第四章 注射机选型.docx

1、第四章 注射机选型第四章 注射机的选型4.1 注塑机的简介注射机（又名注塑机）是将热塑性塑料或热固性塑料在加热机筒中经过加热、剪切、压缩、混合和运输作用，熔融塑化并使之均匀化；然后借助于螺杆向塑化好的物料施加压力，迫使高温熔体充入到闭合模具的模腔中，然后经过冷却和固化利用塑料成型模具制成各种形状和尺寸精度的塑料制品的主要成型设备。注射成型是通过注塑机和模具来实现的。注射成型机类型和规格很多，分类方法各异，按驱动方式可分为液压和机械驱动两大类；按工作方式分为全自动，半自动和手动；按螺杆类型划分有柱塞式注射机、螺杆式注射机和排气式注射机等；按结构型式可分为立式，卧式和角式类：4.1.1 立式注射机

2、成型机立式注射机的优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，在动模（下模）上安装嵌件时，嵌件不易倾斜或坠落；缺点是制品自模具中推出后不能靠重力下落，需人工取出，这就有碍于全自动操作。4.1.2 卧式注射机成型机卧式注射机的优点是机体较低，容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，机床重心较低安装稳定，一般大中型注射机采用这种形式；其缺点是模具安装比较麻烦，嵌件放入模具有倾斜或下落可能，机床占地面积较大。4.1.3直角式注射成型机角式注射机优点是结构简单，便于自制，适于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件；缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击振动较大。但是无论那种注

3、塑机，其基本功能有两个：1）加热塑料，使其达到熔化状态；2）对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。4.2注塑机的结构组成及作用注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。图4-1 注射机的组成4.2.1 注塑系统注射系统的作用：组成注塑机最主要的部分之一是注射系统，一般有3种主要形式即柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式。目前螺杆式是应用最广泛的。其作用是，在注塑机的一个循环中，将一定数量的塑料在规定的时间内加热塑化和均化，在一定的压力和速度下，将熔融塑料通过螺杆注入模具型腔中。注射结束后，对注射到模腔中的熔料保持定型。注射系

4、统主要由加料计量装置、塑化部件（包括料筒、柱塞和分流梭、螺杆和喷嘴）、加压和动力传递装置组成、注射和移动油缸等组成。螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、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）。4.2.2合模系统合模系统是保证模具闭合、开启及顶出制品的作用。同时供给模具足够的锁模力，在模具闭合后，以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力，防止模具开缝、胀开，造成制品的不良现状。合模系统主要由合模装置、前后固定模板、移动模板、拉杆、合模油缸、移模油缸、连杆机构、调模机构、安全保护机构以及制品顶出机构等组成。4.2.3液压系统液压传动系统的作用是

5、实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作（合模、注射、保压、预塑、冷却、模、顶出制件）提供动力，并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成，其中油泵和电机是注塑机的动力来源。各种阀控制油液压力和流量，从而满足注射成型工艺各项要求。4.2.4电气控制系统电气控制系统与液压系统合理配合，可实现注射机准确无误地实现预定的工艺过程要求（压力、温度、速度、时间）和各种程序动作提供动力。主要由各种电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。一般有四种控制方式，手动、半自动、全自动、调整。4.2.5加热/冷却系统加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的，注塑机料筒一般采

6、用电阻加热圈作为加热装置，安装在料筒的外部，并用热电偶分段检测。热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源；冷却系统主要是用来冷却油温，油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制。另一处需要冷却的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，导致原料不能正常下料。冷却系统是一个封闭的循环系统，其作用是将冷却水分配到几个独立的回路上并以其流量进行调节；较先进的注塑机冷却系统通过检测温度，对冷却水的流量实行闭环控制和调节。4.2.6润滑系统润滑系统是为注塑机有相对运动的部位的动模板、调模装置、连杆铰链等处提供润滑条件的回路，这样做的目的是以减少能耗和提高零件寿命。润滑可以手动润滑定期的实施，也可以用连续

7、的自动电动润滑。4.2.7安全保护和监测系统注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。主要由安全门、行程阀、液压阀、限位开关、光电检测元件和机械保护杆等组成，实现电气机械液压的联锁保护。监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载，以及工艺和设备故障进行监测，发现异常情况进行指示或报警20。4.3注射机的工作原理注塑成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制系统操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择，料筒各段温度的监控，

