注射理论与设备+第4章+注塑结构与制品

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高聚物注射理论与设备 (硕士研究生非学位课程)第四章 注塑装置的结构对塑化注 塑成型制品及质量的影响 §1 塑化结构型式的影响 §2 注射结构型式的影响 §3 螺杆传动结构型式的影响注射成型机注射成型机注射成型机注射成型机注射成型机组成注射成型过程 注射成型机工作循环周期图 闭 模 高压低速锁紧 注座前进 注 射 开 模 冷 却 保 压 制品顶出 注座动作选择 塑化退回 退回塑化 固定塑化注射装置 — 往复螺杆式 注射装置的作用与要求 #作用:塑化计量、注射和保压补缩。 #设计时应满足的基本要求:(1)在冷却时间内,塑化好制品所需的组 分和温度均匀的熔料。(2)根据塑料性能和制品结构情况,以合 适的速度和压力将熔料注入模腔。 §1 塑化结构型式的影响1. 柱塞式注射装置的结构及工作原理 §1 塑化结构型式的影响2. 预塑式注射装置的型式及工作原理 §1 塑化结构型式的影响1)双阶柱塞式 §1 塑化结构型式的影响2)螺杆注塞式 §1 塑化结构型式的影响3.往复螺杆式(1) §1 塑化结构型式的影响3.往复螺杆式(2) §1 塑化结构型式的影响? 往复螺杆式特点(1)结构上:完成塑化和注射两项功能,即螺 杆既旋转后退又向前注射。(2)塑料塑化:剪切热+外加热。由于螺杆轴 向移,熔料形成较大的轴向温差?T,但可 通过调整ns和pb而调整。(3)比柱塞式结构复杂。 §1 塑化结构型式的影响 3.1 螺杆式塑化部件的一般特点:(1)螺杆具有塑化和注射两种功能;(2)螺杆在塑化时,对制品不发生直接联系, 仅作预塑用;(3)塑料在塑化过程中,所经过的热历程要比 挤出长;(4)螺杆在塑化和注射时,均要发生轴向位 移,同时螺杆又处于时转时停 的间歇式 工作状态,因此形成了螺杆塑化过程的非 稳定性。 §1 塑化结构型式的影响3.2 普通型螺杆的结构 为适应加工塑料性能方面的不同要求(如软化温度范围、 硬度、粘度、磨擦系数、比热、热稳定性、导热性等), 而需将螺杆设计成不同形式。 §1 塑化结构型式的影响3.3 普通型螺杆的特点----三段式螺杆 *渐变式螺杆:长压缩(熔融段)螺杆。 特征:塑化时能量转化比较缓和。 适用加工范围:PVC、高粘度、非结晶型塑料。*突变型式螺杆:短压缩段螺杆。 特征:塑化时能量转化较剧烈。 适用加工范围:聚酰胺、聚烯烃类结晶型塑料。*通用型式螺杆:压缩段介于渐变与突变之间, 约4-5Ds; 适用加工范围:渐变与突变螺杆。 §1 塑化结构型式的影响3.4 普通型螺杆的缺点 1)塑化能力较低(转速较低、h3浅); 2)塑化质量波动(温度、混合); 3)难以适应特殊工艺要求; §1 塑化结构型式的影响3.5 新型螺杆 5 . 3 ?§1 塑化结构型式的影响 §1 塑化结构型式的影响螺杆参数及配合间隙:§1 塑化结构型式的影响3.6 螺杆头作用:1、排净熔料、防止 滞料分解;2、隔断螺槽与注射 熔料;防止注射 时熔料回泄。结构性能: 1、止逆、启闭活; 2、注射时回泄量及 发热量最低。 §1 塑化结构型式的影响型式: 止逆螺杆头-防止注射时熔料回泄 的螺杆头。 作用:加工中、低粘度的塑料。 §1 塑化结构型式的影响型式: 尖头螺杆头; a. 带小锥角(α=20º左右); b. 附有螺纹的螺杆头。作用:加工高粘度、热敏性塑料,主要防止停滞热解。 §1 塑化结构型式的影响3.7 止逆环的要求 启闭灵活,回泄量小,发热量低。(1) 止逆环与料筒的配合(简称环隙δ)要合适。 a. δ大,回泄大,产生高剪切流动和热解现象; b. δ小,止逆动作的效果差; c. δ≈0.05-0.15mm; d. 止逆环宽度Bδ≈(0.6-0.8)Dδ(直径)。 (2) 螺杆头处的流通截面要适当。 a. 