塑料成型工艺

1、第三章 塑料成型工艺在塑料成型生产中，塑料原料、成型设备和成型所用模具是三个必不可少的物质条件，必须运用一定的技术方法，使这三者联系起来形成生产能力，这种方法称为塑料成型工艺。塑料种类很多，其成型方法也很多，表31列出常用的成型加工方法与模具。 表31 常用的成型加工方法与模具 序号成型方法成型模具用 途1注射成型注射模如电视机外壳、食品周转箱、塑料盆、桶、汽车仪表盘等2压缩成型压缩模如电器照明用设备零件、电话机、开关插座、塑料餐具、齿轮等3压注成型压注模适用于生产小尺寸的塑件。4挤出成型口模如塑料棒、管、板、薄膜、电缆护套、异形型材（扶手等）5中空吹塑口模、吹塑模适用与生产中空或管状塑件，如

2、瓶子、容器、玩具等6热成型真空成型模具适合生产形状简单的塑件，此方法可供选择的原料较少压缩空气成型模具塑料的成型方法除了以上列举的六种外，还有压延成型、浇铸成型、玻璃纤维热固性塑料的低压成型、滚塑(旋转)成型、泡沫塑料成型、快速成型等。本书着重介绍应用最广泛的注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型。第一节 注射成型原理与工艺 一、注射成型设备 （一）注射机的基本结构组成和工作过程1注射机的基本结构组成 注射机是塑料成型加工的主要设备之一。注射机的类型很多，主要由注射装置、合模装置、液压传动系统和电气控制系统等组成，如图31所示。图32所示为卧式注射机实物图。 图31 卧式注射机示意图1锁模液压

3、缸 2锁模机构 3移动模板 4顶杆 5固定板 6控制台7料筒 8料斗 9定量供料装置 10注射液压缸 图32 卧式注射机 （1）注射装置的主要作用是将各种形态的塑料均匀地熔融塑化（塑化是指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的过程），并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔内，当熔料充满型腔后，仍需保持一定的压力和作用时间使其在合适压力作用下冷却定型。 注射装置主要由塑化部件（螺杆、料筒、喷嘴）和料斗、计量装置、传动装置、注射及移动油缸等组成。（2）合模装置的作用是实现模具的闭合并锁紧，以保证注射时模具可靠地合紧及脱出制品的动作。合模装置主要由前后固定板、移动模板、连接前

4、后固定用的拉杆、合模油缸、移动油缸、连杆机构、调模装置及塑料顶出装置等组成。（3）液压传动和电气控制系统的作用是保证注射机按工艺过程的动作程序和预定的工艺参数（压力、速度、温度、时间等）要求准确有效地工作。液压传动系统主要由各种液压元件和回路及其它附属设备组成。电气控制系统则主要由各种电气仪表等组成。注射机工作循环的工作过程如下：（）加热、预塑化螺杆在传动系统的驱动下，将来自料斗的物料向前输送、压实，在料筒外加热器、螺杆和机筒的剪切、摩擦的混合作用下，物料逐渐熔融，在料筒的头部已积聚了一定量的熔融塑料，在熔体的压力下螺杆缓慢后退。后退的距离取决于计量装置依据一次注射所需的量来调整，当达到预定的

5、注射量后螺杆停止旋转和后退。（）合模和锁紧锁模机构推动动模板及安装在动模板上的模具动模部分与定模板上的模具定模部分合模并锁紧，以保证成型时提供足够的夹紧力使模具锁紧。（）注射装置前移当合模完成后，整个注射座被推动，前移，以便注射机喷嘴与模具主浇道口完全贴合。（）注射、保压在注射机喷嘴完全贴合模具浇口以后，注射液压缸进入高压油，推动螺杆相对料筒前移，将积聚在料筒头部的熔体以足够压力注人模具的型腔。因温度降低而使塑料体积产生收缩，为保证塑件的致密性、尺寸精度和力学性能，需对模具型腔内的熔体保持一定的压力，以补充塑件的收缩。（）卸压当模具浇口处的熔体冻结时，即可卸压。（）注射装置后退一般来说，卸压完

6、成后，螺杆即可旋转、后退，以完成下一次的加料、预塑化过程。预塑完成以后，注射装置撤离模具的主浇道口。（）开模、顶出塑件模具型腔内的塑件经冷却定形后，锁模机构开模，并且推出模具内的塑件。（二）注射机的分类与特点1按机器外形特征可分为卧式注射机、立式注射机、角式注射机。 （1）卧式注射机 如图33a所示，卧式注射机的注射装置与合模装置的轴线同一线水平排列。优点是机身低，便于操作和维修；机器重心低，安装稳定性好；塑件顶出后可利用其自重作用而自动下落，容易实现自动操作。缺点是模具的安装和法件的安放比较麻烦；占地面积较大。这种类型对于大、中、小型注射机都适用是目前国内外大、中型注射机广为采用的形式。 （

