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文檔簡介
1、錦珂國際塑膠中心培訓(xùn)部,GIENKEE.PLASCENTER,注塑機(jī)的工作原理及成型分析,注塑成型機(jī)的工作原理 注塑成型機(jī)簡稱注塑機(jī),是利用塑料的熱物理性質(zhì),把物料從料斗加入料筒中,料筒外由加熱圈加熱,使物料熔融,在料筒內(nèi)裝有在外動力馬達(dá)作用下驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的螺桿,物料在螺桿的作用下,沿著螺槽向前輸送并壓實,物料在外加熱和螺桿剪切的雙重作用下逐漸地塑化,熔融和均化,當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時,物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下,把已熔融的物料推到螺桿的頭部,,與此同時,螺桿在物料的反作用下后退,使螺桿頭部形成儲料空間,完成塑化過程,然后,螺桿在注射油缸的活塞推力的作用下,以高速、高壓,將儲料室內(nèi)的熔融料通過噴嘴注射
2、到模具的型腔中,型腔中的熔料經(jīng)過保壓、冷卻、固化定型后,模具在合模機(jī)構(gòu)的作用下,開啟模具,并通過頂出裝置把定型好的制品從模具頂出落下。注射成型是一個循環(huán)的過程,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)行下一個循環(huán)。,注塑動作循環(huán)圖,注射座前進(jìn),合 模,注 射,保 壓,制品頂出,啟 模,制品冷卻,退回塑化,塑化退回,固定塑化,頂 退,注 射 座 動 作 選 擇,注塑機(jī)的分類 注塑機(jī)根據(jù)塑化方式分為柱塞式注塑機(jī)和螺桿式; 按機(jī)器的傳動方式又可分為液壓式、機(jī)械式和液壓機(jī)械(連桿)式; 按操作方式分為自動、半自動、手動注塑機(jī); 按合模部件與注射部件配置的型式有
3、臥式、立式、角式、多模轉(zhuǎn)盤式四種:,臥式注塑機(jī): 臥式注塑機(jī)是最常用的類型。其特點(diǎn)是注射總成的中心線與合??偝傻闹行木€同心或一致,并平行于安裝地面。它的優(yōu)點(diǎn)是重心低、工作平穩(wěn)、模具安裝、操作及維修均較方便,制品頂出后可利用重力作用自動落下,易于實現(xiàn)全自動操作。模具開檔大,占用空間高度小;但占地面積大,大、中、小型機(jī)均有廣泛應(yīng)用,立式注塑機(jī): 其特點(diǎn)是合模裝置與注射裝置的軸線呈一線排列而且與地面垂直。具有占地面積小,模具裝拆方便,嵌件安裝容易,自料斗落入物料能較均勻地進(jìn)行塑化,易實現(xiàn)自動化及多臺機(jī)自動線管理等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是頂出制品不易自動脫落,常需人工或其它方法取出,不易實現(xiàn)全自動化操作和大型制品
4、注射, 一般是在60克以下的注塑機(jī)采用較多,大、中型機(jī)不宜采用;機(jī)身高,加料、維修不便。,角式注塑機(jī): 注射裝置和合模裝置的軸線互成垂直排列, 其注射方向和模具分界面在同一個面上,它特別適合于加工中心部分不允許留有澆口痕跡的平面制品。它占地面積比臥式注塑機(jī)小,但放入模具內(nèi)的嵌件容易傾斜落下。這種型式的注塑機(jī)宜用于小機(jī)。根據(jù)注射總成中心線與安裝基面的相對位置有臥立式、立臥式、平臥式之分:臥立式,注射總成線與基面平行,而合模總成中心線與基面垂直;立臥式,注射總成中心線與基面垂直,而合模總成中心線與基面平行。角式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是兼?zhèn)溆信P式與立式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn),特別適用于開設(shè)側(cè)澆口非對稱幾何形狀制品的模具
5、。,多模轉(zhuǎn)盤式注塑機(jī): 它是一種多工位操作的特殊注塑機(jī),其特點(diǎn)是合模裝置采用了轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu),模具圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。這種型式的注塑機(jī)充分發(fā)揮了注射裝置的塑化能力,可以縮短生產(chǎn)周期,提高機(jī)器的生產(chǎn)能力,因而特別適合于冷卻定型時間長或因安放嵌件而需要較多輔助時間的大批量塑制品的生產(chǎn),但因合模系統(tǒng)龐大、復(fù)雜,合模裝置的合模力往往較小,故這種注塑機(jī)在塑膠鞋底等制品生產(chǎn)中應(yīng)用較多。,注塑機(jī)的組成結(jié)構(gòu)分析 注塑機(jī)根據(jù)注射成型工藝要求是一個機(jī)電一體化很強(qiáng)的機(jī)種,主要由注射部件、合模部件、機(jī)身、液壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、加料裝置等部分組成。,注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實現(xiàn)和保證成型制品質(zhì)量的
6、前提,而為滿足成型的要求,注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時,由于注射壓力很高,相應(yīng)地在模腔中產(chǎn)生很高的壓力(模腔內(nèi)的平均壓力一般在2045MPa之間),因此必須有足夠大的合模力。由此可見,注射裝置和合模裝置是注塑機(jī)的關(guān)鍵部件。,注射部件的組成 目前,常見的注塑裝置有單缸形式和雙缸形式,通過液壓馬達(dá)直接驅(qū)動螺桿注塑。因不同的廠家、不同型號的機(jī)臺其組成也不完全相同,下面就對雙缸形式的機(jī)臺作具體分析。,工作原理是: 預(yù)塑時,在塑化部件中的螺桿通過液壓馬達(dá)驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn),主軸一端與螺桿鍵連接,另一端與液壓馬達(dá)鍵連接,螺桿旋轉(zhuǎn)時,物料塑化并將塑化好的熔料推到料筒前端的儲料室中,與此同時,螺桿在物料的反
