实验一 注射模在设备上的安装与调试
一、实验的意义和目的
“注射模在设备上的安装与调试”是为了深化理论，增强实践，培养学生能综合运用所学知识，查阅有关资料，进行注射成型机操作能力训练的重要教学环节。其目的在于：
（1）熟悉注射机的结构、工作原理和设备操作步骤。掌握模具的安装调整方法，了解注射机工艺参数的调整方法。
（2）使学生较好地掌握塑料成型理论方面的基础知识，掌握塑料成型工艺的基本原理，能够分析制品成型工艺条件之间的关系，明确制品工艺分配关系和拟定合理的工艺条件，从而掌握设计塑料成型模具综合实验的理论和方法。
（3）具备分析解决现场模具问题的初步能力，能查找出导致废品的成型工艺因素，学会调整成型参数，从而拟订出较为合理的成型工艺卡，具备制定成型工艺的综合实验能力。
（4）树立正确的设计与实验研究的思路和方法，培养良好的工作作风。为毕业后的实际工作奠定基础。
二、实验仪器设备与材料
（1）主要仪器设备：微型注塑成型机HY-350、立式注射成型机ZR-2015HZ、注射模、游标卡尺、装卸工具等
（2）原材料：PP、ABS
三、实验内容
（1）了解注射机的结构及其工作原理。
（2）认识模具与注射机的关系，将模具正确安装到注射机模板上，调整闭模厚度尺寸。
（3）根据所使用的模具设定初始的注射机工艺参数。
（4）进行试模操作，观察典型塑料零件注射加工过程，弄清楚注射周期各步骤状况，包括，预塑、注射、保压、冷却、开模、推出、取件、合模。在此周
期中，冷却时间与预塑时间的一段重合。
（5）修改工艺参数制备合格制品，记录注射工艺参数对制品质量的影响，并认真分析以下参数：
温度：注射过程控温部分及原理，温度的设定办法及调节方法、温度与注射产品质量的影响。
压力：注射过程压力控制部位及原理，压力的设定方法及调节方法、压力对注射产品质量的影响。
时间：注射过程时间控制部位及原理，时间控制的设定方法及调节方法、时间对注射产品质量的影响。
四、实验步骤和方案制定
1、准备工作
（1）阅读使用注射机的资料，了解机器的工作原理，安全要求及使用程序。按实验设备使用说明书，操作规程要求，做好注射机的检查，维护工作。
（2）将模具安装到注射机模板上，调整闭模厚度尺寸。调节开合模速度，试验开合模动作。
（3）调试
2、打开电源，预热注塑机。同时设定料温，让模具试运行，在升温过程中，通过开、闭模具空顶出模具观察模具是否安装、调试得当，同时观察模具与注塑机关系。
（1）了解原料的性能，成型工艺特点及试样的质量要求，参考有关的试样成型工艺条件介绍，初步拟出实验条件。
喷嘴温度、料筒前段温度、中段温度、进料段温度； 螺杆转速、背压及加料量； 注射速度、注射压力； 保压压力、保压时间； 模具温度、冷却时间； （2）闭模
动模快速进行闭合，与定模将要接触时，合模动力系统自动切换成低压（即试合模压力）以低速靠拢后，再切换成高压将模具合紧。
3、预成型制备
（1）注射装置前移动和注射
用手动操作方式，在注射机温度仪指示值达到实验条件时，在进行恒温10~20分钟，加入塑料施行预塑程序，用慢速进行对空注射。从喷嘴流出的料条，观察离模膨胀和不均匀收缩现象。如料条光滑明亮、无变色、银丝和气泡，说明原料质量及预塑程序的条件基本适用，可以制备试样。
（2）根据试注射制品的形态，改进工艺参数
工艺参数，如：注射速度、注射压力；保压时间；冷却时间；料筒温度。 观察不同工艺参数条件下的制品外观质量，记录相关的工艺参数，具体工艺实验方法如下：
确定注射压力、注射速度大小
