往復(fù)式螺桿注射機(jī)結(jié)構(gòu)

1、往復(fù)式螺桿注射機(jī)結(jié)構(gòu)The structure of reciprocating screw molding machine,黃治平,注射機(jī)的發(fā)展,注射機(jī)(Injection Molding Machine)是將塑膠的熱成型特性和金屬的熔融壓鑄成型原理結(jié)合起來(lái)的一種專用設(shè)備。注射機(jī)發(fā)明於1870 年代早期，自那以後，它經(jīng)歷了重大的改革和進(jìn)步。特別是往復(fù)式螺桿注射機(jī)的發(fā)明，徹底改革了熱塑性注射成型生產(chǎn)過(guò)程的多功能性和生產(chǎn)力。三種注射機(jī)

2、：　1、柱塞式注射機(jī)　2、預(yù)塑化注射機(jī)　3、往復(fù)式螺桿注射機(jī),電腦模擬注射成型過(guò)程,因?yàn)樽⑸涑尚鸵约疤厥獬尚头椒ㄇ熬吧钸h(yuǎn)，因此成型過(guò)程的電腦模擬（CAE模流分析）也已經(jīng)發(fā)展起來(lái)，而以前是完全跟據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)預(yù)估模穴的充填流動(dòng)?，F(xiàn)在，模流分析軟體產(chǎn)品類比複雜的成型過(guò)程，包括使用兩種不同材質(zhì)或不同狀態(tài)的塑膠共注射的整個(gè)過(guò)程、充填後的行為、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等。,CAE與共用的設(shè)計(jì)資料提供一個(gè)整合環(huán)境，它們使協(xié)同工程更加容易。,Moldflow全制程

3、注射成型模擬,著名電腦輔助工程分析(CAE)軟體製造與諮詢公司,改變?nèi)藗儗?duì)塑膠產(chǎn)品及塑膠模具的設(shè)計(jì)、優(yōu)化及製造的分析方式與改善方式,Moldflow全制程注射成型模擬,Moldflow Plastics Advisers　產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì)的生產(chǎn)成型性分析Moldflow Plastics Insight　深入的產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì)的最佳化分析Moldflow Plastics Xpert　實(shí)際注射成型控制,Moldflow Pla

4、stics Advisers,Part Adviser（塑件顧問(wèn)）針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)者,Mold Adviser（模具顧問(wèn)） –針對(duì)模具設(shè)計(jì)者,Moldflow Plastics Insight,MPI可以進(jìn)行流動(dòng)、冷卻、翹曲、纖維取向、成型參數(shù)優(yōu)化、產(chǎn)品剛度和收縮、以及氣輔和熱固性材料流動(dòng)分析等, 來(lái)最佳化產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì).,Moldflow Plastics Xpert,MPX直接與注射機(jī)控制器相連，進(jìn)行成型優(yōu)化和監(jiān)控,螺桿注射機(jī)主要

5、元件,注射系統(tǒng)(Injection System),由漏斗(Hopper)、料筒(Barrel) 、往復(fù)式螺桿(Reciprocating Screw)和噴嘴(Nozzle)組成，如圖所示。系統(tǒng)前進(jìn)時(shí)，通過(guò)餵料、壓縮、排氣、熔化、注射和保壓階段，使熔融的塑膠以適當(dāng)?shù)乃俣取毫牧贤仓猩淙肽Ｑㄖ谐尚汀?漏斗、料筒,漏斗(Hopper)　　　小球狀固體塑料從漏斗進(jìn)入注射機(jī)。料筒(Barrel)　　　料筒被外圍電加熱器帶加熱，往復(fù)式螺桿

6、安裝在料筒內(nèi)部。,往復(fù)式螺桿(Reciprocating Screw ),往復(fù)式螺桿用來(lái)壓縮、熔化及傳送塑膠，由三段幾何分區(qū)組成：進(jìn)料段 Feeding Zone,溝深HF最大且為固定,以容納密度低的固體塑料.壓縮(轉(zhuǎn)換)段 Compressing(or Transition) Zone:受外部加熱和剪切力而熔化,此區(qū)段為漸縮螺桿螺溝深計(jì)量段 Metering Zone ,塑料已完全熔化,其溝深HM是最小且固定的. 壓

7、縮比= HF / HM,壓縮比越高,塑料在料管溫度越高,混煉較均勻. 螺桿長(zhǎng)度與直徑比值(L/D)對(duì)塑化效果影響很大,L/D大塑化效果好但易過(guò)火,燒焦.,√欲得混煉效果佳者,採(cǎi)L/D大,壓縮比大之設(shè)計(jì), 如PA,PE,PP,POM(結(jié)晶性)√欲防止過(guò)火現(xiàn)象,採(cǎi)L/D小,壓縮比小之設(shè)計(jì), 如PC,PMMA(非結(jié)晶性),加玻纖或防火料.,噴嘴(Nozzle),噴嘴連接料筒到模具的注道襯套，且在料筒和模具之間形成