7、作用下后退,并通過推力軸承使推力座后退,通過螺母拉動活塞桿直線后退,完成計量,注射時,注射油缸的桿腔進(jìn)油通過軸承推動活塞桿完成動作,活塞的桿腔進(jìn)油推動活塞桿及螺桿完成注射動作。,1油壓馬達(dá);2,6 -導(dǎo)桿支座;3-導(dǎo)桿;4-注射油缸; 5-加料口;7-推力座;8-注射座;9-塑化部件;10-座移油缸,塑化部件 塑化部件有柱塞式和螺桿式兩種,下面就對螺桿式做一下介紹。 螺桿式塑化部件如圖所示,主要由螺桿、料筒、噴嘴等組成,塑料在旋轉(zhuǎn)螺桿的連續(xù)推進(jìn)過程中,實現(xiàn)物理狀態(tài)的變化,最后呈熔融狀態(tài)而被注入模腔。因此,塑化部件是完成均勻塑化,實現(xiàn)定量注射的核心部件。,螺桿式塑化部件結(jié)構(gòu)圖 1-噴嘴;2-螺桿
8、頭;3-止逆環(huán);4-料筒;5-螺桿;6-加熱圈;7-冷卻水圈,螺桿式塑化部件的工作原理:預(yù)塑時,螺桿旋轉(zhuǎn),將從料口落入螺槽中的物料連續(xù)地向前推進(jìn),加熱圈通過料筒壁把熱量傳遞給螺槽中的物料,固體物料在外加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)剪切雙重作用下,并經(jīng)過螺桿各功能段的熱歷程,達(dá)到塑化和熔融,熔料推開止逆環(huán),經(jīng)過螺桿頭的周圍通道流入螺桿的前端,并產(chǎn)生背壓,推動螺桿后移完成熔料的計量,在注射時,螺桿起柱塞的作用,在油缸作用下,迅速前移,將儲料室中的熔體通過噴嘴注入模具。,螺桿式塑化部件一般具有如下特點(diǎn): 螺桿具有塑化和注射兩種功能; 螺桿在塑化時,僅作預(yù)塑用; 塑料在塑化過程中,所經(jīng)過的熱歷程要比擠出長; 螺桿在塑
9、化和注射時,均要發(fā)生軸向位移,同時螺桿又處于時轉(zhuǎn)時停的間歇式工作狀態(tài),因此形成了螺桿塑化過程的非穩(wěn)定性。,螺桿 螺桿是塑化部件中的關(guān)鍵部件,和塑料直接接觸,塑料通過螺槽的有效長度,經(jīng)過很長的熱歷程,要經(jīng)過3態(tài)(玻璃態(tài)、黏彈態(tài)、黏流態(tài))的轉(zhuǎn)變,螺桿各功能段的長度、幾何形狀、幾何參數(shù)將直接影響塑料的輸送效率和塑化質(zhì)量,將最終影響注射成型周期和制品質(zhì)量。 與擠出螺桿相比,注塑螺桿具有以下特點(diǎn): 注射螺桿的長徑比和壓縮比比較小; 注射螺桿均化段的螺槽較深; 注射螺桿的加料段較長,而均化段較短; 注射螺桿的頭部結(jié)構(gòu),具有特殊形式。 注射螺桿工作時,塑化能力和熔體溫度將隨螺桿的軸向位移而改變。,螺桿的分類
10、 注塑螺桿按其對塑料的適應(yīng)性,可分為通用螺桿和特殊螺桿,通用螺桿又稱常規(guī)螺桿,可加工大部分具有低、中黏度的熱塑性塑料,結(jié)晶型和非結(jié)晶型的民用塑料和工程塑料,是螺桿最基本的形式,與其相應(yīng)的還有特殊螺桿,是用來加工用普通螺桿難以加工的塑料; 按螺桿結(jié)構(gòu)及其幾何形狀特征,可分為常規(guī)螺桿和新型螺桿,常規(guī)螺桿又稱為三段式螺桿,是螺桿的基本形式,新型螺桿形式則有很多種,如分離型螺桿、分流型螺桿、波狀螺桿、無計量段螺桿等。 常規(guī)螺桿其螺紋有效長度通常分為加料段(輸送段)、壓縮段(塑化段)、計量段(均化段);,根據(jù)塑料性質(zhì)不同,可分為漸變型、突變型和通用型螺桿。 漸變型螺桿:壓縮段較長,塑化時能量轉(zhuǎn)換緩和,多
11、用于PVC等熱穩(wěn)定性差的塑料。 突變型螺桿:壓縮段較短,塑化時能量轉(zhuǎn)換較劇烈,多用于聚烯烴、PA等結(jié)晶型塑料。 通用型螺桿:適應(yīng)性比較強(qiáng)的通用型螺桿,可適應(yīng)多種塑料的加工,避免更換螺桿頻繁,有利于提高生產(chǎn)效率。,常規(guī)螺桿各段的長度如下: 螺桿類型 加料段(L1) 壓縮段(L2) 均化段(L3) 漸變型 2530% 50% 1520% 突變型 6570% 155% 2025% 通用型 4550% 2030% 2030%,螺桿的基本參數(shù) 螺桿的基本結(jié)構(gòu)如圖6所示,主要由有效螺紋長度L和尾部的連接部分組成。,ds 螺桿外徑,螺桿直徑直接影響塑化能力的大小,也就直接影響到理論注射容積的大小,因此,理論
12、注射容積大的注塑機(jī)其螺桿直徑也大,理論射出容積(g)=圓周率*(D/2)2*S(射出行程)*比重/1000;一般而言,螺桿直徑與最高射出壓力成反比,與塑化能力成反力。,L/ds 螺桿長徑比。L是螺桿螺紋部分的有效長度,螺桿長徑比越大,說明螺紋長度越長,直接影響到物料在螺桿中的熱歷程,影響吸收能量的能力,而能量來源有兩部分:一部分是料筒外部加熱圈傳給的,另一部分是螺桿轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦熱和剪切熱,由外部機(jī)械能轉(zhuǎn)化的,因此,L/ds直接影響到物料的熔化效果和熔體質(zhì)量,但是如果L/ds太大,則傳遞扭矩加大,能量消耗增加。,L1加料段長度。加料段又稱輸送段或進(jìn)料段,為提高輸送能力,螺槽表面一定要光潔,L
13、1的長度應(yīng)保證物料有足夠的輸送長度,因為過短的L1會導(dǎo)致物料過早的熔融,從而難以保證穩(wěn)定壓力的輸送條件,也就難以保證螺桿以后各段的塑化質(zhì)量和塑化能力。塑料在其自身重力作用下從料斗中滑進(jìn)螺槽,螺桿旋轉(zhuǎn)時,在料筒與螺槽組成的各推力面摩擦力的作用下,物料被壓縮成密集的固體塞螺母,沿著螺紋方向做相對運(yùn)動,在此段,塑料為固體狀態(tài),即玻璃態(tài)。,h1 加料段的螺槽深度。h1深,則容納物料多,提高了供料量和塑化能力,但會影響物料塑化效果及螺桿根部的剪切強(qiáng)度,一般h1(0.120.16)ds。 L3 熔融段長度。熔融段又稱均化段或計量段,熔體在L3段的螺槽中得到進(jìn)一步的均化,溫度均勻,組分均勻,形成較好的熔體質(zhì)
14、量,L3長度有助于熔體在螺槽中的波動,有穩(wěn)定壓力的作用,使物料以均勻的料量從螺桿頭部擠出,所以又稱計量段。L3短時,有助于提高螺桿的塑化能力,一般L3=(45)ds。,h3 熔融段螺槽深度,h3小,螺槽淺,提高了塑料熔體的塑化效果,有利于熔體的均化,但h3過小會導(dǎo)致剪切速率過高,以及剪切熱過大,引起分子鏈的降解,影響熔體質(zhì)量,;反之,如果h3過大,由于預(yù)塑時,螺桿背壓產(chǎn)生的回流作用增強(qiáng),會降低塑化能力。,L2 塑化段(壓縮段)螺紋長度。物料在此錐形空間內(nèi)不斷地受到壓縮、剪切和混煉作用,物料從L2段入點(diǎn)開始,熔池不斷地加大,到出點(diǎn)處熔池已占滿全螺槽,物料完成從玻璃態(tài)經(jīng)過黏彈態(tài)向黏流態(tài)的轉(zhuǎn)變,即此
