1、第五章第五章 注射成型注射成型 5.1 概述 注射成型又称注射模塑或注塑，是成型塑料制品是一种重要方法，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型。可成型各种形状、尺寸、精度、满足各种要求的模制品。注塑制品约占塑料制品总量到2030%。各种工业配件、仪器仪表零件、结构件、壳体等。注射成型就是将塑料一般为粒料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，由柱塞或螺杆的推动，使其通过料筒前端的喷嘴注入闭合塑模中，充满塑模的熔料在受压的情况下，经冷却热塑性塑料或加热热固性塑料固化后即可保持注塑模型腔所赋予的形样，松开模具取得制品，完成一个模塑周期。5.1 概述 5.1 概述 注塑机的
2、根本作用：1.加热塑料，使其到达熔化状态；2.对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔；注塑机的开展史：1.柱塞式注塑机，生产60克以下制品；2.单螺杆定位预塑注塑机；3.移动螺杆式注塑机。5.2 5.2 注射模塑设备注射模塑设备 由注射系统、锁模系统和塑模三大局部组成。5.2.1 注射系统 作用：使塑料均匀地塑化并到达流动状态，在很高的压力和较快的速度下，通过螺杆或柱塞的推挤注射入模。系统包括：加料装置、料筒、螺杆或柱塞及分流梭及喷嘴等局部。1.加料装置 倒圆锥或锥形，容量可供12小时的用料。有的配有计量装置、加热或枯燥装置、自动上料装置等。5.2.1 5.2.1 注射系统注射系统 2.2
3、.料筒料筒 加热和加压的容器，类似挤出机的料筒。能耐压、耐热、耐疲劳、抗腐蚀、传热性能好。柱塞式的料筒容积约为最大注射量大35倍；螺杆式是料筒容积约为最大注射量到23倍。外部配有加热装置，可分段加热和控制，通过热电偶显示和恒温控制仪表来精确控制。3.3.柱塞和分流梭柱塞和分流梭 柱塞式注射机料筒内是重要部件。5.2.1 5.2.1 注射系统注射系统 1柱塞作用 将注射油缸的压力传给塑料并使容料注射入模具。为坚实、外表硬度很高的金属柱。直径20100mm。注射容量=柱塞的冲程x柱塞截面积 2分流梭 装在料筒前端内腔中形状颇似鱼雷体的一种金属部件。作用：将料筒内流经该处的塑料分成薄层，使塑料产生分
4、流和收敛流动，以缩短传热导程，加快热传递，提高塑化质量。外表常有48个呈流线形的凹槽，210mm深，有几条凸出筋，起定位和传热作用。5.2.1 5.2.1 注射系统注射系统 5.2.1 5.2.1 注射系统注射系统 4.4.螺杆螺杆 移动螺杆式注射机的重要部件。作用：对塑料进行输送、压实、塑化和施压。螺杆在料筒内旋转时，首先将料斗来的塑料卷入，并逐步将其向前推送、压实、排气和塑化，熔融的塑料不断地被推送至螺杆顶部与喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退，当积存的熔体到达一次注射量时，螺杆停止转动，传递液压或机械力将熔体注射入模。螺杆的结构与挤出机螺杆根本相同。6.2.1 6.2.1 注射系统
5、注射系统 注射机螺杆结构特点：注射机螺杆结构特点：1 1有轴向位移，有效长度是变化的；有轴向位移，有效长度是变化的；2 2长径比和压缩比较小；长径比和压缩比较小；3 3螺槽较深，以提高生产率；螺槽较深，以提高生产率；4 4加料段较长；加料段较长；5 5螺杆头部：粘度大的塑料常用锥形尖头；螺杆头部：粘度大的塑料常用锥形尖头；粘度低的塑料常安装止逆环。粘度低的塑料常安装止逆环。5.2.1 5.2.1 注射系统注射系统 5.5.喷嘴喷嘴 联结料筒和模具的桥梁。喷嘴的内径一般都是自进口逐渐向出口收敛的。作用：注射时引导塑料从料筒进入模具，并具有一定射程。类型：1直通式喷嘴 呈短管状，压力和热量损失小，
6、不易产生滞料和分解，不用附设加热装置。延伸式喷嘴，需添设加热装置。适合加工高粘度塑料。5.2.1 5.2.1 注射系统注射系统 防止熔料的流涎或回缩，对喷嘴通道实行暂时封锁。弹簧式：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀芯来实现封锁，有效地杜绝流涎现象。用外在液压系统通过杠杆来控制联动机构启闭阀芯。喷嘴的选择应根据加工的塑料性能及成型制品的特点来考虑。2 2自锁式喷嘴自锁式喷嘴 3 3杠杆针阀式喷嘴杠杆针阀式喷嘴 5.2.1 5.2.1 注射系统注射系统 5.2.1 5.2.1 注射系统注射系统 6.6.加压和驱动装置加压和驱动装置 加压装置：供给柱塞或螺杆对塑料施加的压力，使柱加压装置：供给柱塞或螺杆对塑
