【正文】 合和注射、推出等動(dòng)作的系統(tǒng)。 鎖緊裝置類(lèi)型：機(jī)械式，液壓式或者液壓機(jī)械聯(lián)合作用方式。 注射成型時(shí)注射模具安裝在注射機(jī)的動(dòng)模板和定模板上，由鎖模裝置合模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開(kāi)模，并由推出裝置將制件推出。根據(jù)技術(shù)要求，各種塑料應(yīng)有一定的技術(shù)指標(biāo)。 四、塑料的其他工藝性能 水敏性：指有的塑料 (如聚碳酸酯等 )即便含有少量水分，在高溫和高壓下也容易分解。 ⑤結(jié)晶形塑料各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大。 ②制件在模內(nèi)冷卻時(shí)，結(jié)晶形塑料要比無(wú)定形塑料放出更多的熱量，因此結(jié)晶形塑料在冷卻時(shí)需要較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間。模具結(jié)構(gòu)也影響流動(dòng)性的大小。 ①流動(dòng)性好的，有尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素。 二、塑料的流動(dòng)性 塑料的流動(dòng)性： 比較塑料成型加工難易的一項(xiàng)指標(biāo)，與黏度一樣，依賴(lài)于成型條件、聚合物的性質(zhì)。 ③制件各部分尺寸的收縮率不盡相同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。 成型收縮的大小：可用塑料制件的實(shí)際收縮率 S實(shí) 表示，即 （ 41） 式中 a—— 成型溫度時(shí)制件尺寸； b—— 常溫時(shí)制件的尺寸 成型溫度時(shí)的制件尺寸無(wú)法測(cè)量，故常采用常溫時(shí)的型腔尺寸取代，有 (42) 式中 c—— 常溫時(shí)型腔尺寸； S計(jì) —— 塑料制件的計(jì)算收縮率。第二篇 注射成型工藝及模具 第四章 注射成型工藝 一、 熱塑性塑料的工藝性能 二、 注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及規(guī)格 三、 注射成型原理及其工藝過(guò)程 四、 注射成型工藝條件的選擇與控制 五、 幾種常用塑料的注射成型特點(diǎn) 重點(diǎn)掌握 什么是注射成型工藝？ 注射成型生產(chǎn)中，運(yùn)用一定的技術(shù)方法，將塑料原料、注射設(shè)備和注射所用的模具聯(lián)系起來(lái)形成生產(chǎn)能力，這種方法就叫做注射成型工藝。 %100??? b baS 實(shí)%100??? b bcS 計(jì) 收縮率選擇的原則： ①收縮率范圍較小的塑料品種，可按收縮率的范圍取中間值，此值稱(chēng)平均縮率。 圖 4— 1塑件的材料為尼龍 — 1010，壁厚 4mm，查表4— 2得，高度方向的收縮小于水平方向的收縮，其百分比為 70％，收縮率范圍為 1． 4％～ 1． 6％，高度方向取平均 ④收縮量很大的塑料，可利用現(xiàn)有的或者材料供應(yīng)部門(mén)提供的計(jì)算收縮率的圖表來(lái)確定收縮率。 衡量塑料流動(dòng)性的指標(biāo)： 聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長(zhǎng)度、表觀黏度以及流動(dòng)比 (流程長(zhǎng)度 /制品壁厚 )。 ②流動(dòng)性一般的，有 ABS、有機(jī)玻璃、聚甲醛、聚氯醚。成型時(shí)還可通過(guò)控制溫度、模溫、注射壓力及注射速率等因素來(lái)調(diào)節(jié)注射成型過(guò)程以滿(mǎn)足對(duì)制件質(zhì)量的要求。 ③結(jié)晶形塑料固態(tài)的密度與熔融時(shí)的密度相差較大，結(jié)晶形塑料的成型收縮率大，達(dá)到 ％一 ％ 。脫模后制品內(nèi)未結(jié)晶的分子有繼續(xù)結(jié)晶的傾向，易使制品變形和翹曲。 應(yīng)力敏感性：指有的塑料對(duì)應(yīng)力敏感，成型時(shí)質(zhì)脆易裂。 熱性能指標(biāo)：塑料的比熱容、熱導(dǎo)率、熱變形溫度等。 注塑機(jī)分以下幾部分： 1．注射裝置 主要作用：使固態(tài)的塑料顆粒均勻地塑化呈熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將塑料熔體注入到閉合的型腔中。 推出機(jī)構(gòu)類(lèi)型：機(jī)械式和液壓式推出。 一、注射機(jī)分類(lèi) 按外形特征可分為如下三類(lèi)。這是注射機(jī)最普通、最主要的形式。 按塑料在料筒中的塑化方式分為兩類(lèi)。同時(shí)塑料熔體分流后，在分流梭表面 流速增加，剪切速率加大，剪切發(fā)熱使料溫升高、黏度下降，塑料得到進(jìn)一步混合和塑化。螺桿的作用是送料、壓實(shí)、塑化與傳壓。 ①?lài)?guó)際上趨于用注射容量／鎖模力來(lái)表示注射機(jī)的主要特征。 注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)包括注射、合模、綜合性能等三個(gè)方面，如公稱(chēng)注射量、螺桿直徑及有效長(zhǎng)度、注射行程、注射壓力、注射速度、塑化能力、合模力、開(kāi)模力、開(kāi)模合模速度、開(kāi)模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循環(huán)時(shí)間、機(jī)器的功率、體積和質(zhì)量等。如果檢測(cè)中出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)解決。 染料：具有著色力強(qiáng)、色彩鮮艷和色譜齊全的特點(diǎn)，但由于對(duì)熱、光和化學(xué)藥品的穩(wěn)定性比較差，在塑料中較少應(yīng)用；當(dāng)塑料成型溫度不高又希望制品透明時(shí)，可采用耐熱性較好的蒽醌類(lèi)和偶氮類(lèi)染料。 有機(jī)顏料：著色特性介于染料和無(wú)機(jī)顏料之間，對(duì)熱、光和化學(xué)藥品的穩(wěn)定性一般不及無(wú)機(jī)顏料，但所著色制件色彩較鮮艷，用這種顏料的低濃度著色可得到彩色的半透明制件。 (3)預(yù)熱干燥 預(yù)熱干燥成型物料的方法：①在空氣循環(huán)干燥箱中進(jìn)行。⑤采用料斗干燥新工藝 (圖 48)，使干燥設(shè)備與注射機(jī)相連，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，可防止吸濕性塑料再次吸濕。③最近研制成功了一種機(jī)筒清洗劑，是一種粒狀無(wú)色高分子熱彈性材料， 100℃ 時(shí)具有橡膠特性，但不熔融或粘結(jié)，將它通過(guò)機(jī)筒，可以像軟塞一樣把機(jī)筒內(nèi)的殘料帶出，這種清洗劑主要適用于成型溫度在 180～ 280℃ 內(nèi)的各種塑性塑料以及中小型注射機(jī)。 ③兩種物料成型溫度相差不大時(shí)，不必變更溫度，先用回頭料，后和欲換料對(duì)空注射可。 為什么要預(yù)熱嵌件？ 3．預(yù)熱嵌件 什么情況下嵌件需預(yù)熱？ ①分子鏈剛性大的塑料 (如聚苯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯和聚砜等 )，一般均需預(yù)熱嵌件，因它們本身很容易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。 