塑料注射模具設計CAI系統(tǒng)課件

塑料注射模具設計CAI系統(tǒng)塑料及其工藝特性塑料制品的設計原則塑料注射成型原理注射成型模具設計概述澆注系統(tǒng)的設計成型零部件的設計結構零件的設計脫模機構的設計分型抽芯機構的設計溫度調節(jié)系統(tǒng)?排氣系統(tǒng)攻略學習本章主要掌握以下內容：塑料的概念，組成，分類，性質和用途塑料的概念，組成，分類，性質和用途塑料的加工性能塑料主要的成型方法熱塑性塑料的工藝性能注射的工藝性能緒論

上個世紀初以來，塑料由于原料來源廣泛，綜合性能優(yōu)良，成型方便，性能價格上占有優(yōu)勢，已成為原四大材料(鋼鐵、木材、煤、水泥)之后的又一大新型材料。迄今，塑料的體積產量已超過了金屬材料。在短短的80多年內，走過了金屬材料兩千多年的發(fā)展歷程。塑料廣泛應用于汽車、機械、宇航、艦船、電子電氣、化工、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑、軍工、包裝、家具、文體用品以及生活用品等各個領域。特別是近年來，具有光、電、磁、生物等功能的高分子材料的出現，使得塑料的應用領域擴大到信息民、生物等新興產業(yè)。塑料科技的高速發(fā)展，帶動了塑料工業(yè)的蓬勃發(fā)展。

汽車工業(yè)

２１世紀初許多國家汽車工業(yè)重要改革措施之一是提高汽車速度、降低能耗，其主要對策是更多地采用塑料件以減輕車體重量。為此，塑料件在汽車中的用量迅速增長。據預測，２０１３年各類汽車中將有一半用可回收的塑料復合材料制造。電子電氣工業(yè)

目前，電子電氣產品結構正向短、小、輕、薄方向發(fā)展，對高電磁性塑料合金、超導電塑料、電磁波屏蔽材料、光學性能材料、高性能復合料等，在量和質方面都提出了更高要求。另外，高性能電線、電纜，通信用塑料，光學纖維，新型傳感器用塑料以及信息處理中用的各類記錄、存貯材料，ＣＡＤ用靜電記錄膜，縮微用膠片等在信息化社會中需求量日益增大，這些又大大促進了塑料材料的發(fā)展。包裝工業(yè)

人們對包裝材料除了在性能方面（高阻透性、高耐熱性、保鮮、無菌等）有更高要求外，還要求節(jié)省原料、降低能耗。塑料包裝材料與傳統(tǒng)包裝材料比較具有較多優(yōu)越性。如生產同規(guī)格的制品，紙的能耗是塑料的３－５倍，生產過程中釋放的二氧化碳及氮氧化物均比塑料高。２１世紀初，塑料包裝材料仍將成為塑料的主要應用領域。建材工業(yè)

塑料在建材工業(yè)中獲得廣泛應用。從材料生產能耗比較，如聚氯乙烯為１，則鋼材為４．５，鋁材為８．８。從應用中節(jié)能效果比較，塑料管比金屬管可減少輸水能耗５％，塑料窗比鋁窗節(jié)省采暖能耗約３０％。由此可見，２１世紀初塑料建材作為節(jié)能材料，在許多國家中的需求量將持續(xù)增長。

第一節(jié)

塑料材料及應用一塑料的定義

塑料是指以高分子合成樹脂為主要成份、在一定溫度和壓力下具有塑性和流動性，可被塑制成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。高分子結構 高分子最普通、最重要的結構是長鏈狀的，這就是人們發(fā)現的高分子的線型結構（上圖Ⅰ）。例如，聚乙烯、聚氯乙烯的長鏈就是由C—C鍵二塑料的組成聚合物合成樹脂（40-100%）

