1、部品制造課成形技術(shù)教育-成形技術(shù)基礎(chǔ),注塑加工行業(yè)的概述,注塑成型加工的流程,注塑原理,所謂熱注塑性樹(shù)脂的注塑,是指將樹(shù)脂加熱熔融后,在一定的壓力和速度下使其注入模具內(nèi),經(jīng)冷卻定形而得到具有所要求形狀/尺寸的成形品的過(guò)程.其原理和糖果的成型或金屬的鑄造沒(méi)什么不同,但熱塑性樹(shù)脂在成型中,僅僅是把其熔融并使之自然地流入到模具中固化,是不可能制成完好的制品的.這是因?yàn)闃?shù)脂的熔融粘度極高,靠其自然流入到模具中賦予形狀是不可能的.,為了使熔融的樹(shù)脂能充分地流入到模具型腔的各個(gè)角落,而獲得具有復(fù)雜的形狀,且其表面上沒(méi)有縮痕、內(nèi)部沒(méi)有空的制品,必須在成型時(shí)對(duì)溶融樹(shù)脂加上很高的壓力才行.注塑是在料筒中加熱樹(shù)脂

2、使之熔融,對(duì)熔融樹(shù)脂加高壓并使之注射到模具中,在模具中使之冷卻、固化而成為制品的幾個(gè)過(guò)程組成. 在圖a所表示的注塑過(guò)程中,樹(shù)脂將發(fā)生種種的變化,首先樹(shù)脂在料筒中被加熱和壓縮、然后加脫去夾帶的空氣邊熔融,熔融后的樹(shù)脂經(jīng)計(jì)量并用高壓將其注射入模具中.注射時(shí)溶融樹(shù)脂將急劇地從壓縮狀態(tài)變?yōu)榕蛎洜顟B(tài),并高速地向模具中流動(dòng),在流動(dòng)中樹(shù)脂的大分子將隨著流動(dòng)方向取向.樹(shù)脂進(jìn)入模具經(jīng)冷卻固化后,將伴隨著結(jié)晶化過(guò)程而產(chǎn)生收縮,因制品在形成過(guò)程中受到了較大的注射壓力和急速的冷卻,所以在大多數(shù)的情況下其內(nèi)部將有內(nèi)應(yīng)力的發(fā)生.,注塑工藝說(shuō)明,下面介紹樹(shù)脂在軟化、熔融、流動(dòng)、賦形及固化等階段中的物理變化情況.,軟化和熔融

3、,注塑機(jī)的料筒及螺桿結(jié)構(gòu),因料筒外部設(shè)有圓形加熱器,在螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)下,樹(shù)脂一邊前進(jìn)一邊熔融,最后經(jīng)噴嘴被注射到模具內(nèi).在這個(gè)過(guò)程中樹(shù)脂將發(fā)生如下變化： 首先樹(shù)脂從送料段（）進(jìn)入壓縮段（）時(shí),因螺桿槽體積的變小而被壓縮并發(fā)生脫氣,在進(jìn)入計(jì)量段（）前,樹(shù)脂溫度已達(dá)到溶融溫度而成為熔融體.為了保證制品的質(zhì)量,樹(shù)脂就須充分脫氣后再熔融,否則樹(shù)脂如果在進(jìn)入壓縮段就已經(jīng)溶融的話(huà),其脫氣效果將受到很大的影響.,H1,H2,軟化和熔融2,在計(jì)量段（）也稱(chēng)混煉段,由于螺桿槽深更小，樹(shù)脂將在螺桿旋轉(zhuǎn)過(guò)程中受到較強(qiáng)的剪切力的混煉，因而熔融變得更加完全 下列三個(gè)有關(guān)螺桿的數(shù)值,將完全支配樹(shù)脂脫氣和熔融的程度 （）螺桿的

4、有效長(zhǎng)度和直徑比（長(zhǎng)徑比）：/ （）螺桿的壓縮比：/（一般為） （）螺桿的壓縮部分相對(duì)長(zhǎng)度比：/ 這三個(gè)值越大,材料的熔融也就越完全;螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)熔融的樹(shù)脂將被輸送至螺桿的前端,與此同時(shí)樹(shù)脂產(chǎn)生的反壓力又將使螺桿后退至某一個(gè)位置而完成計(jì)量過(guò)程,然后螺桿將在機(jī)械力的作用下前進(jìn),使用權(quán)其前端的熔融樹(shù)脂注射到模具中去.在樹(shù)脂被射入模具前的瞬間內(nèi),其熔體將受到急劇的壓縮(稱(chēng)之為絕熱壓縮),有時(shí)熔體會(huì)因此而發(fā)生結(jié)晶,使噴嘴口變窄(結(jié)晶化較完全,由于其熔點(diǎn)上升而發(fā)生固化).,流動(dòng),熔體在高壓高速下被注射入模具時(shí)，往往會(huì)發(fā)生兩種現(xiàn)象：一上在料筒中處于受壓熔融樹(shù)脂會(huì)因突然的減壓而膨脹，這種急劇地膨脹（稱(chēng)之為絕熱

5、膨脹）將引起熔融樹(shù)脂本身的溫度下降（其原理和冷凍機(jī)的絕熱膨脹相同）。有實(shí)例表明，聚碳酸酯的這種溫度降可達(dá),聚甲醛樹(shù)脂的溫度可達(dá)。熔融樹(shù)脂進(jìn)入模具并接觸到接觸到冷壁面時(shí)，也將產(chǎn)生急劇的溫度下降；二是熔融樹(shù)脂的大分子將順著其流動(dòng)方向發(fā)生取向，圖是描述這種現(xiàn)象的模式圖。,流動(dòng),從圖c中可知,熔體在模腔的壁面附近流動(dòng)極慢,而在模腔的中心部分流動(dòng)較快,樹(shù)脂的分子在流動(dòng)較快的區(qū)域中被拉伸和取向。樹(shù)脂在這樣的狀態(tài)下經(jīng)冷卻固化成為制品后，由于和流動(dòng)的平行方向及垂直方向產(chǎn)生的收縮率之差，往往會(huì)造成制品的變形和翹曲。,賦形和固化,熔融樹(shù)脂在注射時(shí)，經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具中被賦予形狀，并經(jīng)冷卻和固化而成為制品。但熔融樹(shù)脂被

6、充填到模具中的時(shí)間實(shí)際上只有數(shù)秒鐘，要想觀(guān)察其充填過(guò)程是非常困難的。 美國(guó)人斯迪文森彩計(jì)算機(jī)模擬的方法，描繪了有兩個(gè)澆口的熱流道模具成型聚丙烯汽車(chē)門(mén)時(shí)的充填過(guò)程，并以此計(jì)算出注射時(shí)間（即充填時(shí)間）、熔接線(xiàn)及所需鎖模力等，圖是其模擬所得的模型。,賦形和固化2,從上圖中熔體的流動(dòng)充填狀態(tài)看，和我們想象的相差不是很大，可能是較正確地反映了汽車(chē)門(mén)的實(shí)際充填過(guò)程。 對(duì)注射過(guò)程的流動(dòng)模擬已經(jīng)有了很多種方法（如：FAN法、CAIM模擬系統(tǒng)、Mold Flow模擬系統(tǒng)等等。）現(xiàn)在，人們往往采用這些模擬手段來(lái)預(yù)測(cè)熔融樹(shù)脂在模具中的充填過(guò)程，以期進(jìn)行更合理的模具設(shè)計(jì)，選擇澆口位置/形式。 熔融樹(shù)脂被賦予形后就進(jìn)入

7、了固化過(guò)程，在固化過(guò)程中發(fā)生的主要現(xiàn)象是收縮，固化時(shí)因冷卻引起的收縮和因結(jié)晶化而引起的收縮將同時(shí)進(jìn)行。 圖e表示三種不同結(jié)晶性的聚乙烯在溫度下降時(shí)的收縮情況。,賦形和固化3,材料在固化過(guò)程中其結(jié)晶性將對(duì)體積收縮產(chǎn)生較大的影響。在表f中給出了各種結(jié)晶性和非結(jié)晶性聚合物的成型收縮率，對(duì)非結(jié)晶性聚合物而言，其收縮率均在百分之零點(diǎn)幾的范圍，相比之下結(jié)晶性了聚合物的收縮率都較大，一般達(dá)百分之一以上。表中所示聚酰胺樹(shù)脂（打號(hào)者）的下限值，如0.5%，是指在固化中采用急冷的方法將其結(jié)晶度控制在最小限度時(shí)所取的數(shù)值. 聚合物在固化過(guò)程中如果冷卻不均,成型品中會(huì)因收縮的時(shí)間差而造成殘留應(yīng)力的蓄集.特別是對(duì)收縮率

8、較大的結(jié)晶聚合物,這一點(diǎn)必須引起注意.在某些情況下,采用教慢的冷卻速度以減少收縮中的時(shí)間差,也是一種改善和減少制品殘留應(yīng)力的方法.,賦形和固化4,塑膠材料的成型收縮率,注塑加工前的準(zhǔn)備工作,注射成型的最終目的是更精密、更快、更便宜地生產(chǎn)出質(zhì)量更好的制品,通過(guò)努力能實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),是我們從事注塑成型作者的最大欣慰. 塑件的成型 取決于四大要素,即:樹(shù)脂原料、模具、成型條件及注塑機(jī).因此,從事注塑成型技術(shù)工作的人員必須精通上述各方面的知識(shí),這樣在出現(xiàn)次品時(shí),能及時(shí)、正確地分析出原因,快速解決問(wèn)題,減少損失.換句話(huà)說(shuō),在初期階段能正確地判斷出產(chǎn)生次品的原因,研究上述四種因素中哪一種因素都是十分重要的.

