【橡胶工艺】-橡胶注射成型技术发展概况

、、、橡胶注射成型技术发展概况橡胶注射成型技术发展概况目 录摘 要 1ABSTRACT 2引 言 3橡胶注射成型技术发展概况 4橡胶注射成型简介 4橡胶注射成型发展历史 4技术移植阶段 5技术成熟阶段 5发展创新阶段 6几种常见的橡胶注射成型设备 7橡胶注射成型机种类及成型方法 7柱塞式注射成型机 7螺杆往复式注射成型机 8螺杆柱塞式注射成型机 9螺杆柱塞式注射机主要装置结构和性能特点 10预塑注射装置 10合模装置 11液压驱动及控制系统 12橡胶注射成型设备发展前景 15国内橡胶注射机技术状况 15成型工艺与设备革新的注射成型 16低压注射成型 16振动技术在注射成型中的应用 16共注射成型 17磁场定向注射成型 18叠层式注射成型 18橡胶注射成型设备的发展趋势 18结 论 20致 谢 21参考文献 22邢台职业技术学院毕业论文摘要邢台职业技术学院毕业论文摘要PAGEPAGE2摘 要橡胶注射成型硫化机简称橡胶注射机或注压机，为工业橡胶模制品中三大1.2万倍以上，强劲的市场需求为橡胶注射机的发展提供了契机。本文从橡胶注射成型技术发展概况出发，介绍了几种常见的橡胶注射成型机，并对橡胶注射成型设备发展应用前景进行了阐述。关键词:注射成型；注射机；橡胶制品Therubberinjectionmoldingcuringmachinereferredtoasrubberinjectionmoldingmachineorinjectionpressmoldingcuringpressoneofthreeintheindustrialrubber moldings. Mainly used in the production of auto parts, industrial parts,electricalinsulationparts,connectors,sockets,seals,cushioning,shockcovers,shoes,bottlestoppers,vacuumhose,jacket,valvepads,toysandfitnessequipment.Withthedevelopmentofautomobileindustry,thequalityoftheseals,electricalconnectors,shockabsorbers,such astheincreasinglyhigh demand,the demand forrubberinjectionproductsincreasedbymorethan1.2milliontimes,andstrongmarketdemandforthedevelopmentofrubberinjectionmoldingmachineanopportunity.Development of rubber injection molding technology, introduces severalcommonrubberinjectionmoldingandrubberinjectionmoldingequipmentprospectaredescribed.Keywords: Injectionmolding;Injectionmachine;RubberprouductsPAGEPAGE26邢台职业技术学院 毕业论文 引言引 言近几十年的发展中，橡胶注射成型机及注射成型工艺得到不断的完善和提错误！未找到引用源。邢台职业技术学院毕业论文邢台职业技术学院毕业论文1橡胶注射成型技术发展概况橡胶注射成型简介注射成型又称注射模型或注塑，就是通过塑化缸的加温和塑化螺杆的搅拌、30%以上，在国民经济的许多领域有着广泛的应用。]。30~50%的硫化时间。