高分子材料基本加工工艺第六章 塑料注射成型
塑料注射成型原理及工艺优秀课件
2、结构组成
注射装置----塑化、注射
合模装置----也称锁模装置，保证注射模具可靠地闭合， 实现模具开、合动作以及顶出制件。
液压传动系统、电器控制系统----保证注射机按预定工艺 过程的要求(如压力、温度、速度和时间)和动作程序准确 有效工作。
4、注射机的分类
按外形特征分：
立式 卧式 直角式
注射机的主要技术参数包括公称注射量、螺杆直径及有 效长度、注射行程、注射压力、注射速度、塑化能力、合模 力、开锁力、开模合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行 程、推出力、空循环时间、机器的功率、体积和质量等。
二、注射成型工艺过程
成型前的准备
注射成
型工艺
注射过程
塑件的后处理
原料外观检验及工艺性能测定
按塑化方式分： 柱塞式 螺杆式
按锁模机构驱动方式分： 液压式 液压-机械联合式
按可成型塑件的精度分： 一般注塑机 精密注塑机
⑴立式注塑机
它的注射装置垂直装设， 并与锁模机构移动方向成 一条轴线。
优点：占地面积小，拆装 模具方便，易于安放嵌件 等。
缺点：塑件推出后需由人 工取出，不易实现全自动 操作。
缺点：占地面积介于立式和卧式两者之间，注射量的提 高也受到限制。
1)柱塞式注射机
柱塞在料筒内作往复运动， 将熔融塑料注入模具，分流梭 是形如鱼雷的部件，其作用是 将料筒内流经该处的塑料分成 薄层，使塑料分流，以加快热 传递。同时塑料分流后，在分 流梭表面流速增加，剪切速率 加大，粘度下降，塑料得到进 一步的混合和塑化。
⑵ 卧式注塑机 它的注射装置轴线与锁模机构轴线呈 一条直线并水平排列。
优点：机身较低，利于操作和加料，可实现全自动操 作，机床因重心低而稳定。
高分子加工工程复习题(含部分答案)
《高分子加工工程》主要习题第一章绪论1. 何谓成型加工高分子材料成型加工的基本任务是什么将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。
1.研究各种成型加工方法和技术；2.研究产品质量与各种因素之间的关系；3.研究提高产量和降低消耗的途径。
2. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。
A.如何使聚合物产生流动与变形方法: a.加热熔体； b.加溶剂溶液； c.加增塑剂或其它悬浮液。
B.如何硬化定型方法：热固性：交联反应固化定型。
热塑性：a.熔体冷却b.溶液加热挥发成溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。
a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。
b.结构：组成：非纯聚合物组成方式：层压材料，增强材料，复合材料宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等c.性质：有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性树脂的交联固化方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解4. 聚合物成型加工方法是如何分类的简要分为那几类1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：b.类橡胶状聚合物的加工：c.聚合物溶液加工：d.低分子聚合物和预聚体的加工：e. 聚合物悬浮体加工：f.机械加工：2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：a.主要发生物理变化：b.主要发生化学变化：c.既有物理变化又有化学变化：5. 简述成型加工的基本工序1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合2.成型：赋予聚合物一定型样3.机械加工：车，削，刨，铣等。
4.修饰：美化制品。
5.装配：粘合，焊接，机械连接等。
6. 简述塑料的优缺点。
优点：a.原料价格低廉；b.加工成本低；c.重量轻；d.耐腐蚀；e.造型容易；f.保温性能优良；g.电绝缘性好。
缺点：a.精度差；b.耐热性差；c.易燃烧；d.强度差；e.耐溶剂性差；f.易老化。
高分子材料成型加工(注射成型)详解
作用：将注射油缸的压力传给塑料，并使熔体注射 入模具 （4）分流梭
将物料流变成薄层，使塑料产生分流和收敛流动 加快热传递，缩短传热过程，避免物料过热分解 熔体在分流梭表面流速↑，剪切速度↑，产生较大的 摩擦热，使料温↑，有利于塑料的混合与塑化，有效 提高产量和质量
顿流体，通过圆形截面或平板狭缝形浇口。
ηa= Kγn-1 (n＜1) 浇口的截面积↑ ，熔体体积流量↑
