注塑系统知识分享

鲁智深

注塑系统的结构组成与工作原理
它主要由塑化装置（螺杆，机筒，喷嘴），料斗，传动装置，注塑油缸，射移油缸等组成，塑化装置和传动装置安装在注塑座上，注塑座借助射移油缸的推力，沿导轨（或导柱）往复运动，使喷嘴撤离或贴紧模具。

物料从料斗落入机筒的加料口，依靠螺杆的转动不断地向前输送，在机筒外部加热器和转动螺杆的剪切作用下，物料逐渐塑化，塑化的熔体被输送到螺杆前端，随着螺杆的转动，螺杆头部的熔体越积越多，压力也越来越大，在熔体压力的作用下，螺杆一边旋转一边后退，当螺杆前端的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，塑化计量完成。

注塑时，注塑油缸推动螺杆以一定的速度和压力前进，将螺杆头部的塑化好的熔体注入模具的型腔中，随后进行保压补缩，塑化注塑就完成了。

塑化装置
1、 螺杆
螺杆的类型
有通用型螺杆和专用性螺杆（如PVC螺杆等）；有单螺纹和双螺纹；有突变型和渐变型等分类。

螺杆的主要特征
A 作用原理方面：挤塑螺杆是在连续推物料的过程中将其塑化，并在机头处建立起相当高的压力，通过成型机头获得连续挤出的制品，挤出机的生产能力，稳定的挤出量，塑化均匀性是挤塑螺杆应充分考虑的主要问题，这将关系到挤出制品的质量和产量。而注塑螺杆按注塑工艺过程的要求完成对物料的预塑和对熔体的注射，并无稳定挤出的要求，

B 物料受热方面：物料在机筒中，除了受到在塑化时类似于挤塑螺杆的剪切作用而产生的热量外，预塑后的物料因在机筒内有较长的停留时间，受到较多外部加热器的加热作用，另外，物料以高速流经喷嘴而受到强烈剪切产生剪切热的作用。

C 塑化压力调节方面：在生产过程中，挤塑螺杆很难对塑化压力进行调节，而注塑机可以方便地通过背压进行调节，从而容易对物料的塑化质量进行控制。

D 螺杆长度变化方面：注塑螺杆预塑时边旋转边后退，使有效工作长度发生变化，而挤塑螺杆要求定温，定压，定量，连续挤出，挤塑时是定位旋转，螺杆有效工作长度不发生变化。

E 塑化能力对生产能力的影响方面：挤塑螺杆的塑化能力直接影响着生产能力，而注塑螺杆的预塑化时间比制品在模具内的冷却时间短就可，因此，塑化能力不是影响生产能力的主要因素。

F 螺杆头结构形式方面：挤塑螺杆头多为圆头或钝头，注塑螺杆头多为尖头，且头部有特殊结构，尖形螺杆头，主要用于加工高黏度，热稳定性差的物料，防止注塑时排料不干净而造成滞料分解。     

止逆环螺杆头，对于中，低等黏度的物料，为防止在注塑时，熔体回流，造成生产能力下降，注塑压力损失和保压困难，降低制品质量，通常使用带止逆环的螺杆头，

新型注塑螺杆
近年来，由于注塑机合模力的下降，普遍要求提高注塑机的加工能力，即在不改变合模力的情况下，提高螺杆的注塑量和塑化能力，为此，研制出了很多适应加工各种物料特殊形式的注塑螺杆，如波状型，销钉型，DIS型，屏障型的混炼螺杆，组合螺杆等，它们是在普通螺杆的均化段上增设一些混炼剪切元件，对物料提供较大的剪切力，而获得熔体温度均匀的低温熔体，可获得表面质量较高的制品，同时节省能耗。

机筒
1、 机筒加料口端面形状
有于注塑机多数采用重力加料，加料口的端面必须保证重力加料时的输送能力，为了加大输送能力，加料口应尽量增加螺杆的吸料面积和螺杆与机筒的接触面积，加料口端面形状有对称型的和偏置型的，对称型加料口，加料口偏小，制造容易，输送能力低；非对称型加料口，适合于高速喂料，输送能力高，但制造较困难。

2、机筒的壁厚
机筒壁厚在保证注塑压力下有足够的强度，还要具有一定的热惯性，以维持温度的稳定，一般机筒外径与内径之比为2∽2.5

3、 机筒的加热与冷却
加热方式多采用电阻加热，为了满足加工工艺对温度的要求，需要对机筒的加热分段进行控制，温控精度一般不超过5℃，对热敏性物料不超过2℃为好。
物料在注塑螺杆的熔融塑化中，剪切热比挤塑小，一般不设冷却装置，全靠自然冷却，为了保持良好的加料和输送作用，以防止机筒热量传递到传动部分，在加料口处设有冷却水套。

螺杆与机筒的强度
1、螺杆与机筒的材料
螺杆与机筒不仅受到高温，高压的作用，还受到严重的腐蚀和磨损（特别是加工玻璃纤维增强塑料）因此，必须选择耐高温，耐磨损，耐腐蚀，高强度的材料，（如采用38CrMoAlA氮化，双金属合金等）。

2、螺杆与机筒的载荷性质及强度
注塑螺杆不仅承受预塑时的扭矩，还要承受带负载的频繁启动，以及注射时的高压。机筒主要承受注塑时的高压，它们是在200℃左右的高温下工作。它们的强度要满足在此载荷下不疲劳破坏。

螺杆与机筒的径向间隙
螺杆外径与机筒内径之差，称为螺杆与机筒的径向间隙，如果这个值较大，则物料的塑化质量和塑化能力降低，注塑时熔体的回流量增加，影响注塑量的准确性。如果径向间隙太小，会给螺杆和机筒的加工和装配带来较大的困难。

喷嘴
喷嘴起连接注塑系统和成型模具的桥梁作用，喷嘴的结构形式的选择会直接影响到熔体的压力损失，熔体的温度高低，补缩作用的大小，射程的远近以及产生“流涎”与否等。 喷嘴的类型，可分为直通式，锁闭式及特殊用途喷嘴。

传动装置
螺杆传动装置的作用是为螺杆在加料预塑时提供所需的扭矩和转速。作为注塑机的传动装置，应满足以下要求：适应多种物料的加工和带负载的频繁启动；转速能方便地调节，并有较大的调节范围；各部件有足够的强度，结构简单，紧凑；具有过载保护功能；启动，停止及时可靠，保证计量准确。

1， 螺杆传动的型式，液压马达传动，可实现无级调速，结构简单可靠，调节方便，应用很广泛；也有电机，齿轮箱的传动，只能有级调速。

2， 螺杆转速，螺杆转速范围关系到加工物料和制品的范围，功率消耗，生产能力等，提高螺杆转速，是提高塑化能力的有效方法。

注射座
注射座是连接和固定塑化装置，注射油缸及射移油缸的重要部件。是注塑系统的安装基准。一般采用铸铁材料。