第六章2-注射成型

1、第六章第六章 ：塑料的一次成型：塑料的一次成型第二节：注射成型第二节：注射成型1 1 概述概述注射成型（又称注射模塑或注塑），是成型塑料制品注射成型（又称注射模塑或注塑），是成型塑料制品的一种重要方法，几乎所有的热塑性塑料及多种热固的一种重要方法，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型。性塑料都可用此法成型。可成型各种形状、尺寸、精度、满足各种要求的模制可成型各种形状、尺寸、精度、满足各种要求的模制品。品。注塑制品约占塑料制品总量到注塑制品约占塑料制品总量到202030%30%。各种工业配件、仪器仪表零件、结构件、壳体等。各种工业配件、仪器仪表零件、结构件、壳体等。定义：定义：注射

2、成型就是将塑料（一般为粒料）从注射机注射成型就是将塑料（一般为粒料）从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，由柱塞或螺杆的推动，使其通过料筒前端的喷嘴注入由柱塞或螺杆的推动，使其通过料筒前端的喷嘴注入闭合塑模中，充满塑模的熔料在受压的情况下，经冷闭合塑模中，充满塑模的熔料在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后即可却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后即可保持注塑模型腔所赋予的形样，松开模具取得制品，保持注塑模型腔所赋予的形样，松开模具取得制品，完成一个模塑周期。完成一个模塑周期。1 1 概述概述注塑成型的优

3、点：注塑成型的优点：成型周期短；一次成型外形复杂，成型周期短；一次成型外形复杂，尺寸精确、带有嵌件的制品；适应性强，生产效率高；尺寸精确、带有嵌件的制品；适应性强，生产效率高；易于全自动化生产；经济、先进。易于全自动化生产；经济、先进。1 1 概述概述注塑机的基本作用：注塑机的基本作用：1.1.加热塑料，使其达到熔化状态；加热塑料，使其达到熔化状态；2.2.对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔；对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔；注塑机的发展史：注塑机的发展史：1.1.柱塞式注塑机，生产柱塞式注塑机，生产6060克以下制品；克以下制品；2.2.单螺杆定位预塑注塑机；单螺杆定位预塑

4、注塑机；3.3.移动螺杆式注塑机。移动螺杆式注塑机。2 2 注射模塑设备注射模塑设备由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成。由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成。2.1 2.1 注射系统注射系统作用：作用：使塑料均匀地塑化并达到流动状态，在很高的使塑料均匀地塑化并达到流动状态，在很高的压力和较快的速度下，通过螺杆或柱塞的推挤注射入压力和较快的速度下，通过螺杆或柱塞的推挤注射入模。模。系统包括：系统包括：加料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭）加料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭）及喷嘴等部分。及喷嘴等部分。1.1.加料装置加料装置倒圆锥或锥形，容量可供倒圆锥或锥形，容量可供1 12 2小时的用

5、料。有的配有计小时的用料。有的配有计量装置、加热或干燥装置、自动上料装置等。量装置、加热或干燥装置、自动上料装置等。2.1 2.1 注射系统注射系统2.2.料筒料筒加热和加压的容器，类似挤出机的料筒。加热和加压的容器，类似挤出机的料筒。能耐压、耐热、耐疲劳、抗腐蚀、传热性能好。能耐压、耐热、耐疲劳、抗腐蚀、传热性能好。柱塞式的料筒容积约为最大注射量大柱塞式的料筒容积约为最大注射量大3 35 5倍；倍；螺杆式是料筒容积约为最大注射量到螺杆式是料筒容积约为最大注射量到2 23 3倍。倍。外部配有加热装置，可分段加热和控制，通过热电偶外部配有加热装置，可分段加热和控制，通过热电偶显示和恒温控制仪表来

6、精确控制。显示和恒温控制仪表来精确控制。3.3.柱塞和分流梭柱塞和分流梭柱塞在注射机料筒内是重要部件。柱塞在注射机料筒内是重要部件。2.1 2.1 注射系统注射系统（1 1）柱塞作用：）柱塞作用：将注射油缸的压力传给塑料并使容料将注射油缸的压力传给塑料并使容料注射入模具。注射入模具。为坚实、表面硬度很高的金属柱。直径为坚实、表面硬度很高的金属柱。直径2020100mm100mm。注射容量注射容量= =柱塞的冲程柱塞的冲程* *柱塞截面积柱塞截面积（2 2）分流梭）分流梭装在料筒前端内腔中形状颇似鱼雷体的一种金属部件。装在料筒前端内腔中形状颇似鱼雷体的一种金属部件。作用：作用：将料筒内流经该处的

7、塑料分成薄层，使塑料产生分将料筒内流经该处的塑料分成薄层，使塑料产生分流和收敛流动，以缩短传热导程，加快热传递，提高塑化流和收敛流动，以缩短传热导程，加快热传递，提高塑化质量。质量。表面常有表面常有4 48 8个呈流线形的凹槽，个呈流线形的凹槽，2 210mm10mm深，有几条深，有几条凸出筋，起定位和传热作用。凸出筋，起定位和传热作用。2.1 2.1 注射系统注射系统2.1 2.1 注射系统注射系统4.4.螺杆螺杆移动螺杆式注射机的重要部件。移动螺杆式注射机的重要部件。作用：作用：对塑料进行输送、压实、塑化和施压。对塑料进行输送、压实、塑化和施压。螺杆在料筒内旋转时，首先将料斗来的塑料卷入，