8、注射压力和背压压力的调节等。注塑机的工作原理：与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。一般螺杆式注塑机的成型工艺过程是：首先将粒状或粉状塑料加入机筒内，并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态，然后机器进行合模和注射座前移，接着向注射缸通人压力油，使螺杆向前推进，从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间和压力保持（又称保压）、冷却，使其固化成型，便可开模取出制品。注塑成型的基本要求是塑化、注射和成型。实现和保证成型制品质量是塑化的前提，而为满足成型的要

9、求，必须保证注射有足够的压力和速度。同时，由于注射压力很高，在模腔中相应地产生很高的压力，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9。注射过程是利用螺杆的推力，将已塑化好的融料注入到闭合的模具中，经过一段时间的硬化定型，最终得到制品，工艺流程见下图42。4.4注射机型号的选择注射成型车间设计的核心设备就是注射机，注射机的选择是注塑成型车间设计中的一项重要的工作，注射机选择的不适合导致的不仅是公司的经济的损失，还是人力物力的浪费和社会资源的浪费，比如注射机选择的小，公司的原料将造成大量的囤积，进而公司的效益得不到保障；注射机选择的过大将导致每天的原料供给不足，从而

10、导致生产设备的能量损失等。总之合理的选择注射机的型号是注射成型车间设计中关键的步骤。当我们为注塑件设计好模具时，每副模具只有安装在与其相适应的注塑机上生产，才能稳定地生产出合格的制品，那么根据我们现阶段设计好的模具来选择机台时，应详细地了解注塑机的技术要求和规范，使之相配。注塑模具与注塑机校核三方面：一、工艺参数的校核，包括：1、最大注塑量的校核；2、最大注塑压力的校核；3、最大锁模力的校核；4、最大成型面积的校核；5、塑化能力的校核。二、模具安装部分尺寸的校核，包括：1、喷嘴尺寸的校核；2、定位孔的校核；3、模具厚度三、开模行程的校核。对于塑料托盘注射成型设计，采用卧式注射机。模具在注射机上

11、横卧安装，其注射于合模方向同在一水平线上。注射方式为螺杆式，机体低，便于操作，塑件顶出后可自行落下，生产效率高，并可实现自动化。此类注射机型多样，注射容量范围大，适用于各种塑件的注射成型7。4.4.1注射机的规格型号注射机产品型号表示方法各国不尽相同，国内也没有完全统一，目前国内常用的型号编制方法有机械部标准（jb2485-78）,是由基本型号和辅助型号两部分组成，如图4-3所示：图4-3 国产注射机型号表示方法型号中的第一项代表塑料机械类，以大写汉语拼音字母“s”（塑）表示；第二项代表注射成型组，以大写汉语拼音字母“z”（注）表示；第三项代表区别于通用型或是专用型组，通用型者省略，专用型也用

12、相应的大写汉语拼音字母表示。如多模注射机以“m”（模）表示，多色注射机以“s”（色）表示，混合多色注射机以“h”（混）表示。热固性塑料注射机以“g”（固）表示；第四项代表注射容量主参数，以阿拉伯数字表示，单位为cm3。卧式基本型主参数前不加注代号，立式的注“l”（立），角式注“j”（角）。如果是不带预塑的柱塞式注射机时在代号之前加注“z”（柱）。如szzl30表示注射容量为30cm3的立式柱塞式塑料注射成型机。 国际上比较通用的是注射容积与合模力共同表示法，注射容积与合模力是从成型塑件重量与合模力两个主要方面表示设备的加工能力， 因此比较全面合理。如sz63/400，即表示塑料注射机（sz），

13、理论注射容积为63cm3，合模力为400kn。 此外，还有用xszy表示注射机型号的，如xszy125a，xszy指预塑式（y）塑料（s）注射（z）成型（x）机，125为设备的注射容积为125cm3，a为设备设计序号第一次改型。也有塑料机械生产厂家为了加强宣传作用，用厂家名称缩写加上注射容积或合模力数值来表示注射机的规格。如hd188为宁波市海达塑料机械有限公司生产的注射机，188指注射机的合模力为1880kn。表4-1 根据计算数据初选的设备参数 型 号项 目 xs-z60/50xs-zy250/180xs-zy250/160xs-zy350/250螺杆直径/mm40505055注射容量/c

