注塑成型基本学习培训.docx
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注塑成型基本学习培训
注
塑
成
型
基
本
学
习
培
训
资
料
宋良胜
一.注塑成型基础
2-1塑料
塑料是加热,加压后,就能够成型加工的高分子物质。
塑料为天然树脂与合成树脂,一般指出由石油而成的合成树脂。
塑料的特长之一为加热后会变形,所以对于各种各样的形状能极易批量生产。
塑料大概分为有热塑性树脂与热固化树脂,大部分的产品用此两种塑料来制造。
热塑性树脂的性质为加热后溶化,在模具内进行冷却,就会固化造成产品,再次加热,也会溶化的性质。
热固化树脂的性质为虽然与热塑性树脂一样加热后溶化,但再次加热后会固化,一旦形成为固化后,不再形成为溶化。
2-2注塑成型
意味着把树脂在加热筒内进行加热溶化,接着把它射到模具内,然后把溶化树脂在模具内进行冷却。
通过此工程来制造产品。
2-3进行注塑成型时所需的东西
1.成型材料(树脂)
2.材料干燥机(热风式、除湿式、真空式)
3.注塑成形机
4.模具
5.模具温度调节器(媒体:
水、油、加热器)
6.取出器
7.粉碎机
8.成形技术
2-4注塑成形条件的5个因素
1.
温度
2.
时间
3.量(位置)
4.速度
5.压力
温度
材料干燥、加热筒温度、树脂温度、模具温度、制品取出温度、室内温度、执行油、冷却水温度
时间
材料干燥时间、计量时间、填充时间、保压时间、冷却时间、周期
位置(量)
料斗内的材料放入量、注塑开始位置、注塑最前进位置、注塑结束位置、计量开始位置、减压量、注塑量
速度
计量速度(螺杆转动)、注塑速度、开锁模速度、顶出速度、减压速度
压力
锁模压力、填充压力、保压压力、计量负荷压力、螺杆背压力
2-5成形条件
成形条件应该确认5个因素怎样设定,得到怎样结果,并确认成形制品在设定范围及结果范围内可以得到良品。
成形条件表上所需的东西
1.应该明确记载设定值范围及最终设定值。
2.应该明确记载结果范围及最终结果。
3.应该明确记载产品的不具产生部位。
2成形条件设定程序
2-1成形条件设定之前
重要的是成形树脂、产品、模具使用什么样的。
1.确认树脂特性。
多少温度、多少时间、怎样方法来进行干燥
若干燥不足,不仅产生成形不良,而且产生产品的物性降低。
树脂温度在多少温度范围内能够成形
要理解多少温度时会溶化、多少温度时分解。
模具温度在多少温度范围内能够成形
热变形温度为多少。
2.什么样的制品(模具)
制品很厚还是很薄
可以判断注塑时间、冷却时间、树脂温度、模具温度所需多少。
∙充填不足时能否脱模
可以判断注塑速度、注塑压力、树脂量所需多少。
∙模具的温度调整方法
确认用水温调、油温调还是加热器温调。
2-2成形准备
1树脂干燥
再次确认温度、时间、方法。
2模具安装
确认模具的上下方向、顶杆的位置(根数、大小),从固定侧起对角拧紧。
3开锁模(顶杆)动作的调整及确认
为了避免周期浪费以及速度与模具保护,请注意位置与压力。
4模具温调(升温)
模具温调方法应该每次用同一个方法来连接。
另外,升温之后,需要再次进行开锁模的动作确认。
5加热筒内的清洗
把加热筒内的材料换成所要成形的材料时,请进行清洗。
所要使用的树脂溶化温度比上一次使用的树脂高时,设定为所要使用的树脂下限温度。
成形温度领域不同时,暂时换成双方树脂的成形温度一致的稳定树脂之后,再次进行清洗。
用热流道模具时,开模后需要模具歧管内的清洗。
3成形条件设定
关于温度,变更设定值后不会马上变化,所以根据树脂数据、制品数据直接关联温度的数据,基本上固定设定值。
∙模具温度
∙加热筒温度(包括料斗下面通水量)
∙螺杆转动数→100r.p.m左右
∙螺杆背压→油压:
5到10kg/cm2
(树脂压:
50到150kg/cm2左右)
(1)计量值设定
原则上从未填充的状态开始进行成形。
○暂时条件设定
∙计量值(SM)少一些
∙减压量(SD)为3到5左右
用阀门射嘴时不需要
∙保压转换位置为10mm(保压与背压同样程度)
NC9300T在V-P设定
NC9000F·G在S5设定
∙注塑速度、注塑压力的设定(基于同一个速度与2种压力)
注塑速度=V
注塑压力NC9300T在Pv设定
NC9000F·G在P1设定
∙保压力NC9300T在Pp设定
NC9000F·G在P2、P3设定
注塑画面等设定为能显示螺杆位置的状态。
○在手动模式的状态下把树脂填充在模具内,螺杆不再前进时,马上回到空挡状态。
此时请确认螺杆前进到哪个位置。
○经过有一定的冷却时间后,进行开模,边查看成形品,边按照图表①进行操作。
通过此些操作来设定计量值设定。
图表①
成形品的状态
螺杆位置
处理
充填不足
(未填充)
前进到5mm以下
增加计量值
停在5到10mm之间
增加保压
停在10mm以上
增加速度、注塑压力
毛刺、白化、裂痕
(过填充)
前进到5mm以下
