塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書余冬玲 高維新編景 德 鎮(zhèn) 陶 瓷 學(xué) 院2007年10月實(shí)驗(yàn)一 塑料模具拆裝一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉塑料模結(jié)構(gòu)、各零部件的作用和裝配關(guān)系。2掌握成型零件、結(jié)構(gòu)零件的裝配和檢測方法，及模具總裝順序。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模具及工具1注射模十一副。2扳手、內(nèi)六角扳手、錘子每實(shí)驗(yàn)組一套。4鉗工工作臺若干臺。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1拆裝前準(zhǔn)備 對已準(zhǔn)備好的模具仔細(xì)觀察分析，了解各零部件的功用及相互裝配關(guān)系。2拆卸步驟 擬定拆卸順序和方法，再按順序?qū)⒛＞叻纸獬蓡蝹€(gè)零件，并進(jìn)行清洗。拆卸過程中，要記住各零件在模具中的位置及連接方法，并把各零件按一定位置放置，以免丟失。3確定裝配步驟及方法（

2、1）確定裝配基準(zhǔn)（2）裝配各組件，如導(dǎo)向系統(tǒng)、型芯、澆口套、加熱和冷卻系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等。（3）擬定裝配順序，按順序?qū)幽：投Ｑb配起來。注：拆裝過程中注意模具零件的維護(hù)與保養(yǎng)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模具及工具3畫出模具裝配圖，并注明各零件的名稱。4簡述模具拆卸和裝配的工藝過程。實(shí)驗(yàn)二 注射成型實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）分析制品成型工藝條件之間的關(guān)系， （2）明確制品工藝分配關(guān)系和擬定合理的工藝條件（3）查找導(dǎo)致廢品的成型工藝因素，學(xué)會調(diào)整成型參數(shù)；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）觀察典型塑料零件注射加工過程，弄清注射周期各步驟狀況，包括，預(yù)塑、注射、保壓、冷卻、開模、推出

3、、取件、合模。在此周期中，冷卻時(shí)間與預(yù)塑時(shí)間的一段重合。（2）觀察模具與注射機(jī)的關(guān)系。（3）認(rèn)識注射工藝參數(shù)溫度：注射過程控溫部分及原理，溫度的設(shè)定方法及調(diào)節(jié)方法、溫度與注射產(chǎn)品質(zhì)量的影響。壓力：注射過程壓力控制部位及原理，壓力的設(shè)定方法及調(diào)節(jié)方法、壓力對注射產(chǎn)品質(zhì)量的影響。時(shí)間：注射過程時(shí)間控制部位及原理，時(shí)間控制的設(shè)定方法及調(diào)節(jié)方法、時(shí)間對注射產(chǎn)品質(zhì)量的影響。2、實(shí)驗(yàn)程序（一）開機(jī)與調(diào)試打開電源，預(yù)熱注塑機(jī)。同時(shí)設(shè)定料溫，讓模具試運(yùn)行，在升溫過程中，通過開、閉模具空頂出模具觀察模具是否安裝、調(diào)試停當(dāng)，同時(shí)觀察模具與注塑機(jī)關(guān)系。（二）閉模動?？焖龠M(jìn)行閉合，與定模將要接觸時(shí)，合模動力系統(tǒng)自動切

4、換成低壓（即試合模壓力）以低速靠攏后，再切換成高壓將模具合緊。（三）注射裝置前移動和注射確認(rèn)模具合緊后，注射裝置前移，使噴嘴與模具貼合。液壓油進(jìn)入注射油缸，推動與油缸活塞桿相連接的螺桿，將螺桿頭部均勻塑化的物料以規(guī)定的壓力和速度注入模具型腔，熔料充滿模腔的時(shí)間極短。熔體能否充滿模腔與注射壓力、注射速度、料溫密切相關(guān)。注射壓力使熔體克服料筒、噴嘴、澆注系統(tǒng)流道，模腔等處流動阻力，以一定的充模速度注射模腔，一經(jīng)注滿，模腔等處的壓力即會迅速增大到最大值，而充模速率迅速下降，熔料受到壓實(shí)。在其它工藝條件不變時(shí)，注射壓力過高，則熔料在模腔內(nèi)充填充過量；注射壓力過低，則熔料充模不足，在制品外觀質(zhì)量和內(nèi)在性