8、并螺杆在料筒内旋转时，首先将料斗来的塑料卷入，并逐步将其向前推送、压实、排气和塑化，熔融的塑料逐步将其向前推送、压实、排气和塑化，熔融的塑料不断地被推送至螺杆顶部与喷嘴之间，螺杆本身受熔不断地被推送至螺杆顶部与喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退，当积存的熔体达到一次注射量体的压力而缓慢后退，当积存的熔体达到一次注射量时，螺杆停止转动，传递液压或机械力将熔体注射入时，螺杆停止转动，传递液压或机械力将熔体注射入模。模。螺杆的结构与挤出机螺杆基本相同。螺杆的结构与挤出机螺杆基本相同。6.2.1 6.2.1 注射系统注射系统注射机螺杆结构特点：注射机螺杆结构特点：（1 1）有轴向位移，有效长度是

9、变化的；）有轴向位移，有效长度是变化的；（2 2）长径比和压缩比较小；）长径比和压缩比较小；（3 3）螺槽较深，以提高生产率；）螺槽较深，以提高生产率；（4 4）加料段较长；）加料段较长；（5 5）螺杆头部：粘度大的塑料常用锥形尖头；）螺杆头部：粘度大的塑料常用锥形尖头； 粘度低的塑料常安装止逆环。粘度低的塑料常安装止逆环。2.1 2.1 注射系统注射系统5.5.喷嘴喷嘴联结料筒和模具的桥梁。联结料筒和模具的桥梁。作用：作用：注射时引导塑料从料筒进入模具，并具有一定射注射时引导塑料从料筒进入模具，并具有一定射程。程。喷嘴的内径一般都是自进口逐渐向出口收敛的。喷嘴的内径一般都是自进口逐渐向出口收

10、敛的。类型类型：（1 1）直通式喷嘴）直通式喷嘴呈短管状，压力和热量损失小，不易产生滞料和分解，呈短管状，压力和热量损失小，不易产生滞料和分解，不用附设加热装置。不用附设加热装置。延伸式喷嘴，需添设加热装置。延伸式喷嘴，需添设加热装置。适合加工高粘度塑料。适合加工高粘度塑料。2.1 2.1 注射系统注射系统防止熔料的流涎或回缩，对喷嘴通道实行暂时封锁。防止熔料的流涎或回缩，对喷嘴通道实行暂时封锁。弹簧式：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀芯来实现封锁，弹簧式：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀芯来实现封锁， 有效地杜绝流涎现象。有效地杜绝流涎现象。针阀式：针阀式：用外在液压系统通过杠杆来控制联动机构启闭阀芯。用外

11、在液压系统通过杠杆来控制联动机构启闭阀芯。（2 2）自锁式喷嘴）自锁式喷嘴（3 3）杠杆针阀式喷嘴）杠杆针阀式喷嘴喷嘴的选择应根据加工的塑料性能及成型制品的特点来喷嘴的选择应根据加工的塑料性能及成型制品的特点来考虑。考虑。2.1 2.1 注射系统注射系统2.1 2.1 注射系统注射系统6.6.加压和驱动装置加压和驱动装置加压装置：加压装置：供给柱塞或螺杆对塑料施加的压力，使柱供给柱塞或螺杆对塑料施加的压力，使柱塞或螺杆在注射周期中发生必要的往复运动进行注射。塞或螺杆在注射周期中发生必要的往复运动进行注射。类型类型液压式液压式机械式机械式驱动装置：驱动装置：使注射机螺杆转动完成对塑料的预塑化。使

12、注射机螺杆转动完成对塑料的预塑化。包括包括单速交流电机单速交流电机液压马达液压马达2.2 2.2 锁模系统锁模系统作用：作用：在注射过程中能锁紧模具，而在取出制品时能在注射过程中能锁紧模具，而在取出制品时能打开模具。打开模具。锁模力：锁模力：PAF P P：注射压力，：注射压力，kg/cmkg/cm2 2A A：垂直于施压方向的制：垂直于施压方向的制品投影面积，品投影面积，cmcm2 2锁模机构应保证：锁模机构应保证：启闭灵活、准确、迅速而安全，避启闭灵活、准确、迅速而安全，避 免运转中产生强烈振动；免运转中产生强烈振动； 闭合时应先快后慢，开启时应先慢闭合时应先快后慢，开启时应先慢 后快再慢

13、；后快再慢； 模板移动距离、移动速度可调。模板移动距离、移动速度可调。2.2 2.2 锁模系统锁模系统常用的锁模系统：常用的锁模系统：（1 1）机械式）机械式以电动机通过齿轮或蜗轮、蜗杆减速传动曲臂或以杠以电动机通过齿轮或蜗轮、蜗杆减速传动曲臂或以杠杆动曲臂的机构，实现启闭和锁模作用。杆动曲臂的机构，实现启闭和锁模作用。2.2 2.2 锁模系统锁模系统（2 2）液压式）液压式用油缸和柱塞依靠液压力推动柱塞作往复运动来实现用油缸和柱塞依靠液压力推动柱塞作往复运动来实现启闭和锁模。启闭和锁模。2.2 2.2 锁模系统锁模系统（3 3）液压机械组合式）液压机械组合式由液压操纵连杆或曲肘撑杆机构来达到