15、段,塑料是處于顆粒與熔融體的共存狀態(tài)。L2的長度會影響物料從玻璃態(tài)到黏流態(tài)的轉(zhuǎn)化歷程,太短會來不及轉(zhuǎn)化,固料堵在L2段的末端形成很高的壓力、扭矩或軸向力;太長則會增加螺桿的扭矩和不必要的消耗,一般L2=(68)ds。對于結(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(34)ds,對于熱敏性塑料,此段可長些。,S 螺距,其大小影響螺旋角,從而影響螺槽的輸送效率,一般Sds。 壓縮比。=h1/h3,即加料段螺槽深度h1與熔融段螺槽深度h3之比。大,會增強(qiáng)剪切效果,但會減弱塑化能力,一般來講,稍小一點(diǎn)為好,以有利于提高塑化能力和增加對物料的適應(yīng)性,對于結(jié)晶型塑料,壓縮比一般取2.63.0
16、。對于低黏度熱穩(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。,)螺桿頭 在注射螺桿中,螺桿頭的作用是:預(yù)塑時,能將塑化好的熔體放流到儲料室中,而在高壓注射時,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,對于帶止逆環(huán)的,預(yù)塑時,螺桿均化段的熔體將止逆環(huán)推開,通過與螺桿頭形成的間隙,流入儲料室中,注射時,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。,對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間,可不用止逆環(huán),但這樣的注射時會產(chǎn)生反流,延長保壓時間。 對螺桿頭的要求:
17、 螺桿頭要靈活、光潔; 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; 既有足夠的流通截面,又要保證止逆環(huán)端面有回程力,使在注射時快速封閉; 結(jié)構(gòu)上應(yīng)拆裝方便,便于清洗; 螺桿頭的螺紋與螺桿的螺紋方向相反,防止預(yù)塑時螺桿頭松脫。,料筒料筒的結(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, 料筒結(jié)構(gòu) 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,否則會影響溫度測量精度。,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)料口截面形式如圖所示:對稱形料
18、口如圖(a),制造簡單,但進(jìn)料不利;現(xiàn)多用非對稱形式,如圖(b)、(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。,料筒的壁厚 料筒壁厚要求有足夠的強(qiáng)度和剛度,因為料筒內(nèi)要承受熔料和氣體壓力,且料筒長徑比很大,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。,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,注射時間延長,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
19、耗加大,甚至?xí)ㄋ?,此間隙=(0.0020.005)ds。,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。 冷卻是指對加料口處進(jìn)行冷卻,因加料口處若溫度過高,固料會在加料口處“架橋”,堵塞料口,從而影響加料段的輸送效率,故在此處設(shè)置冷卻水套對其進(jìn)行冷卻。我廠是通過冷卻循環(huán)水對加料口進(jìn)行冷卻的。,噴嘴,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: 預(yù)塑時,建立背壓,驅(qū)除氣體,防止熔體流涎,提高塑化能力和計量精度; 注射時,與模
20、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; 注射時,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,提高剪切速度和溫升,加強(qiáng)混煉效果和均化作用; 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); 噴嘴還承擔(dān)著調(diào)溫、保溫和斷料的功能; 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; 保壓時,便于向模具制品中補(bǔ)料,而冷卻定型時增加回流阻力,減小或防止模腔中熔體向回流。,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 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
21、徑和流道比模具要小,注射時,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)塑時能關(guān)閉噴嘴流道,防止熔體流涎現(xiàn)象,而當(dāng)注射時又能在注射壓力的作用下開啟,使熔體注入模腔。,注射油缸 其工作原理是:注射油缸進(jìn)油時,活塞帶動活塞桿及其置于推力座內(nèi)的軸承,推動螺桿前進(jìn)或后退。通過活塞桿頭部的螺母,可以對兩個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。,推力座 注射時,推力座通過推力軸推動螺桿進(jìn)行注射;而預(yù)塑時,通過油馬達(dá)驅(qū)動推力軸帶動螺桿旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)預(yù)塑。,座移油缸 當(dāng)座移油缸進(jìn)油
22、時,實現(xiàn)注射座的前進(jìn)或后退動作,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。,對注射部件精度要求 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,必須保證兩個注射油缸孔與料筒定位中心孔的平行度與中心線的對稱度;對臥式機(jī)來講,座移油缸兩個導(dǎo)向孔的平行度和對其中心的對稱度也必須保證,對立式機(jī)則必須保證兩個座移油缸孔與料筒定位中心孔的平行度與中心線的對稱度。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。,合模部件,合模部
