【正文】 溫度應(yīng)選較低值，即只要稍高于 θf(wàn)(θm)即可，以免發(fā)生熱降解。 料溫過(guò)高：很容易引起熱降解，最終反而導(dǎo)致制件的物理和力學(xué)性能變差。 1．料溫 料溫：指塑化物料的溫度和從噴嘴注射出的熔體溫度，前者稱為塑化溫度，而后者稱為注射溫度。 注意：退火冷卻時(shí)，冷卻速度不宜過(guò)快，否則還有可能重新產(chǎn)生溫度應(yīng)力。 退火溫度： 制件使用溫度以上 10～ 20℃ 至熱變形溫度以下10～ 20℃ 間選擇和控制。 將制品加熱到 θg～ θf(wàn)(θm)間某一溫度后 ， 進(jìn)行一定時(shí)間保溫的熱處理過(guò)程 。 ∴生產(chǎn)中應(yīng)盡量調(diào)整好保壓時(shí)間，使脫模時(shí)的殘余應(yīng)力接近或等于零，以保證制件具有良好質(zhì)量。 適當(dāng)?shù)拿撃囟葢?yīng)在塑料的熱變形溫度 θH和模具溫度 θM之間 ，圖 419， 低于熱變形溫度 。 csc dtdhV ?? 將式 (4— 8)代人式 (4— 7)得 ? ?Msmssc qdtdhh ???? ??（ 49） (47) 利用初始條件 tc=0時(shí)， h=0，將上式積分后可得固化層厚度與冷卻時(shí)間的關(guān)系為 ? ?Msmscsqth ???? ?? 22 (410) 上式實(shí)際上隱含熔體在模腔內(nèi)的冷卻速度，利用它可以計(jì)算冷卻時(shí)間。 圖中， H模腔厚度， h固化層厚度，冷卻過(guò)程中 h不斷加大。 其中 ， 1和 l’分別經(jīng)過(guò) 澆口凍結(jié)位置 G和 G’， 2和 2’分別經(jīng)過(guò)脫模位置 H和 H’。 ③若將溫度 — 壓力曲線中因保壓時(shí)間不同而產(chǎn)生的澆口凍結(jié)位置連成曲線，則該曲線為澆口凍結(jié)曲線，在注射工藝條件正常和穩(wěn)定的條件下，凍結(jié)曲線呈直線狀。 F和 F’是保壓力撤除的位置； G、 G’分別是與 F、 F’對(duì)應(yīng)的澆口凍結(jié)位置； H、 H’分別與 G、G’對(duì)應(yīng) ， 但模腔壓力相同時(shí)的脫模位置 。 3． 冷卻定型 冷卻定型：從澆口凍結(jié)時(shí)間開(kāi)始 ， 到制品脫模為止 。保壓時(shí)間較長(zhǎng)，保壓力對(duì)模腔的熔體作用時(shí)間也長(zhǎng)，倒流較小，制品的收縮情況有所減輕；而保壓時(shí)間短，情況剛好相反。 b、 保壓補(bǔ)縮階段熔體仍有流動(dòng) ， 且其溫度亦在不斷下降 ， 此階段是大分子取向以及熔體結(jié)晶的主要時(shí)期 ， 保壓時(shí)間的長(zhǎng)短和冷卻速度的快慢均對(duì)取向和結(jié)晶程度有影響 。 ②保壓力和保壓時(shí)間對(duì)模腔壓力的影響。 注意：在一定的模具結(jié)構(gòu)條件下 ， 只要保證充模時(shí)不發(fā)生高速噴射流動(dòng) ， 充模速度盡量取快一些 ， 這樣不僅避免使用較大的注射壓力導(dǎo)致制品使用性能不良 ， 而且對(duì)提高生產(chǎn)率也有好處 。如此時(shí)的注射壓力不大，很容易使充模流動(dòng)中止，導(dǎo)致注射成型出現(xiàn)廢品。 生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免采用過(guò)大的注射壓力 ， 否則會(huì)導(dǎo)致熔體熱降解 。 注射壓力對(duì)流動(dòng)充模時(shí)噴嘴處的熔體溫度也有影響 。 流動(dòng)充模階段，注射 a、 剪切速率一定 ，壓力 — 溫度曲線分為三段 ，左邊一段熔體熱分解區(qū) ，注射壓力隨溫度升高迅速下降 ， 不能在此區(qū)注射成型；右邊一段高彈變形流動(dòng)區(qū) ， 注射壓力隨著溫度降低迅速增大 ， 也不適于注射成型；只有中間一段溫度區(qū) ， 曲線相對(duì)平緩 ，溫度和注射壓力都較適中 ，易于注射成型 ， 溫度升高有利于降低熔體黏度 ， 注射壓力可隨之減小一定幅度 .。 