由低分子化合物通過縮聚或聚合反應合成的高分子化合物，是塑料的主要組成，決定塑料的類型及基本性能。添加劑

改善材料的使用性能與加工性能，節(jié)約樹脂材料（貴）固化劑促進發(fā)生交聯反應而生成體型網狀 結構，更堅硬，穩(wěn)定增塑劑提高樹脂的可塑性和柔軟性穩(wěn)定劑防止受熱，光作用而過早老化潤滑劑防止成型過程中粘模著色劑著色阻燃劑阻燃填料等增強，性能改造增強劑石墨，三硫化鉬，石棉纖維和玻璃 纖維等。常用的添加劑三塑料的主要特性優(yōu)點：①大多數塑料質輕，化學穩(wěn)定性好，不會銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；四塑料的分類及特點

塑料的分類體系比較復雜，各種分類方法也有所交叉，按常規(guī)分類主要有以下三種： 按使用特性分類； 按理化特性分類； 按加工方法分類。?按使用特性分類通用塑料

一般是指產量大、用途廣、成型性好、價格便宜的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。工程塑料

一般脂能承受一定外力作用，具有良好的機械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用作工程結構的塑料，如聚酰胺、聚砜等。特種塑料

一般是指具有特種功能，可用于航空、航天等特殊應用領域的塑料。如氟塑料和有機硅具有突出的耐高溫、自潤滑等特殊功用，增強塑料和泡沫塑料具有高強度、高緩沖性等特殊性能，這些塑料都屬于特種塑料的范疇。熱塑性塑料分子結構：分子成鏈狀或樹枝狀結構。成型特點：加熱時軟化，可塑造成型，冷卻后復硬， 可反復進行。優(yōu)點：加工成型簡便，機械性能較好，是塑料 中性能較好的工程塑料。缺點：耐熱性和剛性較差。典型品種：聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯及其共聚物 ABS（丙烯腈，丁二烯和苯乙烯），聚 甲醛，聚碳酸酯，聚苯醚等。熱固性塑料分子結構：網狀或樹枝狀成型特點：初加熱時軟化，可塑造成型，固化之 后再加熱將不再軟化，不溶于溶劑。優(yōu)點：耐熱性好，受壓不易變形。缺點：機械性能不好（可加入填料來提高強度）典型品種：酚醛，環(huán)氧，氨基，不飽和聚酯，聚 硅醚樹脂等。第二節(jié)

塑料的可加工性能一塑料的加工適應性熱塑性塑料在恒定壓力下，隨著加工溫度的變化呈現玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種狀態(tài)。玻璃態(tài)：此時塑料是堅硬的固體。玻璃態(tài)塑料受外力作用有一定的變形能力，變形是可逆的，當外力消失后，其變形也隨之消失。

高彈態(tài)：此時塑料變形能力增大，但變形仍是可逆的。在該狀態(tài)下可進行真空成形、壓延成形、中空成形等。粘流態(tài)：測試塑料成形加工具有不可逆性，在成形和冷卻后，形狀永遠保持下來。在該種狀態(tài)下可進行注射、吹塑、擠塑等成形加工。?玻璃態(tài)

在玻璃化溫度以下，聚合物處于玻璃態(tài)(或結晶態(tài))，是堅硬的固體。此時，由于分子運動能量低、鏈段運動被凍結，只能使主鏈內的鍵長和鍵角有微小的改變；在宏觀上表現為聚合物在受力方向上有很小的普彈性變形，由于彈性模量高，形變值小，所以處于玻璃態(tài)的聚合物只能進行一些車、銑、削、刨等機械加工。這一聚集態(tài)也是聚合物的使用態(tài)，材料使用的下限溫度稱為脆化溫度，低于脆化溫度時，材料受力容易發(fā)生斷裂破壞。?高彈態(tài)

此時，分子熱運動能量增加；雖然，整個分子的運動仍不可能，但鏈段可以通過主鏈中的單鍵的內旋轉而不斷改變構象，甚至可使部分鏈段滑移。由于高彈性模量比普彈性模量小四到五個數量級，所以對某些材料可進行加壓、彎曲、中空或真空成型。由于高彈形變比普彈型變大一萬倍左右，且屬于與時間有依賴性的可逆形變，所以在成型加工中為求得符合形狀、尺寸要求的制品，往往將制品迅速冷卻到玻璃化溫度以下。對結晶型聚合物，可在玻璃化溫度至熔點的溫度區(qū)間內進行薄膜吹塑和纖維拉伸。?粘流態(tài)