7、2）立式注射机 如图33b所示，立式注射机注射装置与合模装置的轴线同一线垂直排列。优点是占地面极小；模具的装拆和嵌件的安放都较方便。缺点是塑件顶出后常需用人工取出，不易实现自动化；由于机身高，机器重心较高，机器的稳定性较差，维修和加料也不方便。这种类型注射机多为注射量在60cm3以下的小型注射机。 （3）角式注射机 角式注射机是介于卧室和立式之间的一种形式，它的注射装置与合模装置的轴线互相垂直排列，注射装置的轴线与模具的分型面同处于同一平面上，其布置有两种形式，如图33c所示。优点是结构简单，注射成型时熔料是从模具的侧面进入型腔，它特别适用于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的制品。缺点是开合模机

8、构是纯机械传动，无法准确可靠地注射和保持压力及锁模力，模具受冲击和振动较大。 (a) 卧式 (b) 立式 (c) 角式图33 注射机类型1合模系统 2注射系统 2按塑料在料筒的塑化方式不同可分为柱塞式注射机、螺杆式注射机 （1）柱塞式注射机注射柱塞直径为20100mm的金属圆杆，当其后退时物料自料斗定量地落入料筒内，柱塞前进，原料通过料筒与分流梭的腔内，将塑料分成薄片，均匀加热，并在剪切作用下塑料进一步混合和塑化，并完成注射。多为立式注射机，注射量小于3060g，不易成形流动性差、热敏性强的塑料。柱塞式注射机由于自身结构特点，在注射成型中存在着塑化不均、注射压力损失大等问题。 （2）螺杆式注射

9、机螺杆在料筒内旋转时，将料斗内的塑料卷人，逐渐压实、排气和塑化，将塑料熔体推向料筒的前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退。当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，在液压缸的推动下，将熔体注入模具。卧式注射机多为螺杆式。3按设备加工能力可分为超小型注射机、小型注射机、中型注射机和大型注射机。 4按注射机的用途可分为通用注射机和专用注射机（热固性塑料注射机、发泡塑料注射机、多色注射机等）。（三）注射机的规格型号 注射机产品型号表示方法各国不尽相同，国内也没有完全统一，目前国内常用的型号编制方法有机械部标准(jb248578)，是由基本型号和辅助型号两部分组成，如图3

10、4所示。 基本型号 辅助型号 设计序号 主参数 类型代号 组型代号； 类别代号图34 国产注射机型号表示方法 型号中的第一项代表塑料机械类，以大写汉语拼音字母“s”（塑）表示；第二项代表注射成型组，以大写汉语拼音字母“z”（注）表示；第三项代表区别于通用型或是专用型组，通用型者省略，专用型也用相应的大写汉语拼音字母表示。如多模注射机以“m”（模）表示，多色注射机以“s”（色）表示，混合多色注射机以“h”（混）表示。热固性塑料注射机以“g”（固）表示；第四项代表注射容量主参数，以阿拉伯数字表示，单位为cm3。卧式基本型主参数前不加注代号，立式的注“l”（立），角式注“j”（角）。如果是不带预塑的

11、柱塞式注射机时在代号之前加注“z”（柱）。如szzl30表示注射容量为30cm3的立式柱塞式塑料注射成型机。 国际上比较通用的是注射容积与合模力共同表示法，注射容积与合模力是从成型塑件重量与合模力两个主要方面表示设备的加工能力， 因此比较全面合理。如sz63/400，即表示塑料注射机（sz），理论注射容积为63cm3，合模力为400kn。 此外，还有用xszy表示注射机型号的，如xszy125a，xszy指预塑式（y）塑料（s）注射（z）成型（x）机，125为设备的注射容积为125cm3，a为设备设计序号第一次改型。也有塑料机械生产厂家为了加强宣传作用，用厂家名称缩写加上注射容积或合模力数值来

12、表示注射机的规格。如hd188为宁波市海达塑料机械有限公司生产的注射机，188指注射机的合模力为1880kn。表32摘列了部分xs-z、xs-zy系列注射机的主要技术参数。 表32 部分xs-z、xs-zy系列注射机主要技术参数 型 号 项 目 xs-z30/25xs-z60/50xs-zy60/40xs-zy125/90xs-zy250/180xs-zy250/160xs-zy350/250螺杆直径/mm30403542505055注射容量/cm3306060125250250350注射重量/g275555114228228320注射压力/mpa116120135116147127107注射