确认模具合紧后，注射装置前移，使喷嘴与模具贴合。液压油进入注射油缸，推动与油缸活塞杆相连接的螺杆，将螺杆头部均匀塑化的物料以规定的压力和速度注入模具型腔，熔料充满模腔的时间极短。熔体能否充满模腔与注射压力、注射速度、料温密切相关。注射压力使熔体克服料筒、喷嘴、浇注系统流道，模腔等处流动阻力，以一定的充模速度注射模腔，一经注满，模腔等处的压力即会迅速增大到最大植，而充模速率迅速下降，熔料受到压实。在其它工艺条件不变时，注射压力过高，则熔料在模腔内充填充过量；注射压力过低，则熔料充模不足，在制品外观质量和内在性能上都有相应影响。
确定注射压力、注射速度大小时，需考虑原料、制品、模具、注射机、以及其它工艺条件等情况，参考经验数据，分析成型过程及制品外观，通过实际成型检验，最终确定。
确定保压压力和保压时间
注射模腔的熔料，由于冷却作用，物料产生收缩，出现空隙，为此须对熔料保持一定的压力使之继续流入进行补缩、增密。这时，螺杆作用面的压力为保压压力。保压时螺杆位置将会少许前移。
保压程序中主要控制的工艺条件是保压压力和保压时间。它们对于提高制品密度，稳定制品形状，改善制品质量均有关系。保压压力可以等于或低于注射压力，大小以施行压实、补缩作用为量度。保压时间以保持到浇口刚封闭为好。过
早卸压会引起物料倒流，产生制品不足的毛病；而保压时间过长或保压压力过大，过量的填充会使浇口周围形成内应力，易引起开列，还会造成脱模困难。 确定冷却时间和料筒温度
完成保压过程，卸除保压压力之后，模腔内的塑料还需要一段时间来与模具进行热交换冷却定型。该段冷却时间的长短与塑料的结晶性能、状态转变温度、制品厚度、刚性、模具冷却效率、模温等有关。最短冷却时间应以制品在脱模时，具有抗拒推顶变形的足够刚性为限。在保证制品质量的前提下，为获得良好的设备效率和劳动效率，要尽量减少冷却时间和其它程序的时间，以求缩短成型周期。
影响冷却过程的重要因素，除了冷却时间外，还有模温度控制。提高模温度不仅有助于保持熔体温度，便于熔体流动，对充模有益，而且可以调整塑料的冷却速度，使之均匀一致。模具温度还利于松弛分子取向，减少壁厚或流程长、形状复杂的制品因补缩不足、收缩不均、内应力高引起的弊病。但是，模温高与缩短冷却时间又是相矛盾的。对于结晶性塑料，模温直接影响其结晶度和晶体构型。塑料在模腔内冷却定型的温度上限处成型塑料的玻璃化温度或热变形温度确定。
（3）预塑
制品在模内冷却定型的同时，注射机的螺杆在液压马达驱动下带动塑料流动，由于螺杆头部熔料压力作用，使螺杆在转动的同时又向后退（螺杆后移距离反映出螺杆头部所积存的熔料体积），当达到成型制品所需的计量值时，螺杆即停止转动和后移，完成预塑程序，准备再次注射。
预塑过程中，螺杆头部熔料压力及注射油缸内液压油回泄阻力分别称为塑化压力及背压。提高背压，物料受剪切增强，熔料温度上升，熔料的均化程度改善。但是，螺杆输送能力减小，和螺杆转速低时一样，会延长预塑时间；低背压与低螺杆转速下预塑时，因为转动惯量降低，利于提高螺杆计量和精确度。背压一般为注射压力。对于热稳定性差或者熔体粘度低的材料应该选择较低的背压。对于热稳定性差或熔体粘度高的材料不适宜选择过高的螺杆转速。料筒温度可以分为二至五段控制，由后段至前段逐渐增加温度，分布差通常在60℃以内。应避免喷嘴温度过低，发生物料凝结阻塞喷嘴现象，或喷嘴温度过高，出现“流涎”现
象。
（4）注射装置后退和开模推出制品
预塑过程完成时，为避免喷嘴与模具长时间接触散热而形成冷料，可将注射装置后退，让喷嘴脱开模具。模腔内物料冷却定型后，合模装置即行开模，由推出机构实现制品脱模动作。并准备再次闭模。
4、生产
用半自动操作方式，在确定的实验条件下，连续稳定地制取5模以上作为第一组制品。然后依次变化下列工艺条件：注射速度、注射压力、保压时间、冷却时间、料筒温度、（调节料筒温度后有适当的恒温时间）