a、流動(dòng)期內(nèi)，注射壓力和噴嘴處的壓力急劇上升，而模腔(澆口末端 )的壓力卻近似等于零，注射壓力主要用來(lái)克服熔體在模腔以外的阻力。 要掌握熔體的流動(dòng)充模規(guī)律 ， 須了解注射壓力在此過(guò)程中的變化特點(diǎn)以及與它相關(guān)的熔體溫度 、 流速和充模特性問(wèn)題 。 分三個(gè)階段：流動(dòng)充模 、 保壓補(bǔ)料 、 倒流 。s； N—— 螺桿轉(zhuǎn)速 ,r/s； pb—— 塑化時(shí)熔體對(duì)螺桿產(chǎn)生的反向壓力，通常稱為背壓， Pa.。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：圖4— 9為柱塞式和普通螺桿式注射機(jī)塑化相同物料時(shí)機(jī)筒中物料和熔體的溫度分布曲線。 塑化效果對(duì)比： a稱為普通螺桿塑化； b稱為動(dòng)力熔融。 (3)塑化效果和塑化能力 塑化效果：指物料轉(zhuǎn)變成熔體之后的均化程度。 (1)塑化的概念 什么是塑化？ 成型物料在注射成型機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、壓實(shí)以及混合等作用以后，由松散的粉狀或粒狀固體轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化熔體的過(guò)程稱為塑化。硅油脫模效果最好，只要對(duì)模具施用一次，即可長(zhǎng)效脫膜，但價(jià)格很貴。 嵌件預(yù)熱溫度： 一般取 110～ 130℃ ，并以不破壞嵌件表面鍍層為限。 有嵌件的塑料制件，由于金屬與塑料兩者的收縮率不同，嵌件周圍的塑料容易出現(xiàn)收縮應(yīng)力和裂紋。 ①欲換料的成型溫度高于機(jī)筒內(nèi)殘料的成型溫度時(shí)，應(yīng)將機(jī)筒和噴嘴溫度升高到欲換料的最低成型溫度，然后加入欲換料或其回頭料，并連續(xù)對(duì)空注射，直到全部殘料除盡止。 清洗方法：①柱塞式機(jī)筒存料量大，須將機(jī)筒拆卸清洗。③大批量物料可采用抽濕干燥機(jī)或采用負(fù)壓沸騰干燥法。 對(duì)于吸濕性或粘水性不強(qiáng)的成型物料，如果包裝貯存較好，也可不必預(yù)熱干燥。按化學(xué)組成又分成無(wú)機(jī)和有機(jī)顏料。 作用：往塑料成型物料中添加一種稱為色料或著色劑的物質(zhì)，借助這種物質(zhì)改變塑料原有的顏色或賦予塑料特殊光學(xué)性能。 注射成型原理圖 46 。 ②我國(guó)習(xí)慣上采用注射量來(lái)表示注射機(jī)的規(guī)格，如 XSZY500，表示注射機(jī)在無(wú)模具對(duì)空注射時(shí)的最大注射容量不低于 500cm3的螺桿式 (Y)塑料 (S)注射 (Z)成型 (X)機(jī)。當(dāng)積存 螺桿式注射機(jī)中螺桿既可旋轉(zhuǎn)又可前后移動(dòng)，因而能夠勝任塑料的塑化、混合和注射工作。因此，柱塞式注射機(jī)的注射量不宜過(guò)大，一般為 30— 60g，且不宜用來(lái)成型流動(dòng)性差、熱敏性強(qiáng)的塑料制件。柱塞是直徑約為 20～100mm的金屬圓桿，在料筒內(nèi)僅作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將熔融塑料注人模具。 特點(diǎn)：注射裝置為立式布置，鎖模、頂出機(jī)構(gòu)以及動(dòng)模板、定模板按臥式排列，兩者互為直角，適用于中心部分不允許留有澆口痕跡的塑件。 優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，模具裝拆方便，安裝嵌件和活動(dòng)型芯簡(jiǎn)便可靠；缺點(diǎn)：不容易自動(dòng)操作，只適用于小注射量的場(chǎng)合，一般注射量為 10— 60g。 3．