模具实训教案3-1

共1第6页泉州西海岸工贸学校实习教案首页纸班级授课日期授课时数28实习项目注射车间实训教学目的与内容掌握注射机的工作原理操作和折射工艺。工件图：实习前准备工具：普通车床、游标卡尺、刀架扳手、卡盘扳手、钢板尺、毛刷。材料：Ф30木料授课教师：教研组长：共2第6页组织教学统一讲解，个别指导讲解内容一、注塑机的工作原理二、注塑机的分类三、注塑机的组成结构分析共3第6页教案附页教学过程一、注塑机的工作原理注塑成型机简称注塑机。注塑成型是利用塑料的热物理性质，把物料从料斗加入料筒中，料筒外由加热圈加热，使物料熔融，在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆，物料在螺杆的作用下，沿着螺槽向前输送并压实，物料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐地塑化，熔融和均化，当螺杆旋转时，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺杆的头部，与此同时，螺杆在物料的反作用下后退，使螺杆头部形成储料空间，完成塑化过程，然后，螺杆在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高压，将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后，模具在合模机构的作用下，开启模具，并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下。注塑机作业循环流程如图1所示。图1注塑机工作程序框图二、注塑机的分类按合模部件与注射部件配置的型式有卧式、立式、角式三种（1）卧式注塑机：卧式注塑机是最常用的类型。其特点是注射总成的中心线与合模总成的中心线同心或一致，并平行于安装地面。它的优点是重心低、工作平稳、模具安装、操作及维修均较方便，模具开档大，占用空间高度小；但占地面积大，大、中、小型机均有广泛应用。（2）立式注塑机：其特点是合模装置与注射装置的轴线呈一线排列而且与地面垂直。具有占地面积小，模具装拆方便，嵌件安装容易，自料斗落入物料能较均匀地进行塑化，易实现自动化及多台机自动线管理等优点。缺点是顶出制品不易自动脱落，常需人工或其它方法取出，不易实现全自动化操作和大型制品注射；机身高，加料、维修不便。（3）角式注塑机：注射装置和合模装置的轴线互成垂直排列。根据注射总成中心线与安装基面的相对位置有卧立式、立卧式、平卧式之分：①卧立式，注射总成线与基面平行，而合模总成中心线与基面垂直；②立卧式，注射总成中心线与基面垂直，而合模总成中心线与基面平行。角式注射机的优点是兼备有卧式与立式注射机的优点，特别适用于开设侧浇口非对称几何形状制品的模具。闭模注射座前进注射保压冷却启模制品顶出退回塑化三、注塑机的组成结构分析注塑机根据注射成型工艺要求是一个机电一体化很强的机种，主要由注射部件、合模部件、机身、液压系统、加热系统、控制系统、加料装置等组成。如图2所示。图2注塑机组成示意图（一）注塑部件的典型结构1．注射部件的组成目前，常见的注塑装置有单缸形式和双缸形式。因不同的厂家、不同型号的机台其组成也不完全相同，下面就对常用的机台作具体分析。立式机和卧式机注塑装置的组成图分别如图3和图4。共4第6页工作原理是：预塑时，在塑化部件中的螺杆通过液压马达驱动主轴旋转，主轴一端与螺杆键连接，另一端与液压马达键连接，螺杆旋转时，物料塑化并将塑化好的熔料推到料筒前端的储料室中，与此同时，螺杆在物料的反作用下后退，并通过推力轴承使推力座后退，通过螺母拉动活塞杆直线后退，完成计量，注射时，注射油缸的杆腔进油通过轴承推动活塞注塑机注射部件塑化部件螺杆料筒螺杆头喷嘴注射座注射油缸座移油缸液压马达合模部件合模装置调模装置顶出装置机身液压系统泵、液压马达、阀蓄能器、冷却器、管路等油路控制加热系统冷却系统控制系统动作程控料筒温度控制液压泵电机控故障检测报警控制安全保护加料装置杆完成动作，活塞的杆腔进油推动活塞杆及螺杆完成注射动作。（b）为注射座与导杆支座间的平视图压马达；2，6-导杆支座；3-导杆；4-注射油缸；5-加料口7-推力座；8-注射座；9-塑化部件；10-座移油缸角图4立式注塑机注射装置示意图1-液压马达；2-推力座；3-注射油缸；4-注射座；5-加料口；6-座移油缸；7-塑化部件；8-上范本2．塑化部件塑化部件有柱塞式和螺杆式两种，下面就对螺杆式做一下介绍。螺杆式塑化部件如图5所示,主要由螺杆、料筒、喷嘴等组成，塑料在旋转螺杆的连续推进过程中，实现物理状态的变化，最后呈熔融状态而被注入模腔。