繼續(xù)升溫至粘流溫度(或熔點)以上，聚合物大分子鏈相互滑移而轉變?yōu)檎沉鲬B(tài)。呈粘流態(tài)的聚合物熔體在粘流溫度以上稍高的溫度范圍內，常用來進行壓延成型和某些擠出、吹塑成型。比粘流溫度更高的溫度，使聚合物大分子熱運動大大激化，產生不可逆粘性形變占絕對優(yōu)勢，這一溫度范圍常用于進行紡絲、注射、擠出、吹塑、貼合等成型加工。過高的溫度使聚合物粘度降低會給成型帶來困難并使產品質量變劣；當溫度高到分解溫度時，會引起聚合物的分解變質。二塑料的可擠壓性?可擠壓性：聚合物通過擠壓作用形變時獲得一定形狀并保持這種形狀的能力。

在塑料成型過程中，常見的擠壓作用有物料在擠出機和注射機料筒中、壓延機輥筒間以及在模具中所受到的擠壓作用。衡量聚合物可擠壓性的物理量：熔體的粘度(剪切粘度和拉伸粘度)。熔體粘度過高，則物料通過形變而獲得形狀的能力差(固態(tài)聚合物是不能通過擠壓成型的)；反之，熔體粘度過低，雖然物料具有良好的流動性，易獲得一定形狀，但保持形狀的能力較差。聚合物的可擠壓性不僅與其分子結構、相對分子質量和組成有關，而且與溫度、壓力等成型條件有關。熔融指數：評價熱塑性塑料可擠壓性的一種方法。 在給定溫度和剪切應力(定負荷)下，測定10min內熱塑性塑料經出料孔擠出的質量以[MFR]表示。由于實測的熔體流動速率其剪切速率僅為10-2—10-1s-1，遠比實際注射或擠出成型中通常的剪切速率(10-2—10-4s-1)要低，因此[MFR]不能說明實際成型時聚合物的流動情況。由于方法簡便易行，對成型塑料的選擇和適用性有參考價值。三塑料的可模塑性可模塑性：聚合物在溫度和壓力作用下發(fā)生形變并在模具型腔中模制成型的能力。成型方法對可模塑性的要求：能充滿模具型腔獲得制品所需尺寸精度，有一定的密實度，滿足制品合格的使用性能等。取決因素：聚合物本身的屬性(如流變性、熱性能、物理力學性能以及熱固性塑料的化學反應性能等)，工藝因素(溫度、壓力、成型周期等)以及模具的結構尺寸。螺旋流動試驗：評價聚合物的可模塑性的好壞。聚合物熔體在注射壓力作用下，由阿基米德螺旋形槽的模具的中部進入，經流動而逐漸冷卻硬化為螺旋線，以螺旋線的長度來判斷聚合物流動性的優(yōu)劣。

螺旋流動實驗的意義在于幫助人們了解聚合物的流變性質，確定壓力、溫度、模塑周期等最佳工藝條件，反映聚合物相對分子質量和配方中各助劑的成分和用量以及模具結構，尺寸對聚合物可模塑性的影響。

為求得較好的可模塑性，要注意各影響因素之間的相互匹配和相互制約的關系；在提高可模塑性的同時，要兼顧到諸因素對制品使用性能的影響。壓力過高會引起溢料,過低充模不足,成型困難；溫度過高會使制品收縮率增大，甚至引起聚合物的分解，過低則物料流動困難，交聯反應不足，制品性能變劣。所以，圖中四條曲線所構成的的面積，才是模塑的最佳區(qū)域。第三節(jié)

