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注射成型的原理、特点、工艺及应用

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注射成型的原理、特点、工艺及应用_第1页
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塑料成型工艺讨论课报告注射成型的原理、特点应用及工艺过程姓名:1. 注射成型原理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人闭合的模具,经冷却定型后,熔融的塑料就 固化成为所需的塑件2. 注射成型特点注射成型的生产周期短,生产率高,采用注射成型可以生产形状复杂,尺寸要 求高及带有各种嵌件的塑件,这是其它塑料成型方法都难以达到的;其次,注射 成型在生产过程容易实现自动化,如注射、脱模、切除浇口等操作过程都可实现 自动化,因而注射成型得到了广泛的应用2.1 优点:成型周期短、生产效率高、易实现自动化能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件产品质量稳定适应范围广2.2 缺点:注塑设备价格较高;注塑模具结构复杂;生产成本高、生产周期长、不适合于单件小批量的塑件生产3. 应用除少数热塑性塑料(氟塑料)外,几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方 法生产塑件注射成型不仅用于热塑性塑料的成型,而且已经成功地应用于热固 性塑料的成型目前,其成型制品占目前全部塑料制品的20-30%为进一步扩 大注射成型塑件的范围,还开发了一些专门用于成型有特殊性能或特殊结构要求 塑件的专用注射技术.如高精度塑件的精密注射、复合色彩塑件的多色注射、内 外由不同物料构成的夹芯塑件的夹芯注射和光学透明塑件的注射压缩成型等。

4. 注射成型工艺过程4.1 成型前准备原料外观检验及工艺性能测定:包括塑料色泽、粒度及均匀性、流动性(熔体 指数、粘度)热稳定性及收缩率的检验塑料预热和干燥:除去物料中过多的水分和挥发物,以防止成型后塑件表面有 缺陷或发生降解,影响塑料制件的外观和内在质量 物料干燥的方法:小批量生 产,采用烘箱干燥;大批量生产,采用沸腾干燥或真空干燥料筒清洗:当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒嵌件预热:减少物料和嵌件的温度差,降低嵌件周围塑料的收缩应力,保证 塑件质量脱模剂的选用:常用脱模剂包括硬脂酸锌、液态石蜡和硅油4.2 注射过程加料:将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗塑化:通过注射机加热装置的加热,使得螺杆中的塑料原料熔融,成为具有良 好的可塑性的塑料熔体 充模:塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的推动作用下,以一定的压力和 速度经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模具型腔保压补缩:从熔体充满型腔后,在注射机柱塞或螺杆推动下,熔体仍然保持压 力进行补料,使料筒中的熔料继续进入型腔,以补充型腔中塑料的收缩需要,并 且可以防止熔体倒流浇口冻结后的冷却:经过一段时间使型腔内的熔融塑料凝固成固体,确保当脱 模时塑件有足够的刚度,不致产生翘曲或变形。

脱模:塑件冷却到一定的温度,推出机构将塑件推出模外4.3 塑件后处理后处理原因及作用:由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶、取向和冷却不均匀;或由于金属 嵌件的影响或由于塑件的二次加工不当等原因,塑件内部不可避免地存在一些内 应力,从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂,因此,应该设法消除退火处理:将塑件在定温的加热液体介质(如热水、热油和液体石蜡等)或热 空气循环烘箱中静置一段时间,然后缓慢冷却至室温的一种热处理工艺a) 温度:高于使用温度10°~15°或低于热变形温度10°~20°b) 时间:与塑料品种和塑件厚度有关一般可按每毫米约半小时计算c) 作用:消除塑件的内应力,稳定塑件尺寸,提高结晶度、稳定结晶结构,从 而提高其弹性模量和硬度调湿处理:将刚脱模的塑件放入加热介质(如沸水、醋酸钾溶液)中,加快吸 湿平衡速度的一种后处理方法主要用于吸湿性很强且又容易氧化的塑料,如 PA)a)温度:100~121°C(热变形温度高时取上限,反之取下限)b) 时间:保温时间与塑件厚度有关,通常取2~9hc) 目的:消除残余应力;使制品尽快达到吸湿平衡,以防止在使用过程中发生 尺寸5. 注射成型的工艺参数5.1 温度a) 料筒温度料筒温度应在粘流温度(或熔点)和热分解温度 之间。

