注塑机结构及辅助设备详解

1 注塑机介绍

1.1 注塑工作原理介绍

注塑机的工作原理与注射器输液原理相似，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）的塑胶以高压、高速注入到闭合的注塑模具型腔中，经冷却固化定型后取得与模具型腔形状几乎一致的塑胶制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料à熔融塑化à施压注射à充模冷却à启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。

1.2 注塑机应用

注塑成型加工方式可以成型形状复杂、结构复杂、尺寸精度高及带镶嵌件的塑胶制品。对各种塑胶材料加工适应性强，故被广泛应用于家电、汽车、航空、仪表、国防、电信、医疗、建筑及日用品等各行业，用途极其广泛。

1.3 注塑机分类

注塑机按塑化方式分为柱塞式、螺杆柱塞式和往复螺杆式注塑机，尤以往复螺杆式最为常见；按合模装置的传动方式又可分为液压式、机械式和液压机械（连杆）式；按注射装置轴线与合模装置运动轴线的排列方式分为卧式注塑机、立式注塑机、角式注塑机和多工位注塑机，而其中卧式注塑机最为常见。

（1） 塑化方式分类

① 柱塞式注塑机

特点是起塑化作用的部件是料筒和柱塞，进入料筒中的塑胶依靠料筒加热，注塑过程由柱塞推进。但由于料筒里的熔体缺少混合，故熔体之间温度差异很大，熔体温度分布不均匀。

图表1 注塞式注塑机结构图

② 螺杆柱塞式注塑机

这种注塑机的塑化装置和注射装置分开，对胶料起塑化作用的部件是螺杆和机筒，而注射部分由柱塞完成。胶料首先在塑化机筒中由螺杆进行均匀塑化，再由单向阀进入注射机筒，最后由柱塞推进模具型腔内。

图表2 螺杆注塞式注塑机结构图

③ 往复螺杆式注塑机

这种注塑机对塑胶起塑化作用的部件是螺杆和机筒，进入机筒的胶料不仅受到机筒的加热，而且还受到螺杆转动时所产生的剪切热和摩擦热的作用而软化。注射过程由螺杆完成。在塑化过程中，由于螺杆的转动，使塑胶熔体既有由轴向移动，又有横向流动和回旋运动，这些不同形式的运动极大促进了塑胶熔体的混合效果，使熔体内温度达到高度均匀。而且螺杆是一边转动塑化一边后退计量，其塑化能力大，塑化质量好。故往复螺杆式注塑机被广泛运用。

图表3 往复螺杆式注塑机结构图

（2） 按合模装置分类

① 全机械式

机械式合模装置是指机构的动作到锁模力的产生和保持都是由机械传动来完成，又称为全机械式合模装置。早期的注塑机都是全机械式合模装置注塑机，但由于合模力和合模速度的调整比较复杂，惯性冲击及噪声大，维修困难，目前已很少有厂家生产。

② 全液压式

液压式合模装置是指合模动作到锁模力的产生和保持都是由液压传动系统来实现。液压式合模装置安全可靠、低噪音，能方便调节合模速度及合模力。但有液压油漏油和压力波动及系统刚性较弱等缺点。

③ 液压-机械式

液压-机械式合模装置是由液压系统和机械曲肘系统联合组成，兼有全机械式和全液压式合模装置的优缺点。目前是热塑性注塑机最常用的机型。

④ 电动-机械式

电动-机械式合模装置是由伺服电动机、绕性齿带、丝杆、曲肘机构等组成。这种合模装置没有液压，可以避免漏油问题，并且具有节能、低噪音、清洁、操作维修方便等优点。目前无尘车间大部分采用此类合模装置。

（3） 按排列方式分类

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形式形式。

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，装卸模具较方便资资料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。

图表4 卧式和立式注塑机外形图

③ 角式注塑机：

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。

图表5 角式注塑机外形图

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。

1.4 注塑机结构及参数

注塑机包括注射装置、合模装置、传动系统和电气控制系统等部分。

图表6 注塑机外形图

图表7 注塑机结构图

注射成型的基本要求是塑化、注射和定型。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20～45MPa之间），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。

