高分子加工學(xué)注射成型PPT

1、關(guān)于高分子加工學(xué)注射成型第一張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注射成型在塑料加工中的地位能成型外形復(fù)雜、尺寸精度高的制品能成型帶有嵌件的制品成型周期短，成型時(shí)間：幾秒幾分鐘適應(yīng)性強(qiáng)，制品重量：1 g以下幾十Kg生產(chǎn)效益高容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化第二張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)濟(jì)而先進(jìn)的加工方法產(chǎn)量占塑料總量的30%從品種上看，比重更大可用于制備工程塑料制造工業(yè)配件，儀表零件，殼體適合大、中、小型的企業(yè) 第三張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注射成型加工的歷史1845 第一次加工賽璐珞1919 醋酸纖維，進(jìn)一步發(fā)展1926 用壓縮空氣作動(dòng)力1930 電力作動(dòng)力193

2、6 出現(xiàn)了帶分流梭的柱塞式注射機(jī)1940 用螺桿的直接注射法1956 第一臺(tái)往復(fù)螺桿注射機(jī)（現(xiàn)代注射機(jī)）第四張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5.2.1 注射成型設(shè)備 注射機(jī)的基本作用塑化、注射塑化：加熱物料使其達(dá)到熔融狀態(tài)，進(jìn)一步混合 物料使其達(dá)到均勻混合狀態(tài)。注射：對(duì)熔融物料施加高壓，使其射出而充滿模 具型腔。 注射機(jī)組成注射系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和塑模第五張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月圖5-61 移動(dòng)螺桿式注射機(jī)1動(dòng)模板 2注射模具 3定模板 4噴嘴 7注射油缸 12頂出桿（銷） 13鎖模油缸 常用注射機(jī)類型：柱塞式注射機(jī)單螺桿定位預(yù)塑注射機(jī) 移動(dòng)螺桿式注射機(jī)圖5-61 移動(dòng)

3、螺桿式注射機(jī)第六張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 C.移動(dòng)式（往復(fù)）螺桿注射機(jī)單料筒，單螺桿，螺桿可前后移動(dòng)與B.類比較,預(yù)塑效果相當(dāng)；與A.比較,塑化效果好,大注射量螺桿傳動(dòng)部分復(fù)雜 A.柱塞式注射機(jī) 單料筒，單柱塞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單塑化不均勻，注射壓力損耗大，注射速度不均勻。 B.單螺桿定位預(yù)塑注射機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙料筒，單螺桿，單柱塞預(yù)塑均勻，注射壓力穩(wěn)定，加料量大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作困難第七張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(1) 注射系統(tǒng) 柱塞式和移動(dòng)螺桿式注射機(jī)的作用原理大致相同 作用: 使物料塑化、混勻，在高壓下將其注入模具。 注射系統(tǒng)包括加料裝置、料筒、螺桿（柱塞式注射機(jī)則為柱塞

4、和分流梭）及噴嘴等部件。 第八張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月加料裝置 必備：錐形料斗， 可加定量、定容加料裝置，自動(dòng)上料裝置。料筒柱塞與分流 柱塞為一根堅(jiān)硬的金屬圓棒，其作用：將注射油缸的壓力傳給物料，并使熔料注射入模具。 分流梭裝在料筒前的中心部分，是兩端錐形的金屬圓錐體，形如魚雷，也叫魚雷頭。第九張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月分流梭作用：將料筒內(nèi)流經(jīng)該處的熔料成為薄層，使塑料流體產(chǎn)生分流和收斂流動(dòng)，以縮短傳熱導(dǎo)程，有利于減少或避免塑料過(guò)熱而引起的熱分解，并提高塑化質(zhì)量。 螺 桿 柱 塞 分流梭柱塞式注射機(jī) 單螺桿式定位注射機(jī) 移動(dòng)螺桿注射機(jī) 第十張，PPT共五十二頁(yè)