9、,注塑加工前的準(zhǔn)備工作2,一 了解所用樹(shù)脂的性能 必須充分熟悉成型所用樹(shù)脂的成型特性,特別是事前應(yīng)對(duì)成型溫度的范圍(熱穩(wěn)定性)、熔融指數(shù)及成型性進(jìn)行調(diào)查.此外,有的樹(shù)脂事先必須進(jìn)行干燥,因而需要做事前準(zhǔn)備工作. 了解每種成型樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性、熔融指數(shù)及成型性等特性差異: 1、熱穩(wěn)定性 熱穩(wěn)定性較好的樹(shù)脂-聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等 熱穩(wěn)定性差的樹(shù)脂-硬聚氯乙烯(HPVC)、軟聚氯乙烯(SPVC)和聚甲醛(POM)、防火塑料等. 2、熔融指數(shù)(FMI) 熔融指數(shù)較低的樹(shù)脂-HPVC、聚碳酸酯、PMMA等 熔融指數(shù)較高的樹(shù)脂-聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍等,各種塑料在不同成型條件下的合適壁厚,三.

10、塑料的含水量與干燥溫度,a)干燥程度很差.樹(shù)脂中水分多,熔融粘度急劇下降,熔體迅速淌出,噴嘴在劈啪響中不斷噴出泡沫狀、云球白煙或氣體,制件的塑件無(wú)使用價(jià)值. b)干燥程度稍差.噴嘴中緩慢注出的細(xì)條渾濁不清,表面不光亮,內(nèi)部夾有少量小氣泡,注塑的制件在澆口附近或其他部位表面粗糙失光,抗沖擊強(qiáng)度較低. c)干燥程度好.從噴嘴緩慢注出的細(xì)條晶瑩透亮,光潔無(wú)泡,注塑的制件具有優(yōu)良的性能.,常用塑料的注塑條件一覽表（僅供參考）,4、成型性,成形性?xún)?yōu)良的樹(shù)脂-聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、AS、HIPS、ABS等 成形性低劣的樹(shù)脂-HPVC、聚酰胺、聚碳酸酯、PMMA等 一般熔融指數(shù)高的塑料熱穩(wěn)定性和成型性都

11、好,但聚甲醛盡管熔融指數(shù)較高,但其熱穩(wěn)定性及成型性卻較差.因?yàn)槠淙廴谒铚囟确秶?過(guò)高則樹(shù)脂分解,過(guò)低則流動(dòng)性急劇變差;其它對(duì)溫度反映靈敏的樹(shù)脂還有PVC,對(duì)其進(jìn)行成型時(shí)必須慎重,料溫過(guò)高極易分解并會(huì)放出氯化氫氣體(毒性大),有危害.,二、 熟悉模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),成型之前，需熟悉模具的構(gòu)造，分清是一個(gè)分型面還是兩個(gè)分型面，以及是滑動(dòng)模芯（行位）還是螺紋旋脫結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@些因素決定了有許多不同的動(dòng)作順序。此外，澆口位置/形式/大小、每模件數(shù)、流道形狀等情況，亦需了解清楚。 為提高成型品的質(zhì)量，縮短周期，需重視模具冷卻水道及模具溫度的調(diào)整。應(yīng)在充分確認(rèn)冷卻水道的基礎(chǔ)上，按照能得到良好冷卻效率的方式，

12、配置管理一般的模具溫度范圍如上表所示。 調(diào)機(jī)者應(yīng)對(duì)所使用的注塑機(jī)的構(gòu)造、功能及優(yōu)缺點(diǎn)有充分了解，不熟悉機(jī)器特性及使用方法，是難以制做出優(yōu)良的產(chǎn)品的。,三、熟悉注塑機(jī)的性能及檢查,調(diào)機(jī)者應(yīng)對(duì)所使用的注塑機(jī)的構(gòu)造、功能及優(yōu)缺點(diǎn)有充分了解，不熟悉機(jī)器特性及使用方法，是難以制做出優(yōu)良的產(chǎn)品的。,三、熟悉注塑機(jī)的性能及檢查2,四、選定與所用模具相適應(yīng)的注塑機(jī)型,假設(shè)成型品的重量（包括主流道、分流道）為G克；成型品的投影面積（包括主流道、分流道）為Acm2 1、選擇合適的注塑機(jī)容量 若注塑機(jī)料筒的理論注射容積為V(cm3) 則注射量為：GV樹(shù)脂的比重注射效率(注射效率因樹(shù)脂不同，多少有些差異，約為0.8,

13、四、選定與所用模具相適應(yīng)的注塑機(jī)型2,如下圖所示，適當(dāng)?shù)淖⑺苋萘渴歉鶕?jù)1次注塑重量所相對(duì)的成型機(jī)容量的關(guān)系計(jì)算的。必須選擇能滿(mǎn)足下圖斜線(xiàn)部分容量的成型機(jī)。下圖是根據(jù)過(guò)去的成型實(shí)際以驗(yàn)部結(jié)的內(nèi)容。一般最好以注塑容量的7080%的注塑重量進(jìn)行成型。,選擇合適的鎖模力,選擇合適的噴嘴和螺桿,選擇合適的注射壓力和注射速度,根據(jù)成型品形狀、澆口/流道形狀、所用樹(shù)脂及成型品的質(zhì)量,來(lái)估算所需壓力及注射速度,選定料筒.,注塑成型工藝參數(shù),所謂的注塑成型工藝參數(shù),是指和溫度、速度、位置、壓力及時(shí)間有關(guān)系的參數(shù).實(shí)際成形中應(yīng)綜合考慮,要在能保證制品的質(zhì)量(如:外觀(guān)、尺寸精度、機(jī)械強(qiáng)度等)和成形作業(yè)率(如:成型周

14、期)的基礎(chǔ)上來(lái)合理決定. 一、注射壓力 1、注射過(guò)程中的壓力分布 注射壓力是為了克服熔體在流動(dòng)過(guò)程中的阻力,流動(dòng)過(guò)程中存在的阻力需要注塑機(jī)的壓力來(lái)抵銷(xiāo),給予熔體一定的充填速度及對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)、補(bǔ)縮,以保證充填過(guò)程順利進(jìn)行.,注塑成型工藝參數(shù)2,如圖一可以看出,在注塑過(guò)程中,注塑機(jī)噴嘴處的壓力最高,以克服熔體全程中的流動(dòng)阻力;其后,注射壓力隨著流動(dòng)長(zhǎng)度往熔體最前端逐步降低,如果模腔內(nèi)部排氣良好,則熔體前端最后的壓力就是大氣壓.,注塑成型工藝參數(shù)3,如圖二所示,隨著流動(dòng)長(zhǎng)度的增加,沿途需要克服的阻力也增加,注射壓力也隨著增大.為了維持恒定的壓力梯度以保證熔料充填速度的均一,必須隨著流動(dòng)長(zhǎng)度的變化而