减少速度、注塑压力
停在5到10mm之间
减少保压
停在10mm以上
减少计量值
○螺杆前进位置在5到7mm左右制造形状好(不许未填充及毛刺)的成形品。
此时在成形品上产生外观不良(浇口喷射痕、流痕),也没有问题。
○进入半自动模式
参考图表②,暂时设定注塑时间、冷却时间、进行半自动运转。
○进入全自动模式
的确确认制品脱模,设定中间时间后,进行全自动运转。
图表②
成形品厚度
注塑时间
冷却时间
1mm以下
5.0sec
10.0sec
5mm以下
15.0sec
20.0到30.0sec
5mm以上
30.0sec
40sec以上
⏹根据树脂及制品形状不同,上图仅为参考。
○把注塑压力设定为99%(MAX)。
NC9300T在Pv设定,NC9000F·G在P1设定
为了下一个工程中确认速度条件幅度,就补偿速度,所以设定为最大值。
注塑压力设定值增加为每10%,按照图表③变更条件,设定为99%。
图表③
成形品状态
产生情况
处理
毛刺
产生在充填过程中
减少V
产生在充填终期
减少P2、P3
⏹如果没产生毛刺等,为了把充填时间调整为同样程度,就边减少注塑速度,边把注塑压力设定为99%。
今后对于每个条件射顶进行成形品评价,只有了解条件幅度,才可以决定能够实现稳定成形的最终设定值。
(2)注塑速度设定
变更注塑速度呒确认成形品的良品幅度,然后决定最终速度设定值。
(相关于充填时间与制品重量)
1注塑压力(Pv或P1)=99%保压转换位置(V-P或S5)=10mm
固定为保压力(Pp或P2、P3)
2首先观察外观不良(毛刺、充填不足、流痕等),以得到良品的条件为中心取样5至10个数据。
3取样数量基于N=5算出总计。
4把所设定的数据换成图表化。
5下图来观察,成形品的良品幅度(注塑速度)为40%至50%,充填时间为0.79sec至0.66sec,此幅度中间点设定45%。
如所产生的外观不良在容许范围内,也可以向安全侧偏移,进行决定。
使用不许产生毛刺的模具时,只确认下限值。
成形品数据
速度设定(%)
充填时间(sec)
成形品重量(g)
30
1.2
30.18
35
1
30.56
40
0.79
30.8
45
0.73
30.99
50
0.66
31.2
55
0.61
31.3
60
0.57
31.89
(3)注塑压力(Pv或P1)(填充压力)的设定
确认与
(2)工程上所得到的注塑速度符合的注塑压力(Pv或P1)后,决定能够补偿速度的压力。
(相关于充填时间与注塑压力设定值)
1注塑速度(V)=45%保压转换位置(V-P或S5)=10mm
固定为保压力(Pp或P2、P3)
2注塑压力(Pp或P2、P3)从99%下降,观察充填时间与成形品的变化。
3取样数量基于N=5算出总计。
4把所设定的数据换成图表化。
5下图来观察,为了得到45%的速度,注塑压力就起码需要55%,因此向安全侧偏移后定为60%。
成形品数据
压力设定(%)
充填时间(sec)
成形品重量(g)
35
1.58
29.8
40
1.2
30.18
45
0.98
30.5
50
0.82
30.8
55
0.73
30.99
60
0.73
31.05
65
0.73
31.02
(4)保压转换位置(V-P或S5)设定
确认注塑压力(Pv或P1)至保压力(Pp或P2、P3)的转换位置的良品幅度后,决定最终设定位置。
(相关于保压转换位置与制品重量)
1注塑速度(V)=45%注塑压力(Pp或P1)=60%
固定为保压力(Pp或P2、P3)
2暂时设定条件的10mm变更为±5至10,进行取样。
3取样数量基于N=5算出总计。
4把所设定的数据换成图表化。
5下图来观察,成形品的良品幅度为8.0mm至12.0mm,此幅度的中间点决定为10.0mm。
成形品数据
保压转换位置
充填时间(sec)
成形品重量(g)
7
0.78
31.35
8
0.75
31.15
9
0.74
31.08
10
0.73
31
11
0.72
30.8
12
0.71
30.6
13
0.7
30.35
(5)保压力(Pp或P2、P3)设定
变更保压力(Pv或P2、P3),确认成形品的良品幅度,然后决定最终设定值。
(相关于保压力与制品重量)
1注塑速度(V)=45%、注塑压力(Pp或P1)=60%
保压转换位置(V-P或S5)固定为10.0mm
2对于成形品的外观与重量变更5至10的水平,进行取样。
3取样数量基于N=5算出总计。
4把所设定的数据换成图表化。
5下图来观察,成形品的良品幅度为30%至45%,此幅度的中间点为40%。
成形品数据
保压设定(%)
终了位置(mm)
成形品重量(g)
20
7.6
30.05
25
7.2
30.56
30
6.8
30.85
35
6.5
31.05
40
6.2
31.15
45
5.9
31.25
50
5.5
31.32
(6)注塑时间设定