23、件是注塑機(jī)的重要部件之一,其功能是實現(xiàn)啟閉運(yùn)動,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。 對合模部件的要求: 動范本的啟閉模運(yùn)動要高速、平穩(wěn)、靜音; 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; 合模部件有足夠的裝??臻g和范本行程; 動范本運(yùn)動要可靠安全,保護(hù)人身與模具安全,設(shè)置雙重保險; 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。,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)動模板實現(xiàn)啟閉模運(yùn)動,
24、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。 所用的是雙曲肘內(nèi)翻式,如圖所示。這種形式的動作原理是:啟閉模時,合模缸1進(jìn)油,活塞桿推動雙曲肘連桿機(jī)構(gòu)5帶動動范本6及其模具實現(xiàn)啟閉模運(yùn)動;模具接觸時,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。,雙曲肘內(nèi)翻式結(jié)構(gòu)原理示意 1-合模油缸;2-
25、調(diào)模裝置;3-后范本;4-拉桿;5-曲肘連桿;6-動模板;7-定模板;8-頂出油缸;,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?。動模板在移模裝置的驅(qū)動下,以拉桿以導(dǎo)向,實現(xiàn)啟閉模運(yùn)動。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。,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,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)作用時拉桿受到非對稱循環(huán)應(yīng)力的作用,將受疲
26、勞極限的考驗。,調(diào)模裝置 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。1-后模板;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,其動作原理是:當(dāng)調(diào)模時,后模板1連同曲肘連桿機(jī)構(gòu)及動模板一起移,調(diào)模時4只帶有齒輪的后螺母在大齒輪3驅(qū)動下同步轉(zhuǎn)動,推動后模板及其整個合模機(jī)構(gòu)沿拉桿向前或向后移動,調(diào)節(jié)動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。 對于直壓式合模機(jī)構(gòu),動、
27、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。,頂出裝置 頂出裝置要有足夠的頂出力,頂出速度,頂出次數(shù)和頂出精度,是在頂出油缸的作用下作頂出動作。 頂出油缸是通過導(dǎo)桿固定在動模板上的。如圖所示,其主要的由頂出油缸和頂出桿組成,油缸為雙作用活塞式油缸。 1-頂出油缸;2-活塞;3-活塞桿;4-導(dǎo)桿;5-頂出板;6-頂出桿;7-動模板;8-電子尺,合模部件的精度,合模部件的精度要求從合模部件裝置分析可知:合模部件裝配后置于機(jī)架上,應(yīng)保證與注塑部件中心高度一致或垂直。鎖模后動模板與定模板鎖緊模具,因此,兩模板經(jīng)調(diào)整后應(yīng)高度平行。為保證鎖模力作用在中心在線,要求鎖模油缸、調(diào)模裝置與
28、尾板、二板、頭板組成的合??蚣艿闹行木€保持一致。3塊范本拉桿孔的平等度與其平面的垂直度,各孔的同心度,以及孔本身的尺寸精度及幾何精度,對裝配精度都將產(chǎn)生重要影響。曲肘連桿機(jī)構(gòu)頂角各孔之間的相對位置精度,孔的同心度,孔與其端面的垂直度,孔本身的尺寸精度,幾何精度,對曲肘連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動中心與油缸的同心度將產(chǎn)生重要影響。,注塑機(jī)的操作,注塑機(jī)的動作程序 噴嘴前進(jìn)注射保壓預(yù)塑倒縮噴嘴后退冷卻開模頂出退針開門關(guān)門合模噴嘴前進(jìn),注塑機(jī)操作項目:注塑機(jī)操作項目包括控制鍵盤操作、電器控制柜操作和液壓系統(tǒng)操作三個方面。分別進(jìn)行注射過程動作、加料動作、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
29、監(jiān)控,注射壓力和背壓壓力的調(diào)節(jié)等。,注射過程動作選擇:,一般注塑機(jī)既可手動操作,也可以半自動和全自動操作。手動操作是在一個生產(chǎn)周期中,每一個動作都是由操作者撥動操作開關(guān)而實現(xiàn)的。一般在試機(jī)調(diào)模時才選用。半自動操作時機(jī)器可以自動完成一個工作周期的動作,但每一個生產(chǎn)周期完畢后操作者必須拉開安全門,取下工件,再關(guān)上安全門,機(jī)器方可以繼續(xù)下一個周期的生產(chǎn)。全自動操作時注塑機(jī)在完成一個工作周期的動作后,可自動進(jìn)入下一個工作周期。在正常的連續(xù)工作過程中無須停機(jī)進(jìn)行控制和調(diào)整。但須注意,如需要全自動工作,則(1)中途不要打開安全門,否則全自動操作中斷;(2)要及時加料;(3)若選用電眼感應(yīng),應(yīng)注意不要遮閉了
30、電眼。,實際上,在全自動操作中通常也是需要中途臨時停機(jī)的,如給機(jī)器模具噴射脫模劑等。正常生產(chǎn)時,一般選用半自動或全自動操作。操作開始時,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要選擇操作方式(手動、半自動或全自動),并相應(yīng)撥動手動、半自動或全自動開關(guān)。半自動及全自動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、時間的長短、頂針的次數(shù)等等,不會因操作者調(diào)錯鍵鈕而使工作程序出現(xiàn)混亂。當(dāng)一個周期中各個動作未調(diào)整妥當(dāng)之前,應(yīng)先選擇手動操作,確認(rèn)每個動作正常之后,再選擇半自動或全自動操作。,預(yù)塑動作選擇,根據(jù)預(yù)塑加料前后注座是否后退,即噴嘴是否離開模具,注塑機(jī)一般設(shè)有三種選擇。 固定加料:預(yù)塑前和預(yù)塑后
