第六章注射成型
6.0 本章介绍
1、主要内容：
概述、注射机的基本结构、注射成型工艺过程及控制因素、注射工艺条件的分析讨论、注射制品常见缺陷产生的原因及克服措施，几种常用塑料的注射模塑特点。
2、重点：
注射成型工艺过程及控制因素、注射工艺条件的分析讨论、注射制品常见缺陷产生的原因及克服措施。
3、难点：
注射工艺条件的分析讨论、注射制品常见缺陷产生的原因及克服措施。
4、教学要求：
（1）掌握注射工艺条件的分析讨论和其工艺过程及相应控制因素。
（2）掌握注射制品常见缺陷产生的原因及克服措施。
注射模塑(又称注射成型或注塑)，是热塑性塑料成型制品应用广泛的一种重要方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料及其共混改性塑料都可采用此法成型。用注射模塑可成型各种形状、精度、尺寸，满足各种要求的模制品。注射模塑已成功地用来成型某些热固性塑料。
注射模塑制品约占塑料制品总量的20%-30%，随着工程塑料的发展，工程塑料的80%是经注射模塑成制品。尤其是塑料作为工程结构材料的出现，注射模塑制品的用途已从民用扩大到国民经济各个领域中，并将逐步代替传统的金属和非金属材料制品，这些制品主要是各种工业配件，仪器仪表的零件、结构件和壳体等。在发展尖端科学技术中，也是不可缺少的。在我国实现四个现代化建设中将起着重要的作用。
由于注射模塑具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料模制品；对成型各种塑料的适应性强；生产效率高，易于实现全自动化生产等一系列优点。因此，注射模塑是一种比较经济而先进的成型技术，发展迅速。并将继续朝着高速化和自动化的方向发展。
注射模塑是通过注射机来实现的。注射机的类型很多，分类方法又不同，按机器的外形特征分为：立式注射机、卧式注射机、角式注射机和多模注射机，按机器的传动方式分为：液压式和机械式注射机；而按塑化和注射方式分为：柱塞式注射机、螺杆定位预塑注射机、移动螺杆式注射机等。无论哪种注射机，其基本作用均为两个：
①加热塑料，使其达到熔化状态；
②对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。为了更好地满足上述两个基本作用，注射机的结构已经历了不断改进和发展的过程。最早出现的柱塞式注射机结构简单，是通过一料筒和活塞来达到塑化与注射两个基本作用的，但控制温度和压力比较困难。后来出现的单螺杆定位预塑注塑机，由预塑料筒和注塑料筒相衔接而组成。塑料首先在预塑料筒内加热塑化并挤人注射料筒，然后通过柱塞高压注射人模具型腔。这种注射机的加料量大，塑化效果显著改善，注射压力和速度较稳定，但是由于操作困难和结构比较复杂，应用不广。至50年代末，移动螺杆式注射机问世，它标志着注射模塑工艺上的一大突破。它是由一根螺杆和一个料筒组成的。加入的塑料依靠螺杆在料筒内的转动而加热塑化，并不断被推向料筒前端靠近喷嘴处，螺杆在转动的同时慢慢地向后退移，退到预定位置和限位开关相接触时，螺杆即停止转动。此时，螺杆接受液压油缸柱塞传递的高压而进行轴向位移，将积存在料筒端部的熔化塑料推过喷嘴而以高速注射人模具。移动螺杆式注射机的效果几乎与预塑注射机相当，但结构简化，制造方便。它与柱塞式注射机相比，可使塑料在料筒内得到良好的混合和塑化，不仅提高了模塑质量，还扩大了注射成型塑料的范围和注射量。因此，移动螺杆式注射机得到很大的发展。
当前广泛使用的多是移动螺杆式注射机，但在生产60g以下的小型制件时多用柱塞式注射机。而对模塑热敏性塑料，流动性差的各种塑料，中型及大型注射机则多用移动螺杆式。
各种注射机完成注射模塑的动作程序不完全相同，但其模塑的基本过程还是相同的。现以螺杆式注射机为例予以说明。将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，在料筒外加热和螺杆剪切作用下，物料实现其物理状态的变化，最后呈粘流态，并建立起一定的压力。合模油缸中的压力油推动合模机构动作，移动模板使模具闭合。注射座前移，注射油缸充入压力油，使油缸活塞带动螺杆按要求的压力和速度将熔料注入到模腔内。保压后，螺杆克服注射油缸活塞退回时的阻力(背压)进行预塑，为下一个循环做好准备。同时，模腔内的熔料冷却定型。然后打开模具，在顶出机构的作用下将制品脱出，从而完成一个模塑周期。
注射模塑的一个模塑周期从几秒钟至几分钟不等，时间的长短取决于制件的大小、形状和厚度，注射机的类型以及所采用塑料的品种和工艺条件等因素。
自从热固性塑料成功地采用注射模塑后，不仅使其制品质量稳定、性能提高、尺寸准确、成型周期缩短，而且劳动条件也得到适当的改善，近年来发展很快。由注射原理演变而成了用于热固性塑料成型的传递模塑法。
反应注射模塑是一种较新的模塑工艺，因其具有能量损耗低、制件尺寸大、可模制复杂制件的特性，得到迅速发展。
6.1 注射设备
注射机是注射模塑的主要设备。主要类型有：移动螺杆式和柱塞式注射机。由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成。
一、注射系统
注射系统是注射机的主要部分，其作用是使塑料塑化和均化，并在很高的压力和较快的速度下，通过螺杆和柱塞的推挤将熔料注射入模具。注射系统包括：加料计量装置、料筒、柱塞和分流梭、螺杆、喷嘴及加压和驱动装置等部件。
1、加料计量装置
小型注射机的加料装置，通用与料筒相连的锥形料斗。这种料斗用于柱塞式注射机时，一般应配置定量或定容的加料装置。大型注射机上用的料斗基本上也是锥形的，只是另外配有自动上料的装置。
加料计量有容积定量和重量定量两种。容积加料用体积计量，当粒料的容积重量发生变化时，会影响定量的精确程度。重量加料是按重量计量的一种方法。
2、料筒
用于塑料加热和加压的容器。柱塞式注射机的料筒容积约为最大注射量的4-8倍。螺杆式注射机因为有螺杆在料筒内对塑料进行搅拌，料层比较薄，传热效率高，塑化均匀，一般料筒容积只需要最大注射量的2-3倍。
料筒外部配有加热装置，可进行分段加热和控制。料筒各段温度是通过热电偶和恒温控制
仪来精确控制的。一般对料筒和螺杆无需加冷却装置，而是靠自然冷却。为了能顺利进料，在料斗座加料口处设置冷却水套进行冷却。料筒内壁转角处均应作成流线型，以防存料而影响制品质量。料筒各部分的机械配合要精密。
3、柱塞与分流梭
柱塞与分流梭都是柱塞式注射机料筒内的重要部件。
（1）柱塞的作用是将注射油缸的压力传递给塑料并使熔料注射人模具。柱塞是一个表面光洁、硬度较高的圆柱体，其头部做成内圆弧或大锥度的凹面。柱塞与料筒的配合要求既不漏料，又能自由地往复运动。
（2）分流梭是装在料筒前端内腔中而形状颇似鱼雷体的一种金属部件。它的作用是使料筒内的塑料分散为薄层并均匀地处于或流过料筒和分流梭组成的通道，从而缩短传热导程，加快热传递和提高塑化质量。
分流梭应具有合理的结构，其与料筒之间的流道应形成一个逐渐压缩的空间，以适应塑料物理状态的变化。分流梭应光滑，呈流线型（见图6-4）。
4、螺杆
螺杆是移动螺杆式注射机内的重要部件。其主要作用是：对塑料进行输送、压实、塑化和施压。其工作原理是：螺杆在料筒内旋转时，首先将料斗来的塑料卷入料筒，并逐步将其向前推送、压实、排气和塑化，随后熔融的塑料就不断地被推到螺杆顶部与喷嘴之间，而螺杆本身则因受熔料的压力而缓慢后移。当积存的熔料达到一次注射量时，螺杆停止转动。注射时，螺杆将液压或机械力传给熔料使它注入模具。
注射螺杆的形式和挤出机螺杆相似，有渐变螺杆、突变螺杆两大类，但在注射机中还使用一种通用螺杆。通用螺杆的特点是其压缩段长度介于渐变螺杆、突变螺杆之间，以适应结晶性塑料和非结晶性塑料的加工需要。虽然螺杆的适应性扩大了，但其塑化效率低，单耗大，使用性能比不上专用螺杆。