1.4.1 注射系统结构及参数

1.4.1.1 注射系统结构组成

注射系统的主要组成部分包括塑化注射装置、螺杆驱动装置和计量装置等。如下图所示是螺杆往复式注塑机的主要组成。

图表7 注射系统的主要组成

（1） 塑化注射装置

主要包括螺杆、机筒（料筒）及加热元件，在螺杆头部还可以设置防止熔体倒流的止逆环或各种剪切混炼头。

① 螺杆：

注射螺杆具有塑化塑胶料和将熔体注入模具型腔的功能。塑化时，料筒的加热和螺杆的转动使胶料在往前输送的过程中实现胶料从固态变为粘流态的熔体；注射时，螺杆往前移动将料筒前端的熔体注入模腔中。螺杆的结构和工作特性对注塑机的生产效率和注塑制品的质量都有很大的影响。

螺杆的工作特点：螺杆在塑化和注射过程均作轴向移动；螺杆的工作是间隙的，螺杆的塑化过程是非稳熔融融融过程，塑化过程仅仅是为注射预备熔料过程；胶料经螺杆输送和塑化作用后，仍停留在料筒前段一段时间，仍能继续接受料筒的加热而进一步塑化。

螺杆的结构：为适应不同性能的塑胶的加工要求，将螺杆设计为不同的结构形式。目前应用的螺杆结构形式有：渐变型、突变型和通用型。

螺杆材质：分为全硬螺杆（SKD61、SKH-91或HPT全硬化粉末合金钢）、不锈钢螺杆（9Cr18Mov）、双合金螺杆（基材选用38CrMALA或SACM645）、氮化螺杆（基材38CrMALA）、碳化钨螺杆（表面覆盖钴和碳化钨复合合金粉末涂层）、镀铬螺杆等。我们供应商中普通螺杆一般为不锈钢螺杆或氮化螺杆；对于加纤料或V0级以上的材料，一般会采用双合金螺杆或碳化钨螺杆。

螺杆分类如下：

图表7 螺杆结构形式

为避免胶料因局部过热而降解，生产中需要对螺杆进行冷却控温。注塑机制造之初，大部分采用螺杆中心孔内流入矿物油进行冷却；而现在普遍采用热管对螺杆进行冷却，其特点是在螺杆内壁放置有渗透工作液的毛细吸液芯或开设特殊油槽，当热管工作时，位于螺杆计量段内的热管蒸发段受热，封闭于其中的介质升华为蒸汽并不断地从蒸发段回流到位于螺杆塑化段内部的热管冷凝冷却冷却去为液体，液体再通过毛细管的作用不断流向蒸发段，形成循环。热管中的介质有水、油及一些有机溶剂等。

② 螺杆头

在螺杆注射时，对于黏度较低的胶料，需要防止熔体回流而造成的注射效率低、压力损失大和保压困难等问题；对于黏度较高的胶料，需要解决注射时排料不完全而造成的滞料分解问题，故螺杆头的结构形式有止逆型螺杆头、防止滞料分解型螺杆头和特殊用途螺杆头。

图表8 止逆型螺杆头

③ 料筒：料筒一般为整体结构，料筒的内孔与螺杆之间有一定的间隙，外部安装加热和冷却装置。一般采用38CrMOALA表面氮化，对于防火V0级或加纤工程塑胶会采用碳化钨或或HPT全硬化粉末合金钢。

图表10 料筒与射嘴的连接方式

1.4.1.2 注射系统的主要技术参数

（1） 螺杆技术参数：

a. 螺杆直径：螺杆直径大小与注塑机台大小及所需最大射胶量有关。机台吨位越大，螺杆直径越大。

b.螺杆长径比（L/Ds）：螺杆应有一足够长度以保证塑胶的塑化均匀，对于热敏性材料需保持一定缓和的渐变温差，一般L/Ds在16~22之间，L/Ds值越大，塑化均匀性越好，但同时带来能源消耗的增加。

c. 螺杆压缩比：指螺杆加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比值。对于我们常用的塑胶如PC、PC/ABS、ABS、PP、PA、PS、PPSU等，压缩比一般为2~4。压缩比越高，则胶料在塑化过程中温度越高，塑化越均匀。对于热稳定性差的PET和PVC料，为避免材料分解，压缩比一般为1.6~2。

d.螺杆注射行程：指螺杆移动的最大距离，即螺杆计量时后退的最大距离。

e. 螺杆塑化能力：塑化能力指螺杆在最高转速及零背压的情况下，单位时间内能够均匀塑化胶料的能力。一般来说，计量段熔体输送能力被视为塑化能力。计算公式如下：

图表11 螺杆尺寸结构图

1.4.2 合模系统

1.4.2.1 合模系统的组成

注塑机的合模系统主要由合模装置、调模装置、顶出机构和安全保护装置组成，在工作过程中形成一个力的封闭系统，如图表所示。合模系统的作用是使动模板作开合模动作，并锁紧模具。

