【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 料堵在 L2段的末端形成 很高的壓力、扭矩或軸向力；太長(zhǎng)則會(huì)增加螺桿的扭矩和不必要的消耗，一般 L2=（ 6～ 8） ds。對(duì)于結(jié)晶型的塑料，物料熔點(diǎn)明顯，熔融范圍窄， L2可短些，一般為（ 3～ 4） ds，對(duì)于熱敏性塑料，此段可長(zhǎng)些。 S — 螺距，其大小影響螺旋角，從而影響螺槽的輸送效率，一般 S≈ds 。 ε — 壓縮比。 ε=h1/h3 ，即加料段螺槽深度 h1 與熔融段螺槽深度 h3 之比。 ε 大，會(huì)增強(qiáng)剪切效果，但會(huì)減弱塑化能力，一般來講， ε 稍小一點(diǎn)為好，以有利于提高塑化能力和增加對(duì)物料的適應(yīng)性，對(duì)于結(jié)晶型塑料，壓縮比一般取 ~。對(duì)于低黏度熱 穩(wěn)定性塑料，可選用高壓縮比；而高黏度熱敏性塑料，應(yīng)選用低壓縮比。 （ 2）螺桿頭 在注射螺桿中，螺桿頭的作用是：預(yù)塑時(shí)，能將塑化好的熔體放流到儲(chǔ)料室中，而在高壓注射時(shí)，又能有效地封閉螺桿頭前部的熔體，防止倒流。 螺桿頭分為兩大類，帶止逆環(huán)的和不帶止逆環(huán)的，對(duì)于帶止逆環(huán)的，預(yù)塑時(shí)，螺桿均延鋒偉世通金興汽車飾件系統(tǒng)有限公司塑料工藝培訓(xùn)教材 2020 年 3 月 19 日 10 化段的熔體將止逆環(huán)推開，通過與螺桿頭形成的間隙，流入儲(chǔ)料室中，注射時(shí)，螺桿頭部的熔體壓力形成推力，將止逆環(huán)退回流道封堵，防止回流。 表 1 注射螺桿頭形式與用途 形式結(jié)構(gòu)圖特征與用途 無(wú)止逆環(huán)型尖頭形 : 螺桿頭錐角較小或有螺紋 ，主要用于高粘度或熱敏性塑料 鈍頭形 ： 頭部為 “ 山 ” 字形曲面，主要用于成型透明度要求高的 PC、 AS、 PMMA 等塑料止逆型 止逆型環(huán)形 :止逆環(huán)為一光環(huán)，與螺桿有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，適用于中、低黏度的塑料 爪形止逆環(huán) :內(nèi)有爪，與螺桿無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，可避免螺桿與環(huán)之間的熔料剪切過熱，適用于中、低粘度的塑料 銷釘形 :螺桿頭頸部鉆有混煉銷，適用于中、低粘度的塑料 分流形 :螺桿頭部開有斜槽，適用于中、低粘度的塑料 對(duì)于有些高黏度物料如 PMMA、 PC、 AC 或者熱穩(wěn)定性差的物料 PVC 等，為減少剪切作用和物料的滯留時(shí)間，可不用止逆環(huán)，但這 樣的注射時(shí)會(huì)產(chǎn)生反流，延長(zhǎng)保壓時(shí)間。 對(duì)螺桿頭的要求： ① 螺桿頭要靈活、光潔； ② 止逆環(huán)與料筒配合間隙要適宜，即要防止熔體回流，又要靈活； ③ 既有足夠的流通截面，又要保證止逆環(huán)端面有回程力，使在注射時(shí)快速封閉； ④ 結(jié)構(gòu)上應(yīng)拆裝方便，便于清洗； ⑤ 螺桿頭的螺紋與螺桿的螺紋方向相反，防止預(yù)塑時(shí)螺桿頭松脫。 （ 3）料筒 （ ⅰ ）、料筒的結(jié)構(gòu) 料筒是塑化部件的重要零件，內(nèi)裝螺桿外裝加熱圈，承受復(fù)合應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用，結(jié)構(gòu)如圖 7： 圖 7 料筒結(jié)構(gòu) 延鋒偉世通金興汽車飾件系統(tǒng)有限公司塑料工藝培訓(xùn)教材 2020 年 3 月 19 日 11 1前料筒； 2電熱圈； 3螺孔； 4加料口 螺孔 3裝熱電偶，要與熱電偶緊密地接觸，防止虛浮，否則會(huì)影響溫度測(cè)量精度。 （ ⅱ ）、加料口 加料口的結(jié)構(gòu)形式直接影響進(jìn)料效果和塑化部件的吃料能力，注塑機(jī)大多數(shù)靠料斗中物料的自重加料，常用的進(jìn)料口截面形式如圖 8所示：對(duì)稱形料口如圖 8（ a），制造簡(jiǎn)單，但進(jìn)料不利；現(xiàn)多用非對(duì)稱形式，如圖 8（ b）、 8（ c）所示，此種進(jìn)料口由于物料與螺桿的接觸角大，接觸面積大，有利于提高進(jìn)料效率，不易在料斗中開成架橋空穴。 圖 8 加料口結(jié)構(gòu)形式圖 （ ⅲ ）、料筒的壁厚 料筒壁厚要求有足夠的強(qiáng)度和 剛度，因?yàn)榱贤矁?nèi)要承受熔料和氣體壓力，且料筒長(zhǎng)徑比很大，料筒要求有足夠的熱容量，所以料筒壁要有一定的厚度，否則難以保證溫度的穩(wěn)定性；但如果太厚，料筒笨重，浪費(fèi)材料，熱慣性大，升溫慢，溫度調(diào)節(jié)有較大的滯后現(xiàn)象。 （ ⅳ ）、料筒間隙 料筒間隙指料筒內(nèi)壁與螺桿外徑的單面間隙，此間隙太大，塑化能力降低，注射回泄量增加，注射時(shí)間延長(zhǎng)，在此過程中引起物料部分降解；如果太小，熱膨脹作用使螺桿與料筒摩擦加劇，能耗加大，甚至?xí)ㄋ溃碎g隙 Δ= （ ~） ds。 （ ⅴ ）、料筒的加熱與冷卻 注塑機(jī)料筒加熱方式 有電阻電熱、陶瓷加熱、鑄鋁加熱，應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)合和加工物料合理設(shè)置，常用的有電阻加熱和陶瓷加熱，為符合注塑工藝要求，料筒要分段控制，小型機(jī) 3 段，大型機(jī)一般 5段。 冷卻是指對(duì)加料口處進(jìn)行冷卻，因加料口處若溫度過高，固料會(huì)在加料口處 “ 架橋 ” ，堵塞料口，從而影響加料段的輸送效率，故在此處設(shè)置冷卻水套對(duì)其進(jìn)行冷卻。我廠是通過冷卻循環(huán)水對(duì)加料口進(jìn)行冷卻的。 （ 4） 噴嘴 （ ⅰ ）噴嘴的功能 噴嘴是連接塑化裝置與模具流道的重要部件，噴嘴有多種功能： ① 預(yù)塑時(shí)，建立背壓，驅(qū)除氣體，防止熔體流涎，提高塑化能力和計(jì)量精度； ② 注射時(shí)，與模具主澆套形成接觸壓力，保持噴嘴與澆套良好接觸，形成密閉流道， 防止塑料熔體在高壓下外溢； ③ 注射時(shí)，建立熔體壓力，提高剪切應(yīng)力，并將壓力頭轉(zhuǎn)變成速度頭，提高剪切速延鋒偉世通金興汽車飾件系統(tǒng)有限公司塑料工藝培訓(xùn)教材 2020 年 3 月 19 日 12 度和溫升，加強(qiáng)混煉效果和均化作用； ④ 改變噴嘴結(jié)構(gòu)使之與模具和塑化裝置相匹配，組成新的流道型式或注塑系統(tǒng)； ⑤ 噴嘴還承擔(dān)著調(diào)溫、保溫和斷料的功能； ⑥ 減小熔體在進(jìn)出口的粘彈效應(yīng)和渦流損失，以穩(wěn)定其流動(dòng)； ⑦ 保壓時(shí)，便于向模具制品中補(bǔ)料，而冷卻定型時(shí)增加回流阻力，減小或防止模腔中熔體向回流。 （ ⅱ ）、 噴嘴的基本形式 噴嘴可分為直通式噴嘴、鎖閉式噴嘴、熱流道噴嘴和多流道噴嘴，現(xiàn)階段我廠用的都是直通式噴嘴。 