注塑机

注塑机工作原理以及注塑机的分类下篇

发布时间:2022/4/22 11:48:53   
常规螺杆名段的长度如下:

螺杆类型

加料段(L1)压缩段(L2)均化段(L3)渐变型25~30%50%15~20%突变型65~70%15~5%20~25%通用型45~50%20~30%20~30%

(ⅱ)、螺杆的基本参数及结构

螺杆的基本结构主要由有效螺纹长度L和尾部的连接部分组成。

ds—螺杆外径,螺杆直径直接影响塑化能力的大小,也就直接影响到理论注射容积的大小,因此,理论注射容积大的注塑机其螺杆直径也大。

L/ds—螺杆长径比。L是螺杆螺纹部分的有效长度,螺杆长径比越大,说明螺纹长度越长,直接影响到物料在螺杆中的热历程,影响吸收能量的能力,而能量来源有两部分:

一部分是料筒外部加热圈传给的,另一部分是螺杆转动时产生的摩擦热和剪切热,由外部机械能转化的,因此,L/ds直接影响到物料的熔化效果和熔体质量,但是如果L/ds太大,则传递扭矩加大,能量消耗增加。

L1—加料段长度。加料段又称输送段或进料段,为提高输送能力,螺槽表面一定要光洁,L1的长度应保证物料有足够的输送长度,因为过短的L1会导致物料过早的熔融,从而难以保证稳定压力的输送条件,也就难以保证螺杆以后各段的塑化质量和塑化能力。

塑料在其自身重力作用下从料斗中滑进螺槽,螺杆旋转时,在料筒与螺槽组成的各推力面摩擦力的作用下,物料被压缩成密集的固体塞螺母,沿着螺纹方向做相对运动,在此段,塑料为固体状态,即玻璃态。

h1—加料段的螺槽深度。h1深,则容纳物料多,提高了供料量和塑化能力,但会影响物料塑化效果及螺杆根部的剪切强度,一般h1≈(0.12~0.16)ds。

L3—熔融段长度。熔融段又称均化段或计量段,熔体在L3段的螺槽中得到进一步的均化,温度均匀,组分均匀,形成较好的熔体质量,L3长度有助于熔体在螺槽中的波动,有稳定压力的作用,使物料以均匀的料量从螺杆头部挤出,所以又称计量段。

L3短时,有助于提高螺杆的塑化能力,一般L3=(4~5)ds。

h3—熔融段螺槽深度,h3小,螺槽浅,提高了塑料熔体的塑化效果,有利于熔体的均化,但h3过小会导致剪切速率过高,以及剪切热过大,引起分子链的降解,影响熔体质量,;反之,如果h3过大,由于预塑时,螺杆背压产生的回流作用增强,会降低塑化能力。

L2—塑化段(压缩段)螺纹长度。物料在此锥形空间内不断地受到压缩、剪切和混炼作用,物料从L2段入点开始,熔池不断地加大,到出点处熔池已占满全螺槽,物料完成从玻璃态经过黏弹态向黏流态的转变,即此段,塑料是处于颗粒与熔融体的共存状态。

L2的长度会影响物料从玻璃态到黏流态的转化历程,太短会来不及转化,固料堵在L2段的末端形成很高的压力、扭矩或轴向力;太长则会增加螺杆的扭矩和不必要的消耗,一般L2=(6~8)ds。对于结晶型的塑料,物料熔点明显,熔融范围窄,L2可短些,一般为(3~4)ds,对于热敏性塑料,此段可长些。

S—螺距,其大小影响螺旋角,从而影响螺槽的输送效率,一般S≈ds。

ε—压缩比。ε=h1/h3,即加料段螺槽深度h1与熔融段螺槽深度h3之比。ε大,会增强剪切效果,但会减弱塑化能力,一般来讲,ε稍小一点为好,以有利于提高塑化能力和增加对物料的适应性,对于结晶型塑料,压缩比一般取2.6~3.0。对于低黏度热稳定性塑料,可选用高压缩比;而高黏度热敏性塑料,应选用低压缩比。

(2)螺杆头

在注射螺杆中,螺杆头的作用是:预塑时,能将塑化好的熔体放流到储料室中,而在高压注射时,又能有效地封闭螺杆头前部的熔体,防止倒流。

螺杆头分为两大类,带止逆环的和不带止逆环的,对于带止逆环的,预塑时,螺杆均化段的熔体将止逆环推开,通过与螺杆头形成的间隙,流入储料室中,注射时,螺杆头部的熔体压力形成推力,将止逆环退回流道封堵,防止回流。

对于有些高黏度物料如PMMA、PC、AC或者热稳定性差的物料PVC等,为减少剪切作用和物料的滞留时间,可不用止逆环,但这样的注射时会产生反流,延长保压时间。

对螺杆头的要求:

①螺杆头要灵活、光洁;

②止逆环与料筒配合间隙要适宜,即要防止熔体回流,又要灵活;

③既有足够的流通截面,又要保证止逆环端面有回程力,使在注射时快速封闭;

