王卫卫第三版第5章-塑料注射成型

第五章塑料注射成型机5.1概述

注射成型又称注射模塑或注塑成型，是热塑性塑料制品的一种主要成型方法。

注射成型具有生产周期短，能一次成型外形复杂，尺寸精确和带有金属嵌件的塑料制品，生产效率高，易于实现自动化操作，加工适应性强等优点。23挤出成型和注射成型是塑料制品生产两种主要方式这两种工艺都要将塑料先进行熔融塑化、使其具有流动性，但挤出成型为连续性的生产工艺，没有周期性，而注射成型为间歇性的生产工艺，生产具有明显的周期性特征，一个周期内生产一件和一组（一模多腔）产品，每个周期中的生产作业由多个不同步骤的操作组成。注射成型制品4

成型过程：将粒料或粉料从注塑机的料斗送进加热的料筒，经加热剪切熔化呈流动状态后，借柱塞或螺杆的推动作用，通过料筒端部的喷嘴注入闭合夹紧的模具，充满模腔的熔料在受压力的情况下，经冷却固化后保持模腔赋予的形状，最后拉开模具取出塑料制品。55.2塑料注射成型过程注射机分为：注射系统（InjectionUnit）、锁模系统（ClampingUnit）、液压传动和电器控制1-机身2-电动机及液压泵3-注射液压缸4-齿轮箱4-齿轮传动电动机6-料斗7-螺杆8-加热器9-机筒10-喷嘴11-定模安装板12-注射模13-拉杆14-动模安装板15-合模机构16-合模油缸17-螺杆传动齿轮18-螺杆花链19-油箱一、注射机的组成注射系统锁模系统液压及传动系统注射模具6总结：1．合模与锁紧2．注射装置前移3．注射与保压4．制件冷却与预塑化5．注射装置后退6．开模与顶出制件7二、注射成型生产工艺过程注射成型工艺过程图

注射成型过程891011按外形特征分：按塑化方式分：立式卧式角式柱塞式螺杆式按可成型塑件的精度分：一般注塑机精密注塑机按锁模机构驱动方式分：液压式液压-机械联合式三、注塑机分类12卧式注射机注射装置与合模装置水平排列,注射装置和定模板在设备的一侧，而锁模装置、动模板和推出机构在另一侧优点是机体较矮、易操作。制品推出后能自动落下，便于实现自动化操作缺点是设备占地面积大，模具安装比较麻烦1．卧式注射成型机132．立式注射成型机注射装置与合模装置铅锤排列,注射装置和定模板设置在设备的上部，而锁模装置、动模板、推出机构均设置在设备的下部优点：占地面积小，模具拆装方便缺点：不易实现全自动化操作，机器稳定性差。应用于小型注射机图5-4立式注射机1-注射缸2-注射装置3-调模装置4-合模装置14注射装置与合模装置相互垂直排列。注射装置为直立布置，锁模、顶出机构以及动、定模板按卧式排列，两者互成直角适用于中心部分不允许留有浇口痕迹的塑料制品缺点是加料比较困难，嵌件或活动型芯安放不便，只适用于小注射量的场合，注射量一般为20~45g2．角式注射成型机角式注射机15柱塞式注射机柱塞在料筒内仅作往复运动注射量不宜过大，一般为30~60g1-注射模2-喷嘴3-料筒4-分流梭5-料斗6-注射柱塞分流梭的作用：将料筒内流经该处的塑料分成薄层，使塑料分流，以加快热传递。同时塑料熔体分流后，流速增加，剪切速率加大，剪切发热使塑料温度升高、粘度下降，塑料得到进一步混合和塑化。16螺杆式注射机螺杆既可旋转又可前后移动作用是送料、压实、塑化与传压塑料塑化、混合效果比柱塞式好1-喷嘴2-料筒3-螺杆4-料斗17我国塑料注射成型机型号编制方法（JB2485－78)是由基本型号和辅助型号两部分组成，基本型号和辅助型号之间用短线隔开。。四、注射机的型号规格型号中的第一项代表塑料机械类，以大写印刷体汉语拼音字母“S”（塑）表示；第二项代表注射成型组，以大写印刷体汉语拼音字母“Z”

（注）表示；第三项代表区别于通用型或是专用型组，通用型者省略，专用型者也用相应的大写印刷体汉语拼音字母表示。如多模注射机以“M”（模）表示，多色注射机以“S”（色）表示，混合多色注射机以“H”（混）表示，热固性塑料注射机以“G”（固）表示；第四项代表以“cm3”为单位的注射容量主参数，以阿拉伯数字表示。卧式基本型主参数前不加注代号，立式的注“L"（立），角式注“J”（角）。如果是不带预塑的柱塞式注射机时在代号之前加注“Z"（柱）。18型号示例：注射容量为30cm，的立式柱塞式塑料注射