15、相應(yīng)地增加注塑壓力,因而必須相應(yīng)增加熔體入口處的壓力,以維持需要的注塑流動(dòng)速度.,影響注射壓力的因素,影響熔體注射壓力的因素很多，主要有三類(lèi)：A類(lèi)是材料因素，如塑料的類(lèi)型、粘度等；B類(lèi)是結(jié)構(gòu)性因素，如澆注系統(tǒng)的類(lèi)型、數(shù)目和位置、模腔形狀以及制品的厚度等；C類(lèi)是成型的工藝要素。,注塑壓力與制品/模具和工藝的關(guān)系,注塑壓力與制品/模具和工藝的關(guān)系2,模腔所需的注射壓力與注塑流道系統(tǒng)（主流道、分流道、澆口）、材料的粘度、制品的厚度、熔體的流動(dòng)長(zhǎng)度以及流動(dòng)速率有關(guān)，下圖中顯示注射壓力隨著上述參數(shù)變化的趨勢(shì)。,注塑壓力與制品/模具和工藝的關(guān)系3,注射壓力與熔體粘度成正比,和熔體的流動(dòng)長(zhǎng)度成正比,即熔體在

16、模具型腔中的流動(dòng)長(zhǎng)度越長(zhǎng),則注射壓力越大;和澆口或截面積成反比;與熔體的流動(dòng)速度成正比. 注射壓力與澆口位置和數(shù)目的關(guān)系 流動(dòng)長(zhǎng)度越長(zhǎng),熔體在流動(dòng)過(guò)程中損失的壓力也越大,熔體到達(dá)制品的末端需要的壓力也越高,流動(dòng)長(zhǎng)度越短越好. 對(duì)于給定的制品,要想縮短熔體的流動(dòng)長(zhǎng)度,唯一的辦法就是增加澆口數(shù)量,或者調(diào)整澆口的位置,使其流動(dòng)心可能短的距離來(lái)完成充填.,注塑壓力與制品/模具和工藝的關(guān)系5,、注射壓力與制品厚度的關(guān)系 制品厚度明顯地影響所需的注射壓力。成品的厚度越小，則熔體在流動(dòng)時(shí)越容易 冷卻，流動(dòng)也受到限制，因此熔體填充所需的壓力越高；對(duì)于一定的塑材料，在許 可的注射壓力下，具有特定的許可流長(zhǎng)比（流

17、動(dòng)長(zhǎng)度/制品的最小厚度），一般為： L3040,體的流動(dòng)長(zhǎng)度越長(zhǎng),則制品的厚度必須越大. 5、注射壓力與材料的關(guān)系 不同的材料顯示的流動(dòng)行為不同,所需注射壓力亦不同,熔體粘度是流動(dòng)性質(zhì)中 影響注射壓力最顯著的.材料選擇是根據(jù)制品的使用要求而定的,確定材料種類(lèi)、 制品的形狀和結(jié)構(gòu)后,就只能通過(guò)調(diào)整澆口數(shù)量和位置來(lái)降低成型壓力,或者通過(guò) 提高熔體的溫度來(lái)降低熔體粘度,進(jìn)而達(dá)到降低成型壓力的目的.當(dāng)調(diào)整它們不能 滿(mǎn)足壓力要求時(shí),根據(jù)要求,可以更換材料,或者修改制品的結(jié)構(gòu)以滿(mǎn)足壓力要求.,注塑壓力與制品/模具和工藝的關(guān)系6,6、注射壓力與注射時(shí)間的關(guān)系,一般而言,填充時(shí)間愈短,熔體的容積流動(dòng)速率愈高,

18、所需的注射壓力也愈高.對(duì)于一個(gè)固定的模腔容積而言,填充時(shí)間與容積流動(dòng)速率成反比,但是高速填充產(chǎn)生的摩擦熱會(huì)使材料溫度升高;塑料熔化的高溫和高剪切率(由于高流動(dòng)速率)引起的摩擦熱會(huì)效應(yīng)會(huì)使得熔體粘度降低,從而彌補(bǔ)了壓力需求。 另一方面充填時(shí)間也同時(shí)取決于模壁的冷卻效果，如果充填時(shí)間較長(zhǎng)，則熔體在冷卻過(guò)程中將產(chǎn)生較厚的凝固（固化）層，從而使流動(dòng)管道較窄，因此需要較高的注射壓力。 定性的分析表明，填充時(shí)間與注射壓力之間的關(guān)系呈現(xiàn)一U形曲線(xiàn)，如下圖所示，最佳填充時(shí)間位于曲線(xiàn)中注射壓力的最低點(diǎn)，即為：如果用較小的注射時(shí)間填充充滿(mǎn)模腔，就必須要有很高的注射速度，因此也就必須要有較高的壓力；當(dāng)注射時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)

19、，熔料溫度下降，粘度增加，從而增加了填充難度，因此也需要很大的注射壓力。只有在曲線(xiàn)的中間位置出現(xiàn)了一個(gè)最低點(diǎn)，此時(shí)的注射時(shí)間恰好對(duì)應(yīng)于注射壓力最低的區(qū)域。,注射壓力與注射時(shí)間的關(guān)系2,7、注射壓力與熔體及模壁溫度的關(guān)系,熔體及模具溫度不僅對(duì)成型過(guò)程有影響，而且對(duì)制品的最終成型結(jié)果亦有直接影響。熔體及模具溫度影響注射壓力、制品的表面質(zhì)量、成品的收縮變形、成型周期等等，例如，升高熔體及模具溫度將降低熔體的粘度，進(jìn)而降低成型時(shí)所需的注射壓力。經(jīng)驗(yàn)分析表明，在特定材料的成型溫度范圍內(nèi)，熔體溫度每增加。溫度升高時(shí)，塑料的粘度會(huì)下降，從而使得注射壓力降低。但是升高溫度只對(duì)分子鏈較柔軟的“溫敏性”塑料有比較

20、大的影響，例如PC等；對(duì)于分子鏈較剛性的“剪敏性”塑料影響卻較小，例如PP等。過(guò)分地升高料筒溫度則會(huì)使塑料降解，影響制品的表面質(zhì)量和強(qiáng)度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，料筒溫度每升高，注射壓力往往會(huì)下降MPa左右；另外料筒溫度過(guò)高使得塑料粘度下降很大，導(dǎo)致飛邊的出現(xiàn)和收縮痕跡加重，因此在注塑過(guò)程中要合理得把握好這個(gè)參數(shù).,注射壓力與注射時(shí)間的關(guān)系,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系,降低注射壓力是使用可變化的注射速度分布的唯一好處。最佳的注射速度分布使熔體以較緩慢的流動(dòng)速率通過(guò)澆口區(qū)域，以避免噴射流和過(guò)高的剪應(yīng)力，然后增加流動(dòng)速率使熔體填充大部分的模穴。在熔體完全填滿(mǎn)模穴之前，注塑速度會(huì)再度降低，以避免壓力突增及因超過(guò)

21、鎖模力，使模具被撐開(kāi)而造成溢料現(xiàn)象。 注射壓力一般分為兩個(gè)階段，第一階段是把熔融物料高速的注射入模具中的階段，此時(shí)的壓力稱(chēng)為一次注射壓力，這就是通常所稱(chēng)的注射壓力。第二階段是材料充滿(mǎn)模具后所加的壓力，稱(chēng)為二次注射壓力或保壓壓力。因熔融物料在流動(dòng)時(shí)的抵抗與其熔融特性、制品開(kāi)頭及模具構(gòu)造有關(guān)。所以（1）次注射壓力要根據(jù)具體要求來(lái)設(shè)定，依據(jù)一般為80-120MPa(800-1200kgf/cm2) 對(duì)熔體粘度特別高的材料或?qū)Τ叽缇纫筇貏e高的制品,可采用150-200MPa較高范圍的注射壓力.(1)次注射壓力過(guò)低,會(huì)引起充填不足的情況,而較高的(1)次注射壓力可使制品的密度增大、收縮率減小;但過(guò)高

22、的話(huà),則會(huì)使制品產(chǎn)生毛邊或發(fā)生較大的殘留應(yīng)力,有時(shí)還會(huì)使制品因脫模困難而影響工效.因此,在試制塑件時(shí)應(yīng)從低壓開(kāi)始并逐漸提高,以確定合適的(1)次注射壓力.,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系2,此外,注射壓力的可調(diào)范圍和注塑機(jī)的機(jī)型有關(guān),也應(yīng)引起注意.例如,成型各種家用小商品時(shí),為了增加注射量一般傾向于使用較大螺桿直徑的注塑機(jī),即使是同一廠(chǎng)家同一機(jī)型的注塑機(jī),如果螺桿直徑不同的話(huà),其最大注射壓力也會(huì)發(fā)生變化,其最大注射壓力能否滿(mǎn)足要求應(yīng)該進(jìn)行確認(rèn). 二、保壓 在注射過(guò)程將近結(jié)束時(shí),注射壓力切換為保壓壓力后,就會(huì)進(jìn)入保壓階段.保壓過(guò)程中注塑機(jī)由噴嘴向型腔補(bǔ)料,以填充由于制件收縮而空出的容積;如果型腔充

