年产50万套汽车用保险杠车间工艺设计(10)
4.2.2 注射充模过程
注射充模阶段是螺杆在注射油缸推力作用下，将储料室中的熔体经过喷嘴、模具流道、浇口注入型腔。这是聚合物向模腔高速流动的过程。
注射时，在螺杆头部熔体所建立起来的压强称注射压力；螺杆推进熔体的速度称注射速度，其流率称注射速率；其行程称注射行程，在数值上与预塑行程也称计量行程相一致。在注射阶段，必须使熔体建立足够的速度头和压力头，才能完成好充模过程，保证制品质量。注射充模曲线如图4.2所示。
图4.2 注射充模曲线
图中曲线1是储料室中的熔体压力（注射压力）随时间变化的曲线，称注射压力曲线。2是喷嘴末端的压力曲线，称喷嘴压力曲线。3是浇口流道的末端、模腔起始处的压力曲线，称模腔压力曲线。4是型腔末端的模腔压力曲线。
图中的OA段是熔体在注射压力Pi作用下从储料室流入模腔始端的时间，A点是模腔的始点（浇口末端），B点是压力升点。当喷嘴内动压力达到Pz时模腔始端压力才达到与之相对应的压力PB，模腔压力开始增高。喷嘴压力随模腔压力而变化。
当熔体充满模腔后，模腔压力开始增加，当模腔始端压力从PB增到PC时，模腔末端压从PB1增到PC1，与此同时喷嘴压力也迅速从PZ增加至接近注射压力的最大值Pzmax。
tA-tB充模时间，是最重要的时刻，聚合物熔体在这段时间内必需能克服流道阻力迅速地充满模腔；如果压力不足，速度不够，流动就会停止。同时，由于剪切速率的作用，聚合物大分子将发生取向和结晶作用。这是在动压作用下高压、高速的充模过程。模腔入口压力PB和末端压力PB1之差取决于模腔压力损失的大小。tB-tC时间内，是压实熔体过程，模腔压力从PB-PC迅速增至最大。
4.2.3 保压补缩过程
tC-tD保压时间。充模后要继续推进熔体补缩，以便获取致密制品。保压补缩阶段是从熔体充满模腔开始到浇口冻封为止。注射阶段完成后，必需经过继续保持压力，文持补缩流动阶段，一直持续到浇口冻封为止。保压阶段的注射压力称保压压力，在此压力作用下，模腔中的熔体得到因冷却而补缩，制品得到压缩与增密。保压压力，可以文持原来的注射压力（一次注射压力），也可以降低或提高原来的注射压力，形成二级、三级或多级压力。保压阶段的特点是熔体在高压下的慢速流动，螺杆有微小的补缩位移，物料随冷却和密度增大使制品逐渐成型。保压压力持续到浇口冻封为止。
4.2.4 泄压倒流过程
tD-tE泄压倒流阶段 浇口冻封，保压结束，螺杆预塑开始，喷嘴压力下降至零。这时浇口虽已冻封，但模内熔体尚未完全凝固，在模腔压力的反作用下将有回流趋势，模腔压力从PD降至封模压力PE。倒流时间及封模压力PE取决于熔体性质、熔体与模具温度以及浇口尺寸等因素。
4.2.5 冷却定型过程
tE-tF冷却定型时间 是制品持续冷却阶段，使模内刚成型好的制品具有一定的刚性和强度，防止脱模时顶出变形。脱模时制品将在剩余压力PF作用下脱模，并以应力形式集中于浇口处。注射充模过程中，熔体的温度随压力增高达到最高值，模腔表面温度也会升高，随后又相应冷却到温度最低值，所以模腔表面温度是在两个极限温度之间变化。冷却定型从浇口“冻封”开始至制品脱模为止。
4.3 注塑成型设备
4.3.1 柱塞式注射机
柱塞式注射装置定量加料装置、塑化部件、注射油缸、移动油缸等组成。图4.3所示为柱塞式注射装置。粒料通过与注射油缸活塞相连接的计量装置，落入料筒的加料室。投入加料室内的物料在柱塞的推力作用下，依次进入料筒前段的塑化室。为利于热传导，由分流梭将物料分成薄层，物料被压实并将所含气体排出，依靠料筒加热器的加热，使物料逐步实现由玻璃态到黏流态的物态变化。而在料筒前端（喷嘴端）已成黏流状的熔料，则被注射到模腔内。