塑料成型设备

1、材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦塑料成型设备n 塑料成型设备塑料成型设备: :能将高分子聚合物树脂加工成型为塑料能将高分子聚合物树脂加工成型为塑料 制品的设备制品的设备n注射成型法、挤出成型法、吹塑成型法注射成型法、挤出成型法、吹塑成型法n塑料注射成型机、塑料挤出成型机、塑料吹塑成型机塑料注射成型机、塑料挤出成型机、塑料吹塑成型机材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n4.1塑料注射成型机塑料注射成型机n4.1.1 概述概述塑料注射成型机是塑料成型加工的主要设备之一，简称塑料注射机，塑料注射成型机是塑料成型加工的主要设备之一，简称塑料注射机， 俗称注塑机。

2、俗称注塑机。 注射成型：将固态（玻璃态）的塑料原料经塑化装置塑化为熔融态（粘注射成型：将固态（玻璃态）的塑料原料经塑化装置塑化为熔融态（粘流态），在一定压力和速度下注射入密闭的模腔内，经保压冷却定型后，流态），在一定压力和速度下注射入密闭的模腔内，经保压冷却定型后，开模顶出而获得与模具型腔完全一致的塑料制品的一种成型方法。开模顶出而获得与模具型腔完全一致的塑料制品的一种成型方法。 塑料原料（玻璃态）塑料原料（玻璃态）塑化熔融（粘流态）塑化熔融（粘流态）注入密闭模腔注入密闭模腔 保压冷却定型保压冷却定型开模顶出开模顶出塑料制品塑料制品 注射机主要用于注射机主要用于热塑性塑料热塑性塑料注射成型，近

3、年来由于注射工艺和设备技术注射成型，近年来由于注射工艺和设备技术 的发展，已成功地用于的发展，已成功地用于部分热固性塑料部分热固性塑料的注射成型，并随着塑料材料等方面的注射成型，并随着塑料材料等方面的发展应用范围进一步扩大，出现了许多新的注射工艺和注射成型机。的发展应用范围进一步扩大，出现了许多新的注射工艺和注射成型机。材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦塑料注射成型的特点：塑料注射成型的特点： 能够一次成型出形状复杂、尺寸精确、表面质量很高的制品；能够一次成型出形状复杂、尺寸精确、表面质量很高的制品； 生产率高，适应性强；生产率高，适应性强； 工艺稳定，易于控制，便于实现自

4、动化等。工艺稳定，易于控制，便于实现自动化等。19561956年，德国的年，德国的E.E.齐格勒发明往复式注射机，使注射机结构基本定型。齐格勒发明往复式注射机，使注射机结构基本定型。2020世纪世纪7070年代以来，塑料机械广泛采用电气、液压等先进技术，并开年代以来，塑料机械广泛采用电气、液压等先进技术，并开始向大型、高速、精密、特殊用途、连续化和自动化，以及小型和超小始向大型、高速、精密、特殊用途、连续化和自动化，以及小型和超小型的方向发展。型的方向发展。目前，塑料注射成型机是塑料成型设备中增长最快，产量最多，应用目前，塑料注射成型机是塑料成型设备中增长最快，产量最多，应用最广的塑料成型设备

5、。最广的塑料成型设备。必要条件：必要条件：n塑料必须以熔融状态注入到模具模腔；塑料必须以熔融状态注入到模具模腔；n注入的塑料熔体必须具有足够的压力和流动速度以完全充满模具模腔。注入的塑料熔体必须具有足够的压力和流动速度以完全充满模具模腔。材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦4.1.2 塑料注射成型机的组成塑料注射成型机的组成往复螺杆式注射成型机组成往复螺杆式注射成型机组成1.合模装置合模装置 2.注射装置注射装置 3.液压传动系统液压传动系统 4.电气控制系统电气控制系统 塑料注射成型时，每一工作循环注射机应完成塑料注射成型时，每一工作循环注射机应完成塑料的塑化塑料的塑化、合

6、模注射合模注射、冷却成型冷却成型、顶出制品顶出制品等基本过程。等基本过程。 因此，注射机主要由注射装置、合模装置因此，注射机主要由注射装置、合模装置、液压传、液压传 动系统和电气控制系统等组成，如下图所示。动系统和电气控制系统等组成，如下图所示。材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦注射装置：注射装置： 主要作用：主要作用： 使塑料的使塑料的均匀地均匀地塑化熔融，并以塑化熔融，并以足够压力足够压力和和速度速度将将一定量一定量的熔的熔 料注射到模具型腔内。料注射到模具型腔内。 结构组成：结构组成： 塑化部件（机筒、螺杆、喷嘴）、加料部件（上料系统、料斗塑化部件（机筒、螺杆、喷嘴）

7、、加料部件（上料系统、料斗等）、计量装置、螺杆驱动装置、加热冷却装置、注射座移动装置等。等）、计量装置、螺杆驱动装置、加热冷却装置、注射座移动装置等。合模装置（锁模装置）：合模装置（锁模装置）： 主要作用：主要作用： 保证成型模具保证成型模具可靠的闭合可靠的闭合和实现和实现可靠的模具开、合动作可靠的模具开、合动作以及顶以及顶 出制件。出制件。 结构组成：结构组成： 模板、拉杆、合模机构、制品顶出装置、安全防护机构等模板、拉杆、合模机构、制品顶出装置、安全防护机构等; ;液压传动和电气控制系统：液压传动和电气控制系统： 主要作用：主要作用： 实现成型过程中所需能量的转换与传递，实现工作循环及工艺

8、条件实现成型过程中所需能量的转换与传递，实现工作循环及工艺条件 的设定与控制，保证注射机按预定工艺过程的要求（如压力、温度、的设定与控制，保证注射机按预定工艺过程的要求（如压力、温度、 速度和时间）和动作程序准确有效工作。速度和时间）和动作程序准确有效工作。 结构组成：结构组成： 液压部分液压部分液压泵、液压马达、方向控制阀、流量阀、压力控制阀液压泵、液压马达、方向控制阀、流量阀、压力控制阀 电气部分电气部分动力、动作程序和加热等控制部件动力、动作程序和加热等控制部件4.1.3 注射成型工艺过程注射成型工艺过程 塑料注射成型是利用塑料塑料注射成型是利用塑料的三种物理状态（玻璃态、高的三种物理状

