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注塑机结构与注塑辅助设备的详解

来源:沈阳浚禄拖链厂家 发表时间:2020-09-10

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。

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。

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。

(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。

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 注塑设备结构及参数

注塑设备包括注射装置、合模装置、传动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。

注塑机结构与注塑辅助设备的详解(图1)

1.4.1 注塑辅助设备系统结构及参数

1.4.1.1 注塑辅助设备系统结构组成

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。

注塑机结构及辅助设备详解

(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:

    渐变型螺杆是一种有较长压缩段(即熔融段)的螺杆,其特点是塑化时能量的转换比较缓和。如图表7(a)所示,压缩段l2较长,该段的螺杆槽深由深逐渐变浅,塑化时能量转换比较缓和。适合用于加工熔体温度范围较宽的塑胶,因为这类塑胶需要足够的塑化过程才能完全熔融。渐变型螺杆适合加工如ps,pvc等具有宽的软化温度范围、高黏度的非结晶型塑胶。

    突变型螺杆是一种压缩段比较小的螺杆,其特点是塑化时能量转换比较剧烈。如图表7(b)所示,压缩段l2较短,该段的螺杆槽深由深急剧变浅,塑化时能量转换比较剧烈。适合加工熔体温度范围较窄的塑胶,因为这类塑胶只要经过足够的预热达到熔点后,就可以在短时间内完成软化和熔融。突变型螺杆适合加工聚酰胺、聚烯烃类的结晶型塑胶。

    通用型螺杆的压缩段长度介于渐变型和突变型螺杆之间。为避免生产不同类型塑胶材料更换螺杆,通常选用通用型螺杆,此时只要适当调整工艺参数(如料筒温度、螺杆转速和背压等),亦可满足不同塑胶材料的成型要求。压缩段l2的长度一般为4~5个螺距长度。同时适应结晶型和非结晶型塑胶的加工,既考虑了非结晶型材料不能承受突变型螺杆在压缩段的过高剪切塑化作用,又考虑了结晶型材料需要足够的预热才能软化融融的工艺特点,如果您想了解更多注塑信息,请关注下方的分站动态:



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