H1+H2+（510）mm,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,38,6. 顶出装置的校核,顶出装置分类： 中心顶杆机械顶出 两侧双顶杆机械顶出 中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出 中心顶杆液压顶出与其它辅助油缸联合作用,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,39,三、热塑性塑料注射成型工艺,（
14、一）注射成型工艺过程,1.成型前准备,原料检验,原料染色,原料干燥,质量体积,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,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,40,（一）注射成型工艺过程,2.注射工艺过程,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,塑化,塑件后处理,冷却,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,41,（一）注射成型工艺过程,（1）加料 （2）塑化 加入的塑料在料筒中进行加热，由固体颗粒转换成粘流态并且具有良好的可塑性的过程 。 塑料经塑化要达到的要求：塑料熔体在进入
15、型腔之前要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使塑化料各处的温度尽量均匀一致，还要使热分解物的含量达到最小值。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,42,（一）注射成型工艺过程,（3）注射 注射过程中型腔内压力的变化：,充模：tt1 保压：t1t2 倒流：t2t3 浇口冻结后的冷却：t3t4 脱模,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,43,（一）注射成型工艺过程,3.制品的后处理,放在一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却。,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。
16、,退火：,调湿：,退火的温度：高于使用温度1020，低于相变温度1020。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,44,（二）注射成型工艺参数,注射成型工艺参数有：温度、压力、时间 1.温度 料筒温度、喷嘴温度：影响塑料的塑化和流动 模具温度：影响塑料的流动和冷却,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,45,（二）注射成型工艺参数,（1）料筒温度（料温）： Tf（Tm）Td 温度分布：由料斗一侧至喷嘴一侧逐步升高。 料温对制件质量影响： 注射温度 强度、密度 温度过低：不利于塑化，熔融后粘度较大，流动成型困难，成型后制件容易出现熔接痕、表面无光泽和缺料。 温度过高：易引起降解。 总的选择原则：在不发生降解前提下，适当升高料温。,2019年5月26日,塑料成型工艺与模具设计,46,（二）注射成型工艺参数,注意要点： 螺杆式注射机料温可比柱塞式注射机料温低