液壓傳動(dòng)和電器控制 作用：保證注射成型按照預(yù)定的工藝要求 (壓力、速度、時(shí)間、溫度 )和動(dòng)作程序準(zhǔn)確進(jìn)行。 2．鎖模裝置 作用：①實(shí)現(xiàn)模具的開(kāi)閉動(dòng)作，②在成型時(shí)提供足夠的夾緊力使模具鎖緊，③開(kāi)模時(shí)推出模內(nèi)制件。 第二節(jié) 注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及規(guī)格 注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備。 粒度：指塑料粒料的細(xì)度和均勻度。 包括：熱敏性、水敏性、應(yīng)力敏感性、吸濕性、粒度以及塑料的各種熱性能指標(biāo)。 ④結(jié)晶形塑料的結(jié)晶度與冷卻速度密切相關(guān)，在結(jié)晶形塑料成型時(shí)應(yīng)按要求控制好模具溫度。結(jié)晶熔解需要熱量，結(jié)晶形塑料達(dá)到成型溫度要比無(wú)定形塑料達(dá)到成型溫度需要更多的熱量。 塑料的流動(dòng)性隨成型工藝條件的改變而變化，熔體成型溫度高則流動(dòng)性好，注射壓力大流動(dòng)性好。 常用熱塑性塑料的流動(dòng)性分為三類。必要時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)、制造一副試驗(yàn)?zāi)＞撸瑢?shí)測(cè)在類似的成型條件下塑料的收縮率。 當(dāng) S計(jì) 為已知時(shí)，可用 S計(jì) 來(lái)計(jì)算型腔尺寸，即 c=b(1+S計(jì) ) (43) 收縮率 1． 5％乘以比值 0． 7，內(nèi)徑取大 值 1． 6％，外徑取小值 1． 4％，以留有試模后修正的余地（對(duì)高精度塑件或?qū)δ撤N塑料的收縮率缺乏準(zhǔn)確數(shù)據(jù)時(shí)，常用這種留有修模余量的設(shè)計(jì)方法）。 塑料的成型收縮： 與塑料本身的熱脹冷縮性質(zhì)、模具結(jié)構(gòu)及成型工藝條件等因素有關(guān)的塑料制件的收縮統(tǒng)稱為成型收縮。 第一節(jié) 熱塑性塑料的工藝性能 一、塑料的成型收縮 塑料的收縮性： 指塑料制件從模具中取出發(fā)生尺寸收縮的特性。 ②收縮率范圍較大的塑料品種，應(yīng)根據(jù)制件的形狀，特別是根據(jù)制品的壁厚來(lái)確定收縮率，壁厚取上限 (大值 )，壁薄取下限 (小值 )。也可收集一些包括該塑料實(shí)際收縮率及相應(yīng)的成型工藝條件等數(shù)據(jù)，然后用比較法進(jìn)行估算。相對(duì)分子質(zhì)量小、熔融指數(shù)高、螺旋線長(zhǎng)度長(zhǎng)、表觀黏度小、流動(dòng)比大則流動(dòng)性好。 ③流動(dòng)性差的，有聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料。 三、塑料的結(jié)晶性 ①結(jié)晶形塑料須加熱至熔點(diǎn)溫度以上才能達(dá)到軟化狀態(tài)。無(wú)定形塑料的成型收縮率一般為 ％一 ％。 熱敏性：指某些塑料對(duì)熱較為敏感，在高溫下受熱時(shí)間較長(zhǎng)或澆口截面過(guò)小、剪切作用大時(shí)，料溫增高易發(fā)生變色、降解的傾向。對(duì)應(yīng)力敏感的塑 料，除在原料內(nèi)加人添加劑提高抗裂性外，還應(yīng)合理設(shè)計(jì)制件和模具，選擇有利的成型條件，以減少內(nèi)應(yīng)力。比熱容高的塑料熔融時(shí)需要更多的熱量，熱變形溫度高的塑料冷卻時(shí)間可縮短，熱導(dǎo)率低的塑料必須注意充分冷卻。 組成：料斗、料筒、加熱器、計(jì)量裝置、螺桿 (柱塞式注射機(jī)為柱塞和分流梭 )及驅(qū)動(dòng)裝置、噴嘴等部件。液壓式推出有單點(diǎn)推出、多點(diǎn)推出。 