注射成型工藝專家講座

目標(biāo)和要求：1.了解注塑工藝過程及工藝條件選擇；2.掌握工藝條件對塑件質(zhì)量影響。3.掌握塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性要求。重點(diǎn)難點(diǎn)：難點(diǎn)：工藝條件與各個(gè)原因之間關(guān)系重點(diǎn)：成型時(shí)間成型溫度成型壓力注射成型工藝專家講座第1頁第一節(jié)注射成型原理一、原理

顆粒、粉狀塑料注射機(jī)料筒加熱熔融充模冷卻固化塑件注射成型工藝專家講座第2頁——又稱注射成型(InjectionMolding)，主要用于熱塑性塑料成型，也可用于熱固性塑料成型。注射模塑注射成型工藝專家講座第3頁二、注射成型特點(diǎn)及應(yīng)用

注射成型相對于模壓成型特點(diǎn)：(1)成型周期短，物料塑化在注射機(jī)內(nèi)完成。(2)熱耗量少(3)閉模成型(4)可使形狀復(fù)雜產(chǎn)品一次成型(5)生產(chǎn)效率高，成本低注射成型缺點(diǎn)：(1)不適合用于長纖維增強(qiáng)產(chǎn)品，普通纖維小于7mm(2)模具質(zhì)量要求高注射成型工藝在CM生產(chǎn)中主要代替模壓成型工藝，近年來發(fā)展較快。注射成型工藝發(fā)展較快：自動(dòng)化、高速化、大型化及微型化。

注射成型工藝專家講座第4頁第二節(jié)注射機(jī)與注射成型系統(tǒng)

注射機(jī)是注射成型生產(chǎn)主要設(shè)備，注射成型系統(tǒng)是指注射機(jī)內(nèi)直接用于成型動(dòng)作注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)以及安裝在注射機(jī)上模具。注射成型工藝專家講座第5頁合模單元注射單元一.注射機(jī)主要作用頂件開模與合模動(dòng)作注射結(jié)束，進(jìn)行保壓與補(bǔ)縮在一定壓力和速度下將塑料注入型腔加熱熔融塑料，達(dá)粘流態(tài)注射成型工藝專家講座第6頁二、注射機(jī)規(guī)格注射機(jī)規(guī)格主要用機(jī)器注射量和合模力大小來表示。注射成型工藝專家講座第7頁1.注射量注射機(jī)機(jī)筒內(nèi)柱塞或螺桿在一次注射行程中所能注射出塑料多少（體積或質(zhì)量）。理論注射量：在對空注射條件下，柱塞做一次最大行程時(shí)，注射裝置所能注射出熔體體積。實(shí)際注射質(zhì)量：按85%理論注射量折算聚苯乙烯質(zhì)量。注射成型工藝專家講座第8頁注射機(jī)規(guī)格標(biāo)稱注射量普通是用注射機(jī)對聚苯乙烯塑料理論注射量表示。對其它塑料注射量按照這些塑料密度與聚苯乙烯密度比值進(jìn)行換算。2.合模力注射機(jī)在其工作過程中，鎖緊閉合模腔預(yù)防模腔內(nèi)塑料向外溢出力，合模力大小與注射機(jī)允許成型面積相關(guān)。

V注射量，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)k約為12~15，C安全系數(shù)C=1.1~1.5，Pm模腔平均壓力

