高分子材料成型加工第八章.pptVIP

第八章注射成型注射成型是高分子材料成型加工中一种重要方法。它的特点是成型周期短、生产效率高,能一次成型外形复杂、尺寸精确的制品,成型适应性强,制品种类繁多。而且容易实现生产自动化,应用广泛,几乎所有热塑性塑料及多种热固性塑料和橡胶制品都可用此法成型。属间歇生产,除很大的管、棒、板等型材不能用此法生产。一、注射机的结构和作用1.注射机的分类按结构特点分：根据不同注射机结构和塑料在料桶中的塑化形式划分。柱塞式注射机双阶柱塞式注射机螺杆预塑化柱塞式注射机移动螺杆式注射机按注射机外形特征分:根据注射机的合模装置和注射装置的相对位置进行划分。立式注射机卧式注射机角式注射机按注射机的加工能力分类:反应注射机加工能力的主要参数和锁模力。有两种表示法:一种是以PS原料为标准，一种是以注射出的容积为标准。按注射机用途分类按合模机构特征进行分类，可分为机械式、液压式和液压机械式注射机。2.注射机的基本结构柱塞式注射机和移动螺杆式注射机的作用原理大致相同，所不同的是前者用柱塞施加压力，而后者用螺杆。都是由注射系统、锁模系统、液压系统及注射模具等组成。注射系统是注射机的主要部分，其作用是使塑料受热、均匀塑化直至黏流态，并以一定的压力和速度注射入模具型腔，并经保压补塑而成形。注射螺杆与挤出螺杆在结构上有如下区别:注射螺杆的长径比较小，约在10~15之间。注射螺杆压缩比较小，约在2~2.5间。注射螺杆均化段长度较短，但螺槽深度较深，以提高速化率。折射螺杆的头部呈尖头型，与喷嘴能很好地混合，以防止物料残存在料筒端部而引起降解。热塑性塑料的注射喷嘴类型很多，结构各异，但使用最普遍的有如下三种形式:通用式喷嘴延伸式喷嘴弹簧针阀式喷嘴上述前两种直通式，后一种喷嘴通道内部设有止回阀。锁模系统注射成型时,一般是高压注射入模的,为了保持模具严密闭合,要求有足够锁模力。液压传动与电气控制系统目前注射机一般是油泵作为压力来源,通过电气控制系统,可将高低压油泵经压力配制装置送往锁模系统,使模具开启和闭合,或送往注射系统使螺杆前进或退回。注射模具根据模具上各个部件所应起的作用，可分为以下几个部分:成型零部件浇注系统:主流道、分流道、浇口、冷料井所组成导向零件分型抽芯机构顶出装置冷却加热系统排气系统注射模具必须与注射机相配合，在设计时要考虑以下几个问题:装配尺寸、注射机允许的最大和最小模具厚度、注射机模板的行程3.注射剂的工作过程尽管注射机不同，但要完成的工艺内容和基本过程大致是相同的，大致为：加热塑化、注射充模、保压固化和脱模。二、注射过程原理热塑性塑料的注射过程包括加料、塑化、注射充模、冷却固化和脱模等几个工序。其中关键是塑化、充模和冷却。1.塑化过程对塑料塑化的要求是：塑料在进入模腔之前要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使熔体各点温度尽量均匀一致，而其中的热分解物含量则尽可能少。塑化质量主要由塑料的受热情况和所受剪切力所确定的。一定的温度是使塑料得以形变、熔融和塑化的必要条件。通过对料筒的加热,使聚合物由固体向液体转变,而剪切作用则是以机械力的方式强化了混合和塑化过程,使熔体温度分布均匀,物料组成和高分子形态也发生改变,趋于均匀。通常用聚合物在塑化过程中的加热效率E来分析柱塞式注射机内熔体的热均匀性。E值与下列因素有关:增加料筒的长度和传热面积，或延长塑料在料筒内的受热时间和增大塑料的热扩散速率，都能使E值增大。与料筒的塑料层厚度、塑料与料筒表面的温差有关。还受到塑料温度分布的影响。注射机的生产能力取决于加热料筒的塑化能力和注射成型周期。塑化能力可用下式表示:2.注射充模过程塑化良好的塑料熔体在柱塞或螺杆的推动下，由料筒前端经喷嘴和模具浇注系统流入型腔而获得型养的过程是注射成型最重要和最复杂的阶段。注射成型周期：塑料熔体进入模腔内的流动情况可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。熔体在模具浇道系统中的流动熔体流过模具浇道系统与流过喷嘴一样,也会出现温度和压力的变化。这种变化还与浇道系统的冷热状态有关。对大多数塑料熔体来说,增大浇道截面积提高冲模式的体积流量有一定的限值,当超过此值时,反而会使体积流量下降。熔体在模腔中的流动熔体在典型模腔中的流动方式:由轴向浇口进入圆柱形模腔、从扁浇口流入扁形模腔、从圆形浇口流入、从制品平面内的浇口进入矩形截面的模腔。熔体在模腔内的流动类型:主要由熔体通过浇口进入模腔的流速决定，分为快速注射和慢速注射两种极端情况。3.增密与保压过程1、增密过程充模流动结束后，熔体