【正文】 預(yù)熱 在成 型 帶金屬嵌件，特別是帶較大嵌件的塑件時，嵌件放入模具之前必須預(yù)熱，以減少物料和嵌件的溫度差，降低嵌件周圍塑料的收縮應(yīng)力，保證塑件質(zhì)量。通常，柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺桿式料筒可采用對空注射法清洗。在生產(chǎn)上為順利脫模， 通常使用脫模劑。 注射成 型 過程 完整的注射成 型 過程包括加料、加熱塑化、加壓注射、保壓、冷卻定型、脫模等工序。 ⑴ 塑化 塑化是指粉狀或粒狀的物料，在料筒內(nèi)加熱熔融呈黏流態(tài)并具有良好的可塑性的全過程。 ⑵ 注射充模與冷卻定型 在這個過程中 塑料熔料的溫度將不斷下降，而壓力的變化則如圖 02 所示。這一階段的時間從開始充模到 t1，壓 力變化為：熔體未注入模具型腔前模腔內(nèi)沒有壓力；待型腔充滿時壓力達到最大值 p0。在注射機柱塞或螺桿推動下，熔體仍然保持壓力進行補料，使料筒中的熔料繼續(xù)進入型腔， 以補充型腔中塑料的收縮需要。保壓補縮階段對于提高塑件密度，減少塑件的收縮，克服塑件表面缺陷均具有重要影響。這時模腔中的熔料壓力比澆口前方的高，因此就會發(fā)生型腔中熔體通過澆口流向澆注系統(tǒng)的倒流現(xiàn)象，從而使模腔內(nèi)壓力迅速下降。如果柱塞或螺桿后退時澆口處的熔料已經(jīng)凍結(jié)，或者在噴嘴中裝有止逆閥，則倒流階段不存在，就不會出現(xiàn) t2~ t3 壓力下降的曲線，而是圖 02 中所示的虛線。這時，倒流不再繼續(xù)進行，模腔內(nèi)的塑料繼續(xù)冷卻并凝固定型。在冷卻階段中，隨著溫度的迅速下降，模腔內(nèi)的塑料體積收縮，壓力也逐漸下降。模腔內(nèi)壓力與外界壓力之差稱為殘余壓力（即圖 02中 p2）。應(yīng)該指出的是，若冷卻速度過快或模溫不均，則塑件會由于冷卻不均勻而導(dǎo)致各部分收縮不一致，使塑件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因此冷卻速度必須適當(dāng)。根據(jù)塑件的特性和使用要求，可對塑件進行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，其主要方法是退火和調(diào)濕處理。退火的溫度應(yīng)控制在塑件使用溫度 10℃ ~20℃ 以上，或塑料的熱變形溫度以下 10℃ ~20℃ 。退火處理后冷卻速度不能太快，以避免重新產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 ⑵ 調(diào)濕處理 調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放入熱水中，以隔絕空氣，防止對塑料制件的氧化，加快吸濕平衡速度的后處理方法。調(diào)濕處理主要用于吸濕性強的聚酰胺等塑件。溫度、壓力和時間是影響注射成 型 工藝的重要參數(shù)。前兩種溫度主要影響塑料 的塑化和流動，而后一種溫度主要是影響塑料的充模和冷卻定型。但不論非結(jié)晶型或結(jié)晶型塑料，料筒溫度均不能超過塑料本身的分解溫度（ Td）。除了嚴(yán)格控制最高溫度外，還應(yīng)控制塑料在加熱筒中停留的時間，因為停留時間過長（ 即使在溫度不十分高的情況下）塑料也會發(fā)生降解。因此，料筒溫度應(yīng)高些，以使塑料內(nèi)外層受熱、塑化均勻。 ③ 塑件及模具結(jié)構(gòu)特點 對于薄壁制件，其相應(yīng)的模腔狹窄，熔體充模的阻力大，冷卻快，為了提高熔體流動性， 使其順利充模，料筒溫度應(yīng)選擇高一些。對于形狀復(fù)雜或帶有嵌件的制件，或者熔體充模流程曲折較多、較長的，料筒溫度也應(yīng)選擇高一些。 ⑵ 噴嘴溫度 噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度，這是為了防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生流涎現(xiàn)象。