第六章量产设备与模具保养 61注塑机 611注塑机的基本原理 注射成型是通过注塑机和模具来实现的。尽管注塑机的种类很多,但是无论哪种注塑机,其 基本功能只有两个:1)加热塑料,使其达到熔融状态:2)对熔融塑料施加高压,使其射出而充满 模具型腔 o806/2708 图6-1高光无痕注塑成形系统 lSP108A注塑机;2干燥机与料斗;3.水塔;4水泵;5快速热冷注塑控制机 按塑化方式注塑机可分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机两种; 1)柱塞式注塑机 柱塞式注塑机是通过柱塞在料筒内的往复运动将熔融塑料向前推送,通过分流梭经喷嘴注入 模具型腔。塑料在料筒中塑化主要依靠料筒外加热器提供的热量。由于塑料的导热性差,导致料 筒内的物料内外层塑化不均匀,因此,柱塞式注塑机不宜用来成型流动性差、热敏性强、注射量 过大的塑料制件。 2)螺杆式注塑机
第六章 量产设备与模具保养 6.1 注塑机 6.1.1 注塑机的基本原理 注射成型是通过注塑机和模具来实现的。尽管注塑机的种类很多，但是无论哪种注塑机，其 基本功能只有两个：1)加热塑料，使其达到熔融状态；2)对熔融塑料施加高压，使其射出而充满 模具型腔。 按塑化方式注塑机可分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机两种； 1)柱塞式注塑机 柱塞式注塑机是通过柱塞在料筒内的往复运动将熔融塑料向前推送，通过分流梭经喷嘴注入 模具型腔。塑料在料筒中塑化主要依靠料筒外加热器提供的热量。由于塑料的导热性差，导致料 筒内的物料内外层塑化不均匀，因此，柱塞式注塑机不宜用来成型流动性差、热敏性强、注射量 过大的塑料制件。 2)螺杆式注塑机 图 6-1 高光无痕注塑成形系统 1.SP108A 注塑机；2.干燥机与料斗；3.水塔；4.水泵；5.快速热冷注塑控制机 3 4 1 5 2
螺杆式注塑机与柱塞式注塑机的区别主要是在料筒内以旋转的螺杄代替了平推的柱塞,料筒 内物料的熔融塑化以及注射都是由螺杄完成的,螺杆在料筒中既可旋转又可前后移动,因而能够 起到送料、压实、塑化与传压的作用。目前螺杆式注塑机产量最大,应用也最广泛。如图6-1所 示为一套完整的高光无痕注塑成形系统,其中的仁兴SPl08A注塑机就属于螺杆式机型。下面以 螺杆式注塑机为对象进行讨论。 塑料注射成型过程是一个循环过程,完成一次循环即完成一次注塑循环周期,每一周期主要 包括:定量加料、熔融塑化、施压注射、充模冷却和启模取件等动作。取出塑件后再闭模,进行 下一个循环。每完成一次注塑循环周期,注塑机的注射装置和合模装置就分别完成一个工作循环 即注射装置和合模装置的各运动部件均按预定的顺序依次动作一次。循环过程如图6-2所示 塑料原料一预塑 注座后退 注座前进 模具预热 计量 插嵌件一闭模一注射一(放气)一保压 清理模具 顶出塑件←启模←定型 图6-2塑料注射成型循环过程 完成注塑成型需要经过三个阶段:塑化、注射和定型。 塑化阶段 塑料原料从料斗落入料筒,被转动的螺杄向前输送。在料筒内,塑料一方面接收料筒外部的 加热升温,另一方面又因螺槽容积的逐渐减小而被压实,同时螺杆在料筒内旋转时会对塑料产生 强烈的搅拌和剪切作用,导致塑料之间以及塑料与料筒和螺杆之间发生剧烈的摩擦,产生大量热 量,使塑料在被推动前移的冋时逐渐塑化成熔融态。由于螺杆头部背压的作用,螺杄在旋转的同 时还有后退动作,以便将塑化好的熔体储存在料筒的顶端供注射使用。螺杆后退行程由一次成型 制品所需的注射料量决定。 2庄注射阶段 当螺杄停止旋转和后退时,合模部分开始工作使模具闭合,继而注射装置前移,使注射喷嘴 与模具浇道口贴合,注射油缸活塞推动螺杄迅速前移,按成型工艺所要求的注射压力和速度把熔 融塑料注入模具型腔内。为了防止注入模腔的熔料回流以及补充因制品冷却定型而收缩所需的少 量熔料,注射完成后的螺杆仍需对熔料保持一定的压力,即所谓保压,直至浇口处的熔料冷却定 型为止 3)定型阶段 模腔内的熔料冷却后,由粘流态恢复到玻璃态。当模腔内制品完全冷却定型后,合模机构打 开,模具开启,在顶出机构的辅助作用下,制品脱模,完成注射成型全过程
