1、塑料注射成型机基础知识注塑机具有能一次成型 外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品，被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性，生产能力较高，并易于实现自动化。在塑料工业迅速发展的今天，注塑机不论在数量上或 品种上都占有重要地位，从而成为目前塑料机械中增长最快，生产数量最多的机种之一。 我国塑料加工企业星罗其布，遍布全国各 地，设备的技术水平参差不齐，大多数加工企业的设备都需要技术改造。这几年来，我国塑机行业的技术进步十分显著，尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小，在控制水平
2、、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观。选择国产设备，以较小的投入，同样也能生产出与进口设备质量相当的产品。这些为企业的技术改造创造了条件。 要有好的制品，必须要有好 的设备。设备的磨损和腐蚀是一种自然规律，人们掌握了这种规律，就可以预防或减少设备的磨损和腐蚀，延长设备的使用周期，保证设备的完好率。为加强塑料机械的使用、维护和管理工作，我国有关部门已制订了有关标准和实施细则，要求各设备管理部门和生产企业对设备的管理和使用做到“科学管理、正确使用、合理润滑、精心维护、定期保养、计划检修，提高设备完好率，使设备经常处于良好状态。 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
3、，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） 。 1.1 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。 1.2 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
4、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
5、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塑制品的生产，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
6、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 2045MPa之间，见表 1） ，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。 1.4 注塑机的操作 1.4.1 注塑机的动作程序 喷嘴前进注射保压预塑倒缩喷嘴后退冷却开模顶出退针开门关门合模喷嘴前进。 1.4.2 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
7、压力、注射速度、顶出型式的选择，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。 1.4.2.1 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
8、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。 1.4.2.2
9、 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助喷嘴，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，预塑完再注座前进。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
10、却计时器计时完毕后，预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融并挤送到螺杆头前面。由于螺杆前端的止退环所起的单向阀的作用，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，倒缩即螺杆作微量的轴向后退，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“留涎”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。当螺杆作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
