塑胶类零件制造过程，根据需要先要进行塑胶成型、加工成各类塑胶半成品或部件，注塑成型是塑胶零件主要的成型方法之一。注塑成型必须借助注塑机等成型设备和注塑模具才能完成。本文主要介绍在塑胶产品制造过程中常涉及的实际内容和问题。

 

概述

 

所谓注塑成型（injection molding），是指将已加热熔融的材料喷射注入模具内 ，经冷却与固化后，得到成型品的方法。其具体过程是，将粒状或粉状塑料从注塑机的料斗送入加热的料筒中，经加热塑化成熔融状态，由螺杆施压而通过料筒端部的喷嘴注入低温的、闭合的模具型腔中经冷却硬化而保持模腔所赋予的形状，开模取出胶体后就完成了一个工作周期。

 

注塑成型是塑胶成型加工中普通采用的方法，它适用于全部热塑性塑料（热塑性塑料：在特定的温度范围内能反复加热熔融和冷却硬化的一类塑料，如 ABS、PP、 PE、PC、PA、POM）和部分热固性塑料，塑胶产品的大部分零部件都是通过注塑成型制造的。

 

注塑成型的成型周期短（几秒到几分钟），成型制品质量可由几克到几十千克，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的模塑品。因此，该方法适应性强，生产效率高。

 

注塑成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能成形状复杂的制件，注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域。

 

不利的一面是模具成本高，且清理困难，所以小批量制品就不宜采用此法成型。一个完整的注塑生产过程还应包括一些辅助工序，如下图所示。

注塑生产流程图

 

注塑生产步骤：

 

第一步，准备塑胶料。将从外购回的全新塑胶原料和回收的二次料按照合适的比例， 通过混料机将两者进行充分混合，配置成用于生产的塑料原料。

第二步，配料着色。若根据塑胶产品设计要求，注塑件需要整体着色，则在进行注 塑前通过在塑料原料内添加相应的着色剂，并与原料均匀、充分地混合，可使塑料在注塑成型过程中实现着色而获得有色的注塑件。

第三步，焗料干燥。根据注塑成型工艺要求，要保证塑料原料的充分干燥，不含水分，因此在进行注塑成型之前通过干燥机对原料进行干燥处理。

第四步，注塑成型。在对塑料原料进行前处理后，利用注塑模具在注塑机中进行加 工生产。在成型加工之前，还要对模具进行试模，检查模具的质量和调试合适的工 艺参数。

第五步，去水口。注塑加工完成后，要对注塑件上的水口料进行清除。在进行去除 水口的过程中，要特别注意不能损伤注塑件。

第六步，检查和包装。去除水口后，要对注塑件进行质量检查，对合格品进行半成 品包装和装箱，准备转到下一道工序；对不合格品进行收集回收。

第七步，回收废料。对在成型加工中产生水口料和经检查不合格的制品，不能随意丢弃，而是应该进行回收。经碎料机打料粉碎后，可以按一定比例与全新料混合用 在后续的生产中。实际注塑生产过程可采用半自动和全自动两种生产形式，而手动形式只是在调试机器时采用。

 

获得优良的注塑制品的五个主要条件：

 

①具备性能可靠的注塑机；

②满足使用要求的辅助设备（干燥机、冻水机、碎料机和混料机等）；

③选择适用的塑料；

④优良的注塑模具；

⑤高素质的调机技术人员。

 

注塑机是注塑成型过程的核心设备，生产辅助设备主要指干燥机、冻水机、碎料机和混料机等。干燥机用来干燥塑料原料（由于塑料高分子大都含有亲水基因， 易吸水导致成型产生银丝、气泡、水纹等缺陷）。冻水机可以通过控制冷却水温度（一 般为 10℃左右）来控制模具的工作温度；碎料机将脱离的流道或报废塑料打碎成为水口料以回用于生产（打料时注意不同种类的料分开不能杂合，环境要保持干净， 防收污染）。混料机将按配比称量后的塑胶原料、水口料（若需要加入）及色粉/色种通过机械搅拌，混合均匀，以使成型塑件着色，强度一致。

 

不同塑料其主要性能及注塑成型工艺特点不同，因此根据塑胶产品的不同性能与成本等要求选择相应的原料。塑胶模具是注塑成型生产中赋予塑料形状所用部件的组合体，塑胶模的结构视塑料性质、制作形状、结构以及注塑机的不同等因素而形式、大小差异很大。然而其基本结构大致相同，即主要由浇注系统、成型零件、结构零件三大部分组成，其中浇注系统与成型零件是与塑料直接接触的部分，并随塑料制品而变化，它是模具中最重要、最复杂、变化最大、要求表面精度及光泽度最高的部分。高素质的调机技术人员可以保证获得优良的注塑工作条件和参数。

