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文檔簡(jiǎn)介

1、精 品 課 程本章主要內(nèi)容5.1 概論 5.2 塑料注射機(jī) 5.3 數(shù)字塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程 通常定義分子量大于104 ,即分子量超過1萬的分子叫高分子。 對(duì)于那些多次重復(fù)單元連接成的物質(zhì)常常叫高分子,也有稱聚合物、聚合體、高聚物等。有時(shí)也稱高分子材料。 高分子材料也稱聚合物材料,是以高分子化合物為基體組分的材料。5.1 概 論第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程 高分子材料加工是將其加入各種添加劑、助劑或改性材料,在加工過程中能夠形成流動(dòng)的成形材料。高分子材料經(jīng)過成形加工,可以制成具有特定形狀又具有一定使用價(jià)值的制品。5.1 概 論第5章高分子材

2、料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程 高分子材料具有一些特有的加工性質(zhì)如: 1、可模塑性 (Mouldability) 2、可擠壓性 (Extrudability) 3、可紡性 (Spinnability) 4、可延性 (Stretchability)5.1.1 高分子材料的加工性能這些加工性質(zhì)為高分子材料提供了適于各種加工技術(shù)的可能性,這也是聚合物能得到廣泛應(yīng)用的重要原因第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程1、可模塑性 即: 材料在溫度和壓力作用下形變和在模具中模制成型的能力。具有可模塑性的材料可通過注射、模壓和擠出等成型方法制成各種形狀的模塑制品??赡K苄灾饕Q于材料的流變性、熱性

3、質(zhì)和其它物理力學(xué)性質(zhì)等熱固性聚合物還與聚合物的化學(xué)反應(yīng)性有關(guān)。過高的溫度,熔體的流動(dòng)性大,易于成型,但會(huì)引起分解,制品收縮率大溫度過低時(shí)熔體粘度大,流動(dòng)困難,成型性差適當(dāng)增加壓力,通常能改善聚合物的流動(dòng)性,但過高的壓力將引起溢料和增大制品內(nèi)應(yīng)力壓力過低時(shí)則造成缺料。所以必須選擇適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫κ钩尚瓦_(dá)到模塑的最佳區(qū)域。5.1.1 高分子材料的加工性能第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程2、可擠壓性即:材料通過擠壓作用形變時(shí)獲得形狀和保持形狀的能力。通常條件下聚合物在固體狀態(tài)不能通過擠壓而成型,只有當(dāng)聚合物處于粘流態(tài)時(shí)才能通過擠壓獲得宏觀而有用的形變。擠壓過程中,聚合物熔體主要受到剪切

4、作用,故可擠壓性主要取決于熔體的剪切粘度和拉伸粘度。大多數(shù)聚合物熔體的粘度隨剪切力或剪切速率增大而降低。材料的擠壓性質(zhì)還與加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)有關(guān)。擠壓過程聚合物熔體的流動(dòng)速率隨壓力增大而增加,通過流動(dòng)速率的測(cè)量可以決定加工時(shí)所需的壓力和設(shè)備的幾何尺寸。5.1.1 高分子材料的加工性能第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程3、可紡性即:聚合物材料通過加工形成連續(xù)的固態(tài)纖維的能力。主要取決于材料的流變性質(zhì),熔體粘度、熔體強(qiáng)度以及熔體的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等。 作為紡絲材料,首先要求熔體從噴絲板毛細(xì)孔流出后能形成穩(wěn)定細(xì)流。細(xì)流的穩(wěn)定性通常與由熔體從噴絲板的流出速度v,熔體的粘度和表面張力F有關(guān)。

5、 5.1.1 高分子材料的加工性能第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程4、聚合物的可延性即:聚合物在一個(gè)方向或二個(gè)方向上受到壓延或拉伸時(shí)變形的能力。材料的這種性質(zhì)為生產(chǎn)長(zhǎng)徑比(長(zhǎng)度對(duì)直徑,有時(shí)是長(zhǎng)度對(duì)厚度)很大的產(chǎn)品提供了可能,利用聚合物的可延性,可通過壓延或拉伸工藝生產(chǎn)薄膜、片材和纖維。但工業(yè)生產(chǎn)上仍以拉伸法用得最多。 5.1.1 高分子材料的加工性能第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程5.1.2 高分子材料成形方法分類高分子材料塑料擠出成型注射成型壓制成型其它成型方法鑄塑成型模壓燒結(jié)成型傳遞模塑泡沫塑料的成型橡膠 壓延成型壓出成型擠出成型纖維熔法紡絲干法紡絲濕法紡絲復(fù)合