直通式噴嘴是應(yīng)用較普遍的噴嘴，其特點(diǎn)是噴嘴球面直接與模具主澆套球面接觸，噴嘴的圓弧半徑和流道比模具要小，注射時(shí)，高壓熔體直接經(jīng)模具的澆道系統(tǒng)充入模腔，速度快、壓力損失小，制造和安裝均較方便。 鎖閉式噴嘴主要是解決直通式噴嘴的流涎問題，適用于低黏度聚合物（如 PA）的加工。在預(yù)塑時(shí)能關(guān)閉噴嘴流道，防止熔體流涎現(xiàn)象，而當(dāng)注射時(shí)又能在注射壓力的作用下開啟，使熔體注入模腔。 2．注射油缸 其工作原理是：注射油缸進(jìn)油時(shí)，活塞帶動(dòng)活塞桿及其置于推力座內(nèi)的軸承，推動(dòng)螺桿前進(jìn)或后退。通過活塞桿頭部的螺母，可以對(duì)兩個(gè)平行活塞桿的軸向位置以及注射螺桿的軸向位置進(jìn)行同步調(diào)整。 3．推力座 注射時(shí)，推力座通過推力軸推動(dòng)螺桿進(jìn)行注射；而預(yù)塑時(shí)，通過油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)推力軸帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)預(yù)塑。 4．座移油缸 當(dāng)座移油缸進(jìn)油時(shí)，實(shí)現(xiàn)注射座的前進(jìn)或后退動(dòng)作，并保證注塑噴嘴與模具主澆套圓弧面緊密地接觸，產(chǎn)生能封閉熔體的注射座壓力。 5．對(duì)注射部件精度要求 延鋒偉世通金興汽車飾件系統(tǒng)有限公司塑料工藝培訓(xùn)教材 2020 年 3 月 19 日 13 裝配后，整體注射部件要置于機(jī)架上，必須保證噴嘴與模具主澆套 緊密地接合，以防溢料，要求使注射部件的中心線與其合模部件的中心線同心；為了保證注射螺桿與料筒內(nèi)孔的配合精度，必須保證兩個(gè)注射油缸孔與料筒定位中心孔的平行度與中心線的對(duì)稱度；對(duì)臥式機(jī)來講，座移油缸兩個(gè)導(dǎo)向孔的平行度和對(duì)其中心的對(duì)稱度也必須保證，對(duì)立式機(jī)則必須保證兩個(gè)座移油缸孔與料筒定位中心孔的平行度與中心線的對(duì)稱度。影響上述位置精度的因素是相關(guān)聯(lián)部件孔與軸的尺寸精度、幾何精度、制造精度與裝配精度。 （ 二）合模部件 合模部件是注塑機(jī)的重要部件之一，其功能是實(shí)現(xiàn)啟閉運(yùn)動(dòng)，使模具閉合產(chǎn)生系統(tǒng)彈性變形達(dá)到鎖模力，將 模具鎖緊。對(duì)合模部件的要求： ① 動(dòng)范本的啟閉模運(yùn)動(dòng)要高速、平穩(wěn)、靜音； ② 合模機(jī)構(gòu)必須達(dá)到額定鎖模力要求，可靠地鎖緊模具； ③ 合模部件有足夠的裝模空間和范本行程； ④ 動(dòng)范本運(yùn)動(dòng)要可靠安全，保護(hù)人身與模具安全，設(shè)置雙重保險(xiǎn)； ⑤ 合模部件及其模具有足夠的強(qiáng)度和剛性。 合模部件由合模架、合模機(jī)構(gòu)、調(diào)模裝置、保護(hù)裝置、頂出裝置等組成。 1．合模機(jī)構(gòu) 合模機(jī)構(gòu)有液壓式、機(jī)械式和機(jī)械 液壓復(fù)合式。下面對(duì)我廠注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)做一下介紹。 （ 1）．