成型机，其型号表示为：191.注射量表示法

XS—ZY—125AX——预塑式S——塑料Z——注射Y——预塑式理论注射容积为125cm3例如设备设计序号为第一次改型202.合模力表示法：以注射机的最大合模力来表示注射机的规格。LY180:LY为利源机械有限公司，180为注射机的合模力为180×10kN3.注射量与合模力表示法SZ－63/50理论注射容积为63cm3合模力为50×l0kN此法在国际上比较通用，故又称国际规格。21注射压力损耗大

物料压实成柱后被分流梭分开，进一步压缩而损失压力

物料熔融前后流经料筒、分流梭、喷嘴要克服一定的阻力而损失压力。

5.2注射装置一、常用注射装置

1．柱塞式注射装置的组成和工作原理用于小型注射机222．螺杆预塑式注射装置

23

2．螺杆预塑式注射装置减小注射压力损失，注射速率稳定，多应用于连续注射或大型注射机

但增加了一个料筒，结构复杂且庞大，单向阀处容易引起塑料的停滞和分解。

为了避免漏流，对注射料筒和柱塞间的配合要求较高，给制造带来了困难。

3．往复螺杆式注射装置广泛用于各类注射机24

3．往复螺杆式注射装置塑化部件和螺杆传动装置装在注射座上，注射座借助注射座移动液压缸可沿底座导轨往复运动。

为了便于拆换螺杆和清理料筒，在底座中部设有回转装置。

二、注射装置的主要零部件

图5-10柱塞式注射机料筒·1一喷嘴2一分流梭3一加热室4一料筒5一加料口6一柱塞1．柱塞式注射装置部件:料筒、柱塞、分流梭25262．螺杆式注射装置部件27螺杆注射机螺杆与挤出机螺杆区别

挤出过程——稳定熔融的连续过程；挤出螺杆是连续转动的，螺杆较长，固体床破碎很迟。

注射过程——非稳定熔融的间歇过程；时转时停，边转边退，使螺杆的有效长度逐渐缩短。螺杆停止转动时，熔膜增厚，固体床减薄。当螺杆再转动时，如果转动的时间足够长，则可达到原来的稳定熔融状态。然而，注射螺杆预塑加料的转动时间都较短，且在注射时螺杆中产生强烈的横流和压力流。横流将固体床从螺杆的背面推向推力面，使得固体床更早解体。

28螺杆的结构形式

渐变式

突变式

实现变化的方法有等距变深和等深变距

加工复杂，螺纹较深，搅拌混合作用较小

螺杆头图5—13螺杆头的结构形式1—止回环2—垫圈29料筒图5-14加料口断面形状

a)b)偏置c)对称30喷嘴的功能预塑时，建立背压，排出气体，防止熔料流延，提高塑化质量；注射时，使喷嘴与模具主浇道良好接触，保证熔料在高压下不外溢。建立熔体压力，提高切应力，并将压力能转为动能，提高注射速率和升温，加强混炼效果和均化效果；保压时，便于向模腔补料，冷却定型时，可增加回流阻力，防止回流；喷嘴还承担调温、保温、断料功能。31喷嘴喷嘴1.直通式喷嘴通用式喷嘴: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。当喷嘴离开模具时，低粘度熔料易产生流涎。喷嘴无加热装置，熔料易冷却。用于粘度高的塑料延伸式喷嘴，添设加热装置，熔料不会冷却，补缩作用大。适合加工高粘度塑料的厚壁制件生产.远射程喷嘴：扩大了喷嘴的储料室，口径小，射程远，用于形状复杂的薄壁件生产。图5—15直通式喷嘴322.自锁式喷嘴:防止熔料的流涎或回缩，对喷嘴通道实行暂时封锁，只有在注射和保压两个阶段打开。特点：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，适用于粘度较低的塑料注射。

喷嘴33喷嘴与模具的尺寸关系34A——喷嘴超越注射成型机固定模板模具安装面的尺寸最大值B——喷嘴的行程（注射座移动行程）D——注射成型机固定模板定位孔孔径，模具通过定位环与注射成型机实现定位连接。R/Ф——注射喷嘴球面半径和内径注射喷嘴球面半径和内径要小于浇口套球面半径和内径——防止漏流和死角。353．螺杆的传动装置有级调速和无级调速两大类⑴由电动机和变速箱组成的有级调速传动装置