注射成型工藝專家講座第9頁按國際規(guī)格要求，注射機(jī)規(guī)格中標(biāo)稱注射量需要用定壓條件下數(shù)值表示。例：XS－ZY125，改寫為XS－ZY125/90它表示這種注射機(jī)在100MPa注射壓力下對聚苯乙烯塑料理論注射量為125cm3，注射機(jī)合模力為900KN。國際規(guī)格優(yōu)點(diǎn)是能夠直觀，簡單用注射量與合模力反應(yīng)出注射機(jī)能力大小，但當(dāng)前國內(nèi)注射機(jī)并沒采取國際規(guī)格標(biāo)注。注射機(jī)還有技術(shù)參數(shù)為：注射壓力，注射行程，注射時(shí)間，螺桿轉(zhuǎn)速，成型面積和裝模尺寸等。注射成型工藝專家講座第10頁二、注射機(jī)分類1.按注射機(jī)大小規(guī)格分：注射成型工藝專家講座第11頁——指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱到達(dá)流動(dòng)狀態(tài)并含有良好可塑性過程。塑化2.注射機(jī)按塑化方式分為：柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)。注射成型工藝專家講座第12頁1).柱塞式注射機(jī)注射成型工藝專家講座第13頁很大一部分壓力用在壓實(shí)固體塑料和克服塑料與料筒摩擦。最大注射量取決于料筒塑化能力（與塑料受熱面積相關(guān)）與柱塞直徑與行程。塑料靠料筒壁和分流梭傳熱，柱塞推進(jìn)塑料無混合作用，易產(chǎn)生塑化不均現(xiàn)象。①塑化不均：②最大注射量受限：③注射壓力損失大：柱塞式注射機(jī)存在缺點(diǎn)：注射成型工藝專家講座第14頁從柱塞開始接觸塑料到壓實(shí)塑料，注射速度逐步增加。⑤易產(chǎn)生層流現(xiàn)象且料筒難于清洗④注射速度不均：柱塞式注射機(jī)存在缺點(diǎn)：注射成型工藝專家講座第15頁合模注射保壓冷卻開模頂件合模注射螺桿預(yù)熱螺桿式注射機(jī)模塑工作循環(huán)螺桿式注射機(jī)優(yōu)點(diǎn)：2）.螺桿式注射機(jī)注射成型工藝專家講座第16頁螺桿式注射機(jī)優(yōu)點(diǎn)：加熱缸內(nèi)材料滯留處少，熱穩(wěn)定性差材料也極少因滯留而分解。由于加熱缸壓力損失小，用較低射出壓力也能成型。成型周期短、效率高，生產(chǎn)過程可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化可成型形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高及帶各種嵌件塑件。借助螺桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，材料內(nèi)部也發(fā)燒，均勻塑化，塑化能力大。注射成型工藝專家講座第17頁螺桿式較柱塞式多一旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，產(chǎn)生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽間產(chǎn)生混煉作用，增加了塑化能力。3）.螺桿式注射機(jī)與柱塞式注射機(jī)比較注射成型工藝專家講座第18頁柱塞式與螺桿式比較使用性能柱塞式螺桿式塑化能力分流錐改進(jìn)塑化能力，塑化能力有限螺桿旋轉(zhuǎn)增大塑化能力塑化均勻性熔體只受推擠，塑化能力差攪拌混合，相當(dāng)均勻注射壓力為螺桿式2-3倍熔體滯留滯留多滯留少分色環(huán)無法利用分色環(huán)經(jīng)過螺桿旋轉(zhuǎn)使顏料分散制品質(zhì)量易變形不易變形，尺寸精度高注射成型工藝專家講座第19頁3.螺桿預(yù)塑柱塞注模式利用螺桿預(yù)塑并采取柱塞進(jìn)行注模，是一個(gè)新型注射成型機(jī)，生產(chǎn)效率很高（最高）。注射成型工藝專家講座第20頁3.按外形可分為：臥式、立式和角式注射機(jī)。注射成型工藝專家講座第21頁三.注射系統(tǒng)1.加料裝置料斗，普通能容納生產(chǎn)1-2h用料量2.機(jī)筒即成型物料塑化室，普通用來加熱熔融物料3.柱塞和分流錐是安裝在柱塞式注射機(jī)機(jī)筒內(nèi)塑化和注射零部件。柱塞直徑普通為20-100mm，表面硬度極高，在機(jī)筒內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。注射成型工藝專家講座第22頁分流錐是安裝在機(jī)筒前端中心部位一個(gè)分流零件。分流原理為：物料在柱塞推擠作用下流經(jīng)分流錐時(shí)，首先會被辟成薄層，而后產(chǎn)生收斂流動(dòng)，首先縮短了機(jī)筒對物料傳熱距離，另首先也使物料在分流錐與機(jī)筒間隙中產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng),提升了物料混合和均化效果。注射成型工藝專家講座第23頁4.螺桿螺桿是螺桿式注射機(jī)主要零部件，它安裝在機(jī)筒內(nèi)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對成型物料輸送、壓實(shí)、塑化和注射等動(dòng)作。注射成型工藝專家講座第24頁5.噴嘴安裝在機(jī)筒前部，其內(nèi)部噴孔是連接機(jī)筒和模具通道，負(fù)責(zé)引導(dǎo)塑料熔體從機(jī)筒進(jìn)入模具。內(nèi)徑普通帶有錐度，且進(jìn)口處大、出口處小，提升熔體流速。通用式噴嘴注射成型工藝專家講座第25頁彈簧針閥式噴嘴1-針閥桿2-噴嘴3-導(dǎo)桿4-彈簧注射成型工藝專家講座第26頁四、合模系統(tǒng)合模系統(tǒng)是注射機(jī)中實(shí)現(xiàn)模具閉合與開開啟作一整套機(jī)構(gòu)裝置。主要有：1.液壓合模系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，能夠適應(yīng)不一樣模具閉合高度，在高度改變時(shí)調(diào)整工作較少。缺點(diǎn)是合模力大時(shí)，油缸和活塞體積龐大，密封困難。2.液壓－機(jī)械式合模系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過液壓力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行開合動(dòng)作，機(jī)械機(jī)構(gòu)含有自鎖功效，合模力可靠。缺點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長度較大3.機(jī)械式合模系統(tǒng)經(jīng)過齒輪或蝸輪蝸桿減速，帶動(dòng)曲臂機(jī)構(gòu)合模，只限于小型機(jī)。注射成型工藝專家講座第27頁一、注射成型生產(chǎn)工藝過程注射過程成型后處理成型前準(zhǔn)備原料檢驗(yàn)、染色和干燥模具清理嵌件預(yù)熱料筒清理退火調(diào)濕第三節(jié)注射成型工藝注射成型工藝專家講座第28頁一）.