13、速率/(g.s-1)38607072114134145塑化能力/(kg.h-1)13202435555570注射方式柱塞式柱塞式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式锁模力/kn250500400900180016002500移模行程mm160180270300500350260拉杆间距mm235190300330300260290295373370370290368最大模厚mm180200250300350400400最小模厚/mm6070150200200200170合模方式肘杆肘杆液压肘杆液压肘杆肘杆顶出行程/mm1401607018090220240顶出力/kn12151215283035定位

14、孔径/mm555580100100100125喷嘴移出量/mm10102020202020喷嘴球半径/mm10101010181818系统压力/mpa6614.2666.86电动机功率/kw5.5111515243924加热功率/kw2.22.74.759.86.710外形尺寸(lwh)/(mmm)2.40.81.53.50.91.63.30.91.63.40.81.64.714.551.31.94.741.8重量/t1233.54.567 （续） 型 号 项 目 xs-zy500/350xs-zy500/200xs-zy1000/450xs-zy1000/550xs-zy2000/600xs

15、-zy3000/630xs-zy4000/1000螺杆直径/mm656585100110120130注射容量/cm350050010001000200030004000注射重量/g455455910910182027303640注射压力/mpa102132118118108113125注射速率/(g.s-1)168168303325455718910塑化能力/(kg.h-1)80110125180195245290注射方式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式锁模力/kn35002000450055006000630010000移模行程mm50050070070075011201100拉杆

16、间距mm5404405404406505506505507607009008001050950最大模厚mm4504407007008009601000最小模厚/mm300240300300500400250合模方式肘杆液压液压液压肘杆液压液压顶出行程/mm100128190190125200150顶出力/kn58419595120110160定位孔径/mm180160150225198225300喷嘴移出量/mm30303030253050喷嘴球半径/mm18201818181818系统压力/mpa613.613.613.613.613.613.6电动机功率/kw29.5416462.5103

17、137182加热功率/kw141716.518214045.4外形尺寸(lwh)/(mmm)6.51.3261.527.71.82.47.41.72410.91.93.5112.93.2142.42.9重量/t1292025375065（四）注射机的选用和注射模的关系任何注射模都是安装在注射机上使用的，在注射成型生产中二者密不可分。注射机的选用就是根据所要生产的塑件确定注射机的型号，使塑件的注射模及注射工艺等所要求的注射机的规格参数在可调的范围内，同时调整注射机的技术参数至所需要的参数。设计注射模时，首先要确定模具的结构、类型和尺寸，同时还必须了解模具和注射机的关系及注射机有关工艺参数、模具安

18、装部位的相关尺寸。因此，对模具和注射机的一些参数，模具的型腔个数、注射机的最大注射量、最大注射压力、锁模力、有关安装尺寸、开模行程和顶出装置等有关数据进行校核，并通过校核来设计模具和选用注射机型号。确保设计出的模具在所选用的注射机上安装和使用。 型腔数量的确定和校核设计模具首先就是要确定模具型腔的数量，型腔的数量与注射机的塑化速率、最大注射量、锁模力有关，因此，必须从这三个方面对型腔的数量来进行校核。（）按注射机的额定塑化量确定型腔数量 n(km/3600-m1)/m （31）式中 n型腔数量；k注射机额定塑化量的利用系数，一般取0.8；m注射机的额定塑化量（g/h或cm3/h）；t成型周期（

19、s）；m1浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）。m单个塑件的质量或体积（g或cm3）（2）按注射机的最大注射量确定型腔数量n(kmp-m1)/m （32）式中 mp注射机允许的最大注射量(g/h或cm3/h)；k注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8。（3）按注射机的额定锁模力确定型腔数量 n(fp-pa1)/pa （33）式中 fp注射机的额定锁模力（n）； p塑料熔体对型腔的压力（mpa），一般取注射压力的80； a1浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）； a塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）。用上述三式确定型腔数量时，还需要考虑塑件的生产成本和尺寸精度，型腔数量多，塑件成

20、本低，但型腔数量多，塑件的尺寸精度将降低， 生产经验表明，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低48。此外，由于型腔数量多，模具尺寸增大，还应考虑注射机的安装模板尺寸的大小。2 最大注射量的校核塑件和浇注系统凝料的总质量一般要小于注射机公称注射量的80。最大注射量的校核应注意的是柱塞式注射机和螺杆式注射机标定的公称注射量是不同的，国际上规定柱塞式注射机的公称注射量是以一次注射聚苯乙烯的最大克数为标准；而螺杆式注射机标定的公称注射量是以螺杆在料筒中的最大推出容积表示。3注射压力的校核注射压力的校核是校核注射机的额定注射压力能否满足塑件成型时所需的压力，为此，注射机的额定注射压力应大于塑件成型所需要