塑料的主要的成型方法一、注射成型原理：借助螺桿或柱塞的推力，特已塑化的塑料熔體以一定的壓力和速率注入閉合的棋具型腔內，經冷卻固化定型后開模而獲得制品。地位：注射成型在整個塑料制品生產中占有重要位置。除少數幾種塑料外，幾乎所有的塑料都可以注射成型。適用：注射模應用十分廣泛，且結構很復雜。注塑的優(yōu)點是生產速度快、效率高，操作可自動化，能成型形狀復雜的零件，特別適合大量生產。缺點是設備及模具成本高，注塑機清理較困難等。

據估計，注塑制品占所有模塑件總產量的三分之一；注塑模具占塑料成型模具數量的二分之一以上。

二、中空成型原理：吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹脂型坯吹脹為空心制品的一種方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。制品：用吹塑法可生產薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。三、壓縮成型原理：壓縮模塑又稱模壓成型或壓制。把上下（凸凹模）組成的模具安裝在壓力機上下模板之間，塑料粒料（預制坯料或粉料）在受熱或受壓作用下充滿閉合型腔，固化定型得到塑料制品適用：主要用于熱固性塑料。四、壓注成型原理：塑料粒料/坯料裝入模具的加料室，加熱加壓，熔融的塑料通過模具加料室底部的澆注系統(tǒng)充滿閉合的模具型腔，固化成型。適用：熱固性主要的成型方法之一。五、擠塑成型原理：擠塑成型又稱擠出成型，是使用擠塑機（擠出機）將加熱的樹脂連續(xù)通過模具，擠出所需形狀的制品的方法。適用：擠塑有時用于熱固性塑料的成型，也可用于泡沫塑料的成型。特點：優(yōu)點是可擠出各種形狀的制品，生產效率高，可自動化、連續(xù)化生產；缺點是熱固性塑料不能廣泛采用此 加工，制品尺寸容易產生偏差。制品：管材、棒材、板材、片材以及單絲、薄膜、電線電纜的包覆和涂層制品等。六、固相成型原理：在熔融溫度下成型，沒有明顯的流動狀態(tài)。多用于板材的二次成型加工，例如真空成型，壓縮空氣成型和壓力成型。適用：薄壁制品的成型加工，現在也可用于厚壁制品。此外還有壓延成型，澆鑄成型，滾塑成型，泡沫成型等。本課程主要針對在機械，電子輕工業(yè)中應用最多的注射成型工藝和模具展開討論第四節(jié)

熱塑性塑料的工藝性能

熱塑性塑料品種每繁多，即使同一品種也由于樹脂分子及附加物配比不同而使其使用及工藝特性也有所不同。另外，為了改變原有品種的特性，常用共聚、交聯等各種化學方法在原有的樹脂結構中導入一定百分比量的其它單體或高分子等，以改變原有樹脂的結構成為具有新的改進物性和加工性的改性產品。例如，ABS即為在聚苯乙烯分子中導入了丙烯腈、丁二烯等第二和第三單體后成為改性共聚物，可看作稱改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯優(yōu)異綜合性能，工藝特性。由于熱塑性塑料品種多、性能復雜，即使同一類的塑料也有僅供注塑用和擠出用之分，故本章節(jié)主要介紹各種注塑用的熱塑性塑料。?收縮率

定義：塑料制品從模具中取出發(fā)生的尺寸收縮特性稱為塑料的收縮性。收縮形式：

線尺寸收縮

由于冷卻大分子鏈段運動困難、自由體積縮小所引起的收縮。 方向性收縮

由于熔體在充模過程中受到很大的切應力，致使大分子鏈段沿流動方向被“梳展”排列，冷卻時大分子力圖恢復其卷曲狀態(tài)，致使流動方向的收縮率大子其垂直方向的收縮率。玻璃纖維增強塑料有其相反的效果。此外，多組分的復合塑料，由于某種原因亦有收縮異向的現象發(fā)生。

后收縮

當塑件在貯存和使用條件下發(fā)生應力松弛致使塑件發(fā)生再收縮稱為后收縮。一般塑件要經30一60天后尺寸才能最后穩(wěn)定。通常熱塑性塑件的后收縮比熱固性大，壓注及注射成形塑件的后收縮比壓縮成形大。