注射螺杆具有以下特点：
①注射螺杆在旋转时有轴向位移。
②注射螺杆的长径比和压缩比较小。一般L/D = 10-20，压缩比为2-2.50。
③注射螺杆的螺槽深度一般偏大，可提高生产率。
④注射螺杆因轴向位移，加料段较长，约为螺杆杆长度的一半，而压缩段和计量段则各为螺杆长度的1/4。
为使螺杆对塑料施压进行注射时不致出现熔料积存或沿螺槽回流的现象，对螺杆头部的结构应进行考虑。熔融粘度大的塑料，采用锥形尖头的注射螺杆，可减少注射时物料流动的阻力；粘度较低的塑料，则需要在螺杆头部装一止逆环。这种螺杆，当其旋转而对塑料进行塑化时，熔料即沿螺槽前进而将止逆环推向前方，同时沿着止逆环与螺杆头的间隙进人料筒的前端。注射时，由于料筒前端熔料的压力升高，逆环即被压向后退而与螺杆端面密合，从而防止物料回流。
5、喷嘴
喷嘴是连接料筒和模具的过渡部分。喷嘴的种类繁多，都有其适用的范围，但用的最多的是以下三种：
(1)直通式喷嘴
喷嘴呈短管状（如图6-7所示）。熔料流经这种喷嘴时压力和热量损失都很小，不易产生滞料和分解，其外部一般不设加热装置。还有一种改进型，称为延伸式喷嘴，须添设加热装置。如用作加工低粘度塑料时，则会产生流涎现象。
(2)自锁式喷嘴
自锁式喷嘴以弹簧式和针阀式广泛使用。其原理是依靠弹簧的弹力压合喷嘴体内的阀芯以实现自锁的。注射时阀芯受熔料的高压而被顶开，熔料遂向模具射出。注射结束时，阀芯在弹簧力作用下进行复位而实现自锁。这种喷嘴的优点是能有效地杜绝注射低粘度塑料时的"流涎"现象，使用方便，自锁效果显著。但是，结构比较复杂，注射压力损失大，射程较短，补缩作用小，对弹簧的要求高。
(3)杠杆针阀式喷嘴
在注射过程中可对喷嘴通道实行暂时启闭。其工作原理是用外在液压系统通过杠杆来控制联动机构启闭阀芯的。使用时可根据需要而使操纵的液压系统准确及时地开启阀芯。具有使用方便，自锁可靠，压力损失小，计量准确和无须更换弹簧等优点。缺点是结构较复杂。
选择喷嘴型式应根据加工塑料的性能和成型制品的特点。一般对熔融粘度高，热稳定性差的塑料，例如PVC，宜选用流道阻力小、剪切作用比较小的大口径直通式喷嘴；对熔融粘度低的塑料，如聚酰胺，为防止"流涎"现象，则宜选用带有加热装置的自锁式或杠杆针阀式的喷嘴为好。形状复杂的薄壁制品宜选用小孔径，射程远的喷嘴；而厚壁制品则最好选用大孔径、补缩作用大的喷嘴。
为使喷嘴与模具很好地接触，模具主浇道衬套的凹面圆弧直径应比喷嘴头球面圆弧直径稍大，亦可使二者直径相等。
6、加压和驱动装置
供给柱塞或螺杆对塑料施加的压力，也就是使柱塞或螺杆在注射周期中发生必要的往复运动进行注射的设施，即加压装置，它的动力源有液压力和机械力两种，但大多数采用液压力，而且多采用自给式的油压系统供压。
驱使螺杆式注射机螺杆转动而使其完成对塑料预塑化的装置，是驱动装置。若按实现螺杆变速的方式分类，可分为无级调速和有级调速两大类。无级调速，主要有液压马达和调速电机(或经齿轮箱)传动；有级调速，主要有定速电动机经变速齿轮箱传动。实际应用最普遍的是液压马达和电动机一变速齿轮箱两种传动形式。
（1）液压马达传动
用液压马达作为原动机来驱动螺杆有两种形式。一种是用高速油马达经齿轮减速箱驱动螺杆，另一种是用低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆。
高速油马达经齿轮箱驱动螺杆的传动方式。它和电机经齿轮箱驱动螺杆的传动方式类似。不同的是可以方便地实现螺杆的无级变速。这种传动方式省去齿轮箱，结构非常简单，可以实现螺杆转速的无级调节。根据注射螺杆传动的要求，使用液压马达是比较理想的。因液压高速油马达经齿轮箱驱动螺杆马达的传动特性软，启动惯性小，对螺杆有保护作用；由于它的体积比同规格的电机小得多，整个传动装置易满足体积小、重量轻、结构简单的要求，尤其是采用低速大扭矩马达直接驱动螺杆的传动方案，结构就更简单；由于大部分注射机均采用液压传动，当螺杆预塑时，机器处于冷却定型阶段，油泵这时为无负载状态，故用液压马达可方便地取得动力来源；液压马达可在较大的范围内实现螺杆转数的无级调节。
正是由于上述优点，新设计的注射机越来越多地采用液压马达传动。但是液压马达传动系统维修比较复杂，效率较低。
（2）定速电动机一变速齿轮箱传动
这是目前国内注射机使用较多的传动形式。它只能实现有级的变速，因为注射螺杆对速度调节的要求不十分严格，并且这类传动便于维护、寿命长，制造比较简单，效率高，启动力矩大，成本较低，故应用较普遍。这种传动方式，由于其传动特性比较硬，应设置螺杆保护环节。另外还要克服电动机频繁启动对电动机使用寿命的影响，一般可使用液压离合器来解决这一间题。当螺杆预塑时，电动机和齿轮箱相联，预塑完毕后，离合器将电动机与齿轮箱的联系切断，而电动机不停转，以避免频繁启动。螺杆过载时，液压离合器还可以起到保护作用。当然，这种传动方式调速范围小，而是有级的，结构比较笨重，噪音也较大。
二、锁模系统
在注射机上实现锁合模具、启闭模具(又称合模装置)和顶出制件的机构总称为锁模系统。锁模装置是保证成型模具可靠的闭锁、开启并取出制品的部件。一个完善的合模装置，应该具备下列三个基本条件：
第一、足够的锁模力，使模具在熔料压力(即模腔压力)的作用下，不发生开缝现象。
第二、有足够的模板面积、模板行程和模板间的开距，以适应不同外形尺寸制品的成型要求。
第三、模板的运动速度，应满足闭模时先快后慢，开模时慢、快、慢，以防止发生模具的碰撞，实现制品的平稳顶出并提高生产能力。
锁模系统主要由固定模板、活动模板、拉杆、油缸、连杆以及模具调整机构、制品顶出机构等组成。锁模系统的结构、种类较多，若按实现锁模力的方式分，则有机械式、液压式和液压一机械组合式三大类。
1、机械式
这种装置一般是以电动机通过齿轮或蜗轮、蜗杆减速传动曲臂或以杠杆传动曲臂的机构来实现启闭模和锁模作用的。这种型式结构简单，制造容易，使用和维修方便，但因传动电机启动频繁，启动负荷大，频受冲击振动，噪音大，另部件易磨损，模板行程短等，所以只适用于小型或实验室用的注射机。
2、液压式
液压式是采用油缸和柱塞并依靠液压力推动柱塞作往复运动来实现启闭和锁模作用的，模具的启闭和锁紧都是在一个油缸的作用下完成的，这是最简单的液压合模装置。这种合模装置，并不完全符合注射机对合模装置的要求。
合模初期，模具尚未闭合，合模力仅是推动移动模板及半个模具，所需力量甚小；为了缩短循环周期，这时的移模速度应快。但因油缸直径大，实现高速有一定困难。合模后期，从模具闭合到锁紧，为防止碰撞，合模速度应该低些，直至为零。锁紧后的模具才需要达到锁
模吨位。
这种速度高时力量小，速度为零时力量大的要求，是单缸直压式合模装置难以满足的。由于这个原因，促使液压合模装置在单缸直压式的基础上发展成其他形式，例如增压式合模装置、充液式合模装置等。但是液压系统管路甚多，保证无渗漏是困难的，所以锁模力的稳定性差，从而影响制品质量。管路、阀件等的维修工作量大。但是，液压合模装置的优点突出，仍被广泛地采用。
3、液压一机械组合式
这种型式是由液压操纵连杆或曲肘撑杆机构来达到启闭和锁合模具的。当压力油从油缸上部进入时，推动活塞向下，迫使两根连杆伸展为一条直线，从而锁紧模具。开模时，压力油从油缸一下部进入，使连杆屈曲。油缸用纹链与机架相联，开、闭模过程中，油缸可以摆动。
这种合模装置油缸小，装在机身内部，使机身长度减小。由于是单臂，易使模板受力不均，只适于模板面积小的小型注射机，但模板距离的调整较易。
双曲肘合模装置的的优点是：
①连杆式曲肘自身均有增力作用，当伸直时，又有自锁作用，即使撤除液压，锁模力亦不会消失。所以设置的液压系统只在操纵连杆或曲轴的运动，所需要的负荷并不大，从而节省了投资；
