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注射成形工艺与注射模设计 第二章 第二章 注射成形工艺与注射模设计 1、注射成形工艺及特点 2、注射模具的分类及结构组成 3、注射模具的典型结构 4、注射模具的设计 1、注射成形工艺及特点 1．注射成型原理 注射成型又称注塑成型 主要适用于热塑性塑料成型 以螺杆式注射机为例 2．注射成型工艺过程 注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和塑件的后处理。 （1）成型前的准备 在注射成型前准备工作主要有：对原料外观和工艺性能的检验，预热和干燥处理；注射机料筒的清洗或更换；对于脱模困难的塑件，合理选用脱模剂；嵌件的预热，有的模具也需要预热。 （2）注射过程 注射过程是塑料转变成塑件的主要阶段。它包括加料、塑化、注射、保压、冷却定型和脱模等几个阶段。 （3）塑件的后处理 后处理能够消除塑件存在的一些内应力，并可改善塑件的性能，提高尺寸的稳定性。塑件的后处理包括退火和调湿处理。退火处理是使塑件在定温的加热液体介质（如热水、热矿物油和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却。其目的是消除塑件的内应力，稳定尺寸。调湿处理是将刚脱模的塑件放在热水中，以隔绝空气，防止塑件氧化，并加快达到吸湿平衡的一种处理方法。其目的是使塑件的颜色和尺寸达到稳定，性能得到改善。 3．注射成型工艺条件 注射成型工艺条件中最主要的因素是温度、压力和时间。 （1）温度 注射成型过程需要控制的温度主要有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。 1）料筒温度 料筒温度的选择与塑料的品种、特性有关。料筒温度过低，塑化不充分；料筒温度过高，则可能会使塑料过热分解。料筒的温度分布一般采用前高后低的原则，即料筒的后端温度低，靠近喷嘴处的前端温度高，以防塑料因剪切摩擦热而产生降解现象。 2）喷嘴温度 喷嘴温度一般略低于料筒的最高温度，以防温度过高熔料在喷嘴处产生流涎现象。 3）模具温度 模具温度对熔体的充模流动、冷却速度及成型后塑件的性能影响很大。模具温度的高低取决于塑料结晶性有无、塑件尺寸、结构和性能的要求以及其他工艺条件（如熔料温度、注射速度、注射压力）。 （2）压力 注射成型工艺过程中压力包括塑化压力和注射压力两种，它们直接影响塑料的塑化和塑件的质量。 塑化压力又称背压，是指采用螺杆式注射机时，螺杆头部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力。一般在保证塑件质量的前提下，塑化压力越低越好。注射压力是指柱塞或螺杆头部对塑料熔体所施加的压力。注射压力的大小取决于塑料品种、注射机类型、模具结构、塑件壁厚及其他工艺条件等。 （3）时间 完成一次注射成型过程所需的时间称为成型周期。它包括充模时间、保压时间、模内冷却时间和其他时间等，其他时间有开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、合模等时间。 4．注射成型的特点 注射成型具有成型周期短，生产效率高，能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑件，易于实现自动化生产，生产适应性强等特点。但注射成型所需设备昂贵，模具结构较复杂，制造成本高，不适合单件小批量塑件的生产。 5、注射模与注射机的关系 注射模具必须安装在相应的注射机上才能进行工作。因此在设计注射模时，必须考虑所选用的注射机的技术参数，如注射机的最大注射量、锁模力、注射压力、模具最大和最小厚度、最大开模行程、拉杆间距、定位孔尺寸、喷嘴尺寸等，以使设计的模具与所选注射机相适应。1．注射机简介 注射机是注射模塑的成型设备，如图3-24所示，主要由注射装置、合模装置、电气控制系统、液压传动系统和机架等组成。 根据注射机外形结构特征，可将注射机分为卧式、立式和角式三种，其中卧式注射机最为常用。 （1）卧式注射机 注射装置与合模装置的轴线重合，并与设备安装底面平行。 优点是重心低，操作维修方便，塑件推出后可自行下落，便于实现自动化生产。 缺点是模具的装拆及嵌件安放不方便，且设备占地面积较大。 常用的卧式注射机型号有：XS-ZY-30、XS-ZY-60、XS-ZY-125、XS-ZY-500、XS-ZY-1000、XS-Z-60等，其中XS — 塑料成型机械，Z — 注射成型，Y — 螺杆式（无Y表示柱塞式），30、60等数字 — 最大注射量（cm3或g）。也有用合模力或合模力与注射量来表示注射机的主参数。 （2）立式注射机 注射装置与合模装置的轴线重合，并与设备安装底面垂直。 优点是占地面积小，模具装拆方便，安放嵌件和活动型芯简便可靠。缺点是重心高，不够稳定，加料不太方便，塑件推出后要人工取出，不易实现自动化生产。 多用于注射量小于60 cm3的多嵌件塑件成型。 （3）角式注射机 注射装置与合模装置的轴线相互垂直。 常见的角式注射机是沿水平方向合模，沿垂直方向注射。其特点是注射机的结构形式兼顾卧式和立式注射机的某些优缺点