21、的注射压力。p p （34）式中: p注射机公称注射压力（mpa）； p塑料成型时所需的注射压力（mpa）注射压力受浇注系统、型腔内阻力、模具温度等因素影响，注射压力过大，飞边大，脱模困难，塑件表面质量差，内应力大，注射压力过小，塑料熔体不能顺利充满型腔无法成型。 4锁模力的校核锁模力也称合模力，是指注射机的合模装置对模具所施加的最大夹紧力，由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向（模具开合方向）的很大推力，这个力如果大于注射机的公称锁模力，将产生溢料现象。因此，注射机的公称锁模力必须满足： fp(a+a1) （35）式中符号意义同前。5安装部分的尺寸校核设计模具时应校核的主要参数有

22、喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模具厚度、最小模具厚度及模板上的安装螺孔尺寸。（1）喷嘴尺寸模具需要与注射机对接,所以模具的主流道始端应与注射机喷嘴头球面半径相适应,如图3-5a所示,注射机的前端的r0前端孔径d与模具主流道浇口套始端的r和小端直径d应满足下列关系 r=r0+(12)mm d=d0+(0.51)mm 浇口套球面半径r比喷嘴球面半径r0大12mm，保证高压熔体不从狭缝处溢出。浇口套小端孔径d比喷嘴孔径d0大0.51mm，保证注射成型在主流道处不形成死角,无熔料积存,便于主流道内的塑料凝料脱出。如图3-5b所示是配合不良的。 a) b) 图35 喷嘴和浇口套的关系（2）定位圈尺寸 为了使

23、模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，注射机定模板上设有一定位孔，模具的定位部分（或主流道衬套）要设有一个凸台，即定位圈, 两者之间按一定的间隙配合，如图36所示。 h:小型模具取（810)mm 大型模具取（1015)mm图36 模具的定位圈和注射机定位孔的配合（3）模具的厚度 注塑模的动、定模两部分闭合后，沿闭合方向的长度叫模具厚度或模具闭合高度。各种规格的注射机,可安装模具的最大厚度和最小厚度均有限制（国产机械锁模的角式注射机对模具的最小厚度无限制），在设计模具时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大厚度和最小厚度之间，如图3-7所示。同时应校核模具的外形尺寸，使得模具能从注

24、射机拉杆之间装入。图37 注射机动、定模固定板的间距一般情况下，实际模具厚度hm 与注塑机允许安装的最大模厚hmax及最小模厚hmin之间必须满足下面条件，即： hminhmhmax （36）其中： hmax= hmin+h 式中hm模具闭合厚度（mm）；hmin注射机允许的最小模具厚度（mm）；hmin注射机允许的最大模具厚度（mm）；h注射机调节螺母的长度（mm）。 如果对所选用的注塑机，出现hmhmin的情况，可采用加设垫板以增大hm解决合模问题。（4)模具的安装和紧固模具的动模安装在注射机动模板上，模具的定模安装在注射机定模板上。为了安装紧固模具，注射机上的动模和定模两个固定板上都开有

25、许多间距不同的螺孔。因此，设计模具时必须注意模具的安装尺寸应当与这些螺孔的位置及孔径相适应（只要保证与其中一组对应即可），以便能将动模和定模分别紧固在对应的两个固定板上。模具常用的安装紧固方法有两种：一种是在模具的安装部位打螺栓通孔，用螺栓直接和注射机的固定板紧固，如图38a所示；另一种方法采用压板压紧模具的安装部位，如图38b所示。一般模具重量较轻采用压板固定，模具重量较重采用螺钉固定。a） b）图38 模具的安装紧固方式6开模行程和顶出机构的校核开模行程也叫做合模行程，指模具开合过程中动模固定板的移动距离，用符号s表示。注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注

26、射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中脱出。开模行程的大小直接影响模具所能成型制品高度。因此，设计模具时必须校核注塑机的开模行程和所需要的开模距离是否与相适应。下面分三种情况加以讨论。（1）注射机最大开模行程与模具厚度无关当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，如xs-z30、xs-zy-125、xs-z-50等，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并不受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；在这类注射机上使用单分型面和双分型面注塑模，可分别用下面两种方法校核模具所需的开模距离是否与注塑机的最大开模行程互相适应： （a） 对于单分型面注塑模（图39） smax h1+h2+（

27、510）mm （37） （b） 对于双分型面注塑模（图310） smax h1+h2+（510）mm （38）式中：h1塑件所用的脱模距离（mm）； h2塑件和塑件的浇注系统凝料总高度（mm）取出浇注系统凝料必需的长度（mm）图39 单分型面注射模开模情况 图310 双分型面注射模开模情况 （2）注射机最大开模行程与模具厚度有关。 当注射机采用全液压式合模系统，如xs-zy-250和机械合模的sy-45、sys-20等角式注射机时，其最大开模行程直接与模具厚度有关，即 smax =sk-hm （39）式中：sk注塑机动模固定板和定模固定板的最大间距（mm）；hm模具厚度（mm）。如果在上述两类

