注塑机原理及主要零件的作用Word格式.docx
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5，注射座后退
6，开模和顶出制品
制品经充分冷却定型后打开模具，在塑机的顶出装置和模具的顶推机构共同作用下而自动顶落制品，为下一个成型过程作好准备。
按照习惯，把一个注塑成型周期称为注塑机的工作循环。
（三）注塑机的结构组成
一台通用型注塑机主要由注塑系统，合模系统，液压传动与电气控制系统等组成，
1，注塑系统
2，合模系统
3，液压传动与电气控制系统
保证注塑机按工艺过程预定的要求（压力，温度，速度，时间）和动作程序准确有效地工作，液压传动主要由各种液压元件，液压基本回路和其他附属装置所组成，电气控制主要由各种电器元件，仪表，电控系统（加热，测量），微机控制系统等组成。
液压传动与电气控制系统有机的结合在一起，对注塑机提供动力和实现控制。
（四）注塑机的分类
1，按塑化和注塑方式可分为柱塞式和螺杆式
2，按注塑机外形可分为立式注塑机，卧式注塑机，角式注塑机，多模注塑机
3，按注塑机的加工能力可分为超小型（合模力16T，注塑量16CM3），小型（合模力16-200T，注塑量16-630CM3），中型（合模力250-400T，注塑量800-3150CM3），大型（合模力500-1250T，注塑量4000-10000CM3），超大型（合模力1600T，注塑量16000CM3以上），
合模系统特征可分为机械式，液压式和液压——机械式。
第二节注塑机的基本参数及型号表示
（一）注塑机的基本参数
注塑机的基本参数能较好地反映出注塑成型制品的大小，注塑机的做功能力以及对被加工物料的种类，品级范围和制品质量的评估，是设计，制造，选择和使用注塑机的依据。
1注塑系统的基本参数
（1），注塑量——在对空注射条件下，注塑螺杆或柱塞作一次最大注塑行程时，注塑系统所能达到的最大注出量。
该参数在一定程度上反映了注塑机的加工能力，标志着该注塑机能成型塑料制品的最大质量，是注塑机的一个重要参数，注塑量一般有二种表示方式，一种以PS为标准（密度ρ=1.05g/cm3）用注出熔体的质量（g）表示，另一种是用注出熔体的容积（cm3）来表示，
根据定义，注塑螺杆一次所能注出的最大注塑容量的理论值为：
螺杆头部在其垂直与轴线方向的最大投影面积与注塑螺杆行程的乘积。
QL=π/4D2S
注塑机在工作过程中是达不到理论值的，因为塑料的密度随温度，压力的变化而发生相应变化，，因此，注塑容量需作适当修正，修正后的注塑容量为Q=αQL=π/4D2Sα,
α——射出系数，一般为0.7∽0.9，
在注塑机上加工塑料制品，一般制品的质量及浇注系统总用料量以不超过注塑机注塑量的25%∽70%为好，
（2），注塑压力——螺杆或柱塞端面作用于熔体单位面积上的力，注塑压力的大小与注塑机结构，流动阻力，制品形状，塑料的性能，塑化方式，塑化温度，模具结构，模具温度和对制品精度要求等因素有关，实际生产中，注塑压力能在机器容许的范围内调节，注塑压力的大小要根据实际情况进行选用，一般注塑压力选择范围如下。
A物料流动性好，制品形状简单，臂厚较大，一般注塑压力小于340∽540Kgf/cm2。
适用于LDPE,PA等物料的加工。
B物料熔体黏度较低，制品精度一般，注塑压力为680∽980Kgf/cm2。
适用于PS,HDPE等物料的加工。
C物料熔体黏度中等或较高，制品精度有要求，形状复杂，注塑压力为980∽1370Kgf/cm2。
适用于PP,PC等物料的加工。