 

注塑成型设备

 

注塑成型是在注塑成型设备上完成全部工作过程的。注塑机可用于各种热塑性塑料（尼龙、ABS、聚丙烯、聚苯乙烯等）的成型加工。

 

1.注塑机基本组成与结构：

一般情况下，通用型注塑机基本结构包括三大部分，即注射装置、合模装置（锁 模与脱模装置）和液压传动与电气控制系统。

 

(1)注射装置

注射装置是注塑机的心脏部分，其作用是保证定时、定量地把物料加热塑化和熔融，然后以一定的压力和尽快的速度把相当于一次注射量的熔融塑料注入模具型 腔内，注射完毕还要有一段保压时间以向模腔内补充一部分因冷却而收缩的熔料， 使制品密实和防止模腔内物料反流。因此，注射装置必须保证塑料均匀塑化，并有足够的注射压力和保压压力。能满足这些要求的注射装置主要有柱塞式、柱塞-螺杆 式、螺杆式等。注射装置主要有塑化装置（螺杆或柱塞、机筒、喷嘴和加热器等）、 料斗、计量装置、螺杆传动装置、注塑油缸和注塑座整体移动油缸等组成。注射装置是将树脂予以加热融化后再射入模具内。

此时，要旋转螺杆，并让投入到料斗的树脂停留在螺杆前端（称之为计量），经过相当于所需树脂量的行程贮存后在进行射出。当树脂在模具内流动时，则控制螺杆的移动速度（射出速度），并在填充树脂后用压力（保压力）进行控制。当达到一定的螺杆位置或一定射出压力时，则从速度控制切换成压力控制。

 

（2）合模装置

合模装置主要作用是固定模具，实现模具的开闭动作。在注塑和保压时保证模具可靠地合紧，以及执行脱模作业。合模装置主要由固定模具的前模板以及安装移 模油缸或调模装置的后模板、移动模板、拉杆、合模油缸、移模油缸、连杆机构、 调模机构、顶出机构和安全保护机构等组成。

 

（3）液压传动与电气控制系统 

液压传动与电气控制系统的作用中保证注塑机按工艺过程预定的要求（压力、 温度、速度和时间等）和动作程序准确而有效地工作。液压传动主要由各种液压元 件、液压基本回路和其他附属装置所组成。电气控制系统主要由各种电器元件、仪 表、电控系统（加热、测量）、微机控制系统等组成。液压传动与电气控制系统两者 有机结合协调工作，对注塑机提供动力和现实动作控制。

 

2.注塑机的基本参数：

注塑机的性能通常采用一些参数加以表示，其基本参数有注射量、注射压力、 注射速度、注射时间、塑化能力、锁模力、移模速度和合模装置基本尺寸等。这些参数能较好地反映出注塑件的大小、物料种类和品级范围，又是注塑模具设计和注塑机选用的依据。

 

(1)注射量

注射量是指在对空注射条件下，注塑机螺杆或柱塞作一次最大注塑行程时，注塑系统所能达到的最大注出量。该参数表明注塑机的生产能力的重要标志，常用来表示注塑机的规格。注射量一般有两种表示方法：一种以熔料的容积表示（单位为 cm3）；另 一种是用熔料的质量表示（单位为 g）。

 

(2)注射压力

注射压力是指螺杆或柱塞端面处作用于熔料单位面积上的力。注射压力的大小与注塑机 结构、制品形状、塑料性能、温度和模具等因素有关。在实际生产中，注塑压力应 能在注塑机允许范围内调节，其大小要根据实际情况进行选用，若注射压力过大， 制品可能出现飞边或脱模困难等问题；若注塑压力过小，则熔料不易成型等。

 

(3)锁模力

锁模力是指注塑机合模机构施于模具上的最大夹紧力。在此力作用下，模具不应被熔 体所顶开，在一定程度上反映出注塑机所能生产制品的大小，也是注塑机生产能力 的又一个重要参数。锁模力的选取很重要，若选用注塑机锁模力不够，在成型时易使制品产生飞边，不能成型薄壁制品；若锁模力选用过大，容易压坏模具等。

 

(4)合模装置基本尺寸

合模装置基本尺寸直接关系到所能加工制品的范围和模具的安装、定位等。主要包括模板尺寸与拉杆间距、模板间最大开距与动模板行程和模具厚度等。注塑机除了以上 4 个主要基本参数外，还有许多具体性能参数。

 

3.注塑机操作:

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)开机前

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打开电热控制系统，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在料斗内加入足够的塑料。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，这样既可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器 的寿命。