28、注塑机上使用单分型面或双分型面模具，可分别用下面两种方法校核模具所需的开模距离是否与注塑机的最大开模行程 smax相适应：（a）对于单分型面注塑模（图3-11） smax=sk-hmh1+h2+（510）mm （310） 或 skhm+ h1+h2+（510）mm （311）（b） 对于双分型面注塑模（图3-10） smax=sk-hmh1+h2+ +（510）mm （312） 或 skhm+ h1+h2+ +（510）mm （313）式中符号意义同上。图311 直角式单分型面注射模开模情况（3）有侧向抽芯时的最大开模行程校核 当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯动作时，如图312所示，所需最大

29、开模行程必须还要考虑侧向抽芯抽拔距离。设完成侧向抽芯动作的开模距离为hc，则可分下面两种情况校核模具所需的开模距离是否与注塑机的最大开模行程相适应。 （a） 当hch1+h2时，可用hc代替前面诸校核公式中的h1+h2，其他各项均保持不变。（b） 当hch1+h2时，可不考虑hc对最大开模行程的影响，仍用以上诸式进行校核。 图312 有侧向抽芯时开模行程的校7模具推出装置和注射机顶出装置校核由于各种注射机合模系统中顶出装置的不同，在设计模具时必须使模内的推出脱模机构与合模系统的顶出装置相匹配。一般是根据合模系统顶出装置的顶出形式、顶杆直径、顶杆间距和顶出距离等，对模具内的顶杆或推杆配置位置、长

30、度能否达到使塑件脱模的效果进行校核。目前国产注塑机中顶出装置的顶出形式分为下面几类：（1）中心顶杆机械顶出，如卧式xs-z60、xs-zy-360、sys-30、sys-45。（2）两侧双顶杆机械顶出，xs-z-30、xs-zy-125。（3）中心顶杆液压顶出与两侧顶杆机械顶出联合作用，卧式xs-zy-250、xs-zy-500。（4）中心顶杆液压顶出与其他开模辅助油缸联合作用，xs-zy-1000。二、注射成型原理、特点及应用（一）注射成型原理 c)a)b) 图313 螺杆式注射机注射成型原理图 1料斗2螺杆转动传动装置3注射液压缸4螺杆5加热器6喷嘴7模具 注射成型是通过注射机来实现的，图

31、313所示为螺杆式注射机的注射成型原理图。将粒状或粉状的塑料加入注射机料筒，经加热熔融后，由注射机的螺杆高压高速推动熔融塑料通过料筒前端喷嘴，快速射入已经闭合的模具型腔(图a)，充满型腔的熔体在受压情况下，经冷却固化而保持型腔所赋予的形状(图b)，然后打开模具，取出获得的成型塑件(图c)。这个过程也即是一个成型周期。生产过程就是不断地重复上述周期。成型周期的长短由塑件的尺寸、形状、厚度、模具的结构、注射机类型以及塑料品种和成型工艺条件等因素决定。 （二）注射成型特点、应用 注射成型是热塑性塑料制品生产的一种重要方法。其特点：1注射成型技术具有生产周期短，生产率高，容易实现自动化生产；2能成型外

32、形复杂的塑件，且能保证精度；3成型各种塑料的适应性强；设备价格高，模具制造费用较高，不适合单件及小批量塑件的生产。除少数热塑性塑料（氟塑料）外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑件。注射成型不仅用于热塑性塑料的成型，而且已经成功地应用于热固性塑料的成型。目前，其成型制品占目前全部塑料制品的2030。为进一步扩大注射成型塑件的范围，还开发了一些专门用于成型有特殊性能或特殊结构要求塑件的专用注射技术如高精度塑件的精密注射、复合色彩塑件的多色注射、内外由不同物料构成的夹芯塑件的夹芯注射和光学透明塑件的注射压缩成型等。 三、注射成型工艺 （一）注射成型工艺过程注射成型工艺过程的确定是注射工

33、艺规程制订的中心环节主要有成型前的准备、注射过程和塑件的后处理三个过程。1注射成型前的准备为了保证注射成型过程顺利进行，使塑件产品质量满足要求，在成型前必须做好一系列准备工作，主要有原材料的检验、原材料的着色、原材料的干燥、嵌件的预热、脱模剂的选用以及料筒的清洗等。（1） 原料的检验和工艺性能测定 在成型前应对原料的种类、外观（色泽、粒度和均匀性等）进行检验以及流动性、热稳定性、收缩性、水分含量等方面进行测定 （2）对塑料原料进行着色为了使成型出来的塑件更美观或要满足使用方面的要求。配色着色可采用色粉直接加入树脂法和色母粒法。 色粉与塑料树脂直接混合后，送入下一步制品成型工艺，工序短，成本低，