高分子材料成型加工
4. 熔体在模腔的流动：
4.1 熔体在典型模腔内的流动方式
4.2 熔体在模腔内的流动类型
高分子材料成型加工
三. 增密与保压过程： 1. 增密过程（压实过程） 2. 保压过程
4. 注射模具 成型零部件
凸模、凹模、型芯、 成型杆、镶块、动模、定模
浇注系统
主流道、分流道、浇口、 冷料阱、导向零件、分型 抽芯机构、顶出、加热、冷却、 排气
二. 注射机的工作过程
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
第二节 注射过程原理
一. 塑化过程 对塑料塑化的要求:塑料熔体进入模腔之前要 充分塑化，达到规定的成型温度。 塑化料各处的温度要均匀一致。 热分解物的含量达最小值。
高分子材料成型加工
2. 按注射机外形特征分类
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
3. 按注射机加工能力分类
注射量：注射机在注射螺杆（柱塞）作一次最大注射 行程时，注射装置所能达到的最大注射量
锁模力：注射机合模机构所能产生的最大模具闭紧力
4. 按注射机用途分类
高分子材料成型加工
二.注射机的基本结构
高分子材料成型加工原理
1注射成型的特点：生产周期快，适应性强，生产率高和易于自动化2注射成型加工三要素：材料，设备，模具3成型工艺三要素：温度T 压力P 时间t 。
压力：塑化压力，注射压力，保压压力4什么是注射成型：注射成型亦称注射模塑或利用注塑机的注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法 5注塑成型就是将塑料在气塑成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时在栓塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭合磨具内，经过一定的时间冷却定型后，开启磨具即得制品（间歇操作）6螺杆分类：1加料段，作用，输送物料，物料状态，固体状态，部分熔化，螺纹特点，等距等深，最深2压缩段，压实物料，熔融状态，等距不等深，渐变3均化段，定温定量定压，熔融状态，等距等深，最浅均化段，定温定量定压，熔融状态，等距等深，最浅 7填料的表面处理：作用1使颗粒分散均匀，不凝结在一起2所有填充剂粒子被聚合物包围润湿3使其充剂表面与聚合物有良好的粘合力 8偶联剂（硅烷类）：一是具有良性结构物质分子中一部分基团与无机物表面化学基团反应形成顽固的化学键，另一部分有亲有机性质，可与有机物反应，从而把两种性质不同材料结合起来9什么是挤出成型：挤出成型亦称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的塑料在压力推动下，强行推动口模而成为具有恒定截面的连续型材料的一种定型方法10挤出成型适用范围：挤出法几乎能成型所有的热塑性塑料，也可加工某些热固性塑料11挤出成型制品：生产的制品有管材，板材，薄膜，线缆包覆物以及塑料与其它材料的复合材料等12挤出成型的设备：单螺杆挤出机的基本结构：主机，挤出机辅助设备 挤出机分类：单螺杆，双螺杆，立式，卧式，排气式，非排气式，螺杆，柱塞13什么是一次成型：在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，经过流动，经过流动，经过流动，成型和成型和冷却硬化（或交联固化）而将塑料制成各种形状的产品方法14什么是二次成型：二次成型则是将一次成型所得的片，管，板等塑料成品，加热使其处于类橡胶状态（在材料的Tg Tg——Tf 或Tm 间）通过外力作用使其形变而成型为各种较简单性状，再经冷却定型而得产品15共混聚合物选择原则：化学结构原则（相近）溶解度参数原则（接近）流变学原则（等粘度原则）（接近）胶体化学原则（表面张力）（接近）分子扩散动力学原则 16什么是填充和增强改性：在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学，在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学，工艺，工艺，使用性能活降低成本的改性方法17注射机主要参数：1公称注射量，做一次最大行程射出的聚苯乙烯的量2注射压力，注射过程中最大压力3注射速度4塑化能力，单位时间塑化物料的多少5锁模力18什么是增强改性：在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法，在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法，增强材增强材料：玻纤，碳纤，晶须，硼纤维19什么是填料，什么是增强材料：为了改善塑料的成型加工性能，提高制品的某些技术指标，赋予塑料制品某些新的性能，或为了降低成本和聚合物单耗而加入的一类物质称填料。