图5—19电动机一齿轮变速箱传动

1一螺杆2一齿轮3一电动机4一液压缸36利用滑移齿轮换挡或调换齿轮变速（2）无级调速a.用高速液压马达，经齿轮减速箱驱动螺杆

图5-20高速液压马达经齿轮变速箱传动

l一螺杆2一齿轮3一液压马达4一液压缸37b.低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆

图5-21低速大扭矩液压马达直接传动1一螺杆2一液压缸3一液压马达4一花键轴384．注射座整体式结构组合式结构图5-22组合式注射座结构1—注射液压缸2一减速箱3一加料斗4一料筒5一注射座6一加料座7一支承座395.3合模装置一、常见的合模装置

1．液压式合模装置

(1)单缸直压式合模装置

图5-23单缸直压式合模装置1一合模液压缸2一后固定模板3一移动模板4一拉杆5一模具6一前固定模板7一拉杆螺母40(2)充液式合模装置图5-24充液式合模装置1、4一合模液压缸2一动模板3一充液阀41大型注射机：装在上部d(3)增压式合模装置

图5-25增压式合模装置1一增压液压缸2一合模液压缸42(4)充液增压式合模装置图5-26充液增压式合模装置1-增压液压缸2-充液阀3-合模液压缸4-顶出装置5-动模板6-移模液压缸43大吨位注射成型机锁模力的要求(5)稳压式合模装置

图5-27稳压式合模装置

1一移模活塞2一合模活塞3一闸板(抱合螺母)4一动模板44大型注射成型机：小直径快速移模液压缸和大直径短行程，3000-5000kN以上锁模力的合模装置。液压—曲肘式合模装置实质上可看作曲柄连杆机构的变形结构形式：

单曲肘式、双曲肘式、双肘撑板式特点：具有增力作用可自锁，使用安全可靠运动特性好模版间距、锁模力和速度调节困难加工精度要求高多用于大中型452．液压一曲肘式合模装置

(1)单肘式合模装置461-合模液压缸2-后固定板3-调节螺钉4-单曲肘连杆机构5-顶出杆6-后移动模板7-调节螺母8-前移动模板9-拉杆10-前固定模板适用于模板面积小的小型注射成型机(2)双肘式合模装置

压力油从合模液压缸1左腔进入，活塞右移，曲肘3和调距肘杆4伸直，使模具锁紧。由于是双臂，可以适应较大的模板面积，因此中、小型注射机都有采用。47图6-54液压双曲肘式合模装置（1）48图6-56液压外翻式双曲肘式合模装置49双肘撑板式合模装置：

它利用了肘杆和楔块的增力和自锁作用，使模具可靠锁紧。合模时，合模液压缸推动肘杆座，由十字导向板带动肘杆和撑板沿着后固定模板滑道右移，当撑板行至后固定模板滑道的末端，因受肘杆向外的分力作用，使其沿楔面向外撑开，从而锁紧模具。50图6-57液压撑板式合模装置51合模机构比较52项目液压式液压-曲肘式移模速度近似为常数，速度较慢在移模行程中是变化的，速度较快模板行程较大，易调节小，一般为定值调模模具厚度在规定范围内随意变化，无需调模装置需要设置专门的调模装置合模力调节容易，显示方便，但不能自锁合模力调解困难，具有自锁性能润滑具有自润滑作用，磨损零件少需设润滑系统，磨损零件多模具安装容易比较困难循环周期长短噪声很小较大动力费用大小二、调模装置(一)液压式合模装置的调模装置液压式合模装置的动模板是直接固定在活塞杆或缸体上的。因此，动模板的行程是由合模液压缸行程决定的。为防止合模液压缸超越工作行程，必须限制模具的最小厚度，严禁注射机在无模情况下进行合模操作。53(二)液压一曲肘式合模装置的调模装置⑴螺纹肘杆调距如图所示二、调模装置54小型注射成型机⑵移动合模液压缸位置调距

