第一章注塑机工作原理及结构一、注塑机工作原理注塑成型机简称注塑机，其机械部分主要由注塑零件和合模零件构成。

注塑零件主要由料筒和螺杆及注射油缸构成表示如图1-19 所示。

注塑成型是用塑性的热物理性质，把物料第一节注塑机工作原理图 1-19注塑成型原理图1－模具2－喷嘴3－料筒4－螺杆5－加热圈6－料斗7 －油马达8－注射油缸9－储料室10－制件11－顶杆从料斗加入料筒内，料筒外由加热圈加热，使物料熔融。

在料筒内装有在外动力油马达作用下驱动旋转的螺杆。

物料在螺杆的作用下，沿着螺槽向前输送并压实。

物料在外加热和螺杆剪切的两重作用下渐渐的塑化、熔融和均化。

当螺杆旋转时，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下把已熔融的物料推到螺杆的头部，与此同时，螺杆在物料的反作使劲作用下向退后，使螺杆头部形成储料空间，达成塑化过程。

而后，螺杆在注射油缸活塞杆推力的作用下，以高速、高压，将储料室的熔融料经过喷嘴注射到模具的型腔中。

型腔中的容料经过保压、冷却、固化定型后，模具在合模机构的作用下，开启模具，并经过顶出装置把定型好的制件从模具顶出落下。

塑料从固体料经料斗加入到料筒中，经过塑化熔融阶段，直到注射、保压、冷却、启模、顶出制品落低等过程，全部是按着严格地自动化工作程序操作的，如图1-20 所示。

闭模注射座行进注射保压制品顶出启模冷却退回塑化塑化退回固定塑化注射座动作选择图 1-20注塑机工作程序框图第二节注塑机构成注塑机依据注塑成型工艺要求是一个机电一体化很强的机种，主要由注塑零件、合模零件、机身、液压系统、加热系统、冷却系统、电气控制系统、加料装置等构成，如图1-21 所示。

注塑零件合模零件机身注塑液压系统机冷却系统润滑系统螺杆料筒塑化妆置螺杆头注射座喷嘴注射油缸螺杆驱动装置注射座油缸合模装置调模装置制品顶出装置泵、油马达、阀蓄能器、冷却器、过滤装置管路、压力表入料口冷却、模具冷却润滑装置、分派器动作程序控制；料筒温度控制；泵电机控制电器控制系统安全保护；故障监测、报警；显示系统加料装置机械手图 1-21注塑机构成示图第二节注塑机结构注塑机整体结构企业当前主力机型为HTFX系列，该机型主要可分为注射部分（01部分）、合模部分（ 02 部分）、安全防备门（ 03 部分）、液压传动部分（04 部分）、润滑部分（ 05 部分）、电器控制部分（ 06 部分）和机身部分（ 07 部分），括号内为企业内部简称。

注射部分该部分功能要求在规定数目的塑料平均地熔融度，以必定压力和速度将熔料注射到模具成型腔内，并对其压力保持。

按注射、储料结构准时间内将规塑化到成型温能够分为柱塞式、螺杆式和复合式（双料筒，螺杆储料，柱塞注射），此中螺杆式传输效率高、结构简单，是最为宽泛应用的一种，企业采纳既是该种结构，如图（）。

图（）该部分可分为塑化组件、注射油缸组件、预塑组件、料斗组件、注射座及射座油缸组件。

塑化组件结构如图（）所示，主要有⑤喷嘴（01-01 ）、⑧前机筒（01-02 ）、⒃螺杆头（01-03）、⒄止逆环（01-04 ）、⒅推力环（01-05 ）、⑦料筒（ 01-06 ）、⒆螺杆（ 01-07 ）和⒅混炼环（ 01-09 ）。

经过对料筒加热，螺杆旋转，将原料从下料口输送到料筒前端并熔融，接着将螺杆向前推动，使熔融态的塑料经喷嘴射入模具成型腔内。

图（）下边对中心零件螺杆作简单介绍：以传统三段式单棱螺杆，如图（）所示：图（）L：螺杆有效螺纹段总长， D S：螺杆直径， L3：计量段长度，L2：压缩段长度， L1：加料段长度， h3：计量段螺槽深度， h1：加料段螺槽深度， s：螺距， e：螺棱宽度，θ：螺纹升角。