④结构上应拆装方便,便于清洗;

⑤螺杆头的螺纹与螺杆的螺纹方向相反,防止预塑时螺杆头松脱。

(3)料筒

(ⅰ)、料筒的结构

料筒是塑化部件的重要零件,内装螺杆外装加热圈,承受复合应力和热应力的作用,1-前料筒;2-电热圈;3-螺孔;4-加料口

螺孔3装热电偶,要与热电偶紧密地接触,防止虚浮,否则会影响温度测量精度。

(ⅱ)、加料口

加料口的结构形式直接影响进料效果和塑化部件的吃料能力,注塑机大多数靠料斗中物料的自重加料,常用的进料口截面形式制造简单,但进料不利;现多用非对称形式,此种进料口由于物料与螺杆的接触角大,接触面积大,有利于提高进料效率,不易在料斗中开成架桥空穴。

(ⅲ)、料筒的壁厚

料筒壁厚要求有足够的强度和刚度,因为料筒内要承受熔料和气体压力,且料筒长径比很大,料筒要求有足够的热容量,所以料筒壁要有一定的厚度,否则难以保证温度的稳定性;但如果太厚,料筒笨重,浪费材料,热惯性大,升温慢,温度调节有较大的滞后现象。

(ⅳ)、料筒间隙

料筒间隙指料筒内壁与螺杆外径的单面间隙,此间隙太大,塑化能力降低,注射回泄量增加,注射时间延长,在此过程中引起物料部分降解;如果太小,热膨胀作用使螺杆与料筒摩擦加剧,能耗加大,甚至会卡死,此间隙Δ=(0.~0.)ds。

(ⅴ)、料筒的加热与冷却

注塑机料筒加热方式有电阻电热、陶瓷加热、铸铝加热,应根据使用场合和加工物料合理设置,常用的有电阻加热和陶瓷加热,为符合注塑工艺要求,料筒要分段控制,小型机3段,大型机一般5段。

冷却是指对加料口处进行冷却,因加料口处若温度过高,固料会在加料口处“架桥”,堵塞料口,从而影响加料段的输送效率,故在此处设置冷却水套对其进行冷却。我厂是通过冷却循环水对加料口进行冷却的。

(4)喷嘴

(ⅰ)喷嘴的功能

喷嘴是连接塑化装置与模具流道的重要部件,喷嘴有多种功能:

①预塑时,建立背压,驱除气体,防止熔体流涎,提高塑化能力和计量精度;

②注射时,与模具主浇套形成接触压力,保持喷嘴与浇套良好接触,形成密闭流道,防止塑料熔体在高压下外溢;

③注射时,建立熔体压力,提高剪切应力,并将压力头转变成速度头,提高剪切速度和温升,加强混炼效果和均化作用;

④改变喷嘴结构使之与模具和塑化装置相匹配,组成新的流道型式或注塑系统;

⑤喷嘴还承担着调温、保温和断料的功能;

⑥减小熔体在进出口的粘弹效应和涡流损失,以稳定其流动;

⑦保压时,便于向模具制品中补料,而冷却定型时增加回流阻力,减小或防止模腔中熔体向回流。

(ⅱ)、喷嘴的基本形式

喷嘴可分为直通式喷嘴、锁闭式喷嘴、热流道喷嘴和多流道喷嘴。

直通式喷嘴是应用较普遍的喷嘴,其特点是喷嘴球面直接与模具主浇套球面接触,喷嘴的圆弧半径和流道比模具要小,注射时,高压熔体直接经模具的浇道系统充入模腔,速度快、压力损失小,制造和安装均较方便。

锁闭式喷嘴主要是解决直通式喷嘴的流涎问题,适用于低黏度聚合物(如PA)的加工。在预塑时能关闭喷嘴流道,防止熔体流涎现象,而当注射时又能在注射压力的作用下开启,使熔体注入模腔。

2.注射油缸

其工作原理是:注射油缸进油时,活塞带动活塞杆及其置于推力座内的轴承,推动螺杆前进或后退。通过活塞杆头部的螺母,可以对两个平行活塞杆的轴向位置以及注射螺杆的轴向位置进行同步调整。

3.推力座

注射时,推力座通过推力轴推动螺杆进行注射;而预塑时,通过油马达驱动推力轴带动螺杆旋转实现预塑。

4.座移油缸

当座移油缸进油时,实现注射座的前进或后退动作,并保证注塑喷嘴与模具主浇套圆弧面紧密地接触,产生能封闭熔体的注射座压力。

5.对注射部件精度要求

装配后,整体注射部件要置于机架上,必须保证喷嘴与模具主浇套紧密地接合,以防溢料,要求使注射部件的中心线与其合模部件的中心线同心;为了保证注射螺杆与料筒内孔的配合精度,必须保证两个注射油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度;

对卧式机来讲,座移油缸两个导向孔的平行度和对其中心的对称度也必须保证,对立式机则必须保证两个座移油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度。影响上述位置精度的因素是相关联部件孔与轴的尺寸精度、几何精度、制造精度与装配精度。

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