6、材料手糊成型層壓成型模壓成型卷繞及纏繞成型注射成型第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程 形狀轉(zhuǎn)變是高分子材料加工成形的最基本要求,例如將粒狀或粉狀聚合物制成各種型材、各種形式的制品等。 大多數(shù)情況下,聚合物加工通常包括兩個(gè)過程: 1、首先使原材料產(chǎn)生變形或流動(dòng),并取得所需要的形狀; 2、然后設(shè)法保持取得的形狀(即固化)。5.1.3 高分子材料加工成形的特點(diǎn) 第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程根據(jù)聚合物在加工過程有否物理或化學(xué)變化而將這些加工技術(shù)分為: (1) 熱塑性聚合物的加工: 加工過程主要發(fā)生物理變化。 例如注射成型、擠出成型 (包括吹塑成型、纖維紡絲)、壓延成型、熱

7、成型、搪塑成型和流涎薄膜等。5.1.3 高分子材料加工成形的特點(diǎn) 第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程 (2) 熱固性塑料的加工: 加工過程中同時(shí)兼有物理和化學(xué)變化。 例如在加工過程中有加熱流動(dòng)和交聯(lián)固化作用,熱固性塑料的模壓成型、注射成型和傳遞模塑成型以及橡膠的成型等屬于這一類。 5.1.3 高分子材料加工成形的特點(diǎn) 第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程生產(chǎn)出合格塑料制品四大要素 1. 塑料原料; 2. 注塑模具; 3. 注塑機(jī); 4. 成型工藝 五個(gè)參數(shù):溫度、時(shí)間、壓力、速度、位置5.2 塑料注射機(jī):第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程塑料注射機(jī)分類: 5.

8、2 塑料注射機(jī):第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化臥式塑料注射機(jī):合模部分和注射部分處于同一水平中心線,模具沿水平方向打開。機(jī)身矮,易于操作和維修;機(jī)器重心低;安裝較平穩(wěn);制品頂出后利用重力自動(dòng)落下,易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。 立式塑料注射機(jī):合模部分和注射部分處于同一垂直中心線,模具沿垂直方向打開。占地面積小,容易安裝嵌件,裝卸模具方便,料斗落入的物料能均勻塑化,制品不易自動(dòng)落下,必須手取,不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 角式塑料注射機(jī):注射方向和模具分接口在同一個(gè)面上,適合加工中心部分不允許留有澆口痕跡的平面制品,占地面積比臥式塑料注射機(jī)小,但放入模具內(nèi)的嵌件容易傾斜落下,宜用于小型。 多模轉(zhuǎn)盤式塑料注射機(jī):是一

9、種多工位操作的特殊塑料注射機(jī),合模裝置采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu),模具圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。適合冷卻定型時(shí)間長(zhǎng)或因安裝嵌件而需要較多輔助時(shí)間的大批量制品生產(chǎn)。合模系統(tǒng)復(fù)雜,合模裝置合模力小,在塑料鞋底等制品生產(chǎn)中應(yīng)用較多。 精 品 課 程5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程注射流程圖關(guān)安全門、鎖模、注射、保壓、熔膠、冷卻、抽膠、開模、制品頂出 5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程結(jié)構(gòu)圖注射系統(tǒng):使物料塑化和熔融,并在高壓和高速下將熔