14、启闭和锁模。由液压操纵连杆或曲肘撑杆机构来达到启闭和锁模。6.2.3 6.2.3 注塑模具注塑模具 顶出装置：开模时顶出模内制品。顶出装置：开模时顶出模内制品。机械式机械式液压式液压式2.2 2.2 锁模系统锁模系统模具：模具：是利用本身特定形状，使塑料（或聚合物）成是利用本身特定形状，使塑料（或聚合物）成型为具有一定形状和尺寸的制品的工具。型为具有一定形状和尺寸的制品的工具。作用：作用：在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给予强在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给予强度和性能，完成成型设备所不能完成的工作，使它成度和性能，完成成型设备所不能完成的工作，使它成为有用的型材或制品。为有

15、用的型材或制品。2.3 2.3 注塑模具注塑模具 基本结构包括：基本结构包括：浇注系统、成型零件、结构零件三部分。浇注系统、成型零件、结构零件三部分。浇注系统：浇注系统：塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分。塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分。 包括主流道、冷料穴、分流道、浇口。包括主流道、冷料穴、分流道、浇口。 成型零件：成型零件：构成制品形状的各种零件。构成制品形状的各种零件。 包括动模、定模、型腔、型芯、成型杆、包括动模、定模、型腔、型芯、成型杆、 排气口。排气口。结构零件：结构零件：构成模具结构的各种零件。构成模具结构的各种零件。 包括执行导向、脱模、抽芯、分型等动包括执行导向、脱模、抽芯、分型

16、等动 作的各种零件。作的各种零件。 2.3 2.3 注塑模具注塑模具 2.3 2.3 注塑模具注塑模具 1.1.主流道主流道 紧接喷嘴到分流道或型腔的一段通道，与喷嘴处于同紧接喷嘴到分流道或型腔的一段通道，与喷嘴处于同一轴心线上。一轴心线上。特点：特点： （1 1）开设在模具上，可加工成主流道衬套再紧配合）开设在模具上，可加工成主流道衬套再紧配合于模板上；于模板上； （2 2）主流道形状呈圆锥形）主流道形状呈圆锥形3 3 6 6 角，进口端直径应角，进口端直径应比喷嘴孔径大；比喷嘴孔径大；（3 3）进口端与喷嘴头接触处开成球面。）进口端与喷嘴头接触处开成球面。 2.3 2.3 注塑模具注塑模具

17、 2.2.冷料穴冷料穴 主流道出口端的空穴，以捕集喷嘴端部两次注射之间主流道出口端的空穴，以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料，防止阻塞分流道及浇口。所产生的冷料，防止阻塞分流道及浇口。 冷料穴的直径约冷料穴的直径约8 810mm10mm，深度约，深度约6mm6mm。 底部常设有脱模杆，脱模杆顶部呈曲折钩形或下陷凹底部常设有脱模杆，脱模杆顶部呈曲折钩形或下陷凹槽，以便脱模时顺利的抽出主流道赘物。槽，以便脱模时顺利的抽出主流道赘物。 3.3.分流道分流道 多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。 在塑模上排列成对称和等距离分布。在塑模上排列成对称和等距离分布。

18、2.3 2.3 注塑模具注塑模具 常做成圆形、半圆形、梯形、矩形或椭圆形。常做成圆形、半圆形、梯形、矩形或椭圆形。 在保证制品质量和正常工艺条件下，分流道的截面积在保证制品质量和正常工艺条件下，分流道的截面积应尽量小，长度尽可能短。应尽量小，长度尽可能短。4.4.浇口浇口 接通主流道（或分流道）与型腔的通道。接通主流道（或分流道）与型腔的通道。浇口截面要小，而不致影响外观；浇口截面要小，而不致影响外观； 浇口通常开设在制品较厚部位；浇口通常开设在制品较厚部位； 浇口的尺寸，根据塑料熔体的性质来决定。浇口的尺寸，根据塑料熔体的性质来决定。截面形状为矩形或圆形。截面形状为矩形或圆形。2.3 2.3

19、 注塑模具注塑模具 作用：作用： （1 1）控制料流速度）控制料流速度（2 2）防止倒流）防止倒流（3 3）使熔体受到较高的剪切而升高温度，提高流动性）使熔体受到较高的剪切而升高温度，提高流动性（4 4）便于制品与主流道系统分离）便于制品与主流道系统分离5.5.型腔型腔 模具中成型塑料制品的空间。模具中成型塑料制品的空间。 2.3 2.3 注塑模具注塑模具 构成型腔的组件统称为成型零件。构成型腔的组件统称为成型零件。 构成制品外形的成型零件称为凹模（或阴模）；构成制品外形的成型零件称为凹模（或阴模）；构成制品内部形状（孔、槽等构成制品内部形状（孔、槽等 ）的称为型芯或凸模）的称为型芯或凸模（或

20、阳模）（或阳模）型腔设计原则型腔设计原则: : 2.3 2.3 注塑模具注塑模具 （1 1）根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差）根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差 、使用要求等来确定总体结构；使用要求等来确定总体结构；（2 2）选择分型面，确定浇口和排气孔的位置，脱模方）选择分型面，确定浇口和排气孔的位置，脱模方式等；式等；（3 3）按制品尺寸进行各种零件的设计及各个零件间的）按制品尺寸进行各种零件的设计及各个零件间的组合方式；组合方式；（4 4）对成型零件进行整齐的选材、强度、刚度的校核；）对成型零件进行整齐的选材、强度、刚度的校核；（5 5）考虑加工设备的操作要求。）考虑加工设