后處理收縮

某些結晶性塑件讓其自然失效，完成后收縮，往往需要很長時間，故通常采用熱處理工藝，讓其有充分條件完善其結晶過程，使之尺寸盡快穩(wěn)定下來。在這一過程中塑件所發(fā)生的收縮稱之為后處理收縮。影響收縮因素：

塑料品種

塑料品種不同，其成形收縮值迥異。同一品種塑料，由于其分子量、填料及其配比的不同，則其收縮值及其各向異性的程度也不相同。熱塑性塑料的收縮值比熱因性塑料大，且收縮范圍寬、方向性更明顯。結晶性熱塑性塑料，因存在有結晶過程引起體積的縮小，內應力增強，分子取向傾向增大，導致其收縮方向性差別增加。另外成形后的收縮、退火或調濕處理的后收縮，一般均比熱固性塑料大。

塑件特性

塑件形狀、尺寸、壁厚、有無嵌件、數量及其布局等對塑件的收縮值亦有重大影響。

模具的影響

進料口形式、尺寸、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補縮作用及成型時間。直接進料口、進料口截面大（尤其截面較厚的）則收縮小但方向性大，進料口寬及長度短的則方向性小。距進料口近的或與料流方向平行的則收縮大。

成形條件的影響

模溫高收縮值大，反之收縮值減小。注射壓力高、保壓時間長，塑件收縮值降低，反之收縮值增大。就熱固性塑料而言，隨預熱情況、成形溫度、成形壓力、保持時間、填料類型及硬化特性的不同，亦會對其收緒值及其收縮方向性造成影響?？傊尚螚l件不僅影響塑料的可橫塑性，且對制品的力學性能、外觀、收縮以及塑件中的結晶和取向等都有廣泛的影響。收縮率的計算：塑料制品的實際收縮率

a——成型溫度時制品的尺寸；

b——常溫時的制品尺寸；由于制品尺寸無法測量，因此常采用型腔尺寸取代：

c——常溫型腔尺寸；S計——塑料制品的計算收縮率；

當S計已知時，可用S計來計算型腔的尺寸

c=b(1+S計)a-b

bS實=S計=c-b

b塑料收縮率的選取原則：收縮率較小的塑料品種按照收縮率范圍取中間值，此值稱為平均收縮率。收縮率較大的塑料品種根據制品的形狀，特別是根據制品的壁厚來確定，厚的取上限（大值），薄的取下限（小值）。各部分尺寸收縮率不同

根據實際情況選擇。

收縮率很大的塑料

利用現有的或者材料部門提供的計算收縮率圖表來確定收縮率。也可以搜集一些包括該塑料實際收縮率何相應的成型工藝條件等數據，然后用比較方法來評估。必要時應設計制造一個試驗模具測出收縮率。?流動性評價標準： 熱塑性塑料流動性大小，一般可從分子量大小、熔融指數、阿基米德螺旋線流動長度、表現粘度及流動比（流程長度/塑件壁厚）等一系列指數進行分析。分子量小，分子量分布寬，分子結構規(guī)整性差，熔融指數高、螺流動長度長、表現粘度小，流動比大的則流動性就好，對同一品名的塑料必須檢查其說明書判斷其流動性是否適用于注塑成型。

按模具設計要求可將常用塑料的流動性分為三類：

流動性好——尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素、聚（4）甲基戍烯； 流動性中等——聚苯乙烯系列樹脂（如ABS、AS）、有機玻璃、聚甲醛、聚苯醚；

流動性差——聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。影響因素：?溫度

塑料溫高則流動性增大，但不同塑料也各有差異，聚苯乙烯（尤其耐沖擊型及MFR值較高的）、聚丙烯、尼龍、有機玻璃、改性聚苯乙烯（如ABS、AS）、聚碳酸酯、醋酸纖維素等塑料的流動性隨溫度變化較大。對聚乙烯、聚甲醛、則溫度增減對其流動性影響較小。所以前者在成型時宜調節(jié)溫度來控制流動性。

?