9、态（玻璃态、高弹态和粘流态），在一定的工弹态和粘流态），在一定的工艺条件下，借助于注射机和模艺条件下，借助于注射机和模具，成型出所需要的制件。具，成型出所需要的制件。 注射机的种类虽然很多，注射机的种类虽然很多，所用的注射成型机的所用的注射成型机的动作程序动作程序、所用的所用的模具模具和和工艺参数工艺参数不尽相不尽相同，但其注射成型的同，但其注射成型的工艺过程工艺过程是基本相同的是基本相同的注射成型生产工艺过程1-模具 2-喷嘴 3-加热圈 4-料斗 5-螺杆传动装置 6-注射液压缸 7-行程开关 8-螺杆 9-料筒注射成型工艺周期过程注射成型工艺周期过程材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振

10、邦讲授人：程振邦n 合模与锁紧合模与锁紧 注射成型机的成型周期一般从模具开始闭合时算起。模具首先以注射成型机的成型周期一般从模具开始闭合时算起。模具首先以低压快速低压快速进行闭合，当动模与定模很接近时，合模的动力系统自动切进行闭合，当动模与定模很接近时，合模的动力系统自动切换成换成低压（即试合模压力）、低速低压（即试合模压力）、低速，在确认模内无异物存在时，再切，在确认模内无异物存在时，再切换成换成高压低速高压低速而将模具锁紧。而将模具锁紧。n 注射装置前移注射装置前移 在确认模具达到所要求的锁紧程度后，注射装置整体移动液压缸在确认模具达到所要求的锁紧程度后，注射装置整体移动液压缸工作，使注射

11、装置前移，保证喷嘴与模具主浇口套入口以一定的压力工作，使注射装置前移，保证喷嘴与模具主浇口套入口以一定的压力贴合，为注射阶段做好准备。贴合，为注射阶段做好准备。材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n注射与保压注射与保压 完成上述两个工作过程后，便可向注射液压缸接入压力油。于是完成上述两个工作过程后，便可向注射液压缸接入压力油。于是与液压缸活塞杆相接的螺杆，便以高压高速将头部的熔料注入模腔。与液压缸活塞杆相接的螺杆，便以高压高速将头部的熔料注入模腔。此时螺杆头部作用于熔料上的压力为此时螺杆头部作用于熔料上的压力为注射压力注射压力，又称一次压力。注入，又称一次压力。注入模腔的熔料

12、由于低温模具的冷却作用而产生收缩，为生产出质量致密模腔的熔料由于低温模具的冷却作用而产生收缩，为生产出质量致密的制件，对熔料还需保持一定的压力以进行补缩。此时，螺杆作用于的制件，对熔料还需保持一定的压力以进行补缩。此时，螺杆作用于熔料的压力称为熔料的压力称为保压压力保压压力，又称二次压力。保压时，螺杆因补缩会有，又称二次压力。保压时，螺杆因补缩会有少量的前移。少量的前移。n制件冷却与预塑化制件冷却与预塑化 当保压进行到模腔内熔料失去从浇口回流的可能性时（即浇口封当保压进行到模腔内熔料失去从浇口回流的可能性时（即浇口封闭），注射液压缸内的保压压力即可卸去（此时合模液压缸内的高压闭），注射液压缸内

13、的保压压力即可卸去（此时合模液压缸内的高压也可撤除），使制件在模内冷却定型。也可撤除），使制件在模内冷却定型。材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦 为了缩短成型周期，在制件冷却的同时螺杆传动装置工作，带动螺为了缩短成型周期，在制件冷却的同时螺杆传动装置工作，带动螺杆转动，使料斗内的塑料落入料筒经螺杆向前输送，在料筒加热系统杆转动，使料斗内的塑料落入料筒经螺杆向前输送，在料筒加热系统的外加热和螺杆的剪切、混炼作用下，使塑料逐渐依次熔融，由螺杆的外加热和螺杆的剪切、混炼作用下，使塑料逐渐依次熔融，由螺杆输送到料筒的前端，并产生一定的压力。这个压力是根据所加工的塑输送到料筒的前端，

14、并产生一定的压力。这个压力是根据所加工的塑料品种、调节注射机液压系统的背压阀和克服螺杆后退的运动阻力建料品种、调节注射机液压系统的背压阀和克服螺杆后退的运动阻力建立的，统称为立的，统称为预塑背压预塑背压，其目的是保证塑料的塑化质量。，其目的是保证塑料的塑化质量。 由于螺杆不停地转动，故熔料也不断地向料筒前端输送，螺杆端由于螺杆不停地转动，故熔料也不断地向料筒前端输送，螺杆端部产生的压力迫使螺杆连续向后移动，当后移一段距离，料筒端部的部产生的压力迫使螺杆连续向后移动，当后移一段距离，料筒端部的熔料足以满足下次注射量时，压下行程开关熔料足以满足下次注射量时，压下行程开关7 7，螺杆停止转动和后移，

15、螺杆停止转动和后移，这就是常说的这就是常说的计量计量。 PS:PS:由于制件冷却和预塑同时进行，故一般情况下，要求螺杆预塑由于制件冷却和预塑同时进行，故一般情况下，要求螺杆预塑时间要少于制件冷却时间，以免影响成型周期。时间要少于制件冷却时间，以免影响成型周期。材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n注射装置后退注射装置后退 注射装置是否后退可根据所加工塑料的工艺而定。有的在预塑化注射装置是否后退可根据所加工塑料的工艺而定。有的在预塑化后退回，有的在预塑化前退回，有的注射装置根本不退回。注射装置后退回，有的在预塑化前退回，有的注射装置根本不退回。注射装置退回的目的主要是退回的目的