11、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。 1.4.2.3 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。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
12、根据塑料种类和模具的实际要求从时间上来控制通入油缸的 压力油的压力高低来实现的。 为了满足不同塑料要求有不同的注射压力，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。 1.4.2.4 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。 1.4.2.5 顶出形式的选择 注塑机
13、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，顶针运动的前后距离由行程开关确定。 1.4.2.6 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，指挥料筒和模具电热圈电流的通断，有选择地固定料筒各段温度和模具温度。表 5 列出了一些塑料的成型加工温度范围，可供参考。 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
14、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。 1.4.2.7 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
15、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0.31.0mm，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
16、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 现飞边或其它毛病。 1.4.2.8 开模控制 当熔融塑料注射入模腔内及至冷却完成后，随着便是开模动作，取出制品。开模过程也分三个阶段。第一阶段慢速开模，防止制件在模腔内撕裂。第二阶段快速开模，以缩短开模时间。第三阶段慢速开模，以减低开模惯性造成的冲击及振动。 1.4.3 注塑工艺条件的控制 目前，各注塑机厂家开发出了 各式各样的程序控制方式，大致有：注射速度控制、注射压力控制、注入模腔内塑料充填量的控制、螺杆的背压和转速等塑
17、炼状态的控制。实现工艺过程控制的目的是提高制品质量，使机器的效能得到最大限度的发挥。 1.4.3.1 注射速度的程序控制 注射速度的程序控制是将螺杆的注 射行程分为34 个阶段，在每个阶段中分别使用各自适当的注射速度。例如：在熔融塑料刚开始通过浇口时减慢注射速度，在充模过程中采用高速注射，在充模结束时减慢速度。采用这样的方法，可以防止溢料，消除流痕和减少制品的残余应力等。 低速充模时流速平稳，制品尺寸比较稳定，波动较小，制品内应力低，制品内外各向应力趋于一致（例如将某聚碳酸脂制件浸入四氯化碳中，用高速注射成型的制件有开裂倾向，低速的不开裂） 。在较为缓慢的充模条件下，料流的温差，特别是浇口前后
18、料的温差大，有助于避免缩孔和凹陷的发生。但由于充模时间延续较长容易使制件出现分层和结合不良的熔接痕，不但影响外观，而且使机械强度大大降低。 高速注射时，料流速度快，当高速充模 顺利时，熔料很快充满型腔，料温下降得少，黏度下降得也少，可以采用较低的注射压力，是一种热料充模态势。高速充模能改进制件的光泽度和平滑度，消除了接缝线现象及分层现象，收缩凹陷小，颜色均匀一致，对制件较大部分能保证丰满。但容易产生制品发胖起泡或制件发黄，甚至烧伤变焦，或造成脱模困难，或出现充模不均的现象。对于高黏度塑料有可能导致熔体破裂，使制件表面产生云雾斑。 下列情况可以考虑采用高速高压注射：（1）塑料黏度高，冷却速度快，
19、长流程制件采用 低压慢速不能完全充满型腔各个角 落的；（2）壁厚太薄的制件，熔料到达薄壁处易冷凝而滞留，必须采用一次高速注射，使熔料能量大量消耗以前立即进入型腔的；（3）用玻璃纤维增强的塑料，或含有较大量填充材料的塑料，因流动性差，为了得到表面光滑而均匀的制件，必须采用高速高压注射的。 对高级精密制品、厚壁制件、壁厚变化大的和具有较厚突缘和筋的制件，最好采用多级注射，如二级、三级、四级甚至五级。 1.4.3.2 注射压力的程序控制 通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力（保压）或三次以上的注射压力的控制。压力切换时机是否适当，对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。