壓力

注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大，流動性也增大，特別是聚乙烯、聚甲醛較為敏感，所以成型時宜調節(jié)注塑壓力來控制流動性。?結晶 熱塑性塑料按其冷凝時無出現結晶現象可劃分為結晶型塑料與非結晶型（又稱無定形）塑料兩大類。

所謂結晶現象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時，分子由獨立移動，完全處于無次序狀態(tài)，變成分子停止自由運動，按略微固定的位置，并有一個使分子排列成為正規(guī)模型的傾向的一種現象。判別這兩類塑料的外觀標準：

可視塑料的厚壁塑件的透明性而定。一般結晶性料為不透明或半透明（如聚甲醛等），無定形料為透明（如有機玻璃等）。但也有例外情況，如聚(4)甲基戍烯為結晶型塑料卻有高透明性，ABS為無定形料但卻并不透明。在模具設計及選擇注塑機時應注意對結晶型塑料有下列要求及注意事項：

①料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的設備。

②冷卻回化時放出熱量大，要充分冷卻。

③熔融態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔。

④冷卻快，結晶度低，收縮小，透明度高。結晶度與塑件壁厚有關，壁厚則冷卻慢，結晶度高，收縮大，物性好。所以結晶性料應按要求必須控制模溫。 ⑤各向異性顯著，內應力大。脫模后未結晶化的分子有繼續(xù)結晶化傾向，處于能量不平衡狀態(tài)，易發(fā)生變形、翹曲。 ⑥結晶化溫度范圍窄，易發(fā)生未熔粉末注入模具或堵塞進料口。

?熱敏性熱敏性系指某些塑料對熱較為敏感，在高溫下受熱時間較長或進料口截面過小，剪切作用大時，料溫增高易發(fā)生變色、降解，分解的傾向，具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。熱敏性塑料在分解時產生單體、氣體、固體等副產物，特別是有的分解氣體對人體、設備、模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。因此，模具設計、選擇注塑機及成型時都應注意，應 選用螺桿式注塑機，澆注系統(tǒng)截面宜大，模具和料筒應鍍鉻，不得有死角滯料，必須嚴格控制成型溫度、塑料中加入穩(wěn)定劑，減弱其熱敏性能。?水敏性有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，但在高溫、高壓下也會發(fā)生分解，這種性能稱為易水解性，對此必須預先加熱干燥。?應力敏感性

有的塑料對應力敏感，成型時易產生內應力并質脆易裂，塑件在外力作用下或在溶劑作用下即發(fā)生開裂現象。為此，除了在原料內加入添加劑提高開抗裂性外，對原料應注意干燥，合理的選擇成型條件，以減少內應力和增加抗裂性。并應選擇合理的塑件形狀，不宜設置嵌件等措施來盡量減少應力集中。模具設計時應增大脫模斜度，選用合理的進料口及頂出機構，成型時應適當的 調節(jié)料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時間，盡量避免塑件過于冷脆時脫模，成型后塑件還宜進行后處理提高抗開裂性，消除內應力并禁止與溶劑接觸。

當一定融熔體流動速率的聚合物熔體，在恒溫下通過噴嘴孔時其流速超過某值后，熔體表面發(fā)生明顯橫向裂紋稱為熔體破裂，有損塑件外觀及物性。故在選用熔體流動速率高的聚合物等，應增大噴嘴、澆道、進料口截面，減少注塑速度，提高料溫。?熱性能及冷卻速度

各種塑料有不同比熱、熱傳導率、熱變形溫度等熱性能。比熱高的塑化時需要熱量大，應選用塑化能力大的注塑機。熱變形溫度高塑料的冷卻時間可短，脫模早，但脫模后要防止冷卻變形。熱傳導率低的塑料冷卻速度慢（如離子聚合物等冷卻速度極慢），故必須充分冷卻，要加強模具冷卻效果。熱澆道模具適用于比熱低，熱傳導率高的塑料。比熱大、熱傳導率低，熱變形溫度低、冷卻速度慢的塑料則不利于高速成型，必須選用適當的注塑機及加強模具冷卻。

