油溫機(jī)如何配套注塑成型上使用

  科洛德精機(jī)為了更有系統(tǒng)性地了解選擇注塑機(jī)的各種程序，特撰寫以下的內(nèi)容與之詳敘一臺好的注塑機(jī)必須制造一致的塑件，并于下次重做定單時亦然。單以注射重量作選機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)是過份簡化，只用鎖模力也不足夠。本文說明選擇注塑機(jī)時要考慮的特性。注塑機(jī)特性分可量化的，及不易量化兩類。前者在注塑機(jī)規(guī)格表上找到，后者只能自己測量或從口碑得知�，F(xiàn)在只集中討論注塑機(jī)的可量化特性對選擇注塑機(jī)的影響。

   可量化特性可在海天注塑機(jī)的各種機(jī)型規(guī)格表上找到。在選擇時，這些特性應(yīng)作全盤考慮而并非個別考慮。每個特性的意義在本章說明。總的來說，本章教你看懂注塑機(jī)的規(guī)格表。規(guī)格表的大部份可量化特性是注塑機(jī)的大許可值。一般來說，你可用該值或較小的值。 

  1.1注射重量：注射重量是注塑機(jī)注射裝置的一個重要參數(shù)。它是選擇注塑機(jī)時常用的參數(shù)，也是關(guān)鍵的參數(shù)，以克（g）或安士（oz）表示（注：1克＝0.035蠱司  1蠱司＝28.35克）。這個參數(shù)雖然簡單易明，但亦容易被誤解。道理很簡單，當(dāng)選定了塑料后，注塑商便可確定塑件的重量，因此，他們?nèi)菀滓源俗⑸渲亓縼磉x機(jī)。

例如：賽鋼的比重是1．42，它在一臺注射重量(以PS算)227克的注塑機(jī)上

注塑。此機(jī)以賽鋼的注射重量應(yīng)為227g *1．42／1．05=307g克賽鋼。

現(xiàn)將常用塑料的比重（Vx）列于表2－3中。常用塑料密度（g/cm3）

  1.2注射量的確定：首先計算制品的重量：W＝制品重＋澆口系統(tǒng)重量，式中：（W=注射所需的重量）。在本公司的產(chǎn)品樣本上，所有實際注射量參數(shù)都是以聚苯乙烯作為例子來計算的，因此在實際情況中也分兩種情況來考慮。當(dāng)注塑制品是用聚苯乙烯（PS）制造時，注塑機(jī)應(yīng)具備的注射量為Wps；Wps＝（3～1.2）×（制品重＋澆口系統(tǒng)總重），

   1.3注射重量與注射容量的關(guān)系：注射重量并非注射容量乘以PS的比重：注射重量是測量出來的而注射容量是理論性的。注射容量乘以PS的比重較注射重量為大，因為注塑時塑料會流入料筒與螺桿的空隙裏。還有,止回閥需往後移動才抵達(dá)關(guān)閉的位置。所以油溫機(jī)廠商一般用注射容量作計算注射重量的起點(diǎn)，理論的注射重量=注射容量×原料的熔融密度×注射效率系數(shù)（一般取0.86）

  1.4選擇一臺足夠注射重量的注塑機(jī)：不應(yīng)選擇注射重量剛好等於塑件重量加流道塑料重量的注塑機(jī)。在要求不高的注塑中，如玩具人像：總重量應(yīng)是注射重量的85％；在要求高的注塑中；則用70％以下較好。（塑化較均勻，較不會有生料）

  1.5 注射重量過高或太小都不好：塑件及流道塑料的總重量一般是注射重量的30％到85％之間。下限是由於下以三種考慮：模板的彎曲；塑料在料筒的駐留時間及每公斤注塑件的耗電量。小的注塑件使用小的模具會使模板有過份的彎曲，使他撓起(影響產(chǎn)品品質(zhì))，甚至使模板破裂。用過大的注塑機(jī)注塑小的塑件，熔融駐留時間太長會引致塑料分解。

在料筒的駐留時間可以引用以下公式估計。 在料筒的駐留時間=(料筒內(nèi)塑料重量x注塑周期時間／每模注射重量。料筒內(nèi)的塑料重量大約是注射容量的2倍估計。  

  1.6螺桿直徑：在一臺機(jī)器的注射裝置上，很多廠商都提供多種螺桿直徑可選。螺桿直徑直接影響長徑比，注射壓力，及注射容量 (因此也影響注射重量)。

  1.7長徑比：螺桿有效長度與螺桿直徑之比為螺桿長徑比。若注塑機(jī)有可選的螺桿，螺桿長徑比是選擇過程的一個重要參數(shù)。一個22：1或更大的長徑比提供在螺桿的壓縮區(qū)較佳的混和及較均勻的加熱。要求高的注塑件，如注塑工程塑料，或在0．01毫米公差內(nèi)高精度的注塑，都該選大的長徑比。