20、模制品的比容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致，那麽制品的比容就不会发生改变。在恒定的模塑温度下，决定制品尺寸的最重要参数是保压压力，影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如：在充模结束后，保压压力立即降低，当表层形成一定厚度时，保压压力再上升，这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飞边。 保压压力及速度通常是塑料充填模腔时最高压力及速度的50%65%，即保压压力比注射压力大约低 0.60.8MPa。由于保压压力比注射压力低，在可观的保 压时间内，油泵的负荷低，固油泵的使用寿命得以延长，同时油泵电机的耗电量也降低了。
21、 三级压力注射既能使制件顺利充模，又不会出现熔接线、凹陷、飞边和翘曲变形。对于薄壁制件、多头小件、长流程大型制件的模塑，甚至型腔配置不太均衡及合模不太紧密的制件的模塑都有好处。 1.4.3.3 注入模腔内塑料填充量的程序控制 采用预先调节好一定的计量，使得在注射行程的终点附近，螺杆端部仍残留有少量的熔体（缓冲量） ，根据模内的填充情况进一步施加注射压力（二次或三次注射压力） ，补充少许熔体。这样，可以防止制品凹陷或调节制品的收缩率。 1.4.3.4 螺杆背压和转速的程序控制 高背压可以使熔料获得强剪切，低转速也会使塑料在机筒内得到较长的塑化时间。因而目前较多地使用了对背压和转速同时进行程序设计
22、的控制。例如：在螺杆计量全行程先高转速、低背压，再切换到较低转速、较高背压，然后切换成高背压、低转速，最后在低背压、低转速下进行塑化，这样，螺杆前部熔料的压力得到大部分的释放，减少螺杆的转动惯量，从而提高了螺杆计量的精确程度。过高的背压往往造成着色剂变色程度增大；预塑机构合机筒螺杆机械磨损增大；预塑周期延长，生产效率下降；喷嘴容易发生流涎，再生料量增加；即使采用自锁式喷嘴，如果背压高于设计的弹簧闭锁压力，亦会造成疲劳破坏。所以，背压压力一定要调得恰当。 随着技术的进步，将小型计算机纳入注塑机的控制系统，采用计算机来控制注塑过程已成为可能。日本制钢所NPACS（微型电子计算机控制系统）可以做到四
23、个反馈控制（保压调整、模压调整、自动计量调整、树脂温度调整）和四个过程控制（注射速度程序控制、保压检验、螺杆转速程序控制、背压程序控制） 。 1.4.4 注塑成型前的准备工作 成型前的准备工作可能包括的内容很多。如：物料加工性能的检验（测定塑料的流动性、水分含量等） ；原料加工前的染色和选粒；粒料的预热和干燥；嵌件的清洗和预热；试模和料筒清洗等。 1.4.4.1 原料的预处理 根据塑料的特性和供料情况，一般在成型前应对原料的外观和工艺性能进行检测。如果所用的塑料为粉状，如：聚氯乙烯，还应进行配料和干混；如果制品有着色要求，则可加入适量的着色剂或色母料；供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其
24、它易挥发的低分子物，特别是一些具有吸湿倾向的塑料含水量总是超过加工所允许的限度。因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。在高温下对水敏感的聚碳酸酯的水分含量要求在0.2%以下，甚至 0.03%0.05%，因此常用真空干燥箱干燥。已经干燥的塑料必须妥善密封保存，以防塑料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业 、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗 的装料量一般取注塑机每小时用料量的 2.5 倍。 1.4.4.2 嵌件的预热 注射成型制品为了装配及强度方面的要求，需要在制品中嵌入金属嵌件。注射成型时，安放在模腔中的冷金属嵌件和
25、热塑料熔体一起冷却时，由于金属和塑料收缩率的显著不同，常常使嵌件周围产生很大的内应力（尤其是象聚苯乙烯等刚性链的高聚物更多 显著） 。这种内应力的存在使嵌件周围出现裂纹，导致制品的使用性能大大降低。这可以通过选用热膨胀系数大的金属（铝、钢等）作嵌件，以及将嵌件（尤其是大的金属嵌件）预热。同时，设计制品时在嵌件周围安排较大的厚壁等措施。 1.4.4.3 机筒的清洗 新购进的注塑机初用之前，或者在生产 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，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆 洗。 清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料） 。对于热敏性塑料，如聚氯乙稀