一般对于把树脂充填到模具时所要的时间(充填时间)与浇口固化所要的时间(保压时间)来决定注塑时间。
1注塑速度(V)=45%、注塑压力(Pv或P1)=60%
保压转换位置(V-P或S5)=10.0mm、保压力(Pp或P2、P3)=40%
2相比与充填时间同样的注塑时间延长每0.5秒,测量制品重量。
3取样数量基于N=5算出总计。
4把所设定的数据换成图表化。
5下图来观察,虽然浇口固化需要5.0秒钟,但向安全侧偏移,因此设定为5.5sec。
成形品数据
注塑时间(sec)
成形品重量(g)
0.5
10.5
1
26.5
1.5
27.3
2
28.05
2.5
29.05
3
29.9
3.5
30.2
4
30.45
4.5
30.8
5
31.05
5.5
31.07
6
31.05
6.5
31.04
(7)冷却时间设定
冷却时间设定对于模具内树脂温度下降到不会收到热变形影响所需的时间。
在一般的情况下,冷却时间对于从模具里被取出的成形品是否产生变形(尺寸等)来判断。
1冷却时间作为暂时设定取几种条件。
2取样数量基于N=5,经过时间测量尺寸。
3根据尺寸测量的结果来决定冷却时间。
(8)最终条件幅度的确认
保压转换位置从暂时条件改变时,再次确认充填时间的下限值与上限值。
(9)连续成形时的稳定度确认
进行100次左右的连续成形,利用注塑成形机的显示功能来确认成形信息的稳定度。
定期取样,测量制品重量,确认经过多少时间后维持稳定。
3再次设定温度关联的条件
(1)模具温度
定期测定模具实际温度,把它记下来。
根据情况需要再次设定数值。
(2)加热筒温度
确认实测温度对设定值是否有偏差。
1喷嘴温度变动时
进行自动调节,设定为最适合的控制定数。
2后部温度易降时
限制料斗下面(注塑台)的通水量,上升料斗下面的温度补助厚度温度。
(3)螺杆转动次数(VS)
大概设定为冷却时间内结束的转动次数。
如果螺杆转动速度过快,就会产生过渡性剪切热,引起于树脂焦烧、分解,请注意。
(4)螺杆背压(PB)
作为螺杆后退的抗力加上螺杆背压。
虽然为了提高塑化时的树脂脱气、搅拌效果及树脂密度的稳定性,使用背压,但如果压力过高,只是塑化时间过长,由于剪切发热,就会上升树脂温度,请注意。
(5)减压(SD)
用开射嘴时,为计量后的树脂减压而目的,而且作为最低限度的行程,把减压速度变更为螺杆的后退速度程度,树脂密度就能易稳定。
4再次确认其他成形环境
(1)模外冷却
成形品的冷却不只在模内,而且取出制品后下降到常温之间,也作为模外冷却进行冷却。
取出制品之后,在一定的环境下进行冷却,也很重要。
如果模外冷却环境变化,就会产生制品尺寸变化及变形。
(2)粉碎
直浇口、流道等被粉碎后,能够再次利用。
但如果粒度不稳定,塑化状态也不会稳定,失去成形条件的平衡,请注意。
二.注塑成型机基础
目前塑料机械中增长最快,生产数量最多的机种之一。
塑料注射成型技术是根据压铸原理从十九世纪末二十世纪初发展起来的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。
该法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料(约占塑料总量的1/3)。
1、注塑成型机的工作原理
注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。
注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:
定量加料——熔融塑化——施压注射——充模冷却——启模取件。
取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。
2、注塑机的结构
注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机,按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压——机械(连杆)式,按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。
(1)卧式注塑机:
这是最常见的类型。
其合模部分和注射部分处于同一水平中心线上,且模具是沿水平方向打开的。
其特点是:
机身矮,易于操作和维修;机器重心低,安装较平稳;制品顶出后可利用重力作用自动落下,易于实现全自动操作。
目前,市场上的注塑机多采用此种型式。
(2)立式注塑机:
其合模部分和注射部分处于同一垂直中心线上,且模具是沿垂直方向打开的。
因此,其占地面积较小,容易安放嵌件,装卸模具较方便,自料斗落入的物料能较均匀地进行塑化。
但制品顶出后不易自动落下,必须用手取下,不易实现自动操作。
立式注塑机宜用于小型注塑机,一般是在60克以下的注塑机采用较多,大、中型机不宜采用。
(3)角式注塑机:
其注射方向和模具分界面在同一个面上,它特别适合于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的平面制品。
它占地面积比卧式注塑机小,但放入模具内的嵌件容易倾斜落下。
这种型式的注塑机宜用于小机。
(4)多模转盘式注塑机:
它是一种多工位操作的特殊注塑机,其特点是合模装置采用了转盘式结构,模具围绕转轴转动。
这种型式的注塑机充分发挥了注射装置的塑化能力,可以缩短生产周期,提高机器的生产能力,因而特别适合于冷却定型时间长或因安放嵌件而需要较多辅助时间的大批量制品的生产。
但因合模系统庞大、复杂,合模装置的合模力往往较小,故这种注塑机在塑胶鞋底等制品生产中应用较多。
一般注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等部分。
注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。
塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为满足成型的要求,注射必须保证有足够的压力和速度。
同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间),因此必须有足够大的合模力。
由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。
3.注塑机的操作
3.1注塑机的动作程序:
合模→预塑→倒缩→喷嘴前进→注射→保压→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→开门→取工件→关门→合模。
3.2注塑机操作项目:
注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。
分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出形式的选择,料筒各段温度及电流、电压的监控,注射压力和背压压力的调节等。
3.2.1注射过程动作选择:
一般注塑机既可手动操作,也可以半自动和全自动操作。
手动操作是在一个生产周期中,每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。
一般在试机调模时才选用。
半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作,但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门,取下工件,再关上安全门,机器方可以继续下一个周期的生产。
全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后,可自动进入下一个工作周期。
在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。
但须注意,如需要全自动工作,则
(1)中途不要打开安全门,否则全自动操作中断;
(2)要及时加料;(3)若选用电眼感应,应注意不要遮闭了电眼。
实际上,在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的,如给机器模具喷射脱模剂等。
正常生产时,一般选用半自动或全自动操作。
操作开始时,应根据生产需要选择操作方式(手动、半自动或全自动),并相应拨动手动、半自动或全自动开关。
半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好,操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等,不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。
当一个周期中各个动作未调整妥当之前,应先选择手动操作,确认每个动作正常之后,再选择半自动或全自动操作。
3.2.2预塑动作选择
根据预塑加料前后注座是否后退,即喷嘴是否离开模具,注塑机一般设有三种选择。
(1)固定加料:
预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具,注座也不移动。
(2)前加料:
喷嘴顶着模具进行预塑加料,预塑完毕,注座后退,喷嘴离开模具。
选择这种方式的目的是:
预塑时利用模具注射孔抵住喷嘴,避免熔料在背压较高时从喷嘴流出,预塑后可以避免喷嘴和模具长时间接触而产生热量传递,影响它们各自温度的相对稳定。
(3)后加料:
注射完成后,注座后退,喷嘴离开模具然后预塑,预塑完注座前进。