②机构的运动特性能满足工艺要求，即肘杆推动模板闭合时，其速度可以先快后慢，而在开模时恰又相反；
③锁模比较可靠。其缺点是机构容易磨损和调模比较麻烦。但当前中小型注射机中所用的仍以这种机构占优势，因其成本较低。
4、模板距离调节机构
对液压一机械组合式合模装置，由于模板行程不能调节，为适应不同厚度模具的要求，前固定模板和移动模板之间的距离(指闭模状态)应能调节。模板距离的调节机构，还可以调整锁模力。小型注射机常用手动调节，大型注射机常用电动或液压驱动调节。常见的模板距离调节机构为：
（1）螺纹肘杆调距
松动两端的螺母，调节调距螺母，使肘杆的两段发生轴向位移，改变肘杆的长度，从而达到调节模板距离的目的。这种形式结构简单，制造容易，调节也方便。但是螺纹和调节螺母要承受锁模力，因此只适用于小型注射机。
（2）移动合模油缸位置调距
合模油缸外径上有螺纹，并与后固定模板相连接。转动调节手柄，使大螺母转动，合模油缸发生轴向位移，从而使合模机构沿拉杆移动，达到调距目的。这种结构一般也只用在小型注射机上。
（3）拉杆螺母调距
合模油缸装在后模板上，通过调节拉杆螺母，便可调节合模缸的位置。四个螺母调节量必须一致，否则模板会发生歪斜。用手动调节达到四个螺母的调节量完全一致是困难的。为使四个螺母的调节量一致，有的设有联动机构。
（4）动模板间连接大螺母调距
它们有两块移动模板，其间用螺纹连接起来。调动调节螺母，便可改变移动模板的厚度，从而达到调距的目的。这种形式调节方便，使用较多，但多了一块移动模板，增加了移动部分的重量和机身的长度。
5、顶出装置
顶出装置是为顶出模内制品而设的。顶出装置主要有机械式和液压式两大类。第一类是机械式顶出装置，它是利用设在机架上可以调动而静止的顶出柱，在开模过程中，推动模具中所设的脱模装置而顶出制件的。这种装置简单，使用较广。但是，这种装置的顶出必须在开模临终时进行，而脱模装置的复位要在闭模后才能实现。顶出柱和脱模装置均根据锁模机构特点而定，可放置在模板的中心或两侧。顶出距离则按制品不同，可进行调节。第二类是液压式顶出装置，它是依靠油缸的液压力实现顶出的。顶出力和速度都是可调的，但是顶出点受到局限，结构比较复杂。在大型注射机上则是两种顶出装置并用，通常都在动模板中间放置顶出油缸，而在模板两侧设置机械式的顶出装置。
三、塑模
塑模亦称模具，是在成型中赋予塑料制件以形状和尺寸的部件组合体。塑模的作用是：完成塑料制品所需的外形尺寸、强度及性能要求。随塑料的品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同具有千姿百态，但是基本结构是一致的。
塑模主要由浇注系统、成型零件和结构零件三大部分所组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中变化最大，加工光洁度和精度要求最高的部分。
1、浇注系统
浇注系统是指塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等，现简述如下：
（1）主流道
系指紧接喷嘴到分流道或型腔的一段通道。主流道形状为圆锥形，主流道顶部呈凹形。以便与喷嘴衔接，主流道进口直径应略大于喷嘴直径以避免溢料，并防止两者因衔接不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定，一般为4-8mm。主流道直径应向内扩大，呈2°- 6°的角，以便流道赘物的脱模。
（2）冷料穴
冷料穴是设在主流道末端的一个空穴，以捕集喷嘴端部两次注射之间产生的冷料，防止堵塞分流道及浇口。冷料一旦混人型腔，制品容易产生内应力。为了便于脱模，其底部常设有脱模杆。脱模杆的顶部设计成曲折钩形或设下陷沟槽，以便脱模时能顺利拉出主流道赘物。
（3）分流道
分流道是主流道和浇口之间的通道。为满足熔料以等速度充满各型腔，分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。要求分流道截面的形状和尺寸有利于快速充模，压力损失最小。分流道常作成半圆形、梯形、矩形或椭圆形。一般以梯形和半圆形较易加工。
（4）浇口
浇口是分流道和型腔的连接点，塑料熔体经浇口进人模腔成型。浇口的作用是：
①控制料流的速度，尽快充满型腔。
②浇口冷却封闭，防止熔料倒流。
③熔料通过浇门受到较强的剪切而升温，可降低表观粘度，提高熔体流动性。
④便于浇口与流道系统分离。因此浇口的形状、尺寸和位置对制品质量影响很大。浇口的截面积宜小，长度宜短；浇口位置应开设在制品最厚部位又不影响外观的地方。
（5）型腔
型腔是构成塑料制品几何形状的空间。而构成型腔的组件统称为成型零件。构成制品外形的成型零件称为凹模(又称阴模)，构成制品内部形状(如孔、槽等)的称为型芯或凸模(又称阳模)。型腔应根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来设计结构。根据确定的结构选择分型面，浇口和排气孔的位置及脱模方式。
（6）排气口
排气口是在模具中开设的出气孔或槽。当熔料进人型腔时，在料流的尽头常积有空气、蒸气等气体，如不及时排出，会使制品出现气孔、表面凹痕等，甚至会引起制品局部烧焦、颜色发暗。排气孔一般设在型腔内料流的尽头或塑模的分型面上，亦可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙、顶块和脱模板与型芯的配合间隙来排气。
（7）结构零件
结构零件是指构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯、分型的各种零件。诸如前后夹模板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。
（8）塑模的加热或冷却装置
塑模的加热或冷却装置是为了控制不同的模具温度。由于模温对制品的冷却速度影响很大，从而影响制品的内应力、结晶和取向，所以必须控制模温。通用塑料常采用自然冷却或向模具冷却道内通水冷却；对熔融温度高的工程塑料，为了控制冷却速度，要对模具加热：(采用电热棒或电热板)，控制熔料缓慢冷却。因此对模具的加热或冷却，应根据塑料品种、模具结构、制品形状等来选择
23-分流道赘物；24-主流道赘物
四、注射机的主要技术参数
注射机的主要技术参数有公称注射量、注射压力、注射速率、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。这些参数是设计、制造、购置和使用注射成型机的依据。
1、公称注射量
公称注射量是指在对空注射的条件下，注射螺杆或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。此参数在一定程度上反映注射机的加工能力、能成型的最大塑料制品，是表征机器规格的重要参数。注射量有两种表示方法：一种是以聚苯乙烯为标准，用每次射出熔料的质量(g)表示；另一种是用每次射出熔料的容积(CM3 )表示。公称注射量Qg即实际最大注射量，其表达式为
Qg-αQL＝π/4D2α
最大理论注射量表达式为：QL＝π/4D2S
式中QL-最大理论注射量
D-螺杆或柱塞的直径
S-螺杆或柱塞的最大行程
上式说明，直径为D的螺杆移动S应当射出QL的理论注射量，由于注射时有部分熔料在压力作用下回流，为保证塑化质量和在注射完毕后保压时的补缩需要，实际注射量要小于理论注射量，为描述二者的差别，引人射出系数a而影响射出系数的因素很多，如螺杆的结构和参数、注射压力和注射速度、背压的大小、模具的结构和制品的形状以及塑料的特性等。故射出系数α在0.75-0.85之间。对热扩散系数小的塑料，α取小值，反之取大值。
