注塑机结构与设计

注塑机的结构与设计要求

段安明

注塑成型技术系统培训教材

SANSEI精密注塑成形

注塑机的基本结构、类型、各部件的主要职能及主要技术性能参数

一、注塑机的组成

1．注塑机的组成简述

注塑机的基本要求是塑化、注射和定型。塑料的塑化是实现良好注射及保证成形制品质量的前提。为了满足成型要求，注射必须保证有足够的压力和速度。同时还必须要有足够大的锁模力。

作为注塑机必须具备下列基本职能：

A．对加工塑料实现塑化、计量并把熔料注入模腔的功能。

B．对成形模具实现启闭的锁紧的功能。

C．对成形过程中所需能量的转换和传递控制的功能。

D．对成形过程及工艺条件设定与调整的功能。

因此，注塑机主要由注射装置、合模装置、液压传动和电气控制系统组成。

（1）注射装置：注射装置的主要作用是使塑料均匀地塑化成熔融状态，并以一定压力和速度把一定量的熔料注入模腔中。因此，注射装置

必须具备塑化良好、计量精确的性能，在注射时对熔料提供足够的

压力和速度，并提供充足的保压压力和保压时间。

注射装置一般由塑化部件（机筒、螺杆、喷咀）等，加料部件（上

料系统、料斗等）计量装置、螺杆传动装置、加热冷却系统、注射

油缸、注射座及其移动油缸组成。

（2）合模装置：它的作用是保证成形模具启闭灵活、准确、迅速、安全

而可靠，当熔料注入模具时，合模装置要保证模腔严密闭合而不向

外溢料。合模结构应具备可靠的启闭动作，且有缓冲作用，合模及

开启中有变速调节要求，以防止损坏模具和制品，达到安全运行，

延长机器寿命。

合模装置由模板、拉杆、合模机构、调模机构、制品顶出机构和安

全门等组成。

（3）液压传动与电器控制装置：它的作用是保证注塑机能按工艺过程预定的要求（如压力、速度、温度、时间等）和成形周期中的动作程

序准确有效地进行工作而设置的动力和控制系统。

液压系统主要由油泵、油马达、压力控制阀、流量控制阀和方向控

制阀、液压辅助元件等到组成。

电气控制系统是由动力、动作程序和加热等控制组成。根据有无反

馈作用可把控制系统分为开环控制和闭环控制两种。根据控制类型

可分为：恒值调节系统、程序控制系统、连续控制系统和数字控制

系统等。

2．注塑机的分类

注塑机发展迅速种类较多，所以分类方法也是较多。

（1）按排列形式分类；主要是依据螺杆的轴线和合模装置的运动轴线来分类的。

A．卧式注塑机

B．立式注塑机

C．角式注塑机

D．多工位注塑机

（2）按塑化的方式分类

根据注射装置的塑化部件的不同结构，可分为：柱塞式注塑机和螺杆式注塑机。螺杆式注塑机的特点是塑化部件由机筒和螺杆组成，塑化物料的热量不仅来自机筒的加热，而且也来自螺杆转动所产生摩擦热和剪切热，注射过程也由螺杆来完成，所以螺杆塑化时一边转动一边计量，螺杆塑化能力大，塑化质量好。因此被广泛地应用。

（3）按机器加工能力分类

通用注塑机是指目前应用最广泛的，适用于热塑性、单螺杆、单工位、卧式的注塑机。通用注塑机的成型能力是由注射量和合模力所决定的。注射量是以最大理论注射容积来表示，合模力是由合模机构所能产生的最大模具合紧力来决定。

（4）按合模装置的特征分类

注塑机的合模装置有各种不同的结构特征，根据注塑机的合模装置传动部份特征可分为：机械式、液压式、液压机械式。

二、注塑机的主要技术参数

1.注射部份参数

A．注射量：它是注塑机的性能特征之一，在一定程度上反映了注塑机加工制品能力的大小，也标志着机器所能生产塑料制品的最大重量。根据定义和实际应用要求的不同，注射量可分为理论注射容积、理论注射质量、实际注射质量。

注塑机的注射量是由螺杆直径和行程决定的。

B．注射压力：注射时螺杆对机筒内物料施加的压力，它必须克服熔料从机筒流向模腔时所经过各种流道的阻力，给予熔料必要的速度，并对熔体进行压实。这种作用不仅与制品质量、尺寸精度等有密切关系，而且还受诸多因素如塑料种类、注射螺杆结构、加工温度等的影响。熔料流动长度及制品质量随压力的增加而增大，沿流动方向的收缩率则随注射压力的增加而减少。 C．注射速率：为了得到密度均匀、尺寸稳定的制品必须在较短的时间内充满模腔。注射速率与螺杆的移动速度成正比，与注射时间成反比。注射速率是单位时间内从喷嘴注射出的熔体质量。注射速率的理论值可由螺杆直径、注射速度、螺杆行程和注射时间等因素确定。

D．注射功率：在注塑成形周期中各阶段的动作所需的功率相差太大，注塑机液压系统的最大功率出现在注射阶段，此时的注射功率是由注射速度和注射压力所决定的。

E．塑化能力与回复率：塑化能力是注射装置塑化性能良好与否的重要标志，它与螺杆直径、螺杆长径比、螺杆转速及所加工的塑料性能等有直接的关系。

塑化能力是指注塑机在最高螺杆转速及零背压的情况下单位时间内能够均匀塑化塑料的能力。一般地说，螺杆计量段熔体输送能力是决定塑化能力的主要因素。

在整个注射周期中，螺杆的塑化能力应该在规定时间内，保证能够提供足够量的塑化均匀的熔料以备注射之用。螺杆的预塑化时间应小于制品的冷却时间，否则成形周期需要求的时间会因预塑化时间的延长而增加。

2．合模部份的参数

（！）合模力：在注射过程中合模装置用来抵抗模腔压力而对模具施以最大的

夹紧力称合模力。若合模力不足，则会导致制品出现飞边。合模力的大小决定于模腔压力和制品的投影面积。它受注射压力、保压压力、熔料温度、模具温度、浇口形状、制品厚度与形状等。通常模腔压力取注射压力的40-70%。

合模力是保证制品质量的重要条件,也直接关系到注塑机的整机尺寸和重量.

(2)合模装置的基本尺寸: 它关系到注塑机所能生产制品能力的大小.如制品的主要面积是由合模力和模具安装的位置决定的,而制品高度则受模板行程所限制.

A.模板尺寸和拉杆有效间距:是表示模具安装面积的主要参数.它决定

了模具的尺寸和制品的最大面积.

B.模板间距和模具高度。模板间距即最大开模距离，与模具高度（容模

厚度）是制品高度的特征参数。最大模厚与最小模厚之差称为调模量。

液压式注塑机的合模装置，动模板可以在油缸行程范围内的任意位置停止并施压，所以能适应不同的模具厚度。

3．机器技术经济性指标

注塑机的经济性是机器的成本低、效率高、而耗能低。其经济性指标是：机器的驱动、尺寸与质量的特征参数，包括移模速度、机器空循环次数、机器总功率、机器重量及外形尺寸等。

A．移模速度：动模板的移动速度称为移模速度，它是反映注塑机的工作效率的参数提高移模速度，能缩短成形周期，提高生产率。

B．机器空循环次数：是指每小时最高成形周期数，它和机器的塑化能力、塑料的种类、成形工艺条件、制品形状、模具结构、移模