高分子材料成型加工原理
⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论1.按所属成型加⼯阶段划分，塑料成型加⼯可分为⼏种类型？分别说明其特点。
(1)⼀次成型技术⼀次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有⼀定形状和尺⼨制品或半制品的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上⼴泛采⽤的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。
(2)⼆次成型技术⼆次成型技术，是指既能改变⼀次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺⼨，⼜不会使其整体性受到破坏的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上采⽤的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数⼏种⼆次成型技术。
(3)⼆次加⼯技术这是⼀类在保持⼀次成型或⼆次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺⼨和表观性质所进⾏的各种⼯艺操作⽅法。
也称作“后加⼯技术”。
⼤致可分为机械加⼯、连接加⼯和修饰加⼯三类⽅法。
2.成型⼯⼚对⽣产设备的布置有⼏种类型？(1)过程集中制⽣产设备集中；宜于品种多、产量⼩、变化快的制品；衔接⽣产⼯序时所需的运输设备多、费时、费⼯、不易连续化。
(2)产品集中制⼀种产品⽣产过程配套；宜于单⼀、量⼤、永久性强的制品、连续性强；物料运输⽅便，易实现机械化和⾃动化，成本降低。
3.塑料制品都应⽤到那些⽅⾯？(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电⽓⼯业(5)化学⼯业(6)仪表⼯业(7)建筑⼯业(8)航空⼯业(9)国防与尖端⼯业(10)家具(11)体育⽤品和⽇⽤百货4.如何⽣产出⼀种新制品？(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等⽅⾯所应具备的指标；(2)根据要求，选定合适的塑料，从⽽决定成型⽅法；(3)成本估算；(4)试制并确定⽣产⼯艺规程、不断完善。
第⼆章塑料成型的理论基础1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对⾼分⼦材料加⼯有何实际意义？2.请说出晶态与⾮晶态聚合物的熔融加⼯温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。
晶态聚合物：Tm——Td；⾮晶态聚合物：Tf——Td。
对于作为塑料使⽤的⾼聚物来说，在不结晶或结晶度低时最⾼使⽤温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最⾼使⽤温度可提⾼到结晶熔点。
《塑料注射成型》学习指南
《塑料注射成型》课程学习指南第一部分前言一、课程性质《塑料注射成型》课程是高分子材料加工技术（塑料成型工艺方向）专业的一门主干核心课程，根据长三角地区经济发展对高分子材料加工行业人才的实际需求，专业人才培养目标和结合高职学生的智能特点，按照我院“双证融通，产学合作”人才培养模式，课程内容框架以模拟企业真实场景和氛围，以塑料注塑工职业标准为导向，以注塑工职业工作过程为主线，以实际项目为载体，以塑料注射成型制品生产任务为驱动，使学生掌握从事塑料注射成型岗位（群）所必需的塑料注射成型理论基础、塑料注射模具设计方法和塑料注射机操作技能，具有面向注射成型岗位（群）的职业能力，为后续综合实践及顶岗实习打下基础。
二、课程理念1、以项目为载体，任务为驱动，激发学生的学习兴趣《塑料注射成型》课程突破传统以学科体系为的学习塑料注射成型操作、成型机械和成型模具的框架，构建以实际项目为载体，以“塑料注射成型制品生产”任务为驱动，以塑料注塑工职业工作过程为主线的能力培养教学模式，培养学生分析、解决问题的能力，激发学生的学习兴趣。
2、课程模块化，适应个性化教学《塑料注射成型》课程改变教学要求过于统一的状况，以塑料注塑工职业技能要求和相应的塑料注塑职业技术知识为模块，实施课程模块教学目标分级别、教学内容分级别的模块化教学，适应不同基础、不同发展方向的学生需要。
3、提倡多种学习方式，提高学生素质《塑料注射成型》课程教学充分发挥学生的主体作用，使学生在学习塑料注射成型技术的过程中学会独立处理能力、学会团队合作能力、学会组织管理能力、学会自我完善能力、学会现代创建能力，培养学生具有终身学习和可持续发展的能力。
