《成型工艺》综合实验指导书-11

1、成型工艺综合实验 指 导 书李辉，杨若绵,王金伙,谢建达 编 写适用专业： 材料成型及控制工程专业 厦门理工学院 材料加工工程系 2014年 3 月一、 指导思想通过本次综合实训的学习，使学生掌握注塑成型工艺、冲压成形工艺、挤出吹塑成型、吸塑成型、橡胶成型等典型成形工艺方法原理及操作使用规范；能应用材料成型工艺的相关知识分析实验现象，解决实验中出现的问题；能根据要求查阅资料，设计实验方案，正确分析实验结果。通过实验培养学生分析和解决问题的能力以及创新精神。培养学生的基本实验、实践能力，为今后继续从事材料成形的相关技术奠定基础。二、 实验内容（一）注射加工及注射机操作1. 实验目的（1）分析制品

2、成型工艺条件之间的关系；（2）明确制品工艺分配关系和拟定合理的工艺条件；（3）查找导致废品的成型工艺因素，学会调整成型参数；（4）拟订出较为合理的成型工艺卡；（5）了解注塑机的安全操作方法。2. 实验条件（1）实验设备：博创双色注射机，型号：BT120-023MV，单色注射成型（2）实验模具：ASTM样品模具（2）实验原料：LDPE塑料或PP塑料注塑机结构说明示意图图 注射成型原理1动模；2塑件；3定模；4料斗；5传动装置；6油缸；7螺杆；8加热器3. 实验内容和原理3-1实验内容（1）、观察典型塑料零件注射加工过程，弄清注射周期各步骤状况，包括，预塑、注射、保压、冷却、开模、推出、取件、合模

3、。在此周期中，冷却时间与预塑时间的一段重合；（2）观察模具与注射机的关系；（3）认识注射工艺参数温度：注射过程控温部分及原理，温度的设定方法及调节方法、温度与注射产品质量的影响。压力：注射过程压力控制部位及原理，压力的设定方法及调节方法、压力对注射产品质量的影响。时间：注射过程时间控制部位及原理，时间控制的设定方法及调节方法、时间对注射产品质量的影响。3-2 实验原理（1）开机与调试打开电源，预热注塑机。同时设定料温，让模具试运行，在升温过程中，通过开、闭模具空顶出模具观察模具是否安装、调试停当，同时观察模具与注塑机关系。（2）闭模动模快速进行闭合，与定模将要接触时，合模动力系统自动切换成低压

4、（即试合模压力）以低速靠拢后，再切换成高压将模具合紧。（3）注射装置前移动和注射确认模具合紧后，注射装置前移，使喷嘴与模具贴合。液压油进入注射油缸，推动与油缸活塞杆相连接的螺杆，将螺杆头部均匀塑化的物料以规定的压力和速度注入模具型腔，熔料充满模腔的时间极短。熔体能否充满模腔与注射压力、注射速度、料温密切相关。注射压力使熔体克服料筒、喷嘴、浇注系统流道，模腔等处流动阻力，以一定的充模速度注射模腔，一经注满，模腔等处的压力即会迅速增大到最大植，而充模速率迅速下降，熔料受到压实。在其它工艺条件不变时，注射压力过高，则熔料在模腔内充填充过量；注射压力过低，则熔料充模不足，在制品外观质量和内在性能上都有

5、相应影响。确定注射压力、注射速度大小时，需考虑原料、制品、模具、注射机、以及其它工艺条件等情况，参考经验数据，分析成型过程及制品外观，通过实际成型检验，最终确定。（4）保压注射模腔的熔料，由于冷却作用，物料产生收缩，出现空隙，为此须对熔料保持一定的压力使之继续流入进行补缩、增密。这时，螺杆作用面的压力为保压压力。保压时螺杆位置将会少许前移。保压程序中主要控制的工艺条件是保压压力和保压时间。它们对于提高制品密度，稳定制品形状，改善制品质量均有关系。保压压力可以等于或低于注射压力，大小以施行压实、补缩作用为量度。保压时间以保持到浇口刚封闭为好。过早卸压会引起物料倒流，产生制品不足的毛病；而保压时间

