实验报告

2010年9月21日

学院 机械工程与自动化学院 学号 课程名称 材料与工艺 实验项目 名 称 姓名 学时 2 热塑性塑料注射成型 指导教师 一、 实验目的 1. 加深对热塑性塑料注射成型工艺过程及成型原理的理解。 2. 掌握注射成型工艺条件的拟定原则，并能对各工艺条件与制品质量的关系作出分析。 3. 掌握注射成型工艺的基本结构、动作原理和操作方法，掌握设备的调试及模具的结构及安装。 4. 按HG-1122-77制备注射样条，为性能测试做准备。 二、实验原理 注射成型是热塑性塑料的一种重要成型方法，其主要特点是模塑周期短，生产效率高，易于自动化，可一次成型外形复杂、尺寸精确或带有精细嵌件的塑料制品。据统计，全世界塑料产量的约30%用于注射成型，随着现代塑料加工技术的不断发展，注射成型也必将在塑料加工中发挥越来越大的作用。 注射成型是利用热塑性塑料受到一定的温度以后，能够变为熔融体，并借助热力和压力的作用使其流动，冷却后又成为固体的特点二实现的。其一般过程为：将经过预处理的塑料原料通过料斗加入到注射机的料斗中，塑料受到加热料筒和分流梭的作用而熔融塑化为粘稠性流体，经注射柱塞的推动，即通过喷嘴、模具的主流道、分流道、浇口而最终充满型腔。由于模具的温度低于塑料的软化温度，因此模具迅速吸收融化塑料的热量而使它由表及里的凝固。当制件凝结至适当温度时，可开启模具，将制作从模腔中取出。注射成型过程自塑件从模具中取出即完成一个模塑周期。注射制作的正常过程就是模塑周期的反复循环。这一循环完成的时间及工艺条件的选择与所用塑料的品种、性能、注射成型设备、工艺装置结构等有密切的关系。 三、使用仪器、材料 原料：碳酸钙填充改性HDPE。 设备：柱塞式注射机、试样模具一套（长方形），型腔尺寸120×15×10mm、半导体测温器一个、秒表一块、手锯一把。 四、实验步骤 ? 开车前准备 1. 加润滑油 2. 通冷却水 3. 料筒取热 4. 检查设备各动作的可靠性 5. 模具安装和锁模力的调节 6. 顶出杆的位置调整 7. 螺旋式注射机预塑螺杆的转速和背压调节 ? 实验内容 1. 准备工作完成后，首先检查料嘴和喷嘴温度是否合适。 2. 料温测定的方法中用测温计从喷嘴插入熔体中，并均匀来回移动数次，待测温度计读数稳定之后再作记录。 3. 注射速度是柱塞或螺杆在注射时的移动速度，可通过秒表测定推料杆在标尺上移动一定距4. 5. 6. 7. 离所用时间计算而得。 注射压力可通过调节阀调整，其大小应能使塑件外形完整，密度合适并不产生溢边为准。注射压力的数值可由压力表直接读出。 成型试样要求外形完好、表面平整，无气泡、裂纹、银丝、分层、明显杂质和加工损伤等缺陷。制取试样时一要在基本稳定的工艺条件下进行，至少舍弃五模后再开始取样。 成型周期是指从成型循环的某一特征点到下一循环该点再次出现时所需的时间，即完成一个完整的成型循环过程所需的时间。用秒表测定数次求平均值。 对各工艺条件作出详细记录，写出实验报告并讨论相关问题。 热塑性塑料注射成型中的常见缺陷及产生原因： 1.制品填充不足 ①料桶，喷嘴及模具的温度偏低 ②加料量不足 ③料桶内的剩料太多 ④注射压力太小 ⑤注射速度太慢 ⑥流道和浇口尺寸太小，浇口数量不够，切浇口位置不恰当 ⑦型腔排气不良 ⑧注射时间太短 ⑨浇注系统发生堵塞 ⑩塑料的流动性太差 2.制品有溢边 ①料桶，喷嘴及模具温度太高 ②注射压力太大，锁模力太小 ③模具密合不严，有杂物或模板已变形 ④型腔排气不良 ⑤塑料的流动性太好 ⑥加料量过大 3.制品有气泡 ①塑料干燥不够，含有水分 ②塑料有分解 ③注射速度太快 ④注射压力太小 ⑤麻烦温太底，充模不完全 ⑥模具排气不良 ⑦从加料端带入空气 4.制品凹陷 ①加料量不足 ②料温太高 ③制品壁厚与壁厚相差过大 ④注射和保压的时间太短 ⑤注射压力太小 ⑥注射速度太快 ⑦浇口位置不恰当 5.制品有明显的熔合纹 ①料温太低，塑料的流动性差 ②注射压力太小 ③注射速度太慢 ④模温太低 ⑤型腔排气不良⑥塑料受到污染 6.制品的表面有银丝及波纹 ①塑料含有水分和挥发物 ②料温太高或太低 ③注射压力太小 ④流道和浇口的尺寸太大 ⑤嵌件未预热回温度太低 ⑥制品内应力太大 7.制品的表面有黑点及条纹 ①塑料有分解 ②螺杆的速度太快，背压力太大 ③喷嘴与主流道吻合不好，产生积料 ④模具排气不良 ⑤塑料受污染或带进杂物 ⑥塑料的颗粒大小不均匀 8.制品翘曲变形 ①模具温度太高，冷却时间不够 ②制品厚薄悬殊 ③浇口位置不恰当，切浇口数量不合适 ④推出位置不恰当，且受力不均 ⑤塑料分子定向作用太大 9.制品的尺寸不稳定 ①加料量不稳定 ②塑料的确颗粒大小不均匀 ③料桶和喷嘴的温度太高 ④注射压力太小 ⑤充模和保压的时间不够 ⑥浇口和流道的尺寸不恰当 ⑦模具的设计尺寸不恰当 ⑧模具的设计尺寸不准确 ⑨推杆变形或磨损 ⑩注射机的电气，液压系统不稳定 10.制品粘模 ①注射压力太大，注射时间太长 ②模具温度太高 ③浇口尺寸太大，且浇口位置不恰当 实验报告