但是，噴嘴溫度不能過低，否則熔料在噴嘴處會出現(xiàn)早凝而將噴嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影響塑件的質(zhì)量。 ⑶ 模具溫度 模具溫度對塑料熔體在型腔內(nèi)的流動和塑 料制品的內(nèi)在性能與表面質(zhì)量影響很大。模具溫度由通入定溫的冷卻介質(zhì)來控制，也有的靠熔料注入模具自然升溫和自然散熱達到平衡而保持一定的模 溫。 不管是加熱或冷卻，對塑料熔體來說進行的都是冷卻降溫過程，以使塑件成 型 和脫模。 ⑴ 塑化壓力 塑化壓力是指采用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時所 受的壓力，亦稱背壓，其大小可以通過液壓系統(tǒng)中的溢流閥來調(diào)整。在其他條件相同的情況下，增加塑化壓力，會提高熔體的溫度及其均勻性，使色料的混合均勻并排出熔體中的氣 8 體。所以，塑化壓力應(yīng)在保證塑件質(zhì)量的前提下越低越好，其具體數(shù)值是隨所用塑料的品種而異的，通常不超過 2MPa。其作用是克服熔體流動充模過程中的流動阻力 ，使熔體具有一定的充模速率及對熔體進行壓實。對于熔體黏度高的塑料，其注射壓力應(yīng)比黏度低的塑料高；對薄壁、面積大、形狀復(fù)雜及成 型 時熔體流程長的塑件，注射壓力也應(yīng)該高；模具結(jié)構(gòu)簡單、澆口尺寸較大的，注射壓力可以較低；對于柱塞式注射機，因料筒內(nèi)壓力損失較大，故注射壓力應(yīng)比螺桿式注射機的高；料筒溫度高、模具溫度高的，注射壓力也可以較低。在生產(chǎn)中， 壓實時的壓力等于或小于注射時所用的注射壓力。 缺點是會造成脫模時的殘余壓力過大、塑件脫模困難和成 型 周期長。它包括以下幾部分： 充模時間（柱塞或螺桿前進時間） 注射時間 注射時間 （保 壓時間（柱塞或螺桿停留在前進位置的時 間） 成 型 周期 閉模冷卻時間 （柱塞后退或螺桿轉(zhuǎn)動后退的時間均包括在這段時間內(nèi)） 其他時間（指開模、脫模涂拭脫模劑、安放嵌件和閉模等時間） 成 型 周期直接影響生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率，應(yīng)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量縮短成 型周期中各階段的時間。注射時間中的充模時間不長，一般不超過 10s；保壓時間較長，一般為 20~120s（特厚塑件可達 5~10min）。 冷卻時間主要決定于塑料制品的壁厚、模具溫度、塑料的熱性能和結(jié)晶性能。此外，在成 型 過程中應(yīng)盡可能縮短開模、脫模等其他時間，以提高生產(chǎn)率。定模安裝在注射機的固定模板上，動模安裝在注射機的移動模板上，并可隨移動模板的移動實現(xiàn)模具的啟閉。 注射模的結(jié)構(gòu)組成 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)和注射機的種類等很多因素有關(guān)。圖 03為最具有代表性的單分型面注射模，表 05 為常見注射模模具的結(jié)構(gòu)組成。一般熱塑性塑料的注射模主要是設(shè)計模具的冷卻系統(tǒng) 冷卻水道 3 排氣系統(tǒng) 為了將成 型 時塑料本身揮發(fā)的氣體排出模外，常常在分型面上開設(shè)排氣槽。通 常是按注射模具總體結(jié)構(gòu)特征來分，所分類型的典型結(jié)構(gòu)如下： ⑴ 單分型面注射模 如圖 03 所示，只有一個分型面，因此稱為單分型面注射模，也稱兩板式注射模。分流道及澆口在分型面上。型腔由定模板 2 上的凹模與固定在動模板 1 上的凸模 7 組成，并由注射機合模系統(tǒng)提供的鎖模力鎖緊。開模時，注射機合模系統(tǒng)帶動動模后退，模具從動模和定模分型面分開，塑件包在凸模 7 上隨動模一起后退，同時，拉料桿 15 將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆口套中拉出。合模時，推出機構(gòu)靠復(fù)位桿復(fù)位并準(zhǔn)備下一次注射。