该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料,由于喷嘴与模具接触时间短,避免了热量的流失,也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。
注射结束、冷却计时器计时完毕后,预塑动作开始。
螺杆旋转将塑料熔融料挤送到螺杆头前面。
由于螺杆前端单向阀的作用,熔融塑料积存在机筒的前端,将螺杆向后迫退。
当螺杆退到预定的位置时(此位置由行程开关确定,控制螺杆后退的距离,实现定量加料),预塑停止,螺杆停止转动。
紧接着是倒缩动作,倒缩即螺杆做微量的轴向后退,此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除,克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的“流涎”现象。
若不需要倒缩,则应把倒缩停止,开关调到适当位置,让预塑停止。
开关被压上的同一时刻,倒缩停止开关也被压上。
当螺杆做倒缩动作后退到压上停止开关时,倒缩停止。
接着注座开始后退。
当注座后退至压上停止开关时,注座停止后退。
若采用固定加料方式,则应注意调整好行程开关的位置。
一般生产多采用固定加料方式以节省注座进退操作时间,加快生产周期。
3.2.3注射压力选择
注塑机的注射压力由调压阀进行调节,在调定压力的情况下,通过高压和低压油路的通断,控制前后期注射压力的高低。
普通中型以上的注塑机设置有三种压力选择,即高压、低压和先高压后低压。
高压注射是由注射油缸通入高压压力油来实现的。
由于压力高,塑料从一开始就在高压、高速状态下进入模腔。
高压注射时塑料入模迅速,注射油缸压力表读数上升很快。
低压注射是由注射油缸通入低压压力油来实现的,注射过程压力表读数上升缓慢,塑料在低压、低速下进入模腔。
先高压后低压是根据塑料种类和模具的实际要求,从时间上来通过控制流入油缸的压力油压力来实现的。
为了满足不同塑料不同的注射压力,也可以采用更换不同直径的螺杆或柱塞的方法,这样既满足了注射压力,又充分发挥了机器的生产能力。
在大型注塑机中往往具有多段注射压力和多级注射速度控制功能,这样更能保证制品的质量和精度。
3.2.4注射速度的选择
一般注塑机控制板上都有快速、慢速旋钮用来满足注射速度的要求。
在液压系统中设有一个大流量油泵和一个小流量泵同时运行供油。
当油路接通大流量时,注塑机实现快速开合模、快速注射等,当液压油路只提供小流量时,注塑机各种动作就缓慢进行。
3.2.5顶出形式的选择
注塑机顶出形式有机械顶出和液压顶出二种,有的还配有气动顶出系统,顶出次数设有单次和多次二种。
顶出动作可以是手动,也可以是自动。
顶出动作是由开模停止限位开关来启动的。
操作者可根据需要,通过调节控制柜上的顶出时间按钮来达到。
顶出的速度和压力亦可通过控制柜面上的开关来控制,顶出运动的前后距离由行程开关确定。
3.2.6温度控制
以测温热电偶为测温元件,配以测温毫伏计成为控温装置,控制料筒和模具电热圈电流的通断,有选择地调整料筒各段温度和模具温度。
料筒电热圈一般分为二段、三段或四段控制。
电器柜上的电流表分别显示各段电热圈电流的大小。
电流表的读数是比较固定的,如果在运行中发现电流表读数比较长时间的偏低,则可能电热圈发生了故障,或导线接触不良,或电热丝氧化变细,或某个电热圈烧毁,这些都将使电路并联的电阻阻值增大而使电流下降。
在电流表有一定读数时也可以简单地用塑料条逐个在电热圈外壁上抹划,看料条熔融与否来判断某个电热圈是否通电或烧毁。
3.2.7合模控制
合模是以巨大的机械推力将模具合紧,以抵挡注塑过程熔融塑料的高压注射及填充模具而令模具发生的巨大张开力。
关妥安全门,各行程开关均给出信号,合模动作立即开始。
首先是动模板以慢速启动,前进一小短距离以后,原来压住慢速开关的控制杆压块脱离,活动板转以快速向前推进。
在前进至靠近合模终点时,控制杆的另一端压杆又压上慢速开关,此时活动板又转以慢速且以低压前进。
在低压合模过程中,如果模具之间没有任何障碍,则可以顺利合拢至压上高压开关,转高压是为了伸直机铰从而完成合模动作。
这段距离极短,一般只有0.3~1.0mm,刚转高压旋即就触及合模终止限位开关,这时动作停止,合模过程结束。
注塑机的合模结构有全液压式和机械连杆式。
不管是那一种结构形式,最后都是由连杆完全伸直来实施合模力的。
连杆的伸直过程是活动板和尾板撑开的过程,也是四根拉杆受力被拉伸的过程。
合模力的大小,可以从合紧模的瞬间油压表升起之最高值得知,合模力大则油压表的最高值便高,反之则低。
较小型的注塑机是不带合模油压表的,这时要根据连杆的伸直情况来判断模具是否真的合紧。
如果某台注塑机合模时连杆很轻松地伸直,或“差一点点”未能伸直,或几副连杆中有一副未完全伸直,注塑时就会出现胀模,制件就会出现
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