10、體注入模腔。注射系統(tǒng)主要由塑化裝置、螺桿驅(qū)動(dòng)裝置、計(jì)量裝置、注射動(dòng)作裝置、注射座以及整體移動(dòng)裝置、行程限位裝置以及加料斗裝置等組成。5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程塑化裝置:由螺桿和加熱料筒組成,在螺桿頭部裝有防止熔體倒流的止逆環(huán)和各種剪切或混煉元件;螺桿驅(qū)動(dòng)裝置:主要由減速裝置、軸承支架、主軸套和螺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓馬達(dá)組成。預(yù)塑化時(shí),動(dòng)力通過主軸套和軸承支架上的減速裝置帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)。注射裝置:主要由注射油缸和活塞及噴嘴組成。在注射時(shí),油缸產(chǎn)生注射推力,通過主軸推動(dòng)螺桿向頭部熔體施高壓,使熔體通過噴嘴充入模腔。注射座:是一個(gè)可以在機(jī)身上移動(dòng)的基座,塑化裝置、注射

11、裝置以及計(jì)量裝置和料斗都固定在注射座上。注射座在油缸作用下,可以做整體前進(jìn)或后退,使噴嘴與模具接觸或離開。5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化主要組成注射系統(tǒng)、射臺(tái)移動(dòng)系統(tǒng)精 品 課 程作用:推動(dòng)模具 進(jìn)行開合運(yùn)動(dòng),鎖緊模具結(jié)構(gòu):由四根拉桿、螺母、前后模板聯(lián)結(jié)成的剛性框架,動(dòng)模板在中間做啟閉模運(yùn)動(dòng)5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化主要組成合模系統(tǒng)精 品 課 程模具結(jié)構(gòu)原理5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程在動(dòng)模板或定模板上還裝有調(diào)模機(jī)構(gòu),以便在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)模具厚度。 在動(dòng)模板的后側(cè)裝有液壓及機(jī)械頂出裝置。動(dòng)模板在開啟模具時(shí),可通過

12、模具中的頂出機(jī)構(gòu),從模腔中頂出制品。成形原理5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程主要組成-液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程主要組成-控制系統(tǒng)5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程主要組成-加熱系統(tǒng)5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程主要組成5.2 塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化加熱、冷卻系統(tǒng)安全保護(hù)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)控制注射機(jī)的各種程序及動(dòng)作,對(duì)位置、壓力、速度、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行控制。精 品 課 程5.2.1 注射部分主要性能參數(shù)注射部分的參數(shù):表示注塑機(jī)在注

13、射、塑化性能方面的特征參數(shù)。注射量:以體積計(jì)量即為注射容積 分為理論注射容積、當(dāng)量注射容積等。理論注射容積:注射時(shí)螺桿所能排出的理論最大容積,稱之為注塑機(jī)的理論注射容積,即螺桿的截面與行程的乘積 5.2 塑料注射機(jī):主要參數(shù)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程5.2 注射部分主要性能參數(shù) 注射壓力注射時(shí)為了克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和模腔等處的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)塑料必須施加足夠的壓力,此壓力稱之為注射壓力。注射壓力不僅是熔料充模的必要條件,同時(shí)也直接影響到成型制品的質(zhì)量。 影響所需注射壓力的因素很多,如塑料性能、成型制品的幾何形狀及其對(duì)精度的要求、塑化方式、噴嘴和模具的結(jié)構(gòu)以及樹

14、脂和模具溫度等。 第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程5.2.2 合模力性能參數(shù) 合模力性能參數(shù),主要用來表示該部件在工作時(shí)所能提供的力和模具安裝尺寸等特性。螺桿作用于熔料的壓力,在熔料流經(jīng)機(jī)筒、噴嘴、模具的澆注系統(tǒng)后,將要損失一部分。余下的即為模腔內(nèi)的熔料壓力,簡(jiǎn)稱模腔壓力。在注射時(shí),要使模具不被模腔壓力所形成的脹模力頂開,就必須對(duì)模具施以足夠的夾緊力,即合模力。5.2 合模力性能參數(shù)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程配備上下料機(jī)械手5.2塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程模具結(jié)構(gòu)5.2塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程汽車保

