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注塑机的基本结构

时间:2022-11-03 百科知识 版权反馈
【摘要】:注射成形的基本要求是塑化、注射和成形。由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。注塑机在注射过程中,模具在合模机构的作用下,在高压熔料进入型腔的状态下仍能可靠地保持闭合状态。由于注塑机的结构、生产控制的方式、塑件复杂程度的不同,目前大体上有三类合模装置:机械式、液压式、液压机械式。

一、注塑机的工作原理

塑料注射机主要用于热塑性塑料成形,其成形原理是将熔融状态的塑料,在压力作用下注射入模腔内,经冷却定形后而获得塑料制品。

注塑成形机简称注塑机,是利用塑料的热物理性质,把物料从料斗加入料筒中,料筒外由加热圈加热,使物料熔融,在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆,物料在螺杆的作用下,沿着螺槽向前输送并压实,物料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐地塑化、熔融和均化,当螺杆旋转时,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杆的头部,与此同时,螺杆在物料的反作用下后退,使螺杆头部形成储料空间,完成塑化过程,然后,螺杆在注射油缸的活塞推力的作用下,高速、高压地将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中,型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定形后,模具在合模机构的作用下,开启模具,并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下。注塑机作业循环流程如图4-5-1-1所示。

图4-5-1-1 注塑机工作程序框图

二、注塑机的类型及特点

注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机;按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压—机械(连杆)式;按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。

按合模部件与注射部件配置的形式分有卧式、立式、角式三种,注塑机的类型及特点参见表4-5-1-1。

表4-5-1-1 注塑机的类型及特点

续表

三、注塑机的组成结构分析

尽管注塑机的种类、形式很多,但其基本组成却是相同的,主要由合模装置、注射装置、驱动装置和控制系统四部分组成,如图4-5-1-2所示。

注射成形的基本要求是塑化、注射和成形。塑化是实现和保证成形制品质量的前提,而为满足成形的要求,注射必须保证有足够的压力和速度。同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45 MPa),因此,必须有足够大的合模力。由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。

1.合模装置

合模装置的作用主要有三:一是实现模具的可靠启闭;二是在注射、保压时保证足够的锁紧力,防止塑件溢边;三是实现塑件的脱模。合模装置是保证模具完全闭合和模具按工艺要求顺利启闭的装置。注塑机在注射过程中,模具在合模机构的作用下,在高压熔料进入型腔的状态下仍能可靠地保持闭合状态。

图4-5-1-2 注塑机的组成示意图

合模装置主要由合模机构、调模机构、脱模机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。通常,合模装置由四根拉杆把前后定模板连接起来,形成整体刚性框架,动模板则在前后定模板之间滑动,脱模机构位于动模板的后侧。动模板在开启模具时,可通过模具中的脱模机构从模腔中顶出塑件。在动模板或定模板上还装有调模机构,可调节模具的厚度,以适应不同厚度模具的要求。

由于注塑机的结构、生产控制的方式、塑件复杂程度的不同,目前大体上有三类合模装置:机械式、液压式、液压机械式。对合模的动作要求是:在合模前由快速变为慢速,塑件成形后慢速打开,再快速复位,以保护模具、缩短成形周期。

2.注射装置

注射装置是注塑机最主要的组成部分之一,一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式三种主要形式,目前应用最广泛的是螺杆式。注射装置的作用主要有三:一是使塑料均匀受热、熔融、塑化,并达到流动状态;二是在一定的压力和速度下,将定量的熔料注射到模腔中;三是在注射结束后,对模腔内的熔料进行保压,并向模腔中补料。

注射装置由塑化装置和动力传递装置组成。塑化装置为注塑机的重要工作部分,它使塑料均化和塑化,常用的塑化装置主要分两类:柱塞式和螺杆式。螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料斗、螺杆、射嘴等部分组成;动力传递装置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置(熔胶马达)。

3.驱动装置

驱动装置的主要作用有二:一是使注塑机按工艺要求进行动作时提供所要求的动力;二是满足运动部件在运动时所需力和速度的要求。现在使用的驱动装置多为液压驱动装置,通常由控制系统压力和流量的主回路和由各执行机构的分回路所组成,主要由各种液压元件和液压辅助元件组成。组成回路的元件主要有:泵、过滤器、流量阀、压力阀、方向阀、调速阀、行程阀、蓄能器、指示仪表、开关元件等,其中油泵和电动机是注塑机的动力来源,各种阀控制油液压力和流量,从而满足注射成形工艺各项要求。

注塑机采用液压驱动,工作稳定可靠,它与控制系统相配合,易于实现注塑机的自动化,液压元件可以安装在机体内,结构紧凑、外表美观。目前注塑机的机械结构改进不多,但在液压驱动及控制方面进行了大量的研究改进,使注塑机精度更高,工作更可靠,还节省能源。

4.控制系统

控制系统是注塑机的“大脑”,它控制着注塑机的各种动作,使它们按预先制定的程序,实现对时间、温度、压力、速度及各种程序动作参数的有效控制和调节。

目前使用较多的控制系统,仍是继电控制系统,少数已采用微机控制。这种控制系统可以进行动作程序控制、温度控制、液压泵电动机控制等,主要由继电器、电子元件、检测元件、自动化仪表组合而成,一般有手动、半自动、全自动、调整四种控制方式。控制系统与液压系统的有机组合,可对注塑机的工艺程序进行精确而稳定地控制。

现代的先进注塑机则配备有计算机监控装置和各种数显仪表,有的还装有电子函数分析仪、中央故障诊断装置、油温自动预热和显示装置、模具低压保护装置、塑件脱模光电监控装置、自动上料装置和塑件取出机械手等,它们的有机配合,使注塑机的控制系统达到了近乎完美的地步。

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