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3.1第3章注射成型工艺及模设计2学时摘要.ppt 64页
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3.1第3章注射成型工艺及模设计2学时摘要
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项目二分析塑件结构工艺第三章知识目标：1.理解塑料件尺寸公差国家标准的使用方法。2.掌握塑料结构设计原则3.理解塑料件局部结构设计规则。技能目标1.根据塑料件的要求能够确定其精度并标注公差。2.能够塑料件结构的工艺3.能够初步优化塑料件的结构项目引入要想把塑料件加工成满足需要的塑料件，首先要选用合适的塑料原材料，同时还必须考虑塑料件的结构工艺性。良好的塑料件结构工艺性是获得合格塑料件的基础，也是保证成型工艺顺利进行，提高产品质量和生产效率，降低生产成本，是成型加工达到经济合理的基本保证。案例试分析图1-1塑料件结构工艺性是否合理，并对不合理的地方进行修改。目的与要求：1、了解注射模的工作过程；了解典型注射模类型与结构组成，具有读懂不同类型注射模具结构图的能力。2、掌握注射成型的工艺条件的选择和工艺条件对塑料制件质量的影响；掌握注射机有关工艺参数的校核重点:1、塑料注射模注射成型的工艺条件与各种影响因素的关系2、典型注射模具的结构组成及其不同类型的注射模具结构特点3、注射机有关工艺参数的校核在注射生产中，塑料原料、注射设备和注射所用的模具是三个必不可少的物质条件（注射成型的三要素）使这三者联系起来形成生产能力，必须运用一定的技术方法，这种方法就叫注射成型工艺。合格的塑件在先进的工艺指导下，采用合理的模具、高效的设备、正确的塑料原材料就会得到高质量的塑料制品.3.1注射成型原理及工艺特性3.1.1注射成型原理及成型特点注射成形是热塑性塑料制件的的主要成形方法，几乎所有的热塑性塑料都可用此方法成形，近年来，热固性塑料注射成型的应用也在逐渐增加。注射模又称注塑模。它能一次成形形状复杂、尺寸精确、带有金属和非金属的塑件。注射成型原理1）成型周期短，生产效率高；2）可以成型形状复杂，尺寸要求高及带各种嵌件的塑件；3）生产过程可实现自动化；注射成型的特点4）适应性广，除氟塑料以外，几乎所有热塑性塑料都可以用注射成形的方法成形，一些流动性好的热固性塑料也可以用注射方法成形。缺点：所用的注射设备价格较高，注射模具的结构复杂、生产成本高，不适合单件小批量塑件的生产。3.1.2注射成型工艺生产前的准备、注射工艺、后期处理生产前的准备工作原料预处理、清洗料筒、预热嵌件、选择脱模剂生产前的准备工作1）原料预处理a分析检验成型物料的质量根据注射成型对物料的工艺特性要求，检验物料的含水量、外观色泽、颗粒情况、有无杂质并测试其热稳定性、流动性和收缩率等指标。如果检测中出现问题，应及时解决。塑料着色就是往塑料成型物料中添加一种称为色料或着色剂的物质，借助这种物质改变塑料原有的颜色或赋予塑料特殊光学性能的技术。着色剂分两大类：染料：着色力强、色彩鲜艳、色谱齐全，但对于热、光和化学药品的稳定性比较差，在塑料中较少应用；颜料：是塑料的主要着色剂，按化学成分可分为无机颜料和有机颜料。着色方法分两种：直接法：是将细粉状的着色剂与本色塑料简单掺混后直接用于成型。间接法：不直接用着色剂而用称为”色母料”的高颜料浓度的粒子与本色塑料粒子按比例称量后放入混合机，经充分搅拌混合后放出送往成型设备(料斗)使用。生产中如需要改变塑料品种，更换物料，调换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，均应对注射机的料筒进行清洗。3）预热嵌件对于有嵌件的塑料制件，由于金属与塑料两者的收缩率不同，嵌件周围的塑料容易出现收缩应力和裂纹．为了预防这种现象发生，成型前可对嵌件预热，减小它在成型时与塑料熔体的温差，避免可抑制嵌件周围的塑料发生收缩应力和裂纹。嵌件是否预热，视塑件性质和嵌件的种类及大小而定。目的是为了除去物料中过多的水分及挥发物，以防止成型后制品出现气泡和银丝等缺陷，同时也可以避免注射时发生水降解。