注塑机原理及主要零件的作用

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1、注塑机的工作原理、技术参数及主要零件的作用第一节注塑机概述注塑成型是将热塑性塑料或热固性塑料先在加热机筒中均匀塑化，而后由 螺杆或柱塞推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。注塑成型是在注塑机上 进行的，是成型塑料制品的一种重要方法，几乎所有的热塑性塑料及多种热固 性塑料都可用此方法成型。（一）注塑成型的特点注塑成型能一次加工出外形复杂，尺寸精确或带有金属嵌件，成型孔长的 塑料制品。成型周期短。制品表面粗糙度低，后加工量少。生产效率高，易于实现自动化。对各种塑料的加工适应性强，能生产加填料改性的某些塑料制品。（二）注塑成型过程注塑成型过程是热塑性塑料或热固性塑料在加热机筒中经过加热，剪切， 压缩

2、，混合及输送作用，使之均匀塑化（温度，组分均匀的熔融状态），塑化 好的熔融物料在喷嘴的阻挡作用下，积聚在机筒的前端，然后借助螺杆或柱塞 施加的推力，经喷嘴与模具的浇注系统进入闭合好的低温模腔中，充满模腔的 熔体在受压作用下，经冷却固化成型，开启模具取出制品，即完成了一个 成型周期，以后是不断重复上述周期的生产过程，现以螺杆式注塑机为例予以 说明：1，闭模和锁紧注塑机的成型周期一般从模具闭合时开始算起。闭模动作 由注塑机合模机构来完成，合模机构推动动模板及模具的动模部分首先以低压 快速进行闭合（缩短成型周期），快闭合时，合模机构的动力系统自动切换成 低压（试模压力）慢速，保护模具不受损坏，在确认

3、模内无异物或嵌件无松动 时，再切换成高压低速将模具锁紧，保证注塑，保压时模具紧密闭合。2，注射座前移和注射模具锁紧后，注射座前移，喷嘴与模具主浇道口紧密贴合继而注射油缸起 高压，将机筒前端的熔体以高压高速注入模具的型腔中，并将模具型腔中的气 体从模具的分型面排除出去，此时螺杆头部作用于熔体上的压力称为注射压 力。3，保压当熔体充满模具型腔后，为防止熔体反流和因低温模具的冷却作用，使模 具型腔内的熔体产生体积收缩，保证制品的致密性，尺寸精度和力学，机械性 能，螺杆还需对模具型腔内的熔体保持一定的压力进行补缩，直到浇口处的熔 体冻结为止，此时，螺杆作用于熔体上的压力称为保压压力，在保压时，螺杆 因

4、补充模内熔体而有少量的前移。4，制品冷却和预塑化5，注射座后退6，开模和顶出制品经充分冷却定型后打开模具，在塑机的顶出装置和模具 的顶推机构共同作用下而自动顶落制品，为下一个成型过程作好准备。按照习惯，把一个注塑成型周期称为注塑机的工作循环。（三）注塑机的结构组成一台通用型注塑机主要由注塑系统，合模系统，液压传动与电气控制系统 等组成，1，注塑系统2，合模系统3，液压传动与电气控制系统保证注塑机按工艺过程预定的要求（压力，温度，速度，时间）和动作程 序准确有效地工作，液压传动主要由各种液压元件，液压基本回路和其他附属 装置所组成，电气控制主要由各种电器元件，仪表，电控系统（加热，测量），微机控

5、制系统等组成。液压传动与电气控制系统有机的结合在一起，对 注塑机提供动力和实现控制。（四）注塑机的分类1，按塑化和注塑方式可分为柱塞式和螺杆式2，按注塑机外形可分为立式注塑机，卧式注塑机，角式注塑机，多模注塑 机3,按注塑机的加工能力可分为超小型（合模力16T,注塑量16CM3），小型（合模力16-200T，注塑量16-630CM3），中型（合模力250-400T，注塑量 800-3150CM3），大型（合模力 500-1250T，注塑量 4000-100CM3），超大型（合模力1600T，注塑量16000CM3以上），合模系统特征可分为机械式，液压 式和液压机械式。第二节注塑机的基本参数及型