 

(2)操作过程中

 ①不要为了贪图方便，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 45～50℃之间，一般在 35～60℃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。

 

(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。

 

4.注塑生产调机指导:

 

（1）目的

以最快速度、最低成本、最佳成型周期达到产品质量要求。

 

（2）适用范围

适用于注塑部调机人员的调机和生产工艺调节作业。

 

（3）作业准备

①无论是新的产品还是已生产过的产品，都须具备必要的生产工艺资料、产品样板、 材料性能资料及其产品重量、模具的结构资料。已生产过的产品，找出生产工艺资 料，将其输入计算机，将模具、设备调节到规定状态。

②检查设备、模具、材料是否可以进入调机状态，材料是否烘干，模具是否清理干 净并能正常工作，料筒是否清洗干净，料筒温度是否达到成型温度，运水是否打开等。

 

（4）调机

如为已生产的产品，工艺参数输入后操作正常，产品经 QC 检验好后即可批量生产。如为新产品，操作步骤如下。

①设定料筒温度为正常成型温度。根据产品重量，设定熔胶和射胶行程。

②根据模具射胶流程确定射胶的压力和速度，一般取中压（50～80MPa），速度（30～ 60mm/s）。

③根据浇口类型、大小设定射胶的保压时间，点浇口 6～8s，边浇口和直浇口 8～10s。

④根据模具冷却水道分布和产品壁厚确定冷却时间，初设定为 15～20s。

⑤然后进行手动啤货，根据啤货缺陷具体增加或减少有关数据，直至达到产品质量 要求又能连续正常生产。

⑥由手动变为半自动，边生产边调校数据，寻找最佳注塑周期。成型周期=开锁模时 间+注射时间+熔胶时间+冷却时间，对以上 4 个时间尽量缩短。一般一台注射量为 110g 的注塑机，如为二板式模具，开模或锁模时间分别控制在 2s 左右，有行位可适当调慢。注射时间的调节按 0.5s 递减时间试啤，直至出现缺陷，停止调校在回复到上个数据。熔胶时间的确定尽量减少背压和加快熔胶速度，以不出现混色、气花为宜。冷却时间的调节同射胶时间的调节，以 1s 为递减时间试啤，将调校的成品与标准样板比较，若两者质量相同，则为最佳调校时间。

 

5.注塑机试模方法及注意事项:

新模具注塑成型之前或机台更换其他模具生产时，试模是必不可少的部分。试模结果的好坏直接影响工厂的后续生产是否顺畅。因此在试模过程中必须遵循合理的操 作步骤和记录试模过程中有用的技术参数，以利于产品的批量生产。

 

试模前的注意事项

 

 1.了解模具的有关资料：

最好能取得模具的设计图面，详细分析，并邀请模具技师参加试模工作。

 

2.先在工作台上检查其机械配合动作：

要注意有否刮伤、缺件及松动等现象，模 向滑板动作是否正确，水道及气管接头有无泄漏，模具的开程若有限制的话也应在模上标明。以上动作若能在挂模前做到的话，就可避免在挂模时发现问题再去拆卸 模具所导致的工时浪费。

 

3.当确定模具各部动作适宜后，就要选择适合的试模射出机，在选择时应注意：

①注塑机台的最大射出量是多少；

②拉杆内距是否放得下模具；

③活动模板最大的移动行程是否符合要求；

④其他相关试模用工具及配件是否准备齐全。

 

一切都确认没有问题后则下一步骤就是吊挂模具，吊挂时应注意在锁上所有夹模板 及开模之前吊钩不要取下，以免夹模板松动或断裂以致模具掉落。模具装妥后应再 仔细检查模具各部分的机械动作，如滑板、顶针、退牙结构及限制开关等的动作是 否确实。并注意射料嘴与进料口是否对准。下一步则是注意合模动作，此时应将关 模压力调低，在手动及低速的合模动作中注意看及听是否有任何不顺畅的动作及异 声等现象。吊装模具过程其实比较简单，需要仔细注意的地方主要是模具浇口与射 嘴的校中心比较困难，通常可以采用试纸的方式调校中心。

 

4.提高模具温度：

依据成品所用原料的性能及模具的大小选用适当的模温控制机 将模具的温度提高至生产时所需的温度。等模温提高之后须再次检视各部分的动作， 因为钢材因热膨胀之后可能会引起卡模现象，因此须注意各部分的滑动，以免有拉 伤及颤动产生。

 

5.若工厂内没有推行实验计划法则，建议在调整试模条件时一次只能调整一个条件，以便区分单一条件变动对成品的影响。

 