7、料施加的压力，使柱塞或螺杆在注射周期中发生必要的往复运动进行注射。塞或螺杆在注射周期中发生必要的往复运动进行注射。类型类型 液压式液压式 机械式机械式 驱动装置：使注射机螺杆转动完成对塑料的预塑化。驱动装置：使注射机螺杆转动完成对塑料的预塑化。包括包括 单速交流电机单速交流电机 液压马达液压马达 5.2.2 5.2.2 锁模系统锁模系统 作用：在注射过程中能锁紧模具，而在取出制品时能作用：在注射过程中能锁紧模具，而在取出制品时能翻开模具。翻开模具。锁模机构应保证：启闭灵活、准确、迅速而平安，锁模机构应保证：启闭灵活、准确、迅速而平安，防止运转中产生强烈振动；闭合时应先快后慢，开启防止运转中产生
8、强烈振动；闭合时应先快后慢，开启时应先慢后快再慢；模板移动距离、移动速度可调。时应先慢后快再慢；模板移动距离、移动速度可调。5.2.2 5.2.2 锁模系统锁模系统 常用的锁模系统：常用的锁模系统：1 1机械式机械式 以电动机通过齿轮或蜗轮、蜗杆减速传动曲臂或以杠以电动机通过齿轮或蜗轮、蜗杆减速传动曲臂或以杠杆动曲臂的机构，实现启闭和锁模作用。杆动曲臂的机构，实现启闭和锁模作用。5.2.2 5.2.2 锁模系统锁模系统 2 2液压式液压式 用油缸和柱塞依靠液压力推动柱塞作往复运动来实现用油缸和柱塞依靠液压力推动柱塞作往复运动来实现启闭和锁模。启闭和锁模。5.2.2 5.2.2 锁模系统锁模系统
9、 3 3液压机械组合式液压机械组合式 由液压操纵连杆或曲肘撑杆机构来到达启闭和锁模。由液压操纵连杆或曲肘撑杆机构来到达启闭和锁模。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 顶出装置：开模时顶出模内制品。顶出装置：开模时顶出模内制品。机械式机械式 液压式液压式 5.2.2 5.2.2 锁模系统锁模系统 模具：是利用本身特定形状，使塑料模具：是利用本身特定形状，使塑料或聚合物或聚合物成成型为具有一定形状和尺寸的制品的工具。型为具有一定形状和尺寸的制品的工具。作用：在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给作用：在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给予强度和性能，完成成型设备所不能完成的工作，使
10、它予强度和性能，完成成型设备所不能完成的工作，使它成为有用的型材或制品。成为有用的型材或制品。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 根本结构包括：浇注系统、成型零件、结构零件三局部。根本结构包括：浇注系统、成型零件、结构零件三局部。浇注系统：塑料从喷嘴进入型腔前的流道局部。浇注系统：塑料从喷嘴进入型腔前的流道局部。包括主流道、冷料穴、分流道、浇口。包括主流道、冷料穴、分流道、浇口。成型零件：构成制品形状的各种零件。成型零件：构成制品形状的各种零件。包括动模、定模、型腔、型芯、成型杆、包括动模、定模、型腔、型芯、成型杆、排气口。排气口。结构零件：构成模具结构的各种零件。结构零件：构成模具结构
11、的各种零件。包括执行导向、脱模、抽芯、分型等动包括执行导向、脱模、抽芯、分型等动 作的各种零件。作的各种零件。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 1.1.主流道主流道 紧接喷嘴到分流道或型腔的一段通道，与喷嘴处于同紧接喷嘴到分流道或型腔的一段通道，与喷嘴处于同一轴心线上。一轴心线上。特点：特点：1 1开设在模具上，可加工成主流道衬套再紧配合开设在模具上，可加工成主流道衬套再紧配合于模板上；于模板上；2 2主流道形状呈圆锥形主流道形状呈圆锥形3 36 6 角，进口端直径角，进口端直径应比喷嘴孔径大；应比喷嘴孔径大；3 3进口端与喷嘴头接触处开成球面