螺杆直径 D S：从保证注塑机的主参数──注射量V 来确立螺杆直径 D S，进而再校核其塑化能力（单位时间塑化塑料的能力）；注射量 V 是螺杆的截面积与注射行程之积，注射行程一般4D S～5D S，现取 4D S计算。

V=π/4 ×D2s×4D S×α =π× D3s×αVD S=3式中α为注射系数，依据塑料种类和螺杆结构来确立，一般取值范围～，往常取。

螺杆有效螺纹总长L（长径比 L/ D S）和分段长：螺杆预塑时要发生轴向位移，因此开始进入和最后进入塑料经过螺纹长度不一样，为保证获得等温均质的熔体，关于通用型螺杆，螺纹段总长一般选用18～22 D S，从前考虑成本问题，介绍取小值，但近来更多考虑整体成效，长径比有加大趋向，比如企业大型机上有些达到25，一般习惯选 20D S 左右，计量段L3取 20～30%L，压缩段 L2=20～30%L，加料段 L1=50～60%L。

螺槽深度 h3和螺杆压缩比 i ：计量段螺槽深度是由加工塑料性能及塑化时压力等要素所定，是螺杆的重要参数之一，螺槽浅，剪切热大，工作稳固性较好，但在其余条件不变状况下，塑化能力较低，通用型螺杆 h3一般取～（小直径螺杆取大值）。

较大螺杆的螺槽深度一般不宜超出 6mm。

螺杆压缩比约为加料段深h1与计量段 h3之比（压缩比 i ），小压缩比有益于提升塑化能力，而剪切塑化成效较差，在工艺上对背压调理反应较为敏感，通用型螺杆压缩比一般为2～，往常取，即加料段深为 h1=。

因为加料段为螺杆底径最小，进而一定对其校合剪切应力τ，τ<τ0。

经计算得 h1<D S /2-[2T/ πτ0] 1/3，T 取预塑马达的最大扭距。

螺棱宽度 e：一般取～，在保证螺棱强度的条件下， e 值取小些，因为比较大的 e 值不只占有一部份螺槽容积，并且增添螺杆的功率消耗，简单惹起物料的局部过热，自然 e 值也不可以过小，不然会削弱螺棱的强度，增大漏流量，进而降低生产效率，特别对低粘度塑料更为显然。

螺纹升角θ确实定：依据威望机构实考证明，要达到最正确螺纹副输送物料能力，比较合理的螺纹升角为17°20’～ 19°, 风趣的是，当螺纹导程（单头螺纹即为螺距）等于螺杆直径 D S时，这样θ角可用下式解得为°，进而设计上一般螺距s 取为 1 D S。

tg θ=θ=arctg sD ssD sθ=arctg 1≈°若 s=D S，即螺距等于螺杆直径。

螺杆与料筒空隙：从固体输送理论考虑，小的空隙能提升输送效率，但要提升精度增添制造成本，并且小的空隙会使磨损加剧，一般我们将空隙控制在 D S。

企业一般在每种吨位注塑机都配有三根或四根直径不一样的螺杆，以供给多种不一样的注射量和注射压力来知足用户对不一样产品的要求。

能加工 PP、PE、PS、ABS等多种塑料。

因为螺杆处于比较恶劣的条件下工作，它不单要蒙受注射时的高压，同时还要经受熔料的磨蚀作用和预塑时的屡次负载启动，注射螺杆的磨损是相当严重的，关于小直径螺杆也常会发生疲惫断裂破坏，因此螺杆资料要采纳耐磨蚀，高强度，传统采纳优良合金钢并经整体热办理，表面硬化、防腐办理，或采纳双金属资料，螺杆加工表面要求优秀的光洁度；螺杆头部还有螺杆头、推力环、止逆环、混炼环等零件，依据其工作状况，相同采纳优良合金钢并经整体热办理，表面硬化、防腐办理。

注射油缸组件结构如图（）所示，主要零件有射台前板， 1 注射缸后盖， 3 注射活塞， 4 注射活塞杆， 5 注射油缸筒， 6 导向套， 8 注射缸前盖， 9 端盖， 11 射胶杆紧母， 14 压盖， 17、18、19、22、23、24、25 为油缸密封件（ O型圈、 Y 型圈、防尘圈、活塞环等）。