a、对于分子链刚性大的塑料(如聚苯乙烯，聚苯醚，聚碳酸酯和聚砜等)，一般均需预热嵌件，这是因为它们本身就很容易产生应力开裂。b、分子链柔性大的塑料，且嵌件较小时，可以不预热，小嵌件容易在模内加热．预热嵌件的温度一般取110～130℃，对于铝，铜有色金属嵌件一般取150℃。4）选择脱模剂注射成型生产中，有时需要对模腔进行清理或施加脱模剂，两者的目的都是为了使成型后的制件容易从模内脱出。常用的脱模剂：硬酯酸锌——多用于高温模具；液体石蜡(白油)——多用于中低温模具；硅油。对于含有橡胶的软制品或透明制品不宜采用脱模剂，否则将影响制品的透明度。注射过程完整的注射成型工艺过程可以分为：加料、塑化、注射充模、保压、倒流、冷却和脱模等几个阶段。（1）加料将粒状或粉状的塑料加入注射机料斗，由柱塞或螺杆带入料筒进行加热。（2）塑化计量塑料在料筒中进行加热，使其由固体颗粒转变成熔融状态并具有良好的可塑性。目的是为了在充模过程中具有良好的流动性。计量所谓计量是指能够保证注射机通过柱塞或螺杆，将塑化好的熔体定温，
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塑料油箱挤出吹塑成型工艺与模具设计
摘 要：通过分析塑料油箱的结构，阐述塑料油箱吹塑模具结构的设计特点，对分型面的选择、排气系统、冷却系统等关键部位的设计进行了讨论。分析了挤出模具口模和芯棒的设计，并对挤出吹塑工艺进行了讨论。经生产验证，该模具
【题　名】塑料油箱挤出吹塑成型工艺与模具设计
【作　者】黄虹 王海民 邱方军 陈锦霞
【机　构】重庆理工大学材料科学与工程学院 重庆400050
【刊　名】《工程塑料应用》2009年 第11期 68-71页　共4页
【关键词】塑料油箱 中空塑料件 挤出吹塑 模具设计
【文　摘】通过分析塑料油箱的结构，阐述塑料油箱吹塑模具结构的设计特点，对分型面的选择、排气系统、冷却系统等关键部位的设计进行了讨论。分析了挤出模具口模和芯棒的设计，并对挤出吹塑工艺进行了讨论。经生产验证，该模具结构设计合理、可靠，成型的塑料件质量良好。
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塑料油箱,中空塑料件,挤出吹塑,模具设计
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塑料注射成型新工艺
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摘要：简要介绍了气体（水）辅助注射、模具滑动注射、熔芯注射、受控低压注射、泣射一压缩、剪切控制取向注射、推一拉注射、层状注射、微孔发泡注射等注塑新工艺的原理、特点及应用前景，说明塑料注射成型工艺的发展趋势主要以节能、节约原材料、提高成型效率、改进制品性能，提高其附加值为前提。
注射成型（注塑）能一次成型外形复杂、尺寸精确的塑料制品，且成型过程自动化程度高，在塑料成型加工中有着广泛的应用。但随着塑料制品的应用日益广泛，人们对塑料制品的精度、形状、功能、成本等提出了更高的要求，传统的注射成型工艺已难以适应这种要求，主要表现在：①生产大面积结构制件时，高的熔体粘度需要高的注塑压力，高的注塑压力要求大的锁模力，从而增加了机器和模具的费用；②生产厚壁制件时，难以避免表面缩痕和内部缩孔，塑料件尺寸精度差；③加工纤维增强复合材料时，缺乏对纤维取向的控制能力，基体中纤维分布随机，增强作用不能充分发挥。因而在传统注射成型技术的基础上，又发展了一些新的注射成型工艺，如气体辅助注射、剪切控制取向注射、层状注射、熔芯注射、低压注射等，以满足不同应用领域的需求。笔者拟对上述成型新工艺作一简要介绍。
1气体（水）辅助注射成型
气体辅助注射成型是自往复式螺杆注塑机问世以来，注射成型技术最重要的发展之一。它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面，利用气体保压，减少制品残余内应力，消除制品表面缩痕，减少用料，显示出传统注射成型无法比拟的优越性。气体辅助注射的工艺过程主要包括三个阶段：起始阶段为熔体注射。该阶段把塑料熔体注入型腔，与传统注射成型相同，但是熔体只充满型腔的60%～95%，具体的注射量随产品而异。