6、号表示（一）注塑机的基本参数注塑机的基本参数能较好地反映出注塑成型制品的大小，注塑机的做功能 力以及对被加工物料的种类，品级范围和制品质量的评估，是设计，制造，选 择和使用注塑机的依据。1 注塑系统的基本参数（ 1），注塑量在对空注射条件下，注塑螺杆或柱塞作一次最大注塑行 程时，注塑系统所能达到的最大注出量。该参数在一定程度上反映了注塑机的 加工能力，标志着该注塑机能成型塑料制品的最大质量，是注塑机的一个重要 参数，注塑量一般有二种表示方式，一种以PS为标准（密度p=1.05g/cm3）用注出熔体的质量（g）表示，另一种是用注出熔体的容积 （cm3 ）来表示，根据定义，注塑螺杆一次所能注出的最

7、大注塑容量的理论值为：螺杆头部在其垂直与轴线方向的最大投影面积与注塑螺杆行程的乘积。QL=n/4 D2 S注塑机在工作过程中是达不到理论值的，因为塑料的密度随温度，压力的 变化而发生相应变化，因此，注塑容量需作适当修正，修正后的注塑容量为 Q=aQL =n/4 D2 Sa,a射出系数，一般为0.70.9，在注塑机上加工塑料制品，一般制品的质量及浇注系统总用料量以不超过 注塑机注塑量的25%70%为好，(2) ，注塑压力一一螺杆或柱塞端面作用于熔体单位面积上的力，注塑压 力的大小与注塑机结构，流动阻力，制品形状，塑料的性能，塑化方式，塑化 温度，模具结构，模具温度和对制品精度要求等因素有关，实际

8、生产中，注塑 压力能在机器容许的范围内调节，注塑压力的大小要根据实际情况进行选用， 一般注塑压力选择范围如下。A 物料流动性好，制品形状简单，臂厚较大，一般注塑压力小于340540Kgf/cm2。适用于LDPE,PA等物料的加工。B物料熔体黏度较低，制品精度一般，注塑压力为680980Kgf/cm2。适用于 PS,HDPE 等物料的加工。C 物料熔体黏度中等或较高，制品精度有要求，形状复杂，注塑压力为 9801370Kgf/cm2。适用于PP,PC等物料的加工。D 物料熔体黏度高，制品为薄壁，长流程，精度要求高，形状复杂，注塑 压力为13701670Kgf/cm2。适用于增强尼龙，聚砜，聚苯醚

9、等物料的加工。E加工优质精密微型制品时，注塑压力可达到22602450Kgf/cm2以上。为满足注塑精密制品或成型结构形状复杂的制品和工程结构零件的加工要 求，使注塑机加工适应能力增强，缩短成型周期，提高产品质量，注塑压力有 提高的趋势。（3）注塑时间（注塑速度，）熔体通过喷嘴后就开始冷却了，为了及 时把熔体注入模具型腔，得到密实均匀和高精度的制品，必须在短时间内把熔 体充满模腔，除了必须有足够的注塑压力外，还必须有一定的流动速率，用来 表示熔体充模速度快慢特性的参数。（4）塑化能力在单位时间内所能塑化的物料量，一般螺杆的塑化能力 与螺杆转速，驱动功率，螺杆结构，物料性能等有关。注塑机的塑化装

10、置应能 在规定的时间内保证能够提供足够量的塑化均匀的熔体，塑化能力应与注塑机 整个成型周期配合协调，一般注塑机的理论塑化能力大于实际所需量的20%左 右。2 合模系统的基本参数（1）合模力合模机构施于模具上的最大夹紧力。在此力作用下，模具 不应被顶开，它在一定程度上反应出注塑机所能加工制品的大小，是一个重要 参数，我们公司采用最大合模力作为注塑机的规格标称，当熔体以一定速度和压力注入模腔前，需克服流经喷嘴，流道，浇口等处 的阻力，会损失一部分压力，但熔体在充模时还具有相当高的压力，此压力称 为模腔内的熔体压力，简称模腔压力，模腔压力在注塑时形成的胀模力将会使 模具顶开，为保证制品成型完全符合精