柱塞式料筒温度高于 螺杆式料筒温度10〜20°C塑料特性:热敏性塑料如聚甲醛、聚氟乙烯等要严格控制料筒的最高温度和在 料筒中的停留时间;增加玻璃纤维的热塑性塑料由于流动性差而要适当提高料筒 温度热固性塑料为防止熔体在料筒时发生早期硬化,料筒温度趋向取小值塑件及模具结构:对于薄壁制件料筒温度高于厚壁制件;形状复杂或带有嵌件 的制件料筒温度也应高一些料筒温度的分布,一般遵循前高后低的原则,即料筒后段(加料口)温度最低, 喷嘴温度最高对螺杆式注射机为防止因螺杆与熔料、熔料与熔料、熔料与料筒 之间的剪切摩擦热而导致塑料热降解,可使料筒前段温度略低于中段判断料筒温度是否合适,可采用对空注射法观察或直接观察塑件质量的好坏 对空注射时,如果料流均匀、光滑、无泡、色泽均匀则说明料温合适;如果料流 毛糙,有银丝或变色现象,则说明料温不合适b) 喷嘴温度一般略低于料筒最高温度,以防止熔料在喷嘴处产生流涎现象但不能过低, 否则熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵塞,或者有早凝料注入模腔而影响塑件 的质量c) 模具温度模具温度的高低决定于塑料的特性、塑件尺寸与结构、性能要求及其它工艺条 件模具温度f,流动性f,密度和结晶度f,收缩率和生产率I。

模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的;也有靠熔料注入模具自然升 温和自然散热达到平衡的方式来保持一定的温度;在特殊情况下,也可用电阻丝 和电阻加热棒对模具加热来保持模具的定温但无论怎样,对塑料熔体来说,都 是冷却的过程5.2 压力(1)塑化压力(背压):指采用螺杆式注射机时,螺杆顶部熔体在螺杆旋转后 退时所受的压力塑化压力增加,熔体的温度及其均匀性提高、色料的混合均匀并排出熔体中的气体但塑化速率降低,延长成型周期一般操作中,在保证塑件质量的前提下,塑化压力应越低越好,一般为6MPa 左右,通常很少超过20MPa2)注射压力:指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力作用:注射时克服熔体流动充模过程中的流动阻力,使熔体具有一定的充模速率 保压时对熔体进行压实和防止倒流大小:取决于注射机的类型、塑料的品种、模具结构、模具温度、塑件的壁厚 及浇注系统的结构和尺寸等一般情况下:粘度高的塑料注射压力>粘度低的塑料;薄壁、面积大、形状复 杂塑件注射压力高;模具结构简单,浇口尺寸较大,注射压力较低;柱塞式注射 机注射压力>螺杆式注射机;料筒温度、模具温度高,注射压力较低5.3 时间完成一次注塑过程所需的时间称为注塑成型周期。

注射时间成型周期Y其他时间{充模时间(3〜5s)保压时间(20〜120s)合模冷却时间(3 0〜120s)(开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件、合模时间)6. 塑料成型工艺规程的制订根据塑件的使用要求及塑料的工艺特性,正确选择成型方法,确定成型工艺过 程及成型工艺条件,合理设计塑料模具及成型设备的选择等,保证成型工艺的顺 利进行是的塑件达到要求的这一系列工作通常称为制定塑件的工艺规程它是塑 料成型生产中的一种具有指导性的技术文件,是组织生产的重要依据,贯穿于生 产工艺过程的各个阶段,必须严格执行6.1 塑件的分析塑件的形状、结构决定了模具的结构,且对塑件能否顺利成型及成型后的质量 有很大的影响为了确保塑件质量,通常需要注意以下几点:6.1.1 塑料的分析(1) 塑料使用性能的分析(2) 塑料工艺性能的分析6.1.2 塑件结构、尺寸及公差、技术标准的分析(1) 塑件结构是否满足成型工艺性的要求(2) 塑件尺寸、公差及技术标准6.2 塑件成型方法及工艺流程的确定根据塑料的特性、塑件的要求以及塑件的结构、尺寸、生产批量、使用条件和 成型设备等因素,提出一系列切实可行的成型方案通过各方案的对比分析,根 据现场的实际生产条件确定塑件的最佳成型方法。

塑件成型方法确定之后,就应确定其工艺流程6.3 成型工艺条件的确定各种成型方法所成型出的合格塑件都应选择适当的工艺条件影响塑料成型工 艺的因素很多,需要控制的工艺条件也多,且各工艺条件之间关系又很密切,所 以必须根据塑料的特性和实际情况全面分析,初选较为合理的工艺条件,然后在 试模过程中根据塑件成型的实际情况及塑件的检验结果对工艺条件逐步进行修 正6.4 设备和工具的选择当成型方法确定后,则要选择合适的成型设备,并对设备与模具的有关工艺及 安装参数进行校核,不同成型方法使用的成型设备不同除成型设备外,其他工序也需要选择相应的设备,并按照工序注明所用设备的规 格型号及技术参数6.5 工艺文件的制定编制工艺文件就是将上述工艺规程编制的内容和参数汇总后并以适当的工艺 文件的形式确定下来,作为生产准备和生产过程的依据塑料零件工艺过程卡片 就是生产中最主要的工艺文件。

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