開模時，在彈簧 7 的作用下，中間板 13 與定模座板 14 在 AA 處定距分型，其分型距離由定距拉板 8 和限位銷 6 聯(lián)合控制，以便取出這兩板間的澆注系統(tǒng)凝料。這種注射模主要用于點澆口的注射模、側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)的注射模以及因塑件結(jié)構(gòu)特殊需要的順序分型注射模中，它們的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。如圖 05 所示為帶有活動凸模的注射模，制件內(nèi)側(cè)帶有凸臺，采用活動鑲塊 3 成 型，開模時，塑件留在凸模上，待分型一定距離后，由推出機構(gòu)的推桿將活動鑲塊 3 連同塑件一起推出模外，然后由人工或其他裝置將塑件與鑲塊分離。 11 圖 04 雙分型面注射模具 1— 支架； 2— 支承板； 3— 型芯固定板； 4— 推件板； 5— 導(dǎo)柱； 6— 限位銷； 7— 彈簧； 8— 定距拉板； — 推板； 10— 推桿固定板； 11— 推桿； 12— 導(dǎo)柱； 13— 中間板； 14— 定模座板； 15— 澆口套； 16— 型芯 圖 05 帶有活動鑲塊的注射模具 1— 定模座 板； 2— 導(dǎo)柱； 3— 活動鑲塊； 4— 型芯； 5— 動模板； 6— 支承板； 7— 支架（模腳）； 8— 彈簧； 9— 推桿； 10— 推桿固定板； 11— 推板 12 ⑷ 側(cè)向分型抽芯注射模 當(dāng)塑件上帶有側(cè)孔或側(cè)凹時，在模具中要設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，使側(cè)型芯作與開模方向成一定 角度的運動。開模時，在開模力的作用下，定模上的斜導(dǎo)柱 2 驅(qū)動動模部分的側(cè)滑塊作與開模方向成一定角度（本例為 90℃）的運動，使其前端的小型芯從塑件側(cè)孔中抽拔出來，然后再由推出機構(gòu)將塑件從 主型芯上推出模外。 圖 06 側(cè)向分型抽芯的注射模 1— 楔緊塊； 2— 斜導(dǎo)柱； 3— 側(cè)滑塊； 4— 型芯； 5— 固定板 ； 6— 支承板； 7— 支架； 8— 動模座板； 9— 推板； 10— 推桿固定板； 11— 推桿； 12— 拉料桿； 13— 導(dǎo)柱； 14— 動模板； 15— 主流道襯套； 16— 定模座板； 17— 定位圈 ⑸ 定模帶有推出機構(gòu)的注射模 圖 07 定模設(shè)推出機構(gòu)的注射 模 1 一支架； 2 一支承板； 3 一成型鑲片； 4 一螺釘； 5— 動模板； 6－ 螺釘； 7— 推件板； 8－ 拉板； 9— 定模板； 10－ 定模座板； 11— 型芯； 12— 導(dǎo)柱 13 通常模 具開模后，要求塑件留在動模一側(cè)（可利用注射機上的頂桿推出），因此，一般情況下推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。如圖07 所示，開模后塑件（衣刷）留在定模上，待分型到一定距離后，由動模通過定距拉板或鏈條等帶動定模一側(cè)的推板，將塑件從定模的型芯上脫出。對于帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件，要在注射成型后自動卸螺紋，可在模具中設(shè)置能轉(zhuǎn)動的螺紋型芯或型環(huán)， 利用注射機本身的旋轉(zhuǎn)運動或直線往復(fù)運動，將螺紋塑件脫出。為了防止塑件跟隨螺紋型芯一起轉(zhuǎn)動，一般要求塑件外形具有防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，圖中是利用塑件端面的凸起圖案來防止塑件隨螺紋型芯轉(zhuǎn)動的。 圖 08 自動卸螺紋的注射 模 1— 螺紋型芯； 2 一動模座板； 3 一支承板； 4— 定距螺釘； 5— 動模板； 6－ 襯套； 7— 定模板 ⑺ 熱流道注射模 普通的澆注系統(tǒng)注射模，每次開模取塑件時，都有澆道凝料。這樣，就大大地節(jié)約了人力物力，且提高了生產(chǎn)率，保證了塑件質(zhì)量，更容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。