16、主要是避免使喷嘴与冷模长时间接触使喷嘴内料温过低避免使喷嘴与冷模长时间接触使喷嘴内料温过低，影响下次注射和制件质量。另一方面，有时为了便于影响下次注射和制件质量。另一方面，有时为了便于清料清料，常使注射，常使注射装置退回。装置退回。n开模与顶出制件开模与顶出制件 模具内的制件冷却定型后，合模机构就开启模具。在注射机的模具内的制件冷却定型后，合模机构就开启模具。在注射机的顶顶出系统和模具的推出机构出系统和模具的推出机构的联合作用下，将制件自动推出，为下次成的联合作用下，将制件自动推出，为下次成型做好准备。型做好准备。材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦4.1.4 注射成型机的分

17、类注射成型机的分类注射成型机分类注射成型机分类注射装置排列方式塑化方式加工能力、机器用途合模装置的不同材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n卧式注射成型机卧式注射成型机 卧式注射机其注射装置的螺杆卧式注射机其注射装置的螺杆轴线和合模装置的运动轴线呈一轴线和合模装置的运动轴线呈一水水平直线排列平直线排列。 其其特点特点为：为：机身低机身低，厂房高度，厂房高度要求低，便于操作和维修；机器因要求低，便于操作和维修；机器因重心较低重心较低，安装稳定性好；制品顶，安装稳定性好；制品顶出后可以利用自重自动落下，容易出后可以利用自重自动落下，容易实现全自动操作；实现全自动操作； 但设备但设

18、备占地面积大占地面积大。因其优点卧。因其优点卧式注射机应用广泛，对大、中、小式注射机应用广泛，对大、中、小型都适用，是目前国内外注射机的型都适用，是目前国内外注射机的最基本形式。最基本形式。一、按注射机排列方式分类一、按注射机排列方式分类材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦 立式注射机的注射装置轴线立式注射机的注射装置轴线与合模装置的模板运动轴线呈与合模装置的模板运动轴线呈垂直排列垂直排列。 其其特点特点是是占地面积小占地面积小; ;模具模具拆装方便拆装方便；成型制品的；成型制品的嵌件易嵌件易于安放于安放。但制品顶出后。但制品顶出后常需用常需用人工取出，不易实现自动化人工取出

19、，不易实现自动化，另外另外因机身较高，设备的稳定因机身较高，设备的稳定性较差性较差，加料及维修不便加料及维修不便。 因此该结构主要用于注射因此该结构主要用于注射量在量在60cm60cm3 3以下以下的小型注射机上。的小型注射机上。n立式注射成型机立式注射成型机材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦 角式注射机其注射装置轴线和合模角式注射机其注射装置轴线和合模装置运动轴线相互垂直（装置运动轴线相互垂直（L L形）形） 其其优缺点优缺点介于立、卧两种注射机结介于立、卧两种注射机结构之间，在大、中、小型注射机中均构之间，在大、中、小型注射机中均有应用。因其注料口在模具分型面的有应用。

20、因其注料口在模具分型面的侧面，因此特别适合于侧面，因此特别适合于成型中心不允成型中心不允许留有浇口痕迹、外形尺寸较大的制许留有浇口痕迹、外形尺寸较大的制品。品。因为使用卧式或立式注射成型机因为使用卧式或立式注射成型机成型制件时，模具必须设计成多型腔成型制件时，模具必须设计成多型腔或偏至一边的型腔，这经常受到机器或偏至一边的型腔，这经常受到机器模板尺寸的限制；使用角式注射成型模板尺寸的限制；使用角式注射成型机成型这类制件时，由于熔料是沿着机成型这类制件时，由于熔料是沿着模具的分型面进入模腔，因此不存在模具的分型面进入模腔，因此不存在上述问题。上述问题。 n角式注射成型机角式注射成型机材料成型设备

21、材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦 多模注射机是一种多工位操作的特殊注射机。它的注射装置和合模多模注射机是一种多工位操作的特殊注射机。它的注射装置和合模装置的结构形式与前几种注射机相似，但合模装置有多个，按多种形式装置的结构形式与前几种注射机相似，但合模装置有多个，按多种形式排列。排列。n多工位注射成型机多工位注射成型机材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦 多模转盘式为多个合模装置围绕同一回转轴均匀排列，工作时，一多模转盘式为多个合模装置围绕同一回转轴均匀排列，工作时，一副模具与注射装置的喷嘴接触，注射保压后随转台的转动离开，在另一副模具与注射装置的喷嘴接触，注射保压

22、后随转台的转动离开，在另一工位上冷却定型（同时，另一副模具转入注射工位），然后再转过一个工位上冷却定型（同时，另一副模具转入注射工位），然后再转过一个工位进行开模取出制品。其他工位可进行安放嵌件、喷脱模剂、合模等工位进行开模取出制品。其他工位可进行安放嵌件、喷脱模剂、合模等工序。工序。 该结构注射机的优点是充分发挥了注射装置的塑化能力，提高生产该结构注射机的优点是充分发挥了注射装置的塑化能力，提高生产效率，故特别适合于效率，故特别适合于冷却时间长冷却时间长或或辅助时间多辅助时间多的制品的大批量生产，如的制品的大批量生产，如旅游鞋生产、注射中空吹塑制品成型等。旅游鞋生产、注射中空吹塑制品成型等。

23、 其缺点是合模系统复杂而庞大，锁模力有限。其缺点是合模系统复杂而庞大，锁模力有限。 材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦 注射机的加工能力主要用注射量和合模力参数表示，国际注射机的加工能力主要用注射量和合模力参数表示，国际上通用的表示方法是用注射量和合模力同时表示。按其加工能上通用的表示方法是用注射量和合模力同时表示。按其加工能力可分为超小型、小型、中型、大型、超大型力可分为超小型、小型、中型、大型、超大型( (巨型巨型) )注射机。注射机。二、按注射机加工能力分类二、按注射机加工能力分类类别合模力/kN注射量/cm3超小型小型中型大型巨型200400400300030006