图5-32移动合模液压缸位置调距1一带外螺纹的合模液压缸2一调节螺柱3一后固定模板4一调节螺母5一移动模板55中小型注射成型机(3)拉杆螺母调距图5-33拉杆螺母调距1一合模液压缸2一调节螺母3一后模板56四个螺母调节量必须调节一致，否则模板会发生歪斜，小型注射剂采用手动调节，大型设有联动机构，由电动机带动。(4)动模板间连接大螺母调距5758二、二板式合模装置1、复合式：机械转换+锁模稳压缸59二板复合式合模装置1-拉杆2-抱杆装置3-动模板4-快速移模液压缸5-前定模板6-稳压液压缸7-小液压缸3快速移模锁模开模供液靠液压泵直接供油，移模速度受液压泵排量制约，移模速度不易太高，且合模动作多，锁模时用油少，升压快，合模性能稳定可靠。适用于小型精密注射成型机602、直压式（全液压式）-无循环型：4个合模液压缸固定在动模板上，通过拉杆与前定模板固定，在两对角拉杆内，分别布置移模液压缸和增压液压缸。快速移模锁模开模二板式四缸无循环型合模装置1-空气过滤2-合模液压缸3-动模板4-增压液压缸5-前定模板6-模具7-移模液压缸8-移模液压缸活塞杆9-锁紧螺母a,b,c,d,e,fA,B-进出油口合模液压缸两侧油液无循环流动。移模和锁模都靠合模液压缸，移模速度受液压泵排量制约而不宜过高，合模液压缸依靠液压泵直接供油且直径较大，因此不能很好地解决力与速度的关系。小型精密注射成型机。61二板式全液压四缸直锁合模装置1-合模液压缸（4个）2-拉杆3-动模板4-模具5-前定模板6-移模液压缸7-尾板a,b,c,d-进出油口2、直压式（全液压式）-外循环型：4个合模液压缸固定在动模板上，活塞固定在拉杆上，拉杆相当于活塞杆合模液压缸两侧油液循环流动。二板式合模，结构紧凑，移模通过液压缸来进行，移模液压缸直径小，能快速合模；锁模通过直径较大的锁模液压缸进行。大量油液循环，能量消耗大。快速移模锁模开模62二板式全液压四缸内循环合模装置1-液压顶杆2-模具3-液压缸4-活塞5-拉杆6-动模板7-底座2、直压式（全液压式）-内循环型：4个液压缸固定在动模板上，而活塞固定在拉杆上，拉杆相当于活塞。内循环液压缸结构图1-缸筒2-螺母3-活塞4-阀芯5-拉杆合模锁模开模三、顶出装置(1)机械顶出

63(2)液压顶出64液压顶出优点：定出的动作时间与注射成型机开、合模行程没有直接关系，能在开模过程中以及开模后顶出制件；顶出力、顶出速度可调，因此，即使是薄壁件产品，也不易是产品变形或损坏，可以顺利进行脱模；顶杆可以多次反复地进行冲击动作，因此可以使产品可靠地自动掉落；在成型有嵌件的产品时，能使顶杆在合模之前自行复位，插入嵌件比较方便，液压顶出装置有利于缩短注射成型机循环周期和实现自动化生产，应用广泛。65(3)气动顶出利用压缩空气为动力，通过模具上设置的气道和微小的顶出气孔，直接把制件吹出。这种顶出方法比较简单，在制件表面不留痕迹，对大而薄的盒、壳等制件顶出十分有利。但此法需要增设气源和气路等辅助设备，应用受到限制，目前采用较少。66第二节注射装置双联叶片泵单叶泵5.4注射机的控制系统67第二节注射装置阀1——二位四通电磁换向阀阀1的作用：用以控制阀2，实现大泵供油或卸荷原理：电磁铁YA1通电——大泵供油工作；

YA1断电——阀2的遥控口接通油箱，大泵卸荷68第二节注射装置阀4用以控制阀3原理：(1)当电磁铁YA2通电时，小泵供油工作，油压由阀3控制

(2)电磁阀处于中位时，阀3的遥控口接通油箱，小泵卸荷

(3)当电磁铁YA4通电时，小泵油压由阀5控制，实现小泵远程调压控制。69第二节注射装置阀7用以控制阀6原理：(1)当电磁铁YA3通电时，中泵供油工作，油压由阀6控制;(2)当电磁阀处于中位时，阀6的遥控口接通油箱，中泵卸荷；

(3)当电磁铁YA5通电时，中泵油压由阀8控制，实现中泵远程调压控制。70第二节注射装置阀12为三位四通电液换向阀，用以变换合模液压缸油流动方向，以实现合模或开模的动作。71第二节注射装置阀13为三位四通电磁换向阀，用以变换顶出液压缸油流动方向，实现制品的顶出和顶出机构的退回72第二节注射装置阀14为三位四通电磁换向阀，用以变换注射座整体移动液压缸油流动方向从而控制注射座前进或后退。73第二节注射装置阀15为三位四通电液换向阀，用以变换注射液压缸油流动方向及控制螺杆的注射和退回动作。74第二节注射装置阀16为单向背压阀，用以调节预塑时螺杆后退的背压75合模（慢-快-慢）：中（慢）速合模76中(慢)速合模:电磁铁YA3、YA6通电。因为是中速合模，不需要大流量压力油，所以大、小泵卸荷。中泵输出的压力油经阀11->阀12->合模液压缸上腔，推动活塞下降，实现中速合模。与此同时，合模液压缸下腔油液经阀12->冷却器->油箱。77合模（慢-快-慢）：快速合模一

