【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 注塑機(jī) 注塑機(jī)通常由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、加熱及冷卻系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁(yè) 共 ？？ 頁(yè) 圖 1 注塑機(jī) 注射系統(tǒng) 注射系統(tǒng)的作用：注射系統(tǒng)是注塑機(jī)最主要的組成部分之一，一般有柱塞式、螺桿式、螺桿預(yù)塑柱塞注 立式注塑機(jī)射式 3 種主要形式。目前應(yīng)用最廣泛的是螺桿式。其作用是，在注塑料機(jī)的一個(gè)循環(huán)中，能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將一定數(shù)量的塑料加熱塑化后，在一定的壓力和速度下，通過(guò)螺桿將熔融塑料注入模具型腔中。注射結(jié)束后，對(duì)注射到模腔中的熔 料保持定型。 注射系統(tǒng)的組成：注射系統(tǒng)由塑化裝置和動(dòng)力傳遞裝置組成。 螺桿式注塑機(jī)塑化裝置主要由加料裝置、料筒、螺桿、射咀部分組成。動(dòng)力傳遞裝置包括注射油缸、注射座移動(dòng)油缸以及螺桿驅(qū)動(dòng)裝置（熔膠馬達(dá)）。 合模系統(tǒng) 合模系統(tǒng)的作用：合模系統(tǒng)的作用是保證模具閉合、開(kāi)啟及頂出制品。同時(shí)，在模具閉合后，供給予模具足夠的鎖模力，以抵抗熔融塑料進(jìn)入模腔產(chǎn)生的模腔壓力，防止模具開(kāi)縫，造成制品的不良現(xiàn)狀。 合模系統(tǒng)的組成：合模系統(tǒng)主要由合模裝置、調(diào)模機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、前后固定模板、移動(dòng)模板、合模油 缸和安全保護(hù)機(jī)構(gòu)組成。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁(yè) 共 ？？ 頁(yè) 液壓系統(tǒng) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)按工藝過(guò)程所要求的各種動(dòng)作提供動(dòng)力，并滿足注塑機(jī)各部分所需壓力、速度、溫度等的要求。它主要由各自種液壓元件和液壓輔助元件所組成，其中油泵和電機(jī)是注塑機(jī)的動(dòng)力來(lái)源。各種閥控制油液壓力和流量，從而滿足注射成型工藝各項(xiàng)要求。 電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)合理配合，可實(shí)現(xiàn)注射機(jī)的工藝過(guò)程要求（壓力、溫度、速度、時(shí)間）和各種原理示意圖程序動(dòng)作。主要由電器、電子元件、儀表、加熱器、傳感器等組成。一般有四種控制方式，手動(dòng)、半自動(dòng)、 全自動(dòng)、調(diào)整。 加熱 /冷卻系統(tǒng) 加熱系統(tǒng)是用來(lái)加熱料筒及注射噴嘴的，注塑機(jī)料筒一 般采用電熱圈作為加熱裝置，安裝在料筒的外部，并用熱電偶分段檢測(cè)。 熱量通過(guò)筒壁導(dǎo)熱為物料塑化提供熱源；冷卻系統(tǒng)主要是用來(lái)冷卻油溫，油溫過(guò)高會(huì)引起多種故障出現(xiàn)所以油溫必須加以控制。另一處需要冷卻的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，導(dǎo)致原料不能正常下料。 潤(rùn)滑系統(tǒng) 潤(rùn)滑系統(tǒng)是注塑機(jī)的動(dòng)模板、調(diào)模裝置、連桿機(jī)鉸等處 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位提供潤(rùn)滑條件的回路，以便減少能耗和提高零件壽命， 潤(rùn)滑可以是定期的手動(dòng)潤(rùn)滑，也可 以是自動(dòng)電動(dòng)潤(rùn)滑； 安全保護(hù)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 注塑機(jī)的安全裝置主要是用來(lái)保護(hù)人、機(jī)安全的裝置。