企业采纳双缸均衡注射，既有二个注射油缸推动螺杆实现注射，该结构注射压力高，结构紧凑，注射安稳。

当注射活塞右方油缸筒内通压力油时，带动预塑座（射台后板），将螺杆向左方行进，图示地点为注射到极限地点。

当活塞左方油缸筒内通压力油时，带动预塑座向右退，既为射退动作（倒索功能）。

当预塑时，跟着原料的向前输送，螺杆带动预塑座向右退后，经过控制活塞右方油缸筒内的油液压力来实现预塑背压。

此外，企业有些机型在活塞左方也设计活塞杆，一般直径较注射活塞杆大，既所谓的注射双出杆，此方法能有效提升注射速度和油缸的导向精度。

图（）预塑组件结构如图（）所示，主要零件有射台后板，预塑马达，1 联轴节， 3 推力轴承， 5 向心轴承， 6 圆锥滚子轴承， 13 轴承迫母，16 油封盖， 17 骨架式油封。

企业采纳低转速大扭距液压马达直接驱动螺杆，采纳一线式排布，结构简单，同轴度好。

图（）注射座组件结构如图（）所示，主要零件有 2 射台前板， 3 前板盖，5 射台后板， 6 液压马达连结法兰， 7 液压马达， 9 导杆支座， 10 定位轴， 11 射台导杆， 12 导向套， 13 导杆支座， 14 定位挡块， 19 射台调理螺丝等。

该结构简单靠谱，能保证射台前板与射台后板优秀的齐心度，并带有水平、垂直地点调理的微调装置，以便喷嘴与模具优秀对中。

大机采纳拖板式结构，承载能力大，如图（）所示。

并配有射座旋转装置，可使料筒水平向转过必定角度后，避开头板，直接拆装螺杆组件。

图（）图（）料斗组件既为料筒的进料暂存筒，其容积往常为注塑机1～2 小时的用料量即可。

企业在中大型机器上配置了带烘干功能的干燥料斗，并带真空自动吸料机。

注射座油缸组件既为注射座的牵引机构，保证注射时注射座的喷嘴与模具的进浇口密切接触，不漏料，企业小机采纳单油缸，中大机采纳双油缸，牵引力大且均衡性好。

合模部分该部分功能是：迅速安稳地操控活动模板，用来开启和闭合成型模具，要求足够大的模板面积、足够长的模板行程及模板开距；足够的锁模力和机构钢性保持模具闭合，不使模腔内的高压熔融塑料外溢而造成飞边等缺点。

（机构钢性的倒数为机构内各零件钢性的倒数和）该部分按实现锁模力的方式分为机械式、液压式和液压- 机械复合式，企业 HTK系列采纳液压式合模机构， HTFX系列属于液压 - 机械复合式，我们称其为斜排五支点内卷式双曲轴合模机构，既用较小合模油缸产生的推力经曲轴连杆机构放大达到足够的锁模力，并且机构自己能实现活动模板慢 - 快- 慢的运动特征，模具锁紧后机构自锁（即便撤掉合模油缸推力，模具仍旧锁紧）。

结构如图（）所示。

图（）依据活动模板行程与油缸活塞行程的比值（行程比）大小，大于1，称其为增速型；小于1，称其为扩力型。

一般小型机采纳扩力型，扩力比24～30，行程比～，机构受力小，简单达到锁模力要求，使用寿命长；中大型采纳增速型，行程比一般～之间，机构轴向长度小，重量相对轻，结构紧凑，钢性好，模板速度快，实现更低能耗、更高效率。

因为合理的利用了曲轴连杆的机械特征，该种合模机构与液压式比较特色见表（），国内中大型机器大部分厂家采纳液压机械式机构。

液压机械式全液压式移模速度速度是变化的，不简单控制速度可设定为常数，易控制移模力，锁与构件资料、尺寸、质量、速度有移模力和锁模力为常数模力关，与肘杆机构行程地点相关自锁性合模后肘杆机构进入自锁不可以自锁系统刚性较强，同意适当短时间超载工作较弱，超载时制品易形成毛边机器能耗较低较高结构特色需设调模装置，零件多，精度要求结构简单，零件少，行程大，高，结构复杂，行程短，机身长机身短模具适应性调模要求高，模具平行度要求严好全机成本较低高特别注射工较差好艺液压系统一般压力高，耗油量大，元件多，系统复杂表（）合模部分按功能可分解为：曲轴模板连结组件、调模装置组件、锁模油缸组件、顶出组件、机械保险组件、二板滑块及尾板滑座组件。