5、能上都有相應(yīng)影響。確定注射壓力、注射速度大小時(shí)，需考慮原料、制品、模具、注射機(jī)、以及其它工藝條件等情況，參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析成型過程及制品外觀，通過實(shí)際成型檢驗(yàn)，最終確定。（四）保壓注射模腔的熔料，由于冷卻作用，物料產(chǎn)生收縮，出現(xiàn)空隙，為此須對熔料保持一定的壓力使之繼續(xù)流入進(jìn)行補(bǔ)縮、增密。這時(shí)，螺桿作用面的壓力為保壓壓力。保壓時(shí)螺桿位置將會少許前移。保壓程序中主要控制的工藝條件是保壓壓力和保壓時(shí)間。它們對于提高制品密度，穩(wěn)定制品形狀，改善制品質(zhì)量均有關(guān)系。保壓壓力可以等于或低于注射壓力，大小以施行壓實(shí)、補(bǔ)縮作用為量度。保壓時(shí)間以保持到澆口剛封閉為好。過早卸壓會引起物料倒流，產(chǎn)生制品不足的毛病；而

6、保壓時(shí)間過長或保壓壓力過大，過量的填充會使?jié)部谥車纬蓛?nèi)應(yīng)力，易引起開列，還會造成脫模困難。（五）冷卻和預(yù)料完成保壓過程，卸除保壓壓力之后，模腔內(nèi)的塑料還需要一段時(shí)間來與模具進(jìn)行熱交換冷卻定型。該段冷卻時(shí)間的長短與塑料的結(jié)晶性能、狀態(tài)轉(zhuǎn)變溫度、制品厚度、剛性、模具冷卻效率、模溫等有關(guān)。最短冷卻時(shí)間應(yīng)以制品在脫模時(shí)，具有抗拒腿頂變形的足夠剛性為限。在保證制品質(zhì)量的前提下，為獲得良好的設(shè)備效率和勞動效率，要盡量減少冷卻時(shí)間和其它程序的時(shí)間，以求縮短成型周期。影響冷卻過程的重要因素，除了冷卻時(shí)間外，還有模溫度控制。提高模溫度不僅有助于保持熔體溫度，便于溶體流動，對充模有益，而且可以調(diào)整塑料的冷卻速度

7、，使之均勻一致。模具溫度還利于松弛分子取向，減少壁厚或流程長、形狀復(fù)雜的制品因補(bǔ)縮不足、收縮不均、內(nèi)應(yīng)力高引起的弊病。但是，模溫高與縮短冷卻時(shí)間又是相矛盾的。對于結(jié)晶性塑料，模溫直接影響其結(jié)晶度和晶體構(gòu)型。塑料在模腔內(nèi)冷卻定型的溫度上限處成型塑料的玻璃化溫度或熱變形溫度確定。制品在模內(nèi)冷卻定型的同時(shí)，注射機(jī)的螺桿在液壓馬達(dá)驅(qū)動下帶動塑料流動，由于螺桿頭部熔料壓力作用，使螺桿在轉(zhuǎn)動的同時(shí)又向后腿（螺桿后移距離反映出螺桿頭部所積存的熔料體積），當(dāng)達(dá)到成型制品所需的計(jì)量值時(shí)，螺桿即停止轉(zhuǎn)動和后移，完成預(yù)塑程序，準(zhǔn)備再次注射。預(yù)塑過程中，螺桿頭部熔料壓力及注射油缸內(nèi)液壓油回泄阻力分別稱為塑化壓力及背壓