23、滿(mǎn)后不進(jìn)行保壓,制件大約會(huì)收縮25%左右,特別是筋處由于收縮過(guò)大而形成收縮痕跡.保壓壓力一般為充填最大壓力的85%左右,當(dāng)然要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定.,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系3,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系4,保壓壓力控制對(duì)于減小飛邊和防止膠件粘模有著非常重要的意義,良好的保壓壓力控制方式有助于減小制品收縮,提高制品的外觀(guān)質(zhì)量.保壓壓力一般為注射壓力的75%-85%,采用如下的保壓壓力控制曲線(xiàn)有助于減小注射壓力和鎖模力,保持良好的制品質(zhì)量。 下圖1表示注塑開(kāi)始；3表示填充過(guò)程中發(fā)生了保壓切換位置；4代表型腔已經(jīng)充滿(mǎn)，填充過(guò)程進(jìn)入補(bǔ)塑階段，后填充階段包含保壓和冷卻兩個(gè)過(guò)程。,8、注射壓力與注射

24、速度的關(guān)系5,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系6,. 保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都對(duì)成型不利.過(guò)長(zhǎng)會(huì)使得保壓不均勻,塑件內(nèi)部應(yīng)力增大,塑件容易變形,嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂;過(guò)短則保壓不充分,制作體積收縮嚴(yán)重,表面質(zhì)量差. 保壓曲線(xiàn)分為兩部分,一部分是恒定壓力的保壓,大約需要2-3s,稱(chēng)為恒定保壓曲線(xiàn);另一部分是保壓壓力逐步減小釋放,大約需要1s,稱(chēng)為延遲保壓曲線(xiàn),延遲保壓曲線(xiàn)對(duì)于成型制件的影響非常明顯.如果恒定保壓曲線(xiàn)變長(zhǎng),制件體積收縮會(huì)減小,反之則增大;如果延遲保壓曲線(xiàn)斜率變大,延遲保壓時(shí)間變短,制件體積收縮會(huì)變大,反之則變小;如果延遲保壓曲線(xiàn)分段且延長(zhǎng),制件體積收縮變小,反之則變大.,8、注射壓力與注射

25、速度的關(guān)系7,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系8,注塑填充過(guò)程中,當(dāng)型腔快要充滿(mǎn)時(shí),螺桿的運(yùn)動(dòng)從流動(dòng)速率控制轉(zhuǎn)換到壓力控制,這個(gè)轉(zhuǎn)化點(diǎn)稱(chēng)為保壓切換控制點(diǎn).保壓切換對(duì)于成型工藝的控制很重要,保壓切換點(diǎn)以前熔料前進(jìn)的速度和壓力很大,保壓切換后,螺桿向前擠壓推動(dòng)熔料前進(jìn)的壓力較小.如果不進(jìn)行保壓切換,當(dāng)型腔充滿(mǎn)時(shí)壓力會(huì)很大,造成注射壓力陡增,所需鎖模力也會(huì)變大,甚至?xí)霈F(xiàn)飛邊等一系列的缺陷.保壓切換的選擇應(yīng)該適當(dāng),過(guò)早或過(guò)遲的保壓切換都對(duì)成型不利.過(guò)早地進(jìn)行保壓切換會(huì)使充模壓力降低,充模困難,甚至出現(xiàn)注不滿(mǎn)的現(xiàn)象.過(guò)遲的保壓切換將導(dǎo)致注射壓力增大,甚至于出現(xiàn)飛邊.保壓切換方式有位置、速度、壓力、時(shí)間等.

26、例如,當(dāng)注射壓力達(dá)到一定值時(shí)即進(jìn)行保壓切換;如果按照位置進(jìn)行切換;如果按照位置進(jìn)行切換,一般選擇型腔填充到95%(注塑體積)時(shí)進(jìn)行切換. 注塑機(jī)中的保壓切換一般都是按照注塑位置進(jìn)行的,也就是說(shuō)當(dāng)螺桿進(jìn)行到某一位置即發(fā)生保壓切換,保壓切換的位置、時(shí)間和壓力如下圖所示.,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系9,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系10,獲得最佳注塑質(zhì)量的關(guān)鍵是在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻從熔體注射階段切換到保壓階段.如果切換過(guò)早,模腔在保壓階段中被填充(產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力),切換過(guò)遲,注射過(guò)度.確定模腔注滿(mǎn)時(shí)刻的方法,沒(méi)考慮保持壓力,而是基于下列參數(shù): 時(shí)間 液壓壓力 螺桿位置 模腔壓力,8、注射壓力與注射速度的關(guān)系1

27、1,相比之下,在恒定的保持壓力水平切換,是控制注塑的最佳方式. 保壓壓力是在物料充滿(mǎn)模腔時(shí)至冷卻固化作用于物料上的壓力,在保壓壓力作用下的整個(gè)時(shí)間,稱(chēng)為保壓時(shí)間.找出最小保壓時(shí)間的最省時(shí)最便捷的方法是設(shè)定一較長(zhǎng)的保壓時(shí)間,再逐漸降低保壓時(shí)間,直到凹陷產(chǎn)生.保壓所起的作用是,在防止毛邊的發(fā)生和過(guò)度充填的基礎(chǔ)上,把伴隨著冷卻固化中因收縮引起的體積減小的部分,從噴嘴用熔融物料進(jìn)行不斷地補(bǔ)充,以防止制品因收縮而產(chǎn)生縮痕. 從保壓所起的作用上，其壓力設(shè)定往往比（1）次注射壓力低，但保壓必須保持到模腔中的物料完全固化，即各流道中的物料也發(fā)生固化時(shí)為止。,保壓力曲線(xiàn)分析如下: 過(guò)程優(yōu)化 1、沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤 可

28、以期望得到高質(zhì)量的零件. 2、模腔壓力出現(xiàn)尖峰: V-P切換過(guò)遲(過(guò)度注射). 3、在壓縮前壓力下降: V-P切換過(guò)早(充填失控,注塑件翹曲) 4、保壓階段中壓力下降: 壓力保持時(shí)間過(guò)短.熔體回流.澆口附近出現(xiàn)凹痕. 5、殘余壓力: 模具剛度不夠大,或者是V-P切換太遲.注射階段模具板而發(fā)生變形.熔體凝固后應(yīng)力沒(méi)有釋放.,三、螺桿背壓,1、背壓的形成 在塑料熔融、塑化過(guò)程中,熔料不斷移向料筒前端(計(jì)量室內(nèi)),且越來(lái)越多,逐漸形成一個(gè)壓力,推動(dòng)螺桿向后退.為了阻止螺桿后退過(guò)快,確保熔料均勻壓實(shí),需要給螺桿提供一個(gè)反方向的壓力,這個(gè)反方向阻止螺桿后退的壓力稱(chēng)為背壓. 背壓亦稱(chēng)塑化壓力,它的控制是通

29、過(guò)調(diào)節(jié)注射油缸之回油節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)的.預(yù)塑化螺桿注射油缸后部都設(shè)有背壓閥,調(diào)節(jié)螺桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)注射油缸泄油的速度,使油缸保持一定的壓力(如下圖所示);全電動(dòng)機(jī)的螺桿后移速度(阻力)是由AC伺服閥控制的.,2、適當(dāng)調(diào)校背壓的好處 (1)能將泡筒內(nèi)的熔料壓實(shí),增加密度,提高射膠量、制品重量和尺寸的穩(wěn)定性. (2)可將熔料內(nèi)的氣體”擠出”,減少制品表面的氣花、內(nèi)部氣泡、提高光澤均勻性 (3)減慢螺桿后退速度,使炮筒內(nèi)的熔料充分塑化,增加色粉、色母與熔料的混合均勻度,避免制品出現(xiàn)混色現(xiàn)象. (4)適當(dāng)提升背壓,可改善制品表面的縮水和產(chǎn)品周邊的走膠情況. (5)能提升熔料的溫度,使熔料塑化質(zhì)量提高,改善熔料充