24、00080002000020000306050050020002000注射机的加工能力注射机的加工能力材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦三、按注射机的用途分类三、按注射机的用途分类主要有：主要有： 热塑性塑料通用型热塑性塑料通用型 热固性塑料型热固性塑料型 发泡型注射机发泡型注射机 高速型注射机高速型注射机 多色注射机多色注射机 精密塑料注射机精密塑料注射机 反应注射机反应注射机 鞋用注射成型机鞋用注射成型机 注射成型应用的范围很广，为满足各种注射工艺和提高设备效能，注射成型应用的范围很广，为满足各种注射工艺和提高设备效能，而将注射机设计成各种类型。而将注射机设计成各种类型

25、。四、按塑化方式四、按塑化方式（注射装置）（注射装置）分类分类主要有：主要有： 柱塞式注射成型机柱塞式注射成型机 螺杆柱塞式注射成型机螺杆柱塞式注射成型机 往复螺杆式注射成型机往复螺杆式注射成型机 n柱塞式注射成型机柱塞式注射成型机1喷嘴； 2 分流梭；3 加热圈； 4 料筒； 5 加料装置；6 料斗； 7 计量室；8 注射柱塞； 9 传动臂； 10 注射活塞； 11 注射座移动油缸柱塞式注射装置示意图柱塞式注射装置示意图结构组成结构组成工作原理工作原理柱塞式注射装置工作原理柱塞式注射装置工作原理 如下图所示注射柱塞处于退回的位置，此时料斗如下图所示注射柱塞处于退回的位置，此时料斗5 5中的粒

26、料落入与注射液压中的粒料落入与注射液压缸活塞杆相连接的计量装置缸活塞杆相连接的计量装置4 4的计量室中。当注射液压缸推动注射柱塞的计量室中。当注射液压缸推动注射柱塞7 7前移时前移时，计量装置随之前移，从而使计量室中一定量的粒料落入加料室。当注射柱塞，计量装置随之前移，从而使计量室中一定量的粒料落入加料室。当注射柱塞退回时，料斗中粒料又一次落入计量室，同时加料室中的粒料经料筒加料口进退回时，料斗中粒料又一次落入计量室，同时加料室中的粒料经料筒加料口进入料筒加料区。注射柱塞再一次前移时，柱塞将料筒加料区中的粒料向前推移入料筒加料区。注射柱塞再一次前移时，柱塞将料筒加料区中的粒料向前推移的同时，计

27、量室的粒料又落入加料室。的同时，计量室的粒料又落入加料室。 如此反复循环动作，粒料在料筒中不断前移。料筒外部加热器如此反复循环动作，粒料在料筒中不断前移。料筒外部加热器2 2的热量传的热量传递给料筒内的塑料，使其逐渐熔融塑化为粘流态的塑料。在柱塞推动下塑料递给料筒内的塑料，使其逐渐熔融塑化为粘流态的塑料。在柱塞推动下塑料经过分流梭经过分流梭3 3与料筒间的窄缝，再经喷嘴与料筒间的窄缝，再经喷嘴1 1注射到模腔中。注射到模腔中。 设置分流梭的目的是增加塑料的传热面积，迫使料流分散成薄层，加强设置分流梭的目的是增加塑料的传热面积，迫使料流分散成薄层，加强传热效果，借以提高塑化能力和塑化均匀性。传热

28、效果，借以提高塑化能力和塑化均匀性。柱塞式注射装置的特点柱塞式注射装置的特点 塑化不均匀，提高料筒的塑化能力受到限制塑化不均匀，提高料筒的塑化能力受到限制 由于料筒内塑料加热熔融塑化的热量来自于料筒的外部加热，且塑由于料筒内塑料加热熔融塑化的热量来自于料筒的外部加热，且塑料导热性差，塑料在料筒内的运动呈料导热性差，塑料在料筒内的运动呈“层流层流”状态，造成靠近料筒外壁状态，造成靠近料筒外壁的塑料温度高，塑化快；而料筒中心的塑料温度低，塑化慢。料筒直径的塑料温度高，塑化快；而料筒中心的塑料温度低，塑化慢。料筒直径越大，温差越大，塑化越不均匀，甚至出现内层塑料尚未塑化好，而表越大，温差越大，塑化越

29、不均匀，甚至出现内层塑料尚未塑化好，而表层塑料已过热分解变质的状况。对于热敏性塑料则更难于加工成型。层塑料已过热分解变质的状况。对于热敏性塑料则更难于加工成型。 注射压力损失大注射压力损失大 因注射压力不能直接作用于熔料，需经未塑化的塑料传递，熔融塑因注射压力不能直接作用于熔料，需经未塑化的塑料传递，熔融塑料通过分流梭与料筒内壁的狭缝进入喷嘴，最后注人模腔，造成很大压料通过分流梭与料筒内壁的狭缝进入喷嘴，最后注人模腔，造成很大压力损失。据实测，采用分流梭的柱塞式注射机，模腔压力仅为注射压力力损失。据实测，采用分流梭的柱塞式注射机，模腔压力仅为注射压力的的25%25%50%50%，因此需要提高注

30、射压力。，因此需要提高注射压力。 不易提供稳定的工艺条件不易提供稳定的工艺条件 柱塞在注射时，首先对加入料筒加料区的塑料进行预压缩，然后才柱塞在注射时，首先对加入料筒加料区的塑料进行预压缩，然后才将压力传递给塑化后的熔料，并将头部的熔料注入模腔。将压力传递给塑化后的熔料，并将头部的熔料注入模腔。 可见，即使柱塞等速移动，熔料的充模速度也是先慢后快，直接影可见，即使柱塞等速移动，熔料的充模速度也是先慢后快，直接影响到熔料在模内的流动状态。且每次加料量的不精确，对工艺条件的稳响到熔料在模内的流动状态。且每次加料量的不精确，对工艺条件的稳定和制品质量也会有影响。定和制品质量也会有影响。 此外，料筒的