成型前準(zhǔn)備原料檢驗(yàn)原料染色原料干燥質(zhì)量體積流動(dòng)性水分及揮發(fā)物含量收縮率烘箱干燥紅外線干燥熱板干燥高頻干燥注射成型工藝專家講座第29頁一）成型前準(zhǔn)備1．原料檢驗(yàn)：成型前對原料進(jìn)行外觀和工藝性檢驗(yàn)內(nèi)容：色澤、粘度、均勻性、流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性、收縮率2．干燥處理：除去水分及揮發(fā)物作用：防止制品表面出現(xiàn)銀絲，斑紋和氣泡，高分子物料降解注射成型工藝專家講座第30頁3．嵌件預(yù)熱嵌件：為了滿足裝配和使用強(qiáng)度要求，注射成型是鑲嵌在塑料制品內(nèi)部金屬件注射成型制件冷卻時(shí)，制件與嵌件收縮量不一樣，嵌件周圍會產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，造成嵌件周圍強(qiáng)度下降或出現(xiàn)裂紋，預(yù)熱使得溫度差降低從而內(nèi)應(yīng)力減小注射成型工藝專家講座第31頁4．料筒清洗去除殘余廢料螺桿式機(jī)筒：對空注射法注意：1）若欲換之物料成型溫度高于機(jī)筒內(nèi)物料時(shí)，應(yīng)將機(jī)筒和噴嘴溫度升高到欲換物料最低成型溫度，然后加入欲換物料對空注射。2）若欲換之物料成型溫度低于機(jī)筒內(nèi)物料時(shí)，應(yīng)將機(jī)筒和噴嘴升高到欲換物料最高成型溫度，加入欲換物料對空注射。3）兩種物料成型溫度相差不大時(shí)，無須變更溫度，先用回頭料，再用欲換物料對空注射。4)殘料屬熱敏性塑料時(shí)，應(yīng)從流動(dòng)性好、熱穩(wěn)定性高聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中選擇粘度較高作為過分料對空注射。注射成型工藝專家講座第32頁5．脫模劑選取1）液體石蠟用于聚酰胺2）硬脂酸鋅用于聚酰胺以外塑料3）硅油潤滑效果好，但價(jià)格較貴，使用不便（配甲苯溶液，涂抹干燥）注射成型工藝專家講座第33頁二）.注射過程原料檢驗(yàn)預(yù)處理合模注射裝入料斗保壓脫模裝入嵌件清理料筒清理模具涂脫模劑嵌件清理、預(yù)熱預(yù)塑化塑件后處理冷卻注射成型工藝專家講座第34頁二）、注射過程普通包含加料、塑化、注射充模、冷卻和脫模幾個(gè)步驟1、加料要求：因是間歇過程，需定量（定容）加料，以確保操作穩(wěn)定，塑化均勻，以取得良好塑件過分，熱降解，功率損耗減小，過小，壓力降低，難于補(bǔ)流，出現(xiàn)凹陷，空洞注射成型工藝專家講座第35頁2、塑化概念：指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱到達(dá)流動(dòng)狀態(tài)而且含有良好可塑性過程。要求：到達(dá)要求成型溫度熔料熔點(diǎn)溫度應(yīng)均勻一致能提供足夠數(shù)量蓉融塑料，應(yīng)視塑料特征，以確選擇工藝參數(shù)設(shè)備注射成型工藝專家講座第36頁3、注射概念：指用柱塞或螺桿推進(jìn)塑化后塑料熔體，充滿塑料模型腔，并使熔體在壓力下冷卻凝固定型，直到制品脫模全過程。注射成型工藝專家講座第37頁流動(dòng)情況1)充模階段：從柱塞或螺桿向前推進(jìn)，將熔體射入型腔，直到填滿型腔為止（0~t1）壓力0~p0注射成型工藝專家講座第38頁2)保壓階段：熔體填滿型腔起到柱塞（螺桿）開始后退止，時(shí)間t1~t2，壓力為p0作用：補(bǔ)充因收縮（冷卻）而在模腔中造成空隙使模腔內(nèi)熔體壓力不變，從而提升制品完整性和致密性，降低制品因收縮而造成缺點(diǎn)，保壓力不變，補(bǔ)縮因摩擦不能進(jìn)行注射成型工藝專家講座第39頁3）倒流：從柱塞開始后退起到澆口處熔料凍結(jié)止時(shí)間t2~t3，因柱塞后退因?yàn)樾颓粔毫Υ笥跐茶T系統(tǒng)壓力所以熔體從型腔中倒流，所以型腔壓力從p0減為p3影響原因：保壓時(shí)間時(shí)間短倒流嚴(yán)重時(shí)間長倒流降低，甚至無倒流對制品質(zhì)量影響，p3和溫度決定制品平均收縮率注射成型工藝專家講座第40頁4)澆口凍結(jié)后冷卻t3~t4模腔在密封狀態(tài)下，繼續(xù)冷卻，硬化，定型，同時(shí)開始重新塑化冷卻溫度降低使得制件體積減小，壓力減小，開模時(shí)型腔壓力與大氣壓之差稱為殘余應(yīng)力影響原因：p0大小，保壓時(shí)間長短，冷卻時(shí)間長短殘余應(yīng)力對質(zhì)量影響殘余應(yīng)力大于零，脫模較困難，制品與刮傷或破裂殘余應(yīng)力小于零，制品表面易凹陷，內(nèi)部有真空泡殘余應(yīng)力靠近零，脫模輕易，質(zhì)量好5）脫模注射成型工藝專家講座第41頁三）制品后處理1．原因：塑化、冷卻不均勻造成收縮不均勻，出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力所以在使用中變形開裂2．作用：消除內(nèi)應(yīng)力，改進(jìn)性能，提升尺寸穩(wěn)定性3．方法：1）退火處理：制品在一定溫度下保溫一段時(shí)間后遲緩冷卻介質(zhì)：熱水礦物油，甘油、液體石蠟等溫度達(dá)于使用溫度10到20度小于熱變形溫度10到20度時(shí)間：取決于塑料品種，介質(zhì)溫度、制品形狀、壁厚和精度注射成型工藝專家講座第42頁2）調(diào)濕處理：主要用于聚酰胺類塑料原因：該類塑料脫模時(shí)，高溫下接觸空氣易氧化變色，在空氣中存放或使用時(shí)易吸水膨脹，使精度下降方法：制品脫模后馬上在熱水中處理，以隔絕空氣預(yù)防氧化，消除內(nèi)應(yīng)力，且加緊吸濕平衡，穩(wěn)定制品尺寸溫度100~200度，時(shí)間取決于品種、形狀、厚度和結(jié)晶度大小注射成型工藝專家講座第43頁溫度壓力時(shí)間（成型周期）二、注射成型工藝條件選擇與控制注射成型工藝專家講座第44頁一）、溫度注射成型過程需要控制溫度有料溫和模溫，前者影響塑化和流動(dòng)，后者影響充模和冷卻。1.料溫包含塑化溫度和注射溫度注射成型工藝專家講座第45頁1)料溫對成型工藝影響適當(dāng)料溫：塑化好，粘度減小，流動(dòng)阻力減小，壓力損失減小，熔體在模內(nèi)流動(dòng)充模條件改進(jìn)。料溫太低：不利于塑化，物料粘度升高，流動(dòng)成型比較困難，制品易出現(xiàn)熔結(jié)痕，表面物光澤，缺料。料溫太高：熱降解出現(xiàn)，制品性能降低。注射成型工藝專家講座第46頁2)料溫選擇標(biāo)準(zhǔn)a.制品注射量大于注射機(jī)額定注射量75%或成型物料不預(yù)熱時(shí)，機(jī)筒后段溫度應(yīng)比中止，前段低5-10度。b.機(jī)筒溫度應(yīng)保持在塑料粘流溫度以上和熱分解溫度以下某一個(gè)適當(dāng)范圍。

