注塑机知识

塑料注射成型设备第一节概述一注塑机的结构组成和分类（一）注塑机的结构组成注射系统，合模系统，液压控制系统，电气控制系统等四大部分。另外还有加热冷却系统，润滑系统，安全保护系统和监测系统。1.注射系统注射系统是注塑机的主要部分，其作用是在规定的时间内将一定数量的塑料塑化和均化，并在很高的压力和较快的速度下，通过螺杆或柱塞将熔融塑料注射到模具型腔中，注射结束后，对注射到型腔中的熔融塑料保持定型。其主要组成部分：加料计量装置、塑化部件（包括料筒、柱塞和分流梭、螺杆和喷嘴）、加压和驱动装置、注射和移动油缸。2.合模系统合模系统的主要作用是实现成型模具的闭合、开启及顶出制品。同时，在模具闭合后，供给模具足够的锁模力，以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力，防止模具张开。其主要组成部分：前后固定模板、移动模板、拉杆、合模油缸、移动油缸、连杆机构、调模机构、制品顶出机构。3.液压控制系统液压控制系统的作用是保证注塑机按预定的工艺条件（压力、速度、温度和时间）及动作程序（合模、注射、保压、预塑、冷却、开模、顶出制品）准确有效地工作。其主要组成部分：各种液压元件、回路和液压辅助元件。4.电气控制系统电气控制系统的作用是与液压系统相配合，控制注塑机准确无误地实现预定的工艺过程要求，并为注塑机实现各种程序动作提供动力。其主要组成部分：各种电气、电子元件、仪表、加热器、传感器。5.加热冷却系统加热系统是用来加热料筒和注射喷嘴的；注塑机料筒一般采用电阻加热圈，套在料筒的外部，并用热电偶分段检测；热量能过筒壁导热为塑料塑化提供热源。冷却系统是用来冷却液压油、下料口以及模具的；冷却系统是一个封闭循环的系统，其作用是将冷却水分配到几个独立的回路上去并以其流量进行调节；较先进的注塑机冷却系统通过检测温度，对冷却水的流量实行闭环控制和调节。6.润滑系统润滑系统是为注塑机的动模板、调模装置、连杆铰链等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路，主要用以减少能耗和提高零件寿命。分为两种润滑：定期的手动润滑和连续的自动电动润滑。7.安全保护系统注塑机的安全装置主要用来保护操作人员人身安全和设备运行安全，主要由安全门、行程阀、限位开头、光电检测元件和机械保护杆等组成，能够实现电气－机械－液压的联锁保护。8.监测系统监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载，以及工艺和设备故障进行监测，发现异常情况进行指示或报警。（二）注塑机的分类1.按塑化方式分类柱塞式注塑机－是通过柱塞在料筒内的往复运动将料筒内的熔融塑料向前推送，通过分流梭经喷嘴注入模具。其塑化主要靠料筒外加热器提供的热量。因塑料的导热性差，导致料筒内的物料内外层塑化不均匀，因此，柱塞式注塑机不宜用来成型流动性差、热敏性强、注射量过大的塑料制件。螺杆式注塑机－是在料筒内以旋转的螺杆代替了平推的柱塞，料筒内物料的熔融塑化以及注塑是由螺杆完成的。螺杆在料筒内既可旋转又可前后移动，因而能够起到送料、压实、塑化与传压的作用。2.按外形特征分类立式注塑机－其合模装置与注射装置的轴线呈一线垂直排列。（注射量一般小于60立方厘米）卧式注塑机－其合模装置与注射装置的轴线呈一线水平排列。（注射量60-60000立方厘米）角式注塑机－合模装置与注射装置的轴线互相垂直。多模注塑机－合模装置采用转盘式结构。3.按加工能力分类微型注塑机、小型注塑机、中型注塑机、大型注塑机和超大型注塑机。4.按合模方式分类肘杆式注塑机（液压－机械式）、全液压式注塑机、全电动式注塑机、电动\液压复合式注塑机。5.按塑料受热变化分类热塑型注塑机和热固型注塑机。6.按操作方式分类手动注塑机、半自动注塑机和全自动注塑机。7.按用途分类多用途注塑机和专用注塑机。二、注塑成型的循环过程塑料注射成型过程是一个循环过程，完成一次循环即完成一次注塑循环周期。每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一循环。