快速合模一:电磁铁YA1、YA2、YA3、YA6通电。此时需要大流量压力油，大、中、小泵输出的压力油分别经阀9、阀10、阀11汇合后->阀12->合模液压缸上腔，推动活塞实现快速合模。回油路线同上。78合模（慢-快-慢）：快速合模二

快速合模二:电磁铁YA2、YA3、YA6通电，大泵卸荷。此时中、小泵输出的压力油分别经阀10和阀11汇合后->阀12->合模液压缸上腔，推动活塞实现较快速合模。回油路线同上。在快速合模过程中，当YA2断电时又转为中(慢)速合模。79开模（慢-快-慢）：慢速开模

慢速开模:电磁铁YA2、YA7通电，慢速开模不需要大流量，大、中泵卸荷。此时小泵输出的压力油分别经阀10>阀12->合模液压缸下腔，推动活塞实现慢速开模。80开模（慢-快-慢）：快速开模一

快速开模一:电磁铁YA1、YA2、YA3、YA7通电，要大流量，大、中、小泵供油。此时输出的压力油分别经阀9、10和阀11汇合->阀12->合模液压缸下腔，推动活塞实现快速开模。81开模（慢-快-慢）：快速开模二

快速开模二:电磁铁YA2、YA3、YA7通电，要大流量，中、小泵供油。此时输出的压力油分别经阀10和阀11汇合->阀12->合模液压缸下腔，推动活塞实现较快速开模。为使动作平稳，在开模后期又转为慢速开模，YA3断电，只由小泵供油，速度转慢。注射座前移与后退：前移82注射座前移:电磁铁YA4、YA12通电。注射座前移速度不需要很快，所以大、中泵卸荷，只要小泵供油。小泵输出的压力油经阀10->阀14->注射座移动液压缸右腔，推动活塞，带动注射座前移。液压缸左腔的油液经阀14->冷却器->油箱。83注射座前移与后退：退回注射座后退:电磁铁YA2、YA11通电。大、中泵仍卸荷，小泵输出的压力油经阀10->阀14->注射座移动液压缸左腔，推动活塞，带动注射座后退。液压缸右腔的油液经阀14->冷却器->油箱。84注射注射:

电磁铁YA1、YA4、YA5、YA12、YA14均通电。注射时要求大流量压力油，快速完成注射，为此大、中、小泵输出的压力油分别经阀9、阀10和阀11汇合后->阀15->注射液压缸右腔，注射活塞前进，推动螺杆向前运动，实现注射动作。注射液压缸左腔油液->阀15->冷却器->油箱85保压保压:电磁铁YA4、YA12、YA14通电，大、中泵卸荷。保压时不需要大流量压力油,小泵工作情况与注射时相同。5.5注射机的技术参数与使用维护注射机主要技术参数技术参数有注射量、注射压力、注射速率、注射速度、注射时间、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度及空循环时间等。这些参数是设计、制造、购置和使用注射成型机的依据。

86注射量概念：对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，也称公称注射量。表示方法：以聚苯乙烯为标准，用注射出熔料的质量(单位为g)表示，又称为注射质量；用注射出熔料的容积(单位为立方厘米)表示，又称为注射容积。我国注射机系列采用后一种表示方法。87根据对注射机注射量的定义，公称注射量应为：Vc——公称注射量(cm3)；Ds——螺杆或柱塞的直径(cm)；S——螺杆或柱塞的最大行程(cm)。一、注射容积88

理论上直径为Ds的螺杆移动S距离，应当射出Vc的注射量，但是在注射时有少部分熔料在压力作用下回流，以及为了保证塑化质量和在注射完毕后保压补缩的需要，故实际注射量要小于理论注射量。为描述二者的差别，引入射出系数α。V——实际注射量(cm3)；α——射出系数。

在实际使用中，射出系数并非是一个恒定的数值，而是通常在0.7～0.9之间变化。选择设备时，实际注射量应为注射机理论注射量的25%～70%为宜。89注射压力概念：注射时为了克服熔料流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料所施加的压力。特点：注射压力直接影响制品质量。注射压力过高，制件可能产生毛边，脱模困难，影响制件表面粗糙度，使制件产生较大的内应力，甚至成为废品，同时还会影响注射机的使用寿命。注射压力过低，则易产生物料充不满型腔，甚至不能成型等现象。90