主要由安全門(mén)、液壓閥、限位開(kāi)關(guān)、光電檢測(cè)元件等組成，實(shí)現(xiàn)電氣 —— 機(jī)械 —— 液壓的聯(lián)鎖保護(hù)。 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要對(duì)注塑機(jī)的油溫、料溫、系統(tǒng)超載，以及工藝和設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況進(jìn)行指示或報(bào)警。 ： 注塑機(jī)的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài) 立式注塑機(jī) （ 即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過(guò)程。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 16 頁(yè) 共 ？？ 頁(yè) 圖 2 注塑機(jī)簡(jiǎn)圖 注射成型是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，每一周期主要包括：定量加料 — 熔融塑化 — 施壓注射 — 充模冷卻 — 啟模取件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。 注塑機(jī)的動(dòng)作程序 噴嘴前進(jìn) → 注射 → 保壓 → 預(yù)塑 → 倒縮 → 噴嘴后退 → 冷卻 → 開(kāi)模 → 頂出 → 退針 → 開(kāi)門(mén) → 關(guān)門(mén) → 合模 → 噴嘴前進(jìn)。 注塑機(jī)操作項(xiàng)目 ： 注塑機(jī)操作項(xiàng)目包括控制鍵盤(pán)操作、電器控制柜操作和液壓系統(tǒng)操作三個(gè)方面。分別進(jìn)行注射過(guò)程動(dòng)作、加料動(dòng)作、注射壓力、注射速度、頂出型式的選擇，料筒各段溫度及電流、電壓的監(jiān)控，注射 壓力和背壓壓力的調(diào)節(jié)等。 注射過(guò)程動(dòng)作選擇 ： 一般注塑機(jī)既可手動(dòng)操作，也可以半自動(dòng)和全自動(dòng)操作。 手動(dòng)操作是在一個(gè)生產(chǎn)周期中，每一個(gè)動(dòng)作都是由操作者撥動(dòng)操作開(kāi)關(guān)而實(shí)現(xiàn)的。一般在試機(jī)調(diào)模時(shí)才選用。 半自動(dòng)操作時(shí)機(jī)器可以自動(dòng)完成一個(gè)工作周期的動(dòng)作，但每一個(gè)生產(chǎn)周期完畢后操作者必須拉開(kāi)安全門(mén)，取下工件，再關(guān)上安全門(mén)，機(jī)器方可以繼續(xù)下一個(gè)周期的生產(chǎn)。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁(yè) 共 ？？ 頁(yè) 全自動(dòng)操作時(shí)注塑機(jī)在完成一個(gè)工作周期的動(dòng)作后，可自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)工作周期。在正常的連續(xù)工作過(guò)程中無(wú)須停機(jī)進(jìn)行控制和調(diào)整。但 須注意，如需要全自動(dòng)工作，則（ 1）中途不要打開(kāi)安全門(mén)，否則全自動(dòng)操作中斷；（ 2）要及時(shí)加料；（ 3）若選用電眼感應(yīng)，應(yīng)注意不要遮閉了電眼。 實(shí)際上，在全自動(dòng)操作中通常也是需要中途臨時(shí)停機(jī)的，如給機(jī)器模具噴射脫模劑等。 正常生產(chǎn)時(shí)，一般選用半自動(dòng)或全自動(dòng)操作。操作開(kāi)始時(shí)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要選擇操作方式（手動(dòng)、半自動(dòng)或全自動(dòng)），并相應(yīng)撥動(dòng)手動(dòng)、半自動(dòng)或全自動(dòng)開(kāi)關(guān)。 