8、密封。噴嘴的溫度應(yīng)該依據(jù)塑膠供應(yīng)商的建議值，設(shè)置到塑膠的熔融溫度或僅低一點(diǎn)。如下圖，(a)當(dāng)料筒正在最前端位置時(shí)，噴嘴的半徑應(yīng)該隱匿且埋入注道襯套定位環(huán)的凹半徑中。(b)在料筒清理時(shí)，料筒後退離開(kāi)注道口，清理混合物將從噴嘴流出落下。,模具系統(tǒng)(Mold System),模具系統(tǒng)由拉桿、固定側(cè)夾板和可動(dòng)側(cè)夾板、以及包含模穴、澆注系統(tǒng)、頂針和冷卻系統(tǒng)的範(fàn)本組成，如右圖。模具本質(zhì)上是一個(gè)熔融熱塑性塑膠凝固到所需要的形狀和被模穴定義的尺寸的熱交

9、換器。模具系統(tǒng)在模穴內(nèi)塑造塑膠及頂出成型品。,典型的三板模具,鎖模系統(tǒng)(Clamping System),雖然是在操縱可動(dòng)側(cè)模板以達(dá)到開(kāi)啟閉合模具的目的，但其主要作用則在於如何鎖緊塑模而不使射入的熔融塑膠從分模面溢出。由於注射壓力很高，鎖模壓力也要與它相對(duì)應(yīng)。開(kāi)模閉模的方法可以分別採(cǎi)用液壓力（油壓式,hydraulic）或機(jī)械力（肘節(jié)式,mechanical），也可兩者兼用（複合式）。一般機(jī)械肘節(jié)式用於較小機(jī)臺(tái)上(夾模力小於4500噸)

10、。,,控制系統(tǒng)(Control System),用於控制射出單元及鎖模單元，使其在正確的溫度、壓力下循著預(yù)定的步驟進(jìn)行。,射出成型機(jī)的基本規(guī)格,鎖模力(Clamping force) 鎖緊模具的最大力，以噸數(shù)(ton)表示。產(chǎn)品的投影面積愈大所需鎖模力也愈大。產(chǎn)品的投影面積是指從注射機(jī)模座的關(guān)閉方向看模穴部分的面積。射出時(shí)，熔膠以高壓注入模穴，鎖模機(jī)構(gòu)必須有足夠的鎖模力才能保持模具緊密閉合而產(chǎn)生漏膠或毛邊。 合模力(

11、噸)=模穴壓力(PSI) X 模穴投影面積(in2)/2240 射壓通常遠(yuǎn)大於模穴壓力,因由噴嘴至模穴間有壓力損失.,容?？臻g(Mold space) 模具的長(zhǎng)寬都不應(yīng)超出射出機(jī)模板的尺寸。 - 全開(kāi)張度(Daylight opening):可動(dòng)模板開(kāi)啟時(shí)與固定模板的最大距離. - 模具高度(Mold height)/容模厚度(Mold thickness):可動(dòng)模板閉合時(shí)與固定模板的最大距離

12、, 可影響塑件最大深度 - 開(kāi)模衝程(Opening stroke):可動(dòng)模板閉合與開(kāi)啟間位移距離, 必須大到足以將成品從模穴中取出.,射出成型機(jī)的基本規(guī)格,射出量(shot weight, shot size) 噴嘴一次注射塑膠的最大量，單位為盎司(oz)或克(g)。1盎司為28.3g。注射量等於注射體積x熔融塑膠密度。注射量應(yīng)考慮產(chǎn)品的重量加上噴嘴及澆注系統(tǒng)部分的塑膠重量，否則會(huì)因成型能力不足而發(fā)生短射。產(chǎn)品

13、最大重量不可超過(guò)注射機(jī)所能提供最大注射量的0.8倍。,塑化能力(Plasticizing capacity ) 熔膠機(jī)構(gòu)能將塑料轉(zhuǎn)變成熔膠狀的能力, 通常以每小時(shí)多少磅或公斤來(lái)表示。一般以PS為塑化能力的基準(zhǔn)，若對(duì)其他塑膠時(shí)需轉(zhuǎn)換。,射出壓力(Injection pressure ) 螺桿對(duì)熔膠所施加的最大壓力,有足夠射壓才能是熔膠流到模穴每個(gè)角落。普通塑料射壓約1000kg/cm2, 加工工程塑料則要1400kg/

14、cm2以上。,射出速率(Injection rate ) 單位時(shí)間內(nèi)所射出的原料最大容量,以cm3/sec表示, 射出速率=螺桿截面積x螺桿速度or注射體積/注射時(shí)間。射速過(guò)慢會(huì)過(guò)早冷凝, 射速過(guò)快會(huì)燒黑並產(chǎn)生流紋。,注射機(jī)規(guī)格表,射出成型機(jī)的週邊設(shè)備-除濕干燥,除濕乾燥機(jī)Dehumidifying Dryer,料斗乾燥機(jī) Hopper dryer,對(duì)含水率低的塑料可採(cǎi)用,但對(duì)工程塑膠則效果不佳,為高性能工程塑膠的成型必備