各種塑料按其種類特性及塑件形狀，要求必須保持適當的冷卻速度。所以模具必須按成型要求設置加熱和冷卻系統(tǒng)，以保持一定模溫。當料溫使模溫升高時應予冷卻，以防止塑件脫模后變形，縮短成型周期，降低結晶度。當塑料余熱不足以使模具保持一定溫度時，則模具應設有加熱系統(tǒng)，使模具保持在一定溫度，以控制冷卻速度，保證流動性，改善填充條件或用以控制塑件使其緩慢冷卻，防止厚壁塑件內外冷卻不勻及提高結晶度等。對流動性好，成型面積大、料溫不勻的則按塑件成型情況有時需加熱或冷卻交替使用或局部加熱與冷卻并用。為此模具應設有相應的冷卻或加熱系統(tǒng)。

?吸濕性 塑料中因有各種添加劑，使其對水分有不同的親疏程度，所以塑料大致可分為吸濕、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種，料中含水量必須控制在允許范圍內，不然在高溫、高壓下水分變成氣體或發(fā)生水解作用，使樹脂起泡、流動性下降、外觀及力學性能不良。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當的加熱方法及規(guī)范進行預熱，在使用時還需用紅外線輻照以防止再吸濕。第四節(jié)

注射的工藝過程注射成型工藝過程主要包括以下三個過程：

成形前的準備 注射 塑件后處理成型前的準備為了使注射成型生產順利進行和保證制品質量，生產前需要進行： 原料預處理 清洗機筒 預熱嵌件 選擇脫模劑等一系列準備工作。原料預處理

生產前對成型物料所要進行的預處理工作大體包括以下兩項內容。?分析檢驗成型物料的質量

根據注射成型對物料的工藝特性要求，檢驗物料的含水量、外觀色澤、顆粒情況、有無雜質并測試其熱穩(wěn)定性、流動性和收縮率等指標。如果檢測中出現問題，應及時采取措施解決。對于粉狀物料，在注射成型前，經常還需將其配制成粒料，因此其檢驗工作應放在配料后進行。?預熱干燥 對于吸濕性或粘水性強的成型物料(聚酰胺等)，應根據注射成型工藝允許的含水量要求進行適當的預熱干燥。目的是為了除去物料中過多的水分及揮發(fā)物，以防止成型后制品出現氣泡和銀紋等缺陷，同時也可以避免注射時發(fā)生水降解。對于吸濕性或粘水性不大的成型物料，如果包裝貯存較好，也可不必預熱干燥。干燥成型物料預熱干燥成型物料的方法很多，通?？稍诳諝庋h(huán)干燥箱中進行，但要注意物料厚度以18一19mm左右為宜，最厚也不要超過30mm，以利于空氣循環(huán)流通。?對于多品種、小批量物料：循環(huán)熱風、紅外線及遠紅外線等較為簡單的設備預熱于燥。?大批量物料：抽濕干燥機或采用負壓沸騰干燥法。高溫下易氧化變色的塑料(如聚酰腦等)，可采用真空干燥法。除了上述方法外，還可采用料斗干燥新工藝，這種方法不僅能使干燥設備與注射機相連，簡化生產工序，而且還兼起除濕作用。清洗機筒

?原因：生產中如需改變塑料品種、更換物料、調換顏色，或發(fā)現成型過程中出現了熱分解或降解反應，均應對注射機的機筒進行清洗。

?方法：通常，柱塞式機筒存料量大，必須將機筒拆卸清洗。對于螺桿式機筒，可采用對空注射法清洗。

?注意事項：

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欲換物料的成型溫度高于機衙內殘料的成型溫度時，應將機筒和噴嘴溫度升高到欲換物料的最低成型溫度，然后加入欲換物料，并連續(xù)對空注射，直到全部殘料除盡為止。

