注塑机基本特征.ppt
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1、注塑机基本特征,注塑机基本参数,注塑机基本动作,注塑机基本结构,注塑机结构特征,一、锁模系统二、射胶系统三、电气控制系统四、油路系统五、辅助系统1、加热与冷却系统2、润滑系统3、安全保护及监测系统 4、供料与干燥系统5、机械手,一、绪论,注塑机可注塑成型热塑料和热固性塑料,应用较多的还是成型热塑性塑料,可以一次成型各种不同形状,尺寸较精确和带有金属嵌件的塑料制品,如注塑成型管件、阀类、轴套、齿轮、箱类、自行车和各种车辆用零件、凸轮、装饰用品和日常生活中应用的盆、碗、盖、盘及包装类各种容器等,广泛应用在国防工业、交通运输业、机电产品、建筑材料、科教卫生和日常生活用品中。目前,注塑机成型塑料制品产
2、量接近塑料制品总产量的30%。注塑机台数占塑料制品用设备总台数的40%左右。注塑机是一种经济、高效生产塑料制品的设备,能在较短的时间内一次成型外形比较复杂的零件,尺寸比较精确,且生产工艺比较简单;对成型各种塑料的适应性强,容易形成自动化生产;注塑机为单机生产成型操作,更换原料及成型模具方便,产品更新快;生产成型塑料制品周期短、频率高,最短成型周期可达2s以下。(1)按原料的塑化和注射方式分类有柱塞式、柱塞-柱塞式、螺杆-柱塞式各移动螺杆式注塑机。柱塞式注塑机 是用柱塞依次把落入机筒中的原料推向机筒前端的塑化空腔内,空腔内原料依靠机筒外围加热器提供热量,塑化成熔融状态,然后通过柱塞的快速前移把熔
3、料注射到模具空腔内,冷却成型。柱塞-柱塞式注塑机 为了提高原料在机筒内的塑化质量,先把原料在第一个机筒内塑化(即先预塑化),然后经由单向阀注入第二个机筒内,再经柱塞把熔融料推入模具腔内冷却成型。螺杆-柱塞式注塑机 这种注塑机的结构形式和工作方法与柱塞-柱塞式注塑机相同,不同之处只是把第一机筒内的柱塞改为螺杆。先由螺杆把原料塑化,然后经柱塞把熔融料推入成型模具内冷却成型。螺杆预塑化原料质量要好于柱塞式塑化原料质量。往复螺杆式注塑机 是目前应用最多的一种注塑机,它由一根螺杆和机筒组成,完成原料的塑化注射工作。(2)按注塑机的外形结构分类有立式注塑机、卧式注塑机、角式注塑机和组合式注塑机。立式注塑机
4、 设备的高度尺寸大于设备的长宽尺寸,注射部分与合模部分装置轴线上下垂直成一直线排列。这种注塑占地面积小,模具装配方便,不足之处是加料困难,工作稳定性差。这种结构的注塑机多用于注塑成型注射量小于60cm3的塑料制品。卧式注塑机 机身外形的长度尺寸大于高和宽尺寸,它的注射部分与合模部分装置轴线在一条直线上呈水平排列。卧式注塑机是目前应用最多的一种注塑机,其特点是:机身低,工作平稳性好,生产操作和维修都比较方便,也容易实现自动化操作。角式注塑机 注射部分与合模部分装置轴线互相垂直排列。这种注塑机比较适合于注塑成型非对称侧浇口或中心不允许留有浇口痕迹的制品。组合式注塑机 是为了满足不同塑料制品生产工艺
5、需要,把注射部分与合模部分的位置进行多种组合排列而组成的注塑机。(3)按注塑机的用途分类注塑成型塑料制品的种类很多,成型制品需要的原料品种规格有多种,为了满足各种原料、制品注塑成型的工艺需要和能够提高注塑机的适应性,而把注塑机设计成能适应生产各种原料、成型制品的结构形式,例如成型热注塑性塑料注塑机、热固性塑料注塑机、发泡型注塑机、排气型注塑机、多色注塑机、精密注塑机、鞋用注塑机和螺纹制品注塑机等。这些注塑机中以热塑性塑料注塑机(普通型)应用最多,热固性塑料注塑机,低发泡注塑机和排气式注塑机应用也较普遍。一台注射成型机器通常包括四大部分。,1、锁模机构,2、机器图1,3、机器图2,4、注塑机检测