注射压力的大小与流动阻力、制件的形状、塑料的性能、塑化方式、塑化温度、模具温度及对制件精度要求等因素有关。归纳起来，影响所需注射压力的因素主要有以下三个方面：影响塑料流动性能的因素（树脂的熔融指数、塑化与模具温度与注射速度等）。模具流道与制品的形状和尺寸，即影响流动阻力的因素。对制品尺寸精度的要求。91注射压力的理论计算式为：P1——注射压力D0——注射缸内径Ds——注射螺杆直径P0——注射缸的油压。

目前国产注射机压力一般为105～150MPa。选择设备时，要考虑所需的注射压力是否在注射机的理论注射压力范围以内。92

根据塑料的性能，目前对注射压力的使用情况可大致分为以下几类：①注射压力小于70MPa，用于加工流动性好的塑料，且制件形状简单，壁厚较大。②注射压力为70～100MPa，用于加工塑料粘度较低，形状、精度要求一般的制件。③注射压力为100～140MPa，用于加工中、高粘度的塑料，且制件的形状、精度要求一般。④注射压力为140～180MPa，用于加工较高粘度的塑料，且制件壁薄或不均匀、流程长、精度要求较高。对于一些精密塑料制件的注射成型，注射压力可用到230～250MPa。93注射速度、注射速率与注射时间

注射速率是指将公称注射量的熔料在注射时间内注射出去，单位时间内所能达到的体积流率；注射速度是指螺杆或柱塞的移动速度；注射时间是指螺杆(或柱塞)射出一次注射量所需要的时间。94注射速度v与注射时间的关系为:v——注射速度(m/s)；s——注射行程(m)；t——注射时间(s)。注射速率q与注射时间的关系为:q——注射速率(cm3/s)；Vc——公称注射量(cm)95

一般说来，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。注射速率过低(即注射时间过长)，制件易形成冷接缝，不易充满复杂的模腔。合理地提高注射速率，能缩短生产周期，降低制件的尺寸公差，能在较低的模温下顺利地获得优良的制件。如果注射速率过高，塑料高速流经喷嘴时，易产生大量的摩擦热，使物料发生热解和变色，模腔中的空气由于被急剧压缩而产生热量，在排气口上有可能出现制件烧伤现象。96

目前，注射机所采用的注射速度范围，一般在8～12cm/s，高速时大概为15～20cm/s。注射量/g50100250500100020004000600010000注射时间/s0.811.251.51.752.253.03.755.0表6-3注射机（通用型）注射量与注射时间的关系97塑化能力概念：塑化能力是指单位时间内所能塑化的物料量。要求：注射机的塑化装置应该在规定的时间内，保证能够提供足够量的、塑化均匀的熔料。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太长，则不能发挥塑化装置的能力，反之，则会加长成型周期。98图6-17注射螺杆结构尺寸螺杆塑化能力G表示为:h3——均化段螺纹深度(cm)；n——螺杆转速(cm)；θ——螺杆轴向夹角(度)；η——修正系数，一般取0.85~0.9；ρ——塑化温度下的塑料密度(g/cm3)。996.3.5锁模力

注射时熔料进入模腔时仍有较大的压力，它促使模具从分型面处涨开。为了平衡熔料的压力，夹紧模具，保证制件的精度，注射机合模机构必须有足够的锁模力。锁模力与注射量一样，也在一定程度上反映出注射机所能塑制制件的大小，是一个重要参数。100锁模力F可由下式计算：F——锁模力(N)pm——模腔平均压力(Pa)；A——最大成型面积(m)；C——安全系数，一般为1.1～1.2。101最大成型面积A可用如下经验公式计算:V——注射量(cm3)；K——经验系数，约为12～15，注射量大取大值。

模腔压力约为注射压力的25%～50%。对于一般熔料粘度的制件，模腔压力为20～30MPa；对于熔料粘度较高、制件精度要求高的情况，模腔压力为30～40MPa。102合模装置基本尺寸

作用：合模装置的基本尺寸参数规定了所用模具的尺寸范围、定位要求、相对运动程度及其安装条件。主要包括：模板尺寸、拉杆空间、模板最大开距、动模板行程、模具最大厚度和最小厚度等。103