五、实验内容记的记录与分析
1、实验内容的记录
（1）注射制品名称、塑料材料、颜色等。
（2）实验过程记录，实验过程分几步，每一步做什么工作。 （3）实验设备等，注射机、模具规格、型号。 （4）制品质量测量记录（尺寸与重量）。 2、实验过程分析
（1）注射周期各时间段顺序图。
（2）模具与机床关系内容列表表达，并说明这些关系的作用。 （3）分析温度、压力、时间三要素对塑料产品质量的影响。
实验二 典型结构注射模的拆装
一、实验的意义和目的
典型结构注射模的拆装实验是学生学习《塑料成型工艺与模具设计》、《现代模具设计》等相关课程中，学生最直观和感性认识模具结构的重要过程。本实验在老师的指导下，对真实的注射模具进行拆装、测绘和重新组装的实践教学环节。为学习注射模具结构设计理论知识，培养学生的应用能力和实践动手能力，引导学生掌握科学的思维方法，提高其综合分析问题和解决实际问题的能力，同时让学生培养科技创新意识。
本实验的目的：
1、通过对模具的拆装，进一步熟悉模具的结构及工作原理，详细了解模具各零件结构、作用及其相互配合关系。
2、熟悉各装配工具的使用方法，并提高学生快速绘制模具草图的能力。 3、通过对所拆注塑模具的结构分析和论证，提高其综合分析解决问题的能力，为近后模具设计工作奠定坚实的实践基础。
二、实验工具与注射模具种类
1、实验工具：铜棒、内六角扳手、扳手、游标卡尺、直尺等 注射模具类型
（1）单分型面注射模具
图1 单分型面注射模具 a）闭合充模 b）开模取制件
（2）双分型面注射模具
图2 双分型面注射模具 a）模具闭合状态 b）模具开模状态
1-定距拉板 2-压缩弹簧 3-限位钉 4-导柱 5-推板 6-型芯固定板 7-动模垫板 8-动模座板 9-推板 10-推杆固定板 11-推杆 12-导柱 13-型腔板 14-型芯 15-浇口套 16-定模座扳
（1）带横向分型抽芯的注射模 （2）热流道注射模 （3）带有活板镶件的注射模 （4）自动卸螺纹的直角式注射模 （5）半溢式压缩模 （6）组合式吹塑模
三、实验内容及步骤
1、实验准备
（1）拆装的注射模具：热流道模、推板模、推管模、斜顶模等模具10套。 （2）拆装的工具：铜棒、内六角扳手、扳手、游标卡尺、直尺等。 （3）小组人员分工：学生4-6人1组，同组人员对拆卸、观察、测量、记录、绘图等分工负责。
（4）工具准备：领用并清点拆卸和测量所用的工具，了解工具的使用方法及使用要求，实验结束时按时上交工具。
（5）熟悉实验要求：要求复习有关理论知识，详细阅读本指导书，对实验报告要求的内容在实验过程中做详细记录。
2、观察分析
接到具体模具后，需对下述问题进行观察分析，并作好记录： （1）模具类型分析对给定模具进行模具类型分析与确定 （2）塑件分析根据模具分析确定被加工零件的几何形状及尺寸
（3）模具的工作原理要求分析器浇注系统、分型面、分型方式、顶出方式等
（4）模具的零部件：模具各个零部件名称、功用、相互配合关系。 （5）确定拆卸顺序：拆卸前先分清可拆卸件和不可拆卸件，制定拆卸方案，请示指导老师同意后方可拆卸。
一般先将动模和定模分开，分别将动、定模的紧固螺钉拧松，再打出销钉，用拆卸工具讲模具各主要板块拆下，然后从定模扳上拆下主浇注系统，从动模上拆下顶出系统，拆散顶出系统各零件，从固定板中压出型芯等零件，有侧向分型抽芯机构时，拆下侧向分型抽芯机构的各个零件，如有电加热系统则该电加热系统不能拆。
具体针对各种模具须具体分型其结构特点，采用不同的拆卸方法和顺序。 3、拆卸模具
（1）按拟定的顺序进行模具拆卸
要求体会拆卸联接件的用力情况，对所拆下的每一个零件进行观察，测量并作记录。记录拆下零件的位置，按一定顺序摆放好，避免在组装时出现错误或者漏装零件。