21、备的操作要求。2.3 2.3 注塑模具注塑模具 6.6.排气口排气口在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料中带入的气体。熔料中带入的气体。 料流的尽头积有气体，不及时排出，将使制品带有气料流的尽头积有气体，不及时排出，将使制品带有气孔、熔接不良、充模不满、制品局部烧伤等孔、熔接不良、充模不满、制品局部烧伤等 。排气孔一般设在型腔内料流的尽头或模具分型面上。排气孔一般设在型腔内料流的尽头或模具分型面上。也可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙、脱模板与型芯也可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙、脱模板与型芯的配合间隙排气。的配合间隙排气。 排气孔的槽深

22、排气孔的槽深0.0250.0250.1mm0.1mm，宽，宽1.51.56mm6mm。 2.3 2.3 注塑模具注塑模具 7.7.结构零件结构零件 导向零件：确保动、定模合模时准确对中。导向零件：确保动、定模合模时准确对中。 脱模装置：将制品能迅速和顺利的自型腔中脱出。脱模装置：将制品能迅速和顺利的自型腔中脱出。 抽芯机构：制品的侧面带孔或凹槽时，除少数制品抽芯机构：制品的侧面带孔或凹槽时，除少数制品可以强制脱模外，在模具中均应设置侧向分型或侧可以强制脱模外，在模具中均应设置侧向分型或侧向抽芯机构。向抽芯机构。8.8.加热或冷却装置加热或冷却装置 使熔料在模具内固化定型的装置。使熔料在模具内固

23、化定型的装置。 可自然冷却，也可用冷却介质通入模具的专用管道来可自然冷却，也可用冷却介质通入模具的专用管道来实现。实现。 3 3 注塑模塑工艺过程及控制因素注塑模塑工艺过程及控制因素 6.3.1 6.3.1 成型前的准备成型前的准备 1.1.成型前对原料的预处理成型前对原料的预处理 对原料进行外观和工艺性能的检验，有的粉料还需对原料进行外观和工艺性能的检验，有的粉料还需造粒、染色和干燥等。造粒、染色和干燥等。 如：如：PCPC、PAPA、PMMAPMMA等须干燥。等须干燥。小批量：热风循环烘箱、红外线加热烘箱、真空烘箱。小批量：热风循环烘箱、红外线加热烘箱、真空烘箱。 大批量：沸腾干燥、气流干

24、燥。大批量：沸腾干燥、气流干燥。 常压时通常常压时通常100100以上，注意干燥时间和之后的防潮。以上，注意干燥时间和之后的防潮。 3.1 3.1 成型前的准备成型前的准备 2.2.料筒的情况料筒的情况初用某种塑料或初用注射机、生产中需改变产品、更初用某种塑料或初用注射机、生产中需改变产品、更换原料、塑料中有分解时需对注射机的料筒进行清洗换原料、塑料中有分解时需对注射机的料筒进行清洗或拆换。或拆换。 柱塞式：拆卸清洗或用专用料筒。柱塞式：拆卸清洗或用专用料筒。螺杆式：直接换料清洗。螺杆式：直接换料清洗。 要求掌握塑料的热稳定性、成型温度范围、要求掌握塑料的热稳定性、成型温度范围、 各种塑料之间

25、的相容性。各种塑料之间的相容性。 3.1 3.1 成型前的准备成型前的准备 3.3.嵌件的预热嵌件的预热 防止嵌件的周围出现裂纹或导致制品强度下降。防止嵌件的周围出现裂纹或导致制品强度下降。 预热可减少熔料与嵌件的温差，使嵌件周围的熔料冷预热可减少熔料与嵌件的温差，使嵌件周围的熔料冷却较慢，收缩均匀，产生热料补缩作用，防止内应力却较慢，收缩均匀，产生热料补缩作用，防止内应力的产生。的产生。预热温度：预热温度：110110130130。 4.4.脱模剂的选用脱模剂的选用 使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面的一种使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面的一种助剂。如：硬脂酸锌（助剂。如：硬脂

26、酸锌（PAPA除外）、液体石蜡（除外）、液体石蜡（PAPA常常用）、硅油（较昂贵）。注意润滑剂的用量要适中。用）、硅油（较昂贵）。注意润滑剂的用量要适中。3.2 3.2 注射过程注射过程 一、注射工序一、注射工序 一般地，注射过程要经历加料、塑化、充模、冷却、一般地，注射过程要经历加料、塑化、充模、冷却、脱模等步骤。脱模等步骤。 1.1.加料加料 注射成型是一间歇过程，保持定量加料，以保证操作注射成型是一间歇过程，保持定量加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，获得良好制品。稳定，塑料塑化均匀，获得良好制品。 加料过多：受热时间过长，容易引起物料的热分解，加料过多：受热时间过长，容易引起物料的热分

27、解，注射机功率消耗增加。注射机功率消耗增加。 加料过少：料筒内缺少传压物质，模腔中塑料熔体压加料过少：料筒内缺少传压物质，模腔中塑料熔体压力降低，难于补塑，易引起制品收缩、凹陷、空洞等力降低，难于补塑，易引起制品收缩、凹陷、空洞等缺陷。缺陷。 3.2 3.2 注射过程注射过程 2.2.塑化塑化 加入的塑料在料筒中进行加热，由固体粒子变成熔体，加入的塑料在料筒中进行加热，由固体粒子变成熔体，经过混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤经过混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤至料筒的前端。至料筒的前端。 3.3.充模充模 经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满型腔的过程。经过喷嘴、模具浇注系统进

28、入并充满型腔的过程。 4.4.补塑补塑 在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模具或螺杆，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模具中。中。3.2 3.2 注射过程注射过程 5.5.保压保压 使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品。使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品。 6.6.退回柱塞或螺杆，加入新料退回柱塞或螺杆，加入新料 7.7.冷却冷却 卸除料筒中塑料的压力，通冷却水、油等冷却介质，卸除料筒中塑料的压力，通冷却水、油等冷却介质，对模具进一步冷却。对模具进一步冷却。8.8.脱模脱模 冷却到所