螺杆式注塑机与柱塞式注塑机的区别主要是在料筒内以旋转的螺杆代替了平推的柱塞，料筒 内物料的熔融塑化以及注射都是由螺杆完成的，螺杆在料筒中既可旋转又可前后移动，因而能够 起到送料、压实、塑化与传压的作用。目前螺杆式注塑机产量最大，应用也最广泛。如图 6-1 所 示为一套完整的高光无痕注塑成形系统，其中的仁兴 SP108A 注塑机就属于螺杆式机型。下面以 螺杆式注塑机为对象进行讨论。 塑料注射成型过程是一个循环过程，完成一次循环即完成一次注塑循环周期，每一周期主要 包括：定量加料、熔融塑化、施压注射、充模冷却和启模取件等动作。取出塑件后再闭模，进行 下一个循环。每完成一次注塑循环周期，注塑机的注射装置和合模装置就分别完成一个工作循环， 即注射装置和合模装置的各运动部件均按预定的顺序依次动作一次。循环过程如图 6-2 所示。 图 6-2 塑料注射成型循环过程 完成注塑成型需要经过三个阶段：塑化、注射和定型。 1)塑化阶段 塑料原料从料斗落入料筒，被转动的螺杆向前输送。在料筒内，塑料一方面接收料筒外部的 加热升温，另一方面又因螺槽容积的逐渐减小而被压实，同时螺杆在料筒内旋转时会对塑料产生 强烈的搅拌和剪切作用，导致塑料之间以及塑料与料筒和螺杆之间发生剧烈的摩擦，产生大量热 量，使塑料在被推动前移的同时逐渐塑化成熔融态。由于螺杆头部背压的作用，螺杆在旋转的同 时还有后退动作，以便将塑化好的熔体储存在料筒的顶端供注射使用。螺杆后退行程由一次成型 制品所需的注射料量决定。 2)注射阶段 当螺杆停止旋转和后退时，合模部分开始工作使模具闭合，继而注射装置前移，使注射喷嘴 与模具浇道口贴合，注射油缸活塞推动螺杆迅速前移，按成型工艺所要求的注射压力和速度把熔 融塑料注入模具型腔内。为了防止注入模腔的熔料回流以及补充因制品冷却定型而收缩所需的少 量熔料，注射完成后的螺杆仍需对熔料保持一定的压力，即所谓保压，直至浇口处的熔料冷却定 型为止。 3)定型阶段 模腔内的熔料冷却后，由粘流态恢复到玻璃态。当模腔内制品完全冷却定型后，合模机构打 开，模具开启，在顶出机构的辅助作用下，制品脱模，完成注射成型全过程
注嘴止逆料简螺 油压马达注射 冷却(可型化测量) 蝶杆转动 图6-3注塑机的操作过程 如图6-3所示,以螺杆为中心进行分析,完成一次注塑循环周期需要经过三个动作程序: 1)注射缸活塞在预设压力作用下推动螺杆前进注射己塑化融料 2)注射缸活塞在预设压力作用下继续推动螺杆前进补料保压 3)油压马达驱动螺杆转动加料塑化,螺杆克服注射缸活塞预设背压后退,直至完成计量,准 备下一次注射:另一方面,模腔中的塑料冷却定型完成后,模腔中的制品脱模。 612注塑机的结构组成 台通用注塑机主要包括注射系统、合模系统、液压控制系统三部分。 注射系统 注射系统的作用是在一定时间内将一定量的塑料均匀塑化成熔融状态,并以足够的压力和速 度注射到模腔中,注射完毕后能对模腔中的熔料进行保压和补料。 如图6-4所示,应用最多的是往复螺杆式注射装置,通过螺杆的旋转把物料塑化,然后再由 此螺杄把塑化好的熔料注射到模具型腔中。它主要由塑化部件(包括喷嘴、料筒和螺杄)料斗(包 括烘干装置)、螺杆传动装置、注射装置和注射座及注射座移动油缸等组成
图 6-3 注塑机的操作过程 如图 6-3 所示，以螺杆为中心进行分析，完成一次注塑循环周期需要经过三个动作程序： 1) 注射缸活塞在预设压力作用下推动螺杆前进注射已塑化融料； 2) 注射缸活塞在预设压力作用下继续推动螺杆前进补料保压； 3) 油压马达驱动螺杆转动加料塑化，螺杆克服注射缸活塞预设背压后退，直至完成计量，准 备下一次注射；另一方面，模腔中的塑料冷却定型完成后，模腔中的制品脱模。 6.1.2 注塑机的结构组成 一台通用注塑机主要包括注射系统、合模系统、液压控制系统三部分。 1． 注射系统 注射系统的作用是在一定时间内将一定量的塑料均匀塑化成熔融状态，并以足够的压力和速 度注射到模腔中，注射完毕后能对模腔中的熔料进行保压和补料。 如图 6-4 所示，应用最多的是往复螺杆式注射装置，通过螺杆的旋转把物料塑化，然后再由 此螺杆把塑化好的熔料注射到模具型腔中。它主要由塑化部件（包括喷嘴、料筒和螺杆）、料斗（包 括烘干装置）、螺杆传动装置、注射装置和注射座及注射座移动油缸等组成
图6-4射胶组件结构 1.射嘴:2.射嘴法兰:3螺旋止逆阀;4电热圈;5熔料筒:6.螺杆;7料斗; 8轴承;9液压马达;10.射台油缸;11射台机芯;12射台油缸塞;13.射胶油缸 14射台底座;15中心调节螺丝;16传动体;17传动体滑动导杆;18滑动导杆支撑 其工作过程为:随着螺杄的不断旋转,粒状物料连续不断地从料斗落λ料筒螺杄的螺纹槽中, 并被旋转的螺杄推向料筒前方,物料向前移动时,在料筒外围加热装置的加热以及螺杄的搅拌 剪切和混炼作用下,逐渐被塑化熔融,推移到螺杄顶部与射嘴辶间。随着料筒顶端熔料的増加, 前移的物料所受的反阻力也逐渐增大,当这个阻力超过射台油缸活塞退回的阻力时,当存料达到 制件需要的质量时,计量控制装置开始工作,螺杆停止转动,为注射做好准备。这时模具闭合, 螺杆在注射活塞的推动下,以一定的压力和较高的速度将熔料注入模腔,注射完毕后要保压一段 时间,以防熔料的回流及补充制品成型的冷却收缩量。 L2=830 A N回 (1)渐变形螺杆(挤出机用) =250 L2=560 L1=330 (2)突变形螺杆(注型机用) L一螺纹长;L」一加料段长;L一塑化段长;L一计量段长;S一螺距;D一螺杆直径: h一加料段螺纹深;h一计量段螺纹深;ε—一螺棱宽:R、R-螺棱根部圆角半径 图6-5注塑机用螺杆的几何形状和尺寸