D物料熔体黏度高，制品为薄壁，长流程，精度要求高，形状复杂，注塑压力为1370∽1670Kgf/cm2。
适用于增强尼龙，聚砜,聚苯醚等物料的加工。
E加工优质精密微型制品时，注塑压力可达到2260∽2450Kgf/cm2以上。
为满足注塑精密制品或成型结构形状复杂的制品和工程结构零件的加工要求，使注塑机加工适应能力增强，缩短成型周期，提高产品质量，注塑压力有提高的趋势。
（3）注塑时间（注塑速度，）——熔体通过喷嘴后就开始冷却了，为了及时把熔体注入模具型腔，得到密实均匀和高精度的制品，必须在短时间内把熔体充满模腔，除了必须有足够的注塑压力外，还必须有一定的流动速率，用来表示熔体充模速度快慢特性的参数。
（4）塑化能力——在单位时间内所能塑化的物料量，一般螺杆的塑化能力与螺杆转速，驱动功率，螺杆结构，物料性能等有关。
注塑机的塑化装置应能在规定的时间内保证能够提供足够量的塑化均匀的熔体，塑化能力应与注塑机整个成型周期配合协调，一般注塑机的理论塑化能力大于实际所需量的20%左右。
2合模系统的基本参数
（1）合模力——合模机构施于模具上的最大夹紧力。
在此力作用下，模具不应被顶开，它在一定程度上反应出注塑机所能加工制品的大小，是一个重要参数，我们公司采用最大合模力作为注塑机的规格标称，
当熔体以一定速度和压力注入模腔前，需克服流经喷嘴，流道，浇口等处的阻力，会损失一部分压力，但熔体在充模时还具有相当高的压力，此压力称为模腔内的熔体压力，简称模腔压力，模腔压力在注塑时形成的胀模力将会使模具顶开，为保证制品成型完全符合精度要求，合模系统必须有足够的合模力来锁紧模具。
在注塑时，为了使模具不被模腔压力所形成的胀模力顶开，合模力F=KPcpA（F合模力Kg;
K安全系数，一般取1∽2；
Pcp模腔内的平均压力Kgf/cm2;
A制品和浇注系统在模具分型面上的最大投影面积cm2。
）Pcp模腔平均压力是一个比较难确定的数值，它受到注塑压力，成型工艺条件，物料性能，模具结构，喷嘴和浇道形式，模具温度，制品形状和精度要求等因素的影响。
模腔平均压力可参考表2-1选择。
表2-1模腔平均压力与成型制品的关系
成型条件
模腔平均压力（Kgf/cm2）
举例
易于成型制品
250
PE,PP,PS等壁厚均匀的日用品
一般制品
300
在模具温度较高时成型薄壁容器类制品
高黏度有要求制品
350
ABS,POM等有精度要求的制品
高黏度高精度难充模制品
400∽450
高精度机械零件，如塑料齿轮等
按表2-1选择模腔平均压力，结果较粗略，多数情况下，可用流长比（i）（熔体流经自浇口到制品最边缘的极限流程与制品壁厚之比值），反映流道阻力，用黏度系数a表示物料流动特性。
用查图（表）计算法，确定模腔平均压力。
Pcp=aPm（a塑料的黏度系数；
Pm为根据流长比由图2-1查出的模腔压力值）
表2-2塑料黏度系数
塑料名称
PE,PP,PS
PA
ABS
PMMA
PC
a
1
1.2∽1.4
1.3∽1.4
1.5∽1.7
1.7∽2.0
合模力的选取很重要，若选用注塑机的合模力不够，在成型时易使制品产生飞边，不能成型薄壁制品，若合模力选用过大，容易压坏模具，制品内应力增大和造成不必要的浪费，近年来，由于改善了塑化机构的效能，改进了合模机构，提高了注塑速度并实现其过程控制，注塑机的合模力有明显的下降。
（2）合模系统的基本尺寸——直接关系到所能加工制品的范围和模具的安装，定位等，主要包括：
模板尺寸，拉杆间距，模板间最大开距，动模板行程，模具厚度，调模行程。