5、，創(chuàng)作于2022年6月 螺桿 作用: 對(duì)物料進(jìn)行輸送、壓實(shí)、塑化和施壓A螺桿在注射過(guò)程中的運(yùn)轉(zhuǎn)步驟將料斗的物料卷入料筒,螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),后移(同時(shí)進(jìn)行)料筒中的物料達(dá)到注射量時(shí)，螺桿停轉(zhuǎn)，停移螺桿將熔料注入模具時(shí)，螺桿在不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，作軸向向前運(yùn)動(dòng)。 注射 大徑移 軸向移動(dòng) 保壓 小徑移 軸向移動(dòng)(基本不動(dòng)，略有調(diào)整)第十一張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月B注射螺桿的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)與擠出機(jī)基本相同，技術(shù)要求偏低。運(yùn)轉(zhuǎn)中既有徑向運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng))，又有軸向的位移。螺槽較深頭部錐形。頭部可帶止逆環(huán) 第十二張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月圖5-65 注射用螺桿結(jié)構(gòu)示意圖C螺桿分為三段 送料段作用

6、： 使物料受熱、前移物料狀態(tài)：固體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：螺距等距等深長(zhǎng)度： 1/2第十三張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 壓縮段(熔化段)，螺桿中部作用：使物料受熱、前移；使物料軟化，熔融；排氣物料狀態(tài)：逐漸熔融結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：螺槽逐漸變?。u變），有擠壓作用長(zhǎng)度： 1/4 均化段（計(jì)量段）作用： 與送料段相同；使熔體均勻；使熔體定量、定壓由噴 咀射出物料狀態(tài)：熔融狀態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：等距等深，螺距比前兩段小(熔化后體積比原料小)長(zhǎng)度： 1/4第十四張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 D注射螺桿的重要參數(shù)長(zhǎng)徑比： L/D=1620壓縮比：25 嚴(yán)格定義：螺桿的加料段，第一個(gè)螺槽的容積與螺桿的均化段最

7、后一個(gè)螺槽的容積之比。第十五張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月噴嘴 聯(lián)接料筒和模具的過(guò)渡部分直通式自鎖式杠桿針閥式（外鎖式）樹脂熔融粘度高 直通式噴咀熔融粘度低 自鎖式或杠桿式第十六張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2） 鎖模系統(tǒng)作用：鎖合模具，啟閉模具，頂出制件鎖模力模腔壓力閉模：先快后慢。開模：先慢后快(粘接力大，須慢慢開啟) 鎖模力(F)的大小決定于注射壓力(p)和與施壓方向成垂直的制品投影面積(A)的乘積，即 （5-44）第十七張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月常用的啟閉模具和鎖模機(jī)構(gòu)有三種型式: 機(jī)械式 液壓式 液壓機(jī)械組合式第十八張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作

8、于2022年6月 A機(jī)械式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造，維修容易缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)時(shí)負(fù)荷大，受沖擊振動(dòng)大適用范圍：小型機(jī) B液壓式優(yōu)點(diǎn)：壓力大，工作平穩(wěn)。缺點(diǎn)：系統(tǒng)功率大，設(shè)備昂貴。適用范圍：大型機(jī)。 C液壓、機(jī)械組合式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：液壓操縱連桿和曲肘撐桿結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：符合閉模先快后慢，開模先慢后快，鎖模力大缺點(diǎn)：調(diào)模難，易磨損適應(yīng)范圍：中大型，普遍采用第十九張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(3) 注塑模具(模具) 1用作推頂脫模板的孔 2脫模板 3脫模桿 4承壓柱 5后夾模板 6后扣模板 7回頂桿 8導(dǎo)合釘 9前夾模板 10陽(yáng)模 11陰模 12分流道 13主流道襯套 14冷料井 15澆口 16型腔 17冷