6、过长或保压压力过大，过量的填充会使浇口周围形成内应力，易引起开列，还会造成脱模困难。（5）冷却和预塑完成保压过程，卸除保压压力之后，模腔内的塑料还需要一段时间来与模具进行热交换冷却定型。该段冷却时间的长短与塑料的结晶性能、状态转变温度、制品厚度、刚性、模具冷却效率、模温等有关。最短冷却时间应以制品在脱模时，具有抗拒腿顶变形的足够刚性为限。在保证制品质量的前提下，为获得良好的设备效率和劳动效率，要尽量减少冷却时间和其它程序的时间，以求缩短成型周期。影响冷却过程的重要因素，除了冷却时间外，还有模温度控制。提高模温度不仅有助于保持熔体温度，便于溶体流动，对充模有益，而且可以调整塑料的冷却速度，使之均

7、匀一致。模具温度还利于松弛分子取向，减少壁厚或流程长、形状复杂的制品因补缩不足、收缩不均、内应力高引起的弊病。但是，模温高与缩短冷却时间又是相矛盾的。对于结晶性塑料，模温直接影响其结晶度和晶体构型。塑料在模腔内冷却定型的温度上限处成型塑料的玻璃化温度或热变形温度确定。制品在模内冷却定型的同时，注射机的螺杆在液压马达驱动下带动塑料流动，由于螺杆头部熔料压力作用，使螺杆在转动的同时又向后腿（螺杆后移距离反映出螺杆头部所积存的熔料体积），当达到成型制品所需的计量值时，螺杆即停止转动和后移，完成预塑程序，准备再次注射。 预塑过程中，螺杆头部熔料压力及注射油缸内液压油回泄阻力分别称为塑化压力及背压。提高

8、背压，物料受剪切增强，熔料温度上升，熔料的均化程度改善。但是，螺杆输送能力减小，和螺杆转速低时一样，会延长预塑时间；低背压与低螺杆转速下预塑时，因为转动惯量降低，利于提高螺杆计量和精确度。背压一般为注射压力。对于热稳定性差或者熔体粘度低的材料应该选择较低的背压。对于热稳定性差或熔体粘度高的材料不适宜选择过高的螺杆转速。料筒温度可以分为二至五段控制，由后段至前段逐渐增加温度，分布差通常在60射氏度以内。应避免喷嘴温度过低，发生物料凝结阻塞喷嘴现象，或喷嘴温度过高，出现“流涎”现象。（6）注射装置后退和开模推出制品预塑过程完成时，为避免喷嘴与模具长时间接触散热而形成冷料，可将注射装置后退，让喷嘴脱

9、开模具。模腔内物料冷却定型后，合模装置即行开模，由推出机构实现制品脱模动作。并准备再次闭模。注塑成型工艺包括:成型前的准备;注射过程;塑件的后处理等.注射过程又包括加料,塑化,注射,冷却和脱模.为了生产出质量合格的塑件,除了要了解注塑机的结构,成型原理外,还必须详细的了解,研究每个工艺条件及对塑件的影响.注射成型工艺的核心问题,就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体,开把它注射到型腔中去,在控制条件冷却定型,使塑件达到所要求的质量.影响塑件质量的因素很多,主要有注射成型条件,模具,塑件设计,材料种类等几方面.材料种类,模具及塑件形状在生产中是不能改变的,因而制定合理的注射成型工艺条件就是变形