橡胶注射成型发展历史聚甲基丙烯酸甲酯）塑料工业的发展而兴起的，1932年才由德国布劳2040年代中期被提出，1948年.注射成型机的塑化装置开始使用螺杆;1959年，第一台螺杆式注射成型机问世，这是塑料工业的一大突破，推动了注射成型的广泛应用。70年代初，橡胶冷喂料注射开始在工业REPMAPLANWPSTEINLDESMA、日本RUTIL公司等。70XZL-200螺杆预塑一线式橡胶注射成型硫化机。注射成型机是橡胶成型设备中产量最多、增长最快、应用最广的机种，为注射制品的广泛应用打下了坚实的基础.而注射技术经历了移植、技术成熟、发展创新几个阶段。技术移植阶段1920年以前，早期的橡胶注射成型技术是从其它材料的加工方法（如铸造、热成型技术成熟阶段1920-1970（PC（PCM（PPO（PSU、聚酰亚胺P、环氧树脂（EP、不饱和聚酯（L）等一大批高性能塑料的出发展创新阶段1970年以后，随着科技的发展，控制技术、计算机技术的引入，促使橡胶制品的生产过程从机械化、自动化进一步向连续化、程序化和自适应控制的方向发展。此阶段的橡胶成型加工技术与前一时期相比，在可加工原材料的范围、制品的范围和制品质量等方面均有重林突破，不仅以往难以成型的热敏性、高熔体粘度的原料能方便地加工成制品，而且长纤维增强橡胶、片状和团状模橡胶也被用作高效成型技术的原材料。几种常见的橡胶注射成型设备橡胶注射成型机种类及成型方法橡胶注射成型机按排列方式分类可分为：立式注射机，卧式注射机，全电式注塑机；按塑化方式分类可分为：柱塞式注射成型机，螺杆往复式注射成型机，螺杆柱塞式注射成型机；按合模机构特征分类可分为：机械式注射成型机，液压式注射成型机，液压机械式注射成型机。3柱塞式注射成型机柱塞式注射成型机是最早的橡胶注射成型设备。如图1柱塞式注射成型机机身 电动机及液压泵 注射液压缸 加料调节装置 注射柱塞加料杆 料斗 料筒 分流梭 10-定模固定板（安装板） 模具 12-拉杆13-动模固定板 14-合模机构 15-合模液压缸 16-喷嘴 17-加热器 18-油箱图1柱塞式注射成型机螺杆往复式注射成型机2机身 电动机及液压泵 注射液压缸 4-齿轮箱 齿轮传动电动机 料斗螺杆加热器 料筒 10-喷嘴 定模固定板 12-模具 13-拉杆 14-动模固定板15-合模机构 16-合模液压缸 17-螺杆转动齿轮 18-螺杆花键 19-油箱图2螺杆往复式注射成型机螺杆柱塞式注射成型机这种机器的注射部分主要由螺杆塑化系统和柱塞注射系统组成。如图3螺杆—柱塞式注射成型机。喷嘴 机筒 加料装置 螺杆驱动装置 注射油缸注射柱塞 螺杆图3螺杆柱塞式注射成型机塑化系统与注射系统安装方式，有时可能会出现一些缺陷，因为最先注入注螺杆柱塞式注射机主要装置结构和性能特点本节结合自己的实习工作情况，主要以螺杆—柱塞式注射机为例讲述橡胶注射成型设备的主要装置结构和一些性能特点。预塑注射装置80-120MPa，60%-80%的实际注射压力。根据经验，保压压力80%左右时，所获的制品质量比较高。因此，对预塑注射装置的要求是：有较强的塑化能力、足够的注射压力、注射速度，以及能准确计量供料。近年来，随着现代高科技的快速发展，对橡胶制品质量提出了更高的要求。FIFO）的注射方式来实现，其结构如图2直接注射的“FIFO（先进先出）系统按照物料先进先出原理工作，因此确合模装置合模装置是注射机的主要部件之一，它对保证制品质量起着重要的作用。油缸的内径较小，能实现快速移模。与此同时，主油缸出现负压，辅油箱中的压一个比较完善的合模装置应能满足下列三项基本要求：足够而稳定的锁模力一定的开模行程和变换的动模板移动速度(3)一定的模板面积和模板间距2。