注射成型机的基本参数

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1、第二章 注射成型机的基本参数一台注射成型机的性能特征，通常用一些性能参数来表示。例如从附录表14、21 列出的各项数据，就可以大略了解到我国现生产的注射成型机的性能，从而作为选用注射成 型机的依据。但是作为一个设计人员，不仅要懂得注射成型机有那些参数以及这些参数的含 意，更重要的是如何合理选择这些参数。根据各参数所表示的内容，可将它们分为注射、合 模、机器技术经济性指标三个方面进行讨论。第一节 注射部分主要性能参数 注射装置主要作塑化粒状塑料和注射熔料人模之用。因此，注射部分的参数即表示机器 在注射、塑化性能方面的特征参数。一、注射量(cm3、g)机器注射量是指机器在注射螺杆(或柱塞)作一次最

2、大注射行程时，注射装置所能达到的 最大注出量。(一)注射容积(cm3)1理论注射容积 注射时螺杆(或柱塞)所能排出的理论最大容积，称之机器的理论注射容积。即螺杆的截 面与行程的积(图221)。我国注射成型机的理论注射容积按ZBG9500387标准规定由 16至40000cm3共27个规格(见本篇附录)。兀V = D 2 S(2-2-1)c 4 s式中V 理论注射容积(cm3)cds螺杆直径S)S 螺杆注射行程(cm)2 当量注射容积机器相当于在100MPa注射压力条件下的理论注射容积，定义为当量注射容积。当量注射容积又称标准注射容积或称国际规格。由式 221 可知，理论注射容积是不 能完全反映

3、机器的注射能力。如机器在相同行程(s)时，理论注射容积仅同直径有关，并不 涉及到注射压力的高低。按定义和图221可写出当量与理论注射容积之间的关系。(222)2-2-3)因 F - p 二 F - p 二 pS i sB iB0式中同乘行程(S )，经整理可得pV 二厶-V 二 K VB p cp ciB式中F 机筒内孔截面(cm2)s-若注射压力为100Mpa时所用机筒截面S)P 机器注射压力(MPa)i役-标准注射压力(10MPa)VB当量注射容积S)K 压力比值p由上式可知，在一台机器上仅变更不同直径的螺杆和料筒，其当量注射容积是不变的。图 221 注射部件相关参数关系(二)注射质量 机

4、器在无模(对空注射)操作条件下，从喷嘴所能注出的树脂最大质量，称之机器的注射 质量。W 二 V 心-a p 二 V二 V - p (224)c 1 2 c c表2-2-1聚苯乙烯在注射成型过程中密度变化成型阶段温度(C)压力(MPa)密 S(g/cm3)加热熔融23000.97注射人模230841.02成型制品2501.05式中 W注射质量(g), V理论注射容积(cm3)ca 密度修正系数,视料种类和工艺条件而定1a 螺杆泄漏修正系数,对于止逆头螺杆约为 0.952a 注射系数，p 常温下塑料制件密度(g/ cm3)p 考虑密度和泄漏修正后的计算密度(参见表222)表2-2-2塑料密度单位/

5、cn?)塑料名称HPVCSPVCPSABSPA制件密度(P)1.351.1T.41.051.06-1.10.92 0.951-1 1.2计算密度3)1.121.020.910.880.710.91PPPCPMMACAPOMCABCTFEPPO0.951.21.181.31.417421.21.061.060.730.970.941.021450.97目前机器多数用理论注射容积（cm3）和以聚苯乙烯和聚乙烯为原料的注射质量共同表 示机器注射量。机器的注射量主要取决于螺杆的行程与直径。在设计时机器的注射量是已知的（参见附 录）而行程（s）直接关系到机筒内溶料轴向温差的大小。根据实践的结果，对一般螺

6、杆，S其行程一般取3.5D （D为螺杆直径）到5D左右，在螺杆直径和行程比（k）选定之S S D s后，可将式（221）变换成计算螺杆直径的表达式DS(2-2-5)在使用注射机时，加工塑料制品的重量一般在1/44/5机器注射量范围内，最低不应小于 1/10。因为过于小的注射量不仅机器的能力得不到充分发挥，而且还会因塑料在机筒内 停留时间过长易形成热分解。反之，过大有时成不了型，即使成了型也易发生欠压等弊病二、注射压力20.10.21.00.8-0.6 /破具程度eCABS ._，WflS220C模具ta度册c100 800 1200 1600 2000注射压力kg/cmS树脂温度2 10记 p

7、p模具沮度5C图2 2 2 PP （结晶型）ABS（非结晶型） 的注射压力与成型收缩率的关系注射时为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模腔等 处的流动阻力、螺杆（或柱塞）对塑料必须施加足够 的压力，此压力称之为注射压力。注射压力不仅是 熔料充模的必要条件，同时也直接影响到成型制品 的质量。如注射压力对制品的尺寸精度（图 22 2）以及制品应力都有影响。因此，对注射压力的要 求，不仅数值要足够，而且要稳定与可控。 影响所需注射压力的因素很多，如塑料性能、成型 制品的几何形状及其对精度的要求、塑化方式、喷 嘴和模具的结构，以及树脂和模具温度等。归纳 起来主要有如下三个方面：制品壁(图2-2-3工程塑料的流