31、噴嘴都始終貼進(jìn)模具,注座也不移動。 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,噴嘴離開模具。選擇這種方式的目的是:預(yù)塑時利用模具注射孔抵助噴嘴,避免熔料在背壓較高時從噴嘴流出,預(yù)塑后可以避免噴嘴和模具長時間接觸而產(chǎn)生熱量傳遞,影響它們各自溫度的相對穩(wěn)定。 后加料:注射完成后,注座后退,噴嘴離開模具然后預(yù)塑,預(yù)塑完再注座前進(jìn)。該動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、冷卻計時器計時完畢后,預(yù)塑動作開始。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
32、,將螺桿向后迫退。當(dāng)螺桿退到預(yù)定的位置時(此位置由行程開關(guān)確定,控制螺桿后退的距離,實現(xiàn)定量加料),預(yù)塑停止,螺桿停止轉(zhuǎn)動。緊接著是倒縮動作,倒縮即螺桿作微量的軸向后退,此動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)把倒縮停止開關(guān)調(diào)到適當(dāng)位置,讓預(yù)塑停止開關(guān)被壓上的同一時刻,倒縮停止開關(guān)也被壓上。當(dāng)螺桿作倒縮動作后退到壓上停止開關(guān)時,倒縮停止。接著注座開始后退。當(dāng)注座后退至壓上停止開關(guān)時,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)退操作時間,加快生產(chǎn)周期。,注射壓力選擇
33、,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實現(xiàn)。由于壓力高,塑料從一開始就在高壓、高速狀態(tài)下進(jìn)入模腔。高壓注射時塑料入模迅速,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實現(xiàn)的,注射過程壓力表讀數(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)塑料種類和模具的實際要求從時間上來控制通入油缸的 壓力油的壓力高低來實現(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
34、,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。,注射壓力是指柱塞或螺桿頂部對塑料所施加的壓力,其作用是克服熔體從料筒流向型腔的流動阻力,是熔體具有一定的充滿型腔的速率;保壓的作用是,對型腔內(nèi)的熔體進(jìn)行壓實,是塑料緊貼于模壁以獲得精確的形狀,使不同時間和不同方向進(jìn)入型腔同一部位的塑料熔合成一個整體,補(bǔ)充冷卻收縮;在生產(chǎn)中,保壓壓力有時會等于注射壓力,也有適當(dāng)降低的,壓力高可得到密度較高,尺寸收縮小,力學(xué)性能較好的制品,但壓力高脫模后的制品內(nèi)殘余應(yīng)力較大,壓縮強(qiáng)烈的制品在壓力解除后還會產(chǎn)生較大的回彈,可能卡在型腔內(nèi),造成脫模困難,因此壓力要適當(dāng)在模腔未充滿之前,是只要射膠壓力大于模腔阻力就是
35、流量在起作用,,在模腔充滿之后,是流量不再起決定作用,而是壓力在起決定作用,至于射壓和保壓的區(qū)別,在摸腔充滿之前的壓力可以視為射壓,在摸腔充滿之后,則可以視為保壓(保壓與射出兩個階段區(qū)別在于:射出時型腔未滿,壓力可以釋放,不存在壓力太大的變化,以速度控制為主.而保壓階段型腔已打滿,材料流動速度已無法控制,而以壓力大小來控制.)。閉環(huán)機(jī)器的保壓壓力是必須達(dá)到設(shè)定壓力的,但射膠壓力不一定要達(dá)到設(shè)定壓力。在射出環(huán)節(jié), 壓力的設(shè)定只是起一個安全設(shè)定的作用,設(shè)定時主要是速度的設(shè)定,開環(huán)與閉環(huán)的區(qū)別就是前者按照事先設(shè)定好的曲線模仿進(jìn)行輸出,輸出后就不管了,而閉環(huán)則根據(jù)你的設(shè)定和實際測定的值不斷進(jìn)行比較,不
36、斷地修正,保壓過程的壓力則不是起一個安全作用.,從注塑機(jī)的設(shè)計原理上講,射膠階段以速度為主、壓力為輔,也就是說注塑壓力的作用是為了保證射膠速度按設(shè)定進(jìn)行充填,比如設(shè)定速度為,而實際上為保證射膠速度為只需的壓力你就算設(shè)定為的壓力機(jī)器實際上也只使用了的壓力,這就是說在射膠階段射膠壓力只是一個范圍值而在保壓階段是以壓力為主、速度為輔,也就是說保壓速度是為了保證保壓壓力按設(shè)定進(jìn)行保壓,比如保壓壓力為60%,而要保證保壓壓力為60%只要20%的保壓速度,那么你就算設(shè)定為的保壓速度機(jī)器實際上也只使用了20%.射膠階段是完成產(chǎn)品95%的膠量(從形狀上講產(chǎn)品基本完整).保壓的作用是補(bǔ)充剩余膠量和防止膠料回流.
37、,在大型注塑機(jī)中往往具有多段注射壓力和多級注射速度控制功能,這樣更能保證制品的質(zhì)量和精度。 近代注塑制品,在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,制品形狀十分復(fù)雜,所使用的聚合物性能差別也很大。即便是同一種材料的制品,由于澆道系統(tǒng)及各部位幾何形狀不同,不同部位對于充模熔體的流動(速度、壓力)提出要求,否則就要影響熔體在這一部位的流變性能或高分子的結(jié)晶定向作用,以及制品的表觀質(zhì)量。在一個注射過程中,螺桿向模具推進(jìn)熔體時,要求實現(xiàn)在不同位置上的有不同注射速度和不同注射壓力等工藝參數(shù)的控制,稱這種注射過程為多級注塑。,數(shù)字撥碼式注塑機(jī)比較落后,只有一段或二段射膠、一段保壓、一段熔膠的控制程序,對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、
