【正文】 合和注射、推出等動作的系統(tǒng)。 鎖緊裝置類型：機械式，液壓式或者液壓機械聯(lián)合作用方式。 注射成型時注射模具安裝在注射機的動模板和定模板上，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。 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，結(jié)晶形塑料要比無定形塑料放出更多的熱量，因此結(jié)晶形塑料在冷卻時需要較長的冷卻時間。模具結(jié)構(gòu)也影響流動性的大小。 ①流動性好的，有尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素。 二、塑料的流動性 塑料的流動性： 比較塑料成型加工難易的一項指標，與黏度一樣，依賴于成型條件、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)實際情況加以選擇。 成型收縮的大小：可用塑料制件的實際收縮率 S實 表示，即 （ 41） 式中 a—— 成型溫度時制件尺寸； b—— 常溫時制件的尺寸 成型溫度時的制件尺寸無法測量，故常采用常溫時的型腔尺寸取代，有 (42) 式中 c—— 常溫時型腔尺寸； S計 —— 塑料制件的計算收縮率。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、 注射機的基本結(jié)構(gòu)及規(guī)格 三、 注射成型原理及其工藝過程 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 重點掌握 什么是注射成型工藝？ 注射成型生產(chǎn)中，運用一定的技術(shù)方法，將塑料原料、注射設(shè)備和注射所用的模具聯(lián)系起來形成生產(chǎn)能力，這種方法就叫做注射成型工藝。 %100??? b baS 實%100??? b bcS 計 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)部門提供的計算收縮率的圖表來確定收縮率。 衡量塑料流動性的指標： 聚合物的相對分子質(zhì)量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長度、表觀黏度以及流動比 (流程長度 /制品壁厚 )。 ②流動性一般的，有 ABS、有機玻璃、聚甲醛、聚氯醚。成型時還可通過控制溫度、模溫、注射壓力及注射速率等因素來調(diào)節(jié)注射成型過程以滿足對制件質(zhì)量的要求。 ③結(jié)晶形塑料固態(tài)的密度與熔融時的密度相差較大，結(jié)晶形塑料的成型收縮率大，達到 ％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：指有的塑料對應(yīng)力敏感，成型時質(zhì)脆易裂。 熱性能指標：塑料的比熱容、熱導率、熱變形溫度等。 注塑機分以下幾部分： 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。 推出機構(gòu)類型：機械式和液壓式推出。 一、注射機分類 按外形特征可分為如下三類。這是注射機最普通、最主要的形式。 按塑料在料筒中的塑化方式分為兩類。同時塑料熔體分流后，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，塑料得到進一步混合和塑化。螺桿的作用是送料、壓實、塑化與傳壓。 ①國際上趨于用注射容量／鎖模力來表示注射機的主要特征。 注射機的主要技術(shù)參數(shù)包括注射、合模、綜合性能等三個方面，如公稱注射量、螺桿直徑及有效長度、注射行程、注射壓力、注射速度、塑化能力、合模力、開模力、開模合模速度、開模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循環(huán)時間、機器的功率、體積和質(zhì)量等。如果檢測中出現(xiàn)問題，應(yīng)及時解決。 染料：具有著色力強、色彩鮮艷和色譜齊全的特點，但由于對熱、光和化學藥品的穩(wěn)定性比較差，在塑料中較少應(yīng)用；當塑料成型溫度不高又希望制品透明時，可采用耐熱性較好的蒽醌類和偶氮類染料。 有機顏料：著色特性介于染料和無機顏料之間，對熱、光和化學藥品的穩(wěn)定性一般不及無機顏料，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)干燥箱中進行。⑤采用料斗干燥新工藝 (圖 48)，使干燥設(shè)備與注射機相連，簡化生產(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筒清洗劑，是一種粒狀無色高分子熱彈性材料， 100℃ 時具有橡膠特性，但不熔融或粘結(jié)，將它通過機筒，可以像軟塞一樣把機筒內(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。 ③兩種物料成型溫度相差不大時，不必變更溫度，先用回頭料，后和欲換料對空注射可。 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)計量 計量：指能夠保證注射機通過柱塞或螺桿，將塑化好的熔體定溫、定壓、定量地輸出 (即注射出 )機筒所進行的準備動作，這些動作均需注射機控制柱塞或螺桿在塑化過程中完成。 