9、卻劑通道 18前扣模板 19模具分型面 20后扣模板 21承壓板 22制品 23分流道贅物 24主流道贅物 典型注射模具結(jié)構(gòu)示意圖 模具在注射成型中賦予塑料一定形狀和尺寸的部件模具由澆注系統(tǒng)、成型部件和結(jié)構(gòu)零件三大部分組成 第二十張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(3) 注塑模具模具特點(diǎn)：形狀復(fù)雜，加工光潔度和精度要求高按運(yùn)行特點(diǎn)分：定模和動(dòng)模。從作用功能分：澆注系統(tǒng)：主流道、分流道、冷料穴、澆口等型腔成型系統(tǒng)：型腔、型態(tài)、陰模、陽(yáng)模、成型桿 排氣孔結(jié)構(gòu)零件：用于導(dǎo)向、抽芯、脫模、分型各種零件，包括前 后夾模板、前后扣膜板、承壓板、承壓柱、導(dǎo)向 板、脫模板、脫模桿、加程桿等。冷卻裝置：

10、在陰、陽(yáng)模中設(shè)置冷卻介質(zhì)流動(dòng)的通道第二十一張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月典型的塑模結(jié)構(gòu) 主流道：噴咀至型腔或分流道的一段通道冷料穴：主流道末端的一個(gè)空穴分流道：多槽模中連接主流道和各個(gè)型腔的通道澆口：連接主流道(或分流道)與型腔之間的通道, 澆口小，提高沖模速度，防倒流。型腔：模具中成型塑料制品的空間陰模（凹模）：構(gòu)成制品外形的成型零件。陽(yáng)模（凸模）：構(gòu)成制品內(nèi)部形狀的成型零件 排氣孔：用于排除熔料中的氣體冷卻裝置：冷水，熱水，熱油，蒸汽第二十二張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注射的工藝參數(shù)、技術(shù)參數(shù)和型號(hào)的表示法 工藝參數(shù)：以數(shù)量的形式反映注射機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工藝條件（可調(diào)

11、，可選擇）。技術(shù)參數(shù)：反映注射機(jī)的性能，作為設(shè)計(jì)制造的依據(jù)，便于用戶合理使用（不可調(diào)，不可選擇）。注意：工藝參數(shù)和技術(shù)參數(shù)的區(qū)別和聯(lián)系。 如注射量既是工藝參數(shù)又是技術(shù)參數(shù)。 技術(shù)參數(shù)通常用工藝參數(shù)上限或下限來(lái)表示。第二十三張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注射機(jī)型號(hào)的表示法A國(guó)外的： 廠家專用代號(hào)：鎖模力(改進(jìn)型號(hào))，如N400AV N表示日本日精株式會(huì)社（Wikka）專用代號(hào)，400鎖模力，AV改進(jìn)型號(hào)B.國(guó)內(nèi)的 按輕工部標(biāo)準(zhǔn) SZ額定注射量/鎖模力, 如SZ60/40 額定注射量60 cm3, 鎖模力40噸第二十四張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5.2.2 注射成型原理從

12、工藝操作看，實(shí)質(zhì)是塑化過(guò)程 ，流動(dòng)與冷卻過(guò)程注射過(guò)程原理是研究注射機(jī)在傳熱和傳質(zhì)的過(guò)程以及流體的流動(dòng)狀態(tài)，混合狀態(tài)，得到注射機(jī)的工藝參數(shù)與制品質(zhì)量的相互關(guān)系，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。熱塑性塑料的注射過(guò)程包括加料、塑化、注射充模、冷卻固化和脫模等幾個(gè)步驟第二十五張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）塑化過(guò)程原理物料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱，混合之后，達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)，具有良好的可塑性，均勻性的全過(guò)程。熱均勻性 塑化量 指單位時(shí)間內(nèi)注射機(jī)熔化物料的質(zhì)量（5-49） 料溫分布 第二十六張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(2) 注射流動(dòng)過(guò)程原理 用柱塞或螺桿的推動(dòng)將具有流動(dòng)性和溫度均勻的塑料熔體注入模具，