特點(diǎn)：注射裝置和定模板設(shè)置在設(shè)備上部，而鎖模裝置、動(dòng)模板、推出機(jī)構(gòu)均設(shè)置在設(shè)備的下部。 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)體較矮，容易操作加料，制件推出后能自動(dòng)落下，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；缺點(diǎn)：設(shè)備占地面積大，模具安裝比較麻煩。 工作原理： 示意圖 4— 4。 適用場(chǎng)合：塑料的導(dǎo)熱性差，若料筒內(nèi)塑料層過(guò)厚，塑料外層熔融塑化時(shí)，它的內(nèi)層尚未塑化，若要等到內(nèi)層熔融塑化，則外層就會(huì)因受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而分解。當(dāng)螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將料斗中的塑料卷入，并逐步將其壓實(shí)、排氣、塑化，不斷地將塑料熔體推向料筒前端，積存在料筒前部與噴嘴之間，螺桿本身受到熔體的壓力而緩緩后退。這里所指的注射容量是指注射壓力為 100MPa時(shí)的理論注射容量。 注射機(jī)的規(guī)格： 二、注射機(jī)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù) 第三節(jié) 注射成型原理及其工藝過(guò)程 基本原理：利用塑料的可擠壓性和可模塑性，將松散的粒料或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送人高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為黏流態(tài)熔體，在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開(kāi)啟模具便可從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。對(duì)于粉狀物料，在注射成型前，經(jīng)常還需要將其配制成粒料，因此其檢驗(yàn)工作應(yīng)放在配料后進(jìn)行 生產(chǎn)工藝過(guò)程圖4— 7。 顏料：主要著色劑。 粉狀或粒狀熱塑性塑料著色的工藝實(shí)現(xiàn)方法：直接法和間接法兩種。②多品種、小批量物料，也可采用循環(huán)熱風(fēng)、紅外線及遠(yuǎn)紅外線等較為簡(jiǎn)單的設(shè)備預(yù)熱干燥。 生產(chǎn)中如遇下列情況均應(yīng)對(duì)注射機(jī)的料筒進(jìn)行清洗：改變塑料品種、更換物料、調(diào)換顏色，或發(fā)現(xiàn)成型過(guò)程中出現(xiàn)了熱分解或降解反應(yīng)。 采用對(duì)空注射清洗螺桿式機(jī)筒時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)。 ④殘料屬熱敏性塑料時(shí)，應(yīng)從流動(dòng)性好、熱穩(wěn)定性高的聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中選黏度較高的品級(jí)作為過(guò)渡料對(duì)空注射。 ②分子鏈柔順性大的塑料，且嵌件較小時(shí)，可以不預(yù)熱，原因在于小嵌件容易在模內(nèi)加熱。 常用的脫模劑：硬酯酸鋅、液體石蠟 (白油 )和硅油等。 二、注射成型原理及其工藝過(guò)程 工藝過(guò)程分為：塑化計(jì)量 、 注射充模和冷卻定型三個(gè)階段 。 影響計(jì)量準(zhǔn)確性的因素：①注射機(jī)控制系統(tǒng)的精度；②機(jī)筒 (即塑化室 )和螺桿的幾何要素及其加工質(zhì)量影響。 ②螺桿式注射機(jī)，螺桿在機(jī)筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)物料起到