4、创新评价方法，促进学生发展《塑料注射成型》课程在实施项目教学的过程中，结合项目各任务的特点，设计过程评价和结果评价、学生间相互评价和教师评价并重的评价方法，促使学生积极参与并重视项目学习的每一个过程，积极思考、乐于实践，勇于改进，全面提高自身的知识水平、职业技能和职业素质，培养学生的自主学习能力和激发学生的学习积极性和自信心，并为今后的可持续发展打下良好基础。
高分子材料注射成型操作过程解析
高分子材料注射成型操作过程解析
微课图片引入…Biblioteka 高分子材料注射成型操作过程解析
学习目标
&总目标：能按照注射机安全操作规程简单操作注射 机 &促成目标： （1）注射成型的原理 （2）注射成型基本操作流程
高分子材料注射成型操作过程解析
重难点及解决办法
重难点 （1）注射成型的原理 （2）注射成型基本操 作过程 解决办法 （1）利用现代教育技 术（动画、视频） （2）现场操作
注射成型原理 固态（颗粒状或粉 状）塑料 注射成型基本操作 熔融态 九个关键点
思考题
（1）注射成型所用的设备是（ ）。 A、压制机 B、注射机 C、挤出机 （2）塑料在料筒中需要进行（ ）才可以进行注射成型。 A、保压 B、加热 C、塑化 （3）塑料熔体在注射之后通常需要经过一段时间的（ ）。 A、塑化 B、保压 C、脱模 （4）在日常的学习和生活中，请你找找哪些塑料制品是采用注 射成型方法生产出来的？
知识点二 注射成型基本操作过程
加料，塑料粒子通过自动上料系统吸入到料斗，由于重 力作用，进入注射机料筒中，在外侧加热器的作用下完成熔 融，关闭安全门，合上模具，闭合的模具可以提供封闭的型 腔，机座前移，使浇口与喷嘴贴合，然后储料，为注射过程 提供足够塑化好的熔料，注射，将熔料以高速高压的形式注 入到模具型腔，注射结束需要一定时间的保压，进入型腔内 的塑料作进一步的冷却定型，最后打开模具，这时，产品已 经通过注射成型过程完成，然后利用推出结构脱出制品，这 就完成了注射成型的一个完整周期。
知识点一 注射成型原理
首先将粒状或粉状的塑料经注射机的料斗加到料筒中， 经加热熔化呈现流动状态，然后在注射机的移动螺杆快速而 又连续的压力下，从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快 的速度注入到密闭的模具内。充满模腔的熔体在受压的情况 下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后， 开模得到与模具型腔相应的制品。
第六章压制成型
流动性要适中： 流动性要适中：
太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧， 太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧，或树脂 与填料分头聚集。 与填料分头聚集。 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料， 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料，不能模 压大型、 复杂及厚制品。 压大型、 复杂及厚制品。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
四、模压成型工艺和条件限制
高分子材料成型加工
模压压力的作用
促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 克服放出的低分子物及塑料中的挥发物所 产生的压力，从而避免制品出现气泡、 产生的压力，从而避免制品出现气泡、肿胀 或脱层。 或脱层。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。
高分子材料成型加工
4.压缩率 4.压缩率 定义： 定义：粉状或粒状的热固性塑料的表观比重与制 品比重之比。即压塑料在压制前后的体积变化。 品比重之比。即压塑料在压制前后的体积变化。 Rp = d2 / d1 Rp值总是＞ 1 Rp值总是 值总是＞ Rp 越大，所需的模具装料室越大消耗模具钢材， 越大，所需的模具装料室越大消耗模具钢材， 不利于传热，生产效率低，易混入空气。 不利于传热，生产效率低，易混入空气。 解决方法： 解决方法： 预压。 预压。
高分子材料成型加工
排气
赶走气泡、水份、挥发物，缩短固化时间 赶走气泡、水份、挥发物， 过早， 过早，不能完全排气 过迟，制品表面已经固化，气体不能顺利排出 过迟，制品表面已经固化，
保压固化
经过固化后， 经过固化后，原来可溶可熔的线型树脂变成了 不溶不熔的体型结构的材料。 不溶不熔的体型结构的材料。 固化速率不高的塑料也可在制品能够完整地脱 模时固化就暂告结束， 模时固化就暂告结束，然后再用后处理来完成 全部固化过程，以提高设备利用率。 全部固化过程，以提高设备利用率。