每完成一次注塑循环周期，注塑机的注射装置和合模装置就分别完成一个工作循环，即注射装置和合模装置的各运动部件均按预定的顺序依次动作一次。循环过程如下图塑料原料预塑注座退注座前进模具预热计量插嵌件闭模注射（放气）保压清理模具顶出塑件启模定型制品塑料注射成型循过程完成注塑成型需要经过三个过阶段：塑化、注射和定型。完成一次注塑循环周期需要经过三个动作程序：合模、注射保压、冷却定型制品脱模、预塑。（1）塑化阶段－－塑料原料从料斗落入料筒，被转动的螺杆向前输送。塑料一是接收料筒外部的加热升温，另一方面因螺槽容积的减小而被压实，同时由于螺杆旋转产生强列的搅拌和剪切作用，导致塑料之间及塑料与料筒和螺杆之间发生强列的摩擦，塑料在前进时塑化成熔融态。螺杆后退行程由一次成型制品所需的注射料量决定。（2）注射阶段－－当螺杆停止旋转和后退时，合模部分使模具闭合，继而注射装置前移，使喷嘴与模具浇道口贴合，注射油缸活塞推动螺杆迅速前移，按成型工艺所要求的注射压力和速度把熔融塑料注入模具腔内。为防止熔料回流及补充收缩所需的熔料，仍需一定的压力，即所谓的保压，直到浇口处的熔料冷却。（3）定型阶段－－模腔内的熔料经冷却，由粘流态恢复到玻璃态。制品完全冷却后，合模机构开启模具，顶出机构将制品脱出，完成注塑制品成型的全程。第二节注塑机的基本参数及型号表示方法一、注塑机的基本参数注塑机的基本参数包括注射、合模和综合性能三个方面。（一）注射部分主要参数1.理论注射量在一定程度上反映了注塑机的加工能力，标志着所能生产的塑料制品的最大质量，常用作表征注塑机的参数。一般有理论注射容积（量）和注射质量两种表示方法。（1）理论注射容积（量）－－注塑机对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大注射行程时所射出的熔料体积，以立方厘米表示。注塑机的实际注射量要小于理论注射量。（2）理论主射质量－－注塑机对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大注射行程时所射出的聚苯乙烯（PS）熔料的最大质量，以克表示。塑料制品的总质量最好控制在注射量的85％以内，对非结晶可取大值，对高粘度的则取小值。2.注射压力注射熔料时，为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模具型腔时的流动阻力，螺杆（或柱塞）必须对产施以足够的压力，此压力称为注射压力。注射压力过大或过小都会影响制品质量和设备寿命，合理选择注射压力是保证制品尺寸精度的重要条件。由于注射油缸施加给螺杆的最大推力是一定的，所以可以通过改变螺杆直径而得到不同的注射压力，以满足不同塑料对注射压力的要求。3.注射速率注射速率是指单位时间内从喷嘴射出的熔料量。注射速率的大小会直接影响制品的质量和生产效率。目前注塑工艺对注射速率的要求趋向是：不仅数值要高，而且在注射过程中可进行程序设计（即分级注射）。注射速度是指单位时间内螺杆或柱塞移动的距离。4.塑化能力是指单位时间内塑化装置所能塑化的物料量（常以PS为基准）。塑化能力的高低会影响到生产效率的高低。提高螺杆转速、增加驱动功率、改进螺杆结构都可提高塑化能力。注射量与注射速率、注射时间的关系注射量125250500100020004000600010000注射速率125200333570590133016002000注射时间1.001.251.501.752.253.003.755.00（二）合模部分主要参数1.合模力合模力也称锁模力，是指合模机构锁模后，熔料注入模腔时，模板对模具形成的最终锁紧力。在一定程度上反映注塑机加工能力的大小。常作为表征注塑机规格的参数。2.合模装置的基本尺寸合模装置的基本尺寸包括：模板尺寸及拉杆间距、模板最大开距、移动模板行程、模具最大厚度、模具最小厚度、顶出力和顶出行程。（1）模板尺寸及拉杆间距模板是用来固定塑料成型模具的，模板尺寸为H（mm）×V（mm），拉杆间距为H0(mm)×V0(mm)。模板尺寸限制了机器的最大成型面积，拉杆间距限制了模具的尺寸。模板的面积约为机器最大成型面积的4～10倍。