熔料流通面积F1小,或止逆环的位移量小, 则 限流作用大,降低螺杆塑化能力,τ↑, 工艺不稳定。 §1 塑化结构型式的影响(2) 螺杆头处的流通截面要适当。 大,止逆动作迟缓,止逆效果降低,影响注出量的精度。 b. F1 c. 止逆环位移量≈h3; d. 螺槽截面积F与止逆环密封端流通面积F1之比为: F/F1≈0.2-0.(3) 启闭灵活。(4) 实现止逆的必要条件:р(F1-F2)+R>pF1 р-熔料压力; R-磨擦阻力; F1-止逆环密封端的环形面积 F2-螺杆头与止逆环左端相接触面积。§1 塑化结构型式的影响 §2 注射结构型式的影响单缸后置式(无轴承): §2 注射结构型式的影响单缸后置式(有轴承): §2 注射结构型式的影响? 双缸式 §3 螺杆传动结构型式的影响1.螺杆传动装置的特点: 1) 螺杆预塑是间隙式工作的, 即启动频繁带有负载; 2) 螺杆转动时的转速要求不严格; 3) 传动装置在注射座架上,作往 复运动,结构要求简单紧凑。 §3 螺杆传动结构型式的影响2. 螺杆的传 动形式§3 螺杆传动结构型式的影响 §3 螺杆传动结构型式的影响3. 油马达 与电动 机传动 对比 §3 螺杆传动结构型式的影响4.螺杆转速和调速范围 §3 螺杆传动结构型式的影响? 螺杆转速算图 §3 螺杆传动结构型式的影响? 螺杆转速范围: §3 螺杆传动结构型式的影响5.螺杆传动特性及驱动功率计算 1) 塑化负载特性: (1) 塑化同种塑料,在一定转速内, ns∝Ns呈线性关系; (2) Ds不同或Ds相同而塑化不同塑料, 扭距不相同; 2) 螺杆传动特性: §3 螺杆传动结构型式的影响3)螺杆驱动功率计算 (1)比能计算法: NH+Ns=GCp(T2-T1)+GΔp+H 由于 G Δp 项很小,设定能量损失为30%,则 Ns=GCp(T2-T1)/Aη=0.00166 Cp(T2-T1)G (2)经验公式计算: 2.5 1.4 功率:Ns=CDS n (KW) (留余量20-30%) m 扭距:Mt =10αDS (Nm) α=1.2-1.5, m = 2.7-3?§3 螺杆传动结构型式的影响高聚物注射理论与设备 (硕士研究生非学位课程)第四章 注塑装置的结构对塑化注 塑成型制品及质量的影响 §1 塑化结构型式的影响 §2 注射结构型式的影响 §3 螺杆传动结构型式的影响注射成型机注射成型机注射成型机注射成型机注射成型机组成注射成型过程 注射成型机工作循环周期图 闭 模 高压低速锁紧 注座前进 注 射 开 模 冷 却 保 压 制品顶出 注座动作选择 塑化退回 退回塑化 固定塑化注射装置 — 往复螺杆式 注射装置的作用与要求 #作用:塑化计量、注射和保压补缩。 #设计时应满足的基本要求:(1)在冷却时间内,塑化好制品所需的组 分和温度均匀的熔料。(2)根据塑料性能和制品结构情况,以合 适的速度和压力将熔料注入模腔。 §1 塑化结构型式的影响1. 柱塞式注射装置的结构及工作原理 §1 塑化结构型式的影响2. 预塑式注射装置的型式及工作原理 §1 塑化结构型式的影响1)双阶柱塞式 §1 塑化结构型式的影响2)螺杆注塞式 §1 塑化结构型式的影响3.往复螺杆式(1) §1 塑化结构型式的影响3.往复螺杆式(2) §1 塑化结构型式的影响? 往复螺杆式特点(1)结构上:完成塑化和注射两项功能,即螺 杆既旋转后退又向前注射。(2)塑料塑化:剪切热+外加热。由于螺杆轴 向移,熔料形成较大的轴向温差?T,但可 通过调整ns和pb而调整。(3)比柱塞式结构复杂。 §1 塑化结构型式的影响 3.1 螺杆式塑化部件的一般特点:(1)螺杆具有塑化和注射两种功能;(2)螺杆在塑化时,对制品不发生直接联系, 仅作预塑用;(3)塑料在塑化过程中,所经过的热历程要比 挤出长;(4)螺杆在塑化和注射时,均要发生轴
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