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聚合物加工工程第4章+注射成型


表3-1
常用注射速率、注射时间
注射量/cm3 注射速率/(cm3/s) 注射时间/s
125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5
注射螺杆 与挤出螺杆的头部不同,一般为尖头, 目的是防止物料残存在料筒末部发生降解。为防 止逆流,有此装有止逆阀。
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喷嘴的作用:
①将熔料的压能转变为速度能,使熔体获得高速远 射程; ②具有补缩作用,在压力保持阶段,有少量的熔料 经喷嘴向模腔补缩; ③是物料受到较大的剪切作用,因而获得进一步的 塑化。 对喷嘴的要求是结构简单、阻力小、不产生“流涎” 现象,使用方便。 常用几种形式如下:
⑵注射压力:指在注射时,螺杆或柱塞端面施加于 料筒中熔料单位面积上的压力。一般为 100~150MPa。注射压力的选用应根据物料 性能、制品形状与要求进行。
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• ⑶注射速度(cm/s)、注射速率(cm3/s)、注 射时间(s)
• 注射速度慢、注射时间长、熔合缝强度低、密 度不均匀;注射速度太快,充模会出现射流。
2.组成
柱塞式和螺杆式两种大类注射机成型过程 大致相同 不同的是前者用柱塞施压塑化而后者用螺 杆塑化 但两者组成相似 包括注射系统、合模系统、液压传动系 统和电器控制系统四部分组成。
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液压传动
合模系统
注射系统
电器控制系统
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4.2.2 注射机的注射系统
1.作用:塑化、注射和保压三方面
第四章 注射成型
4.1 概述 4.2 注射机 4.3 注射成型过程分析 4.4 注射成型工艺 4.5 注射成型的发展
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4.1 概述
⑴ 注射成型是将固体聚合物加热塑化成熔融体,并高 压、高速注射入模具中,赋予模腔的形状,经冷却 (或交联、硫化)成型的过程。注射成型又叫注塑 成型(=注射+模塑)。
①塑化——能在规定的时间内将规定数量的 物料均匀地熔融塑化,并达到流 动状态;
②注射——以一定的压力和速度将熔料注射 到模具型腔中去;
③保压——注射完毕后,有一段时间螺杆保 持不动,以向模腔内补充一部分 因冷却而收缩的熔科,使制品密 实和防止模腔内的物料反流:
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2.两种类型注射系统特点
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1)通用式喷嘴(图a):结构简单,制造方便,无加热装 置,注射压力损失小,常用于聚乙烯、聚苯乙烯等 注射成型。是最普遍的形式。
2)延伸式喷嘴:(b、c图) 是通用式喷嘴的改进型, 加长喷嘴的长度,以满足 定模板中心孔的长度要求, 有利于增加加热装置,适 用于有机玻璃、聚甲醛、 聚碳酸酯等高粘度树脂。
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4.2.4 注射模具
作用: 赋予制品形状和尺寸。
组成: 浇注系统、成型零件 和结构零件
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4.2.5 注射机的基本参数及其选择
主要性能参数:注射量、注射压力、注射速率、 塑化能力、合模力
⑴注射量:指注射机的最大注射量或称公称注射量, 以PS为标准,要以质量或体积表示。注射量的 选用主要根据制品大小确定。
⑵ 约占塑料制品总重的30%,工程塑料中80%采用注射 成型。适合形状复杂、尺寸精确的制品,属间歇生 产过程。
(3)注射成型特点:生产周期短、适应性强、生产率高 和易于自动化。
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(4) 注射成型流程:它包括塑化熔融、注射充模和冷却 定型三个基本过程。即将固态聚合物材料(粒料或粉料) 加热塑化成熔融状态;在高压作用下,高速注射入模 具中,赋予熔体模腔的形状;经冷却(对于热塑性塑料)、 加热交联(对于热固性塑料)或热压硫化(对于橡胶)而使 聚合物固化;然后开模得到与模具型腔相应的制品。
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3)弹簧针阀自锁式喷嘴:依靠弹簧压合喷嘴体内的阀 芯实现锁闭,可防止“流涎”现象,使用方便;结 构较复杂,制造困难,流程较短,注射压力降较大, 较适用于尼龙、涤纶等熔体粘度较低的塑料注射。
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4)液控杠杆针阀式喷嘴
• 是依靠外在液压系统通 过杠杆联动机构启闭阀 芯。
• 应用广泛。 • 整个合模系统
有自锁作用。 • 主要缺点是动
定模开启距离 受限制。
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4.2.3.3 机械式合模系统
• 以电动机通过齿轮或 蜗轮蜗杆减速传动曲 臂的机构来实现启闭 模具和锁模。
• 优点:结构简单,制 造、使用和维护方便;
• 缺点:受频繁冲击振 动,零件易磨损,只 适用于小型注射
• 优点:使用方便、闭锁 可靠、压力损失小。
• 缺点:结构复杂。
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4.2.3 注射机的合模系统
它的作用是在注射时锁紧模具,而在脱模取出制品时
又能打开模具。
合模系统的基本形式可分为三大类
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4.2.3.1 液压式合模系统
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Hale Waihona Puke 4.2.3.2 液压-机械式合模系统
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(2)按外形特征分类
即合模装置和注射装置的相对位置不同 卧式注射机:两个运动轴线呈水平排列, 普遍; 立式注射机:轴线呈垂直排列,小型、多 模; 角式注射机:轴线相互垂直,无浇口痕。
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4.2 注射机
4.2.1 注射机分类及组成 1. 分类 (1)按结构特点和物料塑化方式分为三种:
柱塞式:柱塞→分流梭→模具 移动螺杆式:螺杆旋转后退→塑化→前段注 射→模具 螺杆预塑化柱塞式:螺杆预塑→单向阀柱塞 注射→模具,高速、精密,适用于大型制品
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• (1)柱塞式注射系统 优点是结构简单; 缺点塑化不均匀、压力损失大和注射速 度慢,只适用于小注射机;
• (2)螺杆式注射系统 具有塑化效率高、 均匀性好、注射压力损失小等优点,应 用广泛。
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3.主要组成
加料装置、料筒、螺杆(或柱塞及分流梭)和喷 嘴等。
分流梭:
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