4．選擇脫模劑 目的：使成后的制件容易從模內(nèi)脫出。 注意；含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則影響制品的透明度。 (2)計(jì)量 計(jì)量：指能夠保證注射機(jī)通過(guò)柱塞或螺桿，將塑化好的熔體定溫、定壓、定量地輸出 (即注射出 )機(jī)筒所進(jìn)行的準(zhǔn)備動(dòng)作，這些動(dòng)作均需注射機(jī)控制柱塞或螺桿在塑化過(guò)程中完成。 塑化效果與物料受熱方式和注射機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)： ①柱塞式注射機(jī)，物料在機(jī)筒內(nèi)只能接受柱塞的推擠力，幾乎不受剪切作用，塑化所用的熱量主要從外部裝有加熱裝置的高溫機(jī)筒上取得。而柱塞式注射機(jī)塑化物料時(shí)，既不能產(chǎn)生攪拌和剪切的混合作用，又受機(jī)筒溫度波動(dòng)的影響，故熔體的組分、黏度和溫度分布的均化程度都比較低，其塑化效果既不如動(dòng)力熔融。 II、不同結(jié)構(gòu)的注射機(jī)，塑化能力不相同： ①柱塞式注射機(jī)的理論塑化能力 ? ?VKm tppp ??????54 2（ 44） 式中 mpp—— 柱塞式注射機(jī)的塑化能力， kg／ h； α—— 熱擴(kuò)散率， m2／ h； Ap—— 塑化物料接受的傳熱面積，與機(jī)筒內(nèi)徑和分 流錐直徑有關(guān)， m2； ρ—— 物料密度， kg／ m3； Kt—— 熱流動(dòng)系數(shù)，與加熱系數(shù)有關(guān)，參見(jiàn)圖 410， ξ—— 常數(shù)，無(wú)分流錐時(shí) ξ=1，有分流錐時(shí) ξ= 2； V—— 受熱物料的總體積， m3。 影響螺桿式注射機(jī)塑化效果和塑化能力的主要因素除了成型物料本身的特性之外，還與機(jī)筒結(jié)構(gòu)、筒的加熱溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿行程 (或計(jì)量段長(zhǎng)度 )、螺桿幾何參數(shù)以及熔體對(duì)螺桿產(chǎn)生的背壓等因素有關(guān)。 熔體注射過(guò)程中會(huì)遇到機(jī)筒 、 噴嘴 、 模具澆注系統(tǒng) 、模腔表壁對(duì)熔體的外摩擦 ， 及熔體內(nèi)部產(chǎn)生的黏性?xún)?nèi)摩擦 。 t0， 柱塞或螺桿開(kāi)始注射熔體的時(shí)刻；t1， 熔體開(kāi)始流入模腔的時(shí)刻； t2， 熔體充滿(mǎn)模腔的時(shí)刻 。 b、充模期內(nèi)，熔體流入模腔，模腔壓力急劇上升；注射壓力和噴嘴壓力也會(huì)隨之增加到最大值 (或最大值附近 )，然后停止變化或平緩下降，這時(shí)注射壓力對(duì)熔體起 兩方面作用，一是克服熔體在模腔內(nèi)的流動(dòng)阻力，二是對(duì)熔體進(jìn)行一定程度的壓實(shí)。反之，過(guò)大的注射壓力引起很高的剪切速率時(shí)，熔體內(nèi)的剪切摩擦熱也隨之增大，很可能引起熱分解或熱降解。 AC段和圖4— 11噴嘴壓力曲線上的AC段對(duì)應(yīng) 。注射成型時(shí)不希望充模期發(fā)生高速?lài)娚淞鲃?dòng)，而希望獲得中速或低速的擴(kuò)展流動(dòng)，為此，需通過(guò)分析充模期的流動(dòng)取向，了解注射壓力對(duì)于熔體充模特性的影響。而注射壓力提高后，熔體內(nèi)的剪切作用加強(qiáng)，流動(dòng)取向效應(yīng)將增大，最終可能導(dǎo)致制品出現(xiàn)比較明顯的各向異性并引起熱穩(wěn)定性變差。 