2、注射压力
指推动熔料注射进模具的压力称为注射压力。为了克服熔料流经喷嘴、浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力。注射压力的大小与流动阻力、制品的形状、塑料的性能、塑化方式、塑化温度、模具温度及对制品精度要求等因素有关。因此，注射压力要根据实际情况选用，如加工粘度低、流动性好的低密度聚乙烯、聚酰胺之类的塑料，可选用34 - 54MPa注射压力，加工中等粘度的塑料(如改性聚苯乙烯、聚碳酸脂等)，制品形状一般，但有一定的精度要求时，注射压力可选98 -137MPa；对聚砜、聚苯醚之类高粘度工程塑料的注射成型，又系薄壁长流程、厚度不均和精度要求严格的制品，注射压力可选137 --167MPa范围内。加工优质精密微型制品时，注射压力可高达226 - 245MPa以上。
为了满足加工不同塑料对注射压力的要求，一般注射机都配备有三根不同直径的螺杆(或用一根螺杆而更换螺杆头)。由于注射油缸活塞施加给螺杆的最大推力是一定的，故改变螺杆直径时，便可相应地改变注射压力。
3、注射速率
注射时，为使熔料充满型腔，必须有足够的注射压力，熔料还必须有一定的流动速度。
注射速率、注射速度、注射时间。注射速率是将公称注射量的熔料在注射时间内注射出去，
即单位时间内所达到的体积流率；注射速度是指螺杆或柱塞的移动速度；而注射时间，即螺杆(或柱塞)射出一次公称注射量所需要的时间。
对于100cm3以下的中小型螺杆式注射机，注射时间通常在3-5s，大型或超大型注射机也很少超过10s。一般说来，注射速率应根据工艺要求、塑料的性能、制品的形状及壁厚，浇口设计以及模具的冷却情况来选定。
此外，为了提高注射制件的质量，尤其是对形状复杂制品的成型，发展了变速注射，即注射速度是变化的，其变化规律根据制件的结构形状和塑料的性能决定。
4、塑化能力
塑化能力是指单位时间内所能塑化的物料量。注射机的塑化装置应该在规定的时间内，保证能够提供足够的塑化均匀的熔料量。塑化能力应与注射机的成型周期配合，若塑化能力高而机器的空循环时间太长，则不能发挥塑化装置的能力。反之，则会加长成型周期。目前注射机的塑化能力均有较大的提高。
提高螺杆转速、增大驱动功率、改进螺杆的结构型式等都可以提高塑化能力和改进塑化质量。
5、锁模力
锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。在此力的作用下，模具不应被熔融的塑料所顶开。锁模力和公称注射量都能反应出机器所能塑制制品的大小，是重要的技术参数，我国采用最大锁模力作为注射机的规格标称。
锁模力应满足下式：
F≥kpA
式中F--锁模力，N
ｐ--注射压力，MPa
A--制品在模具分型面上的投影面积，m2
k--压力损失系数，一般在0.4-0.7之间选取，对粘度小的塑料如尼龙，取0.7，对粘度大的塑料如聚氯乙烯，取0.4，模具温度高时取大值，模具温度低时取小值。
将上式中p理解为模具型腔内熔料的平均压力，它是由实验测得的模腔内熔料总的作用力和制品在模具分型面上投影面积的比值时，k称为安全系数，一般取1～2。但模腔内熔料的平均压力比较难取，因为它受注射压力、塑料粘度、成型工艺条件、制品形状和精度要求、喷嘴和浇道形式以及模具的温度等各种因素的影响。
螺杆式注射机的平均模腔压力为20MPa左右，柱塞式注射机要高些。加工粘度高的塑料，精度要求高的制品，模腔压力可达29.4-44MPa。
国际规格常采用合模力(kN)和当量行程容积表示。当量注射容积又称当量行程容积。当量注射容积＝理论注射容积×额定注射压力。
近年来国外注射机的锁模力有普通降低的趋势，这是由于改进了注射螺杆的结构设计，从而提高了塑化质量，对注射量进行精确控制，提高注射速度并实现了程序控制，改进合模装置，提高了螺杆和模具的制造精度和光洁度等所致。
6、合模装置的基本尺寸
合模装置的基本尺寸包括模板尺寸、拉杆空间、模板间最大开距、动模板的行程、模具最大厚度与最小厚度等。这些参数规定了机器所加工制品使用的模具尺寸范围，是衡量合模装置的重要参数。
（1）模板尺寸及拉杆间距
装模方向的拉杆中心距代表模板的尺寸，而规定垂直方向两拉杆之间的距离与水平方向两拉杆之间的距离的乘积为拉杆间距。因此，模板尺寸及拉杆间距应满足机器规格范围内常用模具尺寸的要求。而模板尺寸与成型面积有关。
目前有增大模板面积的趋势，以适应加工投影面积较大的制品及自动化模具的安装要求。
（2）模板间最大开距
模板间最大开距是指定模板与动模板之间的最大距离(包括调模行程在内)。为使成型后的制品顺利取出，模板最大开距L一般为成型制品最大高度h的3-4倍。
（3）动模板行程
动模板行程是指动模板行程的最大值，一般用S表示。为了便于取出制品，另一般大于制品最大高度h的两倍。为了减少机械磨损和动力消耗，成型时尽量使用最短的模板行程。
（4）模具最小厚度与最大厚度
模具最小厚度与最大厚度是指动模板闭合后，达到规定锁模力时动模板和定模板间的最小和最大距离。即模具最小厚度为Smin和模具最大厚度Smax。如果模具的厚度小于规定的，装模时应加垫板，否则不能实现最大锁模力或损坏机件；如果模具的厚度大于，装模具后也不可能达到最大的锁模力。
7、开合模速度
为使模具闭合时平稳，开模、顶出制品时不损坏塑料制件，要求模板慢行，但又不能在全行程中慢速运行，这将会降低生产率。因此，在一个行程周期中，模板的运行速度是变化的。即在合模时从快到慢，开模时是由慢到快再慢。
国产注射机的动模板移动速度，高速为12 - 22m/min，低速为0.24-3m／min随着生产的发展，动模板的移动速度，高速已达25-35m/min，甚至可达60-90m/min。
8、空循环时间
是指没有塑化、注射保压、冷却、取出制品等动作的情况下，完成一次循环所需要的时间(S)。它由合模、注射座前进和后退、开模以及动作间的切换时间所组成。
空循环时间是表征机器综合性能的参数，它反映注射机机械结构的质量、动作灵敏度、液压系统以及电气系统的性能(如灵敏度、重复性、稳定性等)。也是衡量注射机生产能力的指标。
近年来，由于注射、移模速度的提高和采用先进的液压电器系统，空循环时间已大为缩短，即空循环次数大为提高。
6.2 注射原理及工艺过程
一、成型前的准备
为使注射过程顺利进行和保证产品质量，应对所用的设备和塑料原料作好以下准备。
1、原料的预处理
根据各种塑料的特性及供料状况，一般在成型前应对原料进行外观(指色泽、粒子大小及均匀性等)和工艺性能(熔体流动速率、流动性、热性能及收缩率)的检验。如果原料是粉料，有时还须进行染色和造粒。例如聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜和聚甲基丙烯酸甲酯等塑料，因其大分子上含有亲水基团，容易吸湿，致使含有不同程度的水分。当水分超过规定量时，产品表面易出现银丝、斑纹和气泡等缺陷，重则使原料在注射过程中产生降解，严重地影响制品的外观和内在质量，使各项性能指标显著降低。因此，模塑前对这类塑料进行充分的干燥是必要的。不易吸湿的塑料，聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚甲醛等，如贮存运输良好，包装严密，一般不需要预先干燥。
对各种塑料的干燥方法，应根据塑料性能和具体条件选择：小批量生产用的塑料，多采用热风循环烘箱或红外线加热烘箱进行干燥；对高温下受热时间长时容易氧化变色的塑料，如聚酰胺，宜采用真空烘箱干燥；大批量生产用的塑料，宜采用沸腾干燥或气流干燥，因其干燥连续化，效率较高。干燥温度，在常压时选在100℃以上，当塑料的玻璃化温度低于100℃时，干燥温度应控制在玻璃化温度以下。一般延长干燥时间有利于提高干燥效果，但是对每种塑料在干燥温度下都有一最佳干燥时间，过多延长干燥时间效果不大。并应重视已干燥塑料的防潮。