30、模時(shí)的流動(dòng)性,制品表面無(wú)冷膠紋.,3、背壓太低時(shí),易出現(xiàn)下列問(wèn)題 (1)背壓太低時(shí),螺桿后退過(guò)快,注入炮筒前端的熔料密度小(較松散),夾入空氣多. (2)會(huì)導(dǎo)致塑化質(zhì)量差、射膠量不穩(wěn)定,產(chǎn)品重量、制品尺寸變化大. (3)制品表面會(huì)出現(xiàn)縮水、氣花冷料紋、光澤不勻等不良現(xiàn)象. (4)產(chǎn)品內(nèi)部易出現(xiàn)氣泡,產(chǎn)品周邊及骨位易走不滿(mǎn)膠. 4、過(guò)高的背壓,易出現(xiàn)下列問(wèn)題 (1)炮筒前端的熔料壓力太高、料溫高、粘度下降,熔料在螺桿槽是的逆流和料筒與螺桿間隙流量增大,會(huì)降低塑化效率(單位時(shí)間內(nèi)塑化的料量)。 （）對(duì)于熱穩(wěn)定性差的塑料(如:PVC、POM等)或著色劑,因熔料的溫度升高且在料筒中受熱時(shí)間增長(zhǎng)而造成熱

31、分解,或著色劑變色程度增大,制品表面顏色/光澤變差. (3)背壓過(guò)高,螺桿后退慢,預(yù)塑回料時(shí)間長(zhǎng),會(huì)增加周期時(shí)間,導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降 (4)背壓高,熔料壓力高,射膠后噴嘴容易發(fā)生熔膠流涎現(xiàn)象,下次射膠時(shí),水口流產(chǎn)內(nèi)的冷料會(huì)堵塞水口或制品中出現(xiàn)冷料斑. (5)在啤塑過(guò)程中,常會(huì)因背壓過(guò)大,噴嘴出現(xiàn)漏膠現(xiàn)象,浪費(fèi)原料并導(dǎo)致射嘴附近的發(fā)熱圈 (6)預(yù)塑機(jī)構(gòu)和螺桿筒磨損增大.,5、背壓的調(diào)校 螺桿背壓可以提高材料的熔融效果和混煉效果,同時(shí)也可以保證使熔融物料在螺桿前部的完全充滿(mǎn),以提高注射計(jì)量的準(zhǔn)確性.但螺桿背壓過(guò)高,將引起物料處理能力下降,還將使物料因摩擦熱增加而引起溫度上升.反之,螺桿背壓過(guò)低,會(huì)引

32、起注射量的計(jì)量不準(zhǔn). 背壓的調(diào)校應(yīng)視原料的性能、干燥情況、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及質(zhì)量狀況而定,背壓一般調(diào)校在3-15kg/cm2.當(dāng)產(chǎn)品表面有少許氣花、混色、縮水及產(chǎn)品尺寸重量變化大時(shí),可適當(dāng)增加背壓.當(dāng)射嘴出現(xiàn)漏膠、流涎、熔料過(guò)熱分解產(chǎn)品變色及回料太慢時(shí)可考慮適當(dāng)減低背壓. 背壓是注塑成型工藝中控制熔料質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)之一,合適的背壓對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的作用,不可忽視!,四、鎖模力,鎖模力是為了抵抗熔融物料的注射壓力而設(shè)定的,其大小根據(jù)注射壓力等具體情況決定.但實(shí)際上,熔融物料從注塑機(jī)的料筒噴嘴射出后,要經(jīng)過(guò)模具的主流道、分流道、澆口進(jìn)入模腔,途中的壓力損失是很大的.圖a為表示注射壓力在料

33、筒至進(jìn)入模具的整個(gè)過(guò)程中變化情況,從圖中壓力變化可知,到達(dá)模腔的末端時(shí)其壓力將下降到僅相當(dāng)于初始注射壓力的若干分之一.,因此,可以認(rèn)為一般在注塑成型中模腔內(nèi)的平均壓力為35-50MPa左右.具體地對(duì)某一制品進(jìn)行鎖模力預(yù)測(cè)時(shí),只要按以下公式把包括流道和澆口在內(nèi)的這個(gè)計(jì)算值的話(huà),模具就不會(huì)發(fā)生漲模現(xiàn)象. 鎖模力FAP103公式 F-鎖模力 A-總投影面積(cm2) P-模腔內(nèi)的平均壓力(35-50MPa) 對(duì)針點(diǎn)式澆口的模具進(jìn)行總投影面積計(jì)算時(shí)可以不包括流道和澆口,對(duì)于使用聚碳酸酯樹(shù)脂聚甲醛樹(shù)脂等工程塑料的制品,且要求精密度較高時(shí),可采用100MPa作為模腔內(nèi)平均壓力進(jìn)行計(jì)算.,五、料筒溫度,熔料

34、溫度是影響注射壓力的重要因素,注塑機(jī)料筒有5-6個(gè)加熱段,每種原料都有其合適的加工溫度,詳細(xì)的加工溫度可以參閱供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù).,熔料溫度必須控制在一定的范圍內(nèi),溫度太低,熔料塑化不良影響成型件的質(zhì)量,增加工藝難度;溫度太高,原料容易分解.在實(shí)際的注塑成型過(guò)程中,熔料溫度往往比料筒溫度高,高出的數(shù)值與注塑速率和材料的性能有關(guān),最高可達(dá)30.這是由于熔料通過(guò)澆口時(shí)受到剪切而產(chǎn)生很高的熱量造成的.,對(duì)材料進(jìn)行成型時(shí),理論上應(yīng)調(diào)節(jié)和控制物料本身的溫度,在實(shí)際上這樣做是很困難的,一般都采用調(diào)節(jié)和控制料筒溫度的方法來(lái)進(jìn)行. 為了了解物料的實(shí)際溫度,只能采用對(duì)空注射的方法,將熔融物料射出后在噴嘴 處用溫度

35、直接測(cè)量,但物料因在螺桿旋轉(zhuǎn)混煉時(shí)產(chǎn)生摩擦熱或因螺標(biāo)背壓產(chǎn)生壓縮熱,其測(cè)量所得的溫度通常要高于料筒所設(shè)定的溫度.這也和熱量的調(diào)整方式有關(guān),如加熱時(shí)因使用加熱器使用權(quán)溫度上升是很容易的,但冷卻時(shí)因大多數(shù)注塑機(jī)靠自然放熱使溫度下降就不那么容易了.為此,有些機(jī)種采用在料筒外部送風(fēng)的方式,對(duì)料筒進(jìn)行強(qiáng)制冷卻.,對(duì)料筒進(jìn)行溫度設(shè)定時(shí),一般是使之保持一定的溫度梯度,即從后部至前部的噴嘴應(yīng)設(shè)定使其溫度逐步增高.在料斗下的送料段設(shè)定的溫度,主要是對(duì)物料進(jìn)行預(yù)備加熱;壓縮段的前半部的溫度設(shè)定要稍微低于材料的熔點(diǎn);而壓縮段后半部及計(jì)量段的溫度應(yīng)高于材料的熔點(diǎn). 關(guān)于注射溫度即噴嘴附近的溫度調(diào)整的大體原則,主要是根

36、據(jù)樹(shù)脂的基本情況來(lái)考慮.如具有活性原子團(tuán)的聚合物(多為縮合物)的最佳期注射溫度般離熔點(diǎn)較近,尋找和考察其最佳溫度時(shí),每次進(jìn)行2-3范圍的小幅度調(diào)節(jié)即可.而對(duì)于不具有活性原子團(tuán)的聚合物,其最佳注射溫度比熔點(diǎn)要高得多(50前后),而且考察其最大佳注射溫度,要進(jìn)行5-10范圍的較大幅度的調(diào)節(jié)。,六、模具溫度,模具溫度是與成型作業(yè)效率(成型周期)、產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)的重要條件之一.模具溫度越低,模腔內(nèi)熔料的冷卻速度越快,可大大地縮短制品的取出時(shí)間,提高成型作業(yè)效率.若模具溫度過(guò)低,則易引起制品外觀(guān)不良,如產(chǎn)生流痕、熔接痕或縮痕等. 為了保證制品的質(zhì)量,對(duì)模具溫度的設(shè)定也存在著最佳溫度,如制造對(duì)外觀(guān)要求較高的

37、ABS盒狀制品時(shí),可將模腔中制品的外表面?zhèn)?即固定模板側(cè))溫度設(shè)定在50-65,而將內(nèi)表面?zhèn)?動(dòng)模板側(cè))的溫度設(shè)在低于外表面?zhèn)?0左右,此時(shí)得到的制品其表面無(wú)縮痕,外觀(guān)好.又如,模具溫度較高的話(huà),制品表面的轉(zhuǎn)達(dá)印性較好,特別是成型表面有花紋等制品時(shí),就注意適當(dāng)?shù)靥岣吣＞邷囟?,對(duì)結(jié)晶性樹(shù)脂其結(jié)晶速度受冷卻速度所支配,如果提高模具溫度,由于冷卻慢,可以使其結(jié)晶度變大,有利于提高和改善其制品的尺寸精度和機(jī)械物性等.如:尼龍樹(shù)脂、聚甲樹(shù)脂、PBT樹(shù)脂等結(jié)晶性樹(shù)脂,都因這樣的理由而需采用較高的模具溫度。,七、注射速度,注射速度是指螺桿前進(jìn)將熔融物料充填到模腔時(shí)的速度,一般用單位時(shí)間的注射質(zhì)量(g/s)