13、充滿模具型腔。物料在注射機(jī)料筒中的流動(dòng) 塑料受壓和受熱時(shí)，首先由壓力將粒狀物壓成柱狀固體，而后在受熱中，逐漸變成半固體以至熔體。物料在噴嘴中的流動(dòng) 噴嘴是料筒與模具之間的連接件，充模時(shí)熔體流過(guò)噴嘴孔時(shí)會(huì)有較多壓力損失和較大溫升。 物料在注射模腔內(nèi)的流動(dòng) 塑料熔體進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)情況均可分為充模、保壓、倒流和澆口凍結(jié)后的冷卻四個(gè)階段。 第二十七張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月圖5-78 不同充模速率的熔體流動(dòng)情況 (a) 慢速注射 （b）高速注射 第二十八張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月流動(dòng)和冷卻過(guò)程分成充模、保壓、倒流、冷卻四個(gè)階段注射機(jī)基本操作程序(a) 加料塑化 （b）

14、注射充模 （c）保壓固化 （d）脫模 第二十九張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月流動(dòng)和冷卻過(guò)程A充模階段物料狀態(tài)：熔體熔體的流動(dòng)特征：以注射速度流動(dòng)模腔壓力開始小，結(jié)束最大B保壓階段（壓實(shí)階段）物料狀態(tài)：熔體熔體流動(dòng)特征：基本靜止,少量熔體繼續(xù)流入(補(bǔ)縮)模腔壓力，基本不變第三十張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月流動(dòng)和冷卻過(guò)程C倒流階段物料狀態(tài)：大部分是烘干熔體，澆口處變成固體熔料狀態(tài)：基本靜止，但有倒流現(xiàn)象。模腔壓力：開始下降，保壓時(shí)間長(zhǎng)，倒流消除； 噴咀中帶有止送閥，避免倒流； 倒流階段在兩種情況下不存在： 保壓階段長(zhǎng)，澆口凍結(jié) 噴咀帶有止逆閥 第三十一張，PPT共五十二頁(yè)

15、，創(chuàng)作于2022年6月流動(dòng)和冷卻過(guò)程D凍結(jié)后冷卻階段物料狀態(tài)：從熔體變成固體熔體流動(dòng)特征：仍有少量在流動(dòng)模腔壓力，不斷下降，結(jié)束，留殘余壓力第三十二張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5.2.3 注射成型工藝及控制 粒狀熱塑性塑料干燥和預(yù)熱注射機(jī)料筒清洗加料塑化加料嵌件的預(yù)熱塑化注射充模凝封保壓退柱塞或螺桿冷卻固化注射制品脫模 注射成型工藝流程圖 后處理第三十三張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）注射成型的工藝操作過(guò)程設(shè)定各個(gè)溫度控制溫度各個(gè)溫度區(qū)通電加熱加熱預(yù)塑 送料，物料熔融，螺桿后退。合模與鎖緊 開始低壓快速，縮短合模周期；將閉合時(shí)，低壓低速；注射裝置前移 使噴咀與空模

16、板, 模具或流道口貼緊 注射第三十四張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注射成型的工藝操作過(guò)程保壓 壓實(shí)、補(bǔ)充模具內(nèi)物料，可防止物料倒流， 螺桿或柱塞在注射完畢后，繼續(xù)對(duì)熔體保持一定壓力。制品冷卻 由外至內(nèi)冷卻 冷卻過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行另一過(guò)程，加熱預(yù)塑注射裝置后退 避免噴咀出現(xiàn)冷料。開模， 頂出制品 重復(fù)第4步驟：制備下一個(gè)制品第三十五張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2） 注射成型工藝成型前的準(zhǔn)備 易吸濕塑料，如PC,NY等需干燥注射過(guò)程 加料、塑化、注射充模、保壓、冷卻固化和脫模等幾個(gè)工序 制件的后處理 注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚愿纳坪吞岣咧萍男阅?/p>