2、料筒的清洗
在注射机使用之前，生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机(主要是料筒)进行清洗或拆换。柱塞式注射机料筒的清洗比螺杆式注射机困难，由于柱塞式料筒内的存料量较大，物料不易移动，必须拆卸清洗或者采用专用料筒。
螺杆式注射机通常是直接换料清洗。为节省时间和原料，换料清洗应采取正确的操作步骤，掌握塑料的热稳定性、成型温度范围和各种塑料之间的相容性等技术资料。当欲换塑料的成型温度远比料筒内存留塑料的温度高时，应先将料筒和喷嘴温度升高到欲换塑料的最低加工温度，然后加入欲换料(或欲换料的回料)并连续进行对空注射，直王全部存料清洗完毕时再调整温度进行正常的生产。如欲换塑料的成型温度远比料筒内塑料的温度低，则应将料筒和喷嘴温度升高到料简内塑料的最好流动温度后，切断电源，用欲换料在降温下进行清洗，如欲换料的成型温度高，熔融粘度大，而料筒内的存留料又是热敏性的，如聚氯乙烯、聚甲醛或聚二氟氯乙烯等，为预防塑料分解，应选用流动性好，热稳定性高的聚苯乙烯或高压聚乙烯塑料作过渡换料。近年来，也有采用料筒清洗剂进行清洗，可节约大量原料，缩短时间，取得较好的效果。
3、嵌件的预热
为了装配和使用强度的要求，塑料制件内常需要嵌人金属嵌件。注射前，金属嵌件应先放在模具内的预定位置，才能在成型后使其与塑料成为一个整体件。在嵌件的塑料制品，易在嵌件的周围出现裂纹或导致制品强度下降，这是由于金属嵌件与塑料的热性能和收缩率差别较大。因此，在设计制件时，应加大嵌件周围的壁厚，借以克服这种困难，成型前对金属嵌件进行预热是一项有效措施。因为预热后可减少熔料与嵌件的温度差，在成型中可以使嵌件周围的熔料冷却较慢，收缩比较均匀，发生一定的热料补缩作用，可防止嵌件周围产生过大的内应力。
嵌件的预热须视加工塑料的性质和金属嵌件的大小而定。对具有刚性分子链的塑料，如聚碳酸酯、聚砜和聚苯醚等，因为它们的制件在成型中容易产生应力开裂，因此采用的金属嵌件一般都应进行预热。对容易被塑料熔体在模内加热的小型嵌件，可不必预热。预热的温度以不损伤金属嵌件表面的镀锌层或镀铬层为限，一般为110-130℃。对于表面无镀层的铝合金或铜嵌件，预热温度可适当提高到150℃左右。
4、脱模剂的选用
脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱
第六章塑料注射成型模具 一、填空题 1.根据模具总体结构特征，塑料注射模可分为：（1）；(2) ；(3) ；(4) ；(5）； (6) ；（7) ；(8) ；（9) 等类型。 2.注射成型机合模部分的基本参、、、 、和。 3.通常注射机的实际住射量最好在注射机的最大注射量的以内。 4.注射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与塑件及浇注系统在的乘积。 5.设计的注射模闭合厚度必须满足下列关系：。若模具闭合厚度小于注射机允许的模具最小厚度时，则可采用来调整，使模具闭合。 6.注射机顶出装置大致有、、、 等类型。 7.注射模的浇注系统有、、、 等组成。 8.主流道一般位于模具，它与注射机的重合。 9.注射模分流道设计时，从传热面积考虑，热固性塑料宜用分流道；热塑性塑料宜用分流道。从压力损失考虑，分流道最好；从加工方便考虑用分流道。 10.型腔和分流道的排列有和两种． 11.当型腔数较多，受模具尺寸限制时，通常采用非平衡布置．由于各分流道长度不同，可采用来实现均衡进料，这种方法需经才能实现。 12.注射模型腔与分流道布置时，最好使塑件和分流道在分型面上总投影面积的几何中心和的中心相重合。 13.浇口的类型可分、、、 、、六类。 14. 浇口截面形状常见的有和。一般浇口截面积与分流道截面积之比为，浇口的表面粗糙度为。设计时浇口可先选偏小尺寸，通过逐步增大。 15.浇口位置应设在熔体流动时最小部位。 16.注射模的排气方式有和。排气槽通常开设
在型腔的部位。最好开在上，并在一侧，以不产生飞边为限。 17.排气是塑件的需要，引气是塑件的需要。 18.常见的引气形式有和两种。 19.注射模侧向分型与抽芯时，抽芯距一般应大于塑件的侧孔深度或凸台高度的 。 20.塑件在冷凝收缩时对型芯产生包紧力，抽芯机构所需的抽拔力，必须克服 及，才能把活动型芯抽拔出来。计算抽芯力应以为准。 21.在实际生产中斜导柱斜角a一般取，最大不超过。 22.采用斜导柱侧抽芯时，滑块斜孔与斜导柱的配合一般有的间隙，这样，在开模的瞬间有一个很小的，使侧型芯在未抽动前强制塑件脱出型腔（或型芯），并使先脱离滑块，然后抽芯。 23.为了保证斜导柱伸出端准确可靠地进入滑块斜孔，则滑块在完成抽芯后必须停留在一定位置上，为此滑块需有装置。 24.在塑件注射成型过程中，侧型芯在抽芯方向受到较大的推力作用，为了保护斜导柱和保证塑件精度而使用楔紧块，楔紧块的斜角a'一般为。 25.在斜导柱抽芯机构中，可能会产生现象，为了避免这一现象发生，应尽量避免或。 26一斜导柱分型及抽芯机构按斜导柱和型芯设置在动、定模的位置不同有（1) 、(2) 、(3) 、(4) 四种结构形式。 27 .斜导柱在定模，滑块在动模，设计这种结构时，必须避免。 28.斜导柱在动模，滑块在定模，这种结构没有机构，以取出塑件。 29.斜导柱与滑块都设置在定模上，为完成推出和脱模工作，需采用机构。 30.斜导柱与滑块都设置在动模上，这种结构可通过或机构来实现斜导柱与滑块的相对运动。由于滑块不脱离斜导柱，所以不设置。 31.斜滑块分型抽芯机构由于结构不同可分、、 等形式。当塑件侧面的孔或凹槽较浅，抽芯距不大，但成型面积较大，需要抽芯力较大时，常采用。当抽芯力不大时，采用形式。 32.设计注射模的推杆推出机构时，推杆要尽量短，一般应将塑件推至高于
第五章其他类型注射模 一、本章基本内容 本章内容包括了热流道注射模的基本结构组成和工作原理；热流道系统各组成部分的功能、结构要求和设计方法；热流道注射模温度调节系统设计。注射模具的二次推出机构、定、动模双向顺序推出机构、带螺纹塑件的脱模机构。 二、学习目的与要求 通过本章的学习，应掌握热流道注射模的总体结构和热流道系统的设计方法。此外，由于一些塑件的特殊结构使得普通推出机构不能保证可靠的推出，因此必须采用复杂推出机构。通过本章的学习，应掌握注射模具复杂推出机构常用形式及设计方法。 三、本章重点、难点： 热流道注射模的总体结构和热流道系统的设计，复杂推出机构常用形式及设计方法。 1、热流道注射模 (1) 热流道浇注系统 热流道浇注系统亦称无流道浇注系统。 热流道浇注系统与普通浇注系统的区别在于，在整个生产过程中，浇注系统内的塑料始终处于熔融状态，压力损失小，可以对多点浇口，多型腔模具及大型塑件实现低压注射，另外，这种浇注系统没有浇注系统凝料，实现无废料加工，省去了去除浇口的工序，可节约人力，物力。 采用热流道浇注系统成型塑件时，要求塑件的原材料性能有较强的适应性。 ①热稳定性好塑料的熔融温度范围宽，粘度变化小，对温度变化不敏