邢台职业技术学院毕业论文邢台职业技术学院毕业论文型式直压式曲肘式两次动作式模板行程大，可按厚度要求而变小，与模厚无关，是个定值较大，可按模厚要求而变模板速度较慢快较快模具安装容易麻烦容易锁模力调节容易，能直接读数麻烦，不能直接读数较容易，能直接读数模板速度控制麻烦，调整点多能自动实现，调整点少介于两者之间模厚调节容易麻烦，需模厚调整装置较容易耐久性摩擦部件少，无需润滑摩擦部件多，需润滑装置摩擦部件少，无需润滑经济性消耗动力多消耗动力少消耗动力较少2各类合模装置的性能比2各类合模装置的性能比液压驱动及控制系统（电动机与齿减速轮箱；液压传动（油泵及其元件；混合传动（注射装置为液动、而合模装置用机械传动）三种。以下从注射机的液压驱动部分和电气控制系统部分进行介绍。1.液压驱动装置邢台职业技术学院毕业论文邢台职业技术学院毕业论文液压系统用于给机器提供动力，是注射机的“血液”循环系统，是为注射机的各种执行机构（工作油缸；维修技术要求高；噪音、油的污染。2.电气控制系统3.温度控制系统温控系统主要包括喂料区、螺杆筒、注射筒、冷流道、加热板等。以上各系/关”调节，比例微分调节，目前发展到精确的温度比例积分（PID）调节，PID4.润滑系统5.安全保护与监测系统注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成，实现电气——机械——液压的联锁保护。监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载，以及工艺和设备故障进行监测，发现异常情况进行指示或报警。橡胶注射成型设备发展前景国内橡胶注射机技术状况2005年中国橡胶注塑机生产量已上10与国外橡胶注射成型发展现状相比，国内橡胶注射技术目前还处于起步阶]从注射成型机本身来说，目前国内的市场容量大约在4.5亿元人民币左右，年增长率大约在30~40%。目前中国市场有大大小小二十几个橡胶注射机“品国内橡胶注射机技术较普遍的问题主要体现在几个方面：大多采用较低的21/22MPa300吨的机型，其实际只能提供2600KN20~30g工艺的研究和深层理解不够[6]。成型工艺与设备革新的注射成型低压注射成型适应多品种、小批量的生产需求[7]。振动技术在注射成型中的应用振动技术在注射成型中的应用，就是在熔体充模、保压阶段，通过机械、电振动技术在注射成型中的应用，就是在熔体充模、保压阶段，通过机械、电磁、声波、微波、气体等振动源在流道或模腔内部引入振动，使聚合物熔体受到周期性的压力和（或切和（或）周期性的压力作用致使熔体粘度降低，并产生取向，使分子链子的排列更有序，改变聚合物的微观形态，进而使制品的性能得到提高。注射成型中的加振方法有多点进料振动成型、推拉注射成型、螺杆加振技术等。切和（或）周期性的压力作用致使熔体粘度降低，并产生取向，使分子链子的排列更有序，改变聚合物的微观形态，进而使制品的性能得到提高。注射成型中的加振方法有多点进料振动成型、推拉注射成型、螺杆加振技术等。注射成型是一种应用十分广泛且比较成熟的聚合物加工方法,但是,常规的注射成型方法也存在某些不足,比如对易于分解的聚合物,其加工温度范围很窄,加工工艺条件难以控制;对于粘度很高的聚合物以及成型薄壁制件,注射时不易充满型腔;常规注射不能控制制品的凝聚态结构而难以获得高质量的制品。如将振动技术与常规的注射成型方法结合起来(可称为振动模塑),即在特定部位使用振动装置对高聚物及其熔体施加振动,则可克服或改善上述不足,而将注射成型技术的应用拓展到一个新境界。一般说来,振动模塑技术有以下特点:振动可降低高聚物熔体的粘度,改善高聚物熔体的流动性。这将有利于高粘度聚合物的加工和薄壁制件的成型。通过降低高聚物熔体的粘度可降低加工温度或压力,这将有利于易分解聚合物的加工,降低能耗。降低加工温度可减少冷却时间,加快成型周期。通过振动可控制橡胶制品的凝聚态结构,主要是控制高聚物的结晶和取]共注射成型（分层（分层）注射成型和多色单模的混色注射成型。