34、但工作环境差，着色力差，着色均匀性和质量稳定性差。 色母粒法是着色剂和载体树脂、分散剂、其他助剂配制成一定浓度着色剂的粒料，制品成型时根据着色要求，加入一定量色母粒，使制品含有要求的着色剂量，达到着色要求。（3）预热干燥对于吸湿性强的塑料(聚酰胺、有机玻璃、聚酞胺、聚程酗酯、聚讽等)，应根据注射成型工艺允许的含水量要求进行适当的预热干燥，去除原料中过多的水分及挥发物，以防止注射时发生水降解或成型后塑件表面出现气泡和银纹等缺陷。表33列出部分塑料成型前允许的含水量。 表33 部分塑料成型前允许的含水量塑料名称允许含水量（%）塑料名称允许含水量（%）聚酰胺pa-60.10聚碳酸酯0.01-0.02

35、聚酰胺pa-660.10聚苯醚0.100.05聚酰胺pa-110.10聚砜0.05聚酰胺pa-6100.05abs（电镀级）0.05聚酰胺pa-10100.05abs（通用级）0.10聚酰胺pa-90.05纤维素塑料0.20-0.50聚甲基丙烯酸甲酯0.05聚苯乙烯0.10聚对苯二甲酸乙二（醇）酯0.05-0.10高冲击强度聚苯乙烯0.10聚对苯二甲酸丁二（醇）酯0.01聚乙烯0.05硬聚氯乙烯0.08-0.10聚丙烯0.05软聚氯乙烯0.08-0.10聚四氟乙烯0.06不易吸湿的塑料原料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氛乙烯、聚甲醛等，如果贮存良好，包装严密，一般可不干燥。干燥处理就是利用高

36、温使塑料中的水分含量降低，方法有烘箱干燥、红外线干燥、热板干燥、高频干燥等。干燥方法的选用，应视塑料的性能、生产批量和具体的干燥设备条件而定。热塑性塑料通常采用前两种干燥方法。常见塑料的干燥条件见表34。表34 常见塑料的干燥条件塑料名称干燥温度()干燥时间(h)料层厚度(mm)含水量()abs80-852-430-400.1聚碳酸酯120-1306-8300.015聚对苯二甲酸丁二（醇）酯130520-300.2聚苯醚110-1202-430-40聚酰胺90-1008-12300.1聚甲基丙烯酸甲酯70-804-630-400.1聚砜110-1204-6300.05影响干燥效果的因素有：干燥

37、温度、干燥时间和料层厚度。一般情况下干燥温度应控制在塑料的玻璃化温度以下，但温度如果过低，则不易排除水分；干燥时间长，干燥效果好，但周期过长；干燥时料层厚度一般为2050mm。干燥后的原料要求立即使用，如果暂时不用为防止再次吸湿，要密封存放；长时间不用的塑料使用前应重新干燥。 （4）料筒的清洗 在注射成型之前，如果注射机料筒中原来残存的塑料与将要使用的塑料不同或颜色不一致时，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，都要对注射机的料筒进行清洗。通常，柱塞式料筒存料量大，又不易转动，必须将料筒拆卸清洗或采用专用料筒。而对于螺杆式注射机通常采用直接换料、对空注射法清洗。 料筒的对空注射法清洗： a）

38、新塑料成型温度高于料筒内残存塑料的成型温度时，应将料筒温度升高到新料的最低成型温度，然后加入新料（也可以是新料的回料），连续“对空注射”，直到残存塑料全部清洗完毕，再调整温度进行正常生产。 b）新塑料的成型温度比料筒内残存塑料的成型温度低时，应将料筒温度升高到残存塑料的最佳流动温度后切断电源，用新料或新料的回料在降温下进行清洗。 c）如果新料成型温度高，而料筒中残存塑料又是热敏性塑料(如聚氯乙烯、聚甲醛和聚三氟氯乙烯等)，则应选流动性好、热稳定性高的塑料(如聚苯乙烯、低密度聚乙烯等)作为过渡料，先换出热敏性塑料，再用新料或新料的回料换出热稳定性好的过渡料。 d）两种物料成型温度相差不大时，不必

