塑料成型加工实用技术讲座（第三讲）——注射成型工艺对制品质量的影响.docVIP

塑料成型加工实用技术讲座（第三讲）——注射成型工艺对制品质量的影响 李海梅,等:注射成型工艺对制品质量的影响 塑料成型加工实用技术讲座(第三讲) 注射成型工艺对制品质量的影响 李海梅高峰申长雨 (郑州大学橡塑模具国家工程研究中心,郑州450002) 摘要介绍注射成型工艺对制品质量的影响.指出注塑工艺参数主要有温度,压力,时间三类.对不同的塑料 原料,模具结构,工艺参数的选择各不相同,且各工艺参数对制品质量的影响也有较大区别.在塑料原材料,模具结 构一定的情况下,注射成型工艺参数的选取,设定对制品质量的作用显着.并指出了注射成型工艺参数的合理选用 原则以及如何用P关系曲线对工艺参数进行优化. 关键词注射成型工艺参数成型质量P关系曲线 在注塑制品的生产中,制品的质量与原材料及成型设备 的选择,成型工艺,模具条件,环境状况等密切相关.但是当 塑料原料,模具结构(制品结构,形状),注塑机确定后,制品 的质量主要取决于注塑工艺过程,即注塑生产各工艺参数的 确定是否合适.如加工精密小模数齿轮,成型工艺对制品尺 寸稳定性的影响高达60%…,文献[2～10]用不同方法研究 了注塑工艺过程中各个参数对制品质量的影响,得到一致的 结论是:合理控制注射成型过程中的各相关参数能明显提高 注塑制品的质量. 笔者介绍注射成型工艺过程及其主要的工艺参数,注射 成型工艺参数对制品质量的影响,并以P关系曲线为例 说明确定合理工艺参数的方法和步骤. 1注射成型工艺及其参数 完整的注射成型工艺过程包括:成型物料准备(预处 理),注塑机成型,成型后制品的热处理和调湿处理(后处 理)三个阶段.其中,第二个阶段,即注塑机成型是决定制品 质量的关键.这个阶段可分为物理塑化,制品定型两个方 面. 1.1成型装备 注塑模具和注塑机是注射成型的主要装备. (1)注塑模具 注塑模具是通过装配形成的空腔(一个或多个),用来 成型制品所需的形状,生产塑料零件或产品的一种装置.模 具安装在注塑机上,并按如下时间顺序充填型腔:合模一注 射(热的,近乎流动的)塑料进入型腔一模塑成型(保持合模 状态,直到塑料冷却至能被顶出时为止)一开模一顶出塑料 制品,见图1. (2)注塑机 注射成型所用的注塑机由四个作用不同的基本单元组 成:即合模机构,塑化装置,注塑装置及控制系统. 1.2成型周期 在注塑机上成型制品是一周期过程.每成型一个制品, 注塑机注射装置,锁模装置的各运动部件按预定的顺序依次 动作一次,因此,注射成型过程中各成型步骤的时间顺序, (1)充填阶段;(2)后充填阶段;(3)开模状态 1一循环开始;2一浇口开始注射的时刻;3一充填/保压的控制开关; 4一型腔完全充满;5一保压压力释放;6一脱模控制开关; 7一模具打开;8一模具关闭;开始下一循环 图1注射成型的控制循环周期 合模力,注塑压力和物料所经受的温度与压力变化均具有循 环重复的周期性特点.为便于对注射成型过程进行分析,可 将组成成型周期的各部分时间,按其在成型过程中的作用划 分为成型时间和辅助操作时间两大部分.前者是指熔体进 入模具,充满型腔赋形和在型腔内冷凝定型所需的全部时 间;后者是指在总周期时问内除成型时问外的其余时问,通 常包括启,闭模和顶出制品的动作时间,以及安放嵌件,涂脱 模剂和取出制品等的辅助操作时间. 1,3注射成型工艺参数 注射成型工艺参数又称注射成型工艺条件,指注射成型 加工时设定的与模具,注塑机控制相关的温度,压力,时间各 参数,主要内容见表1. 2注塑工艺参数对成型制品质量的影响 注塑过程的工艺参数与制品质量直接相关,表2给出了 部分制品质量缺陷与注射成型工艺的关系. }国家”十五”重点科技攻关项目(2001BA203B16一o2),河南 省自然科学基金项目(O04O604OO),河南省中青年骨干教师 项目 收稿El期:2003.O1.06 52工程塑料应用2003年,第3l卷,第5期 表1注射成型工艺参数 项目种类 料筒温度(熔体温度),喷嘴温度,温度 模具温度,液压系统的油温 塑化压力(背压),注塑压力,保压压力,压力(力) 液压系统的油压,合模力,顶出力 注射时间(速度).保压时间,补缩时问,冷却时问, 时问(速度)其它时间(如开模,脱模,涂拭脱模剂, 安放嵌件和闭模等) 裹2注塑工艺参数对制品质量的影响 制品缺陷工艺原因 计量不足,注塑压力过低,熔体温度不当,欠注(充填不足) 模具温度不当,塑化能力小 熔体温度过低,模具温度过低,保压时问过裂缝 长,注射速率过低 计量不足,注塑压力过低,熔体温度不当, 翘曲模具温度不当,塑化温度低,冷却时间短, 保压时问不够,注射速率小 熔体温度不当,模具温度不当,保压时间过熔接痕和熔合纹 长,成型周期太短 凹陷及缩痕计量过多,注塑压力过高,保压不够,熔体 温度过