注塑机的结构组成

• 在生产过程中，注射螺杆 （或柱塞）在料筒内作往复运动并与料
筒的内壁呈间隙配合，料筒的制造精度要求很高，而且材料必须坚 韧、耐磨、耐腐蚀和耐高温。
• 料筒温度直接影响制品的质量。例如影响制品表面残余应力、收缩
率以及制品密度稳定性，后者现已成为衡量精密注塑制品质量优劣 的一个重要依据。
注射柱塞
• 注射柱塞是柱塞式注射装置塑化部件中的重要零件。 • 它的作用是把注射油缸的压力传递给塑料，并以较快的速度 将一定量的熔料注射到模腔内。 • 注射柱塞的行程乘以其截面积，决定了从料筒内注射出来的
冲压与塑压设备
注塑机的结构组成
第四章 注塑机
第一节
第二节 第三节 第四节 第五节
注射成形与注塑机
注塑机的结构组成 注塑机的传动与控制系统 注塑机的选择、使用及维护 其他注塑机简介
注射装置
• 注射装置是注塑机的一个重要组成部分，其作用是对塑料进 行塑化、计量、注射和保压。 • 目前，注射装置以柱塞式和螺杆式为主。
• 因为喷嘴内孔道的直径较小，所以，注射时它起到建立熔
料的压力、提高注射速率的作用，并由于使熔料产生剧烈
的剪切和摩擦，从而熔料得到进一步混炼、均化和升温。 • 喷嘴的结构形式较多，常用的可归为两大类型 ：开式和关 式。
开式喷嘴
• 图（a）为通用型，其特点是体短、结构简单、制造容易、 对压力的损耗小。 • 由于其外部不设加热器，与模具接触时很容易被模具冷却 ，使其前部的物料冷硬。
柱塞式注射装置工作原理
• 加入料斗6中的塑料粒料落入加料装置5的计量室7中，当注射油缸中的活 塞10前进时，推动注射柱塞8前移，与之相连的传动臂9带动计量室7同时 前移，从而将粒料推入料筒4的加料口中，加料口内的塑料在柱塞8的推 力作用下，依次进入料筒前端的塑化室。
柱塞式注射装置工作原理
• 依靠料筒加热器 3的加热，使塑料实现由玻璃态到粘流态的物态变化。 • 注射柱塞将料筒前端已成粘流态的熔料，通过喷嘴 1注入模具型腔内。
（又称压缩段）和均化段 （又称计量段）三段进行。
注射螺杆的型式
• 螺杆根据压缩段长度的不同，分为渐变型螺杆、突变型螺杆
和通用型螺杆，如图所示，图中 L1、L2、L3分别为进料段、
熔融段、均化段。
渐变型注射螺杆
• 渐变型螺杆如图所示，是指由进料段较深螺槽向均化段较浅
螺槽的过渡段较长，即长压缩段螺杆。
的塑料被分流梭分成薄层料流，其受到加热料筒 和分流梭两方
面的加热，从而缩短了塑化时间，提高了塑化能力，改善了塑化 质量。
注射螺杆
• 螺杆是螺杆式注射装置塑化部件中的重要零件。
• 从塑料进入料筒的塑化过程来看，经过了固体加料和输送、
压实和熔融、进一步塑化 （均匀化）和计量三个过程。
• 由此，通常设计螺杆按进料段 （又称固体输送段）、熔融段
通用注射螺杆
• 通用螺杆如图所示，其螺杆的熔融段长度介于渐变型和突变 型之间。 • 在注射成形中，经常需要更换塑料品种，为了减少频繁拆换 螺杆的繁杂劳动，生产中经常采用通用螺杆。 • 使用通用螺杆时，只需调整工艺条件 （如料筒温度、螺杆转 速、背压等）就可以满足不同塑料制品的加工要求，有较宽 的应用范围。 • 但对某些塑料而言，会降低塑化效率，增加功率消耗，使用 性能不 如专用螺杆。
柱塞式注射装置的特点
（2）注射压力损失大 • 因注射压力不能直接作用于熔料，而是经未塑化的塑料 传递，当料筒内部设置有分流梭 （塑化零件）时，熔料 还必须克服分流梭与料筒壁之间狭窄通道的阻力后才能
抵达料筒的前端，最后通过喷嘴及模具流道注入模腔，
造成很大的压力损失，模腔压力仅为注射压力的 25%～ 50%。
开式喷嘴
• 图（c）为小孔型开式喷嘴，此种喷嘴储料多和外部安置加
热器的加热作用，不易形成冷料，同时因口径较小，”流
涎”现象略有克服，射程远。
关式喷嘴
• 关式喷嘴关式喷嘴是专为杜绝 “流涎”现象而设计的。 • 这种喷嘴的通道只有在注射和保压阶段才是开放的，其余 时间为关闭状态。