模板尺寸为拉杆间距L×H，两个尺寸参数表示了模具安装面积的大小，模具模板尺寸必须在模板尺寸及拉杆间距尺寸规定范围之内，模板面积大约为注射机最大成型面积的4～10倍。一、模板尺寸图6-18模具与模板及拉杆间距的尺寸关系104二、模板最大开距模板最大开距是动模开启时，动模板与定模板之间的最大距离（包括调模行程在内）。为了使成型制件便于取出，一般最大开距Lk为成型制件最大高度的3～4倍。图6-19模板间的尺寸Lk——模板最大开距(mm)；S——动模板行程(mm)；Hmax——模具最大厚度105模板最大开距可用如下公式计算:三、动模板行程动模板行程是指动模能够移动的最大值。对曲肘式合模机构，其动模板行程是一定的；而直压式合模机构的动模板行程是可变的，它与所安装的模具厚度有关，当所安装的模具厚度为最小值时，动模板行程为最大值。反之为最小值。为便于取出制件，一般动模板行程要大于制件高度的2倍。106四、模具最大厚度Hmax和最小厚度Hmin

模具最大厚度和最小厚度是指动模板闭合后达到规定锁模力时，动模板与定模板之间所达到的最大和最小距离，这两值之差就是调模机构的调模行程。这两个基本尺寸对模具安装尺寸的设计十分重要：若模具实际厚度小于注射机的模具最小厚度，则必须设置模厚调整块,使模具厚度尺寸大于Hmin，否则就不能实现正常合模。若实际模具厚度大于模具最大厚度，则模具也不能正常合模，达不到规定的锁模力。这一点对曲肘式合模机构尤为突出。一般模具厚度设定在Hmax和Hmin之间。107成型时间成型周期或总周期成型周期充模时间：柱塞螺杆前进的时间注射时间闭模冷却时间：柱塞后撤或螺杆后退的时间其它时间保压时间：柱塞螺杆停留在前进位置的时间冷却时间开模时间充填时间保压时间在整个注射成形周期中，注射速度和冷却时间对制品的性能有着决定性的影响.一般是０.5～２min；有的可以到10min以上

——完成一次注射成型全过程所需的时间。108不影响劳动生产率和设备利用率，在保证质量的前提下，尽量缩短成型周期中各时间。二、注射机的使用

注射机的使用包括注射机开机前的准备工作和终了时的结束工作，注射机的操纵，注射机工艺条件的调整以及注射机的安全措施等.开机前的准备和终了时的结束工作(运动部件？清洁、润滑；紧固件、加热装置？松动；油量？；冷却系统)注射机的操作（固定加料；加料退回；退回加料）3．塑化装置的使用（螺杆起动；螺杆空转；塑化部件的装拆；加热装置紧固）109二、注射机的使用4．合模装置的使用锁模力调节相对运动部件间的润滑模板安装的精度5．注射机液压、电气装置的使用工作压力的调节系统压力的调节油液和油温控制电气元件的使用6．注射机的安全措施人身安全；注射成型机保护；模具保护；电气及液压元件保护。110三、注射机的维护1．每天检查的内容包括：加热圈装置是否工作正常，热电偶是否接触良好；温度控制仪是否在零位；各电器开关，特别是安全门和紧急停车开关的情况；模具安装固定螺钉的情况；冷却水循环供应情况；仪表，如压力表、功率表、转速表等；油箱内的油量、油温；运动部件的润滑情况。111三、注射机的维护2．定期检查的内容包括：工作油液的质量；螺杆、料筒的磨损情况；电气元件的工作情况，电源箱内所有电线接头，是否漏电，接地是否可靠；吸油、滤油装置及油冷却器的工作情况；液压泵、电动机、液压马达等的工作情况，清理其外壳上的尘埃，以利散热。1125.6新型专用注射机一、多模注射成型机图5-49多模注射成型机1-注射装置2一合模装置3一转盘轴113二、共注射用注射机将不同品种或不同色泽的熔体，同时或先后注射入模。生产制品：多种色彩、多种结构的复合。类型：①两种材料的共注射②双色注射1141、两种不同材料的共注射115两种不同材料的共注射116三、多色注射机1.双色注射机-双混色注射机117对于混色和夹芯塑料制品注射成型均需要使用一个公用注射喷嘴，注料控制由公用喷嘴的分配阀加以控制。三、多色注射机2.双色注射机-双清色注射机图5-43双清色注射机1一合模液压缸2一移动模板3一模具回转机构4一固定模板5一注射装置118119三色注射机图5-44三个注射头的单模位注射机1一动模2一定模3一分配模4一浇口套5一塑化螺杆6一塑化料筒7一注射喷嘴8一隔板9一固定模板10一冷却槽11一主浇套12一浇口13一主浇道14一制件15一拉杆16一移动模板120热固性塑料优点：具有优异的耐热性、耐蚀性、抗热变形以及绝缘等电性能。传统成型方法：采用压缩模塑成型，该法生产效率低、劳动强度大，工作环境恶劣，制品质量也不易稳定等。热固性注射成型工艺和专用注射机的出现，为热固性塑料制品的生产开辟了一个新途径。热固性塑料制品成型过程：将粉状树脂在料筒中进行预热塑化（温度在90℃左右），使之呈稠胶状，然后用螺杆（或柱塞）在较高的注射压力下将其注入到热模腔内（模具温度170~180℃），经过一定时间的固化即可开模取出制品。四、热固性塑料注射机121四、热固性塑料注射机122注射成型装置1、螺杆式注射机常用螺杆的长径比和压缩比小。L/D=14-16压缩比A=0.8-1.2采用液压马达进行无极调速，防止物料在料筒内固化时造成螺杆扭断不设止回环，螺杆头为锥形与料筒和喷嘴内轮廓配合，防止回流喷嘴孔径2-3mm，直通式保压阶段模具温度较高，喷嘴必须离开模具，以免物料固化堵塞。123注射成型装置2、料筒的加热与冷却熔料通过喷嘴的温度为110-140℃左右，使熔料呈现最好的流动性，接近固化的临界塑性状态，一般用恒温控制的水加热系统；在料筒上设置冷却水套注射成型装置采用充液式或稳压式合模装置模具模具设有加热装置，开设排气槽。温度在140-160℃之间124应用场合：充填塑料的注射成型：塑料中因有较多的CaCO3和木粉等而带入大量气体，成型时需将料筒内的气体排出；注射成型对水分及挥发物含量要求高的塑料：如聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸纤维素、ABS、AS等，加工前可不进行干燥处理，直接使用排气式注射机成型。五、排气式注射机125五、排气式注射机1.双阶四段螺杆