31、清洗比较困难，但其结构简单，在注射量较小时，仍此外，料筒的清洗比较困难，但其结构简单，在注射量较小时，仍不失其应用价值。不失其应用价值。 因而，一般只用于注射量在因而，一般只用于注射量在60cm3以下的小型注射机。以下的小型注射机。1-预塑料筒 2-单向阀 3-注射料筒 4-注射柱塞螺杆柱塞式注射装置螺杆柱塞式注射装置n螺杆柱塞式（预塑式）注射装置螺杆柱塞式（预塑式）注射装置由螺杆预塑料筒和注射料筒组成，两个料筒的连接处有单向阀。由螺杆预塑料筒和注射料筒组成，两个料筒的连接处有单向阀。结构组成结构组成工作原理：工作原理： 粒料通过螺杆预塑料筒而塑化，熔料经过单向阀进入注射料筒。当注射粒料通过螺

32、杆预塑料筒而塑化，熔料经过单向阀进入注射料筒。当注射料筒中的熔料量达到预定量时，螺杆塑化停止，注射柱塞前进并将熔料注入模料筒中的熔料量达到预定量时，螺杆塑化停止，注射柱塞前进并将熔料注入模腔。预塑化料筒中的螺杆在转动过程中输送塑料，并对塑料产生剪切摩擦加热腔。预塑化料筒中的螺杆在转动过程中输送塑料，并对塑料产生剪切摩擦加热和搅拌混合作用。和搅拌混合作用。 PS:PS:这种注射装置的塑化速度较快且注射过程的压力和速度比较稳定。这种注射装置的塑化速度较快且注射过程的压力和速度比较稳定。这种形式多应用于高速精密和大型注射装置等方面。这种形式多应用于高速精密和大型注射装置等方面。 由于螺杆的转动，推动

33、塑料在螺杆螺槽内做螺旋运动，塑料在机筒内由于螺杆的转动，推动塑料在螺杆螺槽内做螺旋运动，塑料在机筒内形成复杂的运动形式，既有轴向移动，又有横向流动和回旋运动，复杂的形成复杂的运动形式，既有轴向移动，又有横向流动和回旋运动，复杂的运动形式促进了塑料熔体之间的混合效果，使得在径向方向上的塑料熔体运动形式促进了塑料熔体之间的混合效果，使得在径向方向上的塑料熔体温度达到高度均匀，温差极小。温度达到高度均匀，温差极小。1-料筒； 2-螺杆；3-料斗；4-螺杆传动装置；5-注射油缸；6-计量装置；7-注射座； 8-转轴；9-注射座移动油缸；10-加热圈；11-喷嘴往复螺杆式注射装置往复螺杆式注射装置n往复

34、螺杆式注射装置往复螺杆式注射装置结构组成结构组成 由喷嘴、塑化部件（料筒、螺杆）、料斗、螺杆传动装置、注射由喷嘴、塑化部件（料筒、螺杆）、料斗、螺杆传动装置、注射座、注座移动液压缸等组成。座、注座移动液压缸等组成。工作原理：工作原理： 工作原理见工作原理见“4.1.3注射成型工艺过程注射成型工艺过程” 对塑料起塑化作用的部件为螺杆和机筒，进入机筒中的塑料不仅受到机对塑料起塑化作用的部件为螺杆和机筒，进入机筒中的塑料不仅受到机筒的加热，而且还受螺杆转动时所提供的剪切热和摩擦热的作用而软化并熔筒的加热，而且还受螺杆转动时所提供的剪切热和摩擦热的作用而软化并熔融为熔体，注射过程由螺杆完成融为熔体，注

35、射过程由螺杆完成。往复螺杆式注射装置工作原理往复螺杆式注射装置工作原理n螺杆式与柱塞式注射装置比较有以下优点：螺杆式与柱塞式注射装置比较有以下优点：螺杆式注射装置塑化时不仅依靠外部加热器供热，而且螺杆的旋转运螺杆式注射装置塑化时不仅依靠外部加热器供热，而且螺杆的旋转运动不断地对塑料进行剪切摩擦，产生剪切摩擦热对塑料进行加热塑化动不断地对塑料进行剪切摩擦，产生剪切摩擦热对塑料进行加热塑化，可适当降低加热器的加热温度，可适当降低加热器的加热温度; ;塑料熔体温度均匀，温差极小塑料熔体温度均匀，温差极小; ;因此因此塑化效率和塑化质量上都优于柱塞式注射装置。塑化效率和塑化质量上都优于柱塞式注射装置。

36、 注射压力损失少。因注射时，螺杆头部的塑料是完全塑化的熔料，又注射压力损失少。因注射时，螺杆头部的塑料是完全塑化的熔料，又没有分流梭造成的阻力，因此在其他条件相似的情况下，螺杆式注射没有分流梭造成的阻力，因此在其他条件相似的情况下，螺杆式注射装置可采用较小的注射压力。装置可采用较小的注射压力。 螺杆还兼有对料筒壁的刮料作用，可减少塑料滞流而产生过热分解。螺杆还兼有对料筒壁的刮料作用，可减少塑料滞流而产生过热分解。 螺杆式对塑料可直接进行染色加工，且料筒清洗较方便。螺杆式对塑料可直接进行染色加工，且料筒清洗较方便。合模与锁紧注射装置前移注射与保压制件冷却与预塑化注射装置后退开模与顶出制件模具低压

37、快速闭合，再高压低速锁模。确认模具合紧后，注射装置前移，保证喷嘴与模具主流道入口以一定的压力贴合，为注射阶段做好准备。螺杆以高压高速将头部的熔料注入模腔，螺杆保持一定的压力于熔料上以进行补缩。制件冷却后，旋转的螺杆在熔料的反压力作用下后退。螺杆退至计量预定的位置时，压下限位开关，预塑停止。避免使喷嘴与冷模长时间接触产生喷嘴内料温过低，影响下次注射和制件质量，同时便于清料。模具内的制件冷却定型后，合模机构就开启模具。在注射机的顶出系统和模具的推出机构的联合作用下，将制件自动推出。注射成型工艺周期过程注射成型工艺周期过程式注射成型机式注射成型机式注射成型机立卧角柱塞式注射装置示意图柱塞式注射装置示

