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注塑成型工藝ppt128頁)-文庫吧在線文庫

2025-02-07 14:24上一頁面

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【正文】 :示意圖 45。我國制定的注射機國家標準草案規(guī)定可以采用注射容量表示法和注射容量/鎖模力表示法來表示注射機的型號。 (2)著色 著色劑按其在塑料中的分散能力分為:染料和顏料兩大類。 目的:為了除去物料中過多的水分及揮發(fā)物,防止成型后制品出現(xiàn)氣泡和銀紋等缺陷,同時也可以避免注射時發(fā)生水降解。②螺桿式機筒,可采用對空注射法清洗。若成型前對嵌件預熱,可減小它在成型時與塑料熔體的溫差,避免或抑制嵌件周圍的塑料發(fā)生收縮應力和裂紋。硬酯酸鋅(不能用于聚酰胺)多用于高溫模具,而液體石蠟多用于中低溫模具。 塑化能力:指注射機在單位時間內(nèi)能夠塑化的物料質量或體積。可以看出:I、 用螺桿式注射機塑化物料時,噴嘴附近熔體的徑向溫度分布要比柱塞式注射機來得均勻。 (1)流動充模 指注射機將塑化好的熔體注射進入模腔的過程 。如, t1時刻的壓力差Δpl=pi1— pg1代表熔體從機筒到噴嘴時所消耗的注射壓力而噴嘴壓力 pg1則代表熔體從噴嘴至模腔之間消耗的注射壓力。 注射壓力上升階段 , 噴嘴處的熔體溫度也隨著升高 , 圖 4— 13。為此,往往需提高注射壓力。如保壓力不足,補縮流動受澆口摩擦阻力限制不易進行,模腔壓力因補料不足迅速下降 (圖 4— 14);如保壓時間不充分,模腔內(nèi)熔體倒流,也會造成模腔壓力迅速下降 (圖 4— 15)。 引起倒流的原因:主要是注射壓力撤除后,模腔壓力大于流道壓力,且熔體與大氣相通所造成的。 從 F處撤除 從 F’處撤除保壓力時,保壓時間就會短一些。很明顯,四條直線的斜率均與比體積 (或密度 )有關,斜率越大比體積越大,而密度越小。 ( 4)脫模條件 聚合物狀態(tài)方程表明,冷卻定型階段有壓力、比容和溫度三個可變參數(shù),但外部無熔體向模腔補給,比容只與溫度變化引起的體積收縮有關,獨立參數(shù)只有模腔壓力和溫度,它們均與脫模條件有關。 三 、 制件的后處理 為什么要進行制件的后處理 ? 成型過程中塑料熔體在溫度和壓力作用下的變形流動行為非常復雜 , 再加上流動前塑化不均及充模后冷卻速度不同 , 制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結晶 、 取向和收縮 , 導致制件內(nèi)產(chǎn)生相應的結晶 、 取向和收縮應力 , 除引起脫模后時效變形外 , 還使制件的力學性能 、 光學性能及表觀質量變壞 , 嚴重時還會開裂 。 退火熱源或加熱保溫介質: 紅外線燈、鼓風烘箱以及熱水、熱油、熱空氣和液體石蠟等。 料溫主要取決于機筒和噴嘴兩部分的溫度。 ③ 機筒溫度與注射機類型及制件和模具的結構特點有關 。 2.模具溫度 模具溫度:指和制件接觸的模腔表壁溫度。 各種塑料適用的模溫選擇或控制的原則: ① 為了保證制件具有較高的形狀和尺寸精度 , 避免制件脫模時被頂穿或脫模后發(fā)生較大的翹曲變形 , 模溫必須低于塑料的熱變形溫度 (見表 4— 10)。 二、壓力 包括:注射壓力、保壓力和背壓力。 注射壓力對熔體的流動、充模及制件質量的影響: ②注射壓力很大且澆口又較小時,熔體在模腔內(nèi)會產(chǎn)生噴射流動,料流先沖擊模腔表壁而后才擴散,很容易在制件中形成氣泡和銀絲,嚴重時還會因摩擦熱過大燒傷制件。 選擇、控制注射壓力的原則: ④對于流動性好的塑料及形狀簡單的厚壁制件,注射壓力可小于 70 MPa。不同的塑料具有不同的流動比范圍,并受注射壓力大小的影響(表 4— 12)。另外,高速注射時如排氣不良,模腔內(nèi)的空氣將受到嚴重的壓縮,不僅使高速流動的熔體流速減慢,還因壓縮氣體放熱灼傷制件或產(chǎn)生熱降解。 選擇或控制注射速度時還應注意以下幾點 : ①對于大、中型注射機,可對注射速度采用分段控制,其控制規(guī)律可參考圖424。