图 6-4 射胶组件结构 1.射嘴；2. 射嘴法兰；3.螺旋止逆阀；4.电热圈；5.熔料筒；6.螺杆；7.料斗； 8.轴承；9.液压马达；10.射台油缸；11.射台机芯；12.射台油缸塞；13.射胶油缸； 14.射台底座；15.中心调节螺丝；16.传动体；17.传动体滑动导杆；18.滑动导杆支撑 其工作过程为：随着螺杆的不断旋转，粒状物料连续不断地从料斗落入料筒螺杆的螺纹槽中， 并被旋转的螺杆推向料筒前方，物料向前移动时，在料筒外围加热装置的加热以及螺杆的搅拌、 剪切和混炼作用下，逐渐被塑化熔融，推移到螺杆顶部与射嘴之间。随着料筒顶端熔料的增加， 前移的物料所受的反阻力也逐渐增大，当这个阻力超过射台油缸活塞退回的阻力时，当存料达到 制件需要的质量时，计量控制装置开始工作，螺杆停止转动，为注射做好准备。这时模具闭合， 螺杆在注射活塞的推动下，以一定的压力和较高的速度将熔料注入模腔，注射完毕后要保压一段 时间，以防熔料的回流及补充制品成型的冷却收缩量。 L—螺纹长；L1—加料段长；L2—塑化段长；L3—计量段长；S—螺距；D—螺杆直径； h1—加料段螺纹深；h2—计量段螺纹深；e—螺棱宽；R1、R2—螺棱根部圆角半径 图 6-5 注塑机用螺杆的几何形状和尺寸
表6-1注塑用螺杆的各段长度/mm 螺杆类型 加料段 塑化段 计量段 渐变形 0~5 20-35 突变形 65~70 (1~1.5)D 0~25 D表示螺杆直径 45~50 20~30 20~30 螺杆是注射装置的重要零件,如图6-5所示,其主要参数如下: 直径与行程。注塑机的最大注射量是由螺杆的直径与最大行程决定的,直径与行程之间 有一定的比例关系,行程与直径之比一般取3~5。如果比值过大,行程过长,则螺杆的工 作部分长度就会缩小,影响物料的塑化质量。如果比值小,螺杆的行程小,为了保证注 射量就要增大螺杆直径,也要相应増加注射油缸的直径,增大了功率消耗 ■螺旋升角、螺棱宽和径向间隙 般取螺旋升角q=1740 螺棱宽度e=(0.08~0.12)D(D为螺杆直径)。对黏度小的物料,螺棱宽度尽量取大 些,太小容易漏流,但太大会增加动力消耗,容易过热。 径向间隙为螺杄与料筒的装配间隙,如果间隙过大,会使机器的塑化能力降低,注射时 熔料的回流量增加;过小又会增加螺杆和料筒机械加工的难度和螺杄功率的消耗。通常径向 间隙取值为e=(0.002~0.005)D 长径比和分段 螺杆的长径比是指螺杄的螺纹部分长度与螺杄直径之比,一般取16~20。其值越大,塑化 质量好,温度均匀,混炼效果好,还可以在保证塑化质量的前提下,提高螺杆转速,增加塑 化量:但长径比太大会给螺杆和料筒的机械加工带来困难,所以在满足质量的前提下,取较 小值比较好,一方面短的螺杆制造容易,另一方面可以缩短注塑机的机身,清理螺杆也方便, 螺杄的分段是指注塑用螺杄的加料段、塑化段和计量段占螺杆的螺纹部分的比例。一般 加料段占50%左右,压缩段和计量段各占25%左右。 ■螺槽深度和压缩比。 料筒是塑料加热和加压的容器。注塑机的加料、大多是靠料斗中粒料的自重,自由落入 料筒内,所以料筒的料口形状应适合粒料的自重落入,保证自动加料时的输送能力 注塑时料筒内的熔融物料在螺杄作用下,以高压快速流经射嘴注入模具型腔而成型,因 此射嘴起着连接料筒和模具的作用并使物料具有很高的注射速度。当物料高速流径射嘴时, 会因射嘴内径的减小,受到较大的剪切,使物料进一步塑化。 另一方面,塑料原料中的水分直接影响注塑制品的质量,尤其是工程塑料。因而对吸湿 性塑料预热干燥就显得十分必要,这样不仅可以増加制品的表面光泽度,提高弯曲强度、拉 伸强度,避免内部的银丝、裂纹、气泡和麻点,而且还能提高塑化能力,缩短成型周期。塑 料原料中的水分有两种存在形式。一种是吸收水分进入基体内部,如ABS、有机玻璃等物料。 另一种是表面带潮,水分只是披覆在基体外表,很少渗透到内部,如聚乙烯、聚丙烯等物料 表6-2和表6-3列出了部分常用塑料的注塑温度范围及干燥条件。干燥时要根据不同的吸湿形 式、不同的物料,采用不同的干燥方法。但要注意无论采用哪种方法,干燥好的物料都要密 封保存或加热保温,因其在大气中的露置时间(包括加了盖的料斗中)不能太长,一般晴天 不超过3小时,雨天不超过l小时 表6-2部分塑料的注塑温度