c.機(jī)筒溫度與注射機(jī)類型及制品和模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相關(guān)。比如：注射同一塑料時(shí)，螺桿式機(jī)筒溫度可比柱塞式低10-20°。對于薄壁制品或形狀復(fù)雜制品，因流動(dòng)較困難或輕易冷卻，應(yīng)選取較高機(jī)筒溫度。反之，應(yīng)選取較低機(jī)筒溫度。注射成型工藝專家講座第47頁d.為了防止成型物料在機(jī)筒中過熱降解，應(yīng)嚴(yán)格控制機(jī)筒最高溫度。e.為了防止流涎現(xiàn)象，噴嘴溫度可略低于機(jī)筒最高溫度。2.模溫指和制品接觸模腔表壁溫度

模具溫度對熔體充型能力及塑件內(nèi)在性能和外觀質(zhì)量影響很大，模溫高低決定于結(jié)晶性有沒有，塑件尺寸和結(jié)構(gòu)，性能要求及其它工藝條件。注射成型工藝專家講座第48頁1)對非結(jié)晶型塑料成型工藝影響模溫升高熔料粘度降低充模能力升高，在實(shí)現(xiàn)順利充模情況下，模溫降低冷卻時(shí)間減小使得生產(chǎn)率升高2)對結(jié)晶型塑料成型工藝及制品性能影響

熔體注入型腔后，當(dāng)溫度降到熔點(diǎn)以下即開始結(jié)晶，模溫高低影響冷卻速度和結(jié)晶速度，從而影響制品性能模溫較高時(shí)，冷卻速度降低，結(jié)晶度升高，硬度升高，剛度升高，耐磨性很好，周期長，收縮率增大，制品發(fā)脆。模溫降低，冷卻速度升高，，結(jié)晶不充分，聚烯烴塑料出現(xiàn)后期結(jié)晶制品后收縮升高，所以，應(yīng)中溫。注射成型工藝專家講座第49頁3)模溫選擇標(biāo)準(zhǔn)a.為了確保制品含有較高形狀和尺寸精度，防止制品脫模后發(fā)生較大翹曲變形，模溫必須低于模具熱變形溫度。b.對于粘度較高塑料應(yīng)采取較高模具溫度，對于粘度較小塑料，應(yīng)采取較低模溫。c.對于厚制品，因充模和冷卻時(shí)間較長，若模溫過低，易產(chǎn)生真空泡和較大應(yīng)力，不宜采取較低模具溫度。d.為了縮短成型周期，確定模具溫度可采取兩種方法，一個(gè)是把模具溫度取得盡可能低，另一個(gè)方法是應(yīng)使模溫保持在比熱變形溫度稍低狀態(tài)下。注射成型工藝專家講座第50頁二）、壓力包含注射壓力，保壓力，背壓力1.注射壓力1)概念螺桿（柱塞）向前移動(dòng)時(shí)，其頭部對塑料熔體施加得力。2)作用

