力劲注塑机知识教程 蔡恒志 1 内容提要1 注塑机的构成2 注塑机的基本动作3 注塑机的安全装置4 注塑机实际操作指引5 附录 力劲机械注塑机技术参数表注塑机标准型比较表学心目标 在完成了本单元的学习之后 你能够全面掌握注塑成型机各部分结构的名称及运动动作原理 了解注塑机的实际操作过程及力劲机械注塑机技术参数表 本学习单元内容 塑料注塑成型 是将热塑性塑料或固性塑料加工面塑料制品的重要成型方法之一 注塑机是过行塑料面型的生产母机 目前较先进的注塑机是通过中央电脑系统控制 利用液压传动和机械传动原理 使塑料在熔胶筒内通过电热圈加热至熔融状态后 以高调度 高压力注入模具腔内 并经冷却 开模 顶出系列动作得出塑料制品的加工方法 2 注塑机的构成注塑机按注塑机构及锁模机构的不同在分成四类 1 水平锁模及水平注射 2 水平锁模及垂直注塑射 3 垂直锁模及水平注射 4 垂直锁模及垂直注射 在以上四类中 第一类是目前较流行和一种类别 其主要结构特点为 锁模及注射动作都是水平式 塑胶模具分离是垂直式 塑件在顶开离开模腔后靠重力下跌 要注意的是生产脆性塑料可能会在产品下跌时因碰撞而损坏 应采用加垫弹性物或用机械手取出塑件 力劲机械有限公司生产的POTENZA系列塑料注塑成型机采用的是水平注射类别 其锁模机构 注射机构具有如下结构特点 锁模机构的特点 采用机械铰键式锁模 见图1 它以小液压缸为驱动源 通过铰链机构带动移动板作往复运动 锁模力之产生是通过铰链机构对力之放大原理 A1 3 产生高锁模力 由于液压缸活塞面积小 故运动速度快捷 铰链机构本身之运动特性 模板之前后运动为非匀速运动 锁紧模之前有一慢之缓冲 用于保护模具 注塑机机构的结构特点 采用螺杆直射式注射方式 如图2 胶粒经料斗进生产方式熔胶筒中 通过螺杆的旋转运动得到搅拌输送到螺杆前段 螺杆在前段塑料之压迫下后退 完成预料动作 电热圈提供热能便熔筒升至一定的温度 将胶粒预热熔融 塑料由脱粒至熔融状态所需的热能大约20 由发热圈提供 螺杆的旋转运动是通过液压马达驱动 注塑时 注塑液压缸直接推动螺杆的高压力射入模腔中 4 图3是螺杆式注射机的成型工艺过程它主要有以下几个步骤 加料塑化 粒状或粉状塑料从料斗入加料口 通过旋转的螺杆渗入料筒 由于料筒外部加热和旋转螺杆和剪切作用 塑料被塑化成熔融状态 螺杆不断旋转 塑料不断被渗入面塑化 待塑化熔料达到预定量时 螺杆便停止旋转 加料塑化结束 合模 注射 塑化结束 合模部件便开始合模 同时注射座向前移动 当喷嘴贴紧模具的浇铸道后 液压油通过注射油缸 使螺杆在一定的速度和压力下向前移动 并将熔料注入模腔 保压 硬化 在注射终了 需要一段保压时间 以便向模腔补料 同时可以防止模腔同内熔料的反流 液压结束后进行冷却 使制品硬化后定型 在生产中 制品保压后螺杆即开始加料塑化 为成型下一个制品作准备 开模顶出制品 制品硬化定型后 打开模具顶出制品 3 POTENZA系列注塑机的总体结构如图4所示 5 注塑机的基本动作PT130注塑机动作流程图 6 动作解说锁模锁模的功用是将模具以相当巨大之力合紧 以抵消在射胶时 熔融高压注射及填充模具而令模具分开之力 在锁模过程中可分为三个皆段 合模这个皆段应占整个锁模行程超过70 速度是可以选择的 速度 此举可缩短锁模过程中所需的时间 而压力则已设定在最高的系统压力 低压区为保护模具 在模具闭合之前的一小段距离 将液压系统压力降低 以防止有外物如水口或成品停留在前模及后模之间 在高压锁模时造成模具的严重损坏 这个区域开始的位置是可以调校的 C 锁模区当合模动作差不多完成时 即前模与后模的距离约1至2mm便过入高压锁模区 高压锁紧模具以达到设定的锁模力 高压锁模开始的位置可由操作者任意调校 7 开模当熔融胶料注射入模腔内及冷却完成后 随着便是开模工作 在开模过程中也可以分为3个阶段 慢速开模在开模的最初阶段应选择用慢速 以防止撕裂模腔中成品 快速开模当前模及后模已分开一小段距离后 