曲線 4表示保壓時間不足、保壓力撤除過早、澆口尚未凍結,于是熔體將會產(chǎn)生倒流,模腔壓力在就猛然下降。例如,在 50~ 250℃ 范圍內(nèi),若取保壓力為 10MPa,則聚乙烯比體積的變化幅度約為 30%,而聚苯乙烯只有 10%左右;若取保壓力為 160 MPa,兩者的比體積變化幅度又分別為 22%和 3%。 ①對形狀復雜和薄壁的制件,為了保證成型質量,采用的注射壓力往往比較大,故保壓力可稍低于注射壓力。 背壓大?。号c塑料品種、噴嘴種類和加料方式有關,并受螺桿轉速影響;其數(shù)值的設定與控制需通過調(diào)節(jié)注射油缸上的背壓表實現(xiàn)。但是過小的背壓有時會使空氣進入螺桿前端,注射后的制品將會因此出現(xiàn)黑褐色云狀條紋及細小的氣泡,對此必須加以避免。 ⑥螺桿轉矩與螺桿轉速的關系 (圖 435):塑化各種成型物料時,螺桿的扭矩均隨螺桿轉速提高而增大。 注射時間可用下式估算 GVi nqVt ? (416) 式中 ti—— 注射時間, s; V—— 制件體積, cm3; n—— 模具中的澆口個數(shù); qGV—— 熔體通過澆口時的體積流量, cm3/ s;可用下式計算 式中 γ —— 熔體經(jīng)過澆口時的剪切速率,根據(jù)經(jīng)驗,約為 103~ 104s— 1; b—— 澆口截面寬度; h—— 澆口截面高度。 3.確定注射成型周期的經(jīng)驗方法 第五節(jié) 幾種常用塑料的注射成型特點 一、聚苯乙烯塑料 特點:無定形塑料,黏度適宜,流動性較好,熱穩(wěn)定性亦較好,注射成型比較容易。故模具溫度應盡量保持均勻,溫差應低于 3— 6℃ 。注射成型用的聚丙烯的熔融指數(shù)為 2— 9g/ 10min,熔體流動性較好,在柱塞式或螺桿式注射機中都能順利成型。生產(chǎn)上經(jīng)常采用的模具溫度,約為 70~ 90℃ ,在這種情況下,不僅有利于結晶,而又有利于大分子的松弛,從而減少分子的定向作用,并可降低內(nèi)應力。成型時,縮短注射和保壓時間,提高注射和模具溫度都可減小后收縮。螺桿頭應裝上良好的止逆環(huán),以免低黏度的熔體發(fā)生過多的漏流。它們的化學結構略有差異,性能不盡相同,但成型特點是共同的。晶體結構不同制件的物理力學性能將各異。 ②熔體的流變特性:黏度對剪切速率的依賴性比溫度的依賴性大,注射充模時,通過提高注射壓力或注射速度來增大熔體的流動性比通過提高溫度有利。其成型收縮率為 0. 3%一 0. 7%,為使制件順利脫模,模壁斜度應增大至 1186。如有需要,則可在 70~ 80℃ 溫度下干燥 2~ 4h。在滿足此原則的前提下,冷卻時間應盡量取短一些,否則,會延長成型周期、降低生產(chǎn)效率,且對復雜制件會造成脫模困難。 三、成型周期 注射成型周期:指完成一次注射成型工藝過程所需的時間。 ③塑化效果與螺桿轉速之間的關系(圖 432):螺桿轉速增大,熔體溫度的均化程度提高,但曳流也隨著增大,故螺桿轉速達到一定數(shù)值后,綜合塑化效果 (即物料的綜合塑化質量 )下降。 選擇或控制背壓時注意事項: ①采用直通式噴嘴和后加料方式背壓高時容易發(fā)生流涎現(xiàn)象,應使用較小的背壓;采用閥式噴嘴和前加料方式時,背壓可取大一些。 3.背壓力與螺桿轉速 (1)背壓力 (塑化壓力 ) 背壓力:指螺桿在預塑成型物料時,其前端匯集的熔體對它所產(chǎn)生的反壓力,簡稱背壓。這意味著為了提高制件密度,必須有一段保壓時間,但保壓時間過長,除了浪費注射機能量之外,對于提高制件密度已無效用,所以生產(chǎn)中應能對保壓時間恰當?shù)乜刂圃谝粋€最佳值。 ② a、 b兩條虛線分別反應模腔中靠近澆口和遠離澆口位置的比體積變化情況。 (1)保壓力和保壓時間對模腔壓力的影響 圖 425。 生產(chǎn)中的實際確定注射速度的做法: 先采用慢速低壓注射,然后根據(jù)注射出的制件調(diào)整注射速度,使之達到合理的數(shù)值。 上兩式可知,注射速度與注射壓力密切相關。對于優(yōu)質、精密、微型制件,注射壓力可取 180~ 250 MPa,甚至更高。 選擇注射壓力大小的因素: 塑料品種、制件的復雜程度、制件的壁厚、噴嘴的結構形式、模具澆口的尺寸以及注射機類型等,常取40~ 200Mpa。 