6、元件1,5、注塑机检测元件2,二、合模系统的作用与组成,合模系统的作用是推动模具进行开合运动,使移动模板作启闭模往返移动,锁紧模具的力必须大于注射压力,使塑料制品没有飞边。合模系统主要由四根拉杆(哥林柱)和螺母把前后模板联结起来形成整体钢架结构。移动模板在前后模板之间,后模板固定合模油缸;移动模板在合模油缸的作用下以四根拉杆为导向柱做启闭模运动。模具的动模安装在移动模板上,模具的定模安装在前固定模板上。当模具闭合后,在合模油缸的作用下,产生额定合模力,锁紧模具,防止模具注入高压熔体时模具的型腔张开。在移动模板的后侧安装有液压及机械的顶出装置。移动模板在开启模具时,通过模具中的顶出机构,从模腔中
7、顶出制品。在后模板上装有调模机构,在一定范围内调节模具的厚度。调节可以在最大容模量和最小容模量之间。熔融塑料通常以40150MPa的高压注入模腔,因此模具必须具有足够的合模力。一般注塑机的锁模机构采用液压油缸机械组合式、液压直压式、电动机械组合式或全液压式合模机构,合模油缸产生的推力必须满足合模力的要求。锁模力必须大于射胶压力。锁模机构采用液压油缸机械组合式,包括头模板、二模板、尾板、二板滑脚、大铰边、长铰、小铰、勾铰、夹板、锁模油缸、机械安全锁、安全门等。顶针机构包括顶针杆、顶针挡板和顶针油缸,主要用于脱模。调模机构包括调模母丝、传动装置、调模马达(液压马达或电马达),主要用于调节容模厚度。
8、,三、注射系统的作用与组成,注塑机注射系统的作用是使物料塑化和熔融,在高压和高速下将熔体注入到事先预备好的模腔内。注射系统主要由加料斗装置、塑化装置(螺杆部件、熔胶料筒)、计量装置、注射装置、注射座、行程限位装置、螺杆驱动装置等组成。塑化装置由熔胶料筒、螺杆组成,在螺杆头部安装有防止熔体倒流的止逆环和各种剪切或混炼元件。螺杆驱动装置主要由减速装置、轴承支架、主轴套、螺杆驱动电机或液压马达。预料时,动力通过主轴套和轴承支架上的减速装置带动螺杆转动。注射装置主要由注射油缸、活塞和射咀组成。在注射时,油缸产生注射推力,通过主轴推动螺杆向头部熔体施高压,使熔体通过射咀充入模腔。熔胶机构包括液压马达或电
9、马达、螺杆、过胶头、过胶圈、熔胶筒、进料口、运水圈等。射胶机构包括射胶支架、射胶油缸、射胶头板、射胶二板、射咀、射咀法兰、连接套筒等。注射座(也称射台)是一个可以在机身上移动的基座,塑化装置、注射装置以及计量装置和料斗都固定在注射座上。注射座在射台油缸作用下,可以做整体前进或后退,使射咀与模具接触或离开。射台机构包括料斗、射台罩、油缸、射台滑轨等。,四、油路系统的作用与组成,注塑机的液压油路系统由油泵马达、油泵、比例压力阀、比例流量阀、方向阀、油制板、管路、油箱、滤油器、油温冷却器、液压马达等各种液压元件组成,还包括一些辅助元件和密封件。注塑机的液压油路系统是为注塑机的各种执行机构(工作油缸)
10、提供压力和速度控制的装置。油箱里的油经过滤油器到油泵,再经过比例流量阀至各个方向阀(油制)的进油口,各个方向阀的电磁线圈按事先编制的程序带电,使阀芯运动,压力油也就依次进入相应的油缸或液压马达,推动机械部件动作。回油由低压侧经冷却器流入油箱(实际上有部分回油不经过冷却器)。液压油的压力和流量是由比例压力阀和比例流量阀控制的,即通过电磁线圈电流的大小来控制比例阀阀芯行程位置(开口量或弹簧作用于阀芯的压力差)的变化,以实现压力和流量的多级控制。特点是油路简单、效率高、系统稳定性好、冲击少和噪音小。下架机构包括锁模油制板、射胶油制板、顶针油制板、油马达、油泵、油箱、滤油器、冷却器、油位计、油管、液压