第二阶段为气体注入。该阶段把高压惰性气体注入熔体芯部，熔体前沿在气体压力的驱动下继续向前流动，直至充满整个型腔。气辅注塑时熔体流动距离明显缩短，熔体注塑压力可以大为降低。气体可通过注气元件从主流道或直接由型腔进入制件。因气体具有始终选择阻力最小（高温、低粘）的方向穿透的特性，所以需要在模具内专门设计气体的通道。第三阶段为气体保压。该阶段使制件在保持气体压力的情况下冷却，进一步利用气体各向同性的传压特性在制件内部均匀地向外施压，并通过气体膨胀补充因熔体冷却凝固所带来的体积收缩（二次穿透），保证制品外表面紧贴模壁。
气辅技术为许多原来无法用传统工艺注射成型的制件采用注塑提供了可能，在汽车、家电、家具、电子器件、日常用品、办公自动化设备、建筑材料等几乎所有塑料制件领域已经得到了广泛的应用，并且作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开辟了全新的应用领域。气辅技术特别适用于制作以下几方面的注塑制品：
（1）管状、棒状制品 如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等。采用中空结构，可在不影响制品功能和使用性能的前提下，大幅度节省原材料，缩短冷却时间和生产周期。
（２）大型平板制件 如汽车仪表板、内饰件格栅。商用机器的外罩及抛物线形卫星天线等。通过在制件内设置内置式气道，可以显著提高制品的刚度和表面质量，减小翘曲变形和表面凹陷，大幅度降低锁模力，实现用较小的设备成型较大的制件。
（３）厚、薄壁一体的复杂结构制品 如电视机、计算机用打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。这类制品通常用传统注塑工艺无法一次成型，采用气辅技术提高了模具设计的自由度，有利于配件集成，如松下74cm电视机外壳所需的内部支撑和外部装饰件的数量从常规注塑工艺的17个减至8个，可大幅度缩短装配时间。
水辅助注射成型是IKV公司在气体辅助注射成型技术基础上开发的新技术，是用水代替氮气辅助熔体流动，最后利用压缩空气将水从制件中压出。与气体辅助注射成型相比，水辅助注射成型能够明显缩短成型时间和减小制品壁厚，可应用于任何热塑性塑料，包括那些分子量较低、容易被吹穿的塑料，且可以生产大直径（40mm以上）棒状或管状空心制件。例如，对于直径为10mm的制件，生产周期可从60s减至10s（壁厚1～1.5mm）；而直径为30mm的制件，生产周期则可由180s减到40s（壁厚2.5～3.0mm）。IKV公司和Ferromatik Milacron公司目前正在完善样机，其他一些气辅注塑厂商如Battenfeld公司和Engel公司最近也加入到开发的队伍中来。水辅助注射成型主要用于生产内表面光滑、重复性好的介质导管，其质量和经济效益都是气体辅助注射技术所不及的。２ 模具滑动注射成型模具滑动注射成型法是由日本制钢所开发的一种两步注射成型法，主要用于中空制品的制造。其原理（图1）是首先将中空制品一分为二，两部分分别注射形成半成品，然后将两部分半成品和模具滑动至对合位置，二次合模，在制品两部分结合缝再注入塑料熔体（２次注射），最后得到完整的中空制品。与吹塑制品相比，该法成型制品具有表面精度好、尺寸精度高、壁厚均匀且设计自由度大等优点。注射成型（注塑）能一次成型外形复杂、尺寸精确的塑料制品，且成型过程自动化程度高，在塑料成型加工中有着广泛的应用。但随着塑料制品的应用日益广泛，人们对塑料制品的精度、形状、功能、成本等提出了更高的要求，传统的注射成型工艺已难以适应这种要求，主要表现在：①生产大面积结构制件时，高的熔体粘度需要高的注塑压力，高的注塑压力要求大的锁模力，从而增加了机器和模具的费用；②生产厚壁制件时，难以避免表面缩痕和内部缩孔，塑料件尺寸精度差；③加工纤维增强复合材料时，缺乏对纤维取向的控制能力，基体中纤维分布随机，增强作用不能充分发挥。因而在传统注射成型技术的基础上，又发展了一些新的注射成型工艺，如气体辅助注射、剪切控制取向注射、层状注射、熔芯注射、低压注射等，以满足不同应用领域的需求。笔者拟对上述成型新工艺作一简要介绍。
1气体（水）辅助注射成型