（2）模板最大开距模具开启后，动模板与定模板之间的最大距离（含调模行程在内）。模板最大距限制了机器加工制品的最大高度。最大开距L为成型制品最大高度hmax的3－4倍。（3）移动模板行程指动模板能够移动的最大距离。用S（mm）表示。移动模板行程要大于制件最大高度的2倍，但应尽量调整模板行程短些。（4）模具最大厚度与最小厚度模具最大厚度hmax（mm）和最小厚度hmin（mm）是指动模板闭合后，达到规定的合模力时，动模板和定模板之间的最大与最小距离（也称容模量）。最大模厚与最小模厚之差即为调模装置的可调行程。（5）顶出力和顶也行程有效的顶出力和顶出行程才能使成型的产品顺利的从模具中分离，以便下一模动作的延续。顶出最大行程是固定的。（三）综合性能主要参数1.启闭模速度－－指动模板的移动速度，在每一个成型周期中，其移动速度是变化的。合模时：快慢；开模时：慢快慢。2.空循环时间－－指在没有塑化、注射保压、冷却及取出制品等动作的情况下，完成一次循环所需要的时间（s)。3.另外还有用电总功率、机器尺寸及外形尺寸等参数。二、注塑机产品型号表示方法表示注塑机规格的主要参数理论是注射量和合模力，主要是用合模力。产品型号由产品代码、规格参数（代码）、设计代码三部分组成。产品代码由基本代码的辅助代码组成，基本代码由类别代号、组别代号、品种代号三胩小节顺序组成。产品代号规格参数设计代号类别代号组别代号基本代号品种代号辅助代号第三节注塑机的注射系统一.柱塞式注射装置柱塞式注射装置主要有：定量加料装置、塑化部件（料筒、柱塞、分流梭及喷嘴）、注射油缸、注射移动油缸等。二.预塑式注射装置预塑式注射装置分为三种：柱塞式注射装置、螺杆式预塑化柱塞注射装置、往复螺杆式注射装置。（一）往复螺杆式注射装置的组成及工作过程往复螺杆式注射装置是通过螺杆的旋转把物料塑化，然后再由此螺杆把塑化好的熔料注射到模具型腔中。往复螺杆式注射装置的主要组成：塑休部件（喷嘴、料筒、螺杆）、料斗、螺杆转动装置、注射装置、注射座、注射座移动油缸等。其工作过程：随着螺杆的不断旋转，粒状物料连续不断地从料斗落入料筒中螺杆的螺纹槽中，并被旋转的螺杆推向料筒的前方，物料向前移动时，在料筒外围加热装置的加热以及螺杆的剪切、混炼作用下，逐渐被塑化熔融，推移到螺杆顶部与喷嘴之间。随着料筒顶端熔料的增加，前移的物料所受的反阻力也逐渐增大当这个阻力超过注射油缸活塞退回的阻力时，螺杆开始慢慢后退，把塑化好的熔料储存在料筒的顶端，当存料达到制件需要的质量时，计量控制装置开始工作，螺杆停止转动，为注射做好准备。这时模具闭合，螺杆在注射活塞的推动下，以一定的压力和较高的速度将熔料注入模腔，注射完毕后要保压一段时间，以防熔料的回流及补充制品成型的冷却收缩量。（二）往复式螺杆注射装置中的主要零部件主要有：螺杆、螺杆头部、料筒、喷嘴和加热器五大部分。1.螺杆注塑螺杆同挤出螺杆分渐变型和突变型两种。从结构上讲，它不同于挤出螺杆的特点有：①螺杆的长径比和压缩比都比较小；②螺杆均化计量段的螺纹槽较深；③螺杆的加料段长，均化计量段短；④螺杆头部结构特殊，常为尖头且大都带有止逆阀。注塑用螺杆主要技术参数有：⑴螺杆的直径与行程因最大注射量是由螺杆的直径与最大行程决定的，行程与直径比为3～5。比值大，螺杆行程长，其工作部位缩小，影响物料塑化；反之，比值小，螺杆行程小，要保证注射量就必须增大螺杆直径，相应增加注射油缸直径，加大功率消耗。⑵螺距、螺梭宽和径向隙一般其螺距恒定，且螺距与螺杆直径相等。螺旋升角￠大，则物料输送速度快。粉料￠＝25°左右，圆柱料￠＝17°左右，方块料￠＝15°左右，受其加工影响，一般￠为17°40′。螺梭宽度∈为0.08～0.12）D（D为螺杆直径）。径向间隙－－为螺杆与料筒的装配间隙（即螺杆外径与料筒内径的间距）。过大，塑化能力低、塑化质量低，熔料回流量增加；过小，加工难度增加，功率消耗大，径向间隙常为（0.002～0.005）D。我国注塑机系列标准规定的径向间隙/㎜螺杆直径/㎜30-5055-80100-115130-170200-250280-350最大径向间隙/㎜0.300.400.450.550.6