克服熔體從料筒流向型腔流動(dòng)阻力，使熔體含有一定充模速度，對熔體進(jìn)行壓實(shí)，壓力范圍普通在40-200MPa之間。注射成型工藝專家講座第51頁3)選擇標(biāo)準(zhǔn)

a.對于玻璃化溫度和熔體粘度較高塑料，宜用較大注射壓力。b.對尺寸較大，形狀較復(fù)雜或薄壁制品，因流動(dòng)阻力大，也需要較大注射阻力。

c.熔體溫度低時(shí)，注射壓力應(yīng)大些。

d.實(shí)際流動(dòng)比應(yīng)小于熔體在定壓力下流動(dòng)比。流動(dòng)比：指熔體自噴嘴出口處開始，到模具中流至最遠(yuǎn)距離與制品厚度比值，受注射壓力影響。注射成型工藝專家講座第52頁2.保壓力1)概念為了對模腔內(nèi)塑料熔體進(jìn)行壓實(shí)以及為了維持向模腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)料流動(dòng)所需要注射壓力。2)選擇標(biāo)準(zhǔn)保壓力大小取決于模具對熔體靜水壓力，并與制品形狀壁厚相關(guān)。a.對形狀復(fù)雜和薄壁制品，為了確保成型質(zhì)量，采取注射壓力往往比較大，故保壓力可稍低于注射壓力。b.對于厚壁制品，保壓力選擇比較復(fù)雜，這是因?yàn)楸毫Υ髸r(shí)，輕易加大分子取向，時(shí)制品出現(xiàn)各向異性，可使保壓力與注射壓力相等，這時(shí)，制品收縮率減小，尺寸波動(dòng)小。注射成型工藝專家講座第53頁3.背壓力

指螺桿在塑化成型物料時(shí)，其前端聚集熔體對它所產(chǎn)生反壓力。背壓對注射成型影響主要表達(dá)在螺桿對物料塑化效果及其塑化能力方面，有時(shí)也叫塑化壓力。1)作用

背壓升高，驅(qū)除物料中空氣，提升熔體密實(shí)程度，螺桿后退，速度降低，剪切作用升高，摩擦熱升高，熔體溫度升高，塑化效果升高，塑化速度降低，成型周期升高，甚至造成降解。但背壓增大后入不對應(yīng)提升螺桿轉(zhuǎn)速，則熔體在螺桿計(jì)量段，螺槽中將會產(chǎn)生較大逆流和漏流，從而塑化能力下降。注射成型工藝專家講座第54頁2)影響原因塑料品種，噴嘴種類和加料方式，和螺桿轉(zhuǎn)速影響。3)背壓選擇標(biāo)準(zhǔn)a.采取直通結(jié)構(gòu)噴嘴和后加料方式時(shí)，背壓高時(shí)，輕易發(fā)生流涎現(xiàn)象，應(yīng)采取較小背壓；采取閥式噴嘴和前加料方式時(shí)，背壓可取大一些。b.對于熱敏性塑料，為了預(yù)防塑化時(shí)剪切摩擦熱過大引發(fā)熱降解，背壓應(yīng)盡可能取小值；對于高粘度塑料，若背壓大時(shí)，為了確保塑化能力，經(jīng)常會使螺桿傳動(dòng)系統(tǒng)過載，不宜使用較大背壓。c.增大背壓雖可提升塑化效果，但因螺桿后退速度減慢，塑化時(shí)間或成型周期將會延長，應(yīng)盡可能使用較小背壓。普通為2-4MPa。注射成型工藝專家講座第55頁三）、時(shí)間(成型周期)1.概念：完成一次注射成型過程所需時(shí)間