因此，塑化部件是完成均匀塑化，实现定量注射的核心部件。式塑化部件的工作原理：预塑时，螺杆旋转，将从料口落入螺槽中的物料连续地重作用下，并经起柱塞的作用，在油缸作用下，迅速前移，将储料室中的熔体通过喷嘴注入模具。螺杆式塑化部件一般具有如下特点：①螺杆具有塑化和注射两种功能；部件中的关键部件，和塑料直接接触，塑料通过螺槽的有效长注射螺杆工作时，塑化能力和熔体温度将随螺杆的轴向位移而改变。（ⅰ）、螺杆的分类可加工大部分具有低、中黏度的热塑性塑料，结晶结构及其几何形的基本形式，新型螺杆形式则有很多种，如分离型螺杆、分流型螺杆、波状螺杆、无计量段螺杆等。常规螺杆其螺纹有效长度通常分为加料段（输送段）、压缩段（塑化段）、计量段（均化根据塑料性质不同，可分为渐变型、突变型渐变型螺杆：压缩段较长，塑化时能料。突变型螺杆：压缩段较短，塑化时能量转塑料。通用型螺杆：适应性比较强的通用型螺杆，可适应多种塑料的加工螺杆类型加料段（L1）压缩段（L2）均化段（L3）渐变型25~30%50%15~20%突变型65~70%15~5%20~25%通用型45~50%20~30%20~30%（ⅱ）、螺杆的基本参数螺杆的基本图6螺杆共5第6页ds—螺杆外径，螺杆直径直接影响塑化能力的大小，也就直接影响到，因此，理论注射容积大的注塑机其螺杆直径也大。L/ds—螺杆长径比。L是螺杆螺纹部分的有效长度，螺杆长径比，直接影响到物料在螺杆中的热历程，影响吸收能量的能力，而能化的，因此，L/ds直接影响到物料的熔化效果和熔体质量，但是如果L/ds太大，L1—加料段长度。加料段又称输送段或进料段，为提高输送能力，螺槽表面一定要光洁，L1的长度应保证物料有足够的输送长度，因为过短的L1会导致物料过早的熔融，从而难以保证稳定压力的输送条件，也就难以保证螺杆以后各段的塑化质量和塑化能力。塑料在其自身重力作用下从料斗中滑进螺槽，螺杆旋转时，在料筒与螺槽组成的各推力面摩擦力的作用下，物料被压缩成密集的固体塞螺母，沿着螺纹方向做相对运动，在此段，塑料为固体状态，即玻璃态。h1—加料段的螺槽深度。h1深，则容纳物料多，提高了供料量和塑化能力，但会影响物料塑化效果及螺杆根部的剪切16）ds。3—熔融段长度。熔融段又称均化段或计量段，熔体在L3段的螺槽中得到进一步的均化，又称计量段。L3短时，有助于提高螺螺纹长度。物料在此锥形空间内不断地受到压缩、剪切和混炼作用可长些。。ε大，会增强剪切效强度，一般h1≈（0.12～0.L温度均匀，组分均匀，形成较好的熔体质量，L3长度有助于熔体在螺槽中的波动，有稳定压力的作用，使物料以均匀的料量从螺杆头部挤出，所以杆的塑化能力，一般L3=（4～5）ds。h3—熔融段螺槽深度，h3小，螺槽浅，提高了塑料熔体的塑化效果，有利于熔体的均化，但h3过小会导致剪切速率过高，以及剪切热过大，引起分子链的降解，影响熔体质量，；反之，如果h3过大，由于预塑时，螺杆背压产生的回流作用增强，会降低塑化能力。L2—塑化段（压缩段），物料从L2段入点开始，熔池不断地加大，到出点处熔池已占满全螺槽，物料完成从玻璃态经过黏弹态向黏流态的转变，即此段，塑料是处于颗粒与熔融体的共存状态。L2的长度会影响物料从玻璃态到黏流态的转化历程，太短会来不及转化，固料堵在L2段的末端形成很高的压力、扭矩或轴向力；太长则会增加螺杆的扭矩和不必要的消耗，一般L2=（6～8）ds。对于结晶型的塑料，物料熔点明显，熔融范围窄，L2可短些，一般为（3～4）ds，对于热敏性塑料，此段共6第6页S—螺距，其大小影响螺旋角，从而影响螺槽的输送效率，一般S≈ds。ε—压缩比。ε=h1/h3，即加料段螺槽深度h1与熔融段螺槽深度h3之比果，但会减弱塑化能力，一般来讲，ε稍小一点为好，以有利于提高塑化能力和增加对物料的适应性，对于结晶型塑料，压缩比一般取2.6~3.0。对于低黏度热稳定性塑料，可选用高压缩比；而高黏度热敏性塑料，应选用低压缩比。（2）螺杆头在注射螺杆中，螺杆头的作用是：预塑时，能将塑化好的熔体放流到储料室中，而在高压注射时，又能有效地封闭螺杆头前部的熔体，防止倒流。螺杆头分为两大类，带止逆环的和不带止逆环的，对于带止逆环的，预塑时，螺杆均化段的熔体将止逆环推开，通过与螺杆头形成的间隙，流入储料室中，注射时，螺杆头部的熔体压力形成推力，将止逆环退回流道封堵，防止回流。表1注射螺杆头形式与用途形式结构图特征与用途螺杆头锥角较小或有螺纹尖头形粘度或热敏性塑料无止逆头形塑料环形止逆环为一光环，与螺杆有相对转动，适用于中、低黏度的塑料逆型用于中、低粘度的塑料止逆型销钉形螺杆头颈部钻有混炼销，适用于中、低粘度的塑料流形的塑料螺杆头要灵活、光洁；止逆既有环，又要灵活；力，使在注射时快速、料筒