  1.8注射壓力：螺桿為了克服溶料流經(jīng)噴嘴、澆道和模腔等處的流動阻力而在溶料上施加壓力;在注塑機(jī)規(guī)格表里的注射壓力是注射時料筒前端的壓力，而非油壓的壓力。注射壓力與油壓的關(guān)系是反比於螺桿橫切面面積與注射缸面積之比。

通常，注射壓力是高油壓的10倍左右。若注射裝置有螺桿可選，較小的螺桿直徑產(chǎn)生較高的注射壓力。較高的注射壓力有助於工程塑料的注塑。因為工程塑料粘度都較高，油溫機(jī)而粘度越高流動阻力就越大。對于某一種機(jī)型的一定螺桿，注射壓力是一定的。注射壓力設(shè)定如果過高，制品可能產(chǎn)生毛邊，脫模困難，影響制品的光潔度，制品產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力。

注射壓力過低，則易產(chǎn)生物料充填不滿模腔，甚至不能成型。一般加工精度低，流動性好的低密度如聚乙烯、聚酰胺之類的塑料，注射壓力可選小于或等于70－110Mpa：加工中等粘度的塑料如改性聚苯乙烯，聚碳酸酯等，形狀一般但有一定的精度要求的制品，注射壓力選100－160Mpa；加工高粘度工程塑料如聚砜、聚苯醚之類等，薄壁長流程，厚度不均和精度要求嚴(yán)格的制品，注射壓力大約在140－200Mpa；加工優(yōu)質(zhì)精密微型制品時，注射壓力可用到200－250Mpa以上。

表2－5列出了常用塑料注射壓力范圍。

  1.9 注射行程：在給定的螺桿直徑下，增加注射行程可以增加注射容量。但增加注射行程會增長注射時間，因此而增長注射周期。它亦降低有效螺桿長度，因此降低長徑比。高長徑比的優(yōu)點(diǎn)便失去了。從長徑比18：1的注塑機(jī)規(guī)格，統(tǒng)計顯示注射行程約是螺桿直徑的4倍。在長徑比增大時，注射行程可以適當(dāng)?shù)募娱L。一般注塑機(jī)的注射行程建議不能大于5.5D。選擇注塑機(jī)時必須注意，以過大的注塑行程爭取高的注射容量及重量其實是犧牲了注射時間及長徑比，產(chǎn)品前后注射的質(zhì)量差異大，

塑料的塑化不完全（內(nèi)有生料）。

   2.0注射容積：注射容積是理論性的，它等於螺桿的橫切面面積乘以注射行程。注射容積(厘米3)=(d2／4)×i；(d=螺桿直徑等于料筒內(nèi)孔直徑，i=注射行程以厘米計算)。由於溶融回流及止流閥的後移，實際注射容量約是理論的97％。從實際注射容量計算注射重量，油溫機(jī)應(yīng)考慮塑料在固態(tài)與溶態(tài)的比容積變化。一般情況下，實際重量為理論容積的85% X 比重（固態(tài)重量）

  2.1注射速度：在注塑機(jī)規(guī)格表里，注射速度是注射時螺桿的速度，它以厘米／秒計算。注射速度影響注射時間。注塑薄壁件時需要高的注射速度，以防止模腔未注滿時，溶融已冷卻凝固。通過控制壓力油的流量，注塑機(jī)都可在注射時有多段注射速度。恒速前緣理論指出的注塑是當(dāng)溶融前端在模腔內(nèi)以恒定的速度前進(jìn)。因模腔的斷面面積并不一致，注射時需要多段射速來能達(dá)到恒速前緣流動。有些注塑機(jī)有多達(dá)10段的射速。

   有些注塑機(jī)可加蓄能器來加快注射速度。蓄能器在注射周期的低用油階段儲存高壓的壓力油，來給高用油的注射階段使用。它均化電馬達(dá)的負(fù)載及減低其過荷。雖然加大馬達(dá)及油泵(有些注塑機(jī)廠商提供的替代裝置)可以增加注射速度約25％，蓄能器一般能增加注射速度約3倍。注射速度越高，所需的液壓系統(tǒng)控制能力就要越高，否則會造成失控或不穩(wěn)定。