26、的存料，可用低密度聚乙烯、聚苯乙烯等进行过渡换料清洗，再用所加工的新料置换出过渡清洗料。 1.4.4.4 脱模剂的选用 脱模剂是能使塑料制品易于脱模的物质。硬脂酸锌适用于除聚酰胺外的一般塑料；液体石蜡用于聚酰胺类的塑料效果较好；硅油价格昂贵，使用麻烦，较少用。 使用脱模剂应控制适量，尽量少用或不用。喷涂过量会影响制品外观，对制品的彩饰也会产生不良影响。 1.5 注塑机操作过程注意事 项 养成良好的注塑机操作习惯对提高 机器寿命和生产安全都大有好处。 1.5.1 开机之前：（1 ）检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机。应由维修人员将电器零件吹干后再开机。 （2）检查供电电压是否
27、符合，一般不应超过15%。 （3）检查急停开关，前后安全门开关是否正常。验证电动机 与油泵的转动方向是否一致。 （4）检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。（5）检查各活动部位是否有润滑油（脂） ，并加足润滑油。 （6）打开电热，对机筒各段进行加温。当各段温度达到要求时，再保温一段时间，以使机器温度趋于稳定。保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同。 （7）在料斗内加足足够的塑料。根据注塑不同塑料的要求，有些原料最好先经过干燥。 （8）要盖好机筒上的隔热罩，这样可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。 1.5.2 操作过程中：（1 ）不要为贪图方便
28、，随意取消安全门的作用。 （2）注意观察压力油的温度，油温不要超出规定的范围。液压油的理想工作温度应保持在 4550 之间，一般在 3560范围内比较合适。 （3）注意调整各行程限位开关，避免机器在动作时产生撞击。1.5.3 工作结束时：（1 ）停机前，应将机筒内的塑料清理干净，预防剩料氧化或长期受热分解。 （2）应将模具打开，使肘杆机构长时间处于闭锁状态。 （3）车间必须备有起吊设备。装拆模具等笨重部件时应十分小心，以确保生产安全。 1.6 注塑制品产生缺陷的原 因及其处理 方法 在注塑成型加工过程中可能由于原料处理不好、制品或模具设计不合理、操作工没有掌握合适的工艺操作条件，或者因机械方面
29、的原因，常常使制品产生注不满、凹陷、飞边、气泡、裂纹、翘曲变形、尺寸变化等缺陷。 对塑料制品的评价主要有三个方面，第一是外观质量，包括完整性、颜色、光泽等；第二是尺寸和相对位置间的准确性；第三是与用途相应的机械性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同，要求的尺度也不同。 生产实践证明，制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上，塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面。 生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短，如果工艺条件掌握不好,废品就会源 源不绝。在调整工艺时最好一次
30、只改变一个条件，多观察几回，如果压力、温度、时间统统一起调的话，很易造成混乱和误解，出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如：解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径，要选择出解决问题症结的一、二个主要方案，才能真正解决问题。此外，还应注意解决方案中的辨证关系。比如：制品出现了凹陷，有时要提高料温，有时要降低料温；有时要增加料量，有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。 1.6.1 塑料成型不 完整 这是一个经常遇到的问题，但也比较容易解决。当用工艺手段确实解决不了时，可从模具设计制造上考虑进行改进，一般是可以解决的。 一、设备方面： （1）注塑机塑化容量小