38、意图1-喷嘴； 2-分流梭；3-加热圈； 4-料筒； 5- 加料装置；6 -料斗； 7-计量室；8-注射柱塞； 9-传动臂； 10-注射活塞； 11-注射座移动油缸1-料筒； 2-螺杆；3-料斗；4-螺杆传动装置；5-注射油缸；6-计量装置；7-注射座； 8-转轴；9-注射座移动油缸；10-加热圈；11-喷嘴往复螺杆式注射装置示意图往复螺杆式注射装置示意图n对合模装置的基本要求对合模装置的基本要求 合模装置是保证模具实现可靠的闭紧和开合动作以及制品顶出动作的部合模装置是保证模具实现可靠的闭紧和开合动作以及制品顶出动作的部件。合模装置的性能关系到成型制品的质量和生产效率。它应能满足注射机件。合模

39、装置的性能关系到成型制品的质量和生产效率。它应能满足注射机规格要求对力、速度、模具安装与取件空间三方面的要求，具体如下：规格要求对力、速度、模具安装与取件空间三方面的要求，具体如下： 合模装置要有合模装置要有足够的合模力和系统刚性足够的合模力和系统刚性，保证注射成型时不出现因，保证注射成型时不出现因锁模力不足而溢料的现象。锁模力不足而溢料的现象。 模板要有模板要有足够的模具安装面积和启闭模具的行程足够的模具安装面积和启闭模具的行程，并有一定的调节，并有一定的调节量，以适应成型不同制品时模具尺寸的变化。量，以适应成型不同制品时模具尺寸的变化。 模板模板移动过程和速度应适合注射成型工艺移动过程和速

40、度应适合注射成型工艺的要求。即合模过程先快的要求。即合模过程先快后慢，开模时先慢中快后慢，以防止模具撞击；制品顶出应平稳；同时有利后慢，开模时先慢中快后慢，以防止模具撞击；制品顶出应平稳；同时有利于提高设备的生产率。于提高设备的生产率。 此外，合模装置还应有其他附属装置（如机械、电气安全保护装置，低此外，合模装置还应有其他附属装置（如机械、电气安全保护装置，低压试合模装置和检测装置等）。压试合模装置和检测装置等）。五、按五、按合模装置合模装置分类分类n机械式合模装置机械式合模装置 从机构的动作到合模力的产生和保持均是由机械传动装置来完成的。从机构的动作到合模力的产生和保持均是由机械传动装置来完

41、成的。这种装置又称为全机械式合模装置。这种装置又称为全机械式合模装置。 合模装置的形式按其合模装置的形式按其实现锁模力实现锁模力的方式不同，可分为的方式不同，可分为机械式机械式、液压式液压式和和液压液压- -机械（组合）式机械（组合）式三类。三类。缺点缺点：合模力和合模速度的调整比较复杂，惯性冲击和噪声大合模力和合模速度的调整比较复杂，惯性冲击和噪声大优点：优点：没有液压系统，可避免液压系统存在的问题如漏油等。没有液压系统，可避免液压系统存在的问题如漏油等。n液压式合模装置液压式合模装置 液压式合模装置是依靠液体的压力实现模具的启闭和锁紧作用的。合液压式合模装置是依靠液体的压力实现模具的启闭和

42、锁紧作用的。合模液压缸与动模板相连，压力直接作用在模具上。当液体压力解除后，锁模液压缸与动模板相连，压力直接作用在模具上。当液体压力解除后，锁模力随之消失。模力随之消失。 单缸直压式合模装置单缸直压式合模装置PDF242D4QV 锁模力闭模速度增压式合模装置增压式合模装置充液式合模装置充液式合模装置n液压液压-机械式合模装置机械式合模装置 液压液压-机械式合模装置是由液压系统和机械曲肘系统联合组成的装置。以机械式合模装置是由液压系统和机械曲肘系统联合组成的装置。以 液压为动力源，利用连杆机构、曲肘连杆机构，实现开、合（锁）模动作液压为动力源，利用连杆机构、曲肘连杆机构，实现开、合（锁）模动作，

43、锁模力由机械构件弹性变形产生。锁模力由机械构件弹性变形产生。 液压单曲肘合模装置液压单曲肘合模装置液压双曲肘式合模装置液压双曲肘式合模装置特点：特点： a.具有增力作用具有增力作用 b.具有自锁作用具有自锁作用 c.运动特性好运动特性好 d.模板间距、锁模力、合模速模板间距、锁模力、合模速 度的调节困难，必须设置专度的调节困难，必须设置专 门的调模机构门的调模机构 4.1.5注射成型机的技术参数注射成型机的技术参数 注塑机的规格性能通常用一些参数加以表示。其主要参数有注塑机的规格性能通常用一些参数加以表示。其主要参数有注射量注射量、注注射压力射压力、注射速率注射速率、塑化能力塑化能力、锁模力锁

44、模力、移模速度移模速度、合模装置的结构尺寸合模装置的结构尺寸、空循环时间空循环时间等。这些参数是模具设计和注射机选用时的依据。等。这些参数是模具设计和注射机选用时的依据。 注射量（公称注射量） 注射量是指注射机注射量是指注射机对空对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大行程最大行程时，所能达到的时，所能达到的最大注射量最大注射量。 以熔料的容积表示，单位为以熔料的容积表示，单位为cmcm3 3, ,与原料的密度无关与原料的密度无关以聚苯乙烯熔料的质量表示，单位为以聚苯乙烯熔料的质量表示，单位为g g，以便于比较，以便于比较 注射压力是指螺杆或柱塞施加于料筒中

45、熔料上单位面积的压力（压强注射压力是指螺杆或柱塞施加于料筒中熔料上单位面积的压力（压强）。它用来克服熔料从料筒流经喷嘴、浇道和充满模腔时的流动阻力，使）。它用来克服熔料从料筒流经喷嘴、浇道和充满模腔时的流动阻力，使制品具有一定的致密度。制品具有一定的致密度。 注射压力 注射压力的选择注射压力的选择很重要，它不仅是熔料充模的必要条件，同时也直接很重要，它不仅是熔料充模的必要条件，同时也直接影响到制品的成型质量。影响到制品的成型质量。 注射压力注射压力过高过高，制品可能产生飞边和脱模困难，影响制件的表面粗，制品可能产生飞边和脱模困难，影响制件的表面粗糙度，同时制品内应力大，脱模后易变形，甚至成为废