注射時(shí)間充模時(shí)間（柱塞螺桿前進(jìn)時(shí)間）保壓時(shí)間（柱塞螺桿停留在前進(jìn)位置時(shí)間）閉模冷卻時(shí)間（柱塞后撤，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)間均在其中）其它時(shí)間（開模、脫模、涂脫模劑、放嵌件及合模時(shí)間）總冷卻時(shí)間成型周期其中，注射和冷卻時(shí)間是基本組成部分，對質(zhì)量有確定性影響。注射成型工藝專家講座第56頁2.注射時(shí)間指注射活塞開始向前運(yùn)動(dòng)至保壓補(bǔ)縮結(jié)束為止，所經(jīng)歷全部時(shí)間，他長短于塑料流動(dòng)性能，制品幾何形狀和尺寸大小，模具澆注系統(tǒng)形式，成型所用注射速度和其它一些工藝條件等許多原因相關(guān)。包含流動(dòng)充模時(shí)間和保壓時(shí)間。充模時(shí)間較短，普通小于10s，保壓時(shí)間較長20-120s，壁厚可達(dá)5-10min。1)保壓時(shí)間對制品質(zhì)量影響不充分：輕易倒流，模壓下降，使得制品內(nèi)部產(chǎn)生真空泡，表面出現(xiàn)凹陷。足夠長：澆口冷結(jié)，無倒流現(xiàn)象，制品密度增大，收縮小，無缺點(diǎn)。注射成型工藝專家講座第57頁過長：浪費(fèi)時(shí)間，對密度增大沒有幫助。2)保壓時(shí)間選擇通常以塑料制品收縮率最小為保壓時(shí)間最正確值。3.冷卻時(shí)間：指注射結(jié)束時(shí)到開啟模具時(shí)間。1)影響原因熔體溫度、模溫、制品溫度、塑料熱性能、結(jié)晶性能。2)選擇標(biāo)準(zhǔn)脫模時(shí)制品有一定剛度，不因溫度過高而變形、翹曲，同時(shí)盡可能減小冷卻時(shí)間，普通取在30-120s之間。注射成型工藝專家講座第58頁第四節(jié)注射制件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)（一）、注射成型制品工藝性注射制品形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度和表面質(zhì)量要求，與注射成性工藝和模具結(jié)構(gòu)適應(yīng)性。（二）、影響工藝性原因形狀結(jié)構(gòu)2.尺寸大小3.尺寸精度4.表面質(zhì)量引言注射成型工藝專家講座第59頁（三）、制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1.在確保制品使用要求（幾何尺寸、精度、物理力學(xué)性能等）前提下，力爭選取價(jià)格低廉和成型性能很好塑料。2.易成型、應(yīng)力爭使形狀、結(jié)構(gòu)簡單、壁厚均勻3.形狀合理，有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻4.防止顯著各項(xiàng)異性，以免制品翹曲變形5.輔助工作量應(yīng)盡可能少，成型質(zhì)量好，不再機(jī)加工注射成型工藝專家講座第60頁一、制品尺寸精度及表面質(zhì)量（一）制件尺寸及其精度影響原因a塑料流動(dòng)性增大可使制品尺寸增大b注射機(jī)規(guī)格、注射量、合模力、成型面積、模具固定板尺寸選擇方法：在滿足制品使用要求前提下，盡可能結(jié)構(gòu)緊湊，以降低外形尺寸，節(jié)約材料和能耗注射成型工藝專家講座第61頁（二）尺寸精度是指所取得塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸符合程度，即取得塑件尺寸準(zhǔn)確度。1、影響原因（1）成型材料塑料收縮性波動(dòng)、水分、揮發(fā)物含量，原料配置過程，生產(chǎn)批量（2）工藝條件成型溫度、壓力、時(shí)間波動(dòng)引發(fā)收縮量改變注射成型工藝專家講座第62頁（3）制件形狀形狀、壁厚影響成型收縮，脫模斜度影響尺寸精度（4）模具制造精度、磨損程度、結(jié)構(gòu)形狀影響收縮方向性（5）成型后時(shí)效改變后收縮、存放不妥，將產(chǎn)生彎曲、扭曲等變形注射成型工藝專家講座第63頁2、塑件公差尺寸精度確實(shí)定：會依據(jù)教材表3.9（慣用材料模塑件公差等級和選?。┻x擇塑件公差等級模塑件公差代號為MTMT1級精度最高（普通不采?。㎝T8級精度最低注射成型工藝專家講座第64頁注射成型工藝專家講座第65頁注意：公差標(biāo)注，孔其前冠以“+”號軸其前冠以“－”號中心取其半冠以號A項(xiàng)：不受模具活動(dòng)部分影響尺寸公差值B項(xiàng)：受模具活動(dòng)部分影響尺寸公差值注射成型工藝專家講座第66頁公差選擇：a.配合尺寸精度高于非配合尺寸精度b.受收縮波動(dòng)影響，小尺寸易到達(dá)高精度c.不一樣塑料，收縮率改變不一樣，尺寸穩(wěn)定性不一樣，故應(yīng)按P46表4.7選對應(yīng)等級d.未注公差按表中8級精度處理注射成型工藝專家講座第67頁（三）、制品表面質(zhì)量制品表面質(zhì)量包含表面粗糙度和表觀缺點(diǎn)情況（1）表面粗糙度影響原因：原料質(zhì)量、操作水平、模腔表面質(zhì)量制品Ra越低要求模腔表壁越光滑、制造難度越高；普通模腔表面Ra要比塑件Ra低1~2級或?yàn)橹破愤x擇：主要考慮美觀普通為Ra0.02~1.25注射成型工藝專家講座第68頁（2）表面缺點(diǎn)表面缺點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)缺料加大噴嘴孔、流道、澆口截面尺寸，增加澆口數(shù)量，加大冷料穴，擴(kuò)大排氣槽溢料、飛邊模腔需準(zhǔn)確對合，提升模板平行度，確保分型面緊密配合凹陷加大噴嘴孔、流道、澆口截面尺寸，澆口應(yīng)開設(shè)在制品厚壁部位熔解痕加大噴嘴孔、流道、澆口截面尺寸，澆口應(yīng)盡可能開設(shè)在熔解痕部位，制品壁厚不宜太小注射成型工藝專家講座第69頁降解脆化加大分流道、澆口截面尺寸，制品壁厚不得太小，制品應(yīng)有加強(qiáng)肋，輪廓過渡處應(yīng)為圓角物料變色應(yīng)有恰當(dāng)合理排氣結(jié)構(gòu)，加大噴嘴孔、流道、澆口截面尺寸銀紋加大流道、澆口截面尺寸，加大冷料穴，減小模腔表壁粗糙度，制品壁厚壁不宜太小翹曲改變澆口尺寸，保持頂出力平衡，增大頂出面積制品粘模減小模腔表壁粗糙度，減小澆口截面尺寸，增設(shè)輔助澆口尺寸不穩(wěn)定提升模腔尺寸精度，頂出力應(yīng)均勻穩(wěn)定，澆口、流道位置和尺寸應(yīng)恰當(dāng)合理注射成型工藝專家講座第70頁二、制件形狀結(jié)構(gòu)（一）、總體結(jié)構(gòu)要求：內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能確保有利于成型。防止出現(xiàn)側(cè)向凸凹。注射成型工藝專家講座第71頁注射成型工藝專家講座第72頁注射成型工藝專家講座第73頁（二