6.依原料不同，对所采用的原来做适度的烘烤。

 

7.试模与将来量产尽可能采用同样的原料。

 

8.勿完全以次料试模，如有颜色需求，可一并安排试色。

 

9.内应力等问题经常影响二次加工，应于试模后待成品稳定即加以二次加工模具 

 

在慢速合上之后，要调好关模压力，并动作几次，查看有无合模压力不均等现象， 以免成品产生毛边及模具变形。

 

以上步骤都检查过后，再将关模速度及关模压力调低，且将安全扣杆及顶出行程定好， 再调整正常关模及关模速度。如果涉及最大行程的限制开关时，应把开模行程调整稍短，而在此开模最大行程之前切断高速开模动作。这是因为在装模期间整个开模行程中，高速动作行程比低速者较长之故。在塑料机上机械式顶出也必须调在全速开模动作之后作用，以免顶针板或剥离板受力而变形。

 

在做第一模射出前请在查对以下各项：

①加料行程有否过长或不足；②压力是否太高或太低；③充模速度是否太快或太慢；④加工周期是否太长或太短。以防止成品 短射、断裂、变形、毛边甚至伤及模具。若加工周期太短，顶针将顶穿成品或剥环挤伤成品。这类情况可能会使人们花费二 三个小时才能取出成品。若加工周期太长，则模芯的细弱部位可能因胶料缩紧而断掉。当然不可能预料试模过程所可能发生的一切问题，但事先做好充分考虑可避免严重损失。

 

6.试模的主要步骤：

①查看料筒内的塑料原料是否正确无误，及是否依规定烘烤（试模与生产若用不同 的原料很可能得出不同的结果）。

②料管的清理务求彻底，以防劣质胶料或杂料射入模内，因为劣质胶料及杂料可能 会将模具卡死。检查料管的温度及模具的温度是否适合于加工原料。

③调整压力及射出量以求生产出外观令人满意的成品，但是不可跑毛边，尤其是还 有某些模穴成品尚未完全凝固时，在调整各种控制条件之前应思考一下，因为充模 率稍微变动，可能会引起甚大的充模变化。

④要耐心地等到机器及模具的条件稳定下来，即使中型机器可能也要等 30min 以上。可利用这段时间来查看成品可能发生的问题。

⑤螺杆前进的时间不可短于闸口塑料凝固的时间，否则成品重量会降低而损及成品 的性能，且当模具被加热时螺杆前进时间亦需适当延长以便压实成品。

⑥合理减低总加工周期。

⑦把新调出的条件至少运转 30min 以至稳定，然后至少连续生产一打全模样品，在 其盛具上标明日期、数量，并按模穴分别放置，以便测试其运转的稳定性及导出合 理的控制公差（对多穴模具尤有价值）。

⑧将连续的样品测量并记录其重要尺寸（应等样品冷却至室温时再量）。

⑨把每模样品量得的尺寸做个比较，应注意：a.制品尺寸是否稳定；b.是否某些尺寸有增加或降低的趋势而显示机器加工条件仍在变化，如不良的温度控制或油压控制；c.尺寸的变动是否在公差范围之内。

⑩如果成品尺寸变化不大而加工的条件亦正常，则需观察每一模穴的成品其质量是 否都可被接受，其尺寸是否都能在容许公差之内。把量出连续或大或小于平均值的 模穴号记下，以便检查模具的尺寸是否正确。

 

7.记录试模过程中所得到的参数

记录且分析数据以作为修改模具及生产条件的需要，且为未来量产时的参考依据。

①使加工运转时间长些，以稳定熔胶温度及液压油温度。

②按所有成品过大或过小的尺寸调整机器条件，若缩水率太大及成品显得射料不足， 也可以增加闸口尺寸。

③根据各模穴过大或过小的尺寸予以修正，若模穴与门口尺寸正确，那么就应该试 改机器条件，如充模速率、模具温度及各部压力等，并检视某些模穴是否充模较慢。

④依各模穴成品的配合情形或模芯移位，予以个别修正，也可再试调充模率及模具 温度，以便改善其均匀度。

⑤检查及修改射出机的故障，如油泵、油阀、温度控制器等的不良都会引起加工条 件的变动，即使再完善的模具也不能在维护不良的机器上发挥良好的工作效率。

 

在检查所有的记录数值之后，保留一套样品以便比较已修正之后的样品是否需要改善。妥善保存所有在试模过程中样品检验的记录，包括加工周期各种压力、熔胶及模具温度、料管温度、射出动作时间、螺杆加料时期等，简言之，应保存所有将来有助于顺利建立相同加工条件的数据，以便获得合乎质量标准的产品。