46、品；糙度，同时制品内应力大，脱模后易变形，甚至成为废品； 注射压力注射压力过低过低，则熔料不易充满模腔，甚至不能成型。，则熔料不易充满模腔，甚至不能成型。 注射压力的选择应综合考虑塑料的性能、制品的形状壁厚和精度要注射压力的选择应综合考虑塑料的性能、制品的形状壁厚和精度要求、浇注系统和模具结构等因素，通常凭经验进行粗选，再依据生产情况求、浇注系统和模具结构等因素，通常凭经验进行粗选，再依据生产情况进行调整修正。进行调整修正。 a.通常对流动性好的塑料、形状简单的厚壁制品，注射压力通常对流动性好的塑料、形状简单的厚壁制品，注射压力7080MPa; ; 加工的塑料粘度较低，制品形状一般，对精度有一

47、般要求时，注射压力加工的塑料粘度较低，制品形状一般，对精度有一般要求时，注射压力为为100120MPa； b.加工的塑料具有高、中等粘度，制品形状较为复杂，有一定的精度要求加工的塑料具有高、中等粘度，制品形状较为复杂，有一定的精度要求 时，注射压力为时，注射压力为140170MPa； c.加工的塑料具有较高的粘度，薄壁长流程，制品壁厚不均，精度要求严加工的塑料具有较高的粘度，薄壁长流程，制品壁厚不均，精度要求严 格时，注射压力在格时，注射压力在180220MPa范围内。范围内。 d.对于优质精密微型制品，注射压力可用到对于优质精密微型制品，注射压力可用到250360MPa 目前国产注射机压力一

48、般多为目前国产注射机压力一般多为105150MPaMPa。由于注射制件大量用于工。由于注射制件大量用于工程结构零件，并且这类制件结构复杂，形状多样，精度要求较高，所选材程结构零件，并且这类制件结构复杂，形状多样，精度要求较高，所选材料多为中、高粘度，所以注射压力有提高的趋势。料多为中、高粘度，所以注射压力有提高的趋势。 注射压力的理论计算公式为：注射压力的理论计算公式为： 0201pDDps 式中式中p1注射压力；注射压力； D0注射缸（活塞）内径；注射缸（活塞）内径； Ds注射螺杆直径；注射螺杆直径； p0注射缸的油压。注射缸的油压。 PS:此外，为满足不同塑料和各种结构制品的加工要求，一般

49、注射机都配此外，为满足不同塑料和各种结构制品的加工要求，一般注射机都配有不同直径的螺杆和料筒，这样不仅可以通过调节供油压力的办法，还可用有不同直径的螺杆和料筒，这样不仅可以通过调节供油压力的办法，还可用更换螺杆和料筒的办法来改变注射压力。更换螺杆和料筒的办法来改变注射压力。 为了将熔料及时充满模腔，得到密度均匀和高精度的制品，必须在为了将熔料及时充满模腔，得到密度均匀和高精度的制品，必须在短时间内把熔料快速充满模腔。短时间内把熔料快速充满模腔。用来表示熔料充模快慢特性的参数有注用来表示熔料充模快慢特性的参数有注射速率、注射速度和注射时间。射速率、注射速度和注射时间。 Tsv v：注射速度注射速

50、度(m/s)(m/s)，即螺杆或柱塞的移动速度；，即螺杆或柱塞的移动速度； s：注射行程注射行程(m)(m)，即螺杆或柱塞的移动距离；，即螺杆或柱塞的移动距离； T：注射时间注射时间(s)(s)，即完成一次注射所需要的时间。，即完成一次注射所需要的时间。TVqc Vc：公称注射量公称注射量(cm3)。 注射速度、注射速率与注射时间 注射速度与注射时间的关系：注射速度与注射时间的关系：注射速率注射速率q(cm3/s) ，即单位时间内注射出熔料的容积：，即单位时间内注射出熔料的容积： 注射速率的选定很重要，将直接影响到制件的质量和生产率。注射速率的选定很重要，将直接影响到制件的质量和生产率。 注射

51、速率低注射速率低，熔料充模慢，制件易形成冷接缝，密度不均、内应力，熔料充模慢，制件易形成冷接缝，密度不均、内应力大等缺陷。合理地提高注射速率可减少模腔内的熔料温差，容易充满复杂大等缺陷。合理地提高注射速率可减少模腔内的熔料温差，容易充满复杂模腔，可避免注射成型缺陷，获得精密制品。并且高速注射还可降低成型模腔，可避免注射成型缺陷，获得精密制品。并且高速注射还可降低成型温度，减少塑料过热分解和缩短成型周期，节约能耗。温度，减少塑料过热分解和缩短成型周期，节约能耗。 但过高注射速率但过高注射速率，熔料易形成喷射状态，对制品表面质量不利，熔，熔料易形成喷射状态，对制品表面质量不利，熔料流经浇口易出现摩

52、擦过热分解，模腔中的空气由于被急剧压缩而产生热料流经浇口易出现摩擦过热分解，模腔中的空气由于被急剧压缩而产生热量，易出现模具排气不良及在排气口上有可能出现制件烧伤等现象，影响量，易出现模具排气不良及在排气口上有可能出现制件烧伤等现象，影响制品质量。制品质量。 PS：一般来说，注射速率应根据工艺要求、塑料的性能、制件的形一般来说，注射速率应根据工艺要求、塑料的性能、制件的形状及壁厚、浇口设计以及模具的冷却情况来选定。状及壁厚、浇口设计以及模具的冷却情况来选定。 塑化能力 塑化能力又称塑化效率或塑化容量。它是指塑化能力又称塑化效率或塑化容量。它是指单位时间内注射装置所能单位时间内注射装置所能塑化的

