《 塑料注射成型》课件-注射机的注射装置

注射机的注射装置注射装置

注射装置是注射机中直接对塑料加热和加压的部分，塑料的塑化和注射都在这里进行。因此，注射装置是注射机的一个非常重要的组成部分。工作要求：注射装置应能均匀加热和塑化一定数量的塑料；注射装置应能以一定的压力和速度将熔料注入模腔；注射装置应能保持一定的压力，以便向模内补充一部分熔料，补偿制件的冷却收缩，防止模内熔料的反流。

目前，从注射成型机上采用的注射装置，从工作原理上分主要有：柱塞式注射装置螺杆式（预塑式）注射装置现在实际生产中，大多数使用的注射成型机是预塑式特别是往复螺杆式。一、柱塞式注射装置的组成和工作原理1—喷嘴;2—分流梭;3—加热圈;4—料筒;5—加料装置;6—料斗;7—计量室;8—注射柱塞;9—传动臂;10—注射活塞;11—注射座移动油缸图26柱塞式注射装置示意图结构组成：柱塞式注射装置分为：定量加料装置塑化部件注射液压缸注射座移动液压缸工作原理：粒料从料斗落入加料装置的计量室中。注射液压缸中的活塞前进，推动注射柱塞前移，与之相连的传动臂带动计量室同时前移将粒料推入料筒的加料口。柱塞后退时，加料口的粒料进入料筒，同时料斗中的第二份粒料又落入加料口。注射动作反复进行，粒料在料筒中不断前移，在前移的过程中，依靠料筒加热器加热塑化，使粒料逐渐变为粘流态，通过分流梭与料筒内壁间的窄缝，使熔料温度均匀，流动性进一步提高。最后，在柱塞的推动下，熔料通过喷嘴注射到模腔中成型。特点：结构简单塑化不良，温度不均匀注射压力损失大，注射量小一般用于小型注射机上二、预塑式注射装置的组成和工作原理1、螺杆预塑式注射装置结构组成：由螺杆预塑料筒和注射料筒组成，两个料筒的连接处有单向阀。工作原理：粒料通过螺杆预塑料筒而塑化，熔料经过单向阀进入注射料筒。当注射料筒中的熔料量达到预定量时，螺杆塑化停止，注射柱塞前进并将熔料注入模腔。预塑化料筒中的螺杆在转动过程中输送塑料，并对塑料产生剪切摩擦加热和搅拌混合作用。图28螺杆预塑式注射装置1、预塑料筒2、单向阀3、注射料筒4、注射柱塞螺杆预塑式注射装置的特点：塑化质量和塑化效率比柱塞式注射装置有显著提高。注射时压力损失大大减小。注射速率比较稳定。在连续注射或大型注射装置上应用较多。结构比较复杂庞大，两个料筒的单向阀处容易引起塑料的停滞和分解。为了避免熔料泄漏，注射料筒和柱塞间的配合要求较高，制造和使用困难。2、往复螺杆式注射装置结构组成：塑化部件料斗螺杆传动装置注射座注座移动液压缸注射液压缸图6-29螺杆式注射机图30往复螺杆式注射装置1—料筒;2—螺杆;3—料斗;4—螺杆传动装置;5—注射油缸;6—计量装置;7—注射座;8—转轴;9—注射座移动油缸;10—加热圈;11—喷嘴工作原理：（1）加料

注射成型是一间歇过程，保持定量加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，获得良好制品。

加料过多：受热时间过长，容易引起物料的热分解，注射机功率消耗增加。

加料过少：料筒内缺少传压物质，模腔中塑料熔体压力降低，难于补塑，易引起制品收缩、凹陷、空洞等缺陷。

（2）塑化

加入的塑料在料筒中进行加热，由固体粒子变成熔体，经过混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤至料筒的前端。

（3）充模

物料经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满型腔的过程。（4）补塑

在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模具中。（5）保压

使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品。

（6）退回柱塞或螺杆，加入新料

（7）冷却

卸除料筒中塑料的压力，通冷却水、油等冷却介质，对模具进一步冷却。（8）脱模

冷却到所需温度，可用人工或机械的方式脱模。

往复螺杆式注射装置的特点：注射装置工作中，螺杆往复运动：在加料塑化时，螺杆转动并且后退；在注射时，螺杆前进。塑化质量好、速度快。注射压力损失小。预塑量计量准确。螺杆的拆装和清理容易。广泛适用于各类大、中、小型注射机。三、注射装置的主要零部件1、柱塞式塑化部件功能：既要完成对塑料的塑化，又要完成对塑料的注射。图32柱塞式注射机料筒1、喷嘴2、分流梭3、加热室4、料筒5、加料口6、柱塞①料筒结构组成：加料室：柱塞在推料时所占据的料筒的运行空间。加料室应该具有足够的落料空间，使散状的塑料方便地加入。为保持良好加料条件，加料口附近要设冷却装置。塑化室：料筒前半部除分流梭以外的内部空间，是对塑料加热并实现其物态变化的重要部分。由于塑料受热塑化所需要的时间比注射成型的循环周期长几倍，因此塑化室的容积应比注射量大几倍。②柱塞