2010年9月21日

学院 机械工程与自动化学院 学号 课程名称 材料与工艺 实验项目 名 称 姓名 学时 2 挤出吹塑薄膜成型 指导教师 一、 实验目的 1. 加深对基础理论的理解，明确挤出吹塑塑模成型的原理及工艺参数对产品质量的影响。 2. 了解挤出机及辅助机的基本结构，掌握挤出吹塑薄膜生产线的操作方法。 3. 通过挤出平吹法制取聚乙烯薄膜为性能测试提供样品。 二、实验原理 挤出成型是热塑性塑料十分重要的成型方法，其产量也居各成型方法的首位。通过更换机头口模，挤出成型可生产多种制品，其中挤出吹塑薄膜是挤出生产的主要产品之一。 挤出吹塑薄膜生产的工作原理如下：当塑料加入挤出机料斗后，随着螺杆的旋转被螺纹强制推向机头，此时塑料一方面被外部热源加热，另一方面由于塑料本身在压缩、剪切和搅动过程中，与料筒、螺杆之间的外摩擦以及大分子之间的内摩擦，也产生很大的热量。与此同时由于螺杆螺槽深度逐渐减小，加之滤网、多孔板和机头的阻力，是塑料压实，从而改善了它的热传导性。这样在内、外热及压力的联合作用，是塑料温度逐渐上升直至熔融，粘度也逐步达到成型所要求的范围。当熔融塑料进入机头后，经环隙形口模成型为薄膜管坯，此时人工将管坯端部封闭并引至牵引辊，从芯膜孔道吹入压缩空气，是管坯横向膨胀，同时牵引辊连续纵向牵伸，使膜管达到所要求的厚度及折径。膜管经冷却风环冷却定型并由人字板压叠成双折薄膜，通过牵引辊以恒定的速度进入卷取装置，到一定量时可进行切割即成为膜卷。在挤出吹塑薄膜生产装置中，牵引辊又是压辊，它通过完全压紧已折叠的双层薄膜，使膜管内的空气不能越过牵引辊的缝隙处而使膜管内部保持恒定的空气量和压力，保证薄膜的尺寸不变，因此吹塑薄膜生产中，只是在生产初期鼓入压缩空气，待薄膜尺寸确定后，不需再使用压缩空气。 挤出吹塑薄膜由引模方向的不同可分为上吹法、下吹法和平吹法，本实验所用的是平吹法，其主要特点是机头、辅机结构简单，安装、操作方便，但薄膜厚度均匀性差，不宜生产折径大的产品。 三、使用仪器、材料 原料：高压聚乙烯 设备:挤出机、平吹辅机、机头、托盘天平、温度计5只、千分尺、卷尺、哑铃形标准刀具 四、实验步骤 1. 检查主机加热系统是否正常，机头连结部分的螺栓是否紧固，辅机各部分运转是否可靠。 2. 打开冷却水开关，对料斗底部进行冷却。 3. 料筒温度预热拟定数值，保温30分钟。 4. 开动主机和辅机使其在低速下运转，先加入少量塑料，并注意进料及主机电流情况，如进料困难或主机电流过大，应及时停车，提高成型温度并保温一段时间后再开车。 5. 当熔融塑料正常挤出后，人工将挤出物端口封闭，从芯模通入一定量的压缩空气，缓慢牵引管坯通过冷却风环、人字板至牵引辊，是产品生产过程连续。 6. 逐渐提高螺杆转速并相应改变牵引速度，同时调整压缩空气的进气量、冷却风环的位置、冷却风环出口间隙等，是生产过程正常进行。