图5-46四段螺杆排气结构1一排气口2一料筒3一螺杆4一加料口126六、排气式注射机2.异径螺杆的排气结构

图5-53异径螺杆排气结构1-异径螺杆2一异径料筒3一排气口4—加料口127结构发泡材料：ρ：10～60Kg/m3之间的发泡材料。表面呈封闭的致密表层，芯部为多种方法。适用于成型壁厚4mm以上，具有较大重量和尺寸的塑料制品。制品抗弯曲，刚性好，可减少加强筋，内应力小，使用中不易产生大变形，机械加工性能好，木材的替代物。单组分：低压注塑结构发泡注射高压注塑双组分：夹心注塑七、发泡注射机1281.低压结构发泡注塑与普通注塑的区别在于模腔压力低。2～7MPa锁模力较小充料量只占模腔容积的75～85％，为欠料注塑。化学发泡剂热塑性塑料料筒混合塑化发泡剂分解渗入塑料熔体与气体混合物贮料室内压注射流体喷嘴发泡剂受热分解熔体立即膨胀推向型腔壁充满模腔129常用塑料：PS、PE、PP、PPO、PC、PA、PU等发泡剂：化学发泡剂0.3～0.7％缺点：只能产生较小的制品。1302.高压结构发泡塑料增加二次锁模保压装置熔体注入一定时间后，动模板后移，使模具型腔增大，利于发泡膨胀。缺点：模具费用高，二次锁模保压。制品易留下条纹、折痕。图5-48高压发泡成型原理(移模法)a)射锁模b)移模发泡131夹心注射：这种制品表面呈封闭的致密表层，而芯部却呈微孔泡沫结构。60年代初出现外层：密实的表层内层：多孔夹心层。特点：具有较大的挠曲刚性；制品应用：车辆结构材料、壳体；延展性好抗冲击特性较好但延展强度较低132一、反应注塑工艺流程：加热A组分B组分加热计量计量高压下碰撞混合机械能注射充模聚合交联固化放热脱模后处理制件加热133将两种具有高化学活性的低相对分子量液体原料，在高压下（14-20MPa）下经过撞击混合，然后注入密闭的模具内，完成聚合、交联、固化等化学反应并形成制品的工艺过程。九、反应注射机二、反应注射模塑对设备的要求（1）能准确控制原料个组分的流量及混合比率；（2）能快速加热活冷却原料；（3）两组分在混合头内能获得充分的混合，原料注入模腔后饿自动清理；（4）两组分应同时进入混合头；（5）料流以层流形式注射入模；（6）固化速度快，要求快速的模塑循环。134三、RIM设备工作原理加料比例的控制两组分均匀混合注模135四、RIM设备的组成原料储槽及循环管路高压