注塑成型原理及注塑成型机简介2016

1、注塑成型机的定义注塑成型机的定义注塑机定义：注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。注塑机组成通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成.工作原理： 注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却

2、启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环.注塑成型机分类 1.按塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机 2.按注射单元与合模单元配置形式分为立式注塑机、卧式注塑机、角式 注塑机以及转盘式注塑机，请参照下表： 注塑成型机组成注：依卧式注塑机为参考介绍注塑成型机一般由五大系统组成： 射出系统(injection system)、 模具系统(mold system)、 液压系统(hydraulic system)、 控制系统(control system)、 锁模系统(clamping system)注塑成型机组成简图注：依卧式注塑机为参考介绍注塑成型机具体组成部分注塑机注塑机注 射 部 件注

3、射 部 件装置装置塑化部件塑化部件螺杆螺杆料筒料筒螺杆头螺杆头喷嘴喷嘴注射座注射座注射油缸注射油缸座移油缸座移油缸液压马达液压马达合模部件合模部件合模装置合模装置调模装置调模装置顶出装置顶出装置机身机身液压系统液压系统泵、液压马达、阀泵、液压马达、阀蓄能器蓄能器 冷却器冷却器 管路等油路控制管路等油路控制加热系统加热系统冷却系统冷却系统控制系统控制系统动作程控动作程控料筒温度控制料筒温度控制液压泵电机控制液压泵电机控制故障检测报警控制故障检测报警控制安全保护安全保护加料装置加料装置注射系统注射系统( (injection system)injection system)：注射系统组成：料斗(h

4、opper)、螺杆（screw）、料筒(barrel)、电热丝绕组、喷 嘴(nozzle) 工作过程介绍：经过烘干的塑胶颗粒由料斗进入料筒，通过螺杆的回转，将塑胶颗粒混炼压缩，向前推进。在推进的过程中，塑胶颗粒在螺杆的剪切和电热丝的加热作用下，变成熔融的液体到达料筒前端蓄料区。在注射动作就绪后，螺杆向前直线运动，通过喷嘴将熔融的塑胶注入模腔，注塑成需要的成型件。螺杆介绍（螺杆介绍（ScrewScrew）作用：对塑胶颗粒进行混炼，切断，压缩，输送，熔化常用螺杆通常分为三个工作区域：进料区、压缩区、计量区进料区：完成颗粒的混炼、切断、输送压缩区：塑胶被压缩，在螺杆的剪切和电热丝的加热下溶解计量区：

5、塑胶继续熔融，在螺杆的旋转下将完全熔融的塑胶输送入注射区域 浇道衬套（sprue bushing）螺杆式塑化部件一般具有如下特点： 螺杆具有塑化和注射两种功能； 螺杆在塑化时，仅作预塑用； 塑料在塑化过程中，所经过的热历程要比挤出长； 螺杆在塑化和注射时，均要发生轴向位移，同时螺杆又处于时转时停的间歇式工作状态，因此形成了螺杆塑化过程的非稳定性.主射嘴（主射嘴（Nozzle)Nozzle)：连接注塑装置和模具的重要组件，主要作用： 1.预塑时，建立背压，排出气体，防止流涎，提高塑化能力和计量精度； 2.注塑时，建立压力传递，使螺杆压力快速传递至模腔中； 3.还有调温，保温和断料的功能； 4.保

6、压时，向模腔补料，冷却时防止回流的作用。最常用直通式最常用直通式直通式自锁式液控式导柱：动板活动的导向定板：固定母模，连接喷嘴与母模动板：固定动模，连接锁模机构及顶出机构模具：成型部分，常见的两种结构，如下：两板模三板模模具系统模具系统( (mold system)mold system)组成：组成：液液压系统压系统( (hydraulic system)hydraulic system)注塑机液压系统简单的说就是由泵，电机和各种控制阀组成。具体可以分为三大系统：泵组系统，主油路系统，分油路系统：泵组系统由电机，泵组、滤油器组成，是建立压力和流率的液压动力源；主油路系统主要由压力阀和流量阀组成

7、，是系统压力和流量的调节系统；分油路系统主要由换向阀、行程阀组成，是对执行机构完成控制指令的系统。分油路系统主要进行六大动力控制：1.模具的开启与关闭；2.调模动作控制；3.顶出动作控制；4.螺杆旋转计量动作控制；5.射出动作控制；6.注射单元动作控制顺便介绍一下：全电气式成型机的动力提供：所有的动力由AC伺服马达提供。其优点主要是设计简单，成本低廉，控制精度较高：对于速度的最小控制单位为0.1mm/s， 位置控制最小单位为0.01mm/s。动力主要由六个伺服马达提供： 1.锁模马达 2.调模马达 3.顶出马达 4.射出马达 5.计量马达 6.射出单元移动马达控控制系统制系统( (contro