保壓 ， 指注射壓力對(duì)模腔內(nèi)的熔體繼續(xù)進(jìn)行壓實(shí)的過(guò)程；補(bǔ)縮 ， 指保壓過(guò)程中 ， 注射機(jī)對(duì)模腔內(nèi)逐漸開(kāi)始冷卻的熔體因成型收縮而出現(xiàn)的空隙進(jìn)行補(bǔ)料動(dòng)作 。保壓時(shí)間足夠長(zhǎng)，可使?jié)部诨蚰Ｇ粌?nèi)的熔體完全固化，倒流不易發(fā)生，模腔壓力將隨著圖 4— 15中虛線緩慢下降。整個(gè)倒流過(guò)程將從注射壓力撤出開(kāi)始 ， 至澆口處熔體凍結(jié)（ 簡(jiǎn)稱(chēng)澆口凍結(jié) ） 時(shí)為止 ， 圖 4— 11,t3～ t4。 倒流對(duì)于注射成型不利： a、使制品內(nèi)部產(chǎn)生真空泡或表面出現(xiàn)凹陷等成型缺陷。 (1) 冷卻定型時(shí)的模腔壓力 與保壓時(shí)間有很大關(guān)系 ，圖 4— 16， 溫度 — 壓力曲線 。 保壓力時(shí)，保壓時(shí)間要長(zhǎng)一些， 分析推論： ①如果保壓時(shí)間短，則保壓作用終止時(shí)模內(nèi)熔體溫度較高，澆口凍結(jié)溫度也高；開(kāi)始冷卻定型時(shí)的模腔壓力低，情況相反。對(duì)于確定的聚合物 ， 比體積 (或密度 )一定時(shí) ， 溫度和壓力呈直線關(guān)系 。 分析結(jié)論： ①保壓時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，澆口凍結(jié)溫度低冷卻定型開(kāi)始時(shí)模腔壓力比較高，冷卻定型時(shí)的制件密度比較大。假設(shè)熔體密實(shí)， h增長(zhǎng)很慢，固化層內(nèi)溫度呈直線變化，熱傳導(dǎo)限定在固化層范圍內(nèi)，則溫度分布曲線用下式表達(dá) (3)熔體在模腔內(nèi)的冷卻情況 yhMsM???? ???(46) 若再設(shè)熔體在固化過(guò)程中的面密度變化速度為 Vc， 則有平衡方程 ? ?Msssmc hyqV ????? ?????????????式中 qm—— 熔融潛熱； λs—— 固化層的導(dǎo)熱系數(shù)。 脫模溫度：不宜太高 ，否則 ， 制件脫模后會(huì)產(chǎn)生較大的收縮 ， 容易在脫模后發(fā)生熱變形 。否則制件脫模后內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致使用過(guò)程中發(fā)生形狀尺寸變化或產(chǎn)生其他缺陷。 為了解決這些問(wèn)題 ， 可對(duì)制件進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)暮筇幚?。 利用退火時(shí)的熱量 ， 加速塑料中大分子松弛 ， 消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力 。 應(yīng)指出 ， 并非所有塑料制件都要進(jìn)行后處理 ， 通常 ，只是對(duì)于帶有金屬嵌件 、 使用溫度范圍變化較大 、 尺寸精度要求高和壁厚大的制品才有必要 。 一、溫度 注射成型溫度主要指料溫和模溫。 料溫太低：不利于塑化，物料熔融后黏度也較大，故成型比較困難，成型后的制件容易出現(xiàn)熔接痕、表面無(wú)光澤和缺料等缺陷。 對(duì)于含水量偏高的物料 ， 也可使機(jī)筒后段溫度偏高一些；對(duì)于螺桿式機(jī)筒 ， 為了防止熱降解 ， 可使機(jī)筒前段溫度略低于中段 。 如 ， 注射同一塑料時(shí) ， 螺桿式機(jī)筒溫度可比柱塞式低10～ 20℃ 。 ⑤ 為了避免流涎現(xiàn)象 ， 噴嘴溫度可略低于機(jī)筒最高溫度 ， 但不能太低 ， 否則會(huì)使熔體發(fā)生早凝 ， 其結(jié)果不是堵塞噴嘴孔 ， 便是將冷料帶人模腔 ，