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(tái)好的注塑機(jī)必須制造一致的塑件，并于下次重做定單時(shí)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(shí)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(duì)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(shí)，這些特性應(yīng)作全盤考慮而并非個(gè)別考慮。每個(gè)特性的意義在本章說明�？偟膩碚f，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(gè)重要參數(shù)。它是選擇注塑機(jī)時(shí)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(gè)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(tái)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(jì)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(shí)際注射量參數(shù)都是以聚苯乙烯作為例子來計(jì)算的，因此在實(shí)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(shí)，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?yàn)樽⑺軙r(shí)塑料會(huì)流入料筒與螺桿的空隙裏。還有,止回閥需往後移動(dòng)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(jì)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(tái)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(huì)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(shí)間及每公斤注塑件的耗電量。小的注塑件使用小的模具會(huì)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(shí)間太長會(huì)引致塑料分解。

在料筒的駐留時(shí)間可以引用以下公式估計(jì)。 在料筒的駐留時(shí)間=(料筒內(nèi)塑料重量x注塑周期時(shí)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(jì)。  

  1.6螺桿直徑：在一臺(tái)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(gè)重要參數(shù)。一個(gè)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(dòng)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(shí)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?yàn)楣こ趟芰险扯榷驾^高，油溫機(jī)而粘度越高流動(dòng)阻力就越大。對(duì)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(dòng)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(shí)，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(huì)增長注射時(shí)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(jì)顯示注射行程約是螺桿直徑的4倍。在長徑比增大時(shí)，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(shí)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(shí)是犧牲了注射時(shí)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(jì)算)。由於溶融回流及止流閥的後移，實(shí)際注射容量約是理論的97％。從實(shí)際注射容量計(jì)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(shí)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(shí)螺桿的速度，它以厘米／秒計(jì)算。注射速度影響注射時(shí)間。注塑薄壁件時(shí)需要高的注射速度，以防止模腔未注滿時(shí)，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(shí)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(shí)需要多段射速來能達(dá)到恒速前緣流動(dòng)。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(chǔ)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(huì)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(shí)，會(huì)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?yàn)閺淖⑸涑涮顏碚f，產(chǎn)品要的是多少時(shí)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(shí)間內(nèi)從噴嘴射出的溶料量（容積）。其計(jì)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(shí)每秒射出的最大容量·它以cm3／秒或以G/S計(jì)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(shí)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(shí)高速注射時(shí)，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(shí)，產(chǎn)生較大的剪切熱，易形成不規(guī)則的流動(dòng)、物料燒焦以及吸入氣體和排氣不良等現(xiàn)象，同時(shí)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(gè)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(tái)注塑機(jī)上，配的是固定的液壓馬達(dá)，一般的設(shè)計(jì)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(hào)），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(tái)注塑機(jī)在最高螺桿轉(zhuǎn)速及零背壓下於單位時(shí)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(jì)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��；并用來作為表示油溫機(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(hào)命名。機(jī)器在選型時(shí)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(huì)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(huì)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(jì)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(jì)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）。