注塑培训教材-版1

1541348508114第1页共21页常州精研科技有限公司注塑培训教材1541348508114第2页共21页常州精研科技有限公司注塑定义注塑的定义：一般是通过外加热和摩擦剪切热的方式将料筒内的胶料熔融为均匀的流动态，再借助柱塞或螺杆向熔体施加压力，通过喷嘴和浇道将其注射到一定的型腔中，冷却以获得所需的形状。这其中包括了两部分，即塑化和注射，塑化即是指通过外热和剪切获得一定量可塑化的流体，注射是指将获得的流体注入模腔之中。1541348508114第3页共21页常州精研科技有限公司目录第一篇名词解释第二篇注塑机结构第三篇注塑原理第四篇常见注塑质量问题第五篇操作规程第六篇注塑机维护及保养第七篇成型模具使用及保养第八篇注塑安全1541348508114第4页共21页常州精研科技有限公司第一篇名词解释注塑过程比较常用到的一些名词及各项参数（基本上叫法多一样，只是其中一些因为地方和习惯的原因有些变动）：塑化（预塑、计量、熔胶）、防涎（松退）、转换点、转压点、行程、料垫（余料量）塑化：通过外加热和螺杆转动的剪切摩擦热使塑胶熔融，螺杆在背压的作用下，边转动边后退，同时熔融的胶料被输送到料筒前端，为接下的注射提供准备。防涎：塑化完成后，料筒前端的熔融胶料在背压作用下会流出喷嘴（这种情况也称为流涎），为防止这种情况出现，一般螺杆会退后一小断距离，降低熔体压力，防止流出喷嘴。（目前在我们对金属料的实际操作中，这一动作基本不用）转换点：注塑过程中，每一过程的控制参数多分为几个小的阶段，设置的阶段点即为转换点。转压点（注射转换保压点）：注射过程转换到保压过程的位置点或时间点行程：螺杆动作时所走过的距离，如塑化行程、注射行程料垫：保压结束后，留在螺杆前端的胶料浇注系统：熔料从注塑机喷嘴进入模具型腔所流经的通道称为浇注系统，由主流道、分流道、浇口、冷料井等组成。1541348508114第5页共21页常州精研科技有限公司第二篇注塑机结构简介注塑机是注塑成型的主要设备，其性能与注塑工艺有着密切关系，了解注塑设备对我们完善和提高注塑工艺技术很有帮助。目前注塑机朝着高效、高速、高精度、节能、低噪音方向发展，并衍生出各种型号，各种用途的注塑机。第一章注塑机类型分类按注塑制品用料的塑化和注射方法分类：1）柱塞式注塑机；2）往复螺杆式注塑机；3）螺杆塑化料，柱塞注射式注塑机按注塑机外形结构分类：1）立式注塑机；2）卧式注塑机；3）角式注塑机；4）多模式注塑机；按注塑机加工能力分类：1）超小型注塑机（合模力小于160KN）；2）小型注塑机（160～2000KN）；3）中型注塑机（2500～4000KN）；4）大型注塑机（5000～12500KN）；5）超大型注塑机（大于16000KN）按注塑机用途分类：1）通用型注塑机；2）专用型注塑机（热固性塑料注射机、注射吹塑成型机、排气式注塑机、精密高速注塑机、塑料鞋用注塑机、多组分注塑机、结构发泡注塑机、反应注塑成型设备）按动力方式分类：1）电动式注塑机；2）液压式注塑机第二章注塑机结构注塑机结构包括以下系统：1）塑化注射系统、2）合模系统、3）加热冷却系统、4）液压系统、5）电控系统、6）安全保护与监测系统、7）润滑系统1）塑化注射系统：注射系统的作用是输送并塑化熔融喂料，并在高压高速下将其注入模腔。主要由塑化装置、螺杆驱动装置、塑化装置、注射动作装置、注射座以及整体移动和螺杆驱动装置、行程限位装置以及加料斗装置等组成。A)塑化装置由螺杆和加热料筒组成，螺杆详细内容见螺杆篇，加热料筒一般可分为几段，用加热圈分别控制各段料筒温度。B)螺杆驱动装置主要有减速装置、油马达（螺杆驱动电机），预塑时，油马达或电机提供的动力通过减速装置带动螺杆转动。C)塑化装置由支架和行程限位组成，起到控制螺杆预塑行程的作用。D)注射动作装置由注射油缸及喷嘴等组成,详细内容见喷嘴结构篇。E)注射座装置由注射座和注射座移动用油缸组成，注射座是一个可以移动的基座，塑化装置、注射装置、料斗都固定在注射座上。