• 另外有双阶柱塞式、螺杆柱塞式和双螺杆式等，因它们的应 用面不广泛，故此省略介绍。
柱塞式注射装置
• 如图所示，柱塞式注射装置由定量加料装置、塑化部件 （料
筒、柱塞、分流梭、喷嘴）、注射油缸、注射座移动油缸等
组成。
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
• 另外，在加工低粘度物料时，容易产生”流涎”现象，（
即预塑时或未注射时，熔料自喷嘴口处流出）。
• 故这种喷嘴一般用于塑料粘度高的情况。
开式喷嘴
• 图（b）为延伸型，它是在直通型的基础上增长了喷嘴体 的 长度，使其外部可以设电热圈，从而解决冷料问题，补缩 作用大，射程比较远，但”流涎”现象仍未克服。 • 主要用于成形厚壁制品及高粘度塑料。
置触动行程开关或位移传感器发讯，螺杆即停止转动和后退，到此塑化
程序结束，等待注射。
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
螺杆式注射装置的工作原理
• 注射时，压力油进入注射油缸，活塞推动螺杆按要求的压力和速度将熔料注 入到模腔内。 • 当熔料充满模腔后，螺杆对熔料继续保持一段时间压力。 • 保压的目的是防止模腔中的熔料反流，并向模腔内补充因制品冷却收缩所需 要的物料。 • 模腔内的熔料经过冷却，由粘流态回复到玻璃态，从而定型。
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
螺杆式注射装置的工作原理
• 随着料筒前端累积 熔料的增多，熔料压力逐渐增大。 • 当熔料压力达到能克服注射油缸活塞退回时的阻力 （由背压形成的）时 ，螺杆便开始向后退，进行计量工作。 • 螺杆背压形成的反推力迫使物料中的气体由加料口排除，并使得熔料密 度增加。 • 当螺杆前端达到所需要的塑料量时 （以螺杆后退一定位置计），计量装
• 它由料斗、塑化部件 （料筒、螺杆、喷嘴）、螺杆传动装置、注射油缸 、注射座、注射座移动油缸等组成。 • 料斗、塑化部件以及螺杆传动装置安装在注射座上。 • 注射座在注射座移动油缸的驱动下，使喷嘴与模具接触或离开。 • 螺杆的后端与注射油缸的活塞相连接。
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
塑料体积量。
注射柱塞
• 注射柱塞是一个表面光洁、硬度较高的圆柱体，其头部呈圆 形或大锥度的凹面，如图所示。 • 柱塞与料筒之间的配合要求是既不能漏料，又能顺利地作往 复运动。
注射柱塞
• 在柱塞式注射装置料筒内部的前端设置有一个零件，叫分流梭。
• 分流梭的结构如图所示，其形似鱼雷，上面有几根翅肋。 • 安装分流梭后，分流梭的翅肋与料筒壁接触，料筒的部分热量传 给分流梭，使其成为塑化零件。 • 分流梭与料筒内壁形成均匀分布的薄浅通道，注射柱塞挤压过来
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
螺杆式注射装置的优点
1. 塑化能力高螺杆式的塑化是靠外部加热器的供热和螺杆旋转对塑料 内部造成的剪切摩擦热的共同作用，因而塑化均匀性好，塑化效率 高，塑化量容易增大。加热器的温度比柱塞式的低。 2. 注射压力损失少因注射时，注射压力直接作用在熔料上，料筒内不 设置分流梭，因而也没有分流梭造成的阻力，在其他条件相似的情 况下，螺杆式注射装置可采用较小的注射压力。 3. 改善了模塑工艺，提高了制品质量增大了注塑机的最大注射量，并
柱塞式注射装置的特点
（3）不易提供稳定的工艺条件 • 柱塞在注射时，首先是对料筒加料区的松散固态塑料进行压实，然 后才能将压力传递给塑化后的熔料，将头部的熔料注入模腔。 • 即使柱塞匀速移动，熔料的充模速度也是先慢后快，直接影响熔料
在模内的流动状态。
