延锋塑料工艺培训资料

延锋塑料工艺培训资料内容摘要：

料堵在 L2段的末端形成 很高的压力、扭矩或轴向力；太长则会增加螺杆的扭矩和不必要的消耗，一般 L2=（ 6～ 8） ds。 对于结晶型的塑料，物料熔点明显，熔融范围窄， L2可短些，一般为（ 3～ 4） ds，对于热敏性塑料，此段可长些。 S — 螺距，其大小影响螺旋角，从而影响螺槽的输送效率，一般 S≈ds。 ε — 压缩比。 ε=h1/h3 ，即加料段螺槽深度 h1 与熔融段螺槽深度 h3 之比。 ε 大，会增强剪切效果，但会减弱塑化能力，一般来讲， ε 稍小一点为好，以有利于提高塑化能力和增加对物料的适应性，对于结晶型塑料，压缩比一般取 ~。 对于低黏度热 稳定性塑料，可选用高压缩比；而高黏度热敏性塑料，应选用低压缩比。 （ 2）螺杆头 在注射螺杆中，螺杆头的作用是：预塑时，能将塑化好的熔体放流到储料室中，而在高压注射时，又能有效地封闭螺杆头前部的熔体，防止倒流。 螺杆头分为两大类，带止逆环的和不带止逆环的，对于带止逆环的，预塑时，螺杆均延锋伟世通金兴汽车饰件系统有限公司塑料工艺培训教材 2020 年 3 月 19 日 10 化段的熔体将止逆环推开，通过与螺杆头形成的间隙，流入储料室中，注射时，螺杆头部的熔体压力形成推力，将止逆环退回流道封堵，防止回流。 表 1 注射螺杆头形式与用途 形式结构图特征与用途 无止逆环型尖头形 : 螺杆头锥角较小或有螺纹 ，主要用于高粘度或热敏性塑料 钝头形 ： 头部为 “ 山 ” 字形曲面，主要用于成型透明度要求高的 PC、 AS、 PMMA 等塑料止逆型 止逆型环形 :止逆环为一光环，与螺杆有相对转动，适用于中、低黏度的塑料 爪形止逆环 :内有爪，与螺杆无相对转动，可避免螺杆与环之间的熔料剪切过热，适用于中、低粘度的塑料 销钉形 :螺杆头颈部钻有混炼销，适用于中、低粘度的塑料 分流形 :螺杆头部开有斜槽，适用于中、低粘度的塑料 对于有些高黏度物料如 PMMA、 PC、 AC 或者热稳定性差的物料 PVC 等，为减少剪切作用和物料的滞留时间，可不用止逆环，但这 样的注射时会产生反流，延长保压时间。 对螺杆头的要求： ① 螺杆头要灵活、光洁； ② 止逆环与料筒配合间隙要适宜，即要防止熔体回流，又要灵活； ③ 既有足够的流通截面，又要保证止逆环端面有回程力，使在注射时快速封闭； ④ 结构上应拆装方便，便于清洗； ⑤ 螺杆头的螺纹与螺杆的螺纹方向相反，防止预塑时螺杆头松脱。 （ 3）料筒 （ ⅰ ）、料筒的结构 料筒是塑化部件的重要零件，内装螺杆外装加热圈，承受复合应力和热应力的作用，结构如图 7： 图 7 料筒结构 延锋伟世通金兴汽车饰件系统有限公司塑料工艺培训教材 2020 年 3 月 19 日 11 1前料筒； 2电热圈； 3螺孔； 4加料口 螺孔 3装热电偶，要与热电偶紧密地接触，防止虚浮，否则会影响温度测量精度。 （ ⅱ ）、加料口 加料口的结构形式直接影响进料效果和塑化部件的吃料能力，注塑机大多数靠料斗中物料的自重加料，常用的进料口截面形式如图 8所示：对称形料口如图 8（ a），制造简单，但进料不利；现多用非对称形式，如图 8（ b）、 8（ c）所示，此种进料口由于物料与螺杆的接触角大，接触面积大，有利于提高进料效率，不易在料斗中开成架桥空穴。 图 8 加料口结构形式图 （ ⅲ ）、料筒的壁厚 料筒壁厚要求有足够的强度和 刚度，因为料筒内要承受熔料和气体压力，且料筒长径比很大，料筒要求有足够的热容量，所以料筒壁要有一定的厚度，否则难以保证温度的稳定性；但如果太厚，料筒笨重，浪费材料，热惯性大，升温慢，温度调节有较大的滞后现象。 （ ⅳ ）、料筒间隙 料筒间隙指料筒内壁与螺杆外径的单面间隙，此间隙太大，塑化能力降低，注射回泄量增加，注射时间延长，在此过程中引起物料部分降解；如果太小，热膨胀作用使螺杆与料筒摩擦加剧，能耗加大，甚至会卡死，此间隙 Δ= （ ~） ds。 （ ⅴ ）、料筒的加热与冷却 注塑机料筒加热方式 有电阻电热、陶瓷加热、铸铝加热，应根据使用场合和加工物料合理设置，常用的有电阻加热和陶瓷加热，为符合注塑工艺要求，料筒要分段控制，小型机 3 段，大型机一般 5段。 