注射壓力損失包括:動壓損失和靜壓損失。 ④ 為了縮短成型周期 , 確定模具溫度時可采用兩種方法 。 適當提高模溫 , 制件的表面粗糙度值也會隨之減小 。 通常 , 機筒溫度提高以后 , 都要適當縮短物料或熔體在機筒中的停留時間 。 各種塑料適用的機筒和噴嘴溫度選擇或控制原則 ① 制件注射量大于注射機額定注射量 75% 或成型物料不預熱時 , 機筒后段溫度應比中段 、 前段低 5— 10℃ 。 第四節(jié) 注射成型工藝條件的選擇與控制 注射成型具有三大工藝條件:溫度、壓力和時間。 什么是退火? 對于: ①結晶形塑料制件,利用退火對它們的結晶度大小進行調(diào)整,或加速二次結晶和后結晶的過程;②對制品進行解取向,降低制件硬度和提高韌度。 脫模壓力:模腔壓力和外界壓力的差值不要太大,應在圖 419中 — pH~十 pH脫模壓力范圍(其值可由經(jīng)驗或試驗確定)。θM模腔表壁溫度, θs固化層與熔體之間的界面溫度,模腔內(nèi)的溫度分布如 θ(y)曲線, y是模腔厚度坐標。 (2)冷卻定型時的制品密度 冷卻定型階段 , 澆口凍結 , 熔體不再向模腔內(nèi)補充 , 可用聚合物狀態(tài)方程描述模腔內(nèi)的壓力 、 溫度和比體積 (或密度 )關系 。 圖4— 11,t4t5, 注射成型工藝過程的最后階段 。 (3)倒流 倒流:指柱塞或螺桿在機筒中向后倒退時 (即撤除保壓力以后 ), 模腔內(nèi)熔體朝著澆口和流道進行的反向流動 。 (2)保壓補縮 保壓補縮階段:指從熔體充滿模腔至柱塞或螺桿在機筒中開始后撤為止 , 圖 4— 11 t2~ t3 段 。 熔體充模流動形式與充模速度有關,充模速度受注射工藝條件和模具結構的影響。 ② 注射壓力與熔體溫度、熔體流速的關系 b、溫度一定時,剪切速度增大,注射壓力也要增大,完全符合流體力學壓力與流速的關系。 ① 注射壓力的變化 注射壓力的變化可用注射成型的壓力 時間曲線描述 ,圖 4— 11。 分析上兩式: ①柱塞式注射機的塑化能力與機筒結構和物料體積有關,提高塑化能力,需增大傳熱面積 AP或減小物料的總體積 V,而增大 AP時常會使 V跟著增大, V的增大將導致熔體不易均化; ②螺桿式注射機塑化能力與物料體積無關,塑化能力一般都比柱塞式注射機大,這也是普通柱塞式注射機為什么只能成型小型制品的主要原因之一。顯然,在動力熔融條件下,強烈的攪拌與剪切作用不僅有利于熔體中各組分混合均化,而且還避免了波動的機筒溫度對熔體溫度的影響,有利于熔體的黏度均化和溫度分布均化,能夠得到良好的塑化效果。 均化包含四方面的內(nèi)容: 熔體內(nèi)組分均勻、密度均勻、黏度均勻和溫度分布均勻。對鋁、銅等有色金屬嵌件,預熱溫度可提高到 150℃ 。 ②欲換料的成型溫度低于機筒內(nèi)殘料的成型溫度時,應將機筒和噴嘴溫度升高到欲換最高成型溫度,切斷電源,加入欲換料的回頭料后,連續(xù)對空注射,直到全部殘料除盡止。④高溫下易氧化變色的塑料 (如聚酰胺等 ),可采用真空干燥法。 無機顏料:對熱、光和化學藥品的穩(wěn)定性都比較高,且價格低廉,但色澤都不十分鮮艷,只能用于不透明塑料制件的著色。 一、生產(chǎn)前的準備工作 (1)分析檢驗成型物料的質量 根據(jù)注射成型對物料的工藝特性要求,檢驗物料的含水量、外觀色澤、顆粒情況、有無雜質并測試其熱穩(wěn)定性、流動性和收縮率等指標。 的熔體達到預定的注射量時,螺桿停止轉動,并在液壓油缸的驅動下向前移動,將熔體注入模具。分流梭是裝在料筒靠前端的中心部分,形如魚雷的金屬部件,其作用是將料筒內(nèi)流經(jīng)該處的塑料分成薄層,使塑料分流,以加快熱傳遞。 特點:注射裝置和定模板在設備一側,而鎖模裝置、動模板、推出機構均設置在另一側。 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。根據(jù)技術要求,各種塑料應有一定的技術指標。 ⑤結晶形塑料各向異性顯著,內(nèi)應力大。模具結構也影響流動性的大小。 二、塑料的流動性
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