）.脫模斜度為了便于塑件脫模，預(yù)防脫模時(shí)擦傷塑件，必須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠斜度α，在模具上稱為脫模斜度。脫模斜度取決于塑件形狀、壁厚及塑料收縮率，普通取30′～1°30′。注射成型工藝專家講座第74頁脫模斜度方向內(nèi)形以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取得外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得注射成型工藝專家講座第75頁脫模斜度設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)：在不妨礙塑件使用前提下，脫模斜度可取大些。塑料強(qiáng)度越大或收縮率越大，冷卻后對模具包緊力就越大，脫模斜度應(yīng)取大些。塑件形狀復(fù)雜不易脫模，選取較大斜度。塑件尺寸較大時(shí)可設(shè)較小脫模斜度，尺寸小于2－3mm時(shí)，可不設(shè)斜度。因收縮原因，外表面斜度可比內(nèi)表面斜度小些。注射成型工藝專家講座第76頁脫模斜度設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)：含潤滑劑塑料采取較小脫模斜度從留模方位考慮:留在型芯，內(nèi)表面脫模斜度﹤外表面留在型腔，外表面脫模斜度﹤內(nèi)表面制品上帶有雕刻花紋或標(biāo)識符號時(shí)，也應(yīng)帶有脫模斜度。注射成型工藝專家講座第77頁注射成型工藝專家講座第78頁（三）制品壁厚普通來講，在滿足使用要求前提下，制品壁厚應(yīng)盡可能小。制品壁厚增大，材料消耗增大，成本增大，冷卻時(shí)間增大，使得周期變長以產(chǎn)生凹陷，縮孔夾心，強(qiáng)度降低，其流動(dòng)阻力增大，不易成型。選擇：熱塑性制品最小壁厚普通為1-5mm可查品種和外形尺寸、流動(dòng)性與壁厚關(guān)系表塑件壁厚設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：滿足成型時(shí)熔體充模所需壁厚確保貯存、搬運(yùn)過程中強(qiáng)度所需壁厚制品連接緊固處、嵌件埋入處等含有足夠厚度能承受推出機(jī)構(gòu)等沖擊和振動(dòng)滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚注射成型工藝專家講座第79頁注射成型工藝專家講座第80頁注射成型工藝專家講座第81頁（四）、塑件加強(qiáng)筋⑴加強(qiáng)筋作用：它能提升制件強(qiáng)度、預(yù)防和防止塑料變形和翹曲。高度h小于三倍壁厚，脫模斜度取2-5度，R大于0.25壁厚，b等于（0.5-0.7）倍壁厚注射成型工藝專家講座第82頁（2）加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)a.筋方向應(yīng)與物料充填方向一致，不然，將因筋干擾而出現(xiàn)成型缺點(diǎn)。b.多設(shè)一些高度較低筋代替較高筋，也就是筋高度不應(yīng)太高。c.加強(qiáng)筋中心矩應(yīng)大于兩倍壁厚。d.使各條筋排列相互錯(cuò)開，以預(yù)防因收縮不均勻引發(fā)制品破裂。e.各筋厚度應(yīng)盡可能相同或相近，可預(yù)防因熔體流動(dòng)局部集中而引發(fā)縮孔和氣泡。注射成型工藝專家講座第83頁注射成型工藝專家講座第84頁注射成型工藝專家講座第85頁注射成型工藝專家講座第86頁（五）增強(qiáng)結(jié)構(gòu)1）原因：①一些結(jié)構(gòu)不許有加強(qiáng)筋或加強(qiáng)筋效果不理想。②塑件在較高溫度下取出后，將發(fā)生較大變形，須設(shè)防變形結(jié)構(gòu)。2）方法：

①邊緣加強(qiáng)注射成型工藝專家講座第87頁②底面加強(qiáng)③側(cè)壁加強(qiáng)注射成型工藝專家講座第88頁（六）.塑件支承面通常塑件普通不以整個(gè)平面作為支承面，而是以底腳或邊框?yàn)橹С忻?。注射成型工藝專家講座第89頁支承面結(jié)構(gòu)形式注射成型工藝專家講座第90頁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)a.不宜采取大平面作支承面，原因是不宜作平，而是因?yàn)椴灰字危胀ú扇〉捉侵位蜻吙蛑?。注射成型工藝專家講座第91頁b.當(dāng)制品支承面附近有加強(qiáng)筋時(shí)，筋頂部應(yīng)比支承面向內(nèi)

