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1、第三章塑料注射模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的目的和要求第一節(jié)注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、類型與選用第二節(jié)塑料注射成形原理與過程第三節(jié)注射成形的主要工藝參數(shù)第四節(jié)注射模的工作原理與基本結(jié)構(gòu)組成第五節(jié)注射模的典型結(jié)構(gòu)第六節(jié)分型面的設(shè)計(jì)第七節(jié)注射模的排氣第八節(jié)注射模與注射機(jī)的關(guān)系學(xué)習(xí)的目的和要求熟悉注射模具的分類、注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與類型掌握注射成形原理、了解注射生產(chǎn)過程熟悉注射成形主要工藝參數(shù)的選擇和控制掌握注射模具的典型結(jié)構(gòu)能夠熟練地默畫出圖3-12所示的模具結(jié)構(gòu)掌握分型面的選擇方法掌握注射模型腔數(shù)量的確定方法掌握注射模與注射機(jī)之間的
2、關(guān)系第一節(jié)注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、類型與選用注射機(jī)是注射成形生產(chǎn)的主要設(shè)備,在注射機(jī)上,利用注射成形模具,采用注射成形工藝獲取制品的方法,稱作注射成形。注射成形技術(shù)能夠一次成形形狀復(fù)雜且質(zhì)量高的制品,生產(chǎn)效率及自動(dòng)化程度高、材料的加工適應(yīng)性強(qiáng),既可成形熱塑性塑料,又可成形熱固性塑料,因而在塑料制品加工業(yè)中被廣泛應(yīng)用,是塑料制品的主要成形工藝方法之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界注射機(jī)的產(chǎn)量在近10年來增加了10倍,產(chǎn)量占塑料機(jī)械產(chǎn)量的35%~40%,成為塑料機(jī)械中增長最快、產(chǎn)量最多的機(jī)種。目前用注射機(jī)加工的塑料量約占塑料產(chǎn)量的
3、30%,這個(gè)比例還在擴(kuò)大。注射機(jī)正朝著大型、高速、高效、精密、自動(dòng)化、小型、微型、節(jié)能的方向發(fā)展。3.1.1注射機(jī)的基本組成注射機(jī)全稱塑料注射成形機(jī),它由注射裝置、合模裝置、電氣和液壓控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、機(jī)身等組成,圖3-1和圖3-2所示分別是普通柱塞式和螺桿式注射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。各組成部分的作用如下:注射裝置將固態(tài)塑料預(yù)塑為均勻的熔料,并以高速將熔料定量地注入模腔。合模裝置使模具打開和閉合,并確保在注射時(shí)模具不開啟。在合模裝置內(nèi)還設(shè)有供推出制品用的推出裝置。液壓、電氣控制系統(tǒng)使注射機(jī)按照工序要求
4、準(zhǔn)確地動(dòng)作,并精確地實(shí)現(xiàn)工藝條件要求(時(shí)間、溫度、壓力)。潤滑系統(tǒng)為注射機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件提供潤滑。水路系統(tǒng)用于注射機(jī)液壓油的油溫冷卻、料斗區(qū)域冷卻以及模具冷卻。機(jī)身它是一個(gè)穩(wěn)固的焊接構(gòu)件。機(jī)身上方左邊安置合模機(jī)構(gòu),右邊安置注射裝置。機(jī)身下方安置電氣及液壓控制系統(tǒng)。3.1.2注射機(jī)的工作過程各種注射機(jī)完成注射成形的動(dòng)作程度可能不完全相同,但其成形的基本過程還是相同的。下面以最常用的螺桿式注射機(jī)為例,說明其工作過程,如圖3-3所示。1合模模具首先以低壓高速進(jìn)行閉合,當(dāng)動(dòng)模接近定模時(shí),合模裝置的液壓系統(tǒng)將合模動(dòng)作切換
5、成低壓低速(即試合模),在確認(rèn)模具內(nèi)無異物存在時(shí),再切換成高壓低速從而將模具鎖緊。2注射裝置前移注射座移動(dòng)油缸工作使注射裝置前移,保證噴嘴與模具主流道入口以一定的壓力貼合,為注射工序做好準(zhǔn)備。3注射與保壓完成上面兩項(xiàng)工作后,便可向注射油缸注入壓力油,于是與注射油缸活塞桿相連接的螺桿便以高壓高速將料筒內(nèi)的熔料注入模腔。熔料充滿模腔后,要求螺桿仍對熔料保持一定的壓力,以防止模腔內(nèi)的熔料回流,并向模腔內(nèi)補(bǔ)充制品收縮所需要的物料,避免制品產(chǎn)生縮孔等缺陷。保壓時(shí),螺桿因補(bǔ)縮會(huì)有少量的前移。4冷卻和預(yù)塑一旦澆口料固化即
6、卸除保壓壓力。此時(shí),合模油缸的高壓也可卸除,制品在模內(nèi)繼續(xù)冷卻定型。為了縮短成形周期,將預(yù)塑程序安排在制品冷卻的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行。預(yù)塑是指注射裝置對下一模用的塑料進(jìn)行塑化。經(jīng)過塑化,固態(tài)塑料變成有流動(dòng)性的均勻的熔體,當(dāng)塑化量達(dá)到預(yù)定值后,螺桿自動(dòng)停止塑化。5注射裝置后退成形時(shí),為了避免噴嘴長時(shí)間與冷模具接觸而使噴嘴端口處形成冷料,影響下次注射和制品質(zhì)量,需要將噴嘴撤離模具,即安排注射裝置后退程序。當(dāng)模具溫度較高時(shí),可以取消此程序,使注射裝置固定不動(dòng)。6開模和頂出制品模內(nèi)制品冷卻定型后,合模裝置即可開模,頂出裝置
7、動(dòng)作使制品頂離模具。清理模具,為下一模成形做好準(zhǔn)備。圖3-4所示為注射機(jī)工作過程循環(huán)框圖。3.1.3注射機(jī)的分類隨著注射成形工藝技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,注射機(jī)的類型不斷增加。注射機(jī)的分類方法較多,常用的有以下幾種:1按外形結(jié)構(gòu)特征分類按照注射機(jī)的外形結(jié)構(gòu),注射機(jī)可分為臥式、立式和直角式三種類型。臥式注射機(jī)臥式注射機(jī)是注射機(jī)產(chǎn)品中最基本、最普通的形式,其結(jié)構(gòu)特征如圖3-1和圖3-2所示,它們的特點(diǎn)是注射系統(tǒng)與合模系統(tǒng)的軸線重合并與機(jī)器安裝底面平行,因此機(jī)身較低、便于操作維修,且制品頂出脫模后可自動(dòng)墜落
8、,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動(dòng)化。其缺點(diǎn)是機(jī)床占地面積較大,向模內(nèi)安放嵌件比較困難,而且模具安裝比較麻煩。如圖3-5所示即為臥式注射機(jī)的實(shí)例。(2)立式注射機(jī)立式注射機(jī)的外形結(jié)構(gòu)特征及實(shí)例如圖3-6所示。它的特點(diǎn)是注射系統(tǒng)與合模系統(tǒng)的軸線重合并與機(jī)器安裝底面垂直。它的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小,安裝、拆卸模具方便,在下模安裝嵌件時(shí),嵌件不易傾斜或下落。其缺點(diǎn)是制品由模具中推出后,需人工取出,有礙于自動(dòng)操作,若要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化,必須采