8、l system)control system)控制系统是注塑机的“神经中枢”系统，控制各种程序动作，实现对时间、位置、压力、速度和转速等的控制与调节，由各种继电器组件、电子组件、检测组件及自动作仪表所组成。控制系统与液压系统相结合，对注射机的工艺程序进行精确而稳定的控制与调节。 控制系统的质量将直接影响产品的成型质量，例如对合模速度、低压模保、及模具锁紧力的控制，将影响产品的成型周期、可靠的低压模具保护、准确的开模定位等。另一个需要精确控制的是影响注射工艺条件的注射速度、保压压力、螺杆转速及料筒的温度等.锁模部件是注塑机的重要部件之一，其功能是实现启闭运动，使模具闭合产生系统弹性变形达到锁模

9、力，将模具锁紧。对合模部件的要求：动模板的启闭模运动要高速、平稳、静音；合模机构必须达到额定锁模力要求，可靠地锁紧模具；合模部件有足够的装模空间和模板行程；动模板运动要可靠安全，保护人身与模具安全，设置双重保险；合模部件及其模具有足够的强度和刚性。合模部件由合模架、合模机构、调模装置、保护装置、顶出装置等组成。合模机构有液压式、机械式和机械合模机构有液压式、机械式和机械-液压复合式液压复合式锁锁模系统模系统( (clamping system)clamping system)锁模系统主要完成：模具的打开和关闭，顶出组件的动作和装模间距的调整等。锁模系统主要有四大机构组成： 合模机构：完成模具的

10、打开和关闭动作，提供足够的锁模力 调模装置：根据模具的厚度来调整动、定模之间的距离 顶出装置：完成注塑件的顶出动作安全保护装置：保护模具以及人身安全（1）液压曲肘连杆式属机械-液压复合式，其结构特点是液压缸通过曲柄连杆机构驱动模板实现启闭模运动，充分利用了曲柄连杆机构的行程、速度、力的放大特性和自锁特性，达到快速、高效和节能的效果。常用的液压曲肘连杆式形式有：双曲肘内翻式、双曲肘外翻式、撑肘式、单曲肘摆缸式和单曲肘挂缸式。杆未伸直的程度是通过调模装置与合模油缸相配合，按工艺所要求的锁模力来调整的。如图：双曲肘内翻式结构原理示意1-合模油缸；2-调模装置；3-后模板；4-拉杆；5-曲肘连杆；6-

11、动模板；7-定模板；8-顶出油缸； （2）直压式合模此种结构的特点是其开关模动作及锁模动作都是通过油缸直接作用完成的。移模速度和合模力的大小分别由活塞杆的移动速度和活塞产生的最大轴向力确定。如图如图 直压式合模装置示意图直压式合模装置示意图1-上模板；上模板；2-拉杆；拉杆；3-下模板；下模板；4-锁模油缸锁模油缸；5-移模油缸；移模油缸；6-电子尺；电子尺；7-底板底板 直压式与肘杆式的比较 直压式合模力F = P油缸S油缸，故调节合模力较容易，但压力确定后，如PMAX=140Kg/cm2，故不允许超载。而肘杆式注塑机是通过连杆机构的力扩大以后产生的，故通常情况下可以超载10%以上。 由于结

12、构关系，通常情况下直压式的容模量大于肘杆式，特别适用于深容器产品。 肘杆式刚性比直压机刚性好，因为高压锁模时，肘杆式是全部铸钢变形后 产生的，合模力当刚要超载时，因为液压油与铸钢的弹性模量差10倍左右，故同样要产生飞边情况下，肘杆式注塑机产生的飞边要小得多。 肘杆式注塑机由于合模力是通过力的放大作用产生的，且高压锁模后，在注射、保压过程中可卸压，而直压式在注射、保压过程中始终高压保持，且直压式合模油缸直径远大于肘杆式，故肘杆式较省电。 肘杆式合模机构都是通过连杆机构产生合模力，故要有高的模板平行度及长的寿命，其所要求的加工精度较高，且零件较多，成本较高。而直压式是通过合模大油缸产生合模力，帮其