29、需温度，可用人工或机械的方式脱模。冷却到所需温度，可用人工或机械的方式脱模。 3.2 3.2 注射过程注射过程 二、塑料的塑化原理二、塑料的塑化原理 1.1.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全过程。可塑性的全过程。 2.2.决定塑化质量的因素决定塑化质量的因素 （1 1）物料的受热情况：料筒对塑料的加热。）物料的受热情况：料筒对塑料的加热。 （2 2）所受到的剪切作用：机械力强化混合和塑化，）所受到的剪切作用：机械力强化混合和塑化， 摩擦热。摩擦热。 3.2 3.2 注射过程注射过程 3.3.对塑化的要求对塑化的要求

30、 （1 1）塑料熔体在进入模腔之前要充分塑化；）塑料熔体在进入模腔之前要充分塑化； 既要达到规定的成型温度又要使塑化料各处的既要达到规定的成型温度又要使塑化料各处的 温度尽量均匀一致，使热分解物的含量达最小温度尽量均匀一致，使热分解物的含量达最小 值。值。（2 2）提供上述质量的足够的熔融塑料以保证生产连）提供上述质量的足够的熔融塑料以保证生产连 续而顺利地进行。续而顺利地进行。总之：与塑料的特性、工艺条件的控制、注射机塑化总之：与塑料的特性、工艺条件的控制、注射机塑化装置的结构有关。装置的结构有关。 3.2 3.2 注射过程注射过程 4.4.塑料的塑化原理塑料的塑化原理 以柱塞式注射机的塑化

31、为例。以柱塞式注射机的塑化为例。 塑料塑化所需的温度来自塑料塑化所需的温度来自 料筒壁对物料的传热料筒壁对物料的传热物料内部的摩擦热物料内部的摩擦热 设进入料筒的塑料初温为设进入料筒的塑料初温为T T1 1，料筒内壁温度为，料筒内壁温度为T TW W，则塑料可达到的最大温升为则塑料可达到的最大温升为T TW W-T-T1 1。但实际由喷嘴射出的塑料的平均温度但实际由喷嘴射出的塑料的平均温度T T2 2总小于总小于T TW W，所，所以实际温升为以实际温升为T2-T1T2-T1。（1 1）加热效率）加热效率 3.2 3.2 注射过程注射过程 则加热效率则加热效率E Eh h 112TTTTEWh

32、即：实际温升与最大温升之比。即：实际温升与最大温升之比。 E Eh h值高，有利于塑化。值高，有利于塑化。 （2 2）加热效率的影响因素）加热效率的影响因素 在料筒几何尺寸一定的情况下，塑料在料筒内的在料筒几何尺寸一定的情况下，塑料在料筒内的受热时间受热时间t t与料筒中的存料量与料筒中的存料量V Vp p，每次注射量，每次注射量W W和注和注射周期射周期t tc c有如下关系：有如下关系：WtVtcp则存料量多，注射周期长，都可增长受热时间。则存料量多，注射周期长，都可增长受热时间。 塑料的热扩散速率的影响塑料的热扩散速率的影响3.2 3.2 注射过程注射过程 料筒中料层的厚度料筒中料层的厚

33、度a a与料筒表面之间的温差的影响与料筒表面之间的温差的影响可见：塑料的热扩散系数正比于热传导系数。可见：塑料的热扩散系数正比于热传导系数。 CKK K：热传导系数；：热传导系数；C C：塑料的比热；：塑料的比热； ：塑料的密度。：塑料的密度。 由于塑料的导热性差，故随料层厚度增大和料筒塑由于塑料的导热性差，故随料层厚度增大和料筒塑料间温差减小，料筒的加热效率会降低。料间温差减小，料筒的加热效率会降低。 塑料中温度分布的影响塑料中温度分布的影响3.2 3.2 注射过程注射过程 塑料的平均温度总是介于它的最低温度塑料的平均温度总是介于它的最低温度T Tm m（T T1 1TTm mTT2 2）与

34、料筒温度与料筒温度T TW W之间。之间。 温度分布宽温度分布宽温度分布窄温度分布窄T T1 1物料初温物料初温T Tm m最小温度最小温度T T2 2平均温度平均温度T TW W控制温度控制温度T T1 1T TW WT Tm mT T2 2物料所受热物料所受热物料可获热物料可获热温度分布温度分布E Eh h=0.7=0.7E Eh h=0.9=0.9塑料的性质和塑料是否受到搅动的影响塑料的性质和塑料是否受到搅动的影响T TW W一定时，平均温度随温度分布的加宽而降低，一定时，平均温度随温度分布的加宽而降低，E Eh h低，低，反之则高。反之则高。实践证明：实践证明：E Eh h值不应小于值

35、不应小于0.80.8。 3.2 3.2 注射过程注射过程 柱塞式注射机在料筒前端安置分流梭，以减小料层柱塞式注射机在料筒前端安置分流梭，以减小料层厚度的同时，还可以迫使塑料产生剪切和收敛流动，厚度的同时，还可以迫使塑料产生剪切和收敛流动，加强热扩散作用，另外料筒传热给分流梭，在传给加强热扩散作用，另外料筒传热给分流梭，在传给塑料，增大了热接触面积。塑料，增大了热接触面积。 如分流梭供热，作为加热器使用，则：如分流梭供热，作为加热器使用，则： 2atfEh3.2 3.2 注射过程注射过程 如分流梭本身不供热，料层厚度相当于增加一倍，则如分流梭本身不供热，料层厚度相当于增加一倍，则22atfEh5