38、外觀質(zhì)量要求高的產(chǎn)品,很難設(shè)定和控制注射速度及其它工藝條件,導(dǎo)致注塑件出現(xiàn)的一些外觀缺陷無法通過調(diào)校注塑參數(shù)的方法來改善。為了滿足提高注塑件外觀質(zhì)量的需要,克服上述問題,注塑機(jī)制造商開發(fā)生產(chǎn)了具有多級射膠、多級保壓、多級熔膠功能的注塑機(jī),這是注塑加工行業(yè)的一次突破性技術(shù)進(jìn)步。,多級注射控制程序可以根據(jù)流道的結(jié)構(gòu)、澆口的形式及注塑件結(jié)構(gòu)的不同,來合理設(shè)定多段注射壓力、注射速度、保壓壓力和熔膠方式,有利于提高塑化效果、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低不良率及延長模具/機(jī)器壽命。 通過多級程序控制注塑成型機(jī)的油壓、螺桿位置、螺桿轉(zhuǎn)速,能謀求改善成型件的外觀不良,改善縮水、翹曲和毛邊的對應(yīng)措施,減少各模每次注射成型
39、件的尺寸不均一。,多級控制的效果,然而,很多注塑技術(shù)人員仍然習(xí)慣使用過去一段射膠的方法,不懂得如何尋找多段射膠位置和方法,使具有多段射膠功能的機(jī)器發(fā)揮不了其優(yōu)勢。,設(shè)定多級注射程序的方法:,一般的塑件注塑時至少要設(shè)定三段或四段射膠才是比較科學(xué)的。水口流道為第一段、進(jìn)澆口處為第二段、產(chǎn)品進(jìn)膠到90%左右時為第三段、剩余的部分為第四段(亦稱末段)。 對于結(jié)構(gòu)簡單且外觀質(zhì)量要求不高的膠件注塑時,可采用三段射膠的程序。但對結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、外觀缺陷多、質(zhì)量要求高的膠件注塑時,需采用四段以上的射膠控制程序。 設(shè)定幾段射膠程序,一定要根據(jù)流道的結(jié)構(gòu)、澆口的形式/位置/數(shù)量/大小、注塑件結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量狀況及模具
40、的排氣效果等因素進(jìn)行科學(xué)分析、合理設(shè)定。,多級注射位置的選擇方法:,計算重量法 總重量=所有膠件部分的重量+流道部分的重量 注射時的射膠量即為總重量,一段射膠位置即為流道部分的射膠量;二段射膠位置即為產(chǎn)品走膠90%時的射膠量;三段為末段的射膠量。,調(diào)試觀察法,根據(jù)自己的初步估計,將注射時所找位置點(diǎn)的壓力/速度設(shè)為零,觀察實際走膠的位置,再根據(jù)實際情況進(jìn)行微調(diào),直至找到你要選擇的位置。 下面以圖例說明制品和多級控制程序之間的關(guān)系 圖一是根據(jù)工藝條件設(shè)置的不同速度,對注射螺桿進(jìn)行多級速度轉(zhuǎn)換(切換)。 圖二是基于對制品幾何形狀分析的基礎(chǔ)上選擇的多級注塑工藝:由于制品的型腔較深而壁又較薄,使模具型腔
41、形成長而窄的流道,熔體流經(jīng)這個部位時必須很快地通過,否則易冷卻凝固,會導(dǎo)致充不滿模腔的危險,在此應(yīng)設(shè)定高速注射。但是高速注射會給熔體帶來很大的動能,熔體流到底時會產(chǎn)生很大的慣性沖擊,導(dǎo)致能量損失和溢邊現(xiàn)象,這時須使熔體減緩流速,降低充模壓力而要維持通常所說的保壓壓力(二次壓力,后續(xù)壓力)使熔體在澆口凝固之前向模腔內(nèi)補(bǔ)充熔體的收縮,這就對注塑過程提出多級注射速度與壓力的要求。,在圖二中螺桿計量行程是根據(jù)制品用料量與緩沖量來設(shè)定的。注射螺桿從位置“97”到“20”是充填制品的薄壁部分,在此階段設(shè)定高速值為10,其目的是高速充??煞乐谷垠w散熱時間長而流動終止;當(dāng)螺桿從位置“20”“15”“2”時,又
42、設(shè)定相應(yīng)的低速5,其目的是減少熔體流速及其沖擊模具的動能。當(dāng)螺桿在“97”、“20”、“5”的位置時,設(shè)定較高的一次注射壓力以克服充模阻力,從“5”到“2”時又設(shè)定了較低的二次注射壓力,以便減小動能沖擊。 現(xiàn)代注塑機(jī)還具有多級預(yù)塑和多級保壓功能。,多級速度和多級壓力解決排氣只是其中一方面,對于很多產(chǎn)品控制尺寸,外觀,翹曲,機(jī)械強(qiáng)度,離型粘模,等都很有用!射壓一段為實際射壓,后面的實際上為保壓,我覺得太片面了,!要看什么機(jī),它的射出控制怎么設(shè)計的,象住友,發(fā)那克,日精,德馬格等頂尖機(jī)就是只有一段射出監(jiān)視壓,后面保壓再分段.再射出階段設(shè)定的射壓不起什么作用,由射速帶起來機(jī)器會隨機(jī)給個壓力,只有在實
43、際射壓要接近或超過設(shè)定產(chǎn)值時,設(shè)定的射壓才起作用,強(qiáng)制的降低射速以抑制射壓的增大!而象日鋼,東芝,震雄,還有一些臺灣機(jī)就不一樣了!,多級注射設(shè)定的原則,(1) 對于直澆口的產(chǎn)品,既可以采用單級注射的形式,也可以采用多級注射的形式。對于結(jié)構(gòu)簡單精度要求不高的小型塑料制件,可采用低于三級注射的控制方式。 (2) 對于復(fù)雜和精度要求較高的、大型的塑料制品,一定要選擇四級以上的多級注射工藝。,多級注射的設(shè)定原則是,第一級的注射量(即注射終止位置)是澆注系統(tǒng)的澆口終點(diǎn)。除直澆口,其余的幾乎都采用中壓,中速或者中壓低速; 第二級注射的終止位置是從澆口終點(diǎn)開始至整個型腔1/2-2/3的空間,第二級注射適宜采
44、用高壓、高速,高壓、中速或者中壓、中速??粗破方Y(jié)構(gòu)和使用的材料而定;以下的注射級別,宜采用中壓中速或中壓低速,位置是恰好充滿剩余的型腔空間。這些注射過程都是屬于充填相的范圍。,最后一級注射屬于增壓相范圍,保壓切換點(diǎn)就在這級注射終止位置之間,切換點(diǎn)的選擇方法是:計時和位置兩種方法。當(dāng)射出開始時,同時射出計時也同時計算各級射出終止位置,如果射出參數(shù)不變,依照原料的流動性不同,流動性較佳的,則最后一級終止位置比計時先到達(dá)保壓切換點(diǎn),這時完成充填、增壓兩相充模,射出進(jìn)入保壓(補(bǔ)償相),未達(dá)到的計時則不再計時直接進(jìn)入保壓,如果流動性較差的,計時完成而最后一級射出終止位置還未到達(dá)切換點(diǎn),一樣不等位置到達(dá),
45、直接進(jìn)入保壓。因此應(yīng)注意以下幾點(diǎn):,1、原料流動性較平均,可在測得保壓點(diǎn)后,再把時間加幾秒,作為補(bǔ)償。 2、原料流動性料佳,例如混合次料,低粘度材料,射出較不穩(wěn)定,應(yīng)使用計時較佳,將保壓切換點(diǎn)減?。ㄒ话惆呀K止位置設(shè)定為零),以計時來控制,自動切換進(jìn)入保壓。 3、原料流動性較差,以位置來控制保壓切換點(diǎn)較佳,將計時加長,到達(dá)設(shè)定切換點(diǎn)后進(jìn)入保壓。,(4) 保壓切換點(diǎn)即模具型腔已充填滿的位置,射出位置已難再前進(jìn),數(shù)字變換很慢,這時必須切換壓力才能使制品完全成型,該位置在操作畫面上能觀察到(計算機(jī)語言)。至于三級保壓的使用是這樣確定的:骨位不多,無尺寸配合的制品及高粘度原料的制品使用一級保壓,保壓壓力