10、得至关重要,本实验就是通过改变注射成型工艺条件观察塑件质量.4.实验步骤（1）熟悉设备结构,工作原理及调整方法；（2）改变注射成型工艺条件,观察对塑件质量的影响；（3）根据实验制品的种类,重量,模具结构,塑件结构确定温度,压力,时间等工艺参数(也可事先完成),并输入计算机；（4）加料 用天平称出所需色母,用台称称出一定比例的原料,按图纸要求配出适当的颜色,并搅拌均匀,装入料斗,打开鼓风机,加热器,进行烘干加热.操作顺序:先开鼓风机,后开加热器；（5）塑化 打开料筒加热开关,把加入的塑料在料筒中进行加热，待加热至设制温度后再保温半小时,使固体颗粒转换成粘流态,并具有良好的可塑性；（6）观察料流

11、当计算机温度页面上的“现在温度”接近或达到“设制温度”时,按动螺杆手动开关,对空注射,观察料流,当射出的料流表面既光滑,又有色泽,无气泡,不起层时,便可正式注射；（7）注射 按动控制注塑机工作状态“半自动”开关,进行注射,观察注射成型工艺的全过程,并记录塑件质量情况；（8）分别改变注射成型工艺参数，观察对塑件质量的影响，并填写实验记录表，部分参考格式如下。表1塑件质量合格的工艺参数表射嘴温度料筒温度模具温度压力注射保压时间冷却时间成型周期质量特征一段二段三段注射压力(可多段)保压压力注射时间（可多段）保压时间（可多段）重量形状色泽其它表2 在表1参数的基础上,改变注射压力,观察塑件质量注射压力

12、观察改变注射压力对塑件质量的影响重量g形状色泽其它表3在表1参数基础上,改变注射时间,观察塑胶件质量注射时间改变射胶一级计时时,观察塑件质量.重量g形状色泽成型周期其它5思考题（1）注射成型有哪些主要工艺参数？应如何设置调整？（2）改变注射成型工艺参数对塑件的质量有什么影响?（3）注射机和注射模具如何匹配？（二）挤、吹、吸、冲裁四合一微型成型机组1. 实验目的本机床主要用于模具教学领域，具有挤出，吹塑，吸塑，冲裁四种从感性上展示模具运动及产品成型的过程。使难以理解的知识，通过教具的先导达到事半功倍的效果。挤出是将塑胶原料放入炮筒经加温至一定温度，使其达到熔融状态，经螺杆传动挤出成管型状，合模后

13、利用气体的压力吹塑成型。吸塑是PVC薄料经加温至一定温度，使其软化，在模具中利用真空气泵的吸力使其贴紧内壁，塑件冷却后经冲裁模利用气缸推力使模具上下运动，使产品成型。2. 实验条件（1）上海润品挤、吹、吸、冲裁四合一微型成型机组，型 号：RPJCXCJ-8300（2）PE塑料、PVC片材3. 实验内容及步骤1）结构说明示意图结构说明示意图序号说明：NO名 称（功能）NO名 称（功能）NO名 称（功能）1料斗2传动齿轮3传动链条4挤塑调速电机5气流调节阀6吹塑运动气缸7气动上支架8气动下支架9气针锁夹10气针11上模活动板12真空管连接座13凹模14凸模15加温发热座16下模固定板17触摸屏控制

14、系统（PLC）18指示灯19急停开关20启动开关21炮筒固定架22一段发热圈23二段发热圈24三段发热圈25炮筒固定座26炮筒射胶口27热切刀28主导向杆29挤、吹运动固定板30模具固定座运动气缸31气流调节阀32支架固定板33音量调节开关34挤塑调速开关35温度控制开关36真空吸气机37气泵38水箱39隔热硅胶板2）操纵动作说明检查安全门、电箱门、机床门是否关好，各气路元件是否有破裂或脱落松动现象。连接电源及气压（注：电压220V，气压0.30.8Pa ，电源线须良好的接地）。拧松急停开关【19】，电源指示灯亮【18】，启动机床总电源按钮【20】，热切刀便发热变红【27】。等待语音系统提示完