A模板尺寸与拉杆间距——表示模具安装面积的主要参数，模板尺寸决定模具的长度和宽度，它应能安装制品质量不超过注塑机注塑量的一般制品的模具，模板面积大约是注塑机最大成型面积的4∽10倍，并能用常规方法将模具安装到模板上，可以说模板尺寸限制了注塑机的最大成型面积，拉杆间距限制了模具尺寸。
近年来，由于模具结构的复杂化，低压成型方法的使用，注塑机塑化能力的提高以及合模力的下降，模板尺寸有增大的趋势。
B模板间最大开距——表示注塑机所能加工制品最大高度的特征参数，它是指开模时，固定模板与动模板之间，包括调模行程在内所能达到的最大距离。
为所成型后的制品能方便地取出，模板间最大开距一般为成型制品最大高度的3∽4倍。
C动模板行程——动模板移动的最大距离。
对于肘杆式合模装置，动模板行程是固定的；
对于液压式合模装置，动模板行程随模具厚度的变化而变化。
为方便取出制品，一般动模板行程要大于制品最大高度的2倍，
D模具的最大厚度与最小厚度——合模后，达到规定合模力时，动模板与定模板之间的最大与最小距离。
E调模行程——为了成型不同高度的制品，合模时的模板间距应能调节。
调节范围一般是最大模厚的30%∽50%，
3注塑机综合性能参数
（1）开合模速度——反映注塑机工作效率的参数，直接影响成型周期的长短，
（2）空循环时间——在没有塑化，注塑，保压与冷却和取出制品等动作的情况下，完成一次动作循环所需要的时间。
它是由移模，注塑座前进与后退，开模以及动作间的切换时间所组成，有的直接用开合模时间来表示。
空循环时间反映了机械，液压，电器三部分的性能好坏，（如灵敏度，重复度，稳定性等）也表示了注塑机的效率，是表征注塑机综合性能的参数。
近年来，由于采用先进的电脑程序控制技术，注塑机各方面的性能更为可靠，准确，空循环时间有了较大的缩短。
如Fizsommer公司108D型注塑机的空循环时间仅为0.8s。
（二）注塑机的型号表示
注塑容量表示法（当量注塑容积）——理论注塑容积与注塑压力的积再除以100Mpa
合模力表示法——用注塑机的最大合模力来表示，（可直接反映制品面积的大小，但不能反映制品体积的大小，所以此法不能表示出注塑机在加工制品时的全部能力及规格的大小，）
注塑量与合模力表示法——国际规格表示法，用当量注塑容积/最大合模力来表示，
第三节注塑机的注塑系统
（一）注塑系统的结构组成与工作原理
它主要由塑化装置（螺杆，机筒，喷嘴），料斗，传动装置，注塑油缸，射移油缸等组成，塑化装置和传动装置安装在注塑座上，注塑座借助射移油缸的推力，沿导轨（或导柱）往复运动，使喷嘴撤离或贴紧模具；
物料从料斗落入机筒的加料口，依靠螺杆的转动不断地向前输送，在机筒外部加热器和转动螺杆的剪切作用下，物料逐渐塑化，塑化的熔体被输送到螺杆前端，随着螺杆的转动，螺杆头部的熔体越积越多，压力也越来越大，在熔体压力的作用下，螺杆一边旋转一边后退，当螺杆前端的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，塑化计量完成。
注塑时，注塑油缸推动螺杆以一定的速度和压力前进，将螺杆头部的塑化好的熔体注入模具的型腔中，随后进行保压补缩，塑化注塑就完成了。
（二）塑化装置
1螺杆
（1）螺杆的类型
有通用型螺杆和专用性螺杆（如PVC螺杆等）；
有单螺纹和双螺纹；
有突变型和渐变型等分类。
（2）螺杆的主要特征
A作用原理方面：
挤塑螺杆是在连续推物料的过程中将其塑化，并在机头处建立起相当高的压力，通过成型机头获得连续挤出的制品，挤出机的生产能力，稳定的挤出量，塑化均匀性是挤塑螺杆应充分考虑的主要问题，这将关系到挤出制品的质量和产量。