表 6-1 注塑用螺杆的各段长度/mm 螺杆类型 加料段 塑化段 计量段 备注 渐变形 30~50 50 20~35 突变形 65~70 （1~1.5）D 20~25 通用形 45~50 20~30 20~30 D 表示螺杆直径 螺杆是注射装置的重要零件，如图 6-5 所示，其主要参数如下： 直径与行程。注塑机的最大注射量是由螺杆的直径与最大行程决定的，直径与行程之间 有一定的比例关系，行程与直径之比一般取 3~5。如果比值过大，行程过长，则螺杆的工 作部分长度就会缩小，影响物料的塑化质量。如果比值小，螺杆的行程小，为了保证注 射量就要增大螺杆直径，也要相应增加注射油缸的直径，增大了功率消耗。 螺旋升角、螺棱宽和径向间隙。 一般取螺旋升角ϕ = 17°40' 。 螺棱宽度e = (0.08 ~ 0.12)D （D 为螺杆直径）。对黏度小的物料，螺棱宽度尽量取大一 些，太小容易漏流，但太大会增加动力消耗，容易过热。 径向间隙为螺杆与料筒的装配间隙，如果间隙过大，会使机器的塑化能力降低，注射时 熔料的回流量增加；过小又会增加螺杆和料筒机械加工的难度和螺杆功率的消耗。通常径向 间隙取值为e = (0.002 ~ 0.005)D 长径比和分段。 螺杆的长径比是指螺杆的螺纹部分长度与螺杆直径之比，一般取 16~20。其值越大，塑化 质量好，温度均匀，混炼效果好，还可以在保证塑化质量的前提下，提高螺杆转速，增加塑 化量；但长径比太大会给螺杆和料筒的机械加工带来困难，所以在满足质量的前提下，取较 小值比较好，一方面短的螺杆制造容易，另一方面可以缩短注塑机的机身，清理螺杆也方便。 螺杆的分段是指注塑用螺杆的加料段、塑化段和计量段占螺杆的螺纹部分的比例。一般 加料段占 50%左右，压缩段和计量段各占 25%左右。 螺槽深度和压缩比。 料筒是塑料加热和加压的容器。注塑机的加料、大多是靠料斗中粒料的自重，自由落入 料筒内，所以料筒的料口形状应适合粒料的自重落入，保证自动加料时的输送能力。 注塑时料筒内的熔融物料在螺杆作用下，以高压快速流经射嘴注入模具型腔而成型，因 此射嘴起着连接料筒和模具的作用并使物料具有很高的注射速度。当物料高速流径射嘴时， 会因射嘴内径的减小，受到较大的剪切，使物料进一步塑化。 另一方面，塑料原料中的水分直接影响注塑制品的质量，尤其是工程塑料。因而对吸湿 性塑料预热干燥就显得十分必要，这样不仅可以增加制品的表面光泽度，提高弯曲强度、拉 伸强度，避免内部的银丝、裂纹、气泡和麻点，而且还能提高塑化能力，缩短成型周期。塑 料原料中的水分有两种存在形式。一种是吸收水分进入基体内部，如 ABS、有机玻璃等物料。 另一种是表面带潮，水分只是披覆在基体外表，很少渗透到内部，如聚乙烯、聚丙烯等物料。 表 6-2 和表 6-3 列出了部分常用塑料的注塑温度范围及干燥条件。干燥时要根据不同的吸湿形 式、不同的物料，采用不同的干燥方法。但要注意无论采用哪种方法，干燥好的物料都要密 封保存或加热保温，因其在大气中的露置时间（包括加了盖的料斗中）不能太长，一般晴天 不超过 3 小时，雨天不超过 l 小时 。 表 6-2 部分塑料的注塑温度
塑料种类 模温℃ 料筒温度℃ 前段 中段 硬塑类(PS) 硬塑(PS) 200~280 150~160 不碎塑(HPS) 10~75 20~270 190~260 150~160 ABS 220~270 190~260 150~160 SAN 20~270 200~250 150~160 软塑类 软塑(LDPE) 20~60 230~310 130~200 硬性软塑(HDPE) 230~310 220~300 130~200 百折塑(PP) 10~80 220~325 220~290 140~180 PVC 硬PVC 20~60 170~200 170~200 140~150 软PVC 170~200 140~200 130~140 防弹塑(PC 70-115 300~350 230~270 亚加力(PMMA) 30~70 190~240 190~220 140~170 尼龙(PA) 尼龙6(PA6) 50~80 210~230 210~230 200~210 尼龙66(PA66) 50~80 250~280 250~280 190~250 缩醛(POM) 190~210 175~210 160~180 酸性胶 丁酸醋酸纤维素(CAB)3075 140~150 140~150 120~130 醋酸纤维素(CA) 30~75 180~200 150~180 130~150 丙酸纤维素(CP) 30~80 180~210 160~180 表6-3部分常用塑料的烘干温度及时间 塑料类型 烘干温度及时间 硬塑类(PS-ABS) 在60-80℃下烘干1~4小时 防弹塑(PC) 在100~120℃C下烘干7~8小时 亚加力(PMMA) 在70~80℃下烘干68小 尼龙(PA) 在80~100℃下烘干10~14小时 酸性胶( CA-CAB-VP) 在70~80℃下烘干2~4小时 2.