15、以后（每次必须等待语音系统提示完毕后才可进行下步操作），请在触摸屏【17】显示界面上输入用户名及密码（出厂用户名：1 密码：1111）点击INTO按钮进入主目录。目录界面有公司简介、产品介绍、动作模式、售后服务及合作客户（点击绿色方框才有效）。目录1公司简介点击进入，语音系统将为您介绍本公司。右下角的返回按钮（蓝色方框）将为您返回到主目录界面。目录2产品介绍 点击进入，语音系统将为您介绍本公司的部分模具及机器类型，点击类型，将为您提供本公司真实的模具及机器照片。目录3动作模式进入动作模式之后。触摸屏上行显示语音、气源确定、及灯光按钮。下行显示挤塑、吹塑的参数调整按钮及吸塑、冲裁切换按钮。a、点

16、击挤塑、吹塑的参数调整按钮，将进入挤、吹塑手动参数调整界面。语音将为你提示。第一排有加温、水泵及溶胶按钮，第二、三排是手动调整开关，左、右模板、切断、模具移位、气针及充气按钮（这6项按钮主要用于安装模具及检测）。安装模具（详情请看模具安装说明），安装完成以后，调整模具开、合模距离。完成以上操作以后，点击加温按钮机器将自动为你开启加温及水泵。机床面板中间的温控开关【35】便显示数字，左边前3个是挤塑温控开关，第4个是吸塑温控开关。从左向右，第一个温控开关控制挤塑炮筒第一段【22】溶胶段的温度，温度最高。第二个温控开关控制挤塑炮筒第二段【23】搅拌段的温度，稍微要高些。第三个温控开关控制挤塑炮筒第

17、三段【24】挤出段的温度。根据挤塑材料的不同所设置的温度也就不同（一般情况下一段温度须比二段温度高1020，参考，PE料，溶胶段140，搅拌段124，挤出段102）。依次点击左、右模板、切断、模具移位、气针及充气按钮，检测模具安装是否无误、动作是否平稳、润滑，传感器位置是否对正。检测完成后，屏幕右侧有调节“充气时间”和“冷却时间”按钮，可根据模具进行调整。点击第一排的溶胶按钮，机器开始溶胶（注意检查机器料斗【1】是否有料。温控开关达到设置的温度之后便可溶胶，），完成溶料之后，便可进行成型动作，点击左下角自动运行按钮，触摸屏【17】上便显示半自动按钮（点击一次挤、吹一个产品）、全自动按钮（点击一

18、次，连续挤、吹多个产品，只到在次点击便停止）复位/急停按钮（在任何状态下，便回到初始位置），选择半自动或全自动进行塑、吹产品。b、点击吸塑、冲裁的切换按钮，将进入吸塑、冲裁手动参数调整界面，触摸屏【17】界面上，左边为吸塑按钮，右边为冲裁按钮。加温按钮（在吸塑产品前要进行加温）、开模按钮（手动开、合模）、成形按钮（手动吸塑成形）自动按钮（自动合模、成形、开模）复位按钮（在任何情况下，回到初始位置）。加温、开模、成形按钮右侧是时间设置（根据材料的不同，设置不同的加温时间）。点击加温按钮，机床面板上第四个温控开关【35】将显示数据（根据材料来调节温度的大小参数）加温时间按钮右侧将进行倒计时，到加温

19、时间归零之后（注意一定要等待加温温度达到之后，才可进行吸塑成形，否则产品无无法成形），便可合模、成形吸塑、开模。吸塑完成之后，将吸塑产品进行冲裁多余的废料（将吸塑半成品套在冲裁型芯上，点击合模，冲模将多余部位进行冲裁，开模，取出产品）。目录4售后服务点击进入，语音系统将为您介绍本公司的售后相关服务。目录5合作客户 点击进入，语音系统将为您介绍本公司与各大院校考察及交流情况。目录界面，右上角两按钮为关机提示按钮。 机器面板中间，射胶调速器【34】，射胶调速器上方的旋转开关为旋转调速开关，控制溶胶速度的快慢，（最慢速度为百分之零，最快速度可达百分之百）。下方的开关是调速电源开关，控制旋转调速开关的