注射座在注射座移动用油缸作用下，可以作整体前进或后退，称为整体前进或后退，有的也称为座进或座退。F)机架，又称机身，是一个稳固的焊接构件。承载着合模和注射系统，内部和外面可设置有油箱、泵、操纵箱。1541348508114第6页共21页常州精研科技有限公司G)料斗：存贮和下料的容器（自动加料系统、干燥除湿系统）。2）合模系统：合模系统的作用是固定模具，使动模板作启闭模运动，能锁紧模具，并作制品顶出。合模系统主要由四根拉杆和螺母把前后（上下）模板联结起来形成整体刚性框架。动模板连接合模油缸，动模板在合模油缸作用下以四根拉杆为导向柱作启闭模运动，并在合模后产生锁模高压。在后（下）模板后装有液压及机械顶出机构，开模后，通过顶出机构，从模腔中顶出产品。限位及调节装置：顶/退限位及调节装置、启闭模限位及调节装置3）加热冷却系统：料筒加热系统、模具控温系统料筒加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的，通过加热装置（电阻加热圈、少数用油加热）加热并用热电偶分段检测，分别控制各段料筒及喷嘴温度。模具控温系统用来控制模具温度的，一般由加热和冷却两个部分组成4）电控系统：电控系统控制着各种程序及其动作，对时间、位置、压力、速度和转数等进行控制和调节。主要都包含在一个电控箱内5）安全保护与监测系统：注塑机的安全装置主要用来保护人、机安全的装置。安全保护系统主要由一些光电监测元件、紧急开关、安全门等组成。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。6）液压系统：液压系统是为注塑机的各种执行机构提供压力和速度的回路。一般由控制系统压力与流量的主回路和去各执行机构的分回路组成。回路由进出过滤器、泵、蓄能器（压力阀、流量阀、方向阀、换向阀等）以及热交换器、指示仪表、和开关元件。7）润滑系统：润滑系统是为注塑机一些有相对运动的部位提供润滑条件的回路，以便减少能耗和提高零件寿命。有些机器没有自带的润滑系统，就需要定期的手动润滑。第三章螺杆及喷嘴第一节螺杆螺杆常用的材料是双合金，表面氮化镀层。注塑用的螺杆种类很多，除了我们用的这种常规注塑螺杆外，还有两段式、加长型、分离型等等。我们用的常规注塑螺杆杆身分为三段：输送段、压缩段、均化段，见图2-12。螺杆的槽深依次变浅。输送段主要是将料从料口送入，到压缩段，胶料被挤压，加上料筒高温，慢慢由固态变为流体态，被送到均化段，胶料进一步被塑化成均匀的熔体，聚集于料筒前端。图2-12图2-13均化段压缩段输送段螺杆头止逆环均化段1541348508114第7页共21页常州精研科技有限公司图2-14螺杆前部是止逆环和火箭头，见图2-13和图2-14。止逆环是一个可转动和可以前后短距离移动的环形物，其作用是防止保压阶段胶料逆流。在螺杆结构中，压缩段和止逆环是最容易损坏的。由于我们的喂料性质区别于一般塑胶，所以螺杆的止逆环位移距离是不是应该加大、止逆环的斜角一般是30度是否应加大、压缩比如何等等，都是我们做金属注射人员及专业做螺杆的人士和厂家需要考虑的方面，希望能开发出专门针对金属注射成形的螺杆螺杆主要参数：螺杆直径、螺杆长度、螺距、螺纹棱宽、长径比、压缩比、螺杆与料筒间隙。长径比：螺杆的螺纹部分长与螺杆直径的比值，长径比大，对喂料的塑化质量提高，工艺温度也较容易控制。压缩比：输送段第一个螺槽体积（螺槽深度）与塑化段最后一个螺槽体积（螺槽深度）的比值，这个比值的大小对喂料的塑化质量有较大影响。螺杆与料筒间隙：一般止逆环与料筒间隙在0.02～0.05mm之间，杆身与料筒间隙在0.1mm～0.3mm之间。