13、密封存要求较高，随着时间的推移，较易磨损，产生泄漏后，合模力会下降。注塑机作业循环流程如下:闭模注射座前进注射保压冷却启模制品顶出退回塑化塑化退回固定塑化1.公母模闭合，注射阶段开始2.螺杆前进，开始注射3.注射完成，开始保压4.保压结束，浇口开始凝固，保压阶段结束，进入冷却阶段5.塑件开始凝固，同时螺杆计量开始6.计量结束，塑胶料已完全融化7.螺杆稍微后退，完成减压动作8.塑件冷却完毕，螺杆注射动作准备完成。冷却时间结束，进入开关模阶段9.动模后退，模具打开。10.顶杆前进，完成顶出动作11.取出塑件12.模具闭合，开关模阶段完成，进入下一个循环。注注塑成型周期各阶段所占时间比例：塑成型周期

14、各阶段所占时间比例：由左图可以看出：冷却时间和开模时间在整个成型周期内占有很大的比重，因此，如果要提高成型机的工作效率，就可以通过减少冷却时间，如降低模温，以缩短冷却时间（对有些产品不适用）；提高开关模的速度，以减少滞留的时间等方式来实现。注注塑成型各过程介绍：塑成型各过程介绍：充填充填-充填时间是指注塑机螺杆向前移动并推动塑料充满模腔所需要的时间，又称一次充填时间.保压保压-充填结束到开模前的这段时间，又称二次充填时间.-充填结束后以一定压力（可以是多段）维持螺杆直至浇口凝固需要的时间，成为保压/维持时间-弥补材料本身和由冷却引起的收缩.冷却时间冷却时间-保压结束后压力开始释放，至塑件固化到

15、足以顶出时所需的时间-冷却时间一般又称为固化时间（cure time）-在冷却的过程中，螺杆完成计量开关模时间开关模时间-整个过程包括公模后移，模具打开，成品顶出和取出，模具关闭等。-该过程又称为停滞时间.1 1. .注射动作的选择注射动作的选择： 通常注射动作有三种：手动，半自动和全自动。 手动操作：在一个生产周期中，每一个动作都是由操作者按动操作开关 而实现的 。通常在试机，装、调模时使用。 半自动操作：注塑机可以自动完成一个工作周期的动作，但每一个生产 周期完毕后操作者必须拉开安全门，取下工件，再关上安 全门，注塑机方可以继续下一个周期的生产。通常在试模 和一般量产中使用。 全自动操作：

16、注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个 工作周期 。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制 和调整。 需要借助机械手来取夹制品，剪切水口等。 通常适用于大批量生产，自动化程度高的注塑件生产。注塑机的成型过程介绍注塑机的成型过程介绍2.2.预塑动作的选择预塑动作的选择： 预塑（也称计量或储料）动作的发生是在保压动作结束，冷却时间开始后。 螺杆旋转，将塑胶颗粒剪切，熔融，并输送到螺杆的前部。螺杆在旋转过 程中，不断的将塑胶向前输送，同时螺杆受反向作用力向后退。为防止螺杆后退过快，螺杆会受到一个反向作用力作用，该力称之为背压。当螺杆后退到设定位置，螺杆停止旋转。然后螺杆向后退一段距离，该

17、动作称之为减压。减压动作完成之后，整个预塑动作结束。 背压的作用是：1、将料筒中的塑胶料压实 2、排出压缩料中的气体 3、使料筒中塑胶塑化充分，色粉混合均匀 4、提高塑胶的熔融温度。 减压的目的：降低喷嘴处的压力，防止“流涎”现象。 根据在预塑加料过程中注射单元的运动状况，预塑动作可以分为以下三种：前加料，后加料，固定加料前加料：是指在预塑加料时喷嘴顶着模具，预塑结束，注射单元后退，喷 嘴离开模具。前加料方式的目的：在预塑加料时喷嘴顶着模具， 防止喷嘴中料由于背压作用流出。预塑结束喷嘴脱离模具防止喷 嘴与模具的传热。后加料：保压动作完成后，注射单元后退，喷嘴与模具脱离，然后进行预 塑加料，预塑

18、完成，注射单元再前进。该加料方式适用于温度范 围变化较窄的塑料。由于喷嘴与模具接触的时间较短，从而避免 了喷嘴处热量的散失，避免了塑胶在喷嘴处凝固。固定加料：预塑加料前后，注射单元保持不动，喷嘴始终与模具接触。一 般的注塑成型均采用固定加料的方式，以减少注射单元移动的时 间，提高生产效率。3.3.注射压力、速度、温度的控制注射压力、速度、温度的控制： （1）压力控制：分为两个部分注射压力和保压压力两个部分，在成型过 程中的压力变化与时间的关系如下图所示： 12 注塑开始，塑胶料开始通过浇口进入模腔，压力逐渐上升23 塑胶料进入模腔并逐渐充满，压力上升较快34 塑胶料继续进入模腔充填产品的模端部分，压力急剧上升45 保压开始，压力开始逐渐降