20、电源。机床面板，左第一个是语音调节【33】开关，控制语音系统声音的大小。本机床在正常工作状态中如遇突然断电，通电后系统将会自动回到初始位置，如在操作中出现异常应先断电断气后在进行调整，以防造成人员伤害。关机前请先将温控器【35】关闭，五分钟后再关闭水泵【37】，以免温度过高料斗里的料溶化后凝固堵住进料口（主目录界面，右上角两按钮为关机提示按钮）。关闭水泵后，按下急停开关（此时机器电源将关闭），关机后必须把电源线及气管拔掉。3）模具安装与调试（挤塑、吹塑模）开机输入密码目录动作模式（开启气源确定及灯光按钮）参数调整（挤塑、吹塑）进入挤塑、吹塑手动参数调整界面，将点击左、右模板按钮，将左、右模板调

21、整到开模状态。将挤吹模摆放入挤吹模机中，码模槽对齐码仔。（注意模具摆放方向带有吹气孔向上）调整挤吹模，点击左、右模板按钮使模具合模，检查模具吹气孔与炮筒射胶口【26】中心是否对齐，如有偏差请调节左、右模板背后两螺栓上的螺母（注意两螺栓上的螺母同时调整）。挤吹模的吹气孔与炮筒射胶口【26】对齐之后，拧紧螺母。在将左、右模闭合，点击触摸屏【17】上的模具移位，将模具移动到右边，查看挤吹模的吹气孔的中心与吹气针【10】是否对齐，如有错位，请调节报警灯下方最长的螺栓上的螺母。完成以后，点击触模屏【17】上的左、右模板、切断、模具移位、气针及充气按钮，检查动作是否正确，运行是否平稳，传感器位置是否对正。

22、确定无误之后，在进行挤、吹成形（注意语音系统在提示过程中，禁止点击按钮，否则会导致点击无效）。挤吹过程：点击触摸屏上的加温按钮，系统将自动为您开启温控开关 【35】并加温材料，水泵 【37】也将自动开启，温度达到以后便可进入自动成形模式，选择自动与半自动进行挤、吹产品。如在成形过程中，机器上的左、右模板及模具移位时，比较慢或过快时，可调节气缸尾部侧面的气流调节阀【5】（拧紧，气压减小，移动速度减慢。拧松，气压增大，移动速度增快）取出产品时，请打开安全门（报警系统将自动报警），请匆用手直接拿取产品（小心烫手），应采用镊子等工具取出。吸塑、冲裁模1）开机输入密码目录动作模式开启气源确定及灯光按钮切

23、换（吸塑、冲裁）。2）进入吸塑、冲裁界面后，将吸塑上模活动板【11】调整到开模状态。3）装入模具（上下模处于合模状态，带有真空管连接座在上，有加温发热装置的在下）。4）使模具处于上模活动板【11】X、Y轴中间，并用码仔，码住模具下模固定板【16】，并加于螺钉固定。（三）微型冷冲、拉伸成型机组1. 实验目的本机床是一种结合冷冲、拉伸为一体的小型成型机组，不仅操作简单、噪音小、安全性能高，更能从感性上展示出模具运动及产品成型全过程，使难以理解的知识，通过教师的演示和学生操作达到事半功倍的效果。2. 实验条件（1）上海润品微型冷冲、拉伸一体小型成型机组，型 号：RPWXCYJ-8210（2）铝合金薄