感，在较低的温度下具有较好的流动性，在较高温度下也不易热分解。 ②对压力敏感不施加注射压力时塑件不流动，但施加较低的注射压力塑 件就会流动。 ③固化温度和热变形温度较高塑件在比较高的温度下即可固化，缩短成 型周期。 ④比热容小既能快速冷凝，又能快速熔融。 ⑤导热性能好能把树脂所带来的热量快速传给模具，加速固化。 从原理上讲，只要模具设计与塑件性能相结合，几乎所有的热塑性塑料都可采用热流道注射成型，但目前在热流道注射成型中应用最多的是聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚氯乙烯ABS等。 热流道可以分为绝热流道和加热流道，介于两者之间的称为半绝热流道。 (2) 热流道注射模工作原理 注射时，熔融塑料流经浇口套、热流道板和喷嘴进入模具型腔，热流道板设有电加热圈为其加热，以保证熔融塑料的温度，喷嘴无加热装置，其温度靠热传导获得。喷嘴应选用导热性好的材料。在注射时，有一部分熔融塑料流入定模板与喷嘴之间，形成一层隔热层，以保证喷嘴处有足够的温度。热流道板由顶心套及定位销定位，由压紧螺钉压紧，并可做适当的调节。隔热板用于定模板与热流道板之间的隔热，以保持各自的适当温度。注射完毕后，模具打开，浇口被拉断，塑料制件包紧在型芯上。当动模部分打开到一定位置时，注射机两侧的定出杆顶推推件板，便制件脱出。限位销控制了推件板的移动距离。 (3) 热流道喷嘴 ①直接接触式喷嘴 该喷嘴采用外加热，内部通道粗大。 ②绝热式喷嘴 该喷嘴采用塑料隔热层与模具型腔板绝热，常用导热性好的铍铜合金制造。
第4章 塑料注塑成型工艺 4.1 注射工艺参数选择 试模目的之一是为正式生产寻找最佳的成型工艺条件，因此试模的工艺选择应该严格遵守注射工艺规程，按正常的生产条件试模，这样才会使模具中存在的问题得到充分暴露，试模结果对修模才有指导作用。工艺参数选择主要是温度、压力和时间的选择。首次选择各个工艺参数时可以根据经验值、一般成型理论提供的参考值或设计时的CAE 模拟软件的给定值。 4.1.1温度 注射成型过程需要控制的有料筒温度、模具温度、喷嘴温度等。料筒和喷嘴温度决定熔体温度。 料筒温度的分布原则时从加料口到喷嘴由低到高的，这样能使塑料逐步塑化。料筒温度的选择与塑料特性的关系最大。每一种塑料有不同的流动温度（f t ）或熔点（m t ），对非结晶塑料，料筒末端最高温度应高于f t ；对结晶型塑料，料筒末端最高温度应高于m t ，但它们都必须低于各自的分解温度d t ，即料筒末端最高温度范围在()f m t ～d t 之间。对于()f m t ～d t 区间狭窄或热敏性易分解的塑料，料筒最高温度应偏低，比()f m t 稍高即可；反之，对于()f m t ～d t 区间较宽或热稳定性较好的塑料，则可高些，即比()f m t 高的多，因为这样有利于成型和提高生产效率。 喷嘴温度通常应略低于料筒的最高温度，这样可以防止熔体在喷嘴处“流涎”，对热敏性塑料还可以避免喷嘴处因高速摩擦热带来过度的温升而导致分解现象。 此外，料筒和喷嘴的温度选择，还应考虑高聚物的平均分子量及其分布，塑料配方的组成、制品的形状及其厚薄、注射机的种类，以及其他工艺条件等因素，综合考虑，以便确定最佳的数值。 模具温度对制品的外观质量内在的性能影响很大，同时也影响注射成型的劳动效率。 热塑性塑料注射时，模具温度应低于料温，它是冷却定型过程。 模具温度的高低取决于塑料的特性（结晶与否）、制品的结构于尺寸、制品性能要求以及其他工艺条件。 无定型塑料熔体注入模腔后，不发生相转变，主要影响熔体粘度，影响充模速度。在顺利充模情况下，模温低可提高生产率。但对那些高粘度塑料，应采用较高模温，这样可调整制品冷却速率，以防止制品内外层温差过大而产生的凹痕、内应力和裂纹等缺陷。
塑料注射成型理论知识试卷注 意 事 项1、考试时间：120分钟。2、请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、准考证号和所在单位的名称。3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。 4、不要在试卷上乱写乱画，不要在标封区填写无关的内容。 请将判断结果填入括号中，正确的填“√”，错误的填“×”。每题1分，共20分）( )1. 市场经济的功利性原则不容易诱使人们淡漠精神价值，追求享乐主义。( )2. 职业道德有利于协调职工与领导之间的关系。( )3. 掌握扎实的职业技能和相关专业知识是提高产品和服务质量的前提。( )4. 没有职业道德的人干不好任何工作，但职业道德不是人事业成功的重要条件。( )5. 文件礼貌不是一生一世的事情。( )6. 在设计带螺纹的塑料件时，螺纹的精度和表面粗糙度可以参考金属螺纹的相关要求。( )7. 在设计带嵌件的螺纹时，从将嵌件在塑件中可靠固定的角度出发，应考虑防止嵌件和塑件间的相对滑动和转动。( )8. 在为设计模具而选择注射机时，如果从注射量的角度出发，应保证注射机的额定注射量大于模具所成型的所有塑料件和相关浇注系统的总重量之和。( )9. 在为设计模具而选择注射机时，如果从注射量的角度出发，应保证注射机的额定注射量乘以80%左右后大于模具所成型的所有塑料件和相关浇注系统的总重量之和。( )10.在为设计模具而选择注射机时，如果从注射压力的角度出发，应保证注射机的额定注射压力大于工艺所需要的压力。 ( )11.从安装及定位的角度出发，模具上的定位圈和注射机上的定位孔应用过渡 配合。 考 生 答 题 不 准 超 过 此 线
( )12.在校核注射机的开模行程时，对于单分型面模具，应保证注射机的开模行程比塑料件的高度大6至8mm 。( )13.在校核注射机的开模行程时，对于双分型面模具，应保证注射机的开模行程比塑料件的高度和浇注系统的高度之和大6至8mm 。( )14．结晶型的高分子材料中存在着球晶结构和无定型区域，而在球晶内部也不完全是晶体，还存在部分无定型区。( )15．热固性塑料在成型加工过程中，中存在纤维状填料的取向，不会发生分子取向，所以，对热固性塑料就不讨论分子取向问题。( )16．所有的塑料材料（不论是热固性还是热塑性）都必须考虑大分子链的取向对制品性能〔尤其是力学性能〕的影响。( )17．高分子材料一般可分为三大类：塑料．橡胶和纤维，但这三者之间没有严格的界限，因此，对同一高分子材料，既可以做成塑料制品，又可以做成弹性体，还可以做成纤维。 ( )19．任何聚合物，在玻璃化温度时某些性能（如黏度．自由体积等）均为常数。扩散 系的。 40题。选择一个正确的答案，将相应的字母填入前面的括号中。每题2分，共40分）（ ）21．预塑结束松退时，螺杆后退的动力来自（ ）。A ：注射油缸 B ：熔胶油马达 C ：座移油缸 D ：顶针油缸（ ）22．为顺利取出制品，一般模板间最大开距取成型制品最大高度的（ ）。A ：2~3倍 B ：3~4倍 C ：4~5倍 D ：5~6倍（ ）23．为了便于取出制品，一般动模板行程要大于制件高度的（ ）。 A ：1倍 B ：2倍 C ：3倍 D ：4倍 （ ）24．立式注塑机主要用于注塑量在（ ）以下，成型多嵌件的制品。 A ：40cm 3 B ：60 cm 3 C ：80 cm 3 D ：100 cm 3 （ ）25．主要用于加工厚壁制品和热稳定性差的高粘度物料的喷嘴是（ ）。 A ：混色喷嘴 B ：短式喷嘴 C ：双流道喷嘴 D ：以上都是 （ ）26．蓄能器是储存和释放液体压力的装置，在注塑机是作为（ ）。 A ：主动力源 B ：辅动力源 C ：热交换器 D ：过滤器 （ ）27．喷嘴的圆弧半径大于主浇道口半径，会产生（ ）。 A ：熔料外溢 B ：制品飞边 C ：制品缺陷 D ：以上全是 （ ）28．在生产车间，注塑机的布置要注意注塑机（ ）。 A ：四周环境 B ：操作方便 C ：采光通风 D ：以上全是