合模系统 合模装置应满足下列要求 有足够的锁模力,保证模具在熔料的压力作用下,不会有溢料现象 有足够的模板面积、模板行程和模板间距,以适应不同外形尺寸塑料制品的成型要求。 模板的运行速度应满足闭模时先快后慢,开模时先慢后快再慢,以防止合模时模具的碰 撞,实现塑料制品的平稳脱模 ■模板要有足够的强度,保证在模塑过程中不致因频繁受压而引起变形或损坏,影响制品 尺寸的稳定和注塑机寿命 合模装置主要由合模机构、调模机构、顶岀机构、前后固定模板、移动模板及拉杄、油缸等 组成。 1)合模机构。 按照实现锁模力的方式不同,合模装置的结构形式常用的有液压式和液压-机械式两种。 a)液压式合模装置 依靠液体压力实现模具的启闭和锁紧作用,图6-6为最简单的单缸直动式液压合模装置的基 本组成结构,目前主要应用于微型注塑机上。合模油缸也叫锁模油缸,它的主要功能是利用油缸
料筒温度℃ 塑料种类 模温℃ 前段 中段 后段 硬塑类（PS） 硬塑（PS） 不碎塑（HIPS） ABS SAN 10~75 10~75 10~80 10~80 200~280 220~270 220~270 220~270 200~260 190~260 190~260 200~250 150~160 150~160 150~160 150~160 软塑类 软塑（LDPE） 硬性软塑（HDPE） 百折塑（PP） 20~60 20~60 10~80 230~310 230~310 220~325 220~300 220~300 220~290 130~200 130~200 140~180 PVC 硬 PVC 软 PVC 20~60 20~60 170~200 170~200 170~200 140~200 140~150 130~140 防弹塑（PC） 70~115 300~350 280~340 230~270 亚加力（PMMA） 30~70 190~240 190~220 140~170 尼龙（PA） 尼龙 6（PA6） 尼龙 66（PA66） 50~80 50~80 210~230 250~280 210~230 250~280 200~210 190~250 缩醛（POM） 60~90 190~210 175~210 160~180 酸性胶 丁酸醋酸纤维素（CAB） 醋酸纤维素（CA） 丙酸纤维素（CP） 30~75 30~75 30~80 140~150 180~200 180~210 140~150 150~180 190~220 120~130 130~150 160~180 表 6-3 部分常用塑料的烘干温度及时间 塑料类型 烘干温度及时间 硬塑类（PS-ABS） 在 60~80℃下烘干 1~4 小时 防弹塑（PC） 在 100~120℃下烘干 7~8 小时 亚加力（PMMA） 在 70~80℃下烘干 6~8 小时 尼龙（PA） 在 80~100℃下烘干 10~14 小时 酸性胶（CA-CAB-VP） 在 70~80℃下烘干 2~4 小时 2． 合模系统 合模装置应满足下列要求： 有足够的锁模力，保证模具在熔料的压力作用下，不会有溢料现象。 有足够的模板面积、模板行程和模板间距，以适应不同外形尺寸塑料制品的成型要求。 模板的运行速度应满足闭模时先快后慢，开模时先慢后快再慢，以防止合模时模具的碰 撞，实现塑料制品的平稳脱模。 模板要有足够的强度，保证在模塑过程中不致因频繁受压而引起变形或损坏，影响制品 尺寸的稳定和注塑机寿命。 合模装置主要由合模机构、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板及拉杆、油缸等 组成。 1） 合模机构。 按照实现锁模力的方式不同，合模装置的结构形式常用的有液压式和液压-机械式两种。 a)液压式合模装置 依靠液体压力实现模具的启闭和锁紧作用，图 6-6 为最简单的单缸直动式液压合模装置的基 本组成结构，目前主要应用于微型注塑机上。合模油缸也叫锁模油缸，它的主要功能是利用油缸