作用：传递注射液压缸压力，将定量熔料高速注入模腔。结构：柱塞是一表面硬度较高、表面粗糙度数值较小的圆柱体，其前端加工成内圆弧或大锥角的凹面，以减少熔料被挤入柱塞与料筒的间隙形成反流。其内部可开设冷却孔。工作特点：柱塞的行程和直径是根据注射量确定的，柱塞行程与直径比约为3.5～6，柱塞与加料室的配合要保证柱塞自由往复运动，且又不致漏料。一般选用H8/f9～H9/f9配合。③分流梭

设置在塑化室的中央，与加热料筒的内壁形成均匀分布的薄浅流道。料筒的部分热量通过数根翅翼(亦称肋)使分流梭受热。当塑料进入加热室时，就形成了一个较薄的塑料层，同时受到加热料筒和分流梭两方面的受热，从而提高了塑化能力，改善了塑化质量。图33分流梭2、螺杆式塑化部件

结构：由螺杆、料筒、喷嘴等组成。功能：塑料在转动螺杆的连续推进过程中，实现物理状态的变化，最后呈熔融状态而被注入模腔，完成均匀塑化、定量注射。图34螺杆式塑化部件1、喷嘴2、料筒3、螺杆与挤出螺杆相比，注射螺杆的不同：结构上：（a）注射螺杆的长径比（L/Ds）和压缩比（i）比较小；（b）注射螺杆的均化段的槽深h3较深；（c）注射螺杆的加料段较长，而均化段较短；（d）注射螺杆的头部结构，具有特殊形式。工作原理上：挤出螺杆是连续转动的，螺杆较长，固体床破碎很迟，从而维持了相对稳定的熔融状态；注射螺杆是时转时停，边转边后退，使螺杆的有效长度逐渐缩短，不能像熔融理论所揭示的那样维持稳定的熔融过程。①螺杆图35注射螺杆型式a、渐变型b、突变型c、通用型螺杆的结构形式：渐变型、突变型、通用型。＊渐变式螺杆：长压缩（熔融段）螺杆。特征：塑化时能量转化比较缓和。适用加工范围：PVC、高粘度、非结晶型塑料。＊突变型式螺杆：短压缩段螺杆。特征：塑化时能量转化较剧烈。适用加工范围：聚酰胺、聚烯烃类结晶型塑料。＊通用型式螺杆：压缩段介于渐变与突变之间，约4－5Ds。适用加工范围：渐变与突变螺杆。

不同螺杆头型式如下图：

a——螺杆头部前端为圆锥形，圆锥角为30°～40°。可防止熔料的停滞和分解，用于加工高粘度非结晶塑料。

b——通用类螺杆所用螺杆头。

c——在颈部加一止回环，防止高压注射时造成回流。用于加工结晶塑料。图36螺杆头结构型式1、止回环2、垫圈②料筒

作用：和螺杆一起完成塑料的塑化和注射。结构形式：大多采用整体式。加料口处设置冷却装置，防止粒料熔融。工作要求：耐温、耐压、耐磨及耐腐蚀。加料口的形状应尽可能增强对塑料的输送能力。制造材料：常采用含铬、钼、铝的特殊合金钢制造。图37加料口断面形状③喷嘴主要功能：预塑时，建立背压，排除气体，防止熔料流涎，提高塑化质量；注射时，使喷嘴与模具主流道良好接触，保证熔料在高压下不外溢；建立熔体压力，提高剪切应力，并将压力能转换为动能，提高注射速率和升温，加强混炼效果和均化作用；保压时，便于向模腔补料；冷却定型时，增加回流阻力，防止模腔中的熔料回流；调温、保温和断料功能。A、直通式喷嘴——熔料从料筒内到喷孔的通道始终敞开。

通用式喷嘴：结构简单，制造容易，压力损失较小。易流涎，熔料易冷却。用于熔料粘度高的塑料。延伸式喷嘴：是通用式喷嘴的改型，结构简单，制造容易。熔料不会冷却，补缩作用大，适用于厚壁制件的生产。远射程喷嘴：除设有加热圈外，还扩大了喷嘴的储料室，以防止熔料冷却。喷嘴口径较小，射程较远，适用形状复杂的薄壁制件生产。B、自锁式喷嘴——喷孔除了在注射和保压两个阶段打开外，其余时间一直是关闭的。工作原理：依靠弹簧压合射嘴体内的阀芯实现自锁。注射时，阀芯受熔料的高压而被顶开，熔料遂向模具射出。熔胶时，阀芯在弹簧作用下复位而自锁。优点：能有效地杜绝注射低粘度塑料时的“流涎”现象，使用方便，自锁效果显著。缺点：结构比较复杂，注射压力损失大，射程较短，补缩作用小，对弹簧的要求高。图38直通式喷嘴图39外弹簧针阀式喷嘴1、喷嘴头2、针形阀心3、阀体4、垫圈5、导杆6、弹簧7、后体3、螺杆的传动装置①有级调速

由电动机和齿轮变速箱组成，可通过变速箱换档或调换齿轮来改变螺杆的转速。螺杆的转速和扭矩成反比，当输入的功率一定时，降低螺杆的转速可增大螺杆的扭矩。图6-40电动机-齿轮变速箱传动1、螺杆2、齿轮箱3、电动机4、液压缸②无级调速A、低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆图41低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆1、螺杆