46、比增壓相高,而保壓時間短。凡骨位(加強(qiáng)筋)較多,要求有公差配合的制品,一定啟用多級保壓。,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滿足注射速度的要求。在液壓系統(tǒng)中設(shè)有一個大流量油泵和一個小流量泵同時運(yùn)行供油。當(dāng)油路接通大流量時,注塑機(jī)實現(xiàn)快速開合模、快速注射等,當(dāng)液壓油路只提供小流量時,注塑機(jī)各種動作就緩慢進(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,有的還配有氣動頂出系統(tǒng),頂出次數(shù)設(shè)有單次和多次二種。頂出動作可以是手動,也可以是自動。頂出動作是由開模停止限位開關(guān)來啟動的。操作者可根據(jù)需要,通過調(diào)節(jié)控制柜上的頂出時間按鈕來達(dá)到。頂出的速度和壓力亦可通過控制柜面上
47、的開關(guān)來控制,頂針運(yùn)動的前后距離由行程開關(guān)確定。,溫度控制,以測溫?zé)犭娕紴闇y溫元件,配以測溫毫伏計成為控溫裝置,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。 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)比較長時間的偏低,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)時也可以簡單地用塑料條逐個在電熱圈外壁上抹劃,看料條熔融與否來判斷某個電熱圈是否通電或燒毀。,合模控制,合模是以巨大的機(jī)
48、械推力將模具合緊,以抵擋注塑過程熔融塑料的高壓注射及填充模具而令模具發(fā)生的巨大張開力。關(guān)妥安全門,各行程開關(guān)均給出信號,合模動作立即開始。首先是動模板以慢速啟動,前進(jìn)一小短距離以后,原來壓住慢速開關(guān)的控制桿壓塊脫離,活動板轉(zhuǎn)以快速向前推進(jìn)。在前進(jìn)至靠近合模終點(diǎn)時,控制桿的另一端壓桿又壓上慢速開關(guān),此時活動板又轉(zhuǎn)以慢速且以低壓前進(jìn)。在低壓合模過程中,如果模具之間沒有任何障礙,則可以順利合攏至壓上高壓開關(guān),轉(zhuǎn)高壓是為了伸直機(jī)鉸從而完成合模動作。,這段距離極短,一般只有0.31.0mm,剛轉(zhuǎn)高壓旋即就觸及合模終止限位開關(guān),這時動作停止,合模過程結(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
49、種結(jié)構(gòu)形式,最后都是由連桿完全伸直來實施合模力的。連桿的伸直過程是活動板和尾板撐開的過程,也是四根拉桿受力被拉伸的過程。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,這時要根據(jù)連桿的伸直情況來判斷模具是否真的合緊。如果某臺注塑機(jī)合模時連桿很輕松地伸直,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,注塑時就會出現(xiàn)脹模,制件就會出現(xiàn)飛邊或其它毛病。,開模控制,當(dāng)熔融塑料注射入模腔內(nèi)及至冷卻完成后,隨著便是開模動作,取出制品。開模過程也分三個階段。第一階段慢速開模,防止制件在模腔內(nèi)撕裂。第二階段快速開模,以縮
50、短開模時間。第三階段慢速開模,以減低開模慣性造成的沖擊及振動。,注塑工藝條件的控制,目前,各注塑機(jī)廠家開發(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。實現(xiàn)工藝過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。,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34個階段,在每個階段中分別使用各自適當(dāng)?shù)淖⑸渌俣?。例如:在熔融塑料剛開始通過澆口時減慢注射速度,在充模過程中采用高速注射,在充模結(jié)束時減慢速度。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。,低速充模時流速平穩(wěn),制品尺
51、寸比較穩(wěn)定,波動較小,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裂傾向,低速的不開裂)。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。但由于充模時間延續(xù)較長容易使制件出現(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,料流速度快,當(dāng)高速充模順利時,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。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,對制件較大部分能保證豐滿。但容易產(chǎn)生制品
52、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,長流程制件采用 低壓慢速不能完全充滿型腔各個角落的;(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。 對高級精密制品、厚壁制件、壁厚變化大的和具有較厚突緣和筋的制件,最好采用多級注射,如二級、三級、四級甚至五級。,注射
53、壓力的程序控制,通常將注射壓力的控制分成為一次注射壓力、二次注射壓力(保壓)或三次以上的注射壓力的控制。壓力切換時機(jī)是否適當(dāng),對于防止模內(nèi)壓力過高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取決于保壓階段澆口封閉時的熔料壓力和溫度。如果每次從保壓切換到制品冷卻階段的壓力和溫度一致,那麼制品的比容就不會發(fā)生改變。在恒定的模塑溫度下,決定制品尺寸的最重要參數(shù)是保壓壓力,影響制品尺寸公差的最重要的變量是保壓壓力和溫度。例如:在充模結(jié)束后,保壓壓力立即降低,當(dāng)表層形成一定厚度時,保壓壓力再上升,這樣可以采用低合模力成型厚壁的大制品,消除塌坑和飛邊。,保壓壓力及速度通常是塑料充填模腔時最高壓力及速度的