中的油压推动和锁紧模板。前后模板由拉杄支撑经螺母紧固,保证移动模板在拉杆上前后移动工 作。 1合模油缸;2.后固定模板;3移动模板;4拉杄;5模具;6前固定模板;7.拉杄螺母 图6-6单缸直动式液压合模装置 液压式合模装置的特点如下 模板间距大,模具厚度变化范围大。 锁模力大小的调节可以通过调节油压来实现,锁模力的大小可以直接读出,操作方便。 ■移动模板可以在行程范围内任意位置停留,因此调节模板间距十分方便 零件能自润滑,磨损小 对锁模力大的注塑机,要求大的合模油缸及高的油压,这对液压系统密封、制造不利。 液压系统管路多,保证无渗漏是困难的,所以锁模力的稳定性差,从而影响制品质量 b)液压-机械式 如图6-7所示,可以用较小的油缸推力,通过用连杆机构的放大,得到较大的锁模力。这种 液压、机械组合的合模机枃,提髙了合模的速度,节省了功率消耗,对改进设备结构,降低制 成本有利。目前常用的有单曲肘和双曲肘液压-机械合模装置。 液压-机械式合模装置的特点如下: 有增力作用,可以减少功率消耗 有自锁作用,即使撤除油压,锁模力也不会消失,模具闭锁稳定、可靠。 模板移动速度是变化的,合模时由快到慢,开模时先慢后快再慢,使启闭模比较平稳, 避免了模具接触时的冲击,碰撞。 肘杆机构易磨损,要求有高的刚性和耐磨性。 模具厚度变化时,需调整动模板和定模板间距,所以调模比较麻烦。 锁模力必须用专业仪器测得,不好调整
中的油压推动和锁紧模板。前后模板由拉杆支撑经螺母紧固，保证移动模板在拉杆上前后移动工 作。 1.合模油缸；2. 后固定模板；3.移动模板；4.拉杆；5.模具；6.前固定模板；7.拉杆螺母； 图 6-6 单缸直动式液压合模装置 液压式合模装置的特点如下： 模板间距大，模具厚度变化范围大。 锁模力大小的调节可以通过调节油压来实现，锁模力的大小可以直接读出，操作方便。 移动模板可以在行程范围内任意位置停留，因此调节模板间距十分方便。 零件能自润滑，磨损小。 对锁模力大的注塑机，要求大的合模油缸及高的油压，这对液压系统密封、制造不利。 液压系统管路多，保证无渗漏是困难的，所以锁模力的稳定性差，从而影响制品质量。 b)液压-机械式 如图 6-7 所示，可以用较小的油缸推力，通过用连杆机构的放大，得到较大的锁模力。这种 液压、机械组合的合模机构，提高了合模的速度，节省了功率消耗，对改进设备结构，降低制品 成本有利。目前常用的有单曲肘和双曲肘液压-机械合模装置。 液压-机械式合模装置的特点如下： 有增力作用，可以减少功率消耗。 有自锁作用，即使撤除油压，锁模力也不会消失，模具闭锁稳定、可靠。 模板移动速度是变化的，合模时由快到慢，开模时先慢后快再慢，使启闭模比较平稳， 避免了模具接触时的冲击，碰撞。 肘杆机构易磨损，要求有高的刚性和耐磨性。 模具厚度变化时，需调整动模板和定模板间距，所以调模比较麻烦。 锁模力必须用专业仪器测得，不好调整
1哥林柱固定螺母;2.固定模板;3.机械安全顶板;4机械安全顶杆;5活动模板; 6.活动模板铰叉:7.细铰;8直铰:9耳仔铰;10尾板铰叉;11.尾板;12.锁模油缸 13锁模机芯;14.十字铰:15.顶针油缸;16顶针杄:17.活动模板滑脚;18哥林柱 图6-7液压-机械式合模装置 2)调模机构 调模杋枃是为实现模具厚度的变化而设置的,主要针对液压-机械式合模装置,由于动模板行 程不能调节,为适应不同厚度模具的要求,必须设置调模机构。 螺纹肘杆调距。 移动合模油缸位置调距。 拉杆螺母调距。 移动模板间连接大螺母调距。 )顶出机构 顶出机构是为顶出模腔内的塑料制品而设置的,因此应当具备足够的顶出力和行程,一般分 为机械顶出、液压顶出和气动顶出三种形式。 ■机械顶出 顶杆固定在机架上,它本身不移动,开模时移动模板后退,顶出杆穿过移动模板的中心孔而 作用于模具顶板上,推动顶板将制品顶岀模具,顶杄的长度,由模具的厚度决定,通过螺纹调节。 ■液压顶出 如图6-7所示,在移动模板的后面装有一个顶出油缸,推动活塞即顶出杆工作,活塞上有螺 栓可调节顶杄的长度,开模时模板后移,顶出油缸推动顶杆伸出工作。顶出的力量、速度、时间 和行程通过液压系统进行调节,可自行复位,并能在开模过程中或开模后顶出制品,有利于缩短 注塑成型周期。 大型注塑杋中一般同时设有机械顶出和液压顶岀,通常在动模板中间放置顶出油缸,而在模 板的两侧设置机械式顶出装置 ■气动顶出。 气动顶出是利用压缩空气来完成的,压缩空气通过成型模具上的许多微型小孔,直接把塑料
1.哥林柱固定螺母；2.固定模板；3.机械安全顶板；4.机械安全顶杆；5.活动模板； 6. .活动模板铰叉；7.细铰；8.直铰；9.耳仔铰；10.尾板铰叉；11.尾板；12.锁模油缸； 13.锁模机芯；14.十字铰；15.顶针油缸；16.顶针杆；17.活动模板滑脚；18.哥林柱 图 6-7 液压-机械式合模装置 2） 调模机构 调模机构是为实现模具厚度的变化而设置的，主要针对液压-机械式合模装置，由于动模板行 程不能调节，为适应不同厚度模具的要求，必须设置调模机构。 螺纹肘杆调距。 移动合模油缸位置调距。 拉杆螺母调距。 移动模板间连接大螺母调距。 3） 顶出机构 顶出机构是为顶出模腔内的塑料制品而设置的，因此应当具备足够的顶出力和行程，一般分 为机械顶出、液压顶出和气动顶出三种形式。 机械顶出。 顶杆固定在机架上，它本身不移动，开模时移动模板后退，顶出杆穿过移动模板的中心孔而 作用于模具顶板上，推动顶板将制品顶出模具，顶杆的长度，由模具的厚度决定，通过螺纹调节。 液压顶出。 如图 6-7 所示，在移动模板的后面装有一个顶出油缸，推动活塞即顶出杆工作，活塞上有螺 栓可调节顶杆的长度，开模时模板后移，顶出油缸推动顶杆伸出工作。顶出的力量、速度、时间 和行程通过液压系统进行调节，可自行复位，并能在开模过程中或开模后顶出制品，有利于缩短 注塑成型周期。 大型注塑机中一般同时设有机械顶出和液压顶出，通常在动模板中间放置顶出油缸，而在模 板的两侧设置机械式顶出装置。 气动顶出。 气动顶出是利用压缩空气来完成的，压缩空气通过成型模具上的许多微型小孔，直接把塑料