11、控制阀、电箱、系统压力表、成品滑槽、锁模安全油压锁、水流分布器、熔胶背压表、机架等。,五、电气控制系统的作用与组成,电气控制系统是注塑机的“中枢神经”,它控制着注塑机的各种动作程序及其动作;对时间、位置、温度、压力、速度和转速等进行控制。主要由计算机(中央处理器)及接口电路(I/O装置)、各种检测元件(传感器及开关装置)及液压驱动放大电路组成的闭环控制调节系统。输入输出(I/O)通道是计算机控制系统的主要组成部分,包括模拟量输入通道(AI)、模拟量输出通道(AO)、数字量输入通道(DI)、数字量输出通道(DO)、信号调节电路(SC)、继电器电路(RL)及特殊信号的处理。一方面,中央处理器接收来
12、自主板的控制信号,对控制信号进行程序控制处理后,直接输出去控制驱动执行机构动作;另一方面,I/O装置接收现场的各种检测信号的输入,经过程序控制处理后传递给中央处理器。数字量输入通道主要包括光耦隔离电路和8位移位寄存器电路。光耦隔离电路的作用是将执行板与执行机构的电气上隔离开,防止高压产生干扰,破坏CPU程序的运行。8位移位寄存器电路是将并行输入的信号转换成串行输出。热电耦信号是模拟信号,在输入到计算机进行处理之前,需要将模拟信号转化为数字信号。包括模拟信号放大电路和A/D转换电路。编码器的输出信号是数字量,用来检测动作的位置,可以直接输入到计算机进行处理。一台注塑机通常有顶针光学编码器、射胶光
13、学编码器、锁模光学编码器。数字量输出通道是将计算机输出的控制信号经过处理后,输出去驱动执行机构进行动作。数字量输出通道包括数字锁存电路和大功率驱动电路。加热系统是用来加热螺杆料筒、射咀或模具的。加热螺杆料筒和射咀,一般采用电阻加热圈,套在螺杆料筒和射咀外部并用热电耦分段检测。加热时,热量通过筒壁向内传递,为物料塑化提供热源;同时,热电耦分段检测螺杆料筒、射咀或模具的温度,经过处理控制后,实现闭环调节。由于加热器控制输出和油泵马达控制输出都属于强电控制,需要继电器控制电路来实现。PWM输出采用达林管来实现,分别控制压力比例阀和流量比例阀。,六、注塑机辅助系统(一),1、加热系统是用来加热料筒及注
14、射射咀的,加热螺杆料筒和射咀,一般采用电阻加热圈,套在螺杆料筒和射咀外部并用热电耦分段检测。加热时,热量通过筒壁向内传递,为物料塑化提供热源。2、冷却系统用来冷却液压油、料口以及模具。它是一个封闭的循环系统,能将冷却水分配到几个独立的冷却回路上,对其流量进行调节,通过检测水的温度,实现闭环调节。3、注塑机润滑系统是为注塑机的动模板、调模机构、机铰机构等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路,以便减少能耗和提高零件的使用寿命。润滑可以是定期的手动润滑,也可以是连续的自动润滑;润滑的油源可以从液压系统的低压油路中引出,也可以建立独立的泵润滑回路。一般包括润滑油泵、管路、分配器等。4、注塑机的安全装置
15、主要是用于保护人、机器和模具的安全。由安全门、行程阀、限位开关、光电检测元件等组成,实现电气、机械、液压的联锁保护。5、监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载、工艺操作和设备故障进行监测,发现异常情况即时进行指示或报警。,七、注塑机辅助系统(二),6、供料系统是将颗粒塑料定期自动输送到料斗内。吸引式供料系统:利用风力将塑料吸入输送管道,再经过旋风分离器把空气和物料分离,空气从顶部排出,而物料从底部进入料斗内。包括转动电动机、环形鼓风机、空气吸入管、输送管、吸入嘴、分离板、控制板、装料储槽等。压送式供料系统:利用风力将塑料压入输送管道,再经过旋风分离器把空气和物料分离,空气从顶部排出,而物料