   一般來說，射速在150mm/S。以下的，可用一般開環(huán)控制。射速150mm/S到200mm/S。以下，用方向比例閉環(huán)控制，200mm/S。以上用伺服閥控制較好。有些客戶在選機(jī)器時，會要求多大的注射速度，但從本質(zhì)上來說，真正需要的是注射速率,因為從注射充填來說，產(chǎn)品要的是多少時間內(nèi)能完成充填。而在同樣的注射速度下，螺桿越小，注射速率就越小，反之則越大。

  2.2 注射速率：注射速率是指在單位時間內(nèi)從噴嘴射出的溶料量（容積）。其計算值是機(jī)筒截面積與速度的乘積。有些注塑機(jī)油溫機(jī)廠商在規(guī)格表里不用注射速度而用注射速率。注射速率是螺桿在注射時每秒射出的最大容量·它以cm3／秒或以G/S計算。注射速率=注射速度×3．1416×(d／2)2×原料的熔融密度×注射效率系數(shù)(d=螺桿直徑)注射速率低，溶料充模時間長，制品易殘生冷接縫、前后密度不均、應(yīng)力大等弊病。

注射制品，同時高速注射時，可采用低溫模具，縮短成型周期，在不形成過填充的條件下，高速注射也能使所需的合模力減少。但注射速度過高，溶料經(jīng)澆口等處時，產(chǎn)生較大的剪切熱，易形成不規(guī)則的流動、物料燒焦以及吸入氣體和排氣不良等現(xiàn)象，同時在一般開環(huán)控制下，高速注射也不能保證注射與保壓穩(wěn)定的切換，形成不穩(wěn)定而使制品出現(xiàn)溢邊或缺料。注射速率的最低要求是：在塑料通道未凝固前，充填完成。

  2.3螺桿轉(zhuǎn)速：螺桿轉(zhuǎn)速是以轉(zhuǎn)／分（rpm）表示的一個上下限。螺桿轉(zhuǎn)速不及螺桿表面速度重要。兩者與螺桿直徑關(guān)連。螺桿表面速度(cm／min。)=3．1416×螺桿直徑(cm)x螺桿轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)／分)。每種塑料都有它的推薦最高螺桿表面速度（線速度），不應(yīng)超越。如硬性眾氯乙烯叫PVC)的表面速度不應(yīng)超過12 m／分種，聚丙烯PP可達(dá)60 m/min。，PC可允許30 m/min。

  在同一臺注塑機(jī)上，配的是固定的液壓馬達(dá)，一般的設(shè)計慣例是低粘度材料，大小螺桿都有足夠的扭力（PP，PS，PE等低粘度牌號），較高粘度的材料，A，B螺桿可適用（ABS，TPR等，某些高粘度材料，只適用A螺桿（PA，PC，PET，PMMA等）。另外，長徑比越大，所需的扭力也越大。

  2.4塑化能力：塑化能力是一臺注塑機(jī)在最高螺桿轉(zhuǎn)速及零背壓下於單位時間內(nèi)能夠均勻地塑化或提升到均勻的溶化溫度的一般硬膠(PS)重量。單位以克/秒,或kg/ hr.表示.塑化能力(kg/hr.) = 1.29 ×D2 × h1 ×密度 ×  rpm × 60 ÷1000 ×效率D = 螺桿直徑(cm), h1 = 計量段深度(cm), 

   2.5 鎖模力：（又稱合模力）市面上注塑機(jī)的重要參數(shù)，即注塑機(jī)施加于模具的夾緊力。鎖模力與注射量一樣，在一定程度上反映了機(jī)器加工制品的能力的大�。徊⒂脕碜鳛楸硎�油溫機(jī)規(guī)格的大小的主要參數(shù)；現(xiàn)在大多數(shù)注塑機(jī)廠家都以鎖模力(噸)來作為機(jī)器型號命名。機(jī)器在選型時應(yīng)盡量使用在鎖模力以下的數(shù)值。足夠的鎖模力與模腔的投影面積成正比，模腔投影面積是模腔投影在模具分離面的面積。

需要注意的是：鎖模力不足，會使制品在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生飛邊（披鋒）或不能成型；而如果鎖模力太大，造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，如果合模力及模板遠(yuǎn)大于模具所需，會使模板變型量加大，而使機(jī)器及模具壽命降低。一般合模力的標(biāo)示，用公噸(等於1000公斤)或千牛力來表示，1公噸約等于10千牛。鎖模力的估計有以下幾種方法。  

   根據(jù)注塑制品在模板（頭板或二板）上的垂直投影面積，計算鎖模力F:鎖模力（噸）＝模內(nèi)壓力（kg/cm2）X制品的投影面積（cm2）÷1000即 F＝P X.S式中 F= 鎖模力（t） S－制品在模板的垂直投影面積（cm2） P－模內(nèi)壓力（kg/cm2）。