制品吹出。这种顶出方法对制品表面不留顶出痕迹,但需要增加气动辅助设备。 3.液压控制系统 如图68所示,注塑机液压控制系统是由动力系统、执行系统、控制系统、辅助系统及传动 介质油组成。动力系统主要是为系统提供液压油,包括电机、泵组等部件。执行系统主要是注塑 机上的各种油缸,包括合模油缸、顶出油缸、整体移动油缸、注射油缸和传动油马达等。它们把 液体的压力能转换成机械能,推动执行机构动作,对外做功。控制系统主要是控制液压油的压力、 流量和流向,实现预定的工作程序和动力参数,主要包括压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀 等。辅助系统主要指油箱、滤油器、蓄能器、管道、接头和压力表等部件,它们在系统中主要起 辅助其他系统完成功能的作用。液压用油是液压系统的“血液”,利用它进行能量的转换、传递和 控制。 在注射成型时,熔融物料是以高压注射进入模具型腔的,因此合模油缸必须有足够的锁模力 以免制品由于模具被胀开而产生飞边。另外,液压系统还应满足模具启闭时的速度要求:合模时 先快后慢,开模时先慢后快再慢。快、慢速的比值一般很大,通常采用双泵并联、多泵分级控制 以及节流调速等方法来保证启闭模速度的调节。 注射座整体移动油缸要有足够的推力使注射座迅速前移或后退,并且移动油缸的推力,应保 证喷嘴与模具浇口紧密、牢靠贴合 注射油缸应可根据塑料的品种、制件的形状灵活调整注射压力和注射速度。对塑料黏度较高 或壁薄、面积大和形状较复杂的制件,注射压力应高些,反之可低些。对注射速度要选择适当, 速度过低制品易形成冷接缝,形状复杂的制品外形不易保证;速度过高,物料流速过快,易产生 大量的摩擦热,使物料分解、变色,模腔内气体不易排出,制品中易产生气泡。注射完成后,要 有保压压力,保证熔料充满模腔并补充物料因冷却造成的收缩 顶出装置要有足够的顶出力,使制件顺利脱模。有多支点顶出装置时,各支点顶出力要均匀 并且顶杆伸出长度相同。同时要求顶出杆的运行速度要平稳、可调 射经油 wiAB SV1 I OPERATON ISv7ISv9 SVI 溶尽馬连 M--XOb EMI A
制品吹出。这种顶出方法对制品表面不留顶出痕迹，但需要增加气动辅助设备。 3． 液压控制系统 如图 6-8 所示，注塑机液压控制系统是由动力系统、执行系统、控制系统、辅助系统及传动 介质油组成。动力系统主要是为系统提供液压油，包括电机、泵组等部件。执行系统主要是注塑 机上的各种油缸，包括合模油缸、顶出油缸、整体移动油缸、注射油缸和传动油马达等。它们把 液体的压力能转换成机械能，推动执行机构动作，对外做功。控制系统主要是控制液压油的压力、 流量和流向，实现预定的工作程序和动力参数，主要包括压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀 等。辅助系统主要指油箱、滤油器、蓄能器、管道、接头和压力表等部件，它们在系统中主要起 辅助其他系统完成功能的作用。液压用油是液压系统的“血液”，利用它进行能量的转换、传递和 控制。 在注射成型时，熔融物料是以高压注射进入模具型腔的，因此合模油缸必须有足够的锁模力， 以免制品由于模具被胀开而产生飞边。另外，液压系统还应满足模具启闭时的速度要求：合模时 先快后慢，开模时先慢后快再慢。快、慢速的比值一般很大，通常采用双泵并联、多泵分级控制 以及节流调速等方法来保证启闭模速度的调节。 注射座整体移动油缸要有足够的推力使注射座迅速前移或后退，并且移动油缸的推力，应保 证喷嘴与模具浇口紧密、牢靠贴合。 注射油缸应可根据塑料的品种、制件的形状灵活调整注射压力和注射速度。对塑料黏度较高 或壁薄、面积大和形状较复杂的制件，注射压力应高些，反之可低些。对注射速度要选择适当， 速度过低制品易形成冷接缝，形状复杂的制品外形不易保证；速度过高，物料流速过快，易产生 大量的摩擦热，使物料分解、变色，模腔内气体不易排出，制品中易产生气泡。注射完成后，要 有保压压力，保证熔料充满模腔并补充物料因冷却造成的收缩。 顶出装置要有足够的顶出力，使制件顺利脱模。有多支点顶出装置时，各支点顶出力要均匀 并且顶杆伸出长度相同。同时要求顶出杆的运行速度要平稳、可调