16、落入料斗内。包括转动电动机、环形鼓风机、空气吸入管、输送管、吸入嘴、分离板、控制板、装料储槽等。螺旋管式供料系统:用钢丝制成的螺旋管,电机驱动钢丝高速旋转,将物料输送到输送管道,物料进入料斗内。包括输送料的旋转弹簧、输送管、电动机、滑槽、料位控制限位开关等。7、干燥系统的作用是增进塑料表面光泽,提高抗弯曲强度和拉伸强度,避免塑料内部的裂纹、水份和气泡,提高塑化能力,缩短成型周期。热风式干燥料斗是利用普通热风除去原料附着水份和湿气,并向塑化料筒内连续供料。在热风式干燥料斗内,常有磁力隔。可有效防止铁等金属进入塑化料筒内,以保证机器安全工作。加压热风干燥料斗是通过料斗底部的加压通风室向上鼓热风(干
17、燥空气),热风流过一个锥形筛网,使干燥的空气沿着整个直径均匀分布,物料落到分流锥上均匀分布。热风通过狭窄物料塔向上流动,吸出物料颗粒水份并予以加热。将返回的空气送回干燥器中。抽湿干燥设备:对于PC、PA、纤维素等塑料有极高吸湿性,水份渗入这些材料表面形成分子键,使水份存在塑料内部深处,单靠上述热风干燥料斗的热气不足以使之干燥。包括生产空气除湿装置、再生空气除湿装置、生产空气加热器、再生空气加热器、生产空气风机、生产空气安全恒温器、再生空气风机、再生空气滤袋、上空气方向控制阀、下空气方向控制阀、通向大气的再生空气排放孔等。强制加料装置:由于物料的应力分布、料斗的几何形状以及进料口的加热与冷却设定
18、不当,会造成料斗“堵塞”或“架桥”或“管穴”现象,最终影响制品质量。为了克服自重加料的缺点,在注塑机上常采用强制加料的办法。采用螺旋转动式或电磁振动式强化螺杆进料段的物料输送。混合加料装置:将物料和色料分别按比例自动送入混合料斗内进行搅拌,使制品色调均匀和谐。包括原料料斗、色母料斗、料位控制器、DC变速马达、AC马达、搅拌器、混合器等。,八、注塑机辅助系统(三),8、机械手与注塑机的动作配合,对成型好的制品快速取出。机械手具有“快拿轻放”、高效、稳定、持续的动作特点。选择机械手时注意以下技术规范:控制系统及电源;气压范围;横向取出行程;机身稳定程度;机械手与注塑机的总高度;垂直取出行程;塑料制
19、品拉出行程;行程速度;成品脱模与机械手的配合。机械手分数控式机械手和气动式机械手。9、模具恒温机在持续生产过程中,克服弯曲凹陷、熔痕、裂纹等缺陷,模具温度的恒定是很重要的,能改善成型产品的光泽,稳定产品的质量。热电耦检测模具的温度,经过处理控制后,实现闭环调节。包括温度检测元件、控制器操作台、加热装置等。10、粉碎机用于粉碎各种塑件、料头、浇口、废料,以达到塑料的再生利用,从而降低生产成本。11、冷水机用于冷却塑料模具、注塑机液压油、料筒进料口等,提高生产效率和稳定塑料制品的质量。热电耦检测模具的温度,经过处理控制后,实现闭环调节。包括温度检测元件、控制器操作台、冷却装置等。,注塑机基本动作,
20、注塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品,被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性,生产能力较高,并易于实现自动化。在塑料工业迅速发展的今天,注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位,从而成为目前塑料机械中增长最快,生产数量最多的机种之一。我国塑料加工企业星罗其布,遍布全国各地,设备的技术水平参差不齐,大多数加工企业的设备都需要技术改造。这几年来,我国塑机行业的技术进步十分显著,尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小,在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面