39、改变温度，先用新料的回料，后用新料连续“对空注射”即可。 由于直接换料清洗浪费了大量的清洗料，目前已经研制出一种新的料筒清洗剂，这种清洗剂的使用方法：首先将料筒温度升至比正常生产温度高10200c，放净料筒内的存储料，然后加人清洗剂（用量为50200克）最后加人新换料，用预塑的方式连续挤一段时间即可。可重复清洗，直至达到要求为止。 （5）嵌件的预热为了满足装配和使用强度的墓求，成型前金属零件先放入模具内的预定位置上，成型后与塑料成为一个整体。我们把塑件内嵌入的金属部件称嵌件。由于金属和塑料收缩率差别较大，在塑件冷却时，嵌件周围产生较大的内应力，导致嵌件周围强度下降和出现裂纹。因此，在成型前对金

40、属嵌件进行预热，减小嵌件和塑料的温度差。 对于成型时不易产生应力开裂的塑料，且嵌件较小时，则可以不必预热。预热的温度以不损坏金属嵌件表面所镀的锌层或铬层为限，一般为110130c。对于表面无镀层的铝合金或铜嵌件，预热温度可达150c。 （6）脱模剂的选用 脱模剂是使塑料制品容易从模具中脱出而喷涂在模具表面上的一种助剂。注射成型时，塑件的脱模主要是依赖于合理的工艺条件和正确的模其设计，但由于塑件本身的复杂性或工艺条件控制不稳定，可能造成脱模困难，所以在实际生产中经常使用脱模剂。 常用的脱模剂有硬朗酸锌、液体石蜡(白油)和硅油等。除了硬醋酸锌不能用于聚酰胺之外，对于一般塑料，上述三种脱模剂均可使用

41、。其中尤以硅油脱模效果最好，只要对模具施用一次，即可长效脱模，但价格很贵。使用麻烦。硬酯酸锌通常多用于高温模具，而液体石蜡多用于中低温模具。使用脱模剂时，喷涂应均匀、适量，以免影响塑件的外观和质量。对于含有橡胶的软塑件或透明塑件不宜采用脱模剂，否则将影响塑件的透明度。 2注射过程 注射成型过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等几个步骤。但就塑料在注射成型中的实质变化而言，是塑料的塑化和熔体充满型腔与冷却定型两大过程。 （）加料 注射成型时需定量加料，塑料塑化均匀，获得良好的塑件。加料过多、受热的时间过长容易引起塑料的热降解，同时注射机功率损耗增多；加料过少，料筒内缺少传压介质，型腔中塑料

42、熔体压力降低，难于补压，容易引起塑件出现收缩、凹陷、空洞甚至缺料等缺陷。 （）塑料的塑化 塑料在料筒中受热，由固体颗粒转换成粘流态并且形成具有良好可塑性均匀熔体的过程称为塑化。塑化进行得好坏直接关系到塑件的产量和质量。对塑化的要求是：在规定时间内提供足够数量的熔融塑料：塑料熔体在进入塑料模型腔之前应达到规定的成型温度，而且熔体温度应均匀一致。 决定塑料塑化质量的主要因素是塑料的性能、受热状况和塑化装置的结构。通过料筒对塑料加热，使聚合物分子松弛，出现由固体向液体转变；而剪切作用则以机械力的方式强化了混合和塑化过程，使塑料熔体的温度分布、物料组成和分子形态部发生改变，并更趋于均匀；同时螺杆的剪切

43、作用能在塑料中产生更多的摩擦热，促进了塑料的塑化，因而螺杆式注射机对塑料的塑化比柱塞式注射机要好得多。 总之，塑料的塑化是一个比较复杂的物理过程，它涉及到固体塑料输送、熔化、熔体塑料输送等许多问题；涉及到注射机类型、料筒和螺杆结构；涉及到工艺条件的控制等。 （a）注射 注射的过程可分为充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模等五个阶段。 （b）充模 是注射机柱塞或螺杆将塑化好的熔体推挤至料筒前端，经过喷嘴及模具浇注系统进入并充满型腔的过程。模具型腔内熔体迅速增加，压力也迅速增大，当熔体充满型腔后，其压力达到最大值。 （c）保压 熔体在模具中冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆迫使浇口附近的

44、熔料不断补充入模具中，使型腔中的塑料能成型出形状完整而致密的塑件，这一阶段称为保压。直到浇口冻结时，保压结束。 （d）倒流 如果浇口尚未冻结，柱塞或螺杆后退，对型腔中熔体压力解除，这时型腔中的熔料压力将比浇口流道的高，就会发生型腔中熔料通过浇口流向浇注系统的倒流现象，使塑件产生收缩、变形及质地疏松等缺陷。如果浇口处的熔体已凝结，柱塞或螺杆开始后退，则倒流阶段不复存在。 （e）浇口冻结后的冷却 当浇注系统的塑料己经冻结后，继续保压已不再需要，因此可退回柱塞或螺杆，卸除对料筒内塑料的压力，并加入新料，同时模具通入冷却水、油或空气等冷却介质，进行进一步的冷却，这一阶段称为浇口冻结后的冷却。实际上冷却