气体辅助注射成型是自往复式螺杆注塑机问世以来，注射成型技术最重要的发展之一。它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面，利用气体保压，减少制品残余内应力，消除制品表面缩痕，减少用料，显示出传统注射成型无法比拟的优越性。气体辅助注射的工艺过程主要包括三个阶段：起始阶段为熔体注射。该阶段把塑料熔体注入型腔，与传统注射成型相同，但是熔体只充满型腔的60%～95%，具体的注射量随产品而异。
第二阶段为气体注入。该阶段把高压惰性气体注入熔体芯部，熔体前沿在气体压力的驱动下继续向前流动，直至充满整个型腔。气辅注塑时熔体流动距离明显缩短，熔体注塑压力可以大为降低。气体可通过注气元件从主流道或直接由型腔进入制件。因气体具有始终选择阻力最小（高温、低粘）的方向穿透的特性，所以需要在模具内专门设计气体的通道。第三阶段为气体保压。该阶段使制件在保持气体压力的情况下冷却，进一步利用气体各向同性的传压特性在制件内部均匀地向外施压，并通过气体膨胀补充因熔体冷却凝固所带来的体积收缩（二次穿透），保证制品外表面紧贴模壁。
气辅技术为许多原来无法用传统工艺注射成型的制件采用注塑提供了可能，在汽车、家电、家具、电子器件、日常用品、办公自动化设备、建筑材料等几乎所有塑料制件领域已经得到了广泛的应用，并且作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开辟了全新的应用领域。气辅技术特别适用于制作以下几方面的注塑制品：
（1）管状、棒状制品 如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等。采用中空结构，可在不影响制品功能和使用性能的前提下，大幅度节省原材料，缩短冷却时间和生产周期。
（２）大型平板制件 如汽车仪表板、内饰件格栅。商用机器的外罩及抛物线形卫星天线等。通过在制件内设置内置式气道，可以显著提高制品的刚度和表面质量，减小翘曲变形和表面凹陷，大幅度降低锁模力，实现用较小的设备成型较大的制件。
（３）厚、薄壁一体的复杂结构制品 如电视机、计算机用打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。这类制品通常用传统注塑工艺无法一次成型，采用气辅技术提高了模具设计的自由度，有利于配件集成，如松下74cm电视机外壳所需的内部支撑和外部装饰件的数量从常规注塑工艺的17个减至8个，可大幅度缩短装配时间。
水辅助注射成型是IKV公司在气体辅助注射成型技术基础上开发的新技术，是用水代替氮气辅助熔体流动，最后利用压缩空气将水从制件中压出。与气体辅助注射成型相比，水辅助注射成型能够明显缩短成型时间和减小制品壁厚，可应用于任何热塑性塑料，包括那些分子量较低、容易被吹穿的塑料，且可以生产大直径（40mm以上）棒状或管状空心制件。例如，对于直径为10mm的制件，生产周期可从60s减至10s（壁厚1～1.5mm）；而直径为30mm的制件，生产周期则可由180s减到40s（壁厚2.5～3.0mm）。IKV公司和Ferromatik Milacron公司目前正在完善样机，其他一些气辅注塑厂商如Battenfeld公司和Engel公司最近也加入到开发的队伍中来。水辅助注射成型主要用于生产内表面光滑、重复性好的介质导管，其质量和经济效益都是气体辅助注射技术所不及的。２ 模具滑动注射成型模具滑动注射成型法是由日本制钢所开发的一种两步注射成型法，主要用于中空制品的制造。其原理（图1）是首先将中空制品一分为二，两部分分别注射形成半成品，然后将两部分半成品和模具滑动至对合位置，二次合模，在制品两部分结合缝再注入塑料熔体（２次注射），最后得到完整的中空制品。与吹塑制品相比，该法成型制品具有表面精度好、尺寸精度高、壁厚均匀且设计自由度大等优点。与一般的注射成型相比，注射一压缩成型的特点是：（1）熔体注射是在模腔未完全闭合情况下进行的，因而流道面积大，流动阻力小，所需的注塑压力也小。（２）熔体收缩是通过外部施加压力给模腔使模腔尺寸变小（模腔直接压缩熔体）来补偿的，因而型腔内压力分布均匀。因此，注射一压缩成型可以减少或消除由充填和保压产生的分子取向和内应力，提高制品材质的均匀性和制品的尺寸稳定性，同时降低塑料件的残余应力。注射一压缩成型工艺已广泛用<
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