而注塑螺杆按注塑工艺过程的要求完成对物料的预塑和对熔体的注射，并无稳定挤出的要求，
B物料受热方面：
物料在机筒中，除了受到在塑化时类似于挤塑螺杆的剪切作用而产生的热量外，预塑后的物料因在机筒内有较长的停留时间，受到较多外部加热器的加热作用，另外，物料以高速流经喷嘴而受到强烈剪切产生剪切热的作用。
C塑化压力调节方面：
在生产过程中，挤塑螺杆很难对塑化压力进行调节，而注塑机可以方便地通过背压进行调节，从而容易对物料的塑化质量进行控制。
D螺杆长度变化方面：
注塑螺杆预塑时边旋转边后退，使有效工作长度发生变化，而挤塑螺杆要求定温，定压，定量，连续挤出，挤塑时是定位旋转，螺杆有效工作长度不发生变化。
E塑化能力对生产能力的影响方面：
挤塑螺杆的塑化能力直接影响着生产能力，而注塑螺杆的预塑化时间比制品在模具内的冷却时间短就可，因此，塑化能力不是影响生产能力的主要因素。
F螺杆头结构形式方面：
挤塑螺杆头多为圆头或钝头，注塑螺杆头多为尖头，且头部有特殊结构，尖形螺杆头，主要用于加工高黏度，热稳定性差的物料，防止注塑时排料不干净而造成滞料分解。
止逆环螺杆头，对于中，低等黏度的物料，为防止在注塑时，熔体回流，造成生产能力下降，注塑压力损失和保压困难，降低制品质量，通常使用带止逆环的螺杆头，
（3）新型注塑螺杆
近年来，由于注塑机合模力的下降，普遍要求提高注塑机的加工能力，即在不改变合模力的情况下，提高螺杆的注塑量和塑化能力，为此，研制出了很多适应加工各种物料特殊形式的注塑螺杆，如波状型，销钉型，DIS型，屏障型的混炼螺杆，组合螺杆等，它们是在普通螺杆的均化段上增设一些混炼剪切元件，对物料提供较大的剪切力，而获得熔体温度均匀的低温熔体，，可获得表面质量较高的制品，同时节省能耗，
2机筒
（1）机筒加料口端面形状
有于注塑机多数采用重力加料，加料口的端面必须保证重力加料时的输送能力，为了加大输送能力，加料口应尽量增加螺杆的吸料面积和螺杆与机筒的接触面积，加料口端面形状有对称型的和偏置型的，对称型加料口，加料口偏小，制造容易，输送能力低；
非对称型加料口，适合于高速喂料，输送能力高，但制造较困难，
（2）机筒的壁厚
机筒壁厚在保证注塑压力下有足够的强度，还要具有一定的热惯性，以维持温度的稳定，一般机筒外径与内径之比为2∽2.5
（3）机筒的加热与冷却
加热方式多采用电阻加热，为了满足加工工艺对温度的要求，需要对机筒的加热分段进行控制，温控精度一般不超过5℃，对热敏性物料不超过2℃为好。
物料在注塑螺杆的熔融塑化中，剪切热比挤塑小，一般不设冷却装置，全靠自然冷却，为了保持良好的加料和输送作用，以防止机筒热量传递到传动部分，在加料口处设有冷却水套。
3螺杆与机筒的强度
（1）螺杆与机筒的材料
螺杆与机筒不仅受到高温，高压的作用，还受到严重的腐蚀和磨损（特别是加工玻璃纤维增强塑料）因此，必须选择耐高温，耐磨损，耐腐蚀，高强度的材料，（如采用38CrMoAlA氮化，双金属合金等）。
（2）螺杆与机筒的载荷性质及强度
注塑螺杆不仅承受预塑时的扭矩，还要承受带负载的频繁启动，以及注射时的高压。
机筒主要承受注塑时的高压，它们是在200℃左右的高温下工作。
它们的强度要满足在此载荷下不疲劳破坏。
4螺杆与机筒的径向间隙
螺杆外径与机筒内径之差，称为螺杆与机筒的径向间隙，如果这个值较大，则物料的塑化质量和塑化能力降低，注塑时熔体的回流量增加，影响注塑量的准确性。
如果径向间隙太小，会给螺杆和机筒的加工和装配带来较大的困难。
5喷嘴