图6-8液压原理图 613注塑机的基本参数 注塑机的基本参数是设计、制造、购置和使用注塑机的依据,包括注射、合模和综合性能三 个方面 1.理论注射量 注射量在一定程度上反映了注塑机的加工能力,标志着所能生产的塑料制品的最大质量,所 以常用作表征注塑机规格的参数。一般有理论注射容积和注射质量两种表示方法 l)理论注射容积 注塑机对空注射时,螺杆或柱塞作一次最大注射行程时所射出的熔料体积,以cm3表示。理 论注射容积VL的计算公式为: VL=D-S 式中V一理论注射容积,cm3 D一螺杆(或柱塞)直径,cm S一螺杆(或柱塞)最大注射行程,cm 在注射过程中,一方面熔料的密度会随温度和压力的变化而变化,另一方面在压力的作用下 会有少量的熔料回流,并且在保压时需要对熔料因冷却而产生的收缩量进行补充,所以注塑机的 实际注射量要小于理论注射量。需用射出系数进行修正 Vs=avi 式中Vs一实际注射容量,cm3 a-射出系数 射出系数的大小与很多因素有关,如螺杆的结构与参数、注射压力和注射速度、背压大小 模具结构、制品形状和塑料性质等。射出系数通常在0.7-0.9范围内选取。 2)理论注射质量 注塑机对空注射时,螺杄或柱塞作一次最大注射行程时所射岀的聚苯乙烯(PS)熔料的最大 质量,以克(g)表示。当塑料制品的材料有别于PS时,注射量要按以下公式进行换算: W=Mx 式中p一该塑料的密度,g/cm M一以PS塑料表示的注塑量,g。 例如,PP的密度是0909m3,某注塑机的标准注射量参数为288g,因此用此机生产PP制品 时的注射量应为288×0.9/1.05=246.8g 根据实际生产经验,塑料制品的总质量(制品质量与浇口系统质量之和)最好控制在注射量 的85%以内,对非结晶塑料可取大值,而对于高黏度的塑料则宜取小值。 2.注射压力 注射熔料时,为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模具型腔时的流动阻力,螺杄(或柱塞)必须 对熔料施以足够大的压力,这种压力就称为注射压力。注射压力的计算公式如下:
图 6-8 液压原理图 6.1.3 注塑机的基本参数 注塑机的基本参数是设计、制造、购置和使用注塑机的依据，包括注射、合模和综合性能三 个方面。 1. 理论注射量 注射量在一定程度上反映了注塑机的加工能力，标志着所能生产的塑料制品的最大质量，所 以常用作表征注塑机规格的参数。一般有理论注射容积和注射质量两种表示方法。 l) 理论注射容积 注塑机对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大注射行程时所射出的熔料体积，以 cm 3 表示。理 论注射容积 VL的计算公式为： VL D S 2 4 π = 式中 VL ― 理论注射容积，cm 3 ； D ― 螺杆（或柱塞）直径，cm S ― 螺杆（或柱塞）最大注射行程，cm 在注射过程中，一方面熔料的密度会随温度和压力的变化而变化，另一方面在压力的作用下 会有少量的熔料回流，并且在保压时需要对熔料因冷却而产生的收缩量进行补充，所以注塑机的 实际注射量要小于理论注射量。需用射出系数进行修正。 VS = αVL 式中 VS ― 实际注射容量，cm 3 ； α ― 射出系数。 射出系数的大小与很多因素有关，如螺杆的结构与参数、注射压力和注射速度、背压大小、 模具结构、制品形状和塑料性质等。射出系数通常在 0.7-0.9 范围内选取。 2) 理论注射质量 注塑机对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大注射行程时所射出的聚苯乙烯（PS）熔料的最大 质量，以克(g)表示。当塑料制品的材料有别于 PS 时，注射量要按以下公式进行换算： 1.05 ρ W = M × 式中 ρ ―该塑料的密度，g / cm3 ； M ―以 PS 塑料表示的注塑量，g。 例如，PP 的密度是 0.909/cm3 ，某注塑机的标准注射量参数为 288g，因此用此机生产 PP 制品 时的注射量应为 288× 0.9 /1.05 = 246.8g 。 根据实际生产经验，塑料制品的总质量（制品质量与浇口系统质量之和）最好控制在注射量 的 85％以内，对非结晶塑料可取大值，而对于高黏度的塑料则宜取小值。 2．注射压力 注射熔料时，为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模具型腔时的流动阻力，螺杆（或柱塞）必须 对熔料施以足够大的压力，这种压力就称为注射压力。注射压力的计算公式如下：