38、或螺桿前進(jìn)的速度(m/s)表示,它和注射壓力都是注射條件中的重要項(xiàng)止之一. 隨著充模速度的不同可出現(xiàn)不同的棄模效果,下圖表示低速和高速充模時(shí)料流情況.,低速注射時(shí),料流速度慢,熔料從澆口開(kāi)始漸向型腔遠(yuǎn)端流動(dòng),料流前呈球形,先進(jìn)入型腔的熔料先冷卻而流卻而流速減慢,接近型腔壁的部分冷卻成高彈態(tài)的薄殼,而遠(yuǎn)離型腔壁的部分仍為粘流態(tài)的熱流,繼續(xù)延伸球狀的流端,至完全充滿(mǎn)型腔后,冷卻殼的厚度加大而變硬.這種慢速充模由于熔料進(jìn)入型腔進(jìn)時(shí)間長(zhǎng),冷卻使得粘度增大,流動(dòng)阻力也增大,需要用較高注射壓力充模. 對(duì)不具有活性原子團(tuán)的非極性聚和物而言(如:PP),剪切應(yīng)力的增加將引起熔體粘度的下降.這種性質(zhì)對(duì)注塑是非常

39、有利的,因?yàn)樽⑸渌俣瓤梢宰鳛闇囟群蛪毫σ酝獾牡谌N手段,能對(duì)物料的粘度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié).,.,怎樣是理想的注射成型速度?在注塑理論中有這一項(xiàng)”將最均勻熔融的塑料,用最短的時(shí)間傳送至模具內(nèi)使其在均一狀態(tài)下固化”.從這理論觀(guān)點(diǎn)來(lái)看一般都希望注塑速度快,但實(shí)際成型時(shí)受到成型機(jī)性能的限制,高速流動(dòng)產(chǎn)品外觀(guān)容易產(chǎn)生種種異常,故不能期望流速太高.所以合適的注塑速度應(yīng)以塑件的表觀(guān)質(zhì)量和模具的結(jié)構(gòu)來(lái)確定.,八、注射量,注射量為制品和主流道分流道等加在一起時(shí)的總質(zhì)量(g)如果其小于注塑機(jī)最大注射量(g)的話(huà),在理論上是可以成型的,但最好是在小于最大注射量的85%條件下使用比較理想.但實(shí)際使用的注射量如果太小的話(huà),

40、材料會(huì)因在料筒中的滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生熱分解,為避免這種現(xiàn)象實(shí)際注射量應(yīng)該在最大注射量的30%以上,一般注射量最好設(shè)定在注塑機(jī)最大注射量的30%-85%之間. 通常以注射量表示注塑機(jī)的能力,并在習(xí)慣上采用盎司(1oxz28.35g)為單位,以聚苯乙烯(相對(duì)密度為1.05)的質(zhì)量為基準(zhǔn)來(lái)表示,材料相對(duì)密度不同的話(huà)表示注塑機(jī)能力的盎司數(shù)也將不同.如以聚苯乙烯表示的注射量為10oz(284g)的注塑機(jī),用聚丙烯(相對(duì)密度為0.92)表示的話(huà)就變成8.8oz(240g),用聚碳酸酯(1.2)表示的話(huà)就變成了11.4oz(324g).,八、注射量2,八、注射量3,由于用以上方法表示注塑機(jī)能力時(shí),會(huì)因材料的

41、不同而出現(xiàn)不同的注射量值.為此,可采用理論注射量(cm3)表示注塑機(jī)的能力,其理論注射量可按上圖所示,由螺桿直徑D(cm)螺桿行程S(cm)計(jì)算出.即注塑機(jī)的理論注射量等于最大注射行程的體積.但實(shí)際上,由于注射時(shí)螺桿的急速前進(jìn)會(huì)有10%左右的深融物料發(fā)生漏料,因此有些廠(chǎng)家往往采用對(duì)聚乙烯的實(shí)測(cè)值作為最大注射量發(fā)表。 九、射膠位置 射膠位置是注塑工藝中最重要的參數(shù)之一，射膠位置一般是根據(jù)塑件和水口的總重量來(lái)確定的，有時(shí)要根據(jù)所用的塑料種類(lèi)、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量等來(lái)合理設(shè)定積壓段射膠的位置。 大多數(shù)塑料制品的注塑成型，均采用三段以上的射膠方式，射膠的位置包括殘量位置、射膠的各段位置、熔膠終點(diǎn)位置及倒

42、索（抽膠）位置等。,十、注射時(shí)間,注射時(shí)間就是施加壓力于螺桿的時(shí)間,包含塑料的流動(dòng)、模具充填、保壓所需的時(shí)間,因此注射時(shí)間、注射速度和注射壓力都是重要的成型條件,至于尋找正確的注射時(shí)間可以用兩種方法進(jìn)行:外觀(guān)設(shè)定方法和重量設(shè)定方法. 盡管注射時(shí)間很短,對(duì)于成型周期的影響也很小,但是注射時(shí)間的調(diào)整對(duì)于澆口流道和型腔的壓力控制有著很大作用.合理的注射時(shí)間有助于熔體理想填充,而且對(duì)于提高制品的表面質(zhì)量以及減小尺寸公差有著非常重要的意義.注射時(shí)間可能通過(guò)冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)估計(jì),而冷卻時(shí)間則可以用以下公式來(lái)簡(jiǎn)單估算:,式中是需要冷卻的制品厚度,單位為mm,是塑料的熱傳導(dǎo)系數(shù). 注射時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冷卻時(shí)間,

43、大約為冷卻時(shí)間的1/101/15,這個(gè)規(guī)律可以作為預(yù)測(cè)塑件全部成型時(shí)間的依據(jù).,十一、冷卻時(shí)間,冷卻過(guò)程基本是由注塑開(kāi)始而并不是注塑完成后開(kāi)始,而冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短,是基于固化開(kāi)模取出,而其固化的適度必須不致產(chǎn)生變形,一般冷卻時(shí)間占周期時(shí)間的70%-80%.,十二、螺桿轉(zhuǎn)速,螺桿轉(zhuǎn)速影響注塑物料在螺村中輸送和塑化的熱歷程和剪切效應(yīng),是影響塑化能力、塑化質(zhì)量和成型周期等因素的重要參數(shù).隨螺桿轉(zhuǎn)速的提高,塑化能力提高、熔體溫度及熔體溫度的均勻性提高,塑化作用有所下降,(一般為50-120rpm) 對(duì)熱敏性塑料(如:PVC、POM等),也采用低螺桿轉(zhuǎn)速,以防物料分解;對(duì)熔體黏度較高的塑料,也就采用你螺桿

44、轉(zhuǎn)速.,十三、防延量(松退、倒索),防延量是指螺桿計(jì)量(預(yù)塑)到位后,又直線(xiàn)地倒退一段距離,使用權(quán)計(jì)量室中熔體的空間增大,內(nèi)壓下降,防止熔體從計(jì)量室向外流出(通過(guò)噴嘴或間隙),這個(gè)后退動(dòng)作稱(chēng)防流延,后退的距離稱(chēng)防延量或防流延行程.防流延還有另外一個(gè)目的就是在噴嘴不退回進(jìn)行預(yù)塑時(shí),降低噴嘴流道系統(tǒng)的壓力,減少內(nèi)應(yīng)力,并在開(kāi)模時(shí)容易抽出主流道.防延量的設(shè)置要視塑料的黏度和制品的情況而定,過(guò)大的防延量會(huì)使計(jì)量室中的熔料夾雜氣泡,嚴(yán)重影響制品質(zhì)量,對(duì)黏度大的物料可不設(shè)防延量(一般為2-3mm). 十四、殘料量(緩沖墊) 螺桿注射結(jié)束之后,并不希望把螺桿頭部的熔料全部注射出去,還希望留存一些,形成一個(gè)余