14、m360250250350注射重量/g55228228320注射压力/mpa120147127107注射速率/(g.s-1)60114134145塑化能力/(kg.h-1)20555570注射方式柱塞式螺杆式螺杆式螺杆式锁模力/kn500180016002500移模行程mm180500350260拉杆间距mm190300295373370370290368最大模厚mm200350400400最小模厚/mm70200200170合模方式肘杆液压肘杆肘杆顶出行程/mm16090220240顶出力/kn15283035定位孔径/mm55100100125喷嘴移出量/mm10202020喷嘴球半径/m

15、m10181818系统压力/mpa666.86电动机功率/kw11243924加热功率/kw2.79.86.710外形尺寸(lwh)/(mmm)3.50.91.64.714.551.31.94.741.8重量/t24.567根据第三章计算结果，再根据查到的注射机型号选择了表中四种注射机，再进一步计算。根据第二章查到的数据我们取注射时间为3s，保压时间为1s,则再根据每台注射机的注射参数可计算出：注射机型号xs-z60/50xs-zy250/180xs-zy250/160xs-zy350/250所需台数5332再根据注射机的外形尺寸，加热功率，我们选择型号为xs-zy250/180的注射机。因为

16、加工同种量的PBS基料，柱塞式注射机的机器投入量太多，其加热功率也不大，既浪费成本又增加了很多人力方面的支出。而xs-zy250/180和xs-zy250/160两台注射机，在选择相同数量的基础上，型号为xs-zy250/180的注射机占地面积较小，且其加热功率也比另一台机器大的多。最后一种螺杆式注射机其所需的台数较少，但是其占地面积比其他机器要大的多，且其加热功率跟所选的机器也一样大。根据以上理由我们选择使用型号为xs-zy250/180的螺杆式注射机。另外考虑以后的生产过程中注射机的维护和整修，我们另外多加一台作为辅助待用设备，即此台设备在正常加工的三台机器中若有故障，便将此台辅助设备开机

17、来代替故障机器，从而在对故障机器的维修过程中并不影响车间的生产进度。4.5注射机的日常保养注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆(或柱塞)的推力，将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一循环周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。注塑机的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提，而为满足成型的要求，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2045MPa之间，见表

18、1)，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。养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。PBS注塑操作建议：（1）在操作前首先用LDPE（即高压PE）在原加工温度下洗机，然后将温度降至120-140，最后再用少量的PBS料或生物降解洗机料洗机。在注射时应记住用LDPE洗机后再降温，不能先降温再洗机，否则会堵住机头；（2）在操作时，应控制物料在料筒中的滞留时间尽量短，因为如果滞留时间过长，挤出的胶料颜色发深或发黄、很脆或粘度很低的话，即为胶料降解或碳化所致，该边角料丢弃，不能再回收利用，而分流道的尾料或其它边角料可再次回收利用；（3）注塑操作后

19、，注射机器在140-150下洗机；（4）注塑过程中若发生粘膜情况，一方面是由于温度过高或在料筒中的滞留时间过长，胶料发生降解所导致，这时可适当的降低加工温度或加入0.1左右的白油等润滑剂；另一方面可能是由于冷却的速率不当所致，这时我们可通过适当的调整冷却时间来改善。具体的操作操作、保样方法：4.5.1开机之前准备工作(1)检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机。应由维修人员将电器零件吹干后再开机。(2)操作前应检查设备的急停开关，并检查设备的前后安全门开关是否正常。(3)对于冷却装置，检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。(5)检查各活动部位是否有

20、润滑油(脂)，并加足润滑油。(6)打开电热装置，对机筒各段进行加温。当各段温度达到要求时，保温一段时间，以使机器温度趋于稳定。(7)进料机在料斗内加足足够的PBS原料。(8)盖好注塑机机简上的隔热罩，这样可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。4.5.2 操作过程中(1)操作过程中不要为贪图方便，随意取消安全门的作用。(2)注意观察压力油的温度，油温不要超出规定的范围。液压油的理想工作温度应保持在4550之间，一般在3060范围内比较合适。(3)注意调整各行程限位开关，避免机器在动作时产生撞击。4.5.3 工作结束时(1)停机前，应将机筒内的塑料清理干净，预防剩料氧化或长期受热分解。