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欲換物料的成型溫度低于機筒內殘料的成型溫度時，應將機筒和噴嘴溫度升高到欲換物料的最高成型溫度，切斷電源、加入欲換物料。

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殘料屬熱敏性塑料時，應從流動性好、熱穩(wěn)定性高的聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中選擇粘度較高的品級作為過渡料對空注射。預熱嵌件

為了滿足導電和強度的要求，塑件內常要嵌入鑲嵌件。成形后鑲嵌件周圍由于鑲嵌件與熔料之間的溫差產生較大的內應力，導致鑲嵌件四周強度下降，甚至出現裂紋。因此，成形前需對金屬鑲嵌件進行預熱，以降低溫差，減小內應力。對于成形時容易開裂的塑料，如聚碳酸酯、聚礬、聚苯醚等，其鑲嵌件尤其需要預熱。較大型鑲嵌件也要預熱。對于成形時不易產生裂紋的塑料，在鑲嵌件較小時可以不預熱。預熱溫度因不同材料而異，鍍鋅或鍍鉻件一般為110—130℃，無鍍層的鋁合金、飼合金為150℃。選擇脫模劑原因：在注射成形后，如果工藝條件合理，模具設計正確，塑件起模較順利。如果工藝條件控制欠佳或塑件形狀復雜，起模就更困難。為此，在實際生產中常使用起模劑，減小起模中的困難。常用的起模劑：

?硬脂酸鋅，除聚酰胺外，一般塑料均可使用； ?液體石蠟(白泊)，用于聚酷胺塑件； ?硅泊，它的潤滑效果良好，但價格較貴，使用較麻煩，需配制成甲苯溶液，涂抹在模腔表面，并且還要加熱干燥。注射

塑料在注射機料筒內經過加熱，塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具的型腔，其過程可以分為充型，壓實，保壓，倒流和冷卻五個階段。

充模準備期

由于注射成型是一個間歇過程，因而需定入模準備期也稱柱塞或螺桿的空載期，相當于右圖上的t0到tA這段時間。特點是：柱塞或螺桿在t0時刻雖已開始前進，但由于使料簡前端的熔體升壓并流過噴孔與模具的澆道系統(tǒng)需要一定的時間，故在tl時刻前熔體尚未進入模腔。由于熔體高速通過截面很小的噴孔和澆道受到很大的流動阻力并產生大量的剪切摩擦熱，故在這一時期結束時物料溫度明顯升高而作用在柱塞上的壓力和噴孔內的壓力均迅速升高。充模期

這一時期從tA時刻開始，至熔體到達模腔末端的時刻tB結束。在這一時期柱塞或螺桿繼續(xù)快速前進，直至熔體完全充滿模腔。

由于充模期的時間很短，模具對熱熔體的冷卻作用不顯著，加之充模速度很高的熔體在模腔內流動時仍有一定量的剪切摩擦熱產生，故充模結束時物料溫度有一定升高，達到成型周期內的最高值。在模腔未完全充滿之前，熔體在其中流動的阻力不大，故模腔內的壓力仍比較低，但作用在柱塞上的壓力和噴孔內的壓力均上升到最高值。

壓實期

這一時期從tB時刻開始，至柱塞到達其前進行程的最大位置的時刻tC結束。

在此之前模腔雖已為熔體充滿，但由于充模期結束時噴嘴內的壓力遠高于模腔內的壓力，故進入這一時期后仍有少量熔體被擠進模腔，使模腔內熔體密度增大而壓力急劇升高，壓實期結束時模腔內壓力達到成型周期內的最高值。因受到低溫模具的冷卻，物料溫度在這一時期開始下降。保壓期 這一時期從tC時刻開始，到柱塞開始退回的時刻tD結束。壓實期結束后校塞并不立即退回，而需要在最大前進位置再保持一段時間，在此期間作用在柱塞上的壓力和噴孔內的壓力保持最大值不變，而由于模具的冷卻作用使模腔內料溫下