31、。当制品质量 超过注塑机实际最大注射质量时，显然地供料量是入不敷出的。若制品质量接近注塑机实际注射质量时，就有一个塑化不够充分的问题，料在机筒内受热时间不足，结果不能及时地向模具提供适当的熔料。这种情况只有更换容量大的注塑机才能解决问题。有些塑料如尼龙（特别是尼龙66）熔融范围窄，比热较大，需用塑化容量大的注塑机才能保证料的供应。 （2）温度计显示的温度不真实，明高实低，造成料温过低。这是由于温控装置如热电偶及其线路或温差毫伏计失灵，或者是由于远离测温点的电热圈老化或烧毁，加温失效而又未曾发现或没有及时修复更换。 （3）喷嘴内孔直径太大或太小。太小，则由于流通直径小，料条的比容增大，容易致冷，
32、堵塞进料通道或消耗注射压力；太大，则流通截面积大，塑料进模的单位面积压力低，形成射力小的状况。同时非牛顿型塑料如 ABS 因没有获得大的剪切热而不能使黏度下降造成充模困难。喷嘴与主流道入口配合不良，常常发生模外溢料，模内充不满的现象。喷嘴本身流动阻力很大或有异物、塑料炭化沉积物等堵塞；喷嘴或主流道入口球面损伤、变形，影响与对方的良好配合；注座机械故障或偏差，使喷嘴与主流道轴心产生倾侧位移或轴向压紧面脱离；喷嘴球径比主流道入口球径大，因边缘出现间隙，在溢料挤迫下逐渐增大喷嘴轴向推开力都会造成制品注不满。 （4）塑料熔块堵塞加料通道。由于塑料在料斗干燥器内局部熔化结块，或机筒进料段温度过高，或塑料
33、等级选择不当，或塑料内含的润滑剂过多都会使塑料在进入进料口缩径位置或螺杆起螺端深槽内过早地熔化，粒料与熔料互相黏结形成“过桥” ，堵塞通道或包住螺杆，随同螺杆旋转作圆周滑动，不能前移，造成供料中断或无规则波动。这种情况只有在凿通通道，排除料块后才能得到根本解决。 （5）喷嘴冷料入模。注塑机通常都因顾及压 力损失而只装直通式喷嘴。但是如果机筒前端和喷嘴温度过高，或在高压状态下机筒前端储料过多，产生“流涎” ，使塑料在未开始注射而模具敞开的情况下，意外地抢先进入主流道入口并在模板的冷却作用下变硬，而妨碍熔料顺畅地进入型腔。这时，应降低机筒前端和喷嘴的温度以及减少机筒的储料量，减低背压压力避免机筒前
34、端熔料密度过大。 （6）注塑周期过短。由于周期短 ，料温来不及跟上也会造成缺料，在电压波动大时尤其明显。要根据供电电压对周期作相应调整。调整时一般不考虑注射和保压时间，主要考虑调整从保压完毕到螺杆退回的那段时间，既不影响充模成型条件，又可延长或缩短料粒在机筒内的预热时间。注塑机机械工作原理注塑机在机械结构上主 要分为注射部分和锁模部分。注射部分的功能是把塑料融化并注入模具型腔，锁模部分的功能是控制模具开合、顶出制品等各种动作。1、注射部分注射部分主要有两种形式：活塞式和往复螺杆式。现在活塞式的注塑机己很少见，这里不作介绍。往复螺杆式注塑机通过螺杆在加热 机筒中的旋转，把固态塑料颗粒( 或粉末)
35、熔化并混合，挤入机筒前端空腔中，然后螺杆沿轴向往前移动，把空腔中的塑料熔体注入模具型腔中。塑化时，塑料在螺杆螺棱的推动下，在螺槽中被压实，并接受机筒壁所传热量，加上塑料与塑料、塑料与机筒及螺杆表面摩擦生热，温度逐渐升高到熔融温度。熔化后的塑料被螺轩搅拌进一步混合，并沿螺槽进入机筒前部并推动螺杆后退。 注射部分与塑化相关的部件主要有：螺杆、机筒、分流梭、止逆环、射咀、法兰、加料斗等。下面分别就其在塑化过程中的作用与影响加以说明。螺杆是注塑机的重要部件。它的作用是对塑料进行输送、压实、熔化、搅拌和施压。所有这些都是通过螺杆在机筒内的旋转来完成的。在螺杆旋转时，塑料对于机筒内壁、螺杆螺槽底面、螺棱推
36、进面以及塑料与塑料之间在都会产生摩擦及相互运动。塑料的向前推进就是这种运动组合的结果，而摩擦产生的热量也被吸收用来提高塑料温度及熔化塑料。螺杆的结构将直接影响到这些作用的程度。普通注塑螺杆结构，也有为了提高塑化质量设计成分离型螺杆,屏障型螺杆或分流型螺杆。 机筒的结构其实就是一根中间开了下料口的圆管。在塑料的塑化过程中，其前进和混合的动力都是来源于螺杆和机筒的相对旋转。根据塑料在螺杆螺槽中的不同形态，一般把螺杆分为三段：固体输送段(也叫加料段) 、熔融段(也叫压缩段)、均化段（也称计量段 ） 。在有关塑料塑化的教材上中，都把塑料在螺杆的固体输送段看成一个塑料颗粒间没有相互运动的固体床，然后通过
37、固体床与机筒壁、与螺棱推进面以及与螺槽表面相互运动和摩擦的理想状态的计算，来确定塑料向前输送的速度。这与实际情况有不少差距，也不能以此为依据来分析不同形状塑料颗粒的进料情况。如果塑料的颗粒不大，它们在被机筒内壁拉动向前运动时会出现分层和翻滚，并逐步被压实形成固体塞。当望料颗粒的直径与螺槽深度尺寸差不多时，它们的运动轨迹基本上是沿螺槽径向的直线运动加上转一个角度的直线运动。由于颗粒大时塑料在螺槽中的排列很疏松，所以其输送速度也较慢。当颗粒大到一定程度，在进入压缩段而其直径大于螺槽深度时，塑料就会卡在螺杆与机筒之间，如果向前拉动的力不足以克服压扁塑料颗粒所需的力，则塑料会卡在螺槽里不向前推进。塑料