45、料量.這樣,一方面可防止螺桿頭部和噴嘴接接觸發(fā)生機(jī)械碰撞事故;另一方面可通過(guò)此余料墊來(lái)控制注射量的重復(fù)精度,達(dá)到穩(wěn)定注塑制品質(zhì)量的目的(余料墊過(guò)小,則達(dá)不到緩沖的目的,過(guò)大會(huì)使余料累積過(guò)多),一般殘料量為5-10mm.,十五、噴嘴溫度,噴嘴具有加速熔體流動(dòng)調(diào)整熔體溫度和使物料均化的作用.在注塑過(guò)程中,噴嘴與模具直接接觸,由于噴嘴本身熱慣性很小,與較你溫度的模具接觸后,會(huì)使噴嘴溫度很快下降,導(dǎo)致熔料在噴嘴處冷凝而堵塞噴嘴孔或模具的澆注系統(tǒng),而且冷凝料注入模具后也會(huì)影響制品的表面質(zhì)量及性能,所以,噴嘴需要控制溫度. 噴嘴溫度通常要略低于料筒的最高溫度.一方面,這是為了防止熔體產(chǎn)生”流延”現(xiàn)象;另一

46、方面,由于塑料熔體在通過(guò)噴嘴時(shí),產(chǎn)生的摩擦熱使熔體的實(shí)際溫度高于噴嘴溫度,若噴嘴溫度控制過(guò)高,還會(huì)使塑料發(fā)生分解,反而影響制品的質(zhì)量. 噴嘴溫度的設(shè)定還與注射成型中的其它工藝參數(shù)有關(guān).如:當(dāng)注射壓力較低時(shí),為保證物料的流動(dòng),應(yīng)適當(dāng)提高噴嘴的溫度;反之,則應(yīng)降低噴嘴溫度.在注射成型前,一般要通過(guò)”對(duì)空注射法”和制品的”直觀(guān)分析法”來(lái)調(diào)整成型工藝參數(shù),確定最佳料筒和噴嘴的溫度.,模腔壓力及變化曲線(xiàn),模腔壓力是能夠清楚地表征注塑過(guò)程的唯一參數(shù),只有模腔壓力曲線(xiàn)能夠真實(shí)地記錄注塑過(guò)程中的注射、壓縮和壓力保持階段,模腔壓力變化是反映注塑件質(zhì)量的重要特征(如:重量、形狀、飛邊、凹痕、氣孔、收縮及變形等),

47、模腔壓力的記錄不僅提供了質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù),而且可準(zhǔn)確地監(jiān)控公差范圍. 一、模腔壓力的特征 模腔壓力曲線(xiàn)上的典型特征點(diǎn)如右圖所示.下表中所示的圖上每一特征點(diǎn)或每一時(shí)間段的壓力變化效應(yīng).模腔壓力曲線(xiàn)反映表明的過(guò)程狀態(tài)具有普遍意義.,二、最大模腔壓力 最大模腔壓力取決于保持壓力的設(shè)定值.也會(huì)受到注射速度注塑件的幾何形狀塑料本身的特性及模具和熔體溫度的影響.,三、壓力的作用時(shí)間 壓力的突然下降表明壓力保持時(shí)間過(guò)短,熔體從尚示凝固的澆口回流.,四、模腔壓力的變化曲線(xiàn),一般而言,若流動(dòng)阻力小,壓力損耗小,保壓較完全,澆口封口時(shí)間晚,補(bǔ)償收縮時(shí)間長(zhǎng),模腔壓力較高. (1)保壓時(shí)間的影響 保壓時(shí)間越短,模腔壓力

48、降低越快,最終模腔壓力降低(如圖4-1所示).,(2)塑料熔體溫度的影響 注塑機(jī)噴嘴入口入塑料溫度越高,澆口越不易封口,補(bǔ)料時(shí)間越長(zhǎng),壓降越小,因些模腔壓力較高(如圖4-2所示). (3)模溫的影響 模壁溫度越高,與塑料的溫度差越小,溫度梯度越小,冷卻速率較慢,塑料熔體傳遞壓力時(shí)間較長(zhǎng),壓力損失小,因此模腔壓力較高.反之,模溫越低,模腔壓力越小(如圖4-3所示).,(4)塑料種類(lèi)的影響 保壓及冷卻過(guò)程中,結(jié)晶性塑料的比體積變化較非晶性塑料大,模腔壓力曲線(xiàn)較低(如圖4-4所示). (5)流道及澆口長(zhǎng)度的影響 一般而言,若流道越長(zhǎng),壓降損耗越大,模腔壓力越低,澆口長(zhǎng)度也是與模腔壓力成反比的關(guān)系(如

49、圖4-5所示).,(6)流道及澆口尺寸的影響 流道尺寸過(guò)小造成壓力損耗較大,將降低模腔壓力 澆口尺寸增加,澆口壓力損耗小,使模腔壓力較高;但若截面積超過(guò)某一臨界值,塑料通過(guò)澆口發(fā)生的粘滯加熱效應(yīng)削弱,料溫降低,粘度提高,使壓力傳遞效果變差,反而降低模腔壓力(如圖4-6所示).,塑料性能與注塑工藝條件的關(guān)系,塑料的種類(lèi)目前有300多種,注塑常用的塑料有近20種,每種塑料的性能都不同,各種塑料的熔點(diǎn)、粘度、結(jié)晶度、熔融指數(shù)(流動(dòng)特性)、加工溫度、吸水性、收縮率、分解溫度熱、穩(wěn)定性及其它物性都不一樣. 注塑技術(shù)人員在設(shè)定注塑工藝條件前需要熟悉所用的塑料成型性能,了解其加工溫度、對(duì)溫度或壓力的敏感性、

50、注射壓力、背壓、干燥條件、模具溫度熔融指數(shù)(FMI)等方面的知識(shí),才能正確設(shè)定相關(guān)的注塑工藝條件,僅憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)機(jī)是不夠的,特別是沒(méi)有使用過(guò)的塑料或注塑新材料時(shí)更是如此,避免盲目性或設(shè)定不合理的注塑工藝條件,導(dǎo)致注塑不良或原料浪費(fèi). 有關(guān)注塑常用塑料(如:PS、HIPS、AS、BS、ABS、PMMA、PE、PP、PA、POM、PC、EVA、PVC、PPO、PBT、PET、PSF、CAB等)的工藝性能及應(yīng)用方面知識(shí),將在”塑料性能與應(yīng)用”的專(zhuān)題講座中詳細(xì)介紹(在此不詳述). 對(duì)于熔融指數(shù)(FMI)大、粘度低、流動(dòng)性好的塑料(如:PA、PP)等,其注射壓力及末端注射速度應(yīng)設(shè)定低一些,反之則要設(shè)定高一些

51、. 對(duì)于熱穩(wěn)定性差的塑料(如:PVC、POM)等,注塑過(guò)程中要嚴(yán)格控制熔料溫度,螺桿轉(zhuǎn)速不宜過(guò)快,殘量要少,以免熔料過(guò)熱分解.,對(duì)于結(jié)晶性塑料(如:PP、PA、POM、PE等),要想提高其結(jié)晶度,就要提高模溫,讓熔料在冷卻過(guò)程中充分結(jié)晶,以改善其制品的尺寸精度. 對(duì)于粘度受溫度變化不敏感的塑料(如:PPABS等),要想改善其流動(dòng)性,降低其粘度,需采用提高剪切速率(如:螺桿轉(zhuǎn)速和注射壓力/速度)的條件,才能達(dá)到預(yù)期的效果. 對(duì)于吸濕性大或?qū)λ菝舾械乃芰?如:PA、PC、ABS、PET等),在成型加工前需進(jìn)行充分干燥. 下面介紹一些與注塑成型工藝條件有關(guān)的塑料特性: A、吸水性 通常的印象是:塑

52、料不吸水,確實(shí)塑料的吸水率很小.但是在注塑成型時(shí)少量吸附的水受熱而氣化,造成塑件內(nèi)的氣泡,外觀(guān)和強(qiáng)度都受到影響或破壞;一些水解性塑料,如PC、PET等吸濕后,在加工成型的高溫下,微量水分也會(huì)造成塑料的降解,所以加工成型前要按塑料的吸濕情況予以干燥.,塑料注塑時(shí)允許的含濕量和干燥的溫度一覽表,B、熱性質(zhì) 塑料加工過(guò)程中受熱能軟化和熔融,甚至可能產(chǎn)生分解. 如果我們把塑料在溫度不斷慢慢升高的烘箱內(nèi),會(huì)有什么變化呢?從外觀(guān)上可以看到它會(huì)經(jīng)歷下面的過(guò)程: 硬彈性軟化熔化分解變黑 認(rèn)識(shí)下面曲線(xiàn)所表示的三種狀態(tài),有助我們正確選用塑料的加工溫度和使用范圍. 注塑成型溫度應(yīng)取用Tf(粘流溫度)以上; 彈性材料