塑化效果與物料受熱方式和注射機結(jié)構(gòu)有關(guān)： ①柱塞式注射機，物料在機筒內(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筒上取得。而柱塞式注射機塑化物料時，既不能產(chǎn)生攪拌和剪切的混合作用，又受機筒溫度波動的影響，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力熔融。 II、不同結(jié)構(gòu)的注射機，塑化能力不相同： ①柱塞式注射機的理論塑化能力 ? ?VKm tppp ??????54 2（ 44） 式中 mpp—— 柱塞式注射機的塑化能力， kg／ h； α—— 熱擴散率， m2／ h； Ap—— 塑化物料接受的傳熱面積，與機筒內(nèi)徑和分 流錐直徑有關(guān)， m2； ρ—— 物料密度， kg／ m3； Kt—— 熱流動系數(shù)，與加熱系數(shù)有關(guān)，參見圖 410， ξ—— 常數(shù)，無分流錐時 ξ=1，有分流錐時 ξ= 2； V—— 受熱物料的總體積， m3。 影響螺桿式注射機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，還與機筒結(jié)構(gòu)、筒的加熱溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿行程 (或計量段長度 )、螺桿幾何參數(shù)以及熔體對螺桿產(chǎn)生的背壓等因素有關(guān)。 熔體注射過程中會遇到機筒 、 噴嘴 、 模具澆注系統(tǒng) 、模腔表壁對熔體的外摩擦 ， 及熔體內(nèi)部產(chǎn)生的黏性內(nèi)摩擦 。 t0， 柱塞或螺桿開始注射熔體的時刻；t1， 熔體開始流入模腔的時刻； t2， 熔體充滿模腔的時刻 。 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，這時注射壓力對熔體起 兩方面作用，一是克服熔體在模腔內(nèi)的流動阻力，二是對熔體進行一定程度的壓實。反之，過大的注射壓力引起很高的剪切速率時，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段對應(yīng) 。注射成型時不希望充模期發(fā)生高速噴射流動，而希望獲得中速或低速的擴展流動，為此，需通過分析充模期的流動取向，了解注射壓力對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，流動取向效應(yīng)將增大，最終可能導致制品出現(xiàn)比較明顯的各向異性并引起熱穩(wěn)定性變差。 保壓 ， 指注射壓力對模腔內(nèi)的熔體繼續(xù)進行壓實的過程；補縮 ， 指保壓過程中 ， 注射機對模腔內(nèi)逐漸開始冷卻的熔體因成型收縮而出現(xiàn)的空隙進行補料動作 。保壓時間足夠長，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。整個倒流過程將從注射壓力撤出開始 ， 至澆口處熔體凍結(jié)（ 簡稱澆口凍結(jié) ） 時為止 ， 圖 4— 11,t3～ t4。 倒流對于注射成型不利： 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) 冷卻定型時的模腔壓力 與保壓時間有很大關(guān)系 ，圖 4— 16， 溫度 — 壓力曲線 。 保壓力時，保壓時間要長一些， 分析推論： ①如果保壓時間短，則保壓作用終止時模內(nèi)熔體溫度較高，澆口凍結(jié)溫度也高；開始冷卻定型時的模腔壓力低，情況相反。對于確定的聚合物 ， 比體積 (或密度 )一定時 ， 溫度和壓力呈直線關(guān)系 。 分析結(jié)論： ①保壓時間長時，澆口凍結(jié)溫度低冷卻定型開始時模腔壓力比較高，冷卻定型時的制件密度比較大。假設(shè)熔體密實， h增長很慢，固化層內(nèi)溫度呈直線變化，熱傳導限定在固化層范圍內(nèi)，則溫度分布曲線用下式表達 (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—— 固化層的導熱系數(shù)。 脫模溫度：不宜太高 ，否則 ， 制件脫模后會產(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，導致使用過程中發(fā)生形狀尺寸變化或產(chǎn)生其他缺陷。 為了解決這些問題 ， 可對制件進行一些適當?shù)暮筇幚?。 利用退火時的熱量 ， 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行后處理 ， 通常 ，只是對于帶有金屬嵌件 、 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、表面無光澤和缺料等缺陷。 對于含水量偏高的物料 ， 也可使機筒后段溫度偏高一些；對于螺桿式機筒 ， 為了防止熱降解 ， 可使機筒前段溫度略低于中段 。 如 ， 注射同一塑料時 ， 螺桿式機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筒最高溫度 ， 但不能太低 ， 否則會使熔體發(fā)生早凝 ， 其結(jié)果不是堵塞噴嘴孔 ， 便是將冷料帶人模腔 ，