其注塑机有两个或更多的注射装置，如注塑机有两个注射装置，公用一个交叉动作的喷嘴，先将橡胶ABABAB色注射。磁场定向注射成型Cr12MoV锈钢等材料。叠层式注射成型通常，注塑机与常规模具配合使用时，其本身的注射量和开模行程只使用了额定的20%~40%，没有充分发挥注塑机的性能。与常规模具相比，叠层式注射模具的锁模力只提高了5%~10%，但产量可以增加90%~95%，极大地提高了设备利用两个顶出系统，因而必须在动模、中间流道板和定模之间设置联锁机构]橡胶注射成型设备的发展趋势1.用途扩展1.用途扩展橡胶注射成型设备及其相关的工艺经过几十年的实践和研究已经比较成熟。设备简化通常的橡胶注射设备必须包括锁模机构及模具系统、塑化与轴向注射系统、容量提高4.效率强化4.效率强化CAE要求而更加完善、实用、方便[11]。结 论（热压成型机而远多于橡胶递压成型机（注模机），占据了总量1/4以上的份额。尽管橡胶注射机本身和其模具的价格费用比橡胶平板硫化机高，但由于注射机对大批量生产特别有利，生产效率和产品质量都大幅提高，材料损耗和热能消耗也相应降低，并由此最终导致总成本的下降，因而得到大型橡胶厂的青睐和普遍采用。近些年致 谢另外，我还要特别感谢同学对我的无私帮助，使我得以顺利完成论文。在此我也衷心的感谢他们。光阴似箭，日光如梭，在军需度过了难忘的三年！在三年的求学经历中，有耕耘，亦有收获，成绩离不开平日的辛勤积累，更得益于良师益友指点迷津。这段短暂时光的点点滴滴都将是我生命中的美好回忆。因而在今后的历程中，无论面对多大的困难，我也将怀抱着感激、怀抱着情谊、怀抱着责任、怀抱这期望和梦想，坚定、自信地走下去。最后，再次对关心、帮助我的老师表示衷心的感谢。参考文献[1] 叶春葆.橡胶的注射成型[J].世界橡胶工业，200，32（9：32-39[2] 张慧敏.橡胶成型技术[J].特种橡胶制品，2005，26（5）:33-36鲍治宇.[J].中国橡胶工业，2005，34（2）:17-19吴丽英.提高制品生产效率的一种途径—注射成型及后处理 [J].工艺设备,2006，23（2：39-41[5] 吴秀兰.国外橡胶机械最新发展[J].橡胶工业，2004,(2):17-19BoyerRF.OrderintheAmorphousStateofPolymers[M].New2008吕博源.推广橡胶成型技术的几点建议[C]吕博源.孙凯.成型方法对橡胶物理性能的影响[J].20095（8：22-29周晓林.橡胶成型机的应用及新进展[J].特种橡胶制品，2001,22(5):46-51吕博源.薛胜火.注射成型设备的研究进展[C].中国橡胶工业协会信息及技术交流论文集，2006，166-176QinCDXal.Vibrationdampingpropertiesofgradientpolyurethane/vinylesterresininterpenetratingpolymernetwork[J].MaterialsChemistryandPhysics，2006，97(2)：517-524.错误！未找到引用源。1、主要设备平板硫化机主要用于硫化平型胶带（如输送带、传动带，简称平带），它具有热板单位面积压力大，设备操作可靠和维修量少等优点。平板硫化机的主要功能是提供硫化所需的压力和温度。压力由液压系统通过液压缸产生，温度由加热介质（通常为蒸汽）所提供。平带平板硫化机按机架的结构形式主要可分为柱式平带平板硫化机和框式平带平板硫化机两类；按工作层数可有单层和双层之分：按液压系统工作介质则可有油压和水压之分。在橡胶工业中，柱式平带平板硫化机是使用较早的一种机型，我国过去使用的平带平板硫化机也多为柱式结构，但目前则多采用框式结构。