半自動(dòng)及全自動(dòng)的工作程序已由線路本身確定好，操作人員只需在電柜面上更改速度和壓力的大小、時(shí)間的長(zhǎng)短、頂針的次數(shù)等等，不會(huì)因操作者調(diào) 錯(cuò)鍵鈕而使工作程序出現(xiàn)混亂。 當(dāng)一個(gè)周期中各個(gè)動(dòng)作未調(diào)整妥當(dāng)之前，應(yīng)先選擇手動(dòng)操作，確認(rèn)每個(gè)動(dòng)作正常之后，再選擇半自動(dòng)或全自動(dòng)操作。 預(yù)塑動(dòng)作選擇 根據(jù)預(yù)塑加料前后注座是否后退 ,即噴嘴是否離開(kāi)模具 ,注塑機(jī)一般設(shè)有三種選擇。（ 1）固定加料：預(yù)塑前和預(yù)塑后噴嘴都始終貼進(jìn)模具，注座也不移動(dòng)。（ 2）前加料：噴嘴頂著模具進(jìn)行預(yù)塑加料，預(yù)塑完畢，注座后退，噴嘴離開(kāi)模具。選擇這種方式的目的是：預(yù)塑時(shí)利用模具注射孔抵助噴嘴，避免熔料在背壓較高時(shí)從噴嘴流出，預(yù)塑后可以避免噴嘴和模具長(zhǎng)時(shí)間接觸而產(chǎn) 生熱量傳遞，影響它們各自溫度的相對(duì)穩(wěn)定。（ 3）后加料：注射完成后，注座后退，噴嘴離開(kāi)模具然后預(yù)塑，預(yù)塑完再注座前進(jìn)。該動(dòng)作適用于加工成型溫度特別窄的塑料，由于噴嘴與模具接觸時(shí)間短，避免了熱量的流失，也避免了熔料在噴嘴孔內(nèi)的凝固。 注射結(jié)束、冷卻計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)完畢后，預(yù)塑動(dòng)作開(kāi)始。螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料熔融并擠送到螺桿頭前面。由于螺桿前端的止退環(huán)所起的單向閥的作用，熔融塑料積存在機(jī)筒的前端，將螺桿向后迫退。當(dāng)螺桿退到預(yù)定的位置時(shí)（此位置由行程開(kāi)關(guān)確定，控制螺桿后退的距離，實(shí)現(xiàn)定量加料），預(yù)塑停止，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)。緊 接著是倒縮動(dòng)作，倒縮即螺桿作微量的軸向后退，此動(dòng)作可使聚集在噴嘴處的熔料的壓力得以解除，克服由于機(jī)筒內(nèi)外壓力的不平衡而引起的 留涎 現(xiàn)象。若不需要倒縮，則應(yīng)把倒縮停止開(kāi)關(guān)調(diào)到適當(dāng)位置，讓預(yù)塑停止開(kāi)關(guān)被壓上的同一時(shí)刻，倒縮停止開(kāi)關(guān)也被壓上。當(dāng)螺桿作倒縮動(dòng)作后退到壓上停止開(kāi)關(guān)時(shí)，倒縮停止。接著注座開(kāi)始后退。當(dāng)注座后退至壓上停止開(kāi)關(guān)時(shí)，注座停止后退。若采用固定加料方式，則應(yīng)注意調(diào)整好行程開(kāi)關(guān)的位置。 一般生產(chǎn)多采用固定加料方式以節(jié)省注座進(jìn)退操作時(shí)間，加快生產(chǎn)周期。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 18 頁(yè) 共 ？？ 頁(yè) 注射壓力選擇 注 塑機(jī)的注射壓力由調(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，在調(diào)定壓力的情況下，通過(guò)高壓和低壓油路的通斷，控制前后期注射壓力的高低。 普通中型以上的注塑機(jī)設(shè)置有三種壓力選擇，即高壓、低壓和先高壓后低壓。高壓注射是由注射油缸通入高壓壓力油來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于壓力高，塑料從一開(kāi)始就在高壓、高速狀態(tài)下進(jìn)入模腔。高壓注射時(shí)塑料入模迅速，注射油缸壓力表讀數(shù)上升很快。