注射模动模部分拆卸顺序
拆卸、紧固螺钉→动模座板→垫块→拆卸推板上紧固螺钉→推板→推杆→推杆固定板→支承板→动模板→凸模→导柱。 注射模定模部分拆卸
拆卸定位圈紧固螺钉→定位圈→拆卸定模座板上的紧固螺钉→定模座板→定模板→浇口套→导套。
测绘主要零件从模具中拆下的型芯、型腔等主要零件进行测绘。
典型注射模的组成零件
A、成型零件：凹模、凸模、型芯、螺纹型芯、螺纹型环等。
B、结构零件：动模座板、垫块、推板、推杆固定板、动模板、定模板、定模座板、浇口套、推杆、复位杆。
C、导向零件：导柱、导套、小导柱、小导套。 （3）拆卸注意事项
准确使用拆卸工具和测量工具，拆卸配合件时要分别采用拍打、压出等不同方法对待不同的配合关系的零件。注意保护受力平衡，不可盲目用力敲打，严禁用铁铆头直接敲打模具零件。不可拆卸的零件盒不宜拆卸零件不要拆卸，拆卸过程中要注意同学们的自身安全及不损坏模具器械。
四、注意事项
（1）不准用铁榔头直接敲打单分型面注射模具，防止模具零件变形。 （2）分开单分型面注射模具前要将各零件接联接关系做好记号。 （3）导柱、导套零件不要拆开。
（4）绘制单分型面注射模具装配图时，应打开模具，绘制动模部分的府视图。
（5）装配图的右上角为塑料零件图，
（6）模具零件可不标公差和表面粗糙度，但要注明零件名称，材料及必要的热处理要求。
五、实验内容记的记录与分析
1、实验过程记录
（1）注射模所成型塑件的形状及尺寸； （2）注射模各部件的形状及尺寸； （3）绘制模具所成型塑件（含尺寸）； （4）绘制注射模结构图（含外形尺寸）。 2、实验过程分析
（1）分析注射模具工作过程； （2）分析注射模各结构的功能。
实验三 典型塑件成型工艺设计与成型实验
一、实验的意义和目的
针对典型结构塑件，确定其成型工艺方案。在工艺方案确定的过程中，要适当考虑模具的成本以及后续生产过程中的经济效益。
通过本实验，为后续注射模具设计工作的开展打下一定的实践基础。
二、实验工具
实验工具：各类塑件、注射模具、铜棒、内六角扳手、扳手、游标卡尺、直尺等。
三、实验内容及步骤
1、实验准备
（1）各类典型结构的塑件、注射模具。
（2）拆装的工具：铜棒、内六角扳手、扳手、游标卡尺、直尺等。 （3）小组人员分工：学生4-6人1组，同组人员对拆卸、观察、测量、记录、绘图等分工负责。
（4）工具准备：领用并清点拆卸和测量所用的工具，了解工具的使用方法及使用要求，实验结束时按时上交工具。
（5）熟悉实验要求：要求复习有关理论知识，详细阅读本指导书，对实验报告要求的内容在实验过程中做详细记录。
2、观察分析
（1）针对典型结构的注塑件，对其进行成型工艺性分析，初步拟定注射模具的结构形式。
（2）确定分型面的位置，确定型腔数目和排列方式，确定浇口形式及位置，初步选定注射机的型号，初步选定注射模模架，初步确定脱模推出机构及冷却系统等。
（3）结合给定的铝合金注射模具，分析其结构及各类参数设计是否合理，该如何改进，并给出合理的建议。
四、注意事项
（1）不准用铁榔头直接敲打注射模具，防止模具零件变形。 （2）分开注射模具前要将各零件接联接关系做好记号。
五、实验内容记的记录与分析
1、实验过程记录
（1）绘制所给塑件（2D或3D）； （2）分析塑件的成型工艺；
（3）确定分型面的位置，确定型腔数目和排列方式，确定浇口形式及位置，初步选定注射机的型号，初步选定注射模模架，初步确定脱模推出机构及冷却系统等。
（4）结合给定的铝合金注射模具，优化其结构及各类参数并给出合理的建议。
2、实验过程分析
（1）典型结构注塑件的成型工艺方案； （2）分析铝合金注射模具，对其提出优化方案。