框式平带平板硫化机与柱式平带平板硫化机相比，有以下优点：①在一定的中心距下，允许安装较大直径的液压缸，从而可减少液压缸数量，并且结构简单，维修量少；②上横梁受力合理，所需的断面模量远比住式的小，可以减轻重量；③制造安装简单，管路配置隐蔽，整机外形整齐美观。④在一定的中心距下，允许安装较大直径的液压缸，从而可减少液压缸数量，并且结构简单，维修量少，框式平带平板硫化机单个框板的侧向刚度比立柱差，但是由于框式平带平板硫化机的机架均为由多个框板组合而成，因此整机具有足够的侧向刚度。2、硫化原理生橡胶受热变软，遇冷变硬、发脆，不易成型，容易磨损，易溶于汽油等有机溶剂，分子内具有双键，易起加成反应，容易老化。为改善橡胶制品的性能，生产上要对生橡胶进行一系列加工过程，在一定条件下，使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能。这个过程称为橡胶硫化。一般将硫化过程分为四个阶段，诱导—预硫—正硫化—过硫。为实现这一反应，必须外加能量使之达到一定的硫化温度，然后让橡胶保温在该硫化温度范围内完成全部硫化反应。硫化指橡胶分子同硫化剂之间发生交联反应，也就是在一定的工艺条件下，胶料配方组分中的生胶与硫化配合剂发生化学反应，使橡胶由线型结构大分子交联成为立体网状结构大分子（network）的交联过程。胶料由塑性变成了弹性，从而获得了所需的产品形状和满足使用要求的各种性能。硫化后，橡胶大分子交联成空间网状结构，使大分子运动受到一定限制，在外力作用下，不容易发生较大的位移，因而硫化后橡胶的抗拉强度、定伸强度和弹性提高，而延伸率减少，并失去可溶性，只能有限地溶胀。硫化过程实质上是一个交联过程，由于最初使用的交联剂都是硫黄，所以取名为硫化，并习惯把经过交联的橡胶称为硫化胶。几乎所有的橡胶制品都要经过交联才具有使用性能，所以大部份的橡胶制成品都是硫化胶。3、硫化过程胶料在硫化时，其性能随硫化时间变化而变化的曲线，称为硫化曲线。从硫化时间影响胶料定伸强度的过程来看，可以将整个硫化时间分为四个阶段：硫化起步阶段、欠硫阶段、正硫阶段和过硫阶段。硫化起步阶段（又称焦烧期或硫化诱导期）硫化起步的意思是指硫化时间胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动那一点的时间。硫起步阶段即此点以前的硫化时间。在这一阶段内，交联尚未开始，胶料在模型内有良好的流动性。胶料硫化起步的快慢，直接影响胶料的焦烧和操作安全性。这一阶段的长短取决于所用配合剂，特别是促进剂的种类。用有超速促进剂的胶料，其焦烧比较短，此时胶料较易发生焦烧，操作安全性差。在使用迟效性促进剂（如亚磺酰胺）或与少许秋兰姆促进剂并用时，均可取得较长的焦烧期和良好的操作安全性。但是，不同的硫化方法和制品，对焦烧时间的长短亦有不同要求。在硫化模压制品时，总是希望有较长的焦烧期，使胶料有充分时间在模型内进行流动，而不致使制品出现花纹不清晰或缺胶等到缺陷。在非模型硫化中，则应要求硫化起步应尽可能早一些，因为胶料起步快而迅速变硬，有利于防止制品因受热变软而发生变形。不过在大多数情况下仍希望有较长的焦烧时间以保证操作的安全性。欠硫阶段（又称预硫阶段）硫化起步与正硫化之间的阶段称为欠硫阶段。在此阶段，由于交联度低，橡胶制品应具备的性能大多还不明显。尤其是此阶段初期，胶料的交联度很低，其性能变化甚微，制品没有实用意义。但是到了此阶段的后期，制品轻微欠硫时，尽管制品的抗张强度、弹性、伸长率等尚未达到预想的水平，但其抗撕裂性耐磨性和抗动态裂口性等则优于正硫化胶料。因此，如果着重要求后几种性能时，制品可以轻微欠硫。正硫阶段大多数情况下，制品在硫化时都必须使之达到适当的交联度，达到适当的我联度的阶段叫做正硫化阶段，即正硫阶段。在此阶段，硫化胶的各项物理机械性能并非在同一时都达到最高值，而是分别达到或接近最佳值，其综合性能最好。此阶段所取的温度和时间称为正硫化温度和正硫化时间。正硫