应选用快速开模 以缩短开模时间 在整个开模行程中 这阶段所占的比例大 慢速开模在开模的最后阶段而接近开模终止时 应选用慢速开模 以减低开尽模时的冲击及震动 以上各阶段的位置及速度均可调校 惟压力则已设定在最高压力上 射胶当胶粒被引进熔胶筒内及当熔胶动作后 熔融胶料被注射入模腔内 待冷却成型后取出 在射胶过程中 操作者用注射速度 注射压力 及射胶时间来控制产品质理 8 冷却当熔融胶料被注射入模腔后 需要一段时间凝固 然后开模及取出制成品 在冷却过程中熔融胶料会因凝固而收缩 故需要保压动作来填充因收缩而造成的空间 当胶料冷却后 成品再脱模才不会变形 在生产过程中 模具内需要有运水去冷却熔融胶料 本公司的注塑机上备有运水喉管以方使用者接驳运水至工模上 熔胶 见图5 胶料的塑化主要是靠熔胶马达转动射胶螺丝以磨擦塑料而成的 电热圈只不过是用以帮助开始生冰时熔化胶料及保持熔胶筒的温度 因为射胶螺杆槽的深度并不是一致的 在落料区螺槽是较压缩区为深 所以空间较大 当胶料由料斗进入落料区后 会因熔胶马过的转动而驱前 胶料会由一个较大的空间的地方引到较小的地方 因而受到挤压而磨擦产生的热能令胶料熔化成流体 背压当熔胶时射胶螺丝不断转动把胶料撕擦塑化 并将熔胶带到过胶头前 同时由于熔胶堆积在过胶头前 射胶螺杆被推向后 射胶油缸内的压力被迫流回油箱内 由于倒流的压力油需要通过油掣才能流回油箱 故此会对后退的射胶螺杆形成一个阻力 这阻力一般被称为背压 9 射台动作射台是整个射胶及熔胶部份的统称 射台动作可以作前进后退 在产周期中 射胶动作之前 射台会前进 使射嘴紧贴模具浇口 在射胶进行时 射台亦继续前进 使射嘴紧贴模具浇口 以防漏胶 在手动操作时 射台前进及后退可控制射台的位置 这两个动作的速度及压力是在厂内设定 操作者是不能任意调节的 顶针动作在模具内 有一块顶针板 上面装嵌有顶针 当开模终止后 压力油被引进顶针油缸以推动活塞杆以至顶针板 这样 成品便会由模腔内被顶出 这个动作一般叫作顶针前过 随着便是顶针后退 顶针前进及后退的次数是视乎模具的成品而定 调模动作一般注塑机中 头板及中板的距离都是在一定的范围内可调节的 以配合不同厚薄的模具 调模动作的范围是按市场的要求而设定的 以配合绝大部份模具有尺寸 调模薄是缩小头板及中板之间的距离 反之 调模厚是增大头板及中板之间的距离 调模动作的速度是在厂内设定的 操作者并不能调节 10 注塑机的安全装置注塑机的安全装置乃是要保证锁模运动是在关上前 后安全门以后过行 如果在锁模运动中突然打开安全门 锁模运动将自动停止 力劲机械注塑机有三重安全保护装置 同时控制锁模运动 1 机械安全门装置 见图6 在锁模注架的头板 中板顶面安装一套 限位尺组合件 又称安全门机械锁 当打开安全门时 机械锁上的挡块落下 从而阻挡中板的锁模运动 2 电器安全门 见图7 一般在前安全门下安装有两个吉制 可增加到三个吉制 在后安全门安装下有一个吉制 可增加两个吉制 当安全门处于关闭状态 安全门下的吉制分别为常开 常关状态 打开安全门时 吉制的感应信号及时反馈至电脑操作系统 使锁模运动停止 3 油压安全装置 见图8 电器的安全装置 油压的安全装置连锁控锁模运动 从安全系统示意图中看出 在 11 PT系列注塑机介绍POTENZA 以下简写为PT 系列注塑机 是香港力劲科技集团出品的电脑控制精密成型注塑机 现在PT B PT C PT DV PT E PT H PT N6个系列30多种机型 以下举PT B PT C这为例对PT系列的结构 功能 特点进行介绍 一 PT系列注塑机的结构及功能注塑机主要由机械系统 电气系统 液压系统 润滑系统组成 机械系统主要包括锁模部份和注射部份 一 锁模部份1 锁模部份由三大模板 调模装置 哥林柱 机铰 顶出装置 安全门 机械安全锁和吉制等组成 2 锁模部份主要作用是夹紧模具 顶出产品和实现开锁模 二 注射部份1 注射部份由加热圈 熔胶油马达 螺杆 