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塑機(jī)知識(shí)之注塑機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)
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發(fā)表時(shí)間:2013-04-25
注塑機(jī)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上主要分為注射部分和鎖模部分。注射部分的功能是把塑料融化并注入模具型腔,鎖模部分的功能是控制模具開合、頂出制品等各種動(dòng)作。
注射部分主要有兩種形式:活塞式和往復(fù)螺桿式。現(xiàn)在活塞式的注塑機(jī)己很少見,這里不作介紹。 往復(fù)螺桿式注塑機(jī)通過螺桿在加熱機(jī)筒中的旋轉(zhuǎn),把固態(tài)塑料顆粒(或粉末)熔化并混合,擠入機(jī)筒前端空腔中,然后螺桿沿軸向往前移動(dòng),把空腔中的塑料熔體注入模具型腔中。塑化時(shí),塑料在螺桿螺棱的推動(dòng)下,在螺槽中被壓實(shí),并接受機(jī)筒壁所傳熱量,加上塑料與塑料、塑料與機(jī)筒及螺桿表面摩擦生熱,溫度逐漸升高到熔融溫度。熔化后的塑料被螺軒攪拌進(jìn)一步混合,并沿螺槽進(jìn)入機(jī)筒前部并推動(dòng)螺桿后退。 注射部分與塑化相關(guān)的部件主要有:螺桿、機(jī)筒、分流梭、止逆環(huán)、射咀、法蘭、加料斗等。下面分別就其在塑化過程中的作用與影響加以說明。 螺桿是注塑機(jī)的重要部件。它的作用是對(duì)塑料進(jìn)行輸送、壓實(shí)、熔化、攪拌和施壓。所有這些都是通過螺桿在機(jī)筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)來完成的。在螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí),塑料對(duì)于機(jī)筒內(nèi)壁、螺桿螺槽底面、螺棱推進(jìn)面以及塑料與塑料之間在都會(huì)產(chǎn)生摩擦及相互運(yùn)動(dòng)。塑料的向前推進(jìn)就是這種運(yùn)動(dòng)組合的結(jié)果,而摩擦產(chǎn)生的熱量也被吸收用來提高塑料溫度及熔化塑料。螺桿的結(jié)構(gòu)將直接影響到這些作用的程度。
普通注塑螺桿 在塑料的塑化過程中,其前進(jìn)和混合的動(dòng)力都是來源于螺桿和機(jī)筒的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)塑料在螺桿螺槽中的不同形態(tài),一般把螺桿分為三段:固體輸送段(也叫加料段)、熔融段(也叫壓縮段)、均化段(也稱計(jì)量段)。 在有關(guān)塑料塑化的教材上中,都把塑料在螺桿的固體輸送段看成一個(gè)塑料顆粒間沒有相互運(yùn)動(dòng)的固體床,然后通過固體床與機(jī)筒壁、與螺棱推進(jìn)面以及與螺槽表面相互運(yùn)動(dòng)和摩擦的理想狀態(tài)的計(jì)算,來確定塑料向前輸送的速度。這與實(shí)際情況有不少差距,也不能以此為依據(jù)來分析不同形狀塑料顆粒的進(jìn)料情況。如果塑料的顆粒不大,它們?cè)诒粰C(jī)筒內(nèi)壁拉動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)分層和翻滾,并逐步被壓實(shí)形成固體塞。當(dāng)望料顆粒的直徑與螺槽深度尺寸差不多時(shí),它們的運(yùn)動(dòng)軌跡基本上是沿螺槽徑向的直線運(yùn)動(dòng)加上轉(zhuǎn)一個(gè)角度的直線運(yùn)動(dòng)。由于顆粒大時(shí)塑料在螺槽中的排列很疏松,所以其輸送速度也較慢。當(dāng)顆粒大到一定程度,在進(jìn)入壓縮段而其直徑大于螺槽深度時(shí),塑料就會(huì)卡在螺桿與機(jī)筒之間,如果向前拉動(dòng)的力不足以克服壓扁塑料顆粒所需的力,則塑料會(huì)卡在螺槽里不向前推進(jìn)。 塑料在接近熔點(diǎn)溫度時(shí),、與機(jī)筒相接觸的塑料已開始熔融而形成一層熔膜。當(dāng)熔膜厚度超過螺桿與機(jī)筒間的間隙時(shí),螺棱頂部把熔膜從機(jī)筒內(nèi)壁徑向地刮向螺棱根部,從而逐漸在螺棱的推進(jìn)面匯集成旋渦狀的流動(dòng)區(qū)——熔池。 由于熔融段螺槽深度的逐漸變淺以及熔池的擠壓,固體床被擠向機(jī)筒內(nèi)壁,這樣就加速了熱機(jī)筒向固體床的傳熱過程。同時(shí),螺桿的旋轉(zhuǎn)使固體床和機(jī)筒內(nèi)壁之間的熔膜產(chǎn)生剪切作用,從而使熔膜和固體床分界面間的固體熔化。隨著固體床的螺旋形向前推移,固體床的體積逐漸縮小,而熔池的體積逐漸增大。如果固體床厚度減小的速度低于螺槽深度變淺的速度,則固體床就可能部分或完全堵塞螺槽,使塑化產(chǎn)生波動(dòng),或者由于局部壓力過大造成摩擦生熱劇增,從而產(chǎn)生局部過熱。 在螺桿均化段,固體床已經(jīng)因體積過小而破裂形成分散在熔池里的小固體顆粒。這些固體顆粒通過各自與包覆周圍的熔體摩擦及熱傳遞而熔融。面這時(shí),螺桿的功能主要是通過攪拌塑料熔體使之混合均勻,熔體的速度分布從貼近機(jī)筒壁的最高速到貼近螺槽底部的最低速。如果螺槽深度不大而熔體粘度很高,則這時(shí)熔體分子間的摩擦?xí)軇×摇?/p>
