摘要： 本文對注塑機(jī)的工作原理進(jìn)行了簡單的介紹，并借鑒螺桿頭部常用的幾種結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)了帶有止回環(huán)、止回環(huán)座和銷釘型混煉環(huán)的螺桿前端頭部結(jié)構(gòu)，使螺桿對熔料的塑化能力進(jìn)一步得到提高。
注塑成形是以一種高壓高速的形式將熔料注入閉合的模具型腔中，經(jīng)冷卻定型后，得到與模具型腔一致的塑料制品的成型方法。用來成型幾乎所有的熱塑性和某些熱固性塑料制品的機(jī)器叫塑料注塑成形機(jī)，簡稱為注塑機(jī)，它可以一次注射成形出質(zhì)量較高、形狀復(fù)雜的塑料制品。隨著注塑制品應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，注塑成形工藝技術(shù)也在不斷發(fā)展，注塑機(jī)的類型也在持續(xù)增加。根據(jù)注塑機(jī)注塑裝置與合模裝置的軸線排列方式不同可以分為臥式注塑機(jī)、立式注塑機(jī)和角式注塑機(jī)，也可根據(jù)螺桿的形式不同分為螺桿式和注塞式兩大類， 以及根據(jù)成形制品精度高低及成形工藝方法等來分類 [1]。
1 注塑機(jī)的工作原理
注塑過程必須要求塑料以熔體狀態(tài)進(jìn)入閉合模具模腔， 并且要保證塑料熔體應(yīng)具有足夠的壓力和流速，以保證能及時充滿模腔，各種注塑機(jī)由于其結(jié)構(gòu)不相同，導(dǎo)致注射成形的動作可能不同。現(xiàn)以所示的螺桿式注塑機(jī)成形過程來說明注塑機(jī)的工作原理，首先將注射模具合模，固體塑料粒通過料斗進(jìn)入料筒的末端，借助于螺桿的推力和剪切力將固態(tài)塑料塑化成熔融狀態(tài)；其次在注射油缸的推動下，料筒前端噴嘴將熔融的物料注射到模具中，當(dāng)熔料充滿模腔被壓實(shí)后， 螺桿不動，模腔保壓補(bǔ)料；最后待制品冷卻后，注射裝置后退， 開模取出制品，清理閉合模具，為下一次注射做準(zhǔn)備 [2]。
注塑機(jī)的動作過程總結(jié)為：料斗進(jìn)料——螺桿塑化—— 注射噴嘴前進(jìn)——注射——保壓補(bǔ)料——預(yù)塑——噴嘴后退——冷卻——開模取制件——清理閉合模具（為下一次注射做準(zhǔn)備）。
2 螺桿頭部混煉環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑裝置的零部件包括料筒、注射柱塞（螺桿）、噴嘴和螺桿傳動裝置等，其中注塑螺桿是螺桿式注射裝置塑化部件的重要零部件，主要由進(jìn)料段、熔融段、均化段和頭部結(jié)構(gòu)組成。螺桿頭部的幾種結(jié)構(gòu)，一般將螺桿頭部制造成可拆卸的形式，這樣便于安裝和更換零件，如圖 1 所示。（a）為較簡單的螺桿頭部基本形式，圓錐形的螺桿頭部是為了減少注射時熔料的流動阻力，防止熔料停滯使溫度升高而引起分解現(xiàn)象。（b）與（a）不同之處在于安裝了功能類似與單向 閥的止回環(huán)和止回環(huán)座，目的是在高壓注射低粘度熔料時， 防止出現(xiàn)熔料沿螺桿和料筒之間的間隙倒流，進(jìn)而影響注射壓力和注射量的準(zhǔn)確性。（c）相較于（b）又增設(shè)了提高螺桿塑化能力的混煉環(huán) [1]。
1-止回環(huán)；2- 止回環(huán)座；3- 混煉環(huán)
圖 1 注射螺桿頭部結(jié)構(gòu)常用的三種形式
圖 1 是注射螺桿頭部結(jié)構(gòu)常用的三種形式，綜合比較（a） 結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，同時會引起熔料的倒流，影響注射壓力和質(zhì)量；（b）可以防止倒流現(xiàn)場產(chǎn)生，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；（c） 加了提高塑化能力的混煉環(huán)。結(jié)合圖 1 三種螺桿頭部的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，如圖 2 所示，該結(jié)構(gòu)不僅帶有防止熔料倒流的止回環(huán)，還有混煉環(huán)。預(yù)塑時，均化段的熔料壓力大于止回環(huán) 1 左邊螺桿頭部的壓力，熔料頂開類似單向閥功用的止回環(huán)，并不斷向螺桿頭部前端聚集；注射時，由于螺桿頭部熔料壓力升高，迫使止回環(huán)后移與止回環(huán)座 2 貼緊，使熔料通道被關(guān)閉， 進(jìn)而防止倒流?；鞜挱h(huán)與圖 1（c）不同的是，此處將混煉環(huán)上的銷釘不是沿圓周分布，而是成傾斜狀、且與螺桿螺紋成反向分布。即若螺桿螺紋是右手螺紋，則混煉環(huán)上的銷釘則分布成符合左手螺紋定律，這樣不僅能對未熔融的塑料顆粒起到過濾、粉碎、細(xì)化、剪切的作用，而且能較大程度上提高螺桿的塑化能力 [3]。
1- 止回環(huán)；2- 止回環(huán)座；3- 混煉環(huán)
圖 2 注射螺桿頭部結(jié)構(gòu)分析圖
3 結(jié)束語
螺桿式注塑機(jī)相較于柱塞式注塑機(jī)，具有塑化能力高， 注射壓力損失少等優(yōu)點(diǎn)。為了提高螺桿的塑化能力，可以增設(shè)螺桿頭部的混煉環(huán)結(jié)構(gòu)。本文基于螺桿頭部常用的幾種結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)了帶有止回環(huán)、止回環(huán)座和銷釘型混煉環(huán)的螺桿前端頭部結(jié)構(gòu)，其中銷釘型混煉環(huán)螺桿頭的設(shè)計(jì)在原來沿圓周分布的結(jié)構(gòu)上做了修改，變成與螺桿螺紋反向排布的形式結(jié)構(gòu)。這樣可以對塑料顆粒進(jìn)行細(xì)化、剪切的同時，也可提高螺桿頭部結(jié)構(gòu)對熔料的塑化能力，但這種結(jié)構(gòu)的塑化能力到底提高了多少，需要進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。
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