17、及尺寸穩(wěn)定性。后處理主要指退火、調(diào)濕處理和二次加工等。 第三十六張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3） 注射成型工藝條件及控制溫度 老式機(jī)只有料筒三段溫度A料筒溫度（T低）（高） 流動(dòng)T分解T 流動(dòng)T 粘流Tf（無(wú)定形） 熔點(diǎn) （結(jié)晶聚合物）料口末端溫度比流動(dòng)T稍低 易降解的聚合物，嚴(yán)格控制最高T第三十七張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月B噴咀T控制原則：噴咀大，模具小，略低料筒的最高T。 反之，高于.C模具T 低于樹脂的Tg和Tm.。控制原則：具體問(wèn)題具體分析盡可能低無(wú)定形樹脂，熔融T，模具T，反之亦然。結(jié)晶性樹脂，通過(guò)理解冷卻速率對(duì)結(jié)晶的影響，去把握模具的控制。第三十八張

18、，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月壓力A背壓（塑化壓力）定義：在預(yù)塑階段（即螺桿后退時(shí)），物料對(duì)螺桿頭部新產(chǎn)生的壓應(yīng)力（壓強(qiáng)）Mpa。 保證質(zhì)量前提下，背壓越低越好B注射壓力定義：柱塞或螺桿頂部對(duì)塑料所施加的壓力調(diào)高P有利：收縮率，尺寸穩(wěn)定性好調(diào)高P不利：溢邊，脹模，壓力波動(dòng) P過(guò)低：充模不足C. 保壓壓力 與注射壓力類似第三十九張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注射速率q（速度） ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)柱塞或螺桿移動(dòng)的距離（cm/s） q： 單位時(shí)間內(nèi)注射塑料的量（cm3/s或g/s)調(diào)高 有利：充模時(shí)壓力，流動(dòng)長(zhǎng)度。調(diào)高不利：溢邊，飛邊，脹模。過(guò)低：質(zhì)量不均勻，不密實(shí)。第四十張，PPT

19、共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注射時(shí)間（ 成型周期） 定義：完成一次注塑過(guò)程所需的時(shí)間A.注射成型循環(huán)周期 ，產(chǎn)率總的控制原則：盡可能縮短注射成型循環(huán)周期。 注射時(shí)間（充模時(shí)間）一般為010s 保壓時(shí)間 閉模冷卻時(shí)間 總冷卻時(shí)間 其它時(shí)間 (開模、脫模、涂拭脫模劑、安 放嵌件和閉模等時(shí)間)有的注射時(shí)間定義時(shí)，沒(méi)包括保壓時(shí)間，而有的包括了保壓時(shí)間。第四十一張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注射成型周期圖 第四十二張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月B注射時(shí)間（充模時(shí)間）定義：螺桿或柱塞完成一次注射行程時(shí)所需的時(shí)間 作用和控制原則：與注射速率相反C保壓時(shí)間t不足，熔料會(huì)從膜腔中倒流

20、，使模內(nèi)壓力下降，以致制品出現(xiàn)凹陷，縮孔。在澆口熔體封凍前，t有影響；封凍后，t無(wú)影響D冷卻時(shí)間長(zhǎng)，避免制品在脫模時(shí)變形，但產(chǎn)率 短，脫模難第四十三張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 為什么說(shuō)在注射機(jī)上，確定了注射速度和注射時(shí)間之后，就能相應(yīng)地確定注射速率和注射量？ qj=100D2sj/4 qj=Qj/j qj注射速率 j注射速度 Qj注射量 j注射時(shí)間第四十四張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）制件的后處理 結(jié)構(gòu)零件，高精度零件，大而薄的制品，要后處理退火處理目的：消除自然降溫存在的不良現(xiàn)象 不良現(xiàn)象：外觀出現(xiàn)銀紋，變形開裂 ；性能下降退火的工藝：制品在恒溫介質(zhì)中靜置一段時(shí)間熱變形溫度：馬丁耐熱溫度 維卡耐熱溫度 T處于TgTf，仍處于固體第四十五張，PPT共五十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月退火的實(shí)質(zhì)調(diào)濕處理 尼龍的特點(diǎn)：吸水膨脹，