11、度要求，合模系统必须有足够的合模力 来锁紧模具。在注塑时，为了使模具不被模腔压力所形成的胀模力顶开，合模力F=KPcpA（F合模力Kg; K安全系数，一般取1s2； Pep模腔内的平均压力 Kgf/cm2;A制品和浇注系统在模具分型面上的最大投影面积cm2。）Pcp模腔平均 压力是一个比较难确定的数值，它受到注塑压力，成型工艺条件，物料性能， 模具结构，喷嘴和浇道形式，模具温度，制品形状和精度要求等因素的影响。 模腔平均压力可参考表2-1 选择。表 2-1 模腔平均压力与成型制品的关系成型条件模腔平均压力举例（Kgf/cm2）易于成型制品250PE,PP,PS等壁厚均匀的日用品一般制品 300

12、在模具温度较高时成型薄壁容器类制品高黏度有要求制品 350ABS, POM 等有精度要求的制品高黏度高精度难充模400450制品高精度机械零件，如塑料齿轮等按表2-1选择模腔平均压力，结果较粗略，多数情况下，可用流长比（i） （熔体流经自浇口到制品最边缘的极限流程与制品壁厚之比值），反映流道阻 力，用黏度系数a表示物料流动特性。用查图（表）计算法，确定模腔平均压 力。Pcp=aPm（a塑料的黏度系数；Pm为根据流长比由图2-1查出的模腔压力 值）表 2-2 塑料黏度系数塑料名称 PE,PP,PAPSa11.2 1.41.3 1.41.5 1.71.7 2.0ABSPMMAPCPm（Kgf/cm

13、2）树脂:PE,PS,PP70050040030020010000.51 流长比 i=200:1100:170:11.522.53150:1制品壁厚(mm)图 2-1 模腔压力与流长比合模力的选取很重要，若选用注塑机的合模力不够，在成型时易使制品产 生飞边，不能成型薄壁制品，若合模力选用过大，容易压坏模具，制品内应力 增大和造成不必要的浪费，近年来，由于改善了塑化机构的效能，改进了合模 机构，提高了注塑速度并实现其过程控制，注塑机的合模力有明显的下降。(2) 合模系统的基本尺寸直接关系到所能加工制品的范围和模具的安 装，定位等，主要包括：模板尺寸，拉杆间距，模板间最大开距，动模板行程，模具厚度

14、，调模行 程。A 模板尺寸与拉杆间距表示模具安装面积的主要参数，模板尺寸决定模 具的长度和宽度，它应能安装制品质量不超过注塑机注塑量的一般制品的模 具，模板面积大约是注塑机最大成型面积的4S10倍，并能用常规方法将模具安装到模板上，可以说模板尺寸限制了注塑机的最大成型面积，拉杆间距限制 了模具尺寸。近年来，由于模具结构的复杂化，低压成型方法的使用，注塑机塑化能力 的提高以及合模力的下降，模板尺寸有增大的趋势。B模板间最大开距表示 注塑机所能加工制品最大高度的特征参数，它是指开模时，固定模板与动模板 之间，包括调模行程在内所能达到的最大距离。为所成型后的制品能方便地取出，模板间最大开距一般为成型

15、制品最大高 度的34倍。C 动模板行程动模板移动的最大距离。对于肘杆式合模装置，动模板行 程是固定的；对于液压式合模装置，动模板行程随模具厚度的变化而变化。为 方便取出制品，一般动模板行程要大于制品最大高度的 2 倍，D 模具的最大厚度与最小厚度合模后，达到规定合模力时，动模板与定 模板之间的最大与最小距离。E 调模行程为了成型不同高度的制品，合模时的模板间距应能调节。调节范围一般是最大模厚的30%50%,3 注塑机综合性能参数（1）开合模速度反映注塑机工作效率的参数,直接影响成型周期的长 短,（2）空循环时间在没有塑化,注塑,保压与冷却和取出制品等动作的 情况下,完成一次动作循环所需要的时间。它是由移模,注塑座前进与后退, 开模以及动作间的切换时间所组成,有的直接用开合模时间来表示。空循环时间反映了机械,液压,电器三部分的性能好坏,（如灵敏度,重 复度,稳定性等）也表示了注塑机的效率,是表征注塑机综合性能的参数。近 年来,由于采用先进的电脑程序控制技术,注塑机各方面的性能更为可靠,准 确，空循环时间有了较大的缩短。如Fizsommer公司108D型注塑机的空循环时 间仅为0.8s。（二）注塑机的型号表示注塑容量表示法（当量注塑容积）理论注塑容积与注