45、过程从塑料注入型腔起就开始了，它包括从充模完成、保压到脱模前的这一段时间。 （）脱模 塑件冷却到一定的温度即可开模，在推出机构的作用下将塑料制件推出模外。脱模时，型腔压力要接近或等于外界压力，脱模顺利，塑件质量较好。型腔内压力与外界压力之差称为残余压力。当残余压力为正值时，脱模较为困难，塑件容易被划伤或破坏；当残余压力为负值时，塑件表面容易产生凹陷或内部产生真空泡。 3塑件的后处理塑件脱模后常需要进行适当的后处理。塑件的后处理主要指退火或调湿处理。 （）退火处理 由于塑化不均匀或塑料在型腔中的结晶、定向和冷却不均匀，造成塑件各部分收缩不一致，或由于金属嵌件的影响和塑件的二次加工不当等原固，塑件

46、内部不可避免地存在一些内应力。而内应力的存在往往导至塑件在使用过程中产生变形或开裂，因此塑件常需要退火处理消除残余应力。 把塑件放在一定温度的烘箱中或液体介质（如水、热矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡等中一段时间，然后缓慢冷却至室温。利用退火时的热量，加速塑料中大分子松弛，从而消除或降低塑件成型后的残余应力。 退火的温度一般控制在高于塑件的使用温度10200c或低于塑料热变形温度10200c。温度不宜过高，否则塑件会产生翘曲变形；温度也不宜过低，否则达不到后处理的目的。退火的时间决定于塑料品种、加热介质的温度、塑件的形状和壁厚、塑件精度要求等因素。表35为常用热塑性塑料的热处理条件。表35 常用

47、热塑性塑料的热处理条件塑料名称热处理温度（0c）时间（h）热处理方式abs704烘箱聚碳酸酯110-1354-8红外灯、烘箱100-1108-12聚甲醛140-1454红外线加热、烘箱聚酰胺100-1104盐水聚甲基丙烯酸甲酯704红外线加热、烘箱聚砜110-1304-8红外线加热、烘箱、甘油聚对苯二甲酸丁二（醇）酯1201-2烘箱 （）调湿处理 将刚脱模的塑件（聚酰胺类）放在热水中隔绝空气，防止氧化，消除内应力，以加速达到吸湿平衡，稳定其尺寸，称为调湿处理。如聚酰胺类塑件脱模时，在高温下接触空气容易氧化变色，在空气中使用或存放又容易吸水而膨胀，经过调湿处理，既隔绝了空气，又使塑件快速达到吸湿

48、平衡状态，使塑件尺寸稳定下来。经过调湿处理，还可以改善塑件的韧度，使冲击韧度和抗拉强度有所提高。调湿处理的温度一般为100120，热变形温度高的塑料品种取上限；相反，取下限。调湿处理的时间取决于塑料的品种、塑件形状、壁厚和结晶度大小。达到调湿处理时间后，缓慢怜却至室温。 并不是所有塑件都要进行后处理。通常只是对于带有金属嵌件，使用温度范围变化较大、尺寸精度要求较高、壁厚大和内应力又不易自行消除的塑件才进行必要的后处理。（二）注射成型工艺参数的选择 在塑件的注射成型中，影响注射成型塑件质量的因素很多，但在塑料原材料、注射机和模具结构确定之后，注射成型工艺条件的选择与控制便是保证成型顺利进行和塑件

49、质量的关键因素之一，注射成型最重要的工艺条件是温度、压力和作用时间。1温度 在注射成型中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。料筒温度和喷嘴温度主要影响塑料的塑化和塑料的流动性；而模具温度主要影响充满型腔和冷却固化。 （1）料筒温度 关于料筒温度的选择，涉及的因素很多，主要有以下几方面：a）塑料的粘流温度或熔点。不同的塑料，其粘流温度或熔点是不同的。对于非结晶型塑料，料筒未端温度应控制在它的粘流温度（tf）以上；对于结晶型塑料则应控制在其熔点（tm）以上。但为了保证塑料不发生分解，料筒温度均不能超过塑料本身的分解温度（td）。即料筒温度应控制在粘流温度（或熔点）与分解温度之间（tftd或tmtd）。 对于粘流温度与分解温度之间范围较窄的塑料（如硬聚氯乙烯），为防止塑料分解，料筒温度应取偏低一些。对于粘流温度与分解温度之间范围较宽的塑料（如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯），料筒温度可以比粘流温度高得多一些。但是对于热敏性塑料（如聚甲醛、聚氯乙稀等），必须要控制料筒的最高温度和塑料在料筒中停留