低0.5mm以上。注射成型工藝專家講座第92頁在滿足使用要求前提下,制件全部轉(zhuǎn)角盡可能設(shè)計(jì)成圓角，或者用圓弧過渡。（七）.圓角⑴圓角作用：圓角可防止應(yīng)力集中，提升制件強(qiáng)度圓角可有利于充模和脫模圓角有利于模具制造，提升模具強(qiáng)度注射成型工藝專家講座第93頁⑵圓角確實(shí)定：內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)為壁厚二分之一外壁圓角半徑可為壁厚1.5倍普通圓角半徑不應(yīng)小于0.5mm壁厚不等兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi)、外圓角半徑理想內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚1/3以上注射成型工藝專家講座第94頁（八）.塑件上孔（槽）1、塑件孔三種成型加工方法：直接模塑出來模塑成盲孔再鉆孔通塑件成型后再鉆孔2、孔對成型工藝影響①使熔體流動(dòng)困難（型芯作用）②孔對周圍易產(chǎn)生熔接痕（型芯），使強(qiáng)度降低③復(fù)雜孔使模腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難。注射成型工藝專家講座第95頁3、孔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1）.孔間距應(yīng)大于2倍以上孔徑?？椎街破愤吘壘嚯x應(yīng)大于3倍孔徑。（2）.孔周圍要增強(qiáng)壁厚，以確保制品強(qiáng)度和剛度。注射成型工藝專家講座第96頁（3）孔徑應(yīng)為軸徑1.2-1.4倍，裝配后留一定間隙，以免產(chǎn)生熱應(yīng)力。（4）盲孔只能用一端固定型芯成型，假如孔徑較小但深度較大時(shí)，成型時(shí)因熔體流動(dòng)不平衡易使型芯彎曲或折斷。d<1.5mm,h<=2dd=1.5-5.0mm,h<3dd=5.0-10.0,h<4d注射成型工藝專家講座第97頁（5）通孔軸線與開模方向一致時(shí)，可由一端固定型芯來成型。對于較深通孔，可采取對接型芯成型。注射成型工藝專家講座第98頁（6）對于孔軸線與開模方向不一致或形狀復(fù)雜孔，可采取拼合型芯來成型。注射成型工藝專家講座第99頁注射成型工藝專家講座第100頁（九）側(cè)孔和側(cè)凹1、側(cè)凹設(shè)計(jì)①盡可能采取較淺側(cè)凹，以強(qiáng)制脫模應(yīng)用軟塑料制品，如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛。②對于較深側(cè)凹，可利用瓣合式模具，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。2、側(cè)孔設(shè)計(jì)

①可采取側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，但模具復(fù)雜。②盡可能改進(jìn)側(cè)孔結(jié)構(gòu)。注射成型工藝專家講座第101頁注射成型工藝專家講座第102頁注射成型工藝專家講座第103頁（十）螺紋注射成型螺紋方法1、塑件上螺紋普通可在注射成型時(shí)直接取得。批量小時(shí)可采取后續(xù)機(jī)加工成形，對于經(jīng)常裝拆和受力較大螺紋，應(yīng)采取金屬螺紋嵌件。2、注射成型時(shí)，塑件上螺紋直徑普通大于2mm，精度不超出IT7級，并選取較大螺距，直徑較小時(shí)應(yīng)防止選取細(xì)牙螺紋，螺紋直徑小于2mm時(shí)，可采取金屬螺紋嵌件。3、螺紋最外圈在使用時(shí)易產(chǎn)生變形或崩裂，故螺牙應(yīng)圓弧過渡，始端和末端不應(yīng)突然開始和結(jié)束，應(yīng)有一段過渡。注射成型工藝專家講座第104頁4、塑料螺紋與金屬螺紋配合長度應(yīng)小于螺紋直徑1.5倍，不然塑件上螺紋會損壞。5、在同一螺紋型芯或螺紋型環(huán)上有前后兩段螺紋時(shí)，應(yīng)使兩段螺紋旋向相同，螺距相等。不然無法從整體型芯或型環(huán)上脫模。6、瓶蓋類零件，可采取強(qiáng)制脫模使模具結(jié)構(gòu)簡單。注射成型工藝專家講座第105頁十一、嵌件1、概念：在塑料制品內(nèi)，與塑料形成不可拆整體零件。2、作用①提升制品強(qiáng)度剛度（螺紋）②滿足一些特殊使用要求（導(dǎo)電、導(dǎo)磁、抗磨）③確保制件精度和尺寸穩(wěn)定性

注射成型工藝專家講座第106頁3、嵌件形式（a）螺紋嵌件注射成型工藝專家講座第107頁（b）圓柱形金屬嵌件和圓筒形金屬嵌件注射成型工藝專家講座第108頁（c）片狀和針狀嵌件注射成型工藝專家講座第109頁（d）細(xì)桿狀嵌件和（e）有機(jī)玻璃表殼中加入黑色ABS塑料非金屬嵌件注射成型工藝專家講座第110頁e.設(shè)計(jì)比較合理嵌件形狀，確保嵌件與塑料之間含有牢靠連接。f.應(yīng)設(shè)計(jì)嵌件在模具內(nèi)定位結(jié)構(gòu)。注射成型工藝專家講座第111頁a.嵌件材料與塑料膨脹系數(shù)應(yīng)盡可能靠近。b.嵌件不能帶尖角。嵌件周圍塑料層不能太薄4、設(shè)計(jì)嵌件標(biāo)準(zhǔn)注射成型工藝專家講座第112頁c.多嵌件在制品中放置應(yīng)盡可能對稱。d.嵌件上應(yīng)設(shè)計(jì)止轉(zhuǎn)止退結(jié)構(gòu)，以防受力時(shí)出現(xiàn)嵌件轉(zhuǎn)動(dòng)與拔脫。板片形嵌件