第四章注塑模具设计 一、填空题 1．根据模具总体结构特征，塑料注射模可分为：_____、_____、_____、_____、_____、等类型。 2．注射成型机合模部分的基本参数有_____、_____、_____和_____。 3．通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的 _____以内。 4．注射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与塑浇注系统在上 _____的乘积。 5．设计的注射模闭合厚度应满足下列关系：若模具厚度小于注射机允许的模具最小厚度时，则可采用_____来调整，使模具闭合。6．注射机顶出装置大致有_____、_____、_____、_____等类型。7．注射模的浇注系统有_____、_____、_____、_____等组成。8．主流道一般位于模具_____，它与注射机的_____重合。9．注射模分流道设计时，从传热面积考虑，热固性塑料宜用_____分流道；热塑性塑料宜用_____分流道。从压力损失考虑，_____分流道最好：从加工方便考虑用_____、
_____分流道。 10．在多型腔模具中，型腔和分流道的排列有_____和_____两种。 11．当型腔数较多，受模具尺寸限制时，通常采用非平衡布置。由于各分流道长度不同，可采用_____来实现均衡进料，这种方法需经_____才能实现。 13．浇口的类型可分_____、_____、_____、_____、_____六类。14．浇口截面形状常见的有_____和_____。一般浇口截面积与分流道截面之比为_____，浇口表面粗糙度值不低于为_____。设计时浇口可先选取偏小尺寸，通过_____逐步增大。 15．注射模的排气方式有_____和_____。排气槽通常开设在型腔_____部位。最好开在_____上，并在_____一侧，这样即使在排气槽内产生飞边，也容易随塑件脱出。 16．排气是塑件_____的需要，引气是塑件_____的需要。17．常见的引气方式有_____和_____两种。 18．注射模侧向分型与抽芯时，抽芯距一般应大于侧孔的深度或凸台高度的_____。
第二篇：模具结构篇（第五章） 模胚的规格: 1、大水口模胚:(其中使用率为60~70%左右) 大水口3040-AI-A60-B70 30表示模宽(一般单位为CM) 40表示模长(一般单位为CM) A(分为A、B、C、D四类,A表示有托无推, B表示有托有推, C表示无托无推, D表示无托有推) I(分为H、I、T三类,H表示直身模,I表示工字模,T表示直身模加面板) A60表示A板厚(单位为mm) B70表示B板厚(单位为mm) 2、细水口模胚: 细水口3040-DAI-A60-B70-300-O 30表示模宽(一般单位为CM) 40表示模长(一般单位为CM) DA(分为E A、E B、E C、E D；D A、D B、D C、D D八类,E表示无水口板,D 表示有水口板,A表示有托无推, B表示有托有推, C表示无托无推, D 表示无托有推) I(分为H、I二类,H表示直身模有面板,I表示工字模) A60表示A板厚(单位为mm) B70表示B板厚(单位为mm) 300表示拉杆长度(水口边,边钉,单位为mm) O(分为O、I二类,O表示拉杆位置在外面,I表示拉杆位置在里面) 3、简化细水口模胚:
简化细水口3040-GAI-A60-B70-300 30表示模宽(一般单位为CM) 40表示模长(一般单位为CM) GA(分为F A、F C、G A、G C四类,F A表示有水有托, F C表示有水无托, G A表示无水有托, F A表示无水无托,) I(分为H、I二类,H表示直身模有面板,I表示工字模) A60表示A板厚(单位为mm) B70表示B板厚(单位为mm) 300表示拉杆长度(水口边,边钉,单位为mm) 拉杆的实际长度≥水口板和开模之间的的距离。 拉杆的计算长度=面板+水口板+A板厚+（水口板料的总高度+30毫米+6-10毫米。计算时通常取10的倍数！ ****只有前模行位则用无水口模胚,一般用型号GCI类 ****多数拉杆(水口边)装在外面 ****只有加厚方铁,其余标准化 ****一般模宽超过30则用H型或T型 ****一般模宽在20以下则用I型 ****见CAD的图示 注射模的分类 1、按注射模所用模胚的不同可分为大水口、细水口、简化细水口和 无流道模等. 2、分类见书P109页 注射模的基本组成: 1)结构件:包括模(胚)架板、去承柱、限位件等 2)成型零件:包括内模镶件和行位等
第四章注射模设计 第一节浇注系统的设计 教学目的：1．掌握浇注系统的设计原则，并会选择浇口在工件上的位置，会设计浇注系统； 2.了解绝热流道、加热流道的基本结构特点和上述流道适用的塑料材料。 教学重点：1．浇注系统的设计原则，浇注系统中每一部分的设计及制造； 教学难点：1．浇口位置的选择、浇口和分流道类型的选择和设计；2．点浇口的模具结构设计。 教学方法：讨论与总结 授课时间：6课时 教学过程： 一、普通浇注系统的组成 浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。普通流道浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。 二、浇注系统的设计 （1）主流道的设计 1）、主流道垂直于模具分型面。 2）、主流道设计成 具有2°～6°锥角的圆锥形。 3）、内壁表面的粗糙度为Ra0.8μm。 4）、设计主流道衬套
（2）分流道设计 分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体流动的通道。 1）分流道的截面形状及尺寸 实际生产中常采用梯形截面的分流道。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大。
浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统的关键部分。 1）浇口的作用 ①熔体充模后，浇口处首先凝固，可防止注射机螺杆（或柱塞）抽回时熔体向分流道回流。 ②熔体在流经狭窄的浇口时产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模。 ③易于切除浇口尾料，二次加工方便。 ④对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料，对于多浇口单型腔模具，浇口不仅可以用来平衡进料，还可以用来控制熔合纹在制品中的位置。 2）浇口的类型 ①直接浇口熔体的压力损失小，成型容易，因此常用于成型大而深的塑料制品。直接浇口的缺点是，由于浇口处固化慢，故注射成型周期长，容易产生残余应力，浇口处易出现裂纹或翘曲变形，浇口凝料切除后有明显疤痕。 ②侧浇口侧浇口一般开设在分型面上，截面形状简单，加工容易，主要用于中小型制品的多型腔模具，对各种塑料的成型适应性较强，但缺点是有浇口痕迹存在，注射压力损失大，对深型腔制品排气不便。 ③扇形浇口扇形浇口是矩形侧浇口的一种变异形式。在成型大平面板状及薄壁制品时，宜采用扇形浇口。 ④膜状浇口用于成型管状制品及平板状制品， ⑤点浇口点浇口的优点是浇口残留痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也利于自动化操作，但是由于浇口的截面积小，流动阻力大，需提高注射压力，只宜于成型流动性好的热塑性塑料，在模具结构上需增加一个分型面，即三板式双分型面，以便浇口凝料取出。 ⑥潜伏浇口这类浇口不致因浇口痕迹而影响制品的表面质量及美观效果， ⑦护耳浇口 3）浇口位置 ①尽量缩短流动距离 ②浇口应开设在制品壁最厚处 ③尽量减少或避免熔接纹 ④应有利于型腔中气体的排除 ⑤避免在承受弯曲或冲击载荷的部位设置。 ⑥浇口应开设在不影响型芯稳定性的部位 ⑦浇口应开设在不影响制品外观的部位。 ⑧浇口的设置应避免熔体断裂 （4）冷料穴的设计 将主流道或分流道延长所形成的井穴称为冷料穴。冷料穴的作用是贮存因两次注射间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。 1）带Z形头拉料杆的冷料穴