15、險(xiǎn)杠模具安裝照片5.2.1 大型塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程1.模具外形尺寸大(2400*1600*1200mm)、體積重(25-40T)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,類似為一個(gè)中等程度的工作母機(jī);2.模具澆注系統(tǒng)為熱流道,需要電加熱;3.型腔、型芯冷卻系統(tǒng)復(fù)雜,型腔與澆注系統(tǒng)的熱流道相互矛盾;4.制品頂出系統(tǒng)復(fù)雜,常用液壓、機(jī)械聯(lián)合頂出,并采用機(jī)械手自動(dòng)取出制品;5.制品尺寸大、澆注系統(tǒng)常為冷、熱流道相結(jié)合;6.構(gòu)成塑料模具零件多達(dá)100件以上,桑塔納轎車模具零件共108件5.2.1 大型塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程汽車保險(xiǎn)杠三維模型5.2.1 大型塑料

16、注射機(jī)注塑合模途中第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程保險(xiǎn)杠注塑成型5.2.1 大型塑料注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程(1)國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的發(fā)展 1、常規(guī)和數(shù)字電動(dòng)注射機(jī) 5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)數(shù)字電動(dòng)注射機(jī)液壓注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程2、聯(lián)動(dòng)注射機(jī)組 兩臺(tái)電動(dòng)單元并聯(lián),實(shí)現(xiàn)大容量產(chǎn)品注射成形,或產(chǎn)品內(nèi)核與外皮不同材料的產(chǎn)品成形。5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程3、低壓注射機(jī) 5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程4、多色多種材料注射機(jī) 多色注射機(jī)有

17、2個(gè)獨(dú)立的水平注射單元組成,即中心注射單元和輔助注射單元。各單元具有獨(dú)立的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 多色注射成型原理 數(shù)字電動(dòng)多色注射機(jī) 5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程(2)數(shù)字注射成形設(shè)備的發(fā)展1、數(shù)字電動(dòng)注塑機(jī)的特點(diǎn)更高的剛度和穩(wěn)定性,減少注塑飛邊2、數(shù)字電動(dòng)注射機(jī)的優(yōu)勢(shì)數(shù)字電動(dòng)注塑機(jī)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),采用計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng),注塑位置準(zhǔn)確度可達(dá)0.01mm;良好的可控性與更好的工藝連續(xù)性,增加可重復(fù)性(位置、周期時(shí)間);數(shù)字電動(dòng)注塑機(jī)非常適合用來制造優(yōu)質(zhì)、薄壁的技術(shù)部件,如移動(dòng)電話或照相機(jī)的機(jī)殼,或聯(lián)接器等。5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)第5章高分子材料成

18、形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程 優(yōu)越的無塵技術(shù)能力(沒有液壓油造成的污染);在CD和DVD生產(chǎn)的新市場(chǎng)以及醫(yī)藥用品的制造方面,都得到了更多應(yīng)用。5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程(3)注射機(jī)敏捷輔助系統(tǒng)1、換模參數(shù)自動(dòng)配置系統(tǒng)(ACM)縮短換模時(shí)間,提高注塑機(jī)生產(chǎn)效率可適應(yīng)不同注塑機(jī)型的初始化配置系統(tǒng)2、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 為適應(yīng)單機(jī)、車間生產(chǎn)監(jiān)控的數(shù)據(jù)輸出接口系統(tǒng)。3、生產(chǎn)管理系統(tǒng)(PMS) 成形條件(工藝參數(shù))管理功能生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能注射機(jī)停機(jī)、成形問題的日值記錄5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程4、方便實(shí)用的智能控制系統(tǒng)伺服電機(jī)的數(shù)字閉環(huán)控制高速工藝過程控制注塑機(jī)狀態(tài)顯示注射機(jī)的輔助設(shè)置伺服電機(jī)的數(shù)字閉環(huán)控制器 5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)第5章高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化精 品 課 程(4)注塑生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備全電動(dòng)注射機(jī)組成的自動(dòng)化車間注塑產(chǎn)品和廢料輸送機(jī)械手注塑產(chǎn)品自動(dòng)輸送設(shè)備(5)現(xiàn)代注塑設(shè)備的研究開發(fā)技術(shù) 1、數(shù)值分析方法的應(yīng)用工藝方案規(guī)劃通過注塑成形過程模擬,優(yōu)化設(shè)計(jì),規(guī)劃模具設(shè)計(jì)參數(shù)和注塑成形工藝參數(shù)。5.2.2 數(shù)字注塑料機(jī)注射機(jī)第5章

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