液壓曲肘連桿式 屬機(jī)械 液壓復(fù)合式，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是液壓缸通過 曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模板實(shí)現(xiàn)啟閉模運(yùn)動(dòng)，充分利用了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的行程、速度、力的放大特性和自鎖特性，達(dá)到快速、高效和節(jié)能的效果。常用的液壓曲肘連桿式形式有：雙曲肘內(nèi)翻式、雙曲肘外翻式、撐肘式、單曲肘擺缸式和單曲肘掛缸式。 我廠所用的是雙曲肘內(nèi)翻式，如圖 9所示。這種形式的動(dòng)作原理是：?jiǎn)㈤]模時(shí)，合模缸 1進(jìn)油，活塞桿推動(dòng)雙曲肘連桿機(jī)構(gòu) 5帶動(dòng)動(dòng)范本 6及其模具實(shí)現(xiàn)啟閉模運(yùn)動(dòng)；模具接觸時(shí)，曲肘連桿 5處于未伸直狀態(tài)，在合模油缸 1 推力作用下曲肘連桿機(jī)構(gòu) 5延鋒偉世通金興汽車飾件系統(tǒng)有限公司塑料工藝培訓(xùn)教材 2020 年 3 月 19 日 14 產(chǎn)生力的放大作用，使合模系統(tǒng)發(fā)生變形，直至曲肘連桿 5伸直進(jìn)入自鎖為 止。模具接觸時(shí)連桿未伸直的程度是通過調(diào)模裝置與合模油缸相配合，按工藝所要求的鎖模力來調(diào)整的。 圖 9 雙曲肘內(nèi)翻式結(jié)構(gòu)原理示意 1合模油缸； 2調(diào)模裝置； 3后范本； 4拉桿； 5曲肘連桿； 6動(dòng)范本； 7定范本；8頂出油缸； （ 2）直壓式合模 此種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是其開關(guān)模動(dòng)作及鎖模動(dòng)作都是通過油缸直接作用完成的。移模速度和合模力的大小分別由活塞桿的移動(dòng)速度和活塞產(chǎn)生的最大軸向力確定。 圖 10 直壓式合模裝置示意圖 1上范本； 2拉桿； 3下范本； 4鎖模油缸； 5移模油缸； 6電子尺； 7底板 這種結(jié)構(gòu)的工作原理是：開關(guān)模時(shí)，移模油缸 5 進(jìn)油，推動(dòng)活塞桿，從而帶動(dòng)拉桿及動(dòng)范本運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)模動(dòng)作；進(jìn)入鎖模狀態(tài)后，鎖模油缸 4 進(jìn)油，在油的推力作用下產(chǎn)生大的鎖模力，通過鎖模油缸活塞桿對(duì)底板 7的力的作用而壓緊模具，實(shí)現(xiàn)鎖模。 （ 3）直壓式與肘桿式的比較 ① 直壓式合模力 F = P 油缸 S 油缸，故調(diào)節(jié)合模力較容易，但壓力確定后，如 PMAX=140Kg/cm2，故不允許超載。而肘桿式注塑機(jī)是通過連桿機(jī)構(gòu)的力擴(kuò)大以后產(chǎn)生的，故通常情況下可以超載 10%以上。 ② 由于結(jié)構(gòu)關(guān)系，通常情況下直壓式的容模量大于肘桿 式，特別適用于深容器產(chǎn)品。 ③ 肘桿式剛性比直壓機(jī)剛性好，因?yàn)楦邏烘i模時(shí)，肘桿式是全部鑄鋼變形后產(chǎn)生的，合模力當(dāng)剛要超載時(shí)，因?yàn)橐簤河团c鑄鋼的彈性模量差 10倍左右，故同樣要產(chǎn)生飛邊情況下，肘桿式注塑機(jī)產(chǎn)生的飛邊要小得多。 ④ 肘桿式注塑機(jī)由于合模力是通過力的放大作用產(chǎn)生的，且高壓鎖模后，在注射、保壓過程中可卸壓，而直壓式在注射、保壓過程中始終高壓保持，且直壓式合模油缸直徑遠(yuǎn)大于肘桿式，故肘桿式較省電。 ⑤ 肘桿式合模機(jī)構(gòu)都是通過連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生合模力，故要有高的模板平行度及長(zhǎng)的壽命，其所要求的加工精度較高，且零 件較多，成本較高。而直壓式是通過合模大油缸產(chǎn)生合模力，幫其密封存要求較高，隨著時(shí)間的推移，較易磨損，產(chǎn)生泄漏后，合模力會(huì)下降。 延鋒偉世通金興汽車飾件系統(tǒng)有限公司塑料工藝培訓(xùn)教材 2020 年 3 月 19 日 15 2．合模架的組成 合模架是合模部件的基礎(chǔ)部分，主要由 4根拉桿、后模板、動(dòng)模板、定模板及拉桿螺母組成的具有一定剛度和強(qiáng)度要求的合?？蚣?。動(dòng)模板在移模裝置的驅(qū)動(dòng)下，以拉桿以導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)啟閉模運(yùn)動(dòng)。因此， 4根拉桿與 3 塊模板的材料、結(jié)構(gòu)尺寸，拉桿之間的平行度與 3塊模板垂直度都有較高的要求。 1）范本 后模板、動(dòng)模板和定模板是合模部分的重要零件，后模板和頭板通過拉桿組成合?？?架（立式機(jī)是底板和動(dòng)范本形成合模框架）。鎖模后，動(dòng)、定范本在鎖模力的作用下，將模具鎖緊并使其產(chǎn)生壓縮變形，與此同時(shí)， 3塊范本將發(fā)生彎曲變形，范本中部將產(chǎn)生撓度。模板的結(jié)構(gòu)，尺寸，材料，彈性模量將直接影響合模系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛性，最終影響到鎖模力。 2）拉桿 拉桿又叫格林柱，拉桿是合模裝置的又一主要零件，除與模板組成剛性框架外，還兼有導(dǎo)柱功能，使二板在上滑動(dòng)，因此要求有較高的幾何精度、尺寸精度、 4 根拉桿的同步精度、光潔度及耐磨性能。而且合模系統(tǒng)作用時(shí)拉桿受到非對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力的作用，將受疲勞極限的考驗(yàn) 。 3．調(diào)模裝置 如圖 11所示，調(diào)模裝置主要由液壓馬達(dá)、齒圈、定位輪、調(diào)模螺母的外齒圈等組成，均固定在后模板上。 圖 11 調(diào)模裝置示意圖 1后范本； 2液壓馬達(dá)； 3大齒圈； 4后螺母 調(diào)模裝置設(shè)在后模板上，其動(dòng)作原理是：當(dāng)調(diào)模時(shí)，后范本 1 連同曲肘連桿機(jī)構(gòu)及動(dòng)范本一起移，調(diào)模時(shí) 4只帶有齒輪的后螺母在大齒輪 3驅(qū)動(dòng)下同步轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)后范本及其整個(gè)合模機(jī)構(gòu)沿拉桿向前或向后移動(dòng)，調(diào)節(jié)動(dòng)模板與前模板的距離，根據(jù)允模厚度及工藝所要求的鎖模力實(shí)現(xiàn)調(diào)模功能。此種結(jié)構(gòu)緊湊，減少了軸向尺寸，提高了系統(tǒng) 剛性。各齒輪與齒圈的嚙合精度，調(diào)整螺母與拉桿端螺紋的配合精度及運(yùn)行的延鋒偉世通金興汽車飾件系統(tǒng)有限公司塑料工藝培訓(xùn)教材 2020 年 3 月 19 日 16 同步精度，將影響調(diào)模的靈活性、調(diào)模誤差、調(diào)模精度。對(duì)于直壓式合模機(jī)構(gòu)，動(dòng)、定模板間的距離可以通過移模油缸活塞桿進(jìn)行調(diào)整，沒有專門的調(diào)模裝置。