熔胶筒组件 料斗 传动装置 射胶 射移油缸及计量装置等组成 2 注塑部份用于将塑料加热塑化成熔融的状态 并以一定压力速度注射到模腔内 12 电气系统1 电气系统包括强弱电箱 操作箱 行程开关 电子尺 电机等电器零部件 2 电气系统通过电机将电能转化成动能 驱动液压泵工作 利用电脑控制器控制液压元件的工作 电气系统还通过发热圈使电能转化为热能 实现熔胶加热 使用电子尺 热电耦 光电开关 压力传感器 吉制等元件可实现计量 检测 反馈等功能 四 液压系统液压系统由动力元件 液压泵 控制元件 油阀 执行元件 油马达 油缸 辅助元件 压力喉 油箱 冷却器 过滤器 组成 用于驱动及控制注塑机各动作 五 润滑系统1 润滑系统分为自动润滑系统和黄油润滑 自动润滑系统采用自动回收水油自动分离 杂质自动过滤的中央润滑系统 黄油润滑在不同地方使用不同黄油 调模部分使用耐压黄油 射台部份使用轴承专用黄油 其它导轨或导柱可使用一般黄油 六 注塑机的结构还包括机架管道和安全装置等 13 如何看懂注塑机的规格表注塑机的规格表上都是一些可量化的特征 所谓可量化的特征是指可以计算或都可以测量到的 规格表上的许可值大部份指的是注塑机的最大许可值 1 型号目前力劲机械的型号均以锁模力表示 例如 PT80指的是最大锁模力为80TON PONENZA是机械的系列 目前我们公司生产的机器有80T 100T 130T 160T 200T 180T 350T 450T 2 射料量射料量有两个单位 一个是克 一个是安士 他们之间的换算关系是1安士 28 3克 射料理也可以叫注射重量 它是注射装配的一个重要参数 也是选择注塑机时最重要的参数 这个参数虽然简单 当选定了塑料后 注塑高们便可确立塑件的重量 因此他们容易以此注塑重量来选机 其实 注塑重量其实是指空注塑也叫打空啤之时称的重量 它是测量出来的而不是理论计算出来的 所用的塑件的料不是PS时 规格表上的参数要经以下换算方可作数 他们的换算方法是 14 举例 赛钢 POM 的比重为1 42 它如果是在一台重量为8安士的注塑机上注塑 那么此机以赛钢的注射重量应为 8 1 42 1 05 10 8安士POMC1不应选择注塑重量刚好等于塑件加流塑料重量的注塑机 在要求不高的注塑件中 如玩具人像总重量应是注塑重量的85 在要求高的注塑件中 如水晶用品 即亚加力 则用75 例如 用比重1 38的硬性聚氮乙烯 UPVC 注塑玩具人像时的塑件与流道塑料共重4安士 需要注塑重量为多大的注塑机 以PS表示注射重量 4 1 05 1 38 3 04安士使用85 的指引 所需注塑机注射重量 3 04 0 85 3 58安 即力劲之PT80机可适用 15 3 螺丝直径指的是熔胶筒里旋转用以熔胶螺的射胶螺丝的直径 力劲每一规格的机器均有两种规格的螺丝选择 选择螺丝的直径是根据注塑产品来定的 同一规格的机器如果螺丝直径小 则射胶压力高 但较多的融性能比较差 流动性也不佳的塑料或工程塑料 4 射料压力射料压力指的是注塑时料筒内的最高压力 而非油压之最高压力 若注塑装置有螺杆可选 较小的螺丝直径产生较高的射料压力 例如力劲之PT100注塑机 选择40螺丝时射胶压力为1680kg cm2 它的选择和选择螺丝直径是一致的 塑料产品商在购买塑料时 塑料供应商都会提供一份该塑料可用的最高及最低的注塑压力 那么塑料产品商即可以根据它来选择符合该产品的射料压力 5 射料速度它指的是螺丝在注射时每秒掠出量的最大容量 它是衡量一台机器注射快慢的标准 16 6 螺丝长径比例如果注塑机有可选螺丝 那么螺丝的长径比也是选择过程的一个重要的参数 它是指螺丝的有效区域与螺丝直径的比率 一个比较大的长径比能提供在螺丝压缩区较佳的混和及较均匀的传热 要求高的注塑件 如注塑工程塑料或在0 01毫米公差内高精度的注塑 都应该选择大的长径比 螺丝的长度已定 较大的长径比等于较小的螺丝直径 因此注射压力增加 而注射容量及注射重量降低 20 。