36、.5.塑化量塑化量 单位时间内料筒熔化塑料的重量。单位时间内料筒熔化塑料的重量。 VAKqm2A A：塑料的受热面积；：塑料的受热面积；V V：塑料的受热体积；：塑料的受热体积；K K：常数（当注射机、塑料、塑料的：常数（当注射机、塑料、塑料的平均温度、加热效率一定时）平均温度、加热效率一定时）3.2 3.2 注射过程注射过程 显然：增大注射机的传热面积，减小加热体积均可提显然：增大注射机的传热面积，减小加热体积均可提高塑化量。高塑化量。 柱塞式注射机采用分流梭来实现。柱塞式注射机采用分流梭来实现。 三、流动与冷却三、流动与冷却 用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的塑料用柱塞或螺杆的推动

37、将具有流动性和温度均匀的塑料熔体注入开始，经型腔注满，熔体在控制条件下，冷熔体注入开始，经型腔注满，熔体在控制条件下，冷固定型，到制品从模腔中脱出为止的过程。固定型，到制品从模腔中脱出为止的过程。 1.1.塑料在柱塞式注射机中所受的阻力为：塑料在柱塞式注射机中所受的阻力为： 柱状固体的流动阻力；柱状固体的流动阻力；半固体的流动阻力；半固体的流动阻力；熔融体的流动阻力。熔融体的流动阻力。3.2 3.2 注射过程注射过程 2.2.塑料在移动式螺杆注射机中所受阻力为：塑料在移动式螺杆注射机中所受阻力为：螺杆顶部与喷嘴之间的流动阻力；螺杆顶部与喷嘴之间的流动阻力；螺杆区塑料与料筒内壁之间的阻力。螺杆区

38、塑料与料筒内壁之间的阻力。移动式螺杆注射机注射时的阻力比柱塞式注射机小得多。移动式螺杆注射机注射时的阻力比柱塞式注射机小得多。3.3.注射过程中各阶段温度和压力变化注射过程中各阶段温度和压力变化（1 1）柱塞空载期）柱塞空载期在时间在时间t t0 0t t1 1间，物料在料筒中加热塑化，注射前柱间，物料在料筒中加热塑化，注射前柱塞或螺杆开始向前移动，但物料尚未进入模腔，柱塞塞或螺杆开始向前移动，但物料尚未进入模腔，柱塞处于空载期，而物料在高速流经喷嘴和浇口时，因剪处于空载期，而物料在高速流经喷嘴和浇口时，因剪切摩擦而引起温度上升，同时，因流动阻力引起柱塞切摩擦而引起温度上升，同时，因流动阻力引

39、起柱塞和喷嘴处压力增加。和喷嘴处压力增加。3.2 3.2 注射过程注射过程 （2 2）充模期）充模期 时间时间t t1 1时塑料熔体开始注入模腔，模具内压力迅速上升，时塑料熔体开始注入模腔，模具内压力迅速上升，至时间至时间t t2 2时，型腔被充满，模腔内压力达最大值，同时时，型腔被充满，模腔内压力达最大值，同时物料温度、柱塞和喷嘴处压力增加。物料温度、柱塞和喷嘴处压力增加。（3 3）保压期）保压期 在在t t2 2t t3 3时间内塑料仍为熔体，柱塞需保持对塑料的压时间内塑料仍为熔体，柱塞需保持对塑料的压力，使模腔中的塑料得到压实和成型，并缓慢地向模力，使模腔中的塑料得到压实和成型，并缓慢地

40、向模腔中补压入少量塑料，以补充塑料冷却时的体积收缩。腔中补压入少量塑料，以补充塑料冷却时的体积收缩。随模腔内料温下降，模内压力也因塑料冷却收缩而开随模腔内料温下降，模内压力也因塑料冷却收缩而开始下降。始下降。 3.2 3.2 注射过程注射过程 （4 4）返料期（返压期或倒流期）返料期（返压期或倒流期） 柱塞从柱塞从t t3 3开始逐渐后移过程中并向料筒前端输送新料开始逐渐后移过程中并向料筒前端输送新料（预塑）（预塑） ，由于料筒、喷嘴和浇口处压力下降，而，由于料筒、喷嘴和浇口处压力下降，而模腔内压力较高，尚未冻结的塑料熔体被模具内压返模腔内压力较高，尚未冻结的塑料熔体被模具内压返推向浇口和喷嘴

41、，出现倒流现象。推向浇口和喷嘴，出现倒流现象。（5 5）凝封期）凝封期 在在t t4 4t t5 5时间内，型腔中料温继续下降，至凝结硬化时间内，型腔中料温继续下降，至凝结硬化的温度时，浇口冻结，倒流停止，凝封时间是的温度时，浇口冻结，倒流停止，凝封时间是t t4 4t t5 5间的某一时间。间的某一时间。3.2 3.2 注射过程注射过程 （6 6）继冷期）继冷期 是在浇口冻结后的冷却期，实际上型腔是在浇口冻结后的冷却期，实际上型腔内塑料的冷却是从充模结束后（时间内塑料的冷却是从充模结束后（时间t t2 2）开始的。开始的。 继冷期是使型腔内的制品继续冷却到继冷期是使型腔内的制品继续冷却到塑料