21、均取得显著改观。选择国产设备,以较小的投入,同样也能生产出与进口设备质量相当的产品。这些为企业的技术改造创造了条件。要有好的制品,必须要有好的设备。设备的磨损和腐蚀是一种自然规律,人们掌握了这种规律,就可以预防或减少设备的磨损和腐蚀,延长设备的使用周期,保证设备的完好率。为加强塑料机械的使用、维护和管理工作,我国有关部门已制订了有关标准和实施细则,要求各设备管理部门和生产企业对设备的管理和使用做到“科学管理、正确使用、合理润滑、精心维护、定期保养、计划检修,提高设备完好率,使设备经常处于良好状态。塑料注射成型技术是根据压铸原理从十九世纪末二十世纪初发展起来的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之
22、一。该法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料(约占塑料总量的1/3)。注塑成型机的工作原理: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。,注塑机过程控制流程图,一.锁模(Clamp),又名合模,或关模。在精密注塑中往往需要很高的注射压力,因而锁模力也需要相应的增大,否则会使塑件尺寸加厚或出现较大的飞边。使固定在动板(二板)上的公模具与固定在定板(头板)上的母模
23、具闭合,闭合结束,保持一定的高压状态,以防止高压快速射胶可能使模具张开而出现次品。常用油路的差动控制,以实现特快锁模。模分多段完成:快速锁模1、快速锁模2、低压锁模(低压保护锁模)、高压锁模;段分别有速度、压力百分比设定;各段有终止位置设定;快速锁模结束位置值设定为合模距离约20至30MM范围内;低压锁模结束位置值设定在模具刚合上时的实际数值;高压锁模终止位置值不得小于原点位置值;低压锁模保护时间设定为大于低压锁模段实际时间;特快锁模开起后,锁模速度倍增,小心使用此功能。,二.开模(Mould Opening),在射胶冷却完成以后,公模具与母模具分开,进入脱模过程。常用油路的差动控制,以实现特
24、快开模。一般开模分四段完成:开模前背压以及慢速开模、快速开模1、快速开模2、减速开模;段分别有速度、压力百分比设定;各段有终止位置设定;各段有开模背压百分比设定;开模前背压有速度、压力和延时时间设定;根据模具情况,适当调整上述1至5各设定参数值,使模具开模速度快,无机械声音,运动平稳,开模终止稳定以及重复性好;开模终止终止位置设定值不能大于开模最大行程值。,三.顶针(Ejector),又名托模,将模具上的制品托起,使之脱离模具的过程。顶针动作由顶针出和顶针进组成,顶针出分两段完成,顶针进也分两段完成;各段分别有速度压力设定;各段有终止位置设定;顶针模式有次数和震动两种方式供选择;若特别模具不用
25、顶针也可脱模,可关闭顶针;顶针次数:顶针顶出的数量;顶针停留时间:顶针顶出后到顶针开始后退的时间间隔,亦即顶针顶出后停留时间;震动顶针次数:顶针顶出一次,顶针前后震动的数量;震动顶针后退位置:震动顶针后退位置值不能小于顶出第一段结束位置值,也不能小于顶针进第一段结束位置值,且不能大于顶出第二段结束位置值;半自动时顶针停留:半自动条件下,模具脱模制品要求,顶针顶出取下模具制品后,进行下一周期。对这样的情况,将“半自动时顶针停留”置“开”;开模中顶针:在开模过程中同时进行顶针动作,亦即同步顶针;开模中顶针位置:开模到该设定位置时开始顶针动作。顶针进的第二段终止位置值不得小于原点位置值;一般设定为2
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