12、。进口端与喷嘴头接触处开成球面。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 2.2.冷料穴冷料穴 主流道出口端的空穴，以捕集喷嘴端部两次注射之间主流道出口端的空穴，以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料，防止阻塞分流道及浇口。所产生的冷料，防止阻塞分流道及浇口。冷料穴的直径约冷料穴的直径约8 810mm10mm，深度约，深度约6mm6mm。底部常设有脱模杆，脱模杆顶部呈曲折钩形或下陷凹底部常设有脱模杆，脱模杆顶部呈曲折钩形或下陷凹槽，以便脱模时顺利的抽出主流道赘物。槽，以便脱模时顺利的抽出主流道赘物。3.3.分流道分流道 多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。在
13、塑模上排列成对称和等距离分布。在塑模上排列成对称和等距离分布。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 常做成圆形、半圆形、梯形、矩形或椭圆形。常做成圆形、半圆形、梯形、矩形或椭圆形。在保证制品质量和正常工艺条件下，分流道的截面积在保证制品质量和正常工艺条件下，分流道的截面积应尽量小，长度尽可能短。应尽量小，长度尽可能短。4.4.浇口浇口 接通主流道接通主流道或分流道或分流道与型腔的通道。与型腔的通道。浇口截面要小，而不致影响外观；浇口截面要小，而不致影响外观；浇口通常开设在制品较厚部位；浇口通常开设在制品较厚部位；浇口的尺寸，根据塑料熔体的性质来决定。浇口的尺寸，根据塑料熔体的性质来决定。截
14、面形状为矩形或圆形。截面形状为矩形或圆形。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 浇口作用：浇口作用：1 1控制料流速度控制料流速度 2 2防止倒流防止倒流 3 3使熔体受到较高的剪切而升高温度，提高流动性使熔体受到较高的剪切而升高温度，提高流动性 4 4便于制品与主流道系统别离便于制品与主流道系统别离 5.5.型腔型腔 模具中成型塑料制品的空间。模具中成型塑料制品的空间。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 构成型腔的组件统称为成型零件。构成型腔的组件统称为成型零件。构成制品外形的成型零件称为凹模构成制品外形的成型零件称为凹模或阴模或阴模；构成制品内部形状构成制品内部形状孔、槽等孔、槽
15、等 的称为型芯或凸模的称为型芯或凸模或阴模或阴模 型腔设计原那么型腔设计原那么:5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 1 1根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差 、使用要求等来确定总体结构；使用要求等来确定总体结构；2 2选择分型面，确定浇口和排气孔的位置，脱模方选择分型面，确定浇口和排气孔的位置，脱模方式等；式等；3 3按制品尺寸进行各种零件的设计及各个零件间的按制品尺寸进行各种零件的设计及各个零件间的组合方式；组合方式；4 4对成型零件进行整齐的选材、强度、刚度的校核；对成型零件进行整齐的选材、强度、刚度的校核；5 5考虑加工设备的操作要求。
16、考虑加工设备的操作要求。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 6.6.排气口排气口 在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料中带入的气体。熔料中带入的气体。料流的尽头积有气体，不及时排出，将使制品带有气料流的尽头积有气体，不及时排出，将使制品带有气孔、熔接不良、充模不满、制品局部烧伤等孔、熔接不良、充模不满、制品局部烧伤等 。排气孔一般设在型腔内料流的尽头或模具分型面上。排气孔一般设在型腔内料流的尽头或模具分型面上。也可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙、脱模板与型芯也可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙、脱模板与型芯的配合间隙排气。的配合间隙排气。排气孔的槽深排气孔的槽深0.0250.0250.1mm0.1mm，宽，宽1.51.56mm6mm。5.2.3 5.2.3 注塑模具注塑模具 7.7.结构零件结构零件 导向零件：确保动、定模合模时准确对中。导向零件：确保动、定模合模时准确对中。脱模装置：将制品能迅速和顺利的自型腔中脱出。脱模装置：将制品能迅速和顺利的自型腔中脱出。抽芯机构：制品的侧面带孔或凹槽时，除少数制品抽芯机构：制品的侧面带