42、的玻璃化温度附近，然后脱模。塑料的玻璃化温度附近，然后脱模。 3.2 3.2 注射过程注射过程 3.3 3.3 制件的后处理制件的后处理 为改善和提高制件的性能及尺寸稳定性，注射制件为改善和提高制件的性能及尺寸稳定性，注射制件经脱模或机械加工后，需进行适当的后处理。经脱模或机械加工后，需进行适当的后处理。 一、退火处理一、退火处理 塑化不均匀，冷却速度不同，均会使制品内存在不均塑化不均匀，冷却速度不同，均会使制品内存在不均匀的结晶、定向、收缩，导致内应力的存在，从而使匀的结晶、定向、收缩，导致内应力的存在，从而使制品力学性能下降、光学性能变坏、表面银纹、变形制品力学性能下降、光学性能变坏、表面

43、银纹、变形开裂等。开裂等。 退火的方法：退火的方法： 使制品在定温的加热液体介质（水、矿物油、甘油、使制品在定温的加热液体介质（水、矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段乙二醇和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间。时间。处理时间决定于：塑料的品种；处理时间决定于：塑料的品种； 热介质温度；热介质温度； 制品的形状；制品的形状； 模塑条件。模塑条件。退火温度：使用温度以上退火温度：使用温度以上10102020，或低于塑料热变形，或低于塑料热变形温度温度10102020。退火的实质：退火的实质： 1.1.使强迫冻结的分子链得到松弛，凝固的大分子链段使强迫冻结的分子链得

44、到松弛，凝固的大分子链段 转向无规位置，消除内应力；转向无规位置，消除内应力；2.2.提高结晶度、稳定结晶结构、提高制品的弹性模量提高结晶度、稳定结晶结构、提高制品的弹性模量和硬度，降低断裂伸长率。和硬度，降低断裂伸长率。3.3 3.3 制件的后处理制件的后处理 二、调湿处理二、调湿处理 聚酰胺类塑料，高温下与空气接触会变色，在空气中聚酰胺类塑料，高温下与空气接触会变色，在空气中 存放易吸水膨胀。因此需将刚脱模的制件放在热水中进存放易吸水膨胀。因此需将刚脱模的制件放在热水中进行处理。称为行处理。称为“调湿处理调湿处理”。3.3 3.3 制件的后处理制件的后处理 3.4 3.4 注射模塑工艺条件

45、的分析讨论注射模塑工艺条件的分析讨论 注射成型工艺的核心问题，就是采用一切措施以得到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，并把它注射到模腔中去，在控塑化良好的塑料熔体，并把它注射到模腔中去，在控制条件下冷却定型，使制品达到合乎要求的质量。制条件下冷却定型，使制品达到合乎要求的质量。 因此最重要的工艺条件应该是足以影响塑化和注射充因此最重要的工艺条件应该是足以影响塑化和注射充模质量的温度（模质量的温度（料温、喷嘴温度、模具温度料温、喷嘴温度、模具温度）、压力）、压力（注射压力、模腔压力注射压力、模腔压力）和相应的各个作用时间（）和相应的各个作用时间（注注射时间、保压时

46、间、冷却时间射时间、保压时间、冷却时间）以及注射周期等。而）以及注射周期等。而会影响温度、压力变化的工艺因素（会影响温度、压力变化的工艺因素（螺杆转速、加料螺杆转速、加料量及剩料等量及剩料等）也不应忽视。）也不应忽视。4.1 4.1 温度温度 一、料筒温度一、料筒温度 料筒温度关系到塑化质量。料筒温度关系到塑化质量。 1.1.塑料的性质塑料的性质必须把塑料加热到其粘流温度必须把塑料加热到其粘流温度T Tf f（或熔点（或熔点T Tm m）以上，才）以上，才能使其流动和进行注射。能使其流动和进行注射。因此，料筒末端的最高温度应高于因此，料筒末端的最高温度应高于T Tf f或或T Tm m，但必须

47、低，但必须低于塑料分解温度于塑料分解温度T Td d 即控制料筒末端温度在即控制料筒末端温度在T Tf f（或（或T Tm m）T Td d之间。之间。4.1 4.1 温度温度 （1 1）T Tf fT Td d间温度较窄的热敏性塑料，分子量较低间温度较窄的热敏性塑料，分子量较低和分子量分布较宽的塑料，料筒温度应选择较低值，和分子量分布较宽的塑料，料筒温度应选择较低值，比比T Tf f稍高即可；稍高即可；（2 2）T Tf fT Td d分布较宽，分子量较高，分子分布较窄的分布较宽，分子量较高，分子分布较窄的塑料，料筒温度可适当选取较高值；塑料，料筒温度可适当选取较高值； （3 3）同时考虑塑

48、料在料筒中停留的时间。一般，料）同时考虑塑料在料筒中停留的时间。一般，料筒温度高，物料在料筒中的停留时间应缩短，如：筒温度高，物料在料筒中的停留时间应缩短，如：聚甲醛、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯更为重要。聚甲醛、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯更为重要。2.2.注射机类型注射机类型（1 1）螺杆式注射机）螺杆式注射机 剪切作用大，有摩擦热产生，料层薄，熔体粘度低，剪切作用大，有摩擦热产生，料层薄，熔体粘度低，热扩散速率大，温度分布均匀，加热效率高，混合和热扩散速率大，温度分布均匀，加热效率高，混合和塑化好，因此料筒温度可低些。塑化好，因此料筒温度可低些。 （2 2）柱塞式注射机）柱塞式注射机 仅靠料筒壁和分