表12 合模系统结构图

1.4.2.2 合模系统技术参数

合模系统的主要技术参数包括锁模力与合模速度、开模力与开模速度、顶出力、顶出速度与顶出行程、容模厚度、最大开模距离、轲林柱间距等。

1.5.1 高光模蒸汽设备

蒸汽注塑工作原理：塑胶熔体在高于其无缝融合温度的模温下进行注塑，其产品表面是完全融合的，没有传统注塑的熔接线即可实现无熔接痕注塑。同时还可消除产品表面波纹、浮纤及银丝纹，彻底解决产品的表面缩水现象，并使产品表面光洁度达到镜面水平。主要应用于液晶电视机、电脑液晶显示器、汽车液晶显示器、灯和光学仪器等行业。

工作特性：

需增加专用的蒸汽控制设备；利用不同的介质进行模温控制：

（1）前模利用水蒸汽在短时间内将模面急速加热到设定高温后再保持一段时间进行注射。

（2）待注射完成后，立即再注入冷水进行模具及产品冷却，将模具温度急速降至低温。

（3）冷却水冷却完成后，再向模具吹入空气把冷却水完全吹走，完成整个注塑过程。

图表14 蒸汽控制设备

1.5.2 气辅设备

气体辅助注塑成型技术是通过高压气体（一般为惰性气体，常用氮气）在注塑制件内部产生中空截面，利用气体积压，减少制品残余内应力，消除制品表面缩痕，减少用料。一般气体辅助注塑成型的过程是：先向模具型腔中注入经过准确计量的塑料熔体，再直接注入压缩气体；气体在塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进，对塑料熔体进行穿透和排空，作为动力推动塑料熔体充满模具型腔并对塑料熔体进行保压，待制品冷却凝固后再开模顶出。

气辅设备一般包含：洁净空气压缩机、低压氮气发生器、高压氮气压缩机、压力控制器。这些设备工作流程如下：

尽管气辅成型降低了塑件的壁厚并解决了厚壁缩水问题，但在注塑工艺过程中，冷却时间在成型周期中所占比例最大。当气体(氮气)将塑件穿透时，其冷却作用是非常小的。如果制品在脱模时冷却不够充分，则内部残余热量会形成表面再结晶，从而导致制品质量降低或者变形，严重的时候制品内部会出现气泡。为避免以上情况的发生，可以采取延长模具冷却时间，但会增加注塑成本。而目前多采用冷却气体辅助成型技气体解气体辅冷却时间过长问题。在冷却气体辅助成型工艺中，气体通常被冷却至-20℃～80℃。冷却气体形成的过程是：常温气体通过一个腔室，在其中被液氮冷却。实现冷却气体气辅成型技术的设备，主要是在传统气辅成型的注气系统中增加一个液氮热交换器，其安装在和气体注射系统平行的位置，但要尽可能地靠近气体注嘴。这样，来自压力生成系统的气体进入液氮热交换器后，气体温度立即被降低至预先设定的低温(根据具体的工艺要求而定)，然后冷却气体通过气体喷嘴进入模腔。

图表17 液氮热交换器

注塑机工作原理，注塑机操作方法，注塑机开机程序

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的，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、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。

本文撰写了注塑机维护、保养的有关知识和技术资料可供设备管理部门和生产企业的管理人员和技术人员参考。

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,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。该方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形式。

（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20~45MPa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：

一般注塑机既可以手动操作，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住喷嘴，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的。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0.3~1.0mm，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3~4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，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。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0.6~0.8MPa。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。

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N—PACS（微型电子计算机控制系统）可以做到四个反馈控制（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，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。

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。

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