间隙值大，则螺杆塑化能力和塑化料质量下降，注射时熔料回流量增加；间隙小，料筒和螺杆的机械加工难度加大第二节喷嘴喷嘴作用：1）预塑时建立背压，防止流涎2）注射时与流道形成密闭管道，并建立熔体压力和速度，提高剪切速率和温升3）调温、保温、断料4）保压时，便于补料，冷却时，增加回流阻力，防止倒流喷嘴类型1）直通式喷嘴喷嘴球面直接与模具主浇套球面接触，喷嘴的圆弧半径和流道比模具要小，见图2-152）自锁喷嘴预塑时自动关闭喷嘴流道，防止流涎；注射时在注射压力下自动开启，使熔体注入模腔3）无熔料道专用喷嘴这种喷嘴口径大，熔料流道很短，所以料把很短，注射压力损失小，见图2-16螺杆头止逆环杆身1541348508114第8页共21页常州精研科技有限公司图2-15图2-16喷嘴与衬套口配合：喷嘴弧度必须与衬套口弧度配合，喷嘴口径须小于流道口径，见图2-17图2-17喷嘴本身热惯性很小但却与温度较低的前模接触，热交换会很快带走热量，因此许多注塑机都采取单独控制喷嘴温度1541348508114第9页共21页常州精研科技有限公司第三篇注塑原理第一节注塑的基本流程注塑的基本流程如下：合模→注射→保压→塑化＋冷却→开模→顶出第二节合模合模：高速合模→低压低速缩模→高压锁模合模开始阶段，动定模距离比较远，这时采用快速的合模动作，缩短注射周期，合模到两模快接近时，进入低压低速状态，这时合模速度、合模压力多很低，主要是为了防止模具中留有异物或行位没有到位，避免模具压坏，这一阶段设置合理，对模具会起着很好的保护性。低压低速进行到锁模点，模具即进入高压锁模状态，合模动作过程结束。工艺合模力：P工艺≥P模腔﹒S/1000P工艺----工艺合模力(t)P模腔---模腔平均压力(bar)S---制品投影面积(cm2)这个过程最主要注意的是合模速度和转换点的合理性，效率与安全的结合，缩模力的大小，也不是越大越好，根据产品进行选择。第三节注射当高压锁模的信号被确认后（有些机器可以设置一个延迟时间，一般零点几秒），螺杆开始动作，向前推进，现在的注塑机一般都为多级控制，可以有多段注射速度，第一段注射速度结束后，进入第二段注射速度，两段速度的转换发生在转换点。转换点：转换点可以有时间和位置两种设置形式，如果是时间形式，则第一段射速进行到规定秒数转到第二段射速，如果是位置形式，则螺杆维持第一段射速直到设置点，再转到第二射速。个人偏向及常用的方式是位置转换，时间作为辅助因素，以此类推，还可以有第三段速度、第四段速度等等。注射到转压点后，注射过程结束。熔体充模过程：熔体从浇口出来，形成前锋波，前锋波缘和空气界面接触，温度下降，粘度上升，速度降低，来自熔体中心的新的熔体流不断从内层压出，推动前锋波滞流移动，同时由于流动阻力的增加，使稍后的熔体压力上升又把前次前锋波形成的波纹压平，形成制品表面。为什么要多段射速？多段注射有什么好处？要了解这个问题，我们先要看一下射速不当常会带来哪些质量问题：紊流、喷射、黑纹、流动纹、熔接痕（熔合纹）、困气、毛边、欠注、制品变形。紊流：注塑过程中由于速度过快或者速度变向太快，形成紊乱流体，影响制品质量。喷射：流体高速进入浇口后，在模腔内快速左右摆动，导致形成喷射纹。见图3-1。困气：当射速过高时，模腔内的空气不及排出而残留下来，形成充填不足短射：当射速偏低时，喂料不能完全充填模腔的各个角落，造成制品外观不全或部分位置疏松。黑纹：射速不当时，流体中存在的粘结剂和金属相在流动过程中，会因流动阻力和流动1541348508114第10页共21页常州精研科技有限公司性能的差异出现分离，粘结剂积聚较多的地方形成黑纹。流动纹：注射速度偏低时，先进入模腔的熔体已经冷却，而后进入模腔的熔体温度较高，两种熔体堆叠时就会产生界线，形成流动纹。见图3-2熔接痕：当注射速度偏低时，两股或两股以上熔体汇合时，熔体温度已经很低，流动性很差了，熔合不佳造成了汇合部位出现线状、细带状凹陷纹，或结合位呈现松散状。见图3-3。毛边：当注射速度过快，模具在高速冲击下，一部分料溢出分模线，形成毛边制品变形：在塑胶制品中，常会因速度过高，造成制品产生很大的取向作用，从而发生变形。另一方面，低速容易造成注坯密度的梯度分布，引起烧结收缩差异，从而使烧结件变形图3-1图3-2图3-3图3-4注射速度基本分段：针对任何一款注塑产品，我们考虑注射速度时，都可以将其视为