49、流梭表面往内传热，料层厚，传热速率仅靠料筒壁和分流梭表面往内传热，料层厚，传热速率小，速率内外层受热不均，温差较大，塑化不均匀，故小，速率内外层受热不均，温差较大，塑化不均匀，故料筒温度应比螺杆式注射机约高料筒温度应比螺杆式注射机约高10102020。 实际生产中，应根据需要进行调整。实际生产中，应根据需要进行调整。 4.1 4.1 温度温度 3.3.制品和模具结构制品和模具结构薄壁制品，塑料流动阻力大，易冷却而失去流动能力，薄壁制品，塑料流动阻力大，易冷却而失去流动能力，为顺利充模，料筒温度应高些；为顺利充模，料筒温度应高些； 厚壁制品，料筒温度应低一些；厚壁制品，料筒温度应低一些； 形状复

50、杂带嵌件的制品，料筒温度也应高一些。形状复杂带嵌件的制品，料筒温度也应高一些。 4.4.料筒的温度分布料筒的温度分布 一般是从料斗一侧（后端）起至喷嘴（前端）止，一般是从料斗一侧（后端）起至喷嘴（前端）止，逐步升高，使塑料温度平稳上升，达到均匀塑化的逐步升高，使塑料温度平稳上升，达到均匀塑化的目的。目的。4.1 4.1 温度温度 6.4.1 6.4.1 温度温度 但原料湿含量偏高时，可适当提高后端温度。但原料湿含量偏高时，可适当提高后端温度。 螺杆式注射机有助于塑化，前段温度不妨略低于中螺杆式注射机有助于塑化，前段温度不妨略低于中段，以防止过热分解。段，以防止过热分解。二、喷嘴温度二、喷嘴温度

51、 喷嘴温度通常略低于料筒最高温度喷嘴温度通常略低于料筒最高温度 ，以防止塑料熔，以防止塑料熔体的流涎现象。可从注射时产生的摩擦热得到补偿。体的流涎现象。可从注射时产生的摩擦热得到补偿。但不能过低，以防止熔料早凝，堵死喷嘴，影响制品但不能过低，以防止熔料早凝，堵死喷嘴，影响制品性能。性能。但温度过高，将引起分解，某些物理机械性能下降。但温度过高，将引起分解，某些物理机械性能下降。 4.1 4.1 温度温度 二、模具温度二、模具温度 模具温度影响塑料熔体充模时的流动行为，并影响模具温度影响塑料熔体充模时的流动行为，并影响制品的性能。制品的性能。 模具温度取决于塑料的结晶性、制品的尺寸与结构、模具温

52、度取决于塑料的结晶性、制品的尺寸与结构、性能的要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速性能的要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等）。度及注射压力、模塑周期等）。 模具温度由冷却介质来控制。模具温度由冷却介质来控制。 根据熔体温度根据熔体温度t tm m与冷却介质与冷却介质t tc c的温度差的温度差 t t将冷却速度将冷却速度分为缓冷、骤冷和中速冷却。分为缓冷、骤冷和中速冷却。 1.1.模具温度的影响模具温度的影响 4.1 4.1 温度温度 t tc cTgTgTg很多为缓冷。很多为缓冷。1.1.塑料流动性；塑料流动性；2.2.充模压力；充模压力；3.3.注射机生产

53、率；注射机生产率；4.4.制品内应力；制品内应力；5.5.制品光洁度；制品光洁度；6.6.制品冷却时间；制品冷却时间；7.7.制品密度或结晶度；制品密度或结晶度；8.8.模塑收缩率；模塑收缩率；9.9.制品挠曲度。制品挠曲度。通常模温提高，制品的绝大多数力学强度有所增加，但伸通常模温提高，制品的绝大多数力学强度有所增加，但伸长率和冲击强度则下降。长率和冲击强度则下降。 4.1 4.1 温度温度 2.2.模具温度的确定模具温度的确定 （1 1）模具温度通常低于）模具温度通常低于TgTg或不易引起制件变形的温或不易引起制件变形的温度，脱模温度稍高于模温。度，脱模温度稍高于模温。 （2 2）粘度大（

54、如聚碳酸酯、聚砜）宜选择高模温。）粘度大（如聚碳酸酯、聚砜）宜选择高模温。 粘度小（如粘度小（如PEPE、PAPA）宜选择低模温。）宜选择低模温。（3 3）考虑对分子取向、结晶、制品内应力和各种物理）考虑对分子取向、结晶、制品内应力和各种物理机械性能的影响。机械性能的影响。 模温低，取向作用大，内应力高，不利于结晶；模温低，取向作用大，内应力高，不利于结晶； 模温高，利于结晶。模温高，利于结晶。 4.2 4.2 压力压力 压力是塑料充满模腔和成型的重要因素。压力是塑料充满模腔和成型的重要因素。压力的作用：压力的作用： 1.1.推动料筒中塑料向前端移动，同时使塑料混合和塑推动料筒中塑料向前端移动，同时使塑料混合和塑化，柱塞（或螺杆）必须提供克服固体塑料粒子和熔化，柱塞（或螺杆）必须提供克服固体塑料粒子和熔体在料筒和喷嘴中流动所引起的阻力。体在料筒和喷嘴中流动所引起的阻力。2.2.充模阶段注射压力应克服浇注系统和型腔对塑料的流充模阶段注射压力应克服浇注系统和型腔对塑料的流动阻力，并使塑料获得足够的充模速度及流动长度，使动阻力，并使塑料获得足够的充模速度及流动长度，使塑料冷却前能充满型腔