21、(2)应将模具打开，使肘杆机构长时间处于闭锁状态。(3)车间必须备有起吊设备。装拆模具等笨重部件时应十分小心，以确保生产安全。4.5.4 注射系统在注塑时，压力油的温度最好保持在300500之间，液压油温度如果过高，会使氧化加速，压力油质素变坏。压力油的浓度减低，可导致润滑功能随之降低，其油泵、油掣被破坏，使封油圈硬化，从而减低封油功能。 注塑机在使用过程中，要经常检查压力油的水平，油泵压力及压力油的清洁程度，遇到潮湿天气的时候，必须每日检查压力油的浓度，同时还需经常检查运水喉，以免混入在压力油内，造成滤油器阻塞。油缸内需要经常检查，保持干净，防止杂物掉入油缸。工作过程中需要按时补充压力油。对

22、于各运动需要润滑的部分，各行程开关掣、螺丝松紧以及各油喉、接头部分是否漏油等，每周应例行检查一次，保持良好状况，如有松脱，则加以更换或拧紧。 注塑机电路的各接触点一定要保持紧密状态，不得有松脱现象。为了避免影响电箱的散热功能，要随时注意各抽气扇的工作性能，并及时清理隔尘网上的尘埃和更换隔尘网。另外，当油缸内压力油使用过久过长时，需更换油缸内的压力油，以便延长油掣、油泵和封油圈的使用寿命。操作过程中需维持热电偶接触点的清洁，按规定时间对电箱内所有电线接驳点检查一次，查看各电线的胶壳有无硬化，防止发生漏电事故。对于传动装置需保持马达及各油掣的清洁，如果马达外壳有尘垢，可对它的散热功能造成影响，所以

23、应按时检查一次，若发现有问题时应及时对其处理，从而保证机器正常运作。用得太久的机器的封油圈、胶圈等会自然损蚀，进而失去了其原有的作用，或发挥的功能不好而产生漏油情况，应按照原有的规格更换。另外机器若需要长时间的停机或更换原料时，必须先将熔胶筒内余下的胶料精理干净，这样才有利于熔胶过程的顺利进行。 4.5.5液压系统应选用较好的抗氧化、耐磨损、防腐蚀和泡沫较少的矿物油，工作环境温度较高时（夏季），采用粘度较高的液压油，工作环境温度较低时（冬季），采用黏度较低的液压油，这样可保证液压系统具有良好的润滑作用；为了适应不同的环境温度，油的的燃点、凝固点要根据环境温度作适度的调节。（1）温度对液压油的影

24、响：油温未达到20时应避免注射机在全负荷下工作，正常油温应保持在3050之间；（2）液压油出现泡沫：应检查油泵、液压油量、液压油品质、回油缸的油喉是否侵入液压油之下；（3）液压油呈乳白色：可能是空气潮湿或水分进入液压油或冷却水漏入油箱所致；（4）定期更换液压油：每30004000h便应更换一次液压油，在更换液压油时，顺便扭下油箱内的油过滤器对其清洗；（6）清洗油冷却器：每6个月左右把有冷却器拆下清理内部一次，以防止内部受到侵蚀损坏或冷却能力减弱；（7）清洗液压阀：若液压阀因阀芯受杂物阻塞，应把阀芯从液压阀拆下来用柴油或煤油清洗，再用压缩空气清除杂物。4.5.6锁模系统和电气系统（1）锁模系统：每天正式生产前使润滑泵开动一次，生产时每隔12h润滑一下；保持四条拉杆清洁；保持移动模板的滑脚与导轨清洁润滑；避免使用接近或超过额定压力的锁模；调模时，不可用特快锁模速度；控制开模及锁模动作的行程位置，使开模及锁模动作顺滑及减少冲击。（2）电气系统：当检查机内高压元件时，如非必要，不应开启总电源开关；控制箱内温度不能过高；若需要可更换继电器，并且应使用指定电压的继电器。 注射机应有健全的日检、周检、月检和年检制度。