24、板结构说明示意图序号说明NO名称（功能）NO名称（功能）NO名称（功能）1拉伸机调速电机2拉伸机上支架3上行限位光电控制开关4拉伸机上模活动板5下行限位光电控制开关6气动式传动送料结构7模具压条8拉伸机下支架9电源指示灯10急停开关11电源总启动开关12拉伸机控制开关13拉伸机调速开关14料架15飞轮16手轮17升降丝杆18冷冲机动作控制面板19超越式离合器20滑块21材料导向机构22机械式传动送料结构23红外线保护装置24工作台25冲压机独立启动开关26手动启动器27脚踏启动3. 实验内容及步骤（1）机床动作说明接通电源与气压，检查是否接好（电压220V, 气压0.30.8Pa电源线须良好的

25、接地）。接通电、气之后，拧松急停按钮【10】。启动机床总电源按钮【11】电源指示灯变亮【9】。（2）拉伸机动作说明机床电源启动按钮左侧为拉伸机开模、合模控制开关【12】。开合模控制开关左侧为拉伸机开合模调速器【13】，上方旋转开关为调速快慢开关，可控制开合模速度，最慢速度可设置为0%，最快速度可设置100%，下方按钮是调速器控制开关，控制调速快慢开关的电源。（3）冲压机作说明启动冲压机独立电源【25】按钮，（绿色为开起，红色为关闭）冲压机动作控制面板【18】电源指示灯亮。手动启动【26】按钮，在机床面板左侧，（绿色圆柱壮），按下时，冲压机工作，松开时便冲压机停止工作。脚踏启动器【27】与手动启

26、动按钮【26】相同，踩下时，冲压机便工作，松开脚时便冲压机停止工作。 冲压机动作控制面板【18】上的动作选择按钮，可调单动与连动，动作选择按钮拨到左侧，则为单动，单动指示灯亮。动作选择按钮拨到右侧，则连续运动，连动指示灯亮。（单动：工作时按手动启动【26】按钮或踩下脚踏启动器【27】时，冲压机工作一次。连动：工作时按手动启动按钮或踩下脚踏启动器时，冲压机连续工作，直到松开手动启动【26】按钮或脚踏启动器【27】。（四）橡胶成型机1. 实验目的本机集硅胶机、压力机、拉伸机、冲裁机、压塑机为一体，故设备能达到硅胶成型、压片成型、冲孔、落料、弯曲、铆合成形等工艺。主要用于玩具礼品，工艺礼品，电子通信

27、、微型机构等微型精密制件的生产。应用于长期订单或短期经常性更换模具的小型精密零件订单，模具生产、制造和教学研究等领域。2. 实验条件（1）工作站结构示意图序号说明：NO名称（功能）NO名称（功能）NO名称（功能）1操作面板2电源指示灯3音量调节开关4电压显示表5启动开关6电流显示表7急停开关8当胶板9滚距调整手轮10电机11油泵、电机12油箱13油路块14油缸15下固定板16法兰17活动板18隔热板19发热板B20推出板21行程开关22滑动式导轨23立柱24发热板A25上固定板26隔热板27立柱螺母3. 实验内容及步骤（1）检查电箱门、安全门及机床门是否关好，各电路、液压油路是否有破裂或脱落松

28、动现象，各开关是否失效。（确保完好才能操作）（2）连接电源，电源指示灯亮。（注：电压380V，电源线须良好的接地）（3）旋动工作站右侧红色负载断路开关，启动机床总电源按钮，语音系统将进行提示，（每次须待语音系统提示完之后才可进行下步操作），启动控制面板上的绿色启动开关。（注：急停开关应处于拧松状态）（4）选择操作员，输入初始密码“1111”点【Ent】后点击【进入主目录】。 选择管理员，输入初始密码“2222”点击【Ent】，可以修改用户密码。（5）目录界面显示公司简介，在屏幕下方有功能键【硫化压塑】、【冷冲拉伸】、【开炼机】、【售后服务】、【身份选择】（点击方框才有效）。（6）点击【售后服务】按钮，将为你介绍本公司的服务宗旨及联系方式。按该界面的【返回】按钮返回到主目录。（7）主目录下点击硫化压塑功能，进入界面后有【清零】、【控制台关/开】、【功能选择】、【参数设置】、【手动调模】、【报