• 每次加料量的不准确，对工艺条件的稳定和制品质量也会有影响。 此外，料筒的清洗比较困难。 • 柱塞式注射装置的结构简单，设备的制造费用低，因此在注射量较 低 （一般为 60 cm3以下）的注塑机上应采用较多。
料筒之间的间隙倒流，产生压力保持困难和实际注射量不准
确的现象。 • 止回环的功能类似单向阀，预塑时，止回环右边熔料压力大 于螺杆头部熔料压力，熔料顶开止回环不断流向螺杆头前端 聚集 ； • 注射时，螺杆前端熔料的压力升高，迫使止回环后移与止回 环座贴紧而将流道关闭，使熔料不能产生倒流。
螺杆头的结构
螺杆头的结构
• 图（a）为较简单的螺杆头部安装，也是最基本的螺杆端头形
式。 • 螺杆头呈圆锥尖头状是为了减少注射时熔料的流动阻力，防 止熔料停滞和分解。 • 螺杆头一般为可拆卸形式，这样便于安装其他一些零件。
螺杆头的结构
• 图（b）所示螺杆前端安装了止回环 1和止回环座 2，止回环 的作用是防止高压注射低粘度塑料时容易出现熔料沿螺杆与
• 其特点是塑化能量转换较缓和。 • 主要用于加工具有较宽软化温度范围、高粘度的非结晶性塑 料，如硬聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、 ABS等。
突变型注射螺杆
• 突变型螺杆如图所示，是指上述螺槽过渡段较短，即短压缩
段螺杆。 • 其特点是塑化能量转化较剧烈。 • 主要用于加工粘度低、熔点明显的结晶性塑料，如聚乙烯、 聚丙烯、聚甲醛、尼龙、含氟塑料等。
注射螺杆
• 螺杆的材质要求与料筒的相同。
• 针对磨损性物料 （如玻璃纤维增强塑料）和腐蚀性塑料 （
如硬质 PVC），设计有 PVC专用装置、 PC专用螺杆、双
金属螺杆、双金属料筒 （表层喷涂有抗腐蚀或抗磨损金属
材料）等。
螺杆头的结构
• 图（a）为较简单的螺杆头部安装，也是最基本的螺杆端头形
式。 • 螺杆头呈圆锥尖头状是为了减少注射时熔料的流动阻力，防 止熔料停滞和分解。 • 螺杆头一般为可拆卸形式，这样便于安装其他一些零件。
螺杆式注射装置
• 螺杆式注射装置是在柱塞式的基础上研究并发展的，应用十 分广泛，尤其大中型注塑机均采用螺杆式注射装置。
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
螺杆式注射装置
柱塞式注射装置的特点
（1）塑化不均 • 塑化能力受到限制由于靠料筒外部加热器的热量来使料筒内 部的塑料熔融塑化，而塑料的导热性较差，柱塞推挤塑料的 过程中对塑料又无混合作用，使塑料在料筒内呈”层流”状
态运动，造成靠近料筒壁塑料的温度高，塑化快，而料筒中
心塑料的温度低，塑化慢。 • 料筒直径越大，温差越大，塑化越不均匀，甚至出现内层塑 料尚未塑化好，而表层塑料已过热分解变质的状况。
螺杆式注射装置的工作原理
• 塑料由料斗落入料筒加料口，依靠螺杆的转动将料带入并沿 螺杆螺槽向前输送。 • 由于塑料在前进的过程中不断地吸收料筒外部加热器传递来 的热量，加上螺杆转动使塑料产生剪切热而进一步升温，塑
料逐渐熔融，而螺杆的转动对塑料起到良好的搅拌与混合作
用，因此到达螺杆头部，（即料筒的前端）时塑料已呈均匀 的粘流态。
• 图（c）所示为在螺杆的前端增设了一个混炼环 3，它一般 用于粗螺杆（80以上），以提高螺杆的塑化能力。 • 混炼环做成销钉型或屏蔽型可起到对未熔融塑料颗粒的过 滤、粉碎、细化、剪切、混炼等作用。
Biblioteka Baidu嘴
• 喷嘴是安装在料筒最前端的零件。 • 注射时，喷嘴与模具紧密贴合连接，料筒里的熔料经过喷
嘴的内孔道，注入模腔内。
扩大了注射成形塑料品种的范围，可以成形热敏性塑料和流动性差
的塑料以及大中型制品，并能对塑料直接进行染色加工，而且料筒 清洗较方便。
注射装置主要零部件-料筒
• 料筒是一个外部受热、内部受压的长筒状高压容器，塑料的塑化与 加压过程都是在料筒内完成的。 • 料筒壁较厚，因为除了需要满足强度的要求外，料筒应具有一定的 热容量，以保持料筒内物料温度的稳定。