喷嘴起连接注塑系统和成型模具的桥梁作用，喷嘴的结构形式的选择会直接影响到熔体的压力损失，熔体的温度高低，补缩作用的大小，射程的远近以及产生“流涎”与否等。
喷嘴的类型，可分为直通式，锁闭式及特殊用途喷嘴，
（三）传动装置
螺杆传动装置的作用是为螺杆在加料预塑时提供所需的扭矩和转速。
作为注塑机的传动装置，应满足以下要求：
适应多种物料的加工和带负载的频繁启动；
转速能方便地调节，并有较大的调节范围；
各部件有足够的强度，结构简单，紧凑；
具有过载保护功能；
启动，停止及时可靠，保证计量准确。
1，螺杆传动的型式，液压马达传动，可实现无级调速，结构简单可靠，调节方便，应用很广泛；
也有电机，齿轮箱的传动，只能有级调速。
2，螺杆转速，螺杆转速范围关系到加工物料和制品的范围，功率消耗，生产能力等，提高螺杆转速，是提高塑化能力的有效方法，
（四）注射座
注射座是连接和固定塑化装置，注射油缸及射移油缸的重要部件。
是注塑系统的安装基准。
一般采用铸铁材料。
第四节注塑机的合模系统
提供足够的合模力，保证成型模具可靠锁紧，在规定的时间内以一定的速度闭合和打开模具，顶出模内制件，它的结构和性能直接影响到注塑机的生产能力和制品的质量。
（一）对合模系统的要求
必须提供足够大的合模力和系统刚性，保证成型模具在注塑过程中不致被熔体模腔压力而胀开，以满足制品精度的要求。
足够大的模板面积，模板行程和模板间距，以适应不同形状和尺寸的模具的安装要求
应有较高的启，闭模速度，并能实现变速，，既能实现制品的平稳顶出，又能使模板安全运行和生产效率高。
应有制品顶出，调节模板间距和侧面抽芯等附属装置。
应设有调模装置，安全保护装置等，
（二）液压式合模系统
液压式合模系统是利用液体压力与某些辅助构件相配合，实现模具的启闭和锁紧作用的，当液体压力解除后，合模力也随之消失。
目前常见的类型有增压式，充液式，充液增压式，二次动作稳压式等
1，增压式合模装置（不广泛，主要用于中小型机）
2，充液式合模装置
为了满足注塑机合模装置快速低压和慢速高压锁紧的要求，除了使用改变压力的方法外，还可以利用改变油缸直径的方法来实现，如我公司的EH120机，是由一个大直径活塞式合模油缸和一个小直径柱塞式快速移模油缸组成。
3，充液增压式合模装置
为了满足大合模力的要求，可采用充液式和增压式组合的合模装置，
4，二次动作稳压式合模装置
上述液压式合模装置，虽然在移模速度和合模力上能满足一定的要求，但对于大吨位的注塑机就显得结构笨重，目前，多采用二次动作稳压式合模装置，它是利用小直径快速移模油缸来满足移模速度的要求，利用机械定位的方法，大直径短行程的锁模油缸，来满足大合模力的要求。
有液压——闸板式和液压——抱合螺母式。
（三）液压——机械式合模系统
1合模系统的形成
液压——机械式合模装置是利用连杆机构或曲肘撑板机构，在油压作用下，使合模装置产生内应力实现对模具的锁紧。
其特点是自锁，省能，速度快，
2液压——双曲肘合模装置
我公司的E型机和EA机就采用液压——双曲肘合模装置，这种合模装置，结构紧凑，合模力大（肘杆机构增力倍数为20多），机构刚度大，有自锁作用，合模速度分布合理，节省能源，但机构易磨损，构件多，模板变形大，调模复杂等缺点。
3调模装置
在注塑机的合模技术参数中的最大模厚与最小模厚，是用调节模板距离的装置来实现的，它还可以调节合模力的大小。
4顶出装置
是为了顶出模内制品而设置的。
5,锁模头、二、尾板，应力分布变形。
6，哥林柱、调模丝母齿轮
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