第五章注塑成型车间设计 5.1 概述 一个车间从开始设计到施工设计的完成，这阶段中有一系列的问题需要我们对其深入考虑，比如一系列的工艺、工艺设备的选用、工艺路线的组织、机械化运输、厂房和特构的土建、动力供应、暖通、环保、总图运输等问题以及技术经济问题等等。但这么多的问题中核心问题是工艺问题。 塑料厂的车间设计包括车间各工段、各设备在车间场地范围内的平面和设备在车间中的布置两部分。车间布置的目的是对厂房的配置和设备的排列做出合理的安排，从而有助于在之后的基建过程中工人的施工。今后的生产的进行中车间布置设计对其影响极大，对拟建项目特别是占地面积和基建费用的经济效益，有着重要的意义。整个工厂的生产状况与车间布置设计的好坏有着必要的联系。车间布置的不合理会给整个生产管理造成困难和混乱，诸如：给设备的管理和检修带来困难；造成人流、货流的紊乱；增加输送物料所用能量的消耗；使车间动力介质造成不正当的损失；容易发生事故，增加建筑和安装费用等。 车间布置设计阶段最终是以车间布置图作为说明。它是以图纸的形式将车间的内部设备的排列、生产厂房、生产附房的布置表现出来。 5.2 车间的整体布置 塑料制品生产厂房的整体布置基本上可以归纳为综合性集中厂房和按车间划分的分散性厂房两种。 综合性厂房是指把一种塑料产品的整个生产过程的几个车间，甚至把几种塑料制品的几个生车间及辅助房间按照生产流程的合理性，集中合并布置在一个大厂房内。这种形式的优点是：生产车间集中、厂房布置紧凑、节省占地面积；各生产车间连在一起便于组织连续的生产流水线；半成品可避免露天搬运，运输路线也近；还可保障半成品在贮运过程中不变形；并易于采取措施，不受温、湿度变化的影响，得以严格控制产品质量；某些设备尚可就近公用或互为备用。另外，工艺动力介质管路也相应缩短，减少了能量的损失。而按车间划分的分散厂房，是指把几个主要生产车间按不同产品划分为生产车间及辅助房间，按照生产工艺总的流向，分别布置在毗连的几个厂房内。其优点是：各生产车间相互干扰小；自然通风条件好；需要除尘和冬季保暖的车间，便于在较小范围内个别处理，比较容易解决，也可节省采暖通风设备和投资。各车间扩建的周围余地较大，比较灵活。相比集中型厂房，分散性厂房比较分散，占地较多；半成品搬运路线较远；某些设备难于共
一、选择题 1. 斜导柱的倾角α与楔紧块的楔紧角α'的关系是(B。 A.α>α'+2°~3° B.α=α'+2°~3° C.α<α'+2°~3° D.α=α' 2. 侧抽芯机构按动力来源不同有(D。 A.机动侧分型与抽芯机构 B.液压或气动侧分型与抽芯机构 C.手动侧分型与抽芯机构 D.以上全是 3. 机动侧抽芯机构的类型包括(C。 A.斜导柱侧抽芯、弯销侧抽芯、斜导槽侧抽芯、液压控制侧抽芯 B.斜导柱侧抽芯、弯销侧抽芯、斜导槽侧抽芯、气压控制侧抽芯 C.斜导柱侧抽芯、弯销侧抽芯、斜导槽侧抽芯、斜滑块侧抽芯 D.不确定 4. 液压或气动侧抽芯机构多用于抽芯力( 、抽芯距比较( 的场合。(D A.小短 B.大短
C.小长 D.大长 5. 斜导柱侧抽芯机构包括(D。 A.导柱、滑块、导滑槽、楔紧块、滑块的定位装置 B.导套、滑块、导滑槽、楔紧块、滑块的定位装置 C.推杆、滑块、导滑槽、楔紧块、滑块的定位装置 D.滑块、导滑糟、楔紧块、滑块的定位装置、斜导柱 6. 将(B从成型位置抽至到不妨碍塑件的脱模位置所移动的距离称为抽芯距。 A.主型芯 B.侧型芯 C.滑块 D.推杆 7. 滑块的定位装置包括几种形式?(A A.2种 B.3种 C.4种 D.6种 8. 斜导柱侧抽芯注射模中楔紧块的作用是什么?(D A.承受侧压力
B.模具闭合后锁住滑块 C.定位作用 D.A或B正确 二、填空题 1. 导滑槽是维持滑块运动方向的支撑零件。 2. 斜导柱在工作过程中主要用来驱动滑块作往复运动 3. 斜导柱侧抽机构主要由斜导柱、侧型芯滑块、导滑槽、楔紧块、和定距限位装置组成。 4. 楔紧块的作用是承受熔融塑料给予侧向成形零件的推力。 5. 根据动力源的不同,侧抽芯机构可分为机动、液压或气动、以及手动等三大类。 6. 斜导柱的倾斜角增大,斜导柱的工作长度和对应的开模距离减小,有利于减小模具尺寸,但是所需的开模力和斜导柱所受的弯曲力增加。 7. 滑块是斜导柱侧抽芯机构中的一个重要零部件,其结构形状可分为整体式和组合式。 8. 锁紧角应该比斜导柱的倾斜角大一些。 9. 为了避免侧型芯和推杆的干涉,在模具结构允许的情况下,应尽量避免在侧型芯的投影范围内设置推杆。 10. 斜导柱与侧滑块同时安装在定模,需要用顺序分型机构。 11. 斜导柱与侧滑块同时安装在动模的时候,造成二者之间相对运动的推出机构一般是推件板推出机构。
1、注射成型：将粒料或粉料从注射机的料斗送进加料的料筒，经加热熔化呈流动状态后，由柱塞或螺杆的推动，使其通过料筒的前端的喷嘴注入闭合塑模中。充满塑模的熔料在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后即可保持注塑模型腔所赋予的形状。 2、注射成型的特点： 适应性强、周期短、生产率高、易于自动化控制零部件几何形状的自由度高，制件各部分密度均匀、尺寸精度高，适于制造几何开头复杂、精密及具有特殊要求的小型零件（0.2g-200g)产品质量稳定、性能可靠，制品的相对密度可达95-98%，可进行涌碳、淬火、回火等处理。 3、移动螺杆式和柱塞式两种注射机都是由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成的. 4、注射系统包括：加料装置、料简、螺杆、(柱塞式注射机则为柱塞和分流梭)及喷嘴等部件。（1）料筒结构有整体式和积木式。 （2）分流梭是装在料简前端内腔中而形状颇似鱼雷体的一种金属部件。它的作用是使料简内的塑料分散为簿层并均匀地处于或流过料筒和分流梭组成的通道，从而缩短传热导程，加快热传递和提高塑化质量。 （3）螺杆是移动螺杆式注射机内的重要部件。它的作用是对塑料进行输送、压实、塑化和施压。 （4）喷嘴分为直通式喷嘴自锁式喷嘴(优点是能有效地杜绝注射低粘度塑料时的“流涎”现象，使用方便，自锁效果显著。但是，结构比较复杂，注射压力损失大，射程较短，补缩作用小，对弹簧的要求高。)杠杆针阎式喷嘴 5、注射成型时对螺杆的要求： （1）应采用高压缩比螺杆； （2）螺杆头应装上良好的止逆环，以免低粘度的熔体发生过多的漏流； （3）为防止喷嘴处熔体的流涎现象而浪费原料，一般以外弹簧针阀式喷嘴较好。 6、注射成型机的螺杆和挤出成型机的螺杆有和区别？ 1.注射螺杆在旋转时有轴向位移，因此螺杆的有效长度是变化的 2.注射螺杆的长径比比较小，注射螺杆在转动时只需要它对塑料进行塑化，不需要它提供稳定的压力 3.注射螺杆的螺槽较深以提高生产效率 4.注射螺杆因有轴向位移，因此加料段应较长，约为螺杆长度的一半 5.为使螺杆对塑料施压进行注射时不致出现熔料积存或沿螺擅回流的现象，对螺杆头部的结构应行考虑。 7、注射模塑的过程是： (1) 加热塑料，使其达到熔化状态； (2) 对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔 将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，由柱塞或螺