低壓注射是由注射油缸通入低壓壓力油來(lái)實(shí)現(xiàn)的，注射過(guò)程壓力表讀數(shù)上升緩慢，塑料在低壓、低速下進(jìn)入模腔。先高壓后低壓是根據(jù)塑料種類(lèi)和模具的實(shí)際要求從時(shí)間上來(lái)控制通入油缸的 壓力油的壓力高 低來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 為了滿足不同塑料要求有不同的注射壓力，也可以采用更換不同直徑的螺桿或柱塞的方法，這樣既滿足了注射壓力，又充分發(fā)揮了機(jī)器的生產(chǎn)能力。在大型注塑機(jī)中往往具有多段注射壓力和多級(jí)注射速度控制功能，這樣更能保證制品的質(zhì)量和精度。 注射速度的選擇 一般注塑機(jī)控制板上都有快速 慢速旋鈕用來(lái)滿足注射速度的要求。在液壓系統(tǒng)中設(shè)有一個(gè)大流量油泵和一個(gè)小流量泵同時(shí)運(yùn)行供油。當(dāng)油路接通大流量時(shí)，注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)合模、快速注射等，當(dāng)液壓油路只提供小流量時(shí)，注塑機(jī)各種動(dòng)作就緩慢進(jìn)行。 頂出形式的選擇 注塑機(jī)頂出形式有機(jī)械頂出和液壓頂出二種 ,有的還配有氣動(dòng)頂出系統(tǒng) ,頂出次數(shù)設(shè)有單次和多次二種。頂出動(dòng)作可以是手動(dòng)，也可以是自動(dòng)。 頂出動(dòng)作是由開(kāi)模停止限位開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)的。操作者可根據(jù)需要，通過(guò)調(diào)節(jié)控制柜上的頂出時(shí)間按鈕來(lái)達(dá)到。頂出的速度和壓力亦可通過(guò)控制柜面上的開(kāi)關(guān)來(lái)控制，頂針運(yùn)動(dòng)的前后距離由行程開(kāi)關(guān)確定。 溫度控制 以測(cè)溫?zé)犭娕紴闇y(cè)溫元件，配以測(cè)溫毫伏計(jì)成為控溫裝置，指揮料筒和模具電熱圈電流的通斷，有選擇地固定料筒各段溫度和模具溫度。表 5 列出了一些 塑料的成型加工溫度范圍，可供參考。 料筒電熱圈一般分為二段、三段或四段控制。電器柜上的電流表分別顯示各段電熱圈電流的大小。電流表的讀數(shù)是比較固定的，如果在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)比較長(zhǎng)時(shí)間的偏低， 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 19 頁(yè) 共 ？？ 頁(yè) 則可能電熱圈發(fā)生了故障，或?qū)Ь€接觸不良，或電熱絲氧化變細(xì)，或某個(gè)電熱圈燒毀，這些都將使電路并聯(lián)的電阻阻值增大而使電流下降。 在電流表有一定讀數(shù)時(shí)也可以簡(jiǎn)單地用塑料條逐個(gè)在電熱圈外壁上抹劃，看料條熔融與否來(lái)判斷某個(gè)電熱圈是否通電或燒毀。 合?？刂? 合模是以巨大的機(jī)械推力將模具合緊， 以抵擋注塑過(guò)程熔融塑料的高壓注射及填充模具而令模具發(fā)生的巨大張開(kāi)力。 妥安全門(mén)，各行程開(kāi)關(guān)均給出信號(hào)，合模動(dòng)作立即開(kāi)始。首先是動(dòng)模板以慢速啟動(dòng)，前進(jìn)一小短距離以后，原來(lái)壓住慢速開(kāi)關(guān)的控制桿壓塊脫離，活動(dòng)板轉(zhuǎn)以快速向前推進(jìn)。在前進(jìn)至靠近合模終點(diǎn)時(shí)，控制桿的另一端壓桿又壓上慢速開(kāi)關(guān)，此時(shí)活動(dòng)板又轉(zhuǎn)以慢速且以低壓前進(jìn)。在低壓合模過(guò)程中，如果模具之間沒(méi)有任何障礙，則可以順利合攏至壓上高壓開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)高壓是為了伸直機(jī)鉸從而完成合模動(dòng)作。這段距離極短，一般只有 ~，剛轉(zhuǎn)高壓旋即就觸及合模終止限位開(kāi)關(guān)， 這時(shí)動(dòng)作停止，合模過(guò)程結(jié)束。 