53、塑料量塑化的塑料量，常用单位为，常用单位为kg/h。它受螺杆直径、螺杆长径比、螺杆转速。它受螺杆直径、螺杆长径比、螺杆转速等因素的影响，螺杆的塑化能力应该在规定的时间内，保证提供足够量的等因素的影响，螺杆的塑化能力应该在规定的时间内，保证提供足够量的塑化均匀的熔料。塑化能力、注射量、成型周期三者的关系为塑化均匀的熔料。塑化能力、注射量、成型周期三者的关系为 tG6 . 3Q Q：塑化能力塑化能力（kg/h); G：注射量（聚苯乙烯，注射量（聚苯乙烯，g)；t：成型周期成型周期（s)。 在生产中为保证塑料既能达到完全塑化状态，又能充满模腔，选定注射在生产中为保证塑料既能达到完全塑化状态，又能充满

54、模腔，选定注射能力和注射量均应比实际需要量大能力和注射量均应比实际需要量大20%左右。左右。 塑化能力应与注射机的整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的塑化能力应与注射机的整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间过长，则不能发挥塑化装置的能力；反之，则会加长成型周期。空循环时间过长，则不能发挥塑化装置的能力；反之，则会加长成型周期。 锁模力 锁模力是指锁模力是指注射机的合模装置对模具所能施加的最大夹紧力注射机的合模装置对模具所能施加的最大夹紧力。熔料。熔料是在高压下注射入模腔的，虽然在流经喷嘴、模具的浇道时有部分压力损是在高压下注射入模腔的，虽然在流经喷嘴、模具的浇道时有部分压

55、力损失，但仍具有相当大的压力，该压力通常称为失，但仍具有相当大的压力，该压力通常称为模腔压力模腔压力。 模腔压力是由模腔压力是由注射压力传递而来，其大小取决于注射压力以及熔料粘度、制品形状、制注射压力传递而来，其大小取决于注射压力以及熔料粘度、制品形状、制品浇道形式、注射机喷嘴结构等。品浇道形式、注射机喷嘴结构等。 模腔压力的影响因素较多，实际中主要按经验数据选取。模腔压力的影响因素较多，实际中主要按经验数据选取。 对于等壁厚均匀的日用容器类制品，易成型，模腔的平均压力可取对于等壁厚均匀的日用容器类制品，易成型，模腔的平均压力可取25MPa； 对于一般薄壁类制品，模腔的平均压力可取对于一般薄壁

56、类制品，模腔的平均压力可取30MPa； 对于高粘度树脂和有精度要求的制品，模腔平均压力可取对于高粘度树脂和有精度要求的制品，模腔平均压力可取35MPa； 对于高粘度树脂和高精度、充模难的制品，模腔平均压力可取对于高粘度树脂和高精度、充模难的制品，模腔平均压力可取40MPa。 当模腔压力和最大成型面积确定后，就可以计算锁模力。当模腔压力和最大成型面积确定后，就可以计算锁模力。 F=CPmA 式中，式中，F F是锁模力（是锁模力（N N）；）；P Pm m是模腔平均压力（是模腔平均压力（PaPa）; A; A是最大成型面积（是最大成型面积（m m2 2）; C; C是安全系数，一般取是安全系数，一

57、般取1.11.21.11.2。4-3210KVAA：最大成型面积最大成型面积(m2)；V:注射量注射量（cm3）； K:经验系数，约为经验系数，约为1215，注射量大取大值。，注射量大取大值。 模腔压力有顶开模具的趋势，为保证注射成型过程模具不致被顶开模腔压力有顶开模具的趋势，为保证注射成型过程模具不致被顶开产生溢料，必须有足够的锁模力。锁模力大小的选择主要取决于模腔压力产生溢料，必须有足够的锁模力。锁模力大小的选择主要取决于模腔压力和制品的最大成型面积。和制品的最大成型面积。最大成型面积最大成型面积是指制品在模具分型面上的最大投是指制品在模具分型面上的最大投影面积，经验计算公式：影面积，经验

58、计算公式： 合模速度和开模速度 模板移动速度是模板移动速度是反映设备工作效率的参数反映设备工作效率的参数，它直接影响成型周期，它直接影响成型周期的长短，原则上应尽可能提高移模速度。的长短，原则上应尽可能提高移模速度。 为使模具开模（包括顶出制品）、合模启动和终止阶段平稳，减为使模具开模（包括顶出制品）、合模启动和终止阶段平稳，减小惯性力的不良影响，要求模板慢速移动；而为了提高生产率，则要小惯性力的不良影响，要求模板慢速移动；而为了提高生产率，则要求空行程时模板快速移动。求空行程时模板快速移动。 因此，在一个成型周期中，要求模板的移动速度是变化的，即模因此，在一个成型周期中，要求模板的移动速度是

59、变化的，即模板合模过程从快到慢，开模顶出过程由慢到快再转慢。板合模过程从快到慢，开模顶出过程由慢到快再转慢。 PS:我国专业标准规定的移模速度为我国专业标准规定的移模速度为24m/min，国外机器一般为，国外机器一般为3035m/min，高速机为，高速机为4550m/min，最高的速度已接近，最高的速度已接近70m/min。慢。慢速移模速度一般要求在速移模速度一般要求在0.243 m/min范围内。范围内。 合模部分的基本尺寸 合模部分的尺寸与模具使用范围有关的有：模板尺寸、拉杆间距、合模部分的尺寸与模具使用范围有关的有：模板尺寸、拉杆间距、模板间最大开距、动模板行程、模具的最小厚度和最大厚度

60、等。模板间最大开距、动模板行程、模具的最小厚度和最大厚度等。 模板尺寸及拉杆间距模板尺寸及拉杆间距 模具是安装在模板上的，模板尺寸模具是安装在模板上的，模板尺寸 （HV）和拉杆间距和拉杆间距（H0V0)限制限制 了装模方向和模具尺寸（长宽）了装模方向和模具尺寸（长宽）。 模板间最大开距模板间最大开距 模板间最大开距是指模板间最大开距是指定模板与动模板之间能达到的最大距离定模板与动模板之间能达到的最大距离，该，该参数关系到设备所能加工制品的参数关系到设备所能加工制品的髙髙度大小。为使成型制品方便地取出度大小。为使成型制品方便地取出，模板间最大开距一般为制品最大高度的，模板间最大开距一般为制品最大