冷却是指对加料口处进行冷却，因加料口处若温度过高，固料会在加料口处 “ 架桥 ” ，堵塞料口，从而影响加料段的输送效率，故在此处设置冷却水套对其进行冷却。 我厂是通过冷却循环水对加料口进行冷却的。 （ 4） 喷嘴 （ ⅰ ）喷嘴的功能 喷嘴是连接塑化装置与模具流道的重要部件，喷嘴有多种功能： ① 预塑时，建立背压，驱除气体，防止熔体流涎，提高塑化能力和计量精度； ② 注射时，与模具主浇套形成接触压力，保持喷嘴与浇套良好接触，形成密闭流道， 防止塑料熔体在高压下外溢； ③ 注射时，建立熔体压力，提高剪切应力，并将压力头转变成速度头，提高剪切速延锋伟世通金兴汽车饰件系统有限公司塑料工艺培训教材 2020 年 3 月 19 日 12 度和温升，加强混炼效果和均化作用； ④ 改变喷嘴结构使之与模具和塑化装置相匹配，组成新的流道型式或注塑系统； ⑤ 喷嘴还承担着调温、保温和断料的功能； ⑥ 减小熔体在进出口的粘弹效应和涡流损失，以稳定其流动； ⑦ 保压时，便于向模具制品中补料，而冷却定型时增加回流阻力，减小或防止模腔中熔体向回流。 （ ⅱ ）、 喷嘴的基本形式 喷嘴可分为直通式喷嘴、锁闭式喷嘴、热流道喷嘴和多流道喷嘴，现阶段我厂用的都是直通式喷嘴。 直通式喷嘴是应用较普遍的喷嘴，其特点是喷嘴球面直接与模具主浇套球面接触，喷嘴的圆弧半径和流道比模具要小，注射时，高压熔体直接经模具的浇道系统充入模腔，速度快、压力损失小，制造和安装均较方便。 锁闭式喷嘴主要是解决直通式喷嘴的流涎问题，适用于低黏度聚合物（如 PA）的加工。 在预塑时能关闭喷嘴流道，防止熔体流涎现象，而当注射时又能在注射压力的作用下开启，使熔体注入模腔。 2．注射油缸 其工作原理是：注射油缸进油时，活塞带动活塞杆及其置于推力座内的轴承，推动螺杆前进或后退。 通过活塞杆头部的螺母，可以对两个平行活塞杆的轴向位置以及注射螺杆的轴向位置进行同步调整。 3．推力座 注射时，推力座通过推力轴推动螺杆进行注射；而预塑时，通过油马达驱动推力轴带动螺杆旋转实现预塑。 4．座移油缸 当座移油缸进油时，实现注射座的前进或后退动作，并保证注塑喷嘴与模具主浇套圆弧面紧密地接触，产生能封闭熔体的注射座压力。 5．对注射部件精度要求 延锋伟世通金兴汽车饰件系统有限公司塑料工艺培训教材 2020 年 3 月 19 日 13 装配后，整体注射部件要置于机架上，必须保证喷嘴与模具主浇套 紧密地接合，以防溢料，要求使注射部件的中心线与其合模部件的中心线同心；为了保证注射螺杆与料筒内孔的配合精度，必须保证两个注射油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度；对卧式机来讲，座移油缸两个导向孔的平行度和对其中心的对称度也必须保证，对立式机则必须保证两个座移油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度。 影响上述位置精度的因素是相关联部件孔与轴的尺寸精度、几何精度、制造精度与装配精度。 （ 二）合模部件 合模部件是注塑机的重要部件之一，其功能是实现启闭运动，使模具闭合产生系统弹性变形达到锁模力，将 模具锁紧。 对合模部件的要求： ① 动范本的启闭模运动要高速、平稳、静音； ② 合模机构必须达到额定锁模力要求，可靠地锁紧模具； ③ 合模部件有足够的装模空间和范本行程； ④ 动范本运动要可靠安全，保护人身与模具安全，设置双重保险； ⑤ 合模部件及其模具有足够的强度和刚性。 合模部件由合模架、合模机构、调模装置、保护装置、顶出装置等组成。 1．合模机构 合模机构有液压式、机械式和机械 液压复合式。 下面对我厂注塑机的合模机构做一下介绍。 （ 1）．液压曲肘连杆式 属机械 液压复合式，其结构特点是液压缸通过 曲柄连杆机构驱动模板实现启闭模运动，充分利用了曲柄连杆机构的行程、速度、力的放大特性和自锁特性，达到快速、高效和节能的效果。 常用的液压曲肘连杆式形式有：双曲肘内翻式、双曲肘外翻式、撑肘式、单曲肘摆缸式和单曲肘挂缸式。 我厂所用的是双曲肘内翻式，如图 9所示。 这种形式的动作原理是：启闭模时，合模缸 1进油，活塞杆推动双曲肘连杆机构 5带动动范本 6及其模具实现启闭模运动；模具接触时，曲肘连杆 5处于未伸直状态，在合模油缸 1 推力作用下曲肘连杆机构 5延锋伟世通金兴汽车饰件系统有限公司塑料工艺培训教材 2020 年 3 月 19 日 14 产生力的放大作用，使合模系统发生变形，直至曲肘连杆 5伸直进入自锁为 止。 