注塑機(jī)的合模結(jié)構(gòu)有全液壓式和機(jī)械連桿式。不管是那一種結(jié)構(gòu)形式，最后都是由連桿完全伸直來(lái)實(shí)施合模力的。連桿的伸直過(guò)程是活動(dòng)板和尾板撐開(kāi)的過(guò)程，也是四根拉桿受力被拉伸的過(guò)程。 合模力的大小，可以從合緊模的瞬間油壓表升起之最高值得知，合模力大則油壓表的最高值便高，反之則低。較小型的注塑機(jī)是不帶合模油壓表的，這時(shí)要根據(jù)連桿的伸直情況來(lái)判斷模具是否真的合緊。如果某臺(tái)注塑機(jī)合模時(shí)連桿很輕松地伸直，或 差一點(diǎn)點(diǎn) 未能伸直，或幾副連桿中有一副未完全伸直，注塑時(shí)就會(huì)出現(xiàn)脹模，制件 就會(huì)出現(xiàn)飛邊或其它毛病。 開(kāi)?？刂? 當(dāng)熔融塑料注射入模腔內(nèi)及至冷卻完成后 ,隨著便是開(kāi)模動(dòng)作 ,取出制品。開(kāi)模過(guò)程也分三個(gè)階段。第一階段慢速開(kāi)模，防止制件在模腔內(nèi)撕裂。第二階段快速開(kāi)模，以縮短開(kāi)模時(shí)間。第三階段慢速開(kāi)模，以減低開(kāi)模慣性造成的沖擊及振動(dòng)。 注塑工藝條件的控制 目前 ,各注塑機(jī)廠家開(kāi)發(fā)出了各式各樣的程序控制方式，大致有：注射速度控制、注射壓力控制、注入模腔內(nèi)塑料充填量的控制、螺桿的背壓和轉(zhuǎn)速等塑煉狀態(tài)的控制。實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程控制的目的是提高制品質(zhì)量，使機(jī)器 的效能得到最大限度的發(fā)揮。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁(yè) 共 ？？ 頁(yè) 注射速度的程序控制 注射速度的程序控制是將螺桿的注射行程分為 3~4 個(gè)階段 ,在每個(gè)階段中分別使用各自適當(dāng)?shù)淖⑸渌俣?。例如：在熔融塑料剛開(kāi)始通過(guò)澆口時(shí)減慢注射速度，在充模過(guò)程中采用高速注射，在充模結(jié)束時(shí)減慢速度。采用這樣的方法，可以防止溢料，消除流痕和減少制品的殘余應(yīng)力等。 低速充模時(shí)流速平穩(wěn)，制品尺寸比較穩(wěn)定，波動(dòng)較小，制品內(nèi)應(yīng)力低，制品內(nèi)外各向應(yīng)力趨于一致（例如將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開(kāi)裂傾向，低速的不開(kāi)裂）。在較為緩 慢的充模條件下，料流的溫差，特別是澆口前后料的溫差大，有助于避免縮孔和凹陷的發(fā)生。但由于充模時(shí)間延續(xù)較長(zhǎng)容易使制件出現(xiàn)分層和結(jié)合不良的熔接痕，不但影響外觀，而且使機(jī)械強(qiáng)度大大降低。 高速注射時(shí)，料流速度快，當(dāng)高速充模順利時(shí)，熔料很快充滿型腔，料溫下降得少，黏度下降得也少，可以采用較低的注射壓力，是一種熱料充模態(tài)勢(shì)。高速充模能改進(jìn)制件的光澤度和平滑度，消除了接縫線現(xiàn)象及分層現(xiàn)象，收縮凹陷小，顏色均勻一致，對(duì)制件較大部分能保證豐滿。但容易產(chǎn)生制品發(fā)胖起泡或制件發(fā)黃，甚至燒傷變焦，或造成脫模困難，或出現(xiàn)充 模不均的現(xiàn)象。對(duì)于高黏度塑料有可能導(dǎo)致熔體破裂，使制件表面產(chǎn)生云霧斑。 下列情況可以考慮采用高速高壓注射：（ 1）塑料黏度高，冷卻速度快，長(zhǎng)流程制件采用 低壓慢速不能完全充滿型腔各個(gè)角落的；（ 2）壁厚太薄的制件，熔料到達(dá)薄壁處易冷凝而滯留，必須采用一次高速注射，使熔料能量大量消耗以前立即進(jìn)入型腔的；（ 3）用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料，或含有較大量填充材料的塑料，因流動(dòng)性差，為了得到表面光滑而均勻的制件，必須采用高速高壓注射的。 對(duì)高級(jí)精密制品、厚壁制件、壁厚變化大的和具有較厚突緣和筋的制件，最好采用多 級(jí)注射