熱流道注射模結(jié)構(gòu)如圖 09 所示。將 松散狀（粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀）的固態(tài)成 型 物料直接加入到成 型 溫度下的模具型腔中，使其逐漸軟 化熔融，并在壓力作用下使物料充滿模腔，這時塑料中的高分子產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，最終經(jīng)過固化轉(zhuǎn)變成為塑料制件。其缺點是 成型 周期長，生產(chǎn)效率低，勞動強度大，生產(chǎn)操作多用手工而不易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；塑件經(jīng)常帶有溢料飛邊，高度方向的尺寸精度難以控制；模具易磨損，因此使用壽命較短。其區(qū)別在于成 型 熱塑性塑料時不存在交聯(lián)反應(yīng)，因此在充滿型腔后，需將模具冷卻使其凝固才能脫模而獲得制件。 壓縮成 型 工藝過程 壓縮成 型 工藝過程一般包括壓縮成 型 前的準(zhǔn)備及壓縮過程兩個階段。 ⑴預(yù)壓 壓縮成 型 前，為了成 型 時操作的方便和提高塑件的質(zhì)量，常利用預(yù)壓模將物料在預(yù)壓機上壓成質(zhì)量一定、形狀相似的錠料。錠料的形狀一般以能十分緊湊地放入模具中便于預(yù)熱為宜。 ⑵預(yù)熱與干燥 成 型 前應(yīng)對熱固性塑料加熱。同時 還能提高塑料熔體的流動性，降低成 型 壓力，減少模具磨損。 壓縮成 型 過程 模具裝上壓機后要進行預(yù)熱。 ⑴加料 加料的關(guān)鍵是加料量。 定量的方法有測重法、容量法和計數(shù)法三種。物料加入型腔時，應(yīng)根據(jù)其成型 時的流動情況和各部位大致需要量合理堆放，以免造成塑件局部疏松等現(xiàn)象，尤其對流動性差的塑料更應(yīng)注意。合模分為兩步：當(dāng)凸模尚未接觸物料時，為縮短成 型 周期，避免塑料在合模之前發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)加快加料速度；當(dāng)凸模 接觸到塑料之后，為避免嵌件或模具成 型 零件的損壞，并使模腔內(nèi)空氣充分 排除，應(yīng)放慢合模速度，即所謂先快后慢的合模方式。排氣不但可以縮短固化時間，而且還有利于塑 件性能和表面質(zhì)量的提高。 ⑷固化 壓縮成 型 熱固性塑料時，塑料依靠交聯(lián)反應(yīng)固化定型，生產(chǎn)中常將這一過程稱為硬化。對固化速率不高的塑料，為提高生產(chǎn)率，有時不必將整個固化過程放在模具內(nèi)完成（特別是一些硬化速度過慢的塑料），只需塑件能完整脫模即可結(jié)束成 型 ，然后采用后處理（后烘）的方法來完成固化。時間過短，熱固性塑件的機械強度、耐蠕變性、耐熱性、耐化學(xué)穩(wěn)定性、電氣絕緣性等性能均下降，熱膨脹、后收縮增加，有時還會出現(xiàn)裂紋；時間過長，塑件機械強度不高、脆性大、表面出現(xiàn)密集小泡等。帶有側(cè)向型芯或嵌件時，必須先用專用工具將它們擰脫，才能取出塑件。 ⑴模具的清理 脫模后必要時需用銅刀或銅刷去除殘留在模具內(nèi)的塑料 廢邊，然后用壓縮空氣吹凈模具。 ⑵后處理 為了進一步提高塑件的質(zhì)量，熱固性塑料制件脫模后常在較高的溫度下保溫一段時間。常用的熱固性塑件退火處理溫度及時間可參考表 06 所示 。 壓縮成 型 壓力 壓縮成 型 壓力是指壓縮時壓力機通過凸模對塑件熔體在充滿型腔和固化時在分型面單位投影面積上施加的壓力，簡稱成 型 壓力，可采用以下公式進行計算 ADpp b4 2?? 式中 p—— 成 型 壓力，一般為 15~30MPa； Pb—— 壓力機工作液壓缸表壓力， MPa； D—— 壓力機主缸活塞直徑， m； A—— 塑件與凸模接觸部分在分型面上的投影面積， m2。但過大的成 型 壓力會降低模具壽命。 壓縮成 型 溫度 壓縮成 型 溫度是指壓縮成 型 時所需 的模具溫度。 壓縮成 型 溫度高低影響模內(nèi)塑料熔料的充模是否順利，也影響成 型 時的硬化速度，進而影