54、50%65%,即保壓壓力比注射壓力大約低0.60.8MPa。由于保壓壓力比注射壓力低,在可觀的保壓時間內(nèi),油泵的負(fù)荷低,固油泵的使用壽命得以延長,同時油泵電機(jī)的耗電量也降低了。 三級壓力注射既能使制件順利充模,又不會出現(xiàn)熔接線、凹陷、飛邊和翹曲變形。對于薄壁制件、多頭小件、長流程大型制件的模塑,甚至型腔配置不太均衡及合模不太緊密的制件的模塑都有好處。,注入模腔內(nèi)塑料填充量的程序控制,采用預(yù)先調(diào)節(jié)好一定的計量,使得在注射行程的終點(diǎn)附近,螺桿端部仍殘留有少量的熔體(緩沖量),根據(jù)模內(nèi)的填充情況進(jìn)一步施加注射壓力(二次或三次注射壓力),補(bǔ)充少許熔體。這樣,可以防止制品凹陷或調(diào)節(jié)制品的收縮率。,螺桿背
55、壓和轉(zhuǎn)速的程序控制,高背壓可以使熔料獲得強(qiáng)剪切,低轉(zhuǎn)速也會使塑料在機(jī)筒內(nèi)得到較長的塑化時間。因而目前較多地使用了對背壓和轉(zhuǎn)速同時進(jìn)行程序設(shè)計的控制。例如:在螺桿計量全行程先高轉(zhuǎn)速、低背壓,再切換到較低轉(zhuǎn)速、較高背壓,然后切換成高背壓、低轉(zhuǎn)速,最后在低背壓、低轉(zhuǎn)速下進(jìn)行塑化,這樣,螺桿前部熔料的壓力得到大部分的釋放,減少螺桿的轉(zhuǎn)動慣量,從而提高了螺桿計量的精確程度。過高的背壓往往造成著色劑變色程度增大;預(yù)塑機(jī)構(gòu)合機(jī)筒螺桿機(jī)械磨損增大;預(yù)塑周期延長,生產(chǎn)效率下降;噴嘴容易發(fā)生流涎,再生料量增加;即使采用自鎖式噴嘴,如果背壓高于設(shè)計的彈簧閉鎖壓力,亦會造成疲勞破壞。所以,背壓壓力一定要調(diào)得恰當(dāng)。,隨
56、著技術(shù)的進(jìn)步,將小型計算機(jī)納入注塑機(jī)的控制系統(tǒng),采用計算機(jī)來控制注塑過程已成為可能。日本制鋼所NPACS(微型電子計算機(jī)控制系統(tǒng))可以做到四個反饋控制(保壓調(diào)整、模壓調(diào)整、自動計量調(diào)整、樹脂溫度調(diào)整)和四個過程控制(注射速度程序控制、保壓檢驗、螺桿轉(zhuǎn)速程序控制、背壓程序控制)。,背壓的形成,背壓是注塑成型工藝中控制熔料質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)之一,合適的背壓對于提高產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的作用。 在塑料熔融,塑化過程中,熔料不斷移向料筒前端的計量室內(nèi),且越來越多,逐漸形成一個壓力,推動螺桿向後退,為了阻止螺桿後退太快,確保熔料均勻壓實,需要給螺桿提供一個反方向的壓力,這個反方向阻止螺桿後退的壓力稱為
57、背壓。背壓也稱為塑化壓力,它的控制是通過調(diào)節(jié)注射油缸之回油節(jié)流閥實現(xiàn)的。預(yù)塑化螺桿注機(jī)注射油缸後部都設(shè)有背壓閥,調(diào)節(jié)螺桿後退時注射油缸泄油的速度,使油缸保持一定的壓力(如下圖所示);全電機(jī)的螺桿後移速度(阻力是由AC伺服閥控制的。,背壓的形成,適當(dāng)調(diào)校背壓的好處,能將炮筒內(nèi)的熔料壓實,增加密度,提高射膠量、制品重量和尺寸的穩(wěn)定性。 可將熔料內(nèi)的氣體“ 擠出 ”,減少制品表面的氣花、內(nèi)部氣泡、提高光澤均勻性。 減慢螺桿后退速度,使炮筒內(nèi)的熔料充分塑化,增加色粉、色母與熔料的混合均勻度,避免制品出現(xiàn)混色現(xiàn)象。 適當(dāng)提升背壓,可改善制品表面的縮水和產(chǎn)品周邊的走膠情況。 能提升熔料的溫度,使熔料塑化質(zhì)
58、量提高,改善熔料充模時的流動性,制品表面無冷膠紋。,背壓太低時,易出現(xiàn)下列問題,背壓太低時,螺桿后退過快,流入炮筒前端的熔料密度?。ㄝ^松散),夾入空氣多。 會導(dǎo)致塑化質(zhì)量差、射膠量不穩(wěn)定,產(chǎn)品重量、制品尺寸變化大。 制品表面會出現(xiàn)縮水、氣花、冷料紋、光澤不勻等不良現(xiàn)象。 產(chǎn)品內(nèi)部易出現(xiàn)氣泡,產(chǎn)品周邊及骨位易走不滿膠等問題。,過高的背壓 ,易出現(xiàn)下列問題,1、炮筒前端的熔料壓力太高、料溫高、粘度下降,熔料在螺桿槽中的逆流和料筒與螺桿間隙的漏流量增大,會降低塑化效率(單位時間內(nèi)塑化的料量). 2、對于熱穩(wěn)定性差的塑料(如:PVC、POM等)或著色劑,因熔料的溫度升高且在料筒中受熱時間增長而造成熱分
59、解,或著色劑變色程度增大,制品表面顏色/光澤變差。 3、背壓過高,螺桿后退慢,預(yù)塑回料時間長,會增加周期時間,導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。 4、背壓高,熔料壓力高,射膠后噴嘴容易發(fā)生 熔膠流涎 現(xiàn)象,下次射膠時,水口流道內(nèi)的冷料會堵塞水口或制品中出現(xiàn)冷料斑。 5、在啤塑過程中,常會因背壓過大,噴嘴出現(xiàn) 漏膠 現(xiàn)象,浪費(fèi)原料并導(dǎo)致射嘴附近的發(fā)熱圈燒壞。 6、預(yù)塑機(jī)構(gòu)和螺桿筒機(jī)械磨損增大。,背壓的調(diào)校,注塑背壓的調(diào)校應(yīng)視原料的性能、干燥情況、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及質(zhì)量狀況而定,背壓一般調(diào)校在 3-15kg/cm2.當(dāng)產(chǎn)品表面有少許氣花、混色、縮水及產(chǎn)品尺寸、重量變化大時,可適當(dāng)增加背壓;當(dāng)射嘴出現(xiàn)漏膠、流涎、熔料過熱分解、產(chǎn)品變色及回料太慢時可考慮適當(dāng)減低背壓。,注塑成型前的準(zhǔn)備工作,成型前的準(zhǔn)備工作可能包括的內(nèi)容很多。如:物料加工性能的檢驗(測定塑料的流動性、水分含量等);原料加工前的染色和選粒;粒料的預(yù)熱和干燥;嵌件的清洗和預(yù)熱;試模和料筒清洗等,原料的預(yù)處理,根據(jù)塑料的特性和供料情況,一般在成型前應(yīng)
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