38、在接近熔点温度时， 、与机筒相接触的塑料已开始熔融而形成一层熔膜。当熔膜厚度超过螺杆与机筒间的间隙时，螺棱顶部把熔膜从机筒内壁径向地刮向螺棱根部，从而逐渐在螺棱的推进面汇集成旋涡状的流动区熔池。由于熔融段螺槽深度的逐渐变浅以及熔池的挤压，固体床被挤向机筒内壁，这样就加速了热机筒向固体床的传热过程。同时，螺杆的旋转使固体床和机筒内壁之间的熔膜产生剪切作用，从而使熔膜和固体床分界面间的固体熔化。随着固体床的螺旋形向前推移，固体床的体积逐渐缩小，而熔池的体积逐渐增大。如果固体床厚度减小的速度低于螺槽深度变浅的速度，则固体床就可能部分或完全堵塞螺槽，使塑化产生波动，或者由于局部压力过大造成摩擦生热剧增
39、，从而产生局部过热。在螺杆均化段，固体床已经因体积过小而破裂形成分散在熔池里的小固体颗粒。这些固体颗粒通过各自与包覆周围的熔体摩擦及热传递而熔融。面这时，螺杆的功能主要是通过搅拌塑料熔体使之混合均匀，熔体的速度分布从贴近机筒壁的最高速到贴近螺槽底部的最低速。如果螺槽深度不大而熔体粘度很高，则这时熔体分子间的摩擦会很剧烈。由于各种塑料的熔融速度、熔体粘度、熔融温度范围、粘度对温度及剪切速率的敏感程度、高温分解气体的腐蚀性、塑料颗粒间的摩擦系数差异很大，通常意义上的普通通用螺杆在加工某些熔体特性比较突出的塑料(如 Pc、PA、高分子 ABS、PP-R、PVC 等)时会出现某一段剪切热过高的现象，这
40、种现象般可通过降低螺杆转速得以消除。但这势必影响生产效率。为了实现对这些塑料的高效塑化，很多公司先后开发了这些塑料的专用塑化螺杆和机筒。这些专用螺杆和机筒在设计时针对的主要问题是以上塑料的固体摩擦系数、熔体粘度、熔融速度等。2分流梭(过胶头 ) 分流梭是装在螺杆前端形状象鱼雷体的零件。分流梭在塑料塑化时的作用主要是分流混合塑料熔体，使熔体进一步混练均匀。同时分流梭还有在塑化时限定止逆环位置的作用。为了进一步加强混炼作用，建议在 250 吨以上锁模力注塑机 上采用屏障型混炼结构。的分流梭。不仅可以提高制品颜色的均匀程度，也使制品的机械强度更高。止逆环(过胶圈)顾名思义，止逆环的作用就是止逆。它是
41、防止塑料熔体在注射时往后泄漏的一个零件。在工作时，止逆环止逆垫圈(过胶垫圈) 接触形成一个封闭的结 构，阻止塑料熔体泄漏止逆环工作原理。一台注塑机注塑制品重量的精密程 度与止逆环止逆动作的快慢关系很大。而一个止逆环动作反应的快慢，是由它的止逆动作行程、密封压合时间，离开分流梭时间等因素决定的。我们曾经试过多种止逆环结构和零件参数，最后才通过实验确定最优化的止逆面参数、止逆环与分流梭贴合参数、止逆环与机筒间隙参数等。可以实现高精密注射量控制。射嘴射嘴是联接料筒和模具的过渡部分。注射时，料筒内的熔料在螺杆的推动下，以高压和快速流经射嘴注入模具。因此射嘴的结构形式、喷孔大小以及制造精度将影响熔料的压
42、力和温度损失，射程远近、补缩作用的优劣以及是否产生“流涎“现象等。目前使用的喷嘴种类繁多，且都有其适用范围，这里只讨论用得最多三种。(1)直通式射嘴 这种射嘴呈短管状，熔料流经这种喷嘴时压力和热量损失都很小，而且不易产生滞料和分解，所以其外部一般都不附设加热装置。但是由于射嘴体较短，伸进定模板孔中的长度受到限制，因此所用模具的主流道较长。为弥补这种缺陷而加大射嘴的长度，成为直通式射嘴的一种改进型式，又称为延伸式射嘴。这种射嘴必须添设加热设置。为了滤掉熔料中的固体杂质，射嘴中也可加设过滤网。以上两种射嘴适用于加工高粘度的塑料，加工低粘度塑料时，会产生流涎现象。(2)自锁式射嘴 注射过程中，为了防
43、止熔料的流涎或回缩，需要对射嘴通道实行暂时封锁而采用自锁式射嘴。自锁式射嘴中以弹簧式和针阀式最广泛，这种射嘴是依靠弹簧压合射嘴体内的阀芯实现自锁的。注射时，阀芯受熔料的高压而被顶开，熔型遂向模具射出。熔胶时，阀芯在弹簧作用下复位而自锁。其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。杠杆针阀式射嘴 这种喷嘴与自锁式射嘴一样，也是在注射过程中对射嘴通道实行暂时启闭的一种，它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