模具接触时连杆未伸直的程度是通过调模装置与合模油缸相配合，按工艺所要求的锁模力来调整的。 图 9 双曲肘内翻式结构原理示意 1合模油缸； 2调模装置； 3后范本； 4拉杆； 5曲肘连杆； 6动范本； 7定范本；8顶出油缸； （ 2）直压式合模 此种结构的特点是其开关模动作及锁模动作都是通过油缸直接作用完成的。 移模速度和合模力的大小分别由活塞杆的移动速度和活塞产生的最大轴向力确定。 图 10 直压式合模装置示意图 1上范本； 2拉杆； 3下范本； 4锁模油缸； 5移模油缸； 6电子尺； 7底板 这种结构的工作原理是：开关模时，移模油缸 5 进油，推动活塞杆，从而带动拉杆及动范本运动，实现开关模动作；进入锁模状态后，锁模油缸 4 进油，在油的推力作用下产生大的锁模力，通过锁模油缸活塞杆对底板 7的力的作用而压紧模具，实现锁模。 （ 3）直压式与肘杆式的比较 ① 直压式合模力 F = P 油缸 S 油缸，故调节合模力较容易，但压力确定后，如 PMAX=140Kg/cm2，故不允许超载。 而肘杆式注塑机是通过连杆机构的力扩大以后产生的，故通常情况下可以超载 10%以上。 ② 由于结构关系，通常情况下直压式的容模量大于肘杆 式，特别适用于深容器产品。 ③ 肘杆式刚性比直压机刚性好，因为高压锁模时，肘杆式是全部铸钢变形后产生的，合模力当刚要超载时，因为液压油与铸钢的弹性模量差 10倍左右，故同样要产生飞边情况下，肘杆式注塑机产生的飞边要小得多。 ④ 肘杆式注塑机由于合模力是通过力的放大作用产生的，且高压锁模后，在注射、保压过程中可卸压，而直压式在注射、保压过程中始终高压保持，且直压式合模油缸直径远大于肘杆式，故肘杆式较省电。 ⑤ 肘杆式合模机构都是通过连杆机构产生合模力，故要有高的模板平行度及长的寿命，其所要求的加工精度较高，且零 件较多，成本较高。 而直压式是通过合模大油缸产生合模力，帮其密封存要求较高，随着时间的推移，较易磨损，产生泄漏后，合模力会下降。 延锋伟世通金兴汽车饰件系统有限公司塑料工艺培训教材 2020 年 3 月 19 日 15 2．合模架的组成 合模架是合模部件的基础部分，主要由 4根拉杆、后模板、动模板、定模板及拉杆螺母组成的具有一定刚度和强度要求的合模框架。 动模板在移模装置的驱动下，以拉杆以导向，实现启闭模运动。 因此， 4根拉杆与 3 块模板的材料、结构尺寸，拉杆之间的平行度与 3块模板垂直度都有较高的要求。 1）范本 后模板、动模板和定模板是合模部分的重要零件，后模板和头板通过拉杆组成合模框 架（立式机是底板和动范本形成合模框架）。 锁模后，动、定范本在锁模力的作用下，将模具锁紧并使其产生压缩变形，与此同时， 3块范本将发生弯曲变形，范本中部将产生挠度。 模板的结构，尺寸，材料，弹性模量将直接影响合模系统的强度、刚性，最终影响到锁模力。 2）拉杆 拉杆又叫格林柱，拉杆是合模装置的又一主要零件，除与模板组成刚性框架外，还兼有导柱功能，使二板在上滑动，因此要求有较高的几何精度、尺寸精度、 4 根拉杆的同步精度、光洁度及耐磨性能。 而且合模系统作用时拉杆受到非对称循环应力的作用，将受疲劳极限的考验。 3．调模装置 如图 11所示，调模装置主要由液压马达、齿圈、定位轮、调模螺母的外齿圈等组成，均固定在后模板上。 图 11 调模装置示意图 1后范本； 2液压马达； 3大齿圈； 4后螺母 调模装置设在后模板上，其动作原理是：当调模时，后范本 1 连同曲肘连杆机构及动范本一起移，调模时 4只带有齿轮的后螺母在大齿轮 3驱动下同步转动，推动后范本及其整个合模机构沿拉杆向前或向后移动，调节动模板与前模板的距离，根据允模厚度及工艺所要求的锁模力实现调模功能。 此种结构紧凑，减少了轴向尺寸，提高了系统 刚性。 各齿轮与齿圈的啮合精度，调整螺母与拉杆端螺纹的配合精度及运行的延锋伟世通金兴汽车饰件系统有限公司塑料工艺培训教材 2020 年 3 月 19 日 16 同步精度，将影响调模的灵活性、调模误差、调模精度。 对于直压式合模机构，动、定模板间的距离可以通过移模油缸活塞杆进行调整，没有专门的调模装置。