53、成型應(yīng)取用Tg(玻璃化溫度)以上,因太高會(huì)失去彈性;,塑料在加工溫度下除了受熱而軟化或熔融外,還會(huì)發(fā)生以下兩種反應(yīng): 塑料化學(xué)降解反應(yīng) 降解反應(yīng)是塑料的大分子鏈被打斷,分子量下降,導(dǎo)致其機(jī)械物理性能下降,塑料顏色泛黃. 塑料化學(xué)交聯(lián)反應(yīng) 交聯(lián)反應(yīng)是大分子鏈之間產(chǎn)生了新的化學(xué)鏈,因而引起分子量增加.在參數(shù)改變的情況下,稍為有微小的交聯(lián)就可能會(huì)改善塑件的強(qiáng)度、硬度及耐熱性,但大分子鏈間太多交聯(lián)鏈的生成,分子結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀,于是塑料就會(huì)變成硬而脆,不易再變回熔融的塑膠了,這樣就不能再翻用.,C、粘流性,加工塑料的熔融性質(zhì)不僅影響到加工性能,而且對(duì)塑件的性能及再加工性都有很大的影響其熔融的粘度大小是我們選

54、取加工溫度參數(shù)的依據(jù). 例如PP塑料,粘度小的做拉絲之用,因?yàn)樗芰辖z要從一個(gè)0.1-0.3cm的小孔噴出,高的粘度則難以加工;中等粘度多用于注塑制品,它要求流動(dòng)性好,但強(qiáng)度也要求高;不同的粘度應(yīng)用于不同的產(chǎn)品,錯(cuò)誤配用就會(huì)引致難以控制.塑料在熔融時(shí)粘度都很高,它的粘度習(xí)慣用熔融流動(dòng)指數(shù)(MFI)表示,MFI的測(cè)定是在特定的儀器中,在一定的溫度和壓力條件下以熔融塑料于10分鐘內(nèi)流出的重量來(lái)表示(其數(shù)值為g/10min),流動(dòng)性越好MFI越高.每種不同的塑料測(cè)試溫度和壓力均不相同,所以不能互相換算. MFI值與塑料分子量的大小有直接的聯(lián)系,分子量大MFI值越小.從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),是分子鏈越長(zhǎng),枝化越多

55、,流動(dòng)性越小;反之分子量越小MFI值越高. 分子鏈的長(zhǎng)度除可影響塑料熔融流動(dòng)外,對(duì)施加于塑料熔體上的剪切力也有很大影響.如在注塑時(shí)模腔未填滿(mǎn)或出現(xiàn)凹痕時(shí),究竟應(yīng)升高溫度以提高塑料的流動(dòng)還是提高壓力/速度以增加塑料的流動(dòng)性能,這個(gè)問(wèn)題就是所謂的(流變學(xué))中的熔體粘度與剪切速率的關(guān)系.,一些常用塑料的流長(zhǎng)比和型腔壓力,大部分塑料的表現(xiàn)粘度隨剪切速率增加而降低,常見(jiàn)于提高注塑機(jī)的注射壓力后,塑料熔體的流動(dòng)增加,這是由于大分子鏈在高速剪切下拉直的原故;少數(shù)塑料熔體的表現(xiàn)粘度隨剪切速率的增加而增加. 圖(1)為各種通用塑料的熔體表現(xiàn)粘度和剪切率的關(guān)系,有助于我們選擇加工條件,從圖中可知PP注塑時(shí)提高壓力

56、對(duì)增加流動(dòng)性非常有效;而PC料注射壓力的提高對(duì)流動(dòng)性基本上沒(méi)有太大的影響,曲線(xiàn)還是平的.若為使PC充滿(mǎn)型腔而提高壓力,不僅沒(méi)有效果反而會(huì)增加塑件內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力.,模具結(jié)構(gòu)與注塑工藝的關(guān)系,注塑工藝條件的確定,除了與塑料的性能、膠的大小/結(jié)構(gòu)/壁厚、產(chǎn)品的質(zhì)量要求和注塑機(jī)的種類(lèi)有關(guān)外,還與注塑模具的結(jié)構(gòu)(如:流道系統(tǒng)的長(zhǎng)短/粗細(xì)、澆口的形式/大小/位置/數(shù)量、模具的冷卻效果、冷料穴、模具的排氣效果、側(cè)抽芯(行位)結(jié)構(gòu)及模具的光潔度等有很大的關(guān)系. 、流道系統(tǒng) 若主流道或分流道的直徑較大且長(zhǎng)度較短,熔料溫度和一段注射壓力/注射速度可低一些,冷卻時(shí)間需長(zhǎng)一些;若主流道或分流道過(guò)細(xì)、過(guò)長(zhǎng)(如下圖),熔料在

57、流道中容易冷卻,流動(dòng)性變差,流動(dòng)阻力就會(huì)變大,則熔料溫度/模具溫度需高一些,一段注射壓力/注射速度需高一些,冷卻時(shí)間可短一些.,澆口形式,若澆口的尺寸過(guò)小或過(guò)薄,進(jìn)入澆口處的熔料容易冷卻,封膠時(shí)間早,對(duì)于易縮水的產(chǎn)品很難通過(guò)提高保壓時(shí)間來(lái)補(bǔ)膠,模具溫度、熔料溫度需高一些保壓切換位置遲一點(diǎn),保壓時(shí)間可短一些(小澆口保壓時(shí)間太長(zhǎng)沒(méi)作用). 澆口的位置和澆口的數(shù)量直接與熔料在模具內(nèi)的流動(dòng)長(zhǎng)度有關(guān),決定了塑工藝條件的選定.若澆口數(shù)量多,進(jìn)澆口位置合適,熔料的流程短,且同到達(dá)終點(diǎn),熔料溫度、模具溫度、注射壓力和注射速度就可以低一些,產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力就會(huì)小一些,膠件出現(xiàn)的披峰會(huì)少得多.,各種澆口位置的塑料流動(dòng)

58、狀況,模具的冷卻系統(tǒng),模具的冷卻水道開(kāi)設(shè)得是否合理,直接影響到注塑過(guò)程中的冷卻效果(快慢及均勻性)和模具溫度差的大小.若模具冷卻系統(tǒng)開(kāi)設(shè)得科學(xué)合理,模具溫度則均勻,有利于注塑時(shí)間、品質(zhì)的穩(wěn)定及注塑工藝條件確定.,模具的排氣系統(tǒng),模具的排氣效果與末段注射速度、壓力及鎖模力的設(shè)定有很大的關(guān)系,若模具排氣不好(困氣),末段注射速度、壓力及鎖模力應(yīng)設(shè)定低一些.,、模具的側(cè)抽芯(行位)結(jié)構(gòu) 注塑模具的側(cè)抽芯(行位)結(jié)構(gòu)、數(shù)量、位置的不同與注塑件的脫模及工藝條件亦有關(guān)系,有側(cè)抽芯(行位)結(jié)構(gòu)的注塑模具,其開(kāi)/合模的速度、鎖模力、注射壓力/速度及動(dòng)作程序的設(shè)定都不同. 、冷料穴 主分流道的冷料穴是存放熔料流

59、動(dòng)前鋒冷料的地方,冷料穴的大小影響到熔料的流動(dòng)及注塑工藝;若冷料穴過(guò)小或沒(méi)開(kāi)設(shè)冷料穴,熔料溫度、模具溫度應(yīng)高一些,注射速度和注射壓力要設(shè)定大一些,以確保熔料順利充填到模具內(nèi).,7、模具的光度(粗糙度) 流道系統(tǒng)、模具型腔及型芯的光潔度，影響到熔料的流動(dòng)行程，其光潔度越高，熔料在流道及模具內(nèi)的流動(dòng)阻力就越小，注射壓力可設(shè)定低一些。 8、模具內(nèi)的空間大小、結(jié)構(gòu)及間隙 注塑模具內(nèi)的空間大?。茨z件大?。Q定熔料注入量的多少，注射量是根據(jù)膠件和流道的重量來(lái)確定的，空間小的注射量少。若膠件大，熔料流程就長(zhǎng)，所需的注射壓力也就大些。 注塑模具結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，注射成型 品的幾何形狀變化就越大，不同部位對(duì)于充模熔體的流動(dòng)（速度、壓力）提出不同的要求，注射速度及壓力就要隨之改變。熔料在模具