44、，压力损失小，计量准确等优点。此外，它不使用弹簧，所以，没有更换弹簧之虑，主要缺点是结构较复杂，成本较高。注射时，塑料熔体在螺杆的推动下，以极高的剪切速度流经射嘴而进入模腔。在这种高速剪切作用下，熔体温度快速升高。特别是对于粘度较高的PVC、PP-R、PMMA、PC、高抗冲击 ABS 等，过小的射嘴 孔直径会造成塑料的高温分解。而对于充模困难的薄壁精密制品，则宜用射程较远的射嘴，对于厚壁制品则需要补塑作用好的射嘴。另外，对于某些熔体粘度很低的塑料(如 PA 等) ，需要使用具有防流涎功能的自锁射嘴。在许多机器上，除了针对一般粘度的通用型射嘴，还有自锁射嘴、PVC 射嘴、PMMA 射嘴等特殊射嘴
45、可供选用，如果需要，也可以提供射程较远的针对薄壁制品的专用射嘴。法兰法兰是连接射嘴与机筒的零件?在塑料的塑化注射过程中只起通道的作用。如果法兰与射嘴或法兰与机筒的结合面出现较大的间隙或槽，则会因塑料在间隙或槽中滞留时间过长分解而出现制品黑点。 加料斗加料斗是储存塑料原料的部件，也有的在加料斗上加上发热和吹风装置做成干燥料斗。加料斗的形状一般是下部圆锥形与上部圆筒形。圆锥形的锥面斜度对于不同粒度、不同颗粒形状、颗粒之间摩擦系数和粘结系数不同的塑料部有不同的最佳值，否则不是浪费了加料斗的储料量就是出现加料不畅或根本不下料的“架桥“或“漏斗成管” 现象。引起“架桥” 现象的原因是因为塑料颗粒之间在圆
46、锥小口处 形成能支撑在其上方的物料的开然桥，对于颗粒较大以及形状不规则的再生料比较容易发生。 “漏斗成管“是因为往下流的颗粒不足以拉动其相邻的颗粒一起流动，这往往在塑料粒度较小时发生。一般的解决方法是在加料斗上装振动装置或减小圆锥斜度。如果机筒上热量传递到加料斗使加料斗温度过高，塑料粒表面软化或粘结成块，更容易形成“架桥“或阻塞注塑机的介绍注塑机是一种专用的塑 料成型机械，它利用塑料的热塑性，经加热融化后，加以高的压力使其快速流入模腔，经一段时间的保压和冷却，成为各种形状的塑料制品。注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分：液压系统油泵的电能消耗 ，加热器的电能消耗 循环冷却水泵的电能消耗（在注
47、塑车间内，一般多台注塑机共用一台冷却水泵 ） ，其中液压油泵电机的用电量占整个注塑机用电量的 80%以上，所以降低其 耗电量是注塑机节能的关键。1、注塑机的工 作循环1）锁合模：模扳快速接近定模扳（包括慢- 快-慢速） ，且确认无异 物存在下，系统转为高压，将模板锁合（保持油缸内压力） 。2）射台前移到位：射台前进到指定位置（喷嘴与模具紧贴） 。3）注塑：可设定螺杆 以多段速度，压力和行程，将料筒前端的溶料注入模腔。4）冷却和保压：按设定多种压力和时间段，保持料筒的压力，同时模腔冷却成型。5）冷却和预塑：模腔内制品继续冷却，同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推，螺杆在设定的背压控制下后退，当
48、螺杆后退到预定位置，螺杆停止旋转，注射油缸按设定松退，预料结束。6）射台后退：预塑结束后，射台后退到指定位置。7）开模：模扳后退到原位（包括慢- 快-慢速）8）顶出：顶针顶出制品。2传统液压驱 动的注塑机的能量浪费液压驱动的注塑机在以上各阶段所 需压力和流量都是变化的，当注塑机的油量需求发生变化时，由设在油泵出口的比例流量阀和比例压力溢流阀来调节负载压力和流量，提供各油缸和液力马达所需的推力，压力方向和移动速度。油泵的输出功率等于电机的输出转矩和电机的转速的乘积，当系统要求低流量时，油泵电机的输出功率不变，多余的液压油通过压力比例阀和溢流阀流回油箱，即使空载（如冷却）也是如此，这样，节流功率损
49、失非常大，效率很低，一般只有 60%-70%，因而造成能量浪费，同时由于液压油长期的全速循环流动，与液压件，机械件的剧烈磨擦，造成油温过高，噪音过大等系列问题，机器寿命亦缩短。3使用节能变 频器控制油泵电机变频器控制的油泵电机从根本上克服了传统注塑机能量浪费的弊病，当系统需要 的流量发生变化时，电机的转速也跟着发生变化，从而使定量油泵排出的油流量发生变化，即“需要多少供给多少，从而节约了大量的电能。根据注塑制品的不同，节电率达 20%-70%。4变频器控制 信号的选取对所改造的注塑机要充分了解其控 制电路，液压电路和工作原理，巧妙取得控制信号，实现现有注塑机和变频器的结合。注塑机液压 油需求量的 信号是连接压力和流量比例阀的电流信号（0-1A） ，经积分处理后并转换成4-20mA 的标准信号直接连接到变频的输入端，从而控制变频器改变输出频率，随即改变了油泵电机的转速，达到调压节电的双重作用。针对注塑机液压系统特有的大负荷超载，频响要求高和低速转矩大，电机加减速时间长的特点，在控制过程中应用了 PLC 控制器，引入各电液换向阀的信号，由 PLC 根据这些信号鉴别注塑机的工艺流程，提前对变频器给出加速和减速指令。5. 注塑机变频器的选型1）普通的 VVVF 调速方式，当频率与电压的比率保持恒定，