2.分流梭(過膠頭) 分流梭是裝在螺桿前端形狀象魚雷體的零件。分流梭在塑料塑化時(shí)的作用主要是分流混合塑料熔體,使熔體進(jìn)一步混練均勻。同時(shí)分流梭還有在塑化時(shí)限定止逆環(huán)位置的作用。 為了進(jìn)一步加強(qiáng)混煉作用,建議在250噸以上鎖模力注塑機(jī)上采用屏障型混煉結(jié)構(gòu)。的分流梭。不僅可以提高制品顏色的均勻程度,也使制品的機(jī)械強(qiáng)度更高。
3.止逆環(huán)(過膠圈) 一臺(tái)注塑機(jī)注塑制品重量的精密程度與止逆環(huán)止逆動(dòng)作的快慢關(guān)系很大。而一個(gè)止逆環(huán)動(dòng)作反應(yīng)的快慢,是由它的止逆動(dòng)作行程、密封壓合時(shí)間,離開分流梭時(shí)間等因素決定的。我們?cè)?jīng)試過多種止逆環(huán)結(jié)構(gòu)和零件參數(shù),最后才通過實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)化的止逆面參數(shù)、止逆環(huán)與分流梭貼合參數(shù)、止逆環(huán)與機(jī)筒間隙參數(shù)等。可以實(shí)現(xiàn)高精密注射量控制。
4.射嘴 (1)直通式射嘴 這種射嘴呈短管狀,熔料流經(jīng)這種噴嘴時(shí)壓力和熱量損失都很小,而且不易產(chǎn)生滯料和分解,所以其外部一般都不附設(shè)加熱裝置。但是由于射嘴體較短,伸進(jìn)定模板孔中的長度受到限制,因此所用模具的主流道較長。為彌補(bǔ)這種缺陷而加大射嘴的長度,成為直通式射嘴的一種改進(jìn)型式,又稱為延伸式射嘴。這種射嘴必須添設(shè)加熱設(shè)置。為了濾掉熔料中的固體雜質(zhì),射嘴中也可加設(shè)過濾網(wǎng)。以上兩種射嘴適用于加工高粘度的塑料,加工低粘度塑料時(shí),會(huì)產(chǎn)生流涎現(xiàn)象。 (2)自鎖式射嘴 注射過程中,為了防止熔料的流涎或回縮,需要對(duì)射嘴通道實(shí)行暫時(shí)封鎖而采用自鎖式射嘴。自鎖式射嘴中以彈簧式和針閥式最廣泛,這種射嘴是依靠彈簧壓合射嘴體內(nèi)的閥芯實(shí)現(xiàn)自鎖的。注射時(shí),閥芯受熔料的高壓而被頂開,熔型遂向模具射出。熔膠時(shí),閥芯在彈簧作用下復(fù)位而自鎖。其優(yōu)點(diǎn)是能有效地杜絕注射低粘度塑料時(shí)的“流涎”現(xiàn)象,使用方便,自鎖效果顯著。但是,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,注射壓力損失大,射程較短,補(bǔ)縮作用小,對(duì)彈簧的要求高。 杠桿針閥式射嘴 這種噴嘴與自鎖式射嘴一樣,也是在注射過程中對(duì)射嘴通道實(shí)行暫時(shí)啟閉的一種,它是用外在液壓系統(tǒng)通過杠桿來控制聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟閉閥芯的。使用時(shí)可根據(jù)需要使操縱的液壓系統(tǒng)準(zhǔn)確及時(shí)地開啟閥芯,具有使用方便,自鎖可靠,壓力損失小,計(jì)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。此外,它不使用彈簧,所以,沒有更換彈簧之慮,主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,成本較高。 注射時(shí),塑料熔體在螺桿的推動(dòng)下,以極高的剪切速度流經(jīng)射嘴而進(jìn)入模腔。在這種高速剪切作用下,熔體溫度快速升高。特別是對(duì)于粘度較高的PVC、PP-R、PMMA、PC、高抗沖擊ABS等,過小的射嘴孔直徑會(huì)造成塑料的高溫分解。而對(duì)于充模困難的薄壁精密制品,則宜用射程較遠(yuǎn)的射嘴,對(duì)于厚壁制品則需要補(bǔ)塑作用好的射嘴。另外,對(duì)于某些熔體粘度很低的塑料(如PA等),需要使用具有防流涎功能的自鎖射嘴。 在許多機(jī)器上,除了針對(duì)一般粘度的通用型射嘴,還有自鎖射嘴、PVC射嘴、PMMA射嘴等特殊射嘴可供選用,如果需要,也可以提供射程較遠(yuǎn)的針對(duì)薄壁制品的專用射嘴。
5.法蘭
6.加料斗
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此文關(guān)鍵詞:注塑機(jī),注射,螺桿,射嘴,止逆環(huán)
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