8、。提高背壓，物料受剪切增強(qiáng)，熔料溫度上升，熔料的均化程度改善。但是，螺桿輸送能力減小，和螺桿轉(zhuǎn)速低時(shí)一樣，會延長預(yù)塑時(shí)間；低背壓與低螺桿轉(zhuǎn)速下預(yù)塑時(shí)，因?yàn)檗D(zhuǎn)動慣量降低，利于提高螺桿計(jì)量和精確度。背壓一般為注射壓力。對于熱穩(wěn)定性差或者熔體粘度低的材料應(yīng)該選擇較低的背壓。對于熱穩(wěn)定性差或熔體粘度高的材料不適宜選擇過高的螺桿轉(zhuǎn)速。料筒溫度可以分為二至五段控制，由后段至前段逐漸增加溫度，分布差通常在60攝氏度以內(nèi)。應(yīng)避免噴嘴溫度過低，發(fā)生物料凝結(jié)阻塞噴嘴現(xiàn)象，或噴嘴溫度過高，出現(xiàn)“流涎”現(xiàn)象。（六）注射裝置后退和開模推出制品預(yù)塑過程完成時(shí)，為避免噴嘴與模具長時(shí)間接觸散熱而形成冷料，可將注射裝置后退，讓

9、噴嘴脫開模具。模腔內(nèi)物料冷卻定型后，合模裝置即行開模，由推出機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)制品脫模動作。并準(zhǔn)備再次閉模。三、原材料PP四、主要儀器設(shè)備注射成型機(jī)HTF90W1注射模（一模一腔）   游標(biāo)卡尺（精確度0.001mm）五、實(shí)驗(yàn)方法和方案的制定方法：在原料、注射機(jī)、模具不變條件下，僅改變?nèi)舾沙尚凸に嚄l件制取制品。方案指導(dǎo)思想：要求改變?nèi)蠊に噮?shù)之一，觀察對制品質(zhì)量的影響。同學(xué)們也可有目的地制定其它方案，如改變二個(gè)或三個(gè)工藝參數(shù)，觀其綜合效應(yīng)（和要求方案比較）。（一）   準(zhǔn)備工作1、閱讀使用注射機(jī)的資料，了解設(shè)備的工作原理、安全要求和使用程序。2、了解原料的成型性

10、能和制品質(zhì)量要求。參考有關(guān)資料、初步擬定實(shí)驗(yàn)條件：原料的干燥條件（根據(jù)學(xué)校情況可選擇做）料筒溫度：前段180200中段200220后段160170噴嘴溫度170190螺桿轉(zhuǎn)速0205r/min保壓時(shí)間2060S模具溫度4080冷卻時(shí)間1550S制品的后處理?xiàng)l件（可選擇做）3、按實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用說明書和操作規(guī)程要求，做好注射機(jī)的檢查、維護(hù)工作。4、動作/低壓開、合模操作、安裝好實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?。（二?#160;  成型制品1、用手動操作方式，在注射機(jī)溫度儀器指示值達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件時(shí)，再恒溫1020分鐘，加入塑料施行預(yù)塑。用慢速度進(jìn)行對空注射，觀察噴嘴流出的料條的離模膨脹和不均勻收縮現(xiàn)象。料條若光滑明

11、亮，無變色，銀絲、氣泡，說明原料質(zhì)量及預(yù)塑條件基本適用，可以制取制品。2、用手動操作方式，依次進(jìn)行閉模-注射裝置前移-注射（充模）-保壓-預(yù)塑/冷卻-注射裝置后退-開模-推出制品-推出裝置復(fù)位等操作。讀出注射壓力（表值）、螺桿前進(jìn)的距離及時(shí)間、保壓（表值）、緩沖墊厚度、背壓及驅(qū)動螺桿的液壓力（表值）等數(shù)值，并記錄料筒溫度、噴嘴加熱值、注射時(shí)間、冷卻時(shí)間和成型周期。用溫度計(jì)分別測量熔料溫度、動模和定模型腔面上3個(gè)不同位置的溫度。3、用半自動操作方式，在確定的實(shí)驗(yàn)條件下，連接穩(wěn)定地制取5模以上作為第一組制品。然后依次變化下列工藝條件：    注射速度   注射壓力   保壓時(shí)間    冷卻時(shí)間   料筒溫度   （調(diào)節(jié)料筒溫度后有適當(dāng)?shù)暮銣貢r(shí)間）制