8、氏比1 一缩醛共聚物(190t125MPa)2增强 PBT(250X 130MPa)3增强缩醛共聚物(195乜130MPa)4PA6(250C 90MPa)5PC 6增强 PC(300T125MPa)21)芸惬(1) 影响塑料流动性能的因素( 树脂的熔融指数、塑化与模具温度与注射速度等) ；(2) 模具流道与制品形状和尺寸，即影响流动阻力的因素；(3) 对制品尺寸精度的要求。表 2 2 3 和表 2 2 4、图 2 2 3 列举了部分塑料在加工时所需注射压力及其与加 工制品流长比(熔料自喷嘴出口处流至制品最远距离L与制品壁厚之比5 )之间的关系，若超 出此值一般难以加工。根据目前对注射压力的使

9、用情况，可作如下分类：(1) 加工流动性好的塑料，形状简单的厚壁制品， 注射压力为W7080MPa；(2) 加工的塑料粘度较低，制品形状一般，对精度 有一般要求的制品，注射压力为100120MPa；(3) 加工的塑料具有高、中等粘度，制品形状较 为复杂，有一定的精度要求，注射压力约140170MPa；(4) 加工塑料具有较高的粘度，薄壁长流程，制 品壁厚不均和精度要求严格的制品，注射压力大约在 180220MPa 范围内。对于加工优质微型制品，注射压 力有用到250360MPa,个别有用到400MPa以上。塑料加工条件易流动的厚壁制品中等流动程拄，亠般制品难流动*薄壁窄浇口制品-ABS80-1

10、10100-130130-150聚甲醛85-100100120120150聚乙烯70-100100120120150聚酰90110.110-140140聚碳酸脂100120120550150有机玻璃100120150150.聚苯乙烯.80700100120120-150-硬聚氯乙烯100-120 ，120-150150热固性塑料100140140175175230弹性体80100100120120-150験2-2-4制品流长比与注射压力关系电 . ； r . 一 1 . . 1 .塑料名理.- 一.、流:林比(L/S):注射压力(MPa)-.Jg 龙.6 (PA6)320-200/ . /尼龙

11、盘(PA66).13090.160-130130聚 (PE) 140100*240丁200280-25050,70150；聚哂烯pF)-14010Q.240200280240/?； 0 70.120 v轶聚氮乙ilt後晶、 . . ” -280200 r24016090-70-. .-. 硬聚氯乙烯(HPVC)-:心：-. -；，-. ,-+11070140100/160120，、.170130宀” -7090.120.130棗碳酸酯(PC)13090-、150 丄 120180120 .90120130聚苯乙烯(PS)300260:.90聚甲醛(POM).210110.100 :注射压力是指

12、螺杆或柱塞端面处作用于塑料单位面积上的力。根据图221，注射力 与注射油缸里的工作油压力之间的关系为：FpP 弋令(2-2-6)iFS式中 P 注射压力(MPa)iF 油缸注射腔总截面(cm3)0F 机筒内孔截面积(cm3)SP 一工作油压力(MPa)0在设计时，注射压力与工作油压力是选定的，螺杆直径由式(225)计算出。因 此用上式可计算油缸内径。三、注射速率(cm3 Is、g / s)熔融的树脂通过喷嘴后，就开始冷却。为了将熔料及时充满模腔，得到密度均匀和高 精度的制品，必须要在短时间内，把熔料充满模腔，进行快速充模。用来表示溶料充模快慢 特性的参数，有注射速率、注射速度和注射时间。注射速

13、率低，熔料充模时间长，制品易产 生冷接缝、密度不均，应力大等弊病。使用高速注射，可以减少模腔内的熔料温差，改善压 力传递效果。因而可得到密度均匀、应力小的精密制品；高速注射可采用低温模塑，缩短成 型周期。如在不形成过填充的条件下，高速注射也能使所需的合模力减少。但是注射速度过 高，熔料流经浇口等处时，易形成不规则的流动、物料烧焦以及吸入气体和排气不良等现象， 从而直接影响到制品质量，同时，高速注射也不易保证注射与保压压力稳定地撤换，形成过 填充而使制品出现溢边。因此，目前对注射速度的要求，不仅数值要高，而且要在注射过程 中可进行程序设计(即分级注射)。根据使用的树脂和加工制品的特点，对熔料充模时的流动 状态实现有效的控制。注射速率是表示单位时间内从喷嘴射出的溶料量，其理论值是机筒截面与速度的乘积。兀 S V 兀q = D 2= c = D 2 ui4s TT4siii( 2-2-7)或W q 二- iTi( 2-